真空ポンプ
【課題】ポンプ内部の温度をポンプ全体に亘ってより高温の一定温度（均一化）に維持して、ポンプ内部に生成物が発生して堆積することを簡易に防止する。
【解決手段】複数のポンプ室５０ａ〜５０ｆと、吸気側に位置するポンプ室に連通する吸気口５２ａと、吐出側に位置するポンプ室に連通する排気口５２ｂとを有するポンプケーシング５４と、両端を軸受で回転自在に支承されてポンプケーシングの長さ方向に沿って延びる回転軸５８と、各ポンプ室内にそれぞれ収容され、回転軸に連結されて該回転軸の回転に伴って回転する複数のロータ６０ａ〜６０ｆとを有し、ポンプケーシング５４は、回転軸と平行に該ポンプケーシングの長さ方向のほぼ全長に亘って延びる第１伝熱部材７２と、第１伝熱部材７２の排気口５２ｂ側の端部に近接した位置に位置して該ポンプケーシングの幅方向に延びる第２伝熱部材７４とを有する。
【解決手段】複数のポンプ室５０ａ〜５０ｆと、吸気側に位置するポンプ室に連通する吸気口５２ａと、吐出側に位置するポンプ室に連通する排気口５２ｂとを有するポンプケーシング５４と、両端を軸受で回転自在に支承されてポンプケーシングの長さ方向に沿って延びる回転軸５８と、各ポンプ室内にそれぞれ収容され、回転軸に連結されて該回転軸の回転に伴って回転する複数のロータ６０ａ〜６０ｆとを有し、ポンプケーシング５４は、回転軸と平行に該ポンプケーシングの長さ方向のほぼ全長に亘って延びる第１伝熱部材７２と、第１伝熱部材７２の排気口５２ｂ側の端部に近接した位置に位置して該ポンプケーシングの幅方向に延びる第２伝熱部材７４とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体、液晶、太陽電池、ＬＥＤ等の製造工程の一つであるＣＶＤやエッチングといったプロセスで使用される真空ポンプであって、ポンプ内部に昇華性ガスや腐食性ガスが流入するプロセスで使用される真空ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
真空ポンプを使用して真空チャンバ内に導入したプロセスガスを真空排気する場合、真空ポンプの真空チャンバに接続される吸気口付近は、真空チャンバの内部と同じ真空状態となり、真空ポンプの排気口付近は、大気に開放されてほぼ大気圧となる。また、真空ポンプの駆動に伴って真空チャンバ等の内部のプロセスガスを真空排気する際、排気するプロセスガスの圧縮工程でポンプ内部に圧縮熱が発生する。
【０００３】
特に、多段真空ポンプを使用して真空チャンバ等の内部を真空排気する場合は、１段目よりも２段目、２段目よりも３段目と、段数が増加するに従ってポンプ室の内部圧力が段階的に増加し、また、各段のポンプ室内で気体が圧縮されて圧縮熱が発生する。このため、気体（プロセスガス）は、各段のポンプ室内を段階的に加圧されながら移送され、この移送に伴って気体の温度も段階的に上昇する。しかも、同じポンプ室であっても、ポンプ室の吐出側に位置する気体の方が吸込側に位置する気体よりも圧力及び温度が高くなる。このように、多段真空ポンプを使用して真空チャンバ等の内部を真空排気する場合は、多段真空ポンプの吸気口に近い、低圧領域で低温となり、排気口に近い、大気圧近傍の高圧領域で局部的に高温となり易い。
【０００４】
ここに、例えば真空チャンバ内の排気に使用して、真空ポンプの内部に昇華性物質を含むプロセスガスが流入する場合、ポンプ内部の温度が昇華性物質の昇華曲線よりも低いと、ポンプ内部に流入したプロセスガスに含まれる昇華性物質が気体から固体となってポンプ内部に析出しポンプ停止の原因となる。
【０００５】
一方、ポンプ内部が局所的に高温となると、ポンプ内部に流入したクリーニングガスやエッチングガスによってポンプ内部が腐食されることがある。
【０００６】
なお、凝縮性気体や昇華性気体等の気体の排気に適するようにポンプ室の温度を高めに維持しつつ、潤滑油室の潤滑油の温度を低めに維持するのに有利で、潤滑油の蒸気化を抑えるため、相対的に温度が高めのポンプ室と相対的に温度が低めの潤滑油室との間に中空状をなす断熱用の中間室と、冷媒を通過させる冷却通路とを形成するようにしたドライポンプが提案されている（特許文献１参照）。
【０００７】
また、出願人は、耐食性や強度等を犠牲にすることなく、吸気側と吐出側の温度差を小さくして、ロータどうしやロータとケーシングとのクリアランスを精度良く管理して高い排気性能を得るため、軸体部（ロータ軸）の内部に軸方向に延びる軸孔を形成し、該軸孔内に、軸体部の材料より熱伝導率が高い材料、例えばアルミニウムからなる芯部を一体に埋設した回転式気体機械用ロータを提案している（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−１０５８２９号公報
【特許文献２】特開平１１−２３００６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来例は、そのいずれもがポンプ内部をポンプ全体に亘ってより高温に維持することで、ポンプ内に流入するプロセスガスに含まれる昇華性物質等に起因してポンプ内部に生成物が析出するのを防止しつつ、ポンプ内部が局所的に腐食温度以上の高温となることを防止するようにしたものではない。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みて為されたもので、ポンプ内部が局所的に腐食温度以上の高温となることを防止しつつ、ポンプ内部の温度をポンプ全体に亘ってより高温の一定温度（均一化）に維持して、ポンプ内部に生成物が発生して堆積することを、ヒータ等を使用することなく簡易に防止できるようにした真空ポンプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に記載の発明は、互いに連通して長さ方向に沿って延びる複数のポンプ室と、吸気側に位置するポンプ室に連通する吸気口と、吐出側に位置するポンプ室に連通する排気口とを有するポンプケーシングと、両端を軸受で回転自在に支承されて前記ポンプケーシングの長さ方向に沿って延びる回転軸と、前記各ポンプ室内にそれぞれ収容され、前記回転軸に連結されて該回転軸の回転に伴って回転する複数のロータとを有し、前記ポンプケーシングは、前記回転軸と平行に該ポンプケーシングの長さ方向のほぼ全長に亘って延びる第１伝熱部材と、前記第１伝熱部材の前記排気口側の端部に近接した位置に位置して該ポンプケーシングの幅方向に延びる第２伝熱部材とを有することを特徴とする真空ポンプである。
【００１２】
多段ポンプの各ポンプ室にあっては、排気口側に位置するポンプ室ほど、内部温度が順次高温となり、第１段のポンプ室が最も低温で、最終段付近のポンプ室が最も高温となる。また、同じポンプ室であっても、出口側に位置する領域の方が入口側に位置する領域よりも高温となる。このため、回転軸と平行にポンプケーシングの長さ方向のほぼ全長に亘って延びるようにポンプケーシングに配置した第１伝熱部材と、第１伝熱部材の排気口側の端部に近接した位置に位置してポンプケーシングの幅方向に延びるようにポンプケーシングに配置した第２伝熱部材を介して、ポンプ室を区画するポンプケーシングの熱を、ポンプケーシングの長さ方向及び幅方向の全域に亘って、より均一に分散させながら、高温側から低温側に効率良く熱を伝達することで、ポンプ内部が局所的に腐食温度以上の高温となることを防止しつつ、ポンプ内部の温度をポンプ全体に亘ってより高温の一定温度（均一化）に維持することができる。伝熱部材は、例えばアルミニウム、アルミニウム合金または銅等の伝熱性の良好な材料で構成される。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、互いに連通して長さ方向に沿って延びる複数のポンプ室と、吸気側に位置するポンプ室に連通する吸気口と、吐出側に位置するポンプ室に連通する排気口とを有するポンプケーシングと、両端を軸受で回転自在に支承されて前記ポンプケーシングの長さ方向に沿って延びる回転軸と、前記各ポンプ室内にそれぞれ収容され、前記回転軸に連結されて該回転軸の回転に伴って回転する複数のロータとを有し、前記ポンプケーシングには、前記排気口に連通するポンプ室の反ポンプ室側に隣接して該ポンプ室に連通する中間室が形成され、この中間室の内部には、該中間室内に導入されたプロセスガスの前記回転軸周りに沿った流路を形成する仕切板が設けられていることを特徴とする真空ポンプである。仕切板は、ポンプケーシングと一体に設けられても、ポンプケーシングと別部材として設けられてもよい。
【００１４】
前述のように、多段ポンプにあっては、最終段付近のポンプ室が最も高温となり、また、同じ最終段付近のポンプ室であっても、出口側に位置する領域の方が入口側に位置する領域よりも高温となる。このため、最終段のポンプ室から吐き出される高温のプロセスガスの一部を中間室内に導き、中間室内を循環させて最終段のポンプ室の入口側を高温のプロセスガスで加熱した後にプロセスガスを排気することで、ヒータ等を取り付けることなく、最終段のポンプ室の入口側を高温にすることができ、ポンプ内部の生成物の析出を抑えることができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、互いに連通して長さ方向に沿って延びる複数のポンプ室と、吸気側に位置するポンプ室に連通する吸気口と、吐出側に位置するポンプ室に連通する排気口とを有するポンプケーシングと、両端を軸受で回転自在に支承されて前記ポンプケーシングの長さ方向に沿って延びる回転軸と、前記各ポンプ室内にそれぞれ収容され、前記回転軸に連結されて該回転軸の回転に伴って回転する複数のロータとを有し、前記ポンプケーシングの端面には、該端面に隣接して配置されるサイドパネルとを仕切る端壁が設けられていることを特徴とする真空ポンプである。
【００１６】
このように、ポンプケーシングの端面に、該端面に隣接して配置されるサイドパネルとを仕切る端壁を設けて、ポンプ室内に配置されるロータの全てをポンプケーシングで覆うことで、例えば軸受を冷却する潤滑油等の伝熱で冷えたサイドパネルにより、ポンプケーシング内のポンプ室及びプロセスガスが冷却されて、生成物がポンプ内部に析出することを抑制できる。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、前記ポンプケーシングの外胴は、内部にガス通路を備えた二重壁構造を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の真空ポンプである。
【００１８】
このように、ポンプケーシングの外胴を、内部にガス通路を有する二重壁構造とすることで、このガス通路に沿って流れる高温のプロセスガスを通して、ポンプ室の内部と外部とをより確実に遮断し、これによって、ポンプ内部が低温となって、昇華性物質が気体から固体となってポンプ内部（ポンプケーシング内周面）に付着してしまうことを防止することができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、前記ポンプケーシングは、該ポンプケーシングの外周部を包囲する保温ジャケットを有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の真空ポンプである。
【００２０】
これにより、ポンプ室の内部をポンプケーシングの外周部を包囲する保温ジャケットで保温することで、ポンプ内部が低温となって、昇華性物質が気体から固体となってポンプ内部（ポンプケーシング内周面）に付着してしまうことを防止することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ヒータ等の部品を使用することなく、ポンプ内部の温度をポンプ全体に亘ってより高温の一定温度（均一化）に維持して、ポンプ内部の生成物の析出や腐食を抑制し、これによって、プロセスの信頼性を高めることができるようにした真空ポンプを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態の真空ポンプを示す縦断正面図である。
【図２】図１に示す真空ポンプに備えられているメインポンプの第１段ポンプ室の縦断側面図である。
【図３】図１に示す真空ポンプに備えられているメインポンプのポンプケーシングを示す斜視図である。
【図４】図１に示す真空ポンプに備えられているメインポンプのポンプケーシングの図２に示すＸ−Ｘ線断面図である。
【図５】図１に示す真空ポンプに備えられているメインポンプのポンプケーシングの第１段ポンプ室を断面で示す斜視図である。
【図６】図１に示す真空ポンプに備えられているメインポンプのポンプケーシングの排気口側に位置する側壁をモータ側から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態に係る真空ポンプ１０の縦断正面図を示す。図１に示すように、真空ポンプ１０は、真空側に配置されるブースタポンプ１２と大気側に配置されるメインポンプ１４とを有しており、ブースタポンプ１２とメインポンプ１４は、連絡配管１６で互いに接続されている。この例にあっては、メインポンプ１４として、６段のルーツ式真空ポンプが使用され、単段のルーツ式真空ポンプからなるブースタポンプ１２と組合せて使用するように構成されている。
【００２４】
ブースタポンプ１２は、内部にポンプ室１８を区画形成する略円筒状の外胴２０を有するポンプケーシング２２と、モータ２４の駆動に伴って互いに同期して逆方向に回転する一対の回転軸２６とを有している。ポンプ室１８内には、互いに隣接する位置に、所定のクリアランスをもって、例えば２葉のロータからなる一対のロータ２８がそれぞれ回転自在に収容され、この各ロータ２８は、回転軸２６にそれぞれ固着されている。ポンプケーシング２２の外胴２０には、処理対象の真空チャンバ等から延びる吐出管（図示せず）に接続される吸気口２０ａと、連絡配管１６に接続される排気口２０ｂが設けられている。これによって、一対のロータ２８の互いに同期した逆方向の回転に伴って、吸気口２０ａからポンプ室１８内にプロセスガスを流入させ、圧縮させて排気口２０ｂから外部に移送するようになっている。なお、図１には、回転軸２６及び該回転軸２６の駆動機構等の一方のみが図示されているが、紙面と反対側にもほぼ同様な構成が備えられている。
【００２５】
この例において、ポンプケーシング２２の外胴２０の吸気口２０ａ及び排気口２０ｂを除く領域の外周部は、略円筒状の保温ジャケット３０で一体的に包囲されている。これによって、ポンプ室１８の内部と外部とが保温ジャケット３０で遮断されてポンプ室１８内が保温されるようになっている。
【００２６】
ポンプケーシング２２の両側方には、サイドパネル３２ａ，３２ｂがそれぞれ配置され、この各サイドパネル３２ａ，３２ｂにそれぞれ取り付けた軸受ハウジング３４ａ，３４ｂ内に収容した軸受３６ａ，３６ｂを介して、回転軸２６がその両端において回転自在に支承されている。更に、サイドパネル３２ａ，３２ｂの側方に位置して、内部に潤滑油を溜める潤滑油ハウジング４０ａ，４０ｂが配置され、一方の潤滑油ハウジング４０ｂにモータ２４のモータハウジングが連結されている。
【００２７】
サイドパネル３２ａ，３２ｂには、サイドパネル３２ａ，３２ｂの回転軸２６の挿通部にＮ２ガス等のパージガスを供給して、ポンプ室１８内に流入したプロセスガスが軸受３６ａ，３６ｂの方向に流出することを防止するためのパージガス通路４２ａ，４２ｂがそれぞれ設けられている。
【００２８】
ブースタポンプ１２は、一般に真空度が高く(圧力が低く)、圧縮熱があまり発生しないので発熱に乏しい。このため、ブースタポンプ１２の外部または内部にヒータ等の加熱手段を設けて、ブースタポンプ１２を積極的に加熱することが望ましい。更に、ポンプケーシング２２の外胴２０の吸気口２０ａ及び排気口２０ｂを除く領域を保温ジャケット３０で包囲することで、ポンプ室１８内の温度が外気によって低下してしまうことを防止することができる。
【００２９】
メインポンプ１４は、この例では、６段のルーツ式真空ポンプで構成されており、内部に第１〜第６の合計６段のポンプ室５０ａ〜５０ｆを区画形成する略円筒状の外胴５２を有するポンプケーシング５４と、モータ５６の駆動に伴って互いに同期して逆方向に回転する一対の回転軸５８を有している。第１段ポンプ室５０ａの内部には、図２に示すように、例えば３葉ロータからなる一対のロータ６０ａがそれぞれ回転自在に収容されている。同様に、第２段ポンプ室５０ｂの内部には、例えば３葉ロータからなる一対のロータ６０ｂが、第３段ポンプ室５０ｃの内部には、例えば３葉ロータからなる一対のロータ６０ｃが、第４段ポンプ室５０ｄの内部には、例えば３葉ロータからなる一対のロータ６０ｄが、第５段ポンプ室５０ｅの内部には、例えば３葉ロータからなる一対のロータ６０ｅが、第６段ポンプ室５０ｆの内部には、例えば３葉ロータからなる一対のロータ６０ｆがそれぞれ収容されている。そして、直線状に並ぶ一方のロータ６０ａ〜６０ｆは一方の回転軸５８に、他方のロータ６０ａ〜６０ｆは他方の回転軸５８にそれぞれ固着されている。
【００３０】
ポンプケーシング５４は、外胴５２の端部を閉塞する一対の端壁６２ａ，６２ｂと、外胴５２の内部を仕切る５枚の仕切壁６４ａ〜６４ｅとを有しており、一方の端壁６２ａと第１仕切壁６４ａとの間に第１段ポンプ室５０ａが、第１仕切壁６４ａと第２仕切壁６４ｂとの間に第２段ポンプ室５０ｂが、第２仕切壁６４ｂと第３仕切壁６４ｃとの間に第３段ポンプ室５０ｃが、第３仕切壁６４ｃと第４仕切壁６４ｄとの間に第４段ポンプ室５０ｄが、第４仕切壁６４ｄと第５仕切壁６４ｅとの間に第５段ポンプ室５０ｅが、第５仕切壁６４ｅと他方の端壁６２ｂとの間に第６段ポンプ室５０ｆがそれぞれ形成されている。
【００３１】
第１段ポンプ室５０ａは、図２に示すように、一対のロータ６０ａの互いに同期した逆方向の回転に伴って、この入口側（図示では上側、以下同じ）から第１段ポンプ室５０ａの内部にプロセスガスを流入させて圧縮し、出口側（図示では下側、以下同じ）から第１段ポンプ室５０ａの外部にプロセスガスを移送するようになっている。このことは、第２段〜第６段ポンプ室５０ｂ〜５０ｆにあってもほぼ同様である。
【００３２】
ポンプケーシング５４の外胴５２には、連絡配管１６に接続されて第１段ポンプ室５０ａの入口側（上側）に連通する吸気口５２ａと、第６段ポンプ室（最終段ポンプ室）５０ｆの出口側（下側）に連通する排気口５２ｂが設けられている。更に、ポンプケーシング５４の外胴５２は、内壁６６と該内壁６６と所定間隔離間して配置される外壁６８とを備えた二重壁構造を有しており、内壁６６と外壁６８との間にガス通路７０ａ〜７０ｅが形成されている。つまり、第１段ポンプ室５０ａの周囲に第１ガス通路７０ａが、第２段ポンプ室５０ｂの周囲に第２ガス通路７０ｂが、第３段ポンプ室５０ｃの周囲に第３ガス通路７０ｃが、第４段ポンプ室５０ｄの周囲に第４ガス通路７０ｄが、第５段ポンプ室５０ｅの周囲に第５ガス通路７０ｅがそれぞれ形成されている。第５ガス通路７０ｅは、さらに第６段ポンプ室５０ｆの周囲に拡張している。
【００３３】
これらの各ガス通路７０ａ〜７０ｅの一方は、各ポンプ室５０ａ〜５０ｅの出口側（下側）で各ポンプ室５０ａ〜５０ｅの内部にそれぞれ連通し、各ガス通路７０ａ〜７０ｅの他方は、各ポンプ室５０ｂ〜５０ｆの入口側（上側）で各ポンプ室５０ｂ〜５０ｆの内部にそれぞれ連通している。これによって、図２に示すように、吸引口５２ａを通して入口側から第１段ポンプ室５０ａ内に流入したプロセスガスは、第１段ポンプ室５０ａの内部を通過した後、第１段ポンプ室５０ａの出口側（下側）から第１ガス通路７０ａ内に流入し、該第１ガス通路７０ａに沿って上方に流れた後、第２段ポンプ室５０ｂの入口側（上側）に達する。そして、入口側から第２段ポンプ室５０ｂ内に流入したプロセスガスは、第２段ポンプ室５０ｂの内部を通過した後、第２段ポンプ室５０ｂの出口側から第２ガス通路７０ｂ内に流入し、該第２ガス通路７０ｂに沿って上方に流れた後、第３段ポンプ室５０ｃの入口側に達する。このようにして、プロセスガスは、更に第３段〜第６段ポンプ室５０ｃ〜５０ｆ内を順次通過した後、第６段ポンプ室５０ｆの出口側から排気口５２ｂを通して外部に排気される。
【００３４】
ポンプケーシング５４の各ポンプ室５０ａ〜５０ｅの出口側に位置する下部には、ポンプケーシング５４の幅方向にほぼ中央に位置して、回転軸５８と平行にポンプケーシング５４の長さ方向のほぼ全長に亘って延びる、例えば棒状体からなる１本の縦伝熱部材（第１伝熱部材）７２がポンプケーシング５４の内部に埋設され吸引口５２ａ側端部をポンプケーシング５４の外部に露出させて配置されている。更に、縦伝熱部材７２の排気口５２ｂ側の端部に近接した位置、この例では、第４段ポンプ室５０ｄと第５段ポンプ室５０ｅとを仕切る第４仕切壁６４ｄ、及び第５段ポンプ室５０ｅと第６段ポンプ室５０ｆを仕切る第５仕切壁６４ｅの内部に、ポンプ室５０ｄ〜５０ｆの出口側の下部に位置して、ポンプケーシング５４の幅方向のほぼ全長に亘って延びる、例えば棒状体からなる横伝熱部材（第２伝熱部材）７４が両端をポンプケーシング５４の外部に露出させて埋設されている。
【００３５】
縦伝熱部材７２及び横伝熱部材７４は、伝熱性が良好な、例えばアルミニウム、アルミニウム合金または銅等から切削加工された別体でもよいし、耐食材料で製作されたポンプケーシング５４に、アルミ鋳物等で一体に成形してもよい。
【００３６】
多段ポンプの各ポンプ室にあっては、排気口側に位置するポンプ室ほど、内部温度が順次高温となる。つまり、この例にあっては、第１段ポンプ室５０ａが最も低温で、最終段付近の第５段ポンプ室５０ｅ乃至第６段ポンプ室５０ｆが最も高温となる。また、同じポンプ室であっても、入口側に位置する領域（上側）よりも出口側に位置する領域（下側）の方が高温となる。つまり、この例にあっては、第５段ポンプ室５０ｅの出口側（下側）乃至第６段ポンプ室５０ｆの出口側（下側）が最も高温となる。
【００３７】
この例によれば、第４仕切壁６４ｄ及び第５仕切壁６４ｅの内部に配置した横伝熱部材７４によって、主に最も高温となる箇所、つまり第５段ポンプ室５０ｅの出口側（下側）乃至第６段ポンプ室５０ｆの出口側（下側）の温度をポンプケーシング５４の幅方向に均一に分散させ、更に回転軸５８と平行にポンプケーシング５４の長さ方向のほぼ全長に亘って延びるように配置した縦伝熱部材７２によって、主に高温側の温度を低温側に伝えることによって、ポンプ内部が局所的に腐食温度以上の高温となることを防止しつつ、ポンプ内部の温度をポンプ全体に亘ってより高温の一定温度（均一化）に維持することができる。つまり、このようにポンプケーシング５４の内部に縦伝熱部材７２及び横伝熱部材７４を配置することによって、ポンプケーシング５４の温度を、その長さ方向と幅方向の全域に亘って、生成物析出温度以上（例えば１１０℃以上）で、かつポンプ腐食温度以下（例えば２００℃以下）の必要温度範囲内に収めることができる。
【００３８】
また、ポンプケーシング５４の外胴５２を、内部にガス通路７０ａ〜７０ｅを有する二重壁構造とすることで、このガス通路７０ａ〜７０ｅに沿って流れる高温のプロセスガスを通して、ポンプ室５０ａ〜５０ｆの内部と外部とをより確実に遮断し、これによって、ポンプ内部が低温となって、プロセスガスに含まれる昇華性物質等が気体から固体となってポンプ内部（ポンプケーシング内周面）に付着してしまうことを防止することができる。特に、高温のプロセスガスがガス通路７０ａ〜７０ｅに沿って各ポンプ室５０ａ〜５０ｅの出口側（下側）から次の段の入口側（上側）に向かって流れるようにすることで、この高温のプロセスガスでポンプ室５０ａ〜５０ｆを有効に加熱することができる。
【００３９】
この例では、ポンプケーシング５４の外胴５２の吸気口５２ａ及び排気口５２ｂを除く領域の外周部を略円筒状の保温ジャケット８０で一体的に包囲している。これによって、ポンプ室５０ａ〜５０ｆの内部と外部とを保温ジャケット８０によっても遮断して、ポンプ室５０ａ〜５０ｆの保温効果を高めることができる。
【００４０】
ポンプケーシング５４の端壁６２ａ，６２ｂの側方には、サイドパネル８２ａ，８２ｂがそれぞれ配置され、このサイドパネル８２ａ，８２ｂにそれぞれ取り付けた軸受ハウジング８４ａ，８４ｂ内に収容した軸受８６ａ，８６ｂを介して、回転軸５８がその両端において回転自在に支承されている。更に、サイドパネル８２ａ，８２ｂの側方に位置して、内部に潤滑油を溜める潤滑油ハウジング９０ａ，９０ｂが配置され、一方の潤滑油ハウジング９０ｂにモータ５６のモータハウジングが連結されている。サイドパネル８２ａ，８２ｂには、サイドパネル８２ａ，８２ｂの回転軸５８の挿通部にＮ２ガス等のパージガスを供給して、ポンプ室５０ａ〜５０ｆ内に流入したプロセスガスが軸受８６ａ，８６ｂの方向に流出することを防止するためのパージガス通路９２ａ，９２ｂが設けられている。
【００４１】
この例では、ポンプケーシング５４の第１段ポンプ室５０ａ側に位置する端壁６２ａが、第１段ポンプ室５０ａ内に収容されるロータ６０ａと該ロータ６０ａの側方に配置されるサイドパネル８２ａとの間に位置し、ポンプケーシング５４の第６段ポンプ室５０ｆ側に位置する端壁６２ｂが、第６段ポンプ室５０ｆ内に収容されるロータ６０ｆと該ロータ６０ｆの側方に配置されるサイドパネル８２ｂとの間に位置して、ポンプ室５０ａ〜５０ｆ内に配置されるロータ６０ａ〜６０ｆの全てをポンプケーシング５４で覆うことができるように構成されている。これにより、例えば軸受８６ａ，８６ｂを冷却する潤滑油等の伝熱で冷えたサイドパネル８２ａ，８２ｂにより、ポンプケーシング５４内のポンプ室５０ａ〜５０ｆ及びプロセスガスが冷却されて、生成物がポンプ内部に析出することを抑制できる。
【００４２】
更に、この例では、ポンプケーシング５４の第６段ポンプ室（最終段ポンプ室）５０ｆ側に位置する端壁６２ｂと該端壁６２ｂの側方に配置されるサイドパネル８２ｂとの間に中間室９４が形成されている。端壁６２ｂの幅方向のほぼ中央には、図４及び図６に示すように、第６段ポンプ室（最終段ポンプ室）５０ｆの出口側（下側）に位置して、排気穴９６が設けられている。また、図６に示すように、排気穴９６の側方に位置して、逆流穴９８が設けられ、更に、排気穴９６と逆流穴９８との間に位置して、回転軸５８から中間室９４の底面まで延びて排気穴９６から排気されたプロセスガスの逆流穴９８への短絡を防止する仕切板１００が設けられている。これにより、図６に示すように、中間室９４の内部に、排気穴９６から上方に向かって回転軸５８の上方に達し、しかる後に回転軸５８の周囲に沿って下降するガス流路１０２が形成されるようになっている。
【００４３】
なお、この例では、仕切板１００をポンプケーシング５４と別体の板体で構成し、この板体からなる仕切板１００をポンプケーシング５４に固定するようにした例を示しているが、ポンプケーシング５４と仕切板１００とを一体成形するようにしてもよい。
【００４４】
前述のように、多段ポンプにあっては、最終段付近のポンプ室が最も高温となり、また、同じ最終段付近のポンプ室であっても、出口側に位置する領域の方が入口側に位置する領域よりも高温となる。このため、この例では、第６段ポンプ室（最終段ポンプ室）５０ｆから吐き出される高温のプロセスガスの一部を、排気穴９６を通して中間室９４の内部に導き、ガス流路１０２に沿って中間室９４内を循環させて、第６段ポンプ室５０ｆの入口側を端壁６２ｂを介して高温のプロセスガスで加熱し、しかる後、高温のプロセスガスを逆流穴９８を通して排気口５２ｂから排気することで、第６段ポンプ室（最終段ポンプ室）５０ｆの内部の温度をより高温にすることができる。
【００４５】
上述のように構成された真空ポンプ１０にあっては、ブースタポンプ１２のモータ２４及びメインポンプ１４のモータ５６を駆動して、真空チャンバ等の内部に導入されたプロセスガスをブースタポンプ１２及びメインポンプ１４で真空排気する。
【００４６】
この時、真空ポンプ１０の内部をポンプ全体に亘ってより高温に維持することで、ポンプ内に流入するプロセスガスに含まれる昇華性物質等に起因してポンプ内部に生成物が析出するのを防止しつつ、ポンプ内部が局所的に腐食温度以上の高温となることを防止することができる。
【００４７】
これまで本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において、クロー式、スクリュー式を含めた種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００４８】
１０ 真空ポンプ
１２ ブースタポンプ
１４ メインポンプ
１６ 連絡配管
１８ ポンプ室
２０ 外胴
２０ａ 吸気口
２０ｂ 排気口
２２ ポンプケーシング
２４ モータ
２６ 回転軸
２８ ロータ
３０ 保温ジャケット
３２ａ，３２ｂ サイドパネル
３６ａ，３６ｂ 軸受
４０ａ，４０ｂ 潤滑油ハウジング
４２ａ，４２ｂ パージガス通路
５０ａ〜５０ｆ ポンプ室
５２ 外胴
５２ａ 吸気口
５２ｂ 排気口
５４ ポンプケーシング
５６ モータ
５８ 回転軸
６０ａ〜６０ｆ ロータ
６２ａ，６２ｂ 端壁
６４ａ〜６４ｅ 仕切壁
６６ 内壁
６８ 外壁
７０ａ〜７０ｅ ガス通路
７２ 縦伝熱部材（第１伝熱部材）
７４ 横伝熱部材（第２伝熱部材）
８０ 保温ジャケット
８２ａ，８２ｂ サイドパネル
８６ａ，８６ｂ 軸受
９０ａ，９０ｂ 潤滑油ハウジング
９２ａ，９２ｂ パージガス通路
９４ 中間室
９６ 排気穴
９８ 逆流穴
１００ 仕切板
１０２ ガス流路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体、液晶、太陽電池、ＬＥＤ等の製造工程の一つであるＣＶＤやエッチングといったプロセスで使用される真空ポンプであって、ポンプ内部に昇華性ガスや腐食性ガスが流入するプロセスで使用される真空ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
真空ポンプを使用して真空チャンバ内に導入したプロセスガスを真空排気する場合、真空ポンプの真空チャンバに接続される吸気口付近は、真空チャンバの内部と同じ真空状態となり、真空ポンプの排気口付近は、大気に開放されてほぼ大気圧となる。また、真空ポンプの駆動に伴って真空チャンバ等の内部のプロセスガスを真空排気する際、排気するプロセスガスの圧縮工程でポンプ内部に圧縮熱が発生する。
【０００３】
特に、多段真空ポンプを使用して真空チャンバ等の内部を真空排気する場合は、１段目よりも２段目、２段目よりも３段目と、段数が増加するに従ってポンプ室の内部圧力が段階的に増加し、また、各段のポンプ室内で気体が圧縮されて圧縮熱が発生する。このため、気体（プロセスガス）は、各段のポンプ室内を段階的に加圧されながら移送され、この移送に伴って気体の温度も段階的に上昇する。しかも、同じポンプ室であっても、ポンプ室の吐出側に位置する気体の方が吸込側に位置する気体よりも圧力及び温度が高くなる。このように、多段真空ポンプを使用して真空チャンバ等の内部を真空排気する場合は、多段真空ポンプの吸気口に近い、低圧領域で低温となり、排気口に近い、大気圧近傍の高圧領域で局部的に高温となり易い。
【０００４】
ここに、例えば真空チャンバ内の排気に使用して、真空ポンプの内部に昇華性物質を含むプロセスガスが流入する場合、ポンプ内部の温度が昇華性物質の昇華曲線よりも低いと、ポンプ内部に流入したプロセスガスに含まれる昇華性物質が気体から固体となってポンプ内部に析出しポンプ停止の原因となる。
【０００５】
一方、ポンプ内部が局所的に高温となると、ポンプ内部に流入したクリーニングガスやエッチングガスによってポンプ内部が腐食されることがある。
【０００６】
なお、凝縮性気体や昇華性気体等の気体の排気に適するようにポンプ室の温度を高めに維持しつつ、潤滑油室の潤滑油の温度を低めに維持するのに有利で、潤滑油の蒸気化を抑えるため、相対的に温度が高めのポンプ室と相対的に温度が低めの潤滑油室との間に中空状をなす断熱用の中間室と、冷媒を通過させる冷却通路とを形成するようにしたドライポンプが提案されている（特許文献１参照）。
【０００７】
また、出願人は、耐食性や強度等を犠牲にすることなく、吸気側と吐出側の温度差を小さくして、ロータどうしやロータとケーシングとのクリアランスを精度良く管理して高い排気性能を得るため、軸体部（ロータ軸）の内部に軸方向に延びる軸孔を形成し、該軸孔内に、軸体部の材料より熱伝導率が高い材料、例えばアルミニウムからなる芯部を一体に埋設した回転式気体機械用ロータを提案している（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−１０５８２９号公報
【特許文献２】特開平１１−２３００６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来例は、そのいずれもがポンプ内部をポンプ全体に亘ってより高温に維持することで、ポンプ内に流入するプロセスガスに含まれる昇華性物質等に起因してポンプ内部に生成物が析出するのを防止しつつ、ポンプ内部が局所的に腐食温度以上の高温となることを防止するようにしたものではない。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みて為されたもので、ポンプ内部が局所的に腐食温度以上の高温となることを防止しつつ、ポンプ内部の温度をポンプ全体に亘ってより高温の一定温度（均一化）に維持して、ポンプ内部に生成物が発生して堆積することを、ヒータ等を使用することなく簡易に防止できるようにした真空ポンプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に記載の発明は、互いに連通して長さ方向に沿って延びる複数のポンプ室と、吸気側に位置するポンプ室に連通する吸気口と、吐出側に位置するポンプ室に連通する排気口とを有するポンプケーシングと、両端を軸受で回転自在に支承されて前記ポンプケーシングの長さ方向に沿って延びる回転軸と、前記各ポンプ室内にそれぞれ収容され、前記回転軸に連結されて該回転軸の回転に伴って回転する複数のロータとを有し、前記ポンプケーシングは、前記回転軸と平行に該ポンプケーシングの長さ方向のほぼ全長に亘って延びる第１伝熱部材と、前記第１伝熱部材の前記排気口側の端部に近接した位置に位置して該ポンプケーシングの幅方向に延びる第２伝熱部材とを有することを特徴とする真空ポンプである。
【００１２】
多段ポンプの各ポンプ室にあっては、排気口側に位置するポンプ室ほど、内部温度が順次高温となり、第１段のポンプ室が最も低温で、最終段付近のポンプ室が最も高温となる。また、同じポンプ室であっても、出口側に位置する領域の方が入口側に位置する領域よりも高温となる。このため、回転軸と平行にポンプケーシングの長さ方向のほぼ全長に亘って延びるようにポンプケーシングに配置した第１伝熱部材と、第１伝熱部材の排気口側の端部に近接した位置に位置してポンプケーシングの幅方向に延びるようにポンプケーシングに配置した第２伝熱部材を介して、ポンプ室を区画するポンプケーシングの熱を、ポンプケーシングの長さ方向及び幅方向の全域に亘って、より均一に分散させながら、高温側から低温側に効率良く熱を伝達することで、ポンプ内部が局所的に腐食温度以上の高温となることを防止しつつ、ポンプ内部の温度をポンプ全体に亘ってより高温の一定温度（均一化）に維持することができる。伝熱部材は、例えばアルミニウム、アルミニウム合金または銅等の伝熱性の良好な材料で構成される。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、互いに連通して長さ方向に沿って延びる複数のポンプ室と、吸気側に位置するポンプ室に連通する吸気口と、吐出側に位置するポンプ室に連通する排気口とを有するポンプケーシングと、両端を軸受で回転自在に支承されて前記ポンプケーシングの長さ方向に沿って延びる回転軸と、前記各ポンプ室内にそれぞれ収容され、前記回転軸に連結されて該回転軸の回転に伴って回転する複数のロータとを有し、前記ポンプケーシングには、前記排気口に連通するポンプ室の反ポンプ室側に隣接して該ポンプ室に連通する中間室が形成され、この中間室の内部には、該中間室内に導入されたプロセスガスの前記回転軸周りに沿った流路を形成する仕切板が設けられていることを特徴とする真空ポンプである。仕切板は、ポンプケーシングと一体に設けられても、ポンプケーシングと別部材として設けられてもよい。
【００１４】
前述のように、多段ポンプにあっては、最終段付近のポンプ室が最も高温となり、また、同じ最終段付近のポンプ室であっても、出口側に位置する領域の方が入口側に位置する領域よりも高温となる。このため、最終段のポンプ室から吐き出される高温のプロセスガスの一部を中間室内に導き、中間室内を循環させて最終段のポンプ室の入口側を高温のプロセスガスで加熱した後にプロセスガスを排気することで、ヒータ等を取り付けることなく、最終段のポンプ室の入口側を高温にすることができ、ポンプ内部の生成物の析出を抑えることができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、互いに連通して長さ方向に沿って延びる複数のポンプ室と、吸気側に位置するポンプ室に連通する吸気口と、吐出側に位置するポンプ室に連通する排気口とを有するポンプケーシングと、両端を軸受で回転自在に支承されて前記ポンプケーシングの長さ方向に沿って延びる回転軸と、前記各ポンプ室内にそれぞれ収容され、前記回転軸に連結されて該回転軸の回転に伴って回転する複数のロータとを有し、前記ポンプケーシングの端面には、該端面に隣接して配置されるサイドパネルとを仕切る端壁が設けられていることを特徴とする真空ポンプである。
【００１６】
このように、ポンプケーシングの端面に、該端面に隣接して配置されるサイドパネルとを仕切る端壁を設けて、ポンプ室内に配置されるロータの全てをポンプケーシングで覆うことで、例えば軸受を冷却する潤滑油等の伝熱で冷えたサイドパネルにより、ポンプケーシング内のポンプ室及びプロセスガスが冷却されて、生成物がポンプ内部に析出することを抑制できる。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、前記ポンプケーシングの外胴は、内部にガス通路を備えた二重壁構造を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の真空ポンプである。
【００１８】
このように、ポンプケーシングの外胴を、内部にガス通路を有する二重壁構造とすることで、このガス通路に沿って流れる高温のプロセスガスを通して、ポンプ室の内部と外部とをより確実に遮断し、これによって、ポンプ内部が低温となって、昇華性物質が気体から固体となってポンプ内部（ポンプケーシング内周面）に付着してしまうことを防止することができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、前記ポンプケーシングは、該ポンプケーシングの外周部を包囲する保温ジャケットを有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の真空ポンプである。
【００２０】
これにより、ポンプ室の内部をポンプケーシングの外周部を包囲する保温ジャケットで保温することで、ポンプ内部が低温となって、昇華性物質が気体から固体となってポンプ内部（ポンプケーシング内周面）に付着してしまうことを防止することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ヒータ等の部品を使用することなく、ポンプ内部の温度をポンプ全体に亘ってより高温の一定温度（均一化）に維持して、ポンプ内部の生成物の析出や腐食を抑制し、これによって、プロセスの信頼性を高めることができるようにした真空ポンプを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態の真空ポンプを示す縦断正面図である。
【図２】図１に示す真空ポンプに備えられているメインポンプの第１段ポンプ室の縦断側面図である。
【図３】図１に示す真空ポンプに備えられているメインポンプのポンプケーシングを示す斜視図である。
【図４】図１に示す真空ポンプに備えられているメインポンプのポンプケーシングの図２に示すＸ−Ｘ線断面図である。
【図５】図１に示す真空ポンプに備えられているメインポンプのポンプケーシングの第１段ポンプ室を断面で示す斜視図である。
【図６】図１に示す真空ポンプに備えられているメインポンプのポンプケーシングの排気口側に位置する側壁をモータ側から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態に係る真空ポンプ１０の縦断正面図を示す。図１に示すように、真空ポンプ１０は、真空側に配置されるブースタポンプ１２と大気側に配置されるメインポンプ１４とを有しており、ブースタポンプ１２とメインポンプ１４は、連絡配管１６で互いに接続されている。この例にあっては、メインポンプ１４として、６段のルーツ式真空ポンプが使用され、単段のルーツ式真空ポンプからなるブースタポンプ１２と組合せて使用するように構成されている。
【００２４】
ブースタポンプ１２は、内部にポンプ室１８を区画形成する略円筒状の外胴２０を有するポンプケーシング２２と、モータ２４の駆動に伴って互いに同期して逆方向に回転する一対の回転軸２６とを有している。ポンプ室１８内には、互いに隣接する位置に、所定のクリアランスをもって、例えば２葉のロータからなる一対のロータ２８がそれぞれ回転自在に収容され、この各ロータ２８は、回転軸２６にそれぞれ固着されている。ポンプケーシング２２の外胴２０には、処理対象の真空チャンバ等から延びる吐出管（図示せず）に接続される吸気口２０ａと、連絡配管１６に接続される排気口２０ｂが設けられている。これによって、一対のロータ２８の互いに同期した逆方向の回転に伴って、吸気口２０ａからポンプ室１８内にプロセスガスを流入させ、圧縮させて排気口２０ｂから外部に移送するようになっている。なお、図１には、回転軸２６及び該回転軸２６の駆動機構等の一方のみが図示されているが、紙面と反対側にもほぼ同様な構成が備えられている。
【００２５】
この例において、ポンプケーシング２２の外胴２０の吸気口２０ａ及び排気口２０ｂを除く領域の外周部は、略円筒状の保温ジャケット３０で一体的に包囲されている。これによって、ポンプ室１８の内部と外部とが保温ジャケット３０で遮断されてポンプ室１８内が保温されるようになっている。
【００２６】
ポンプケーシング２２の両側方には、サイドパネル３２ａ，３２ｂがそれぞれ配置され、この各サイドパネル３２ａ，３２ｂにそれぞれ取り付けた軸受ハウジング３４ａ，３４ｂ内に収容した軸受３６ａ，３６ｂを介して、回転軸２６がその両端において回転自在に支承されている。更に、サイドパネル３２ａ，３２ｂの側方に位置して、内部に潤滑油を溜める潤滑油ハウジング４０ａ，４０ｂが配置され、一方の潤滑油ハウジング４０ｂにモータ２４のモータハウジングが連結されている。
【００２７】
サイドパネル３２ａ，３２ｂには、サイドパネル３２ａ，３２ｂの回転軸２６の挿通部にＮ２ガス等のパージガスを供給して、ポンプ室１８内に流入したプロセスガスが軸受３６ａ，３６ｂの方向に流出することを防止するためのパージガス通路４２ａ，４２ｂがそれぞれ設けられている。
【００２８】
ブースタポンプ１２は、一般に真空度が高く(圧力が低く)、圧縮熱があまり発生しないので発熱に乏しい。このため、ブースタポンプ１２の外部または内部にヒータ等の加熱手段を設けて、ブースタポンプ１２を積極的に加熱することが望ましい。更に、ポンプケーシング２２の外胴２０の吸気口２０ａ及び排気口２０ｂを除く領域を保温ジャケット３０で包囲することで、ポンプ室１８内の温度が外気によって低下してしまうことを防止することができる。
【００２９】
メインポンプ１４は、この例では、６段のルーツ式真空ポンプで構成されており、内部に第１〜第６の合計６段のポンプ室５０ａ〜５０ｆを区画形成する略円筒状の外胴５２を有するポンプケーシング５４と、モータ５６の駆動に伴って互いに同期して逆方向に回転する一対の回転軸５８を有している。第１段ポンプ室５０ａの内部には、図２に示すように、例えば３葉ロータからなる一対のロータ６０ａがそれぞれ回転自在に収容されている。同様に、第２段ポンプ室５０ｂの内部には、例えば３葉ロータからなる一対のロータ６０ｂが、第３段ポンプ室５０ｃの内部には、例えば３葉ロータからなる一対のロータ６０ｃが、第４段ポンプ室５０ｄの内部には、例えば３葉ロータからなる一対のロータ６０ｄが、第５段ポンプ室５０ｅの内部には、例えば３葉ロータからなる一対のロータ６０ｅが、第６段ポンプ室５０ｆの内部には、例えば３葉ロータからなる一対のロータ６０ｆがそれぞれ収容されている。そして、直線状に並ぶ一方のロータ６０ａ〜６０ｆは一方の回転軸５８に、他方のロータ６０ａ〜６０ｆは他方の回転軸５８にそれぞれ固着されている。
【００３０】
ポンプケーシング５４は、外胴５２の端部を閉塞する一対の端壁６２ａ，６２ｂと、外胴５２の内部を仕切る５枚の仕切壁６４ａ〜６４ｅとを有しており、一方の端壁６２ａと第１仕切壁６４ａとの間に第１段ポンプ室５０ａが、第１仕切壁６４ａと第２仕切壁６４ｂとの間に第２段ポンプ室５０ｂが、第２仕切壁６４ｂと第３仕切壁６４ｃとの間に第３段ポンプ室５０ｃが、第３仕切壁６４ｃと第４仕切壁６４ｄとの間に第４段ポンプ室５０ｄが、第４仕切壁６４ｄと第５仕切壁６４ｅとの間に第５段ポンプ室５０ｅが、第５仕切壁６４ｅと他方の端壁６２ｂとの間に第６段ポンプ室５０ｆがそれぞれ形成されている。
【００３１】
第１段ポンプ室５０ａは、図２に示すように、一対のロータ６０ａの互いに同期した逆方向の回転に伴って、この入口側（図示では上側、以下同じ）から第１段ポンプ室５０ａの内部にプロセスガスを流入させて圧縮し、出口側（図示では下側、以下同じ）から第１段ポンプ室５０ａの外部にプロセスガスを移送するようになっている。このことは、第２段〜第６段ポンプ室５０ｂ〜５０ｆにあってもほぼ同様である。
【００３２】
ポンプケーシング５４の外胴５２には、連絡配管１６に接続されて第１段ポンプ室５０ａの入口側（上側）に連通する吸気口５２ａと、第６段ポンプ室（最終段ポンプ室）５０ｆの出口側（下側）に連通する排気口５２ｂが設けられている。更に、ポンプケーシング５４の外胴５２は、内壁６６と該内壁６６と所定間隔離間して配置される外壁６８とを備えた二重壁構造を有しており、内壁６６と外壁６８との間にガス通路７０ａ〜７０ｅが形成されている。つまり、第１段ポンプ室５０ａの周囲に第１ガス通路７０ａが、第２段ポンプ室５０ｂの周囲に第２ガス通路７０ｂが、第３段ポンプ室５０ｃの周囲に第３ガス通路７０ｃが、第４段ポンプ室５０ｄの周囲に第４ガス通路７０ｄが、第５段ポンプ室５０ｅの周囲に第５ガス通路７０ｅがそれぞれ形成されている。第５ガス通路７０ｅは、さらに第６段ポンプ室５０ｆの周囲に拡張している。
【００３３】
これらの各ガス通路７０ａ〜７０ｅの一方は、各ポンプ室５０ａ〜５０ｅの出口側（下側）で各ポンプ室５０ａ〜５０ｅの内部にそれぞれ連通し、各ガス通路７０ａ〜７０ｅの他方は、各ポンプ室５０ｂ〜５０ｆの入口側（上側）で各ポンプ室５０ｂ〜５０ｆの内部にそれぞれ連通している。これによって、図２に示すように、吸引口５２ａを通して入口側から第１段ポンプ室５０ａ内に流入したプロセスガスは、第１段ポンプ室５０ａの内部を通過した後、第１段ポンプ室５０ａの出口側（下側）から第１ガス通路７０ａ内に流入し、該第１ガス通路７０ａに沿って上方に流れた後、第２段ポンプ室５０ｂの入口側（上側）に達する。そして、入口側から第２段ポンプ室５０ｂ内に流入したプロセスガスは、第２段ポンプ室５０ｂの内部を通過した後、第２段ポンプ室５０ｂの出口側から第２ガス通路７０ｂ内に流入し、該第２ガス通路７０ｂに沿って上方に流れた後、第３段ポンプ室５０ｃの入口側に達する。このようにして、プロセスガスは、更に第３段〜第６段ポンプ室５０ｃ〜５０ｆ内を順次通過した後、第６段ポンプ室５０ｆの出口側から排気口５２ｂを通して外部に排気される。
【００３４】
ポンプケーシング５４の各ポンプ室５０ａ〜５０ｅの出口側に位置する下部には、ポンプケーシング５４の幅方向にほぼ中央に位置して、回転軸５８と平行にポンプケーシング５４の長さ方向のほぼ全長に亘って延びる、例えば棒状体からなる１本の縦伝熱部材（第１伝熱部材）７２がポンプケーシング５４の内部に埋設され吸引口５２ａ側端部をポンプケーシング５４の外部に露出させて配置されている。更に、縦伝熱部材７２の排気口５２ｂ側の端部に近接した位置、この例では、第４段ポンプ室５０ｄと第５段ポンプ室５０ｅとを仕切る第４仕切壁６４ｄ、及び第５段ポンプ室５０ｅと第６段ポンプ室５０ｆを仕切る第５仕切壁６４ｅの内部に、ポンプ室５０ｄ〜５０ｆの出口側の下部に位置して、ポンプケーシング５４の幅方向のほぼ全長に亘って延びる、例えば棒状体からなる横伝熱部材（第２伝熱部材）７４が両端をポンプケーシング５４の外部に露出させて埋設されている。
【００３５】
縦伝熱部材７２及び横伝熱部材７４は、伝熱性が良好な、例えばアルミニウム、アルミニウム合金または銅等から切削加工された別体でもよいし、耐食材料で製作されたポンプケーシング５４に、アルミ鋳物等で一体に成形してもよい。
【００３６】
多段ポンプの各ポンプ室にあっては、排気口側に位置するポンプ室ほど、内部温度が順次高温となる。つまり、この例にあっては、第１段ポンプ室５０ａが最も低温で、最終段付近の第５段ポンプ室５０ｅ乃至第６段ポンプ室５０ｆが最も高温となる。また、同じポンプ室であっても、入口側に位置する領域（上側）よりも出口側に位置する領域（下側）の方が高温となる。つまり、この例にあっては、第５段ポンプ室５０ｅの出口側（下側）乃至第６段ポンプ室５０ｆの出口側（下側）が最も高温となる。
【００３７】
この例によれば、第４仕切壁６４ｄ及び第５仕切壁６４ｅの内部に配置した横伝熱部材７４によって、主に最も高温となる箇所、つまり第５段ポンプ室５０ｅの出口側（下側）乃至第６段ポンプ室５０ｆの出口側（下側）の温度をポンプケーシング５４の幅方向に均一に分散させ、更に回転軸５８と平行にポンプケーシング５４の長さ方向のほぼ全長に亘って延びるように配置した縦伝熱部材７２によって、主に高温側の温度を低温側に伝えることによって、ポンプ内部が局所的に腐食温度以上の高温となることを防止しつつ、ポンプ内部の温度をポンプ全体に亘ってより高温の一定温度（均一化）に維持することができる。つまり、このようにポンプケーシング５４の内部に縦伝熱部材７２及び横伝熱部材７４を配置することによって、ポンプケーシング５４の温度を、その長さ方向と幅方向の全域に亘って、生成物析出温度以上（例えば１１０℃以上）で、かつポンプ腐食温度以下（例えば２００℃以下）の必要温度範囲内に収めることができる。
【００３８】
また、ポンプケーシング５４の外胴５２を、内部にガス通路７０ａ〜７０ｅを有する二重壁構造とすることで、このガス通路７０ａ〜７０ｅに沿って流れる高温のプロセスガスを通して、ポンプ室５０ａ〜５０ｆの内部と外部とをより確実に遮断し、これによって、ポンプ内部が低温となって、プロセスガスに含まれる昇華性物質等が気体から固体となってポンプ内部（ポンプケーシング内周面）に付着してしまうことを防止することができる。特に、高温のプロセスガスがガス通路７０ａ〜７０ｅに沿って各ポンプ室５０ａ〜５０ｅの出口側（下側）から次の段の入口側（上側）に向かって流れるようにすることで、この高温のプロセスガスでポンプ室５０ａ〜５０ｆを有効に加熱することができる。
【００３９】
この例では、ポンプケーシング５４の外胴５２の吸気口５２ａ及び排気口５２ｂを除く領域の外周部を略円筒状の保温ジャケット８０で一体的に包囲している。これによって、ポンプ室５０ａ〜５０ｆの内部と外部とを保温ジャケット８０によっても遮断して、ポンプ室５０ａ〜５０ｆの保温効果を高めることができる。
【００４０】
ポンプケーシング５４の端壁６２ａ，６２ｂの側方には、サイドパネル８２ａ，８２ｂがそれぞれ配置され、このサイドパネル８２ａ，８２ｂにそれぞれ取り付けた軸受ハウジング８４ａ，８４ｂ内に収容した軸受８６ａ，８６ｂを介して、回転軸５８がその両端において回転自在に支承されている。更に、サイドパネル８２ａ，８２ｂの側方に位置して、内部に潤滑油を溜める潤滑油ハウジング９０ａ，９０ｂが配置され、一方の潤滑油ハウジング９０ｂにモータ５６のモータハウジングが連結されている。サイドパネル８２ａ，８２ｂには、サイドパネル８２ａ，８２ｂの回転軸５８の挿通部にＮ２ガス等のパージガスを供給して、ポンプ室５０ａ〜５０ｆ内に流入したプロセスガスが軸受８６ａ，８６ｂの方向に流出することを防止するためのパージガス通路９２ａ，９２ｂが設けられている。
【００４１】
この例では、ポンプケーシング５４の第１段ポンプ室５０ａ側に位置する端壁６２ａが、第１段ポンプ室５０ａ内に収容されるロータ６０ａと該ロータ６０ａの側方に配置されるサイドパネル８２ａとの間に位置し、ポンプケーシング５４の第６段ポンプ室５０ｆ側に位置する端壁６２ｂが、第６段ポンプ室５０ｆ内に収容されるロータ６０ｆと該ロータ６０ｆの側方に配置されるサイドパネル８２ｂとの間に位置して、ポンプ室５０ａ〜５０ｆ内に配置されるロータ６０ａ〜６０ｆの全てをポンプケーシング５４で覆うことができるように構成されている。これにより、例えば軸受８６ａ，８６ｂを冷却する潤滑油等の伝熱で冷えたサイドパネル８２ａ，８２ｂにより、ポンプケーシング５４内のポンプ室５０ａ〜５０ｆ及びプロセスガスが冷却されて、生成物がポンプ内部に析出することを抑制できる。
【００４２】
更に、この例では、ポンプケーシング５４の第６段ポンプ室（最終段ポンプ室）５０ｆ側に位置する端壁６２ｂと該端壁６２ｂの側方に配置されるサイドパネル８２ｂとの間に中間室９４が形成されている。端壁６２ｂの幅方向のほぼ中央には、図４及び図６に示すように、第６段ポンプ室（最終段ポンプ室）５０ｆの出口側（下側）に位置して、排気穴９６が設けられている。また、図６に示すように、排気穴９６の側方に位置して、逆流穴９８が設けられ、更に、排気穴９６と逆流穴９８との間に位置して、回転軸５８から中間室９４の底面まで延びて排気穴９６から排気されたプロセスガスの逆流穴９８への短絡を防止する仕切板１００が設けられている。これにより、図６に示すように、中間室９４の内部に、排気穴９６から上方に向かって回転軸５８の上方に達し、しかる後に回転軸５８の周囲に沿って下降するガス流路１０２が形成されるようになっている。
【００４３】
なお、この例では、仕切板１００をポンプケーシング５４と別体の板体で構成し、この板体からなる仕切板１００をポンプケーシング５４に固定するようにした例を示しているが、ポンプケーシング５４と仕切板１００とを一体成形するようにしてもよい。
【００４４】
前述のように、多段ポンプにあっては、最終段付近のポンプ室が最も高温となり、また、同じ最終段付近のポンプ室であっても、出口側に位置する領域の方が入口側に位置する領域よりも高温となる。このため、この例では、第６段ポンプ室（最終段ポンプ室）５０ｆから吐き出される高温のプロセスガスの一部を、排気穴９６を通して中間室９４の内部に導き、ガス流路１０２に沿って中間室９４内を循環させて、第６段ポンプ室５０ｆの入口側を端壁６２ｂを介して高温のプロセスガスで加熱し、しかる後、高温のプロセスガスを逆流穴９８を通して排気口５２ｂから排気することで、第６段ポンプ室（最終段ポンプ室）５０ｆの内部の温度をより高温にすることができる。
【００４５】
上述のように構成された真空ポンプ１０にあっては、ブースタポンプ１２のモータ２４及びメインポンプ１４のモータ５６を駆動して、真空チャンバ等の内部に導入されたプロセスガスをブースタポンプ１２及びメインポンプ１４で真空排気する。
【００４６】
この時、真空ポンプ１０の内部をポンプ全体に亘ってより高温に維持することで、ポンプ内に流入するプロセスガスに含まれる昇華性物質等に起因してポンプ内部に生成物が析出するのを防止しつつ、ポンプ内部が局所的に腐食温度以上の高温となることを防止することができる。
【００４７】
これまで本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において、クロー式、スクリュー式を含めた種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００４８】
１０ 真空ポンプ
１２ ブースタポンプ
１４ メインポンプ
１６ 連絡配管
１８ ポンプ室
２０ 外胴
２０ａ 吸気口
２０ｂ 排気口
２２ ポンプケーシング
２４ モータ
２６ 回転軸
２８ ロータ
３０ 保温ジャケット
３２ａ，３２ｂ サイドパネル
３６ａ，３６ｂ 軸受
４０ａ，４０ｂ 潤滑油ハウジング
４２ａ，４２ｂ パージガス通路
５０ａ〜５０ｆ ポンプ室
５２ 外胴
５２ａ 吸気口
５２ｂ 排気口
５４ ポンプケーシング
５６ モータ
５８ 回転軸
６０ａ〜６０ｆ ロータ
６２ａ，６２ｂ 端壁
６４ａ〜６４ｅ 仕切壁
６６ 内壁
６８ 外壁
７０ａ〜７０ｅ ガス通路
７２ 縦伝熱部材（第１伝熱部材）
７４ 横伝熱部材（第２伝熱部材）
８０ 保温ジャケット
８２ａ，８２ｂ サイドパネル
８６ａ，８６ｂ 軸受
９０ａ，９０ｂ 潤滑油ハウジング
９２ａ，９２ｂ パージガス通路
９４ 中間室
９６ 排気穴
９８ 逆流穴
１００ 仕切板
１０２ ガス流路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに連通して長さ方向に沿って延びる複数のポンプ室と、吸気側に位置するポンプ室に連通する吸気口と、吐出側に位置するポンプ室に連通する排気口とを有するポンプケーシングと、
両端を軸受で回転自在に支承されて前記ポンプケーシングの長さ方向に沿って延びる回転軸と、
前記各ポンプ室内にそれぞれ収容され、前記回転軸に連結されて該回転軸の回転に伴って回転する複数のロータとを有し、
前記ポンプケーシングは、
前記回転軸と平行に該ポンプケーシングの長さ方向のほぼ全長に亘って延びる第１伝熱部材と、
前記第１伝熱部材の前記排気口側の端部に近接した位置に位置して該ポンプケーシングの幅方向に延びる第２伝熱部材とを有することを特徴とする真空ポンプ。
【請求項２】
互いに連通して長さ方向に沿って延びる複数のポンプ室と、吸気側に位置するポンプ室に連通する吸気口と、吐出側に位置するポンプ室に連通する排気口とを有するポンプケーシングと、
両端を軸受で回転自在に支承されて前記ポンプケーシングの長さ方向に沿って延びる回転軸と、
前記各ポンプ室内にそれぞれ収容され、前記回転軸に連結されて該回転軸の回転に伴って回転する複数のロータとを有し、
前記ポンプケーシングには、前記排気口に連通するポンプ室の反ポンプ室側に隣接して該ポンプ室に連通する中間室が形成され、この中間室の内部には、該中間室内に導入されたプロセスガスの前記回転軸周りに沿った流路を形成する仕切板が設けられていることを特徴とする真空ポンプ。
【請求項３】
互いに連通して長さ方向に沿って延びる複数のポンプ室と、吸気側に位置するポンプ室に連通する吸気口と、吐出側に位置するポンプ室に連通する排気口とを有するポンプケーシングと、
両端を軸受で回転自在に支承されて前記ポンプケーシングの長さ方向に沿って延びる回転軸と、
前記各ポンプ室内にそれぞれ収容され、前記回転軸に連結されて該回転軸の回転に伴って回転する複数のロータとを有し、
前記ポンプケーシングの端面には、該端面に隣接して配置されるサイドパネルとを仕切る端壁が設けられていることを特徴とする真空ポンプ。
【請求項４】
前記ポンプケーシングの外胴は、内部にガス通路を備えた二重壁構造を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の真空ポンプ。
【請求項５】
前記ポンプケーシングは、該ポンプケーシングの外周部を包囲する保温ジャケットを有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の真空ポンプ。
【請求項１】
互いに連通して長さ方向に沿って延びる複数のポンプ室と、吸気側に位置するポンプ室に連通する吸気口と、吐出側に位置するポンプ室に連通する排気口とを有するポンプケーシングと、
両端を軸受で回転自在に支承されて前記ポンプケーシングの長さ方向に沿って延びる回転軸と、
前記各ポンプ室内にそれぞれ収容され、前記回転軸に連結されて該回転軸の回転に伴って回転する複数のロータとを有し、
前記ポンプケーシングは、
前記回転軸と平行に該ポンプケーシングの長さ方向のほぼ全長に亘って延びる第１伝熱部材と、
前記第１伝熱部材の前記排気口側の端部に近接した位置に位置して該ポンプケーシングの幅方向に延びる第２伝熱部材とを有することを特徴とする真空ポンプ。
【請求項２】
互いに連通して長さ方向に沿って延びる複数のポンプ室と、吸気側に位置するポンプ室に連通する吸気口と、吐出側に位置するポンプ室に連通する排気口とを有するポンプケーシングと、
両端を軸受で回転自在に支承されて前記ポンプケーシングの長さ方向に沿って延びる回転軸と、
前記各ポンプ室内にそれぞれ収容され、前記回転軸に連結されて該回転軸の回転に伴って回転する複数のロータとを有し、
前記ポンプケーシングには、前記排気口に連通するポンプ室の反ポンプ室側に隣接して該ポンプ室に連通する中間室が形成され、この中間室の内部には、該中間室内に導入されたプロセスガスの前記回転軸周りに沿った流路を形成する仕切板が設けられていることを特徴とする真空ポンプ。
【請求項３】
互いに連通して長さ方向に沿って延びる複数のポンプ室と、吸気側に位置するポンプ室に連通する吸気口と、吐出側に位置するポンプ室に連通する排気口とを有するポンプケーシングと、
両端を軸受で回転自在に支承されて前記ポンプケーシングの長さ方向に沿って延びる回転軸と、
前記各ポンプ室内にそれぞれ収容され、前記回転軸に連結されて該回転軸の回転に伴って回転する複数のロータとを有し、
前記ポンプケーシングの端面には、該端面に隣接して配置されるサイドパネルとを仕切る端壁が設けられていることを特徴とする真空ポンプ。
【請求項４】
前記ポンプケーシングの外胴は、内部にガス通路を備えた二重壁構造を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の真空ポンプ。
【請求項５】
前記ポンプケーシングは、該ポンプケーシングの外周部を包囲する保温ジャケットを有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の真空ポンプ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２５１４７０（Ｐ２０１２−２５１４７０Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２３９７９（Ｐ２０１１−１２３９７９）
【出願日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【出願人】（００００００２３９）株式会社荏原製作所 (1,477)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【出願人】（００００００２３９）株式会社荏原製作所 (1,477)
【Ｆターム（参考）】
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