ドライ真空ポンプ装置
【課題】適正な位置にポンプ内の過圧縮を防止する過圧縮防止機構を設け、過負荷による回転数低下を抑制させることにより、排気時間を短縮できる多段ルーツ型ドライ真空ポンプを備えたドライ真空ポンプ装置を提供すること。
【解決手段】多段ルーツ型ドライ真空ポンプを備えたドライ真空ポンプ装置であって、多段ルーツ型ドライ真空ポンプの最終段に気体を吐出す最終段吐出口（吐出口１８）、圧縮比の高い位置に中抜吐出口（圧力逃し孔１９）を備え、最終段吐出口（吐出口１８）に逆止弁（排気部逆止弁５１）を接続して大気領域に開放し、中抜吐出口（圧力逃し孔１９）に過圧縮防止逆止弁（中間部逆止弁５２）を接続して大気領域に開放した。
【解決手段】多段ルーツ型ドライ真空ポンプを備えたドライ真空ポンプ装置であって、多段ルーツ型ドライ真空ポンプの最終段に気体を吐出す最終段吐出口（吐出口１８）、圧縮比の高い位置に中抜吐出口（圧力逃し孔１９）を備え、最終段吐出口（吐出口１８）に逆止弁（排気部逆止弁５１）を接続して大気領域に開放し、中抜吐出口（圧力逃し孔１９）に過圧縮防止逆止弁（中間部逆止弁５２）を接続して大気領域に開放した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多段ルーツ型ドライ真空ポンプを備えたドライ真空ポンプ装置に関し、特に過圧縮ガスを逃がす機構を備えた多段ルーツ型ドライ真空ポンプを備えたドライ真空ポンプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、大気圧から動作が可能で、クリーンな真空環境が容易に得られるドライ真空ポンプが、半導体製造設備等の幅広い分野で使用されている。特に半導体デバイスの製造は、３００以上の工程数からなり、そこで使用される真空ポンプの数も非常に多い。そのため真空ポンプ装置の省フットプリント化は工場内の敷地面積を有効に利用する上で非常に重要である。特に真空ポンプ装置の幅に合せて複数の真空ポンプ装置を並べて設置することが多いため、幅を小さくすることが重要である。このような要望に応えるドライ真空ポンプとして、多段ルーツ型ドライ真空ポンプがある。
【０００３】
このような、多段ルーツ型ドライ真空ポンプで大容量チャンバの排気を行うと大流量のガスが流れ、ポンプ各段の排気速度の違いによりポンプ内部が過圧縮になる。それにより圧縮動力が増加して過負荷防止の回転数制御がかかり回転数が低下する。回転数が低下すると排気速度も低下する。その結果、チャンバの排気時間が長くなり、半導体や液晶のデバイス製造リードタイムを長くしてしまうということになる。この対策としてポンプの中段に中抜吐出口を設け、該中段中抜吐出口から過圧縮ガスを吐出し、ポンプ内部の過圧縮を防止する過圧縮防止機構を設けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２８９１６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
多段ルーツ型ドライ真空ポンプにおいて、一般に初段のロータ室の容積は設計する真空ポンプの排気速度により決定される。このため、排気速度の大きな真空ポンプを設計する場合は、初段のロータ室の容積を大きくすることが必要となる。これに対し、最終段のロータ室の容積は、最終段のロータ室での前後の圧力差によって発熱（圧縮熱）、及びその圧力差に抗してロータを回転させるモータの消費電力を抑えるために小さくする必要がある。しかしながら、最終段のロータ室の容積を小さくすると、スムーズに排気できなくなる。このように、容積比と発熱とはトレードオフの関係にあるため、どの点を重視して真空ポンプを設計するかによって、容積比（圧縮比）を大きくするか小さくするかを決定することになる。この容積比（圧縮比）と過圧縮防止機構の取り付け位置が排気速度を短縮する上で重要になっている。
【０００６】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、適正な位置にポンプ内の過圧縮を防止する過圧縮防止機構を設け、過負荷による回転数低下を抑制させることにより、排気時間を短縮できる多段ルーツ型ドライ真空ポンプを備えたドライ真空ポンプ装置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】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明は多段ルーツ型ドライ真空ポンプを備えたドライ真空ポンプ装置であって、多段ルーツ型ドライ真空ポンプの最終段に気体を吐出す最終段吐出口、圧縮比の高い位置に中抜吐出口を備え、最終段吐出口に逆止弁を接続して大気領域に開放し、中抜吐出口に過圧縮防止逆止弁を接続して大気領域に開放したことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は上記ドライ真空ポンプにおいて、多段ルーツ型ドライ真空ポンプは５段のロータ室と、各段のロータ室に配置したロータを備えた５段ルーツ型ドライ真空ポンプであり、中抜吐出口を２段目のロータ室に連通して設け、１段目のロータの軸方向の幅を２段目のロータの軸方向の幅の２倍以上としたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は上記ドライ真空ポンプ装置において、逆止弁の吐出口及び過圧縮防止逆止弁の吐出口を排気流路に接続し、該排気流路にサイレンサを設け、該サイレンサの下流側の排気流路を装置排気口に接続して大気領域に開放したことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は上記ドライ真空ポンプ装置において、逆止弁、過圧縮防止逆止弁、排気流路、及びサイレンサを排気ユニットとして一体に構成したことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は上記ドライ真空ポンプ装置において、多段ルーツ型ドライ真空ポンプはブースタポンプとメインポンプとからなり、ブースタポンプの最終段吐出口にメインポンプの１段目の吸込口を接続し、排気ユニットはメインポンプに設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、多段ルーツ型ドライ真空ポンプの圧縮比の高い位置に中抜吐出口を備え、該中抜吐出口に過圧縮防止逆止弁を接続して大気領域に開放したので、過負荷による回転数数の低下を抑制でき、排気時間を短縮することが可能となる。
【００１３】
本発明によれば、多段ルーツ型ドライ真空ポンプは５段ルーツ型ドライ真空ポンプであり、中抜吐出口を２段目のロータ室に連通して設け、１段目のロータの軸方向の幅を２段目のロータの軸方向の幅の２倍以上としたので、２段目のロータ室の圧縮比は高く、該２段目のロータ室に連通する中抜吐出口に過圧縮防止逆止弁を接続して大気領域に開放することにより、過負荷による回転数数の低下が効果的に抑制でき、排気時間を短縮することが可能となる。
【００１４】
また、本発明によれば、逆止弁の吐出口及び過圧縮防止逆止弁の吐出口を排気流路に接続し、該排気流路にサイレンサを設け、該サイレンサの下流側の排気流路を装置排気口に接続したので、最終吐出口から吐き出される気体の騒音と、中抜吐出口から吐き出される過圧縮機体の騒音とを消音（低減）できる。
【００１５】
また、本発明によれば、逆止弁、過圧縮防止逆止弁、排気流路、及びサイレンサを排気ユニットとして一体に構成したので、ドライ真空ポンプの排気系統の部品点数の削減が可能で小型化でき、装置全体の小型化及びコストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係るドライ真空ポンプ装置が備える多段ルーツ型ドライ真空ポンプの縦断面構造を示す図である。
【図２】図１の多段ルーツ型ドライ真空ポンプの横断面構造を示す図である。
【図３】多段ルーツ型ドライ真空ポンプの各ロータの軸方向幅寸法を示す図である。
【図４】本発明に係るドライ真空ポンプ装置のフローシートを示す図である。
【図５】排気ユニットの構造を説明するための図である。
【図６（ａ）】排気ユニットの断面構造を示す平面図である。
【図６（ｂ）】排気ユニットの断面構造を示す正面図である。
【図７】排気ユニットのサイレンサ部の構造を示す図である。
【図８】本発明に係るドライ真空ポンプ装置のフローシートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。先ず本発明に係るドライ真空ポンプ装置が備える多段ルーツ型ドライ真空ポンプを図１及び図２を用いて説明する。図１は多段ルーツ型ドライ真空ポンプの全体構成を示す縦断面図であり、図２は図１のＡ−Ａ断面図である。本多段ルーツ型ドライ真空ポンプ１０は５段のポンプであり、２本の回転軸１１ａ、１１ｂに一対の５段のルーツ型ロータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅがそれぞれ固定されている。回転軸１１ａ、１１ｂはそれぞれ軸受２０、２１により回転自在に支持されている。なお、以下の説明では、一対のロータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅを総称して適宜ロータ１２、１２と称する。
【００１８】
ロータ１２、１２間、及びロータ１２、１２とロータケーシング１４の内周面との間には微小な隙間が形成されており、ロータ１２、１２は、それぞれの回転軸１１ａ、１１ｂを中心として非接触で回転するようになっている。ロータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅをそれぞれ収容して気体を移送するロータ室１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅがそれぞれ２本の回転軸１１ａ、１１ｂに沿って直列に１つのロータケーシング１４内に配置されている。ロータケーシング１４の上面には図示しないカバー部材が取り付けられている。ロータケーシング１４の上部には吸込口１７が形成されており、吸込口１７は初段のロータ室１３ａに連通している。ロータケーシング１４の吐出口側面には第１のサイドケーシング２６が固定されており、サイドケーシング２６の側面には軸受ケーシング２３が固定されている。サイドケーシング２６には、最終段のロータ室１３ｅに連通する吐出口１８が形成されている。吐出口１８は後に詳述するように、排気部逆止弁、及びサイレンサを介して大気領域にガスを排出する。
【００１９】
図１に示すように、軸受２０の図中左側にモータ（例えばブラシレスＤＣモータ）２２が配置されている。即ち、回転軸１１ａ、１１ｂの一方の端部にモータロータ２２ａが固定され、その周囲にモータステータ２２ｂが配置されている。モータ２２は図示しないインバータ装置等の電力供給装置により周波数可変電力の供給を受け、ソフトスタート等を含む真空ポンプの回転速度制御を行う。モータ２２は、モータケーシング２４の内部に配置されている。モータ２２に、ブラシレスＤＣモータを採用すると、ロータ１２、１２は回転軸１１ａ、１１ｂを介してこのブラシレスＤＣモータ２２により同期反転させられる。回転軸１１ａ、１１ｂの他方の端部には、それぞれタイミングギア２９及び吐出側の軸受２１は軸受ケーシング２３に収容されている。軸受２０、２１はそれぞれ軸受ケース４０、４１に保持されており、これらの軸受ケース４０、４１はそれぞれモータケーシング２４及び軸受ケーシング２３に収容されている。
【００２０】
各ロータ室１３ａ〜１３ｅにおいては、２本の回転軸１１ａ、１１ｂにそれぞれ固定されたロータ１２、１２とロータケーシング１４の内周面との間に閉じ込められた気体が吸込側から吐出側に移送される。ロータケーシング１４は二重ケーシングとなっており、二重ケーシングを構成する内外周囲壁の間には気体流路１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅが設けられている。ロータ室１３ａの吐出側と次段のロータ室１３ｂの吸込側は気体流路１５ａによって連通しており、ロータ室１３ａ内のロータ１２ａによって圧縮された気体は気体流路１５ａを通ってロータ室１３ｂの吸込側に移送される。このようにして、各段のロータ１２、１２によって圧縮された気体は、気体流路１５ａ〜１５ｅを通って吐出し側に順次移送され、吐出口１８に移送される。
【００２１】
一般に多段ルーツ型ドライ真空ポンプにおいて、初段のロータ室の容積は設計する真空ポンプの排気速度により決定される。このため、排気速度の大きな真空ポンプを設計する場合は、初段のロータ室の容積を大きくすることが必要となる。これに対し、最終段のロータ室の容積は、最終段のロータ室での前後の圧力差によって発熱（圧縮熱）、及びその圧力差に抗してロータを回転させるモータの消費電力を抑えるために小さくする必要がある。しかしながら、最終段のロータ室の容積を小さくすると、スムーズに排気できなくなる。このように、容積比と発熱とはトレードオフの関係にあるため、どの点を重視して真空ポンプを設計するかによって、容積比（圧縮比）を大きくするか小さくするかを決定することになる。ここでは、１段目のロータ室１３ａの軸方向の幅寸法を２段目のロータ室１３ｂの幅寸法の２倍以上としている。即ち、図３に示すように、１段目のロータ１２ａの軸方向の幅寸法を２段目のロータ１２ｂの幅寸法の２倍以上としている。そして順次３段目のロータ１２ｃ、４段目のロータ１２ｄ、５段目のロータ１２ｅをその軸方向幅を所定の比で小さくしている。
【００２２】
モータ２２に、ブラシレスＤＣモータを採用すると、モータ２２の回転速度制御を行うことで、最終段のロータ室１３ｅの容積を小さくしたまま排気速度を大きくすることができ、且つ発熱及びモータ消費電力を抑えることができる。つまり、通常のモータを使用した従来の真空ポンプに比べて、同じ排気速度を達成しつつ容積比（圧縮比）を大きくできると共に、発熱量を抑えることができる。また、２本の回転軸１１ａ、１１ｂを回転駆動する駆動源として上記のようにブラシレスＤＣモータ２２を用いることで、モータとしての効率が良いだけでなく大きな負荷変動に対応することができ、更に起動時における圧縮動力の増大にも対応することができる。
【００２３】
ドライ真空ポンプの吐出口１８の近傍には軸受２１が配置され、吸込側の軸受２０と共に回転軸１１ａ、１１ｂを回転自在に支持している。軸受２１は軸受ケーシング２３内に収容され、軸受ケーシング２３とロータケーシング１４との間にはサイドケーシング２６が配置されている。軸受ケーシング２３とサイドケーシング２６との間には図示しないＯリングシール（シール部）が配置され、これにより軸受ケーシング２３とサイドケーシング２６との間の微小な隙間が封止されている。また、サイドケーシング２６とロータケーシング１４との間にも図示しないＯリングシール（シール部）が配置され、これによりサイドケーシング２６とロータケーシング１４との間の微小な隙間が封止されている。軸受２０はモータケーシング２４内に収容されており、モータケーシング２４とロータケーシング１４との間には第２のサイドケーシング３０が配置されている。サイドケーシング３０とロータケーシング１４との間には図示しないＯリングシール（シール部）が配置されている。更に、サイドケーシング３０とモータケーシング２４との間には図示しないＯリングシール（シール部）が配置されている。
【００２４】
上記構成のドライ真空ポンプにおいて、モータ２２を起動し、回転軸１１ａ、１１ｂを回転させると、ロータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅが回転し、吸込口１７から吸込まれたガスはロータ室１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ内のロータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅで圧縮され、気体流路１５ａ〜１５ｅを通って吐出し側に順次移送され、吐出口１８から大気圧縮域に排出される。該吐出口１８には排気ユニット５０が接続され、該吐出口１８から排出されたガスは該排気ユニット５０を通して排出される。排気ユニット５０には、排気部逆止弁（最終段逆止弁）５１と、２段目出口中抜きの中間部逆止弁５２と、サイレンサ５３が設けられている。中間部逆止弁５２はドライ真空ポンプ内のガスが外気圧以上に圧縮された気体を外気中に逃がして、本ドライ真空ポンプの動力ロスを少なく抑えるために設けた圧力逃し孔１９（図４参照）に設けられた過圧縮防止弁である。
【００２５】
図４はドライ真空ポンプ１０と排気ユニット５０のフローシートを示す図である。図示するように多段ルーツ型ドライ真空ポンプ１０を運転すると吸込口１７に吸込まれたガスは気体流路１５ａ〜１５ｅを通って吐出口１８から排気ユニット５０に流入し、排気部逆止弁（最終段逆止弁）５１及びサイレンサ５３を通って外部（大気領域）に排出される。また、ドライ真空ポンプ１０の起動時等内部が過圧縮になった場合、気体流路１５ｂ（２段目のロータ室１３ｂに連通）に連通する圧力逃し孔（中抜吐出口）１９から排気ユニット５０に流入したガスは中間部逆止弁（過圧縮防止逆止弁）５２を通ってサイレンサ５３へ送られる。排気部逆止弁５１、中間部逆止弁５２、及びサイレンサ５３は後に詳述するように、排気ユニット５０内に一体的に配置され、ドライ真空ポンプ１０に排気ユニット５０を装着することにより、排気部逆止弁５１、中間部逆止弁５２、及びサイレンサ５３はドライ真空ポンプ１０に装着できるようになっている。
【００２６】
図５は排気ユニット５０の構造を説明するための図であり、上記のようにドライ真空ポンプ１０には、ロータ室１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅが設けられており、それぞれのロータ室内には、図示を省略するが図１に示すようにロータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅが配置されている。ドライ真空ポンプ１０の各ロータ室で圧縮され、最終段のロータ室１３ｅに連通する吐出口１８から排出されるガスは、排気ユニット５０内に設けられた気体流路５４を通って、排気部逆止弁５１に流入し、該排気部逆止弁５１から出たガスは排気ユニット５０内に設けられた気体流路５６を通ってサイレンサ５３へ送られる。また、ドライ真空ポンプ１０の２段目ロータ室１３ｂに連通する圧力逃し孔１９は排気ユニット５０内に設けられた気体流路５５を通って中間部逆止弁５２に連通しており、ドライ真空ポンプ１０内が過圧縮になった場合、過圧縮ガスは中間部逆止弁５２を通って、気体流路５６からサイレンサ５３へ送られる。
【００２７】
図６は排気ユニット５０の構成を示す図で、図６（ａ）は平面図６（ｂ）正面図である。排気ユニット５０のバルブ部５０ａとサイレンサ部５０ｂとからなる。バルブ部５０ａには排気部逆止弁５１及び中間部逆止弁５２が配置されている。図５に示すように、排気部逆止弁５１の入口部は気体流路５４を通って吐出口１８に連通するようなっており、中間部逆止弁５２の入口部は気体流路５５を通って圧力逃し孔１９に連通するようになっている。また、排気部逆止弁５１及び中間部逆止弁５２の吐出口は気体流路５６に連通するようになっている。また、気体流路５６はサイレンサ部５０ｂの気体流路６１に連通している。
【００２８】
図７はサイレンサ５０ｂ内のサイレンサ５３の構成を示す図である。図７（ａ）は本サイレンサの側断面構成を示す図で、図７（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。本サイレンサ５３は共鳴型サイレンサ５３−１と膨張型サイレンサ５３−２を一体的に形成された複合型サイレンサであり、共鳴型サイレンサ５３−１と膨張型サイレンサ５３−２の間には壁７０が介在している。共鳴型サイレンサ５３−１、及び膨張型サイレンサ５３−２は排気ユニット５０の気体流路（図示せず）に連通する気体流路６１に連通して設けられ、共鳴型サイレンサ５３−１を上流側に、膨張型サイレンサ５３−２は下流側に配置している。
【００２９】
本サイレンサ５３は厚板状のサイレンサケーシング６０と蓋体６９を備えている。サイレンサケーシング６０の片側面には気体流路５６に連通する上部が開口した溝状の気体流路６１、共鳴型サイレンサ５３−１を構成する上部が開口した凹状の共鳴室６２、膨張型サイレンサ５３−２を構成する上部が開口した凹状の第１膨張室６３、及び第２膨張室６４が形成されている。更に、共鳴室６２と気体流路６１を連通する上部が開口した溝状の共鳴口６５、第１膨張室６３と気体流路６１を連通する上部が開口した溝状の第１絞り口６６、第１膨張室６３と第２膨張室６４を連通する上部が開口した第２絞り口６７、第２膨張室６４と外部を連通する第３絞り口６８が設けられている。
【００３０】
上記サイレンサケーシング６０の気体流路６１、共鳴室６２、第１膨張室６３、及び第２膨張室６４等が形成されている面を蓋体６９で覆うことにより、気体流路６１、共鳴室６２、第１膨張室６３、及び第２膨張室６４は上部開口部が閉塞された空間となる。上部開口が閉塞された共鳴室６２及び第１膨張室６３はそれぞれ共鳴口６５を通して気体流路６１に連通し、上部開口が閉塞された第１膨張室６３と第２膨張室６４は第２絞り口６７で互いに連通し、更に該第２膨張室６４は第３絞り口６８を通して外部に連通する。
【００３１】
本サイレンサ５３は上記のように厚板状のサイレンサケーシング６０に共鳴型サイレンサ５３−１、及び膨張型サイレンサ５３−２を一体的に形成し、その開口部を蓋体６９で閉塞した構成の複合型サイレンサである。また、サイレンサ５３が厚板状のサイレンサケーシング６０と蓋体６９で構成されるので、平板状で小型化されたサイレンサとなる。排気ユニット５０の気体流路から、気体流路６１に流入したガス流の有する騒音は、共鳴口６５及び共鳴室６２で構成される共鳴型サイレンサ５３−１の固有周波数に共鳴して消音（低減）される。該共鳴型サイレンサ５３−１を通ったガス流は第１絞り口６６を通って第１膨張室６３に流入することにより該第１膨張室６３で膨張して消音（低減）され、続いて、第２絞り口６７を通って第２膨張室６４に流入することにより該第２膨張室６４内で膨張して消音（低減）され、更に第３絞り口６８を通して外気に流出し膨張して消音（低減）される。
【００３２】
共鳴型サイレンサ５３−１は小型化が可能で、気体流路６１を流れるガスの流を妨げないという特徴があるが、消音できる騒音の周波数領域は膨張型に比べて狭い。これに対して、膨張型サイレンサ５３−２は幅広い周波数領域で騒音の消音が可能であるが、消音できる周波数はサイレンサの長さに反比例するため、低周波領域を消音する場合、サイレンサが長くなってしまう。そこで小型化できる共鳴型サイレンサ５３−１でガス流の低周波領域の騒音を消音させ、残る高周波領域の騒音をサイレンサの長さが消音周波数反比例する膨張型サイレンサ５３−２で消音させることにより、共鳴型サイレンサ５３−１と膨張型サイレンサ５３−２の両者が小型となり、サイレンサ５３の全体を小型化できると共に、騒音の幅広い周波数帯域での消音（低減）が可能になる。
【００３３】
また、共鳴型サイレンサ５３−１を気体流路６１の上流側に設けるので、共鳴型サイレンサ５３−１は気体流路６１に流入したガスの流を妨げない特徴を有しているから、このような複合型サイレンサを排気ユニット５０の気体流路のガス排出側に設けても、排気ユニット５０のガス排出機能を低減し極力抑えることが可能となる。
【００３４】
排気ユニット５０のバルブ部５０ａとサイレンサ部５０ｂは一体に構成され、ドライ真空ポンプ装置を構成する１つの部品として構成されるようになっている。従って、排気部逆止弁５１をドライ真空ポンプ１０の吐出口１８に接続するための配管等部品、中間部逆止弁５２を圧力逃し孔１９に接続するための配管等部品、更にはサイレンサ部５０ｂの気体流路６１とバルブ５０ａの気体流路５６に接続するための配管等部品が不必要となり、ドライ真空ポンプ１０の排気部を構成するための部品点数が少なくなり、コストも安価となる。
【００３５】
以上、本発明の実施形態例を説明したが、本発明は上記実施形態例に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。例えば、図８のフローシートに示すように、メインポンプＭＰとして多段ルーツ型ドライ真空ポンプ１０−２、ブースタポンプＢＰとして多段ルーツ型ドライ真空ポンプ１０−１を備え、メインポンプＭＰの吸込口１７をブースタポンプＢＰの吐出口１８に接続し、メインポンプＭＰに排気ユニット５０を装着し、メインポンプＭＰの吐出口１８が排気部逆止弁５１に、圧力逃し孔１９が中間部逆止弁５２に接続されるようにする。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、多段ルーツ型ドライ真空ポンプの圧縮比の高い位置に中抜吐出口を備え、該中抜吐出口に過圧縮防止逆止弁を接続して大気領域に開放したので、過負荷による回転数数の低下が抑制でき、排気時間を短縮することが可能な多段ルーツ型ドライ真空ポンプを備えたドライ真空装置として利用できる。
【符号の説明】
【００３７】
１０ ドライ真空ポンプ
１１ａ 回転軸
１１ｂ 回転軸
１２ ロータ
１２ａ〜１２ｅ ロータ
１３ａ〜１３ｅ ロータ室
１４ ロータケーシング
１５ａ〜１５ｅ 気体流路
１７ 吸込口
１８ 吐出口
１９ 圧力逃し孔
２０ 軸受
２１ 軸受
２２ モータ
２２ａ モータロータ
２２ｂ モータステータ
２３ 軸受ケーシング
２４ モータケーシング
２６ サイドケーシング
２９ タイミングギア
３０ サイドケーシング
４０ 軸受ケース
４１ 軸受ケース
５０ 排気ユニット
５１ 排気部逆止弁
５２ 中間部逆止弁
５３ サイレンサ
５３−１ 共鳴型サイレンサ
５３−２ 膨張型サイレンサ
５４ 気体流路
５５ 気体流路
５６ 気体流路
６０ サイレンサケーシング
６１ 気体流路
６２ 共鳴室
６３ 第１膨張室
６４ 第２膨張室
６５ 共鳴口
６６ 第１絞り口
６７ 第２絞り口
６８ 第３絞り口
６９ 蓋体
７０ 壁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多段ルーツ型ドライ真空ポンプを備えたドライ真空ポンプ装置に関し、特に過圧縮ガスを逃がす機構を備えた多段ルーツ型ドライ真空ポンプを備えたドライ真空ポンプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、大気圧から動作が可能で、クリーンな真空環境が容易に得られるドライ真空ポンプが、半導体製造設備等の幅広い分野で使用されている。特に半導体デバイスの製造は、３００以上の工程数からなり、そこで使用される真空ポンプの数も非常に多い。そのため真空ポンプ装置の省フットプリント化は工場内の敷地面積を有効に利用する上で非常に重要である。特に真空ポンプ装置の幅に合せて複数の真空ポンプ装置を並べて設置することが多いため、幅を小さくすることが重要である。このような要望に応えるドライ真空ポンプとして、多段ルーツ型ドライ真空ポンプがある。
【０００３】
このような、多段ルーツ型ドライ真空ポンプで大容量チャンバの排気を行うと大流量のガスが流れ、ポンプ各段の排気速度の違いによりポンプ内部が過圧縮になる。それにより圧縮動力が増加して過負荷防止の回転数制御がかかり回転数が低下する。回転数が低下すると排気速度も低下する。その結果、チャンバの排気時間が長くなり、半導体や液晶のデバイス製造リードタイムを長くしてしまうということになる。この対策としてポンプの中段に中抜吐出口を設け、該中段中抜吐出口から過圧縮ガスを吐出し、ポンプ内部の過圧縮を防止する過圧縮防止機構を設けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２８９１６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
多段ルーツ型ドライ真空ポンプにおいて、一般に初段のロータ室の容積は設計する真空ポンプの排気速度により決定される。このため、排気速度の大きな真空ポンプを設計する場合は、初段のロータ室の容積を大きくすることが必要となる。これに対し、最終段のロータ室の容積は、最終段のロータ室での前後の圧力差によって発熱（圧縮熱）、及びその圧力差に抗してロータを回転させるモータの消費電力を抑えるために小さくする必要がある。しかしながら、最終段のロータ室の容積を小さくすると、スムーズに排気できなくなる。このように、容積比と発熱とはトレードオフの関係にあるため、どの点を重視して真空ポンプを設計するかによって、容積比（圧縮比）を大きくするか小さくするかを決定することになる。この容積比（圧縮比）と過圧縮防止機構の取り付け位置が排気速度を短縮する上で重要になっている。
【０００６】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、適正な位置にポンプ内の過圧縮を防止する過圧縮防止機構を設け、過負荷による回転数低下を抑制させることにより、排気時間を短縮できる多段ルーツ型ドライ真空ポンプを備えたドライ真空ポンプ装置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】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明は多段ルーツ型ドライ真空ポンプを備えたドライ真空ポンプ装置であって、多段ルーツ型ドライ真空ポンプの最終段に気体を吐出す最終段吐出口、圧縮比の高い位置に中抜吐出口を備え、最終段吐出口に逆止弁を接続して大気領域に開放し、中抜吐出口に過圧縮防止逆止弁を接続して大気領域に開放したことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は上記ドライ真空ポンプにおいて、多段ルーツ型ドライ真空ポンプは５段のロータ室と、各段のロータ室に配置したロータを備えた５段ルーツ型ドライ真空ポンプであり、中抜吐出口を２段目のロータ室に連通して設け、１段目のロータの軸方向の幅を２段目のロータの軸方向の幅の２倍以上としたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は上記ドライ真空ポンプ装置において、逆止弁の吐出口及び過圧縮防止逆止弁の吐出口を排気流路に接続し、該排気流路にサイレンサを設け、該サイレンサの下流側の排気流路を装置排気口に接続して大気領域に開放したことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は上記ドライ真空ポンプ装置において、逆止弁、過圧縮防止逆止弁、排気流路、及びサイレンサを排気ユニットとして一体に構成したことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は上記ドライ真空ポンプ装置において、多段ルーツ型ドライ真空ポンプはブースタポンプとメインポンプとからなり、ブースタポンプの最終段吐出口にメインポンプの１段目の吸込口を接続し、排気ユニットはメインポンプに設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、多段ルーツ型ドライ真空ポンプの圧縮比の高い位置に中抜吐出口を備え、該中抜吐出口に過圧縮防止逆止弁を接続して大気領域に開放したので、過負荷による回転数数の低下を抑制でき、排気時間を短縮することが可能となる。
【００１３】
本発明によれば、多段ルーツ型ドライ真空ポンプは５段ルーツ型ドライ真空ポンプであり、中抜吐出口を２段目のロータ室に連通して設け、１段目のロータの軸方向の幅を２段目のロータの軸方向の幅の２倍以上としたので、２段目のロータ室の圧縮比は高く、該２段目のロータ室に連通する中抜吐出口に過圧縮防止逆止弁を接続して大気領域に開放することにより、過負荷による回転数数の低下が効果的に抑制でき、排気時間を短縮することが可能となる。
【００１４】
また、本発明によれば、逆止弁の吐出口及び過圧縮防止逆止弁の吐出口を排気流路に接続し、該排気流路にサイレンサを設け、該サイレンサの下流側の排気流路を装置排気口に接続したので、最終吐出口から吐き出される気体の騒音と、中抜吐出口から吐き出される過圧縮機体の騒音とを消音（低減）できる。
【００１５】
また、本発明によれば、逆止弁、過圧縮防止逆止弁、排気流路、及びサイレンサを排気ユニットとして一体に構成したので、ドライ真空ポンプの排気系統の部品点数の削減が可能で小型化でき、装置全体の小型化及びコストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係るドライ真空ポンプ装置が備える多段ルーツ型ドライ真空ポンプの縦断面構造を示す図である。
【図２】図１の多段ルーツ型ドライ真空ポンプの横断面構造を示す図である。
【図３】多段ルーツ型ドライ真空ポンプの各ロータの軸方向幅寸法を示す図である。
【図４】本発明に係るドライ真空ポンプ装置のフローシートを示す図である。
【図５】排気ユニットの構造を説明するための図である。
【図６（ａ）】排気ユニットの断面構造を示す平面図である。
【図６（ｂ）】排気ユニットの断面構造を示す正面図である。
【図７】排気ユニットのサイレンサ部の構造を示す図である。
【図８】本発明に係るドライ真空ポンプ装置のフローシートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。先ず本発明に係るドライ真空ポンプ装置が備える多段ルーツ型ドライ真空ポンプを図１及び図２を用いて説明する。図１は多段ルーツ型ドライ真空ポンプの全体構成を示す縦断面図であり、図２は図１のＡ−Ａ断面図である。本多段ルーツ型ドライ真空ポンプ１０は５段のポンプであり、２本の回転軸１１ａ、１１ｂに一対の５段のルーツ型ロータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅがそれぞれ固定されている。回転軸１１ａ、１１ｂはそれぞれ軸受２０、２１により回転自在に支持されている。なお、以下の説明では、一対のロータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅを総称して適宜ロータ１２、１２と称する。
【００１８】
ロータ１２、１２間、及びロータ１２、１２とロータケーシング１４の内周面との間には微小な隙間が形成されており、ロータ１２、１２は、それぞれの回転軸１１ａ、１１ｂを中心として非接触で回転するようになっている。ロータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅをそれぞれ収容して気体を移送するロータ室１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅがそれぞれ２本の回転軸１１ａ、１１ｂに沿って直列に１つのロータケーシング１４内に配置されている。ロータケーシング１４の上面には図示しないカバー部材が取り付けられている。ロータケーシング１４の上部には吸込口１７が形成されており、吸込口１７は初段のロータ室１３ａに連通している。ロータケーシング１４の吐出口側面には第１のサイドケーシング２６が固定されており、サイドケーシング２６の側面には軸受ケーシング２３が固定されている。サイドケーシング２６には、最終段のロータ室１３ｅに連通する吐出口１８が形成されている。吐出口１８は後に詳述するように、排気部逆止弁、及びサイレンサを介して大気領域にガスを排出する。
【００１９】
図１に示すように、軸受２０の図中左側にモータ（例えばブラシレスＤＣモータ）２２が配置されている。即ち、回転軸１１ａ、１１ｂの一方の端部にモータロータ２２ａが固定され、その周囲にモータステータ２２ｂが配置されている。モータ２２は図示しないインバータ装置等の電力供給装置により周波数可変電力の供給を受け、ソフトスタート等を含む真空ポンプの回転速度制御を行う。モータ２２は、モータケーシング２４の内部に配置されている。モータ２２に、ブラシレスＤＣモータを採用すると、ロータ１２、１２は回転軸１１ａ、１１ｂを介してこのブラシレスＤＣモータ２２により同期反転させられる。回転軸１１ａ、１１ｂの他方の端部には、それぞれタイミングギア２９及び吐出側の軸受２１は軸受ケーシング２３に収容されている。軸受２０、２１はそれぞれ軸受ケース４０、４１に保持されており、これらの軸受ケース４０、４１はそれぞれモータケーシング２４及び軸受ケーシング２３に収容されている。
【００２０】
各ロータ室１３ａ〜１３ｅにおいては、２本の回転軸１１ａ、１１ｂにそれぞれ固定されたロータ１２、１２とロータケーシング１４の内周面との間に閉じ込められた気体が吸込側から吐出側に移送される。ロータケーシング１４は二重ケーシングとなっており、二重ケーシングを構成する内外周囲壁の間には気体流路１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅが設けられている。ロータ室１３ａの吐出側と次段のロータ室１３ｂの吸込側は気体流路１５ａによって連通しており、ロータ室１３ａ内のロータ１２ａによって圧縮された気体は気体流路１５ａを通ってロータ室１３ｂの吸込側に移送される。このようにして、各段のロータ１２、１２によって圧縮された気体は、気体流路１５ａ〜１５ｅを通って吐出し側に順次移送され、吐出口１８に移送される。
【００２１】
一般に多段ルーツ型ドライ真空ポンプにおいて、初段のロータ室の容積は設計する真空ポンプの排気速度により決定される。このため、排気速度の大きな真空ポンプを設計する場合は、初段のロータ室の容積を大きくすることが必要となる。これに対し、最終段のロータ室の容積は、最終段のロータ室での前後の圧力差によって発熱（圧縮熱）、及びその圧力差に抗してロータを回転させるモータの消費電力を抑えるために小さくする必要がある。しかしながら、最終段のロータ室の容積を小さくすると、スムーズに排気できなくなる。このように、容積比と発熱とはトレードオフの関係にあるため、どの点を重視して真空ポンプを設計するかによって、容積比（圧縮比）を大きくするか小さくするかを決定することになる。ここでは、１段目のロータ室１３ａの軸方向の幅寸法を２段目のロータ室１３ｂの幅寸法の２倍以上としている。即ち、図３に示すように、１段目のロータ１２ａの軸方向の幅寸法を２段目のロータ１２ｂの幅寸法の２倍以上としている。そして順次３段目のロータ１２ｃ、４段目のロータ１２ｄ、５段目のロータ１２ｅをその軸方向幅を所定の比で小さくしている。
【００２２】
モータ２２に、ブラシレスＤＣモータを採用すると、モータ２２の回転速度制御を行うことで、最終段のロータ室１３ｅの容積を小さくしたまま排気速度を大きくすることができ、且つ発熱及びモータ消費電力を抑えることができる。つまり、通常のモータを使用した従来の真空ポンプに比べて、同じ排気速度を達成しつつ容積比（圧縮比）を大きくできると共に、発熱量を抑えることができる。また、２本の回転軸１１ａ、１１ｂを回転駆動する駆動源として上記のようにブラシレスＤＣモータ２２を用いることで、モータとしての効率が良いだけでなく大きな負荷変動に対応することができ、更に起動時における圧縮動力の増大にも対応することができる。
【００２３】
ドライ真空ポンプの吐出口１８の近傍には軸受２１が配置され、吸込側の軸受２０と共に回転軸１１ａ、１１ｂを回転自在に支持している。軸受２１は軸受ケーシング２３内に収容され、軸受ケーシング２３とロータケーシング１４との間にはサイドケーシング２６が配置されている。軸受ケーシング２３とサイドケーシング２６との間には図示しないＯリングシール（シール部）が配置され、これにより軸受ケーシング２３とサイドケーシング２６との間の微小な隙間が封止されている。また、サイドケーシング２６とロータケーシング１４との間にも図示しないＯリングシール（シール部）が配置され、これによりサイドケーシング２６とロータケーシング１４との間の微小な隙間が封止されている。軸受２０はモータケーシング２４内に収容されており、モータケーシング２４とロータケーシング１４との間には第２のサイドケーシング３０が配置されている。サイドケーシング３０とロータケーシング１４との間には図示しないＯリングシール（シール部）が配置されている。更に、サイドケーシング３０とモータケーシング２４との間には図示しないＯリングシール（シール部）が配置されている。
【００２４】
上記構成のドライ真空ポンプにおいて、モータ２２を起動し、回転軸１１ａ、１１ｂを回転させると、ロータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅが回転し、吸込口１７から吸込まれたガスはロータ室１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ内のロータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅで圧縮され、気体流路１５ａ〜１５ｅを通って吐出し側に順次移送され、吐出口１８から大気圧縮域に排出される。該吐出口１８には排気ユニット５０が接続され、該吐出口１８から排出されたガスは該排気ユニット５０を通して排出される。排気ユニット５０には、排気部逆止弁（最終段逆止弁）５１と、２段目出口中抜きの中間部逆止弁５２と、サイレンサ５３が設けられている。中間部逆止弁５２はドライ真空ポンプ内のガスが外気圧以上に圧縮された気体を外気中に逃がして、本ドライ真空ポンプの動力ロスを少なく抑えるために設けた圧力逃し孔１９（図４参照）に設けられた過圧縮防止弁である。
【００２５】
図４はドライ真空ポンプ１０と排気ユニット５０のフローシートを示す図である。図示するように多段ルーツ型ドライ真空ポンプ１０を運転すると吸込口１７に吸込まれたガスは気体流路１５ａ〜１５ｅを通って吐出口１８から排気ユニット５０に流入し、排気部逆止弁（最終段逆止弁）５１及びサイレンサ５３を通って外部（大気領域）に排出される。また、ドライ真空ポンプ１０の起動時等内部が過圧縮になった場合、気体流路１５ｂ（２段目のロータ室１３ｂに連通）に連通する圧力逃し孔（中抜吐出口）１９から排気ユニット５０に流入したガスは中間部逆止弁（過圧縮防止逆止弁）５２を通ってサイレンサ５３へ送られる。排気部逆止弁５１、中間部逆止弁５２、及びサイレンサ５３は後に詳述するように、排気ユニット５０内に一体的に配置され、ドライ真空ポンプ１０に排気ユニット５０を装着することにより、排気部逆止弁５１、中間部逆止弁５２、及びサイレンサ５３はドライ真空ポンプ１０に装着できるようになっている。
【００２６】
図５は排気ユニット５０の構造を説明するための図であり、上記のようにドライ真空ポンプ１０には、ロータ室１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅが設けられており、それぞれのロータ室内には、図示を省略するが図１に示すようにロータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅが配置されている。ドライ真空ポンプ１０の各ロータ室で圧縮され、最終段のロータ室１３ｅに連通する吐出口１８から排出されるガスは、排気ユニット５０内に設けられた気体流路５４を通って、排気部逆止弁５１に流入し、該排気部逆止弁５１から出たガスは排気ユニット５０内に設けられた気体流路５６を通ってサイレンサ５３へ送られる。また、ドライ真空ポンプ１０の２段目ロータ室１３ｂに連通する圧力逃し孔１９は排気ユニット５０内に設けられた気体流路５５を通って中間部逆止弁５２に連通しており、ドライ真空ポンプ１０内が過圧縮になった場合、過圧縮ガスは中間部逆止弁５２を通って、気体流路５６からサイレンサ５３へ送られる。
【００２７】
図６は排気ユニット５０の構成を示す図で、図６（ａ）は平面図６（ｂ）正面図である。排気ユニット５０のバルブ部５０ａとサイレンサ部５０ｂとからなる。バルブ部５０ａには排気部逆止弁５１及び中間部逆止弁５２が配置されている。図５に示すように、排気部逆止弁５１の入口部は気体流路５４を通って吐出口１８に連通するようなっており、中間部逆止弁５２の入口部は気体流路５５を通って圧力逃し孔１９に連通するようになっている。また、排気部逆止弁５１及び中間部逆止弁５２の吐出口は気体流路５６に連通するようになっている。また、気体流路５６はサイレンサ部５０ｂの気体流路６１に連通している。
【００２８】
図７はサイレンサ５０ｂ内のサイレンサ５３の構成を示す図である。図７（ａ）は本サイレンサの側断面構成を示す図で、図７（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。本サイレンサ５３は共鳴型サイレンサ５３−１と膨張型サイレンサ５３−２を一体的に形成された複合型サイレンサであり、共鳴型サイレンサ５３−１と膨張型サイレンサ５３−２の間には壁７０が介在している。共鳴型サイレンサ５３−１、及び膨張型サイレンサ５３−２は排気ユニット５０の気体流路（図示せず）に連通する気体流路６１に連通して設けられ、共鳴型サイレンサ５３−１を上流側に、膨張型サイレンサ５３−２は下流側に配置している。
【００２９】
本サイレンサ５３は厚板状のサイレンサケーシング６０と蓋体６９を備えている。サイレンサケーシング６０の片側面には気体流路５６に連通する上部が開口した溝状の気体流路６１、共鳴型サイレンサ５３−１を構成する上部が開口した凹状の共鳴室６２、膨張型サイレンサ５３−２を構成する上部が開口した凹状の第１膨張室６３、及び第２膨張室６４が形成されている。更に、共鳴室６２と気体流路６１を連通する上部が開口した溝状の共鳴口６５、第１膨張室６３と気体流路６１を連通する上部が開口した溝状の第１絞り口６６、第１膨張室６３と第２膨張室６４を連通する上部が開口した第２絞り口６７、第２膨張室６４と外部を連通する第３絞り口６８が設けられている。
【００３０】
上記サイレンサケーシング６０の気体流路６１、共鳴室６２、第１膨張室６３、及び第２膨張室６４等が形成されている面を蓋体６９で覆うことにより、気体流路６１、共鳴室６２、第１膨張室６３、及び第２膨張室６４は上部開口部が閉塞された空間となる。上部開口が閉塞された共鳴室６２及び第１膨張室６３はそれぞれ共鳴口６５を通して気体流路６１に連通し、上部開口が閉塞された第１膨張室６３と第２膨張室６４は第２絞り口６７で互いに連通し、更に該第２膨張室６４は第３絞り口６８を通して外部に連通する。
【００３１】
本サイレンサ５３は上記のように厚板状のサイレンサケーシング６０に共鳴型サイレンサ５３−１、及び膨張型サイレンサ５３−２を一体的に形成し、その開口部を蓋体６９で閉塞した構成の複合型サイレンサである。また、サイレンサ５３が厚板状のサイレンサケーシング６０と蓋体６９で構成されるので、平板状で小型化されたサイレンサとなる。排気ユニット５０の気体流路から、気体流路６１に流入したガス流の有する騒音は、共鳴口６５及び共鳴室６２で構成される共鳴型サイレンサ５３−１の固有周波数に共鳴して消音（低減）される。該共鳴型サイレンサ５３−１を通ったガス流は第１絞り口６６を通って第１膨張室６３に流入することにより該第１膨張室６３で膨張して消音（低減）され、続いて、第２絞り口６７を通って第２膨張室６４に流入することにより該第２膨張室６４内で膨張して消音（低減）され、更に第３絞り口６８を通して外気に流出し膨張して消音（低減）される。
【００３２】
共鳴型サイレンサ５３−１は小型化が可能で、気体流路６１を流れるガスの流を妨げないという特徴があるが、消音できる騒音の周波数領域は膨張型に比べて狭い。これに対して、膨張型サイレンサ５３−２は幅広い周波数領域で騒音の消音が可能であるが、消音できる周波数はサイレンサの長さに反比例するため、低周波領域を消音する場合、サイレンサが長くなってしまう。そこで小型化できる共鳴型サイレンサ５３−１でガス流の低周波領域の騒音を消音させ、残る高周波領域の騒音をサイレンサの長さが消音周波数反比例する膨張型サイレンサ５３−２で消音させることにより、共鳴型サイレンサ５３−１と膨張型サイレンサ５３−２の両者が小型となり、サイレンサ５３の全体を小型化できると共に、騒音の幅広い周波数帯域での消音（低減）が可能になる。
【００３３】
また、共鳴型サイレンサ５３−１を気体流路６１の上流側に設けるので、共鳴型サイレンサ５３−１は気体流路６１に流入したガスの流を妨げない特徴を有しているから、このような複合型サイレンサを排気ユニット５０の気体流路のガス排出側に設けても、排気ユニット５０のガス排出機能を低減し極力抑えることが可能となる。
【００３４】
排気ユニット５０のバルブ部５０ａとサイレンサ部５０ｂは一体に構成され、ドライ真空ポンプ装置を構成する１つの部品として構成されるようになっている。従って、排気部逆止弁５１をドライ真空ポンプ１０の吐出口１８に接続するための配管等部品、中間部逆止弁５２を圧力逃し孔１９に接続するための配管等部品、更にはサイレンサ部５０ｂの気体流路６１とバルブ５０ａの気体流路５６に接続するための配管等部品が不必要となり、ドライ真空ポンプ１０の排気部を構成するための部品点数が少なくなり、コストも安価となる。
【００３５】
以上、本発明の実施形態例を説明したが、本発明は上記実施形態例に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。例えば、図８のフローシートに示すように、メインポンプＭＰとして多段ルーツ型ドライ真空ポンプ１０−２、ブースタポンプＢＰとして多段ルーツ型ドライ真空ポンプ１０−１を備え、メインポンプＭＰの吸込口１７をブースタポンプＢＰの吐出口１８に接続し、メインポンプＭＰに排気ユニット５０を装着し、メインポンプＭＰの吐出口１８が排気部逆止弁５１に、圧力逃し孔１９が中間部逆止弁５２に接続されるようにする。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、多段ルーツ型ドライ真空ポンプの圧縮比の高い位置に中抜吐出口を備え、該中抜吐出口に過圧縮防止逆止弁を接続して大気領域に開放したので、過負荷による回転数数の低下が抑制でき、排気時間を短縮することが可能な多段ルーツ型ドライ真空ポンプを備えたドライ真空装置として利用できる。
【符号の説明】
【００３７】
１０ ドライ真空ポンプ
１１ａ 回転軸
１１ｂ 回転軸
１２ ロータ
１２ａ〜１２ｅ ロータ
１３ａ〜１３ｅ ロータ室
１４ ロータケーシング
１５ａ〜１５ｅ 気体流路
１７ 吸込口
１８ 吐出口
１９ 圧力逃し孔
２０ 軸受
２１ 軸受
２２ モータ
２２ａ モータロータ
２２ｂ モータステータ
２３ 軸受ケーシング
２４ モータケーシング
２６ サイドケーシング
２９ タイミングギア
３０ サイドケーシング
４０ 軸受ケース
４１ 軸受ケース
５０ 排気ユニット
５１ 排気部逆止弁
５２ 中間部逆止弁
５３ サイレンサ
５３−１ 共鳴型サイレンサ
５３−２ 膨張型サイレンサ
５４ 気体流路
５５ 気体流路
５６ 気体流路
６０ サイレンサケーシング
６１ 気体流路
６２ 共鳴室
６３ 第１膨張室
６４ 第２膨張室
６５ 共鳴口
６６ 第１絞り口
６７ 第２絞り口
６８ 第３絞り口
６９ 蓋体
７０ 壁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多段ルーツ型ドライ真空ポンプを備えたドライ真空ポンプ装置であって、
前記多段ルーツ型ドライ真空ポンプの最終段に気体を吐出す最終段吐出口、圧縮比の高い位置に中抜吐出口を備え、
前記最終段吐出口に逆止弁を接続して大気領域に開放し、
前記中抜吐出口に過圧縮防止逆止弁を接続して大気領域に開放したことを特徴とするドライ真空ポンプ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のドライ真空ポンプにおいて、
前記多段ルーツ型ドライ真空ポンプは５段のロータ室と、各段のロータ室に配置したロータを備えた５段ルーツ型ドライ真空ポンプであり、
前記中抜吐出口に２段目のロータ室に連通して設け、
１段目の前記ロータの軸方向の幅を２段目の前記ロータの軸方向の幅の２倍以上としたことを特徴とするドライ真空ポンプ装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のドライ真空ポンプ装置において、
前記逆止弁の吐出口及び前記過圧縮防止逆止弁の吐出口を排気流路に接続し、該排気流路にサイレンサを設け、該サイレンサの下流側の排気流路を装置排気口に接続して大気領域に開放したことを特徴とするドライ真空ポンプ装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のドライ真空ポンプ装置において、
前記逆止弁、前記過圧縮防止逆止弁、前記排気流路、及び前記サイレンサを排気ユニットとして一体に構成したことを特徴とするドライ真空ポンプ装置。
【請求項５】
請求項４に記載のドライ真空ポンプ装置において、
前記多段ルーツ型ドライ真空ポンプはブースタポンプとメインポンプとからなり、前記ブースタポンプ最終段吐出口に前記メインポンプの１段目の吸込口を接続し、前記排気ユニットは前記メインポンプに設けたことを特徴とするドライ真空ポンプ装置。
【請求項１】
多段ルーツ型ドライ真空ポンプを備えたドライ真空ポンプ装置であって、
前記多段ルーツ型ドライ真空ポンプの最終段に気体を吐出す最終段吐出口、圧縮比の高い位置に中抜吐出口を備え、
前記最終段吐出口に逆止弁を接続して大気領域に開放し、
前記中抜吐出口に過圧縮防止逆止弁を接続して大気領域に開放したことを特徴とするドライ真空ポンプ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のドライ真空ポンプにおいて、
前記多段ルーツ型ドライ真空ポンプは５段のロータ室と、各段のロータ室に配置したロータを備えた５段ルーツ型ドライ真空ポンプであり、
前記中抜吐出口に２段目のロータ室に連通して設け、
１段目の前記ロータの軸方向の幅を２段目の前記ロータの軸方向の幅の２倍以上としたことを特徴とするドライ真空ポンプ装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のドライ真空ポンプ装置において、
前記逆止弁の吐出口及び前記過圧縮防止逆止弁の吐出口を排気流路に接続し、該排気流路にサイレンサを設け、該サイレンサの下流側の排気流路を装置排気口に接続して大気領域に開放したことを特徴とするドライ真空ポンプ装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のドライ真空ポンプ装置において、
前記逆止弁、前記過圧縮防止逆止弁、前記排気流路、及び前記サイレンサを排気ユニットとして一体に構成したことを特徴とするドライ真空ポンプ装置。
【請求項５】
請求項４に記載のドライ真空ポンプ装置において、
前記多段ルーツ型ドライ真空ポンプはブースタポンプとメインポンプとからなり、前記ブースタポンプ最終段吐出口に前記メインポンプの１段目の吸込口を接続し、前記排気ユニットは前記メインポンプに設けたことを特徴とするドライ真空ポンプ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６（ａ）】
【図６（ｂ）】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６（ａ）】
【図６（ｂ）】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−２２６３６７（Ｐ２０１１−２２６３６７Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−９６５４２（Ｐ２０１０−９６５４２）
【出願日】平成２２年４月１９日（２０１０．４．１９）
【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２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月１９日（２０１０．４．１９）
【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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