(57)【要約】      （修正有）【課題】真空ポンプの排気管への生成物の付着を防止し、捕捉装置での生成物の捕捉を良好にする。【解決手段】吸込口１１２１及び排出口１１２２を有するポンプ室と、前記排出口に接続された排気管１１３であって、前記ポンプ室からの排気を前記真空ポンプ外に導く排気管と、前記排気管を冷却するための冷却装置１２０と、を備え、前記排気管は、第１排気管部分１１３１と、第２排気管部分１１３２とを有し、前記第１排気管部分が、前記ポンプ室の前記排気口に接続され、前記第２排気管部分が前記第１排気管部分よりも前記ポンプ室の前記排気口から遠い位置にあり、前記第２排気管部分に前記冷却装置が配置されている、真空ポンプ。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空ポンプであって、
吸込口及び排出口を有するポンプ室と、
前記排出口に接続された排気管であって、前記ポンプ室からの排気を前記真空ポンプ外に導く排気管と、
前記排気管を冷却するための冷却装置と、
を備え、
前記排気管は、第１排気管部分と、第２排気管部分とを有し、
前記第１排気管部分が、前記ポンプ室の前記排気口に接続され、前記第２排気管部分が前記第１排気管部分よりも前記ポンプ室の前記排気口から遠い位置にあり、
前記第２排気管部分に前記冷却装置が配置されている、
真空ポンプ。
【請求項２】
請求項１に記載の真空ポンプにおいて、前記第１排気管部分と前記第２排気管部分との間に介在する断熱部材を更に備える、真空ポンプ。
【請求項３】
請求項２に記載の真空ポンプにおいて、
前記断熱部材は、前記第１排気管部分と前記第２排気管部分との間に介在する樹脂製の環状リングと、前記第１排気管部分と前記第２排気管部分とを接続する樹脂製のクランプとを有する、真空ポンプ。
【請求項４】
請求項２に記載の真空ポンプにおいて、
前記断熱部材は、前記第１排気管部分と前記第２排気管部分との間に介在する樹脂製の第３の排気管部分を有する、真空ポンプ。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかに記載の真空ポンプにおいて、
前記冷却装置は、前記第２排気管部の周囲に取り付けられ、冷却媒体を流通させる冷却ジャケットを有する、真空ポンプ。
【請求項６】
請求項５に記載の真空ポンプにおいて、
前記冷却装置は、前記冷却ジャケットの内部に１又は複数の仕切板が設けられている、真空ポンプ。
【請求項７】
請求項６に記載の真空ポンプにおいて、
前記仕切板は、前記第２排気管部分が延びる方向を横切る方向に延び且つ開口部を有する１又は複数の板状部材、又は、前記冷却ジャケット内壁と前記第２排気管部分との間を螺旋状に延びる１又は複数の螺旋状部材である、真空ポンプ。
真空ポンプ。
【請求項８】
請求項７に記載の真空ポンプにおいて、
前記仕切板は、複数の前記板状部材を有し、隣接する板状部材において前記開口部が重ならないように前記板状部材が配置されている、真空ポンプ。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れかに記載の真空ポンプにおいて、
前記排気管の少なくとも一部及び前記ポンプ室を収容する筐体を更に備え、
前記冷却装置は、前記筐体内に配置されている、真空ポンプ。
【請求項１０】
請求項１乃至８の何れかに記載の真空ポンプにおいて、
前記排気管の少なくとも一部及び前記ポンプ室を収容する筐体を更に備え、
前記冷却装置は、前記筐体の外部に配置されている、真空ポンプ。
【請求項１１】
請求項１乃至１０の何れかに記載の真空ポンプにおいて、
前記第２排気管部分に対して冷却媒体を供給する第１冷却媒体流路と、
前記第１冷却媒体流路に配置され、前記第２排気管部分に対して冷却媒体の供給を制御する第１の弁と、を更に有する、真空ポンプ。
【請求項１２】
請求項１１に記載の真空ポンプにおいて、
前記第２排気管部分をバイパスする第２冷却媒体流路と、
前記第２冷却媒体流路に配置され、前記第２冷却媒体流路の冷却媒体の流れを制御する第２の弁と、を更に有する、真空ポンプ。
【請求項１３】
請求項１１又は１２に記載の真空ポンプにおいて、
前記第１の弁は、前記第２排気管部分に供給する冷却媒体の流量を連続的又は複数段階で調整可能な流量制御弁である、真空ポンプ。
【請求項１４】
請求項１２、又は請求項１２に従属する請求項１３に記載の真空ポンプにおいて、
前記第２の弁は、前記第２排気管部分に供給する冷却媒体の流量を連続的又は複数段階で調整可能な流量制御弁である、真空ポンプ。
【請求項１５】
請求項１１乃至１４の何れかに記載の真空ポンプにおいて、
前記排気管に設けられた温度センサを更に備える、真空ポンプ。
【請求項１６】
請求項１１乃至１５の何れかに記載の真空ポンプにおいて、
前記排気管に設けられた流量センサを更に備える、真空ポンプ。
【請求項１７】
請求項１乃至１６の何れかに記載の真空ポンプにおいて、
前記冷却装置による前記第２排気管部分の冷却を制御する制御装置を更に備え、
前記制御装置は、前記真空ポンプに流入するガスの種類に応じて、前記冷却装置による前記第２排気管部分の冷却を制御する、真空ポンプ。
【請求項１８】
請求項１７に記載の真空ポンプにおいて、
前記制御装置は、上位システムから、又は、ユーザから入力を受け付けることによって、前記ガスの種類を取得する、真空ポンプ。
【請求項１９】
請求項１８に記載の真空ポンプにおいて、
前記真空ポンプは、前記真空ポンプに流入するガスに含まれる生成物が気体になる温度のデータを含む蒸気圧データを保持しており、前記真空ポンプに流入するガスの種類、流量から生成物の種類及び濃度を決定し、当該生成物の種類及び濃度と当該生成物の蒸気圧データとから、第２排気管部分の目標設定温度を決定する、真空ポンプ。
【請求項２０】
請求項１乃至１９の何れかに記載の真空ポンプにおいて、
前記排気管は、前記排気中の生成物を捕捉するための捕捉装置に流体的に接続されて使用されるものである、真空ポンプ。
【請求項２１】
請求項２０に記載の真空ポンプにおいて、
前記排気管内の温度が、前記排気中の生成物が前記排気管に付着しない下限温度以上、かつ、前記捕捉装置で前記生成物が捕捉できる上限温度以下の温度になるように、前記冷却装置が制御される、真空ポンプ。
【請求項２２】
真空ポンプの冷却装置であって、
前記真空ポンプの排気管に交換可能に接続可能な冷却機能付き排気管部分を備える、冷却装置。
【請求項２３】
請求項２２に記載の冷却装置において、
前記真空ポンプの前記排気管と前記冷却機能付き排気管部分との間に配置可能な断熱部材を更に備える、冷却装置。
【請求項２４】
請求項２２又は２３に記載の冷却装置において、
前記冷却機能付き排気管部分は、
前記真空ポンプの排気管と連通可能な排気管部分と、
前記排気管部分の周囲に取り付けられた冷却ジャケットと、
を有する冷却装置。
【請求項２５】
真空ポンプの冷却方法であって、
前記真空ポンプの排気管の第１排気管部分及び第２排気管部分のうち、ポンプ室から遠い前記第２排気管部分を冷却する、冷却方法。
【請求項２６】
請求項２５に記載の冷却方法において、
前記第１排気管部分を前記第２排気管部分から断熱した状態で、前記ポンプ室から遠い前記第２排気管部分を冷却する、冷却方法。
【請求項２７】
真空排気システムであって、
真空ポンプと、
前記真空ポンプの排気側に接続される捕捉装置と、を備え、
前記真空ポンプは、
吸込口及び排出口を有するポンプ室と、
前記排出口に接続された排気管であって、前記ポンプ室からの排気を前記真空ポンプ外に導く排気管と、
前記排気管を冷却するための冷却装置と、
を備え、
前記排気管は、第１排気管部分と、第２排気管部分とを有し、
前記第１排気管部分が、前記ポンプ室の前記排気口に接続され、前記第２排気管部分が前記第１排気管部分よりも前記ポンプ室の前記排気口から遠い位置にあり、
前記第２排気管部分に前記冷却装置が配置されている、
真空排気システム。
【請求項２８】
真空ポンプの制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを格納した記録媒体であって、
前記真空ポンプに接続された装置で使用されるガスの種類、ガスの流量の情報を取得し、
前記取得した情報から生成ガスの種類、生成ガスの濃度を決定し、決定された生成ガスの種類及び濃度と、当該生成ガスの蒸気圧データに基づいて、当該生成ガスが気体になる温度を決定し、
前記真空ポンプの排気管の目標設定温度を、前記生成ガスが気体になる温度、又は前記生成ガスが気体になる温度に所定の温度を加えた温度に設定すること、
をコンピュータに実行させるためのプログラムを格納した記憶媒体。
【請求項２９】
真空ポンプのメンテナンス方法であって、
前記真空ポンプの排気管が、冷却機能を有しない第１排気管部分と、冷却機能を有する
第２排気管部分とを有し、前記第２排気管部分を前記第１排気管部分から取り外して交換する、メンテナンス方法。
【請求項３０】
請求項２９に記載のメンテナンス方法において、前記排気管には、前記第１排気管部分と前記第２排気管部分との間に断熱部材が配置されており、前記第２排気管部分とともに前記断熱部材を交換する、メンテナンス方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空ポンプ、真空ポンプの冷却装置、真空ポンプの冷却方法、真空排気システム、及び、真空ポンプのメンテナンス方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
真空状態は、現在工業技術上では、広い分野で利用されており、例えば、水分の蒸発などを促進することは真空乾燥などに、また分子間の衝突が少なくなることは各種電子管、蒸着、真空治金などに利用されている。真空ポンプのうち回転ポンプは、最も一般的なもので、胴に偏心して組み立てられ、内壁に沿って回転する翼又はロータによって空気を吸入、排出して真空を作るものである。この回転ポンプの１種として、半導体、液晶等の製造工程（例えばＣＶＤプロセス）の真空雰囲気を形成するためや、その他の工業技術分野で、０．１３３Ｐａ程度までの真空雰囲気を形成するための真空ポンプとして、ドライ真空ポンプが広く使用されている。
【０００３】
このようなドライ真空ポンプは、例えば、その吸込側が、半導体、液晶等の製造装置に接続され、排気側が、補足装置（トラップ）を介して除害装置に接続されて使用される。トラップは、製造装置からのプロセスガスに含まれる反応副生成物（以下、単に生成物とも称す）を捕捉する装置であり、生成物に応じて所定の温度範囲で効率よく生成物を捕捉できるものである。除害装置は、トラップを通過後の排気を燃焼等させて無害化するものである。
【０００４】
真空ポンプの排気対象となるガスがプロセスガスの場合、当該プロセスガス中に昇華温度の高い生成物が含まれていることがある。このような場合、真空ポンプの温度が所定の温度以上でないと、生成物が固体化し、真空ポンプの排気管に付着する問題があった。そこで、排気管への生成物の付着を防止するために、排気管の温度を高温化すると、真空ポンプの排気側に設置されたトラップで生成物を捕捉できなくなることがある。これは、トラップに流入するガスの温度が、生成物の捕捉に適した温度範囲よりも高くなってしまい、トラップで生成物を堆積させることが困難になったためであると考えられる。
【０００５】
対策として、トラップ本体に冷却水を通水することが考えられるが、システムの仕様によっては、この対策を採用できない場合がある。例えば、真空ポンプの冷却水流路をトラップ本体に接続して使用する場合、トラップに冷却水流路の接続口（例えば、カプラ）を設けると、カプラの圧損により必要流量を確保できなくなることがある。
【０００６】
従って、このような場合に、真空ポンプの排気管への生成物の付着防止と、トラップでの生成物の捕捉とを両立できることが望まれる。
【０００７】
従来の真空ポンプを含むシステムには、例えば、特許文献１、２に記載されたものがある。特許文献１には、真空ポンプの温度による損傷を防止するために、真空ポンプの吸気口に冷却機構を接続したものが記載されているが、トラップに流入する排気の温度の制御については言及されていない。特許文献２には、ロータの熱膨張を抑制するために、真空ポンプの気体排出流路内に冷却配管及び冷却プレートを設けること、及び、気体排出流路に隣接してハウジング内に冷却水路を設けることが記載されている。この真空ポンプは、気体排出流路内だけでなく、ポンプ区分内も冷却するものであり、生成物の気体排出流路への付着防止について考慮されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−９６８６号公報
【特許文献２】特開２００４−２９３３７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、上述した問題の少なくとも一部を解決することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
［１］本発明の一側面に係る真空ポンプは、  吸込口及び排出口を有するポンプ室と、
前記排出口に接続された排気管であって、前記ポンプ室からの排気を前記真空ポンプ外に導く排気管と、  前記排気管を冷却するための冷却装置と、を備え、  前記排気管は、第１排気管部分と、第２排気管部分とを有し、  前記第１排気管部分が、前記ポンプ室の前記排気口に接続され、前記第２排気管部分が前記第１排気管部分よりも前記ポンプ室の前記排気口から遠い位置にあり、  前記第２排気管部分に前記冷却装置が配置されている、  真空ポンプである。なお、第１排気管部分は、一体の排気管から構成されてもよいし、複数の排気管から構成されてもよい。第２排気管部分は、一体の排気管から構成されてもよいし、複数の排気管から構成されてもよい。
【００１１】
この真空ポンプによれば、ポンプ室の排気口より遠い第２排気管部分に冷却装置を設けたので、第２排気管部分内のガスを所望の温度（後段の捕捉装置の処理等に適した温度）に冷却することができるとともに、ポンプ室の排気口に近い第１排気管部分を冷却せず、ポンプ室及び第１排気管部分の温度が低下することを抑制ないし防止できる。この結果、ポンプ室及び第１排気管部分における生成物の析出、付着を抑制ないし防止できるとともに、後段の装置の処理に適した温度にガスの温度を調整することができる。
【００１２】
［２］  上記［１］に記載の真空ポンプにおいて、前記第１排気管部分と前記第２排気管部分との間に介在する断熱部材を更に備える、ことが可能である。
この場合、断熱部材によって第１排気管部分と第２排気管部分とが断熱されるので、第２排気管部分の冷却装置による冷却の影響が、第１排気管部分に及ぶことを更に抑制ないし防止できる。
【００１３】
［３］  上記［２］に記載の真空ポンプにおいて、前記断熱部材は、前記第１排気管部分と前記第２排気管部分との間に介在する樹脂製の環状リングと、前記第１排気管部分と前記第２排気管部分とを接続する樹脂製のクランプと、を有する、ことが可能である。環状リングは、例えば、Ｏリングである。
この場合、樹脂製の環状リング、クランプによって第１排気管部分と第２排気管部分との間の断熱及び接続を簡易且つ確実に行うことができる。また、樹脂製の環状リング（例えば、Oリング）の内側及び外側にステンレス製または樹脂製のリング（インナーリング、アウターリング）を備えるものでもよいし、インナーリングのみ備えるものであってもよい。インナーリング、アウターリングは、例えば、鉄よりも熱伝導性の低いステンレス製とすることができる。また、インナーリング、アウターリングは、樹脂製としてもよい。インナーリング、アウターリングを樹脂製とすれば、更に断熱性を向上させることができる。
【００１４】
［４］  上記［２］に記載の真空ポンプにおいて、前記断熱部材は、前記第１排気管部分と前記第２排気管部分との間に介在する樹脂製の第３の排気管部分を有する、ことが可能である。
第１排気管部分と第２排気管部分との間に樹脂製の第３の排気管部分を介在させること
により、第１排気管部分と第２排気管部分との間の断熱をより確実に行うことができる。また、樹脂製の環状リング（Oリング）を介して第１排気管部分及び／又は第２排気管部分と第３の排気管部分との接続を行えば、第１排気管部分と第２排気管部分との間の断熱性をより向上させることができる。また、樹脂製のクランプを使用して、第１排気管部分及び／又は第２排気管部分と第３の排気管部分との接続を行えば、第１排気管部分と第２排気管部分との間の断熱性をより向上させることができる。
【００１５】
［５］  上記［１］乃至［４］の何れかに記載の真空ポンプにおいて、前記冷却装置は、前記第２排気管部分の周囲に取り付けられ、冷却媒体を流通させる冷却ジャケットを有する、ことが可能である。
冷却ジャケットを採用することによって、冷却効果の高い冷却装置を簡易に構成できる。また、冷却ジャケットと第２排気管部分の組立体を、第１排気管部分から取り外して交換することも可能である。また、冷却ジャケットのみを第２排気管部分から取り外して交換できるようにしてもよい。
【００１６】
［６］  ［５］に記載の真空ポンプにおいて、前記冷却装置は、前記冷却ジャケットの内部に１又は複数の仕切板が設けられることが可能である。
このように配置された仕切板１２１３によって、冷却ジャケット１２１の内部空間に流れる冷却水を均一に近づけ、第２排気管部分１１３２のを均一に冷却することが可能である。
【００１７】
［７］  ［６］に記載の真空ポンプにおいて、  前記仕切板は、前記第２排気管部分が延びる方向を横切る方向に延び且つ開口部を有する１又は複数の板状部材、又は、前記冷却ジャケット内壁と前記第２排気管部分との間を螺旋状に延びる１又は複数の螺旋状部材であることが可能である。
仕切板を１又は複数の板状部材で構成する場合には、仕切板を簡易に構成でき、取り付けも簡易である。仕切板を螺旋状部材で構成する場合には、冷却ジャケット内部の冷却水の流れを滑らかにできる。仕切板を螺旋状部材で構成する場合には、単一の部材で連続した螺旋状の流路を形成することもできる。
【００１８】
［８］  ［７］に記載の真空ポンプにおいて、  前記仕切板は、複数の前記板状部材を有し、隣接する板状部材において前記開口部が重ならないように前記板状部材が配置されることが可能である。例えば、隣接する板状部材において開口部が互い違いになるように板状部材を配置することができる。
仕切板を１又は複数の板状部材で構成する場合に、隣接する板状部材の開口部が重ならないように、例えば、互い違いにすることで、冷却水の流れをより均一化することが可能である。
【００１９】
［９］  上記［１］乃至［８］の何れかに記載の真空ポンプにおいて、  前記排気管の少なくとも一部及び前記ポンプ室を収容する筐体を更に備え、  前記冷却装置は、前記筐体内に配置されている、ことが可能である。
この場合、真空ポンプ内において冷却装置を取り付けているため、配管接続時に、冷却装置を別途取り付ける作業を必要としない。また、排気側の捕捉装置との接続する配管の長さを変更する必要がない。
【００２０】
［１０］  上記［１］乃至［８］の何れかに記載の真空ポンプにおいて、  前記排気管の少なくとも一部及び前記ポンプ室を収容する筐体を更に備え、  前記冷却装置は、前記筐体の外部に配置されている、ことが可能である。
この場合、冷却装置が真空ポンプの外部にあるため、冷却装置を取り外して交換する、あるいは第２排気管部分とともに冷却装置を取り外して交換することが容易になる。
【００２１】
［１１］  上記［１］乃至［１０］の何れかに記載の真空ポンプにおいて、  前記第２排気管部分に対して冷却媒体を供給する第１冷却媒体流路と、  前記第１冷却媒体流路に配置され、前記第２排気管部分に対する冷却媒体の供給を制御する第１の弁と、を更に有する、ことが可能である。
この場合、第１の弁の開閉または開度の制御によって冷却装置による冷却の度合いを調整することができる。
【００２２】
［１２］  上記［１１］に記載の真空ポンプにおいて、  前記第２排気管部分をバイパスする第２冷却媒体流路と、  前記第２冷却媒体流路に配置され、前記第２冷却媒体流路の冷却媒体の流れを制御する第２の弁と、を更に有する、ことが可能である。
この場合、第１の弁及び第２の弁の開閉または開度の制御によって、冷却装置による冷却の度合いを調整することができる。また、第２排気管部分をバイパスして冷却媒体を流すことができるので、真空ポンプのモータ、ギア等を冷却するための既存の冷却媒体流路を利用することが容易になる。
【００２３】
［１３］  上記［１１］又は［１２］に記載の真空ポンプにおいて、前記第１の弁は、前記第２排気管部分に供給する冷却媒体の流量を連続的又は複数段階で調整可能な流量制御弁であることが可能である。第１の弁に流量制御弁を使用することによって、第２排気管部分への冷却媒体の流量をより高精度に制御でき、第２排気管部分の温度を精度よく制御できる。
【００２４】
［１４］  上記［１２］、又は［１２］を引用する［１３］に記載の真空ポンプにおいて、前記第２の弁は、前記第２排気管部分に供給する冷却媒体の流量を連続的又は複数段階で調整可能な流量制御弁であることが可能である。
この場合、第２冷却媒体流路（バイパス流路）の流量をより高精度に制御できる。
【００２５】
［１５］  上記［１１］乃至［１４］の何れかに記載の真空ポンプにおいて、前記排気管に設けられた温度センサを更に備える、ことが可能である。
温度センサの検出値に基づいて冷却装置を制御することによって、第２排気管部分を所望の温度／温度範囲に精度よく制御することができる。
【００２６】
［１６］  上記［１１］乃至［１５］の何れかに記載の真空ポンプにおいて、前記排気管に設けられた流量センサを更に備える、ことが可能である。
流量センサの検出値に基づいて冷却装置を制御することによって、第２排気管部分への冷却媒体の供給を精度よく制御することができる。
【００２７】
［１７］  上記［１］乃至［１６］の何れかに記載の真空ポンプにおいて、前記冷却装置による前記第２排気管部分の冷却を制御する制御装置を更に備え、前記制御装置は、前記真空ポンプに流入するガスの種類、流量に応じて、前記冷却装置による前記第２排気管部分の冷却を制御する、ことが可能である。
流入するガスの種類、流量から生成物（生成ガス）、生成ガスの濃度を想定し、生成物が気化する温度以上で、かつ、後段の捕捉装置（トラップ）の処理が効率的に行える範囲の温度に、第２排気管部分及びガスの温度を制御することが可能になる。
【００２８】
［１８］  上記［１７］に記載の真空ポンプにおいて、  前記制御装置は、上位システムから、又は、ユーザから入力を受け付けることによって、前記ガスの種類、流量を取得する。
この場合、真空ポンプに導入するガスの種類、流量が変更になった場合であっても、真空ポンプの制御装置が、上位システム（排気対象の装置等）又はユーザから、ガスの種類
、流量を取得して、第２排気管部分及びガスの温度を制御することが可能になる。ここで、ユーザには、真空ポンプの製造者、真空ポンプを保守する者、真空ポンプを使用する者、その他の人間を含む。
【００２９】
［１９］  上記［１８］に記載の真空ポンプにおいて、前記真空ポンプは、前記真空ポンプに流入するガスに含まれる生成物が気体になる温度のデータを含む蒸気圧データを保持しており、前記真空ポンプに流入するガスの種類、流量から生成物の種類及び濃度を決定し、当該生成物の種類及び濃度と当該生成物の蒸気圧データとから、第２排気管部分の目標設定温度を決定する、ことが可能である。
この場合、生成物（生成ガス）の種類及び濃度と蒸気圧データとから目標設定温度をより正確に計算することができる。
【００３０】
［２０］  上記［１］乃至［１９］の何れかに記載の真空ポンプにおいて、前記排気管は、前記排気中の生成物を捕捉するための捕捉装置に流体的に接続されて使用されるものである、ことが可能である。
この場合、真空ポンプから排気されたガスから捕捉装置において生成物を捕捉することが可能である。
【００３１】
［２１］  上記［２０］に記載の真空ポンプにおいて、前記排気管内の温度が、前記排気中の生成物が前記排気管に付着しない下限温度以上、かつ、前記捕捉装置で前記生成物が捕捉できる上限温度以下の温度になるように、前記冷却装置が制御される、ことが可能である。
この場合、真空ポンプの排気管に生成物が付着することを抑制ないし防止しつつ、捕捉装置において効率よく生成物を捕捉することが可能である。なお、冷却装置は、ポンプ室の排気口から遠い第２排気管部分に取り付けられているので、冷却によって第２排気管部分において生成物が若干付着したとしても、第１排気管部分やポンプ室への影響は、抑制ないし防止される。
【００３２】
［２２］  本発明の一側面に係る真空ポンプの冷却装置は、前記真空ポンプの排気管に交換可能に接続可能な冷却機能付き排気管部分を備える。
【００３３】
この冷却装置によれば、冷却機能付き排気管部分を交換することができ、メンテナンス（保守作業）が容易である。例えば、冷却機能付き排気管部分に生成物が堆積した場合には、この冷却機能付き排気管部分のみを交換して真空ポンプの使用を継続することができる。また、排気管全体を冷却する構成に比較して、冷却されない排気管の部分やポンプ室内の温度低下を抑制ないし防止できる。
【００３４】
［２３］  上記［２２］に記載の冷却装置において、  前記真空ポンプの前記排気管と前記冷却機能付き排気管部分との間に配置可能な断熱部材を更に備える。断熱部材によって、真空ポンプの排気管と、冷却機能付き排気管部分との間を断熱することができるため、冷却機能付き排気管部分の冷却の影響が、真空ポンプの排気管やポンプ室に及ぶことをより抑制できる。
【００３５】
［２４］  上記［２２］又は［２３］に記載の冷却装置において、前記冷却機能付き排気管部分は、前記真空ポンプの排気管と連通可能な排気管部分と、前記排気管部分の周囲に取り付けられた冷却ジャケットと、を有することが可能である。この場合、冷却機能付き排気管部分を容易に構成できる。また、冷却ジャケットのみを排気管部分とは別に交換できるようにしてもよい。
【００３６】
［２５］  本発明の一側面に係る真空ポンプの冷却方法は、前記真空ポンプの排気管の
第１排気管部分及び第２排気管部分のうち、ポンプ室から遠い前記第２排気管部分を冷却する。なお、第１排気管部分は、一体の排気管から構成されてもよいし、複数の排気管から構成されてもよい。第２排気管部分は、一体の排気管から構成されてもよいし、複数の排気管から構成されてもよい。
【００３７】
この冷却方法によれば、ポンプ室から遠い第２排気管部分を冷却するので、第２排気管部分の冷却によって、第１排気管部分やポンプ室の温度が低下することを抑制ないし防止できる。
【００３８】
［２６］  上記［２５］に記載の冷却方法において、前記第１排気管部分を前記第２排気管部分から断熱した状態で、前記ポンプ室から遠い前記第２排気管部分を冷却する。
この場合、第２排気管部分の冷却によって、第１排気管部分やポンプ室の温度が低下することを、さらに抑制ないし防止できる。
【００３９】
［２７］  本発明の一側面に係る真空排気システムは、真空ポンプと、前記真空ポンプの排気側に接続される捕捉装置と、を備える。前記真空ポンプは、吸込口及び排出口を有するポンプ室と、前記排出口に接続された排気管であって、前記ポンプ室からの排気を前記真空ポンプ外に導く排気管と、前記排気管を冷却するための冷却装置と、を備える。前記排気管は、第１排気管部分と、第２排気管部分とを有し、前記第１排気管部分が、前記ポンプ室の前記排気口に接続され、前記第２排気管部分が前記第１排気管部分よりも前記ポンプ室の前記排気口から遠い位置にあり、前記第２排気管部分に前記冷却装置が配置されている。
【００４０】
この真空排気システムによれば、真空ポンプのポンプ室の排気口より遠い第２排気管部分に冷却装置を設けたので、第２排気管部分内のガスを所望の温度（後段の捕捉装置の処理等に適した温度）に冷却することができるとともに、ポンプ室の排気口に近い第１排気管部分を冷却せず、ポンプ室及び第１排気管部分の温度が低下することを抑制ないし防止できる。この結果、ポンプ室及び第１排気管部分における生成物の析出、付着を抑制ないし防止できるとともに、後段の装置の処理に適した温度にガスの温度を調整することができる。なお、第１排気管部分は、一体の排気管から構成されてもよいし、複数の排気管から構成されてもよい。第２排気管部分は、一体の排気管から構成されてもよいし、複数の排気管から構成されてもよい。
【００４１】
［２８］  本発明の一側面に係る、コンピュータに実行させるためのプログラムを格納した記憶媒体は、  前記真空ポンプに接続された装置で使用されるガスの種類、ガスの流量の情報を取得し、  前記取得した情報から生成ガスの種類、生成ガスの濃度を決定し、決定された生成ガスの種類及び濃度と、当該生成ガスの蒸気圧データに基づいて、当該生成ガスが気体になる温度を決定し、  前記真空ポンプの排気管の目標設定温度を、前記生成ガスが気体になる温度、又は前記生成ガスが気体になる温度に所定の温度を加えた温度に設定すること、をコンピュータに実行させるためのプログラムを格納した記憶媒体に関する。
【００４２】
この記録媒体によれば、真空ポンプに導入するガスの種類、流量が変更になった場合であっても、真空ポンプの制御装置が、上位システム（排気対象の装置等）又はユーザから、ガスの種類、流量を取得して、第２排気管部分及びガスの温度を制御することが可能になる。ここで、ユーザには、真空ポンプの製造者、真空ポンプを保守する者、真空ポンプを使用する者、その他の人間を含む。
【００４３】
［２９］  本発明の一側面に係る、真空ポンプのメンテナンス方法では、前記真空ポンプの排気管が、冷却機能を有しない第１排気管部分と、冷却機能を有する第２排気管部分
とを有し、前記第２排気管部分を前記第１排気管部分から取り外して交換する。なお、第１排気管部分は、一体の排気管から構成されてもよいし、複数の排気管から構成されてもよい。第２排気管部分は、一体の排気管から構成されてもよいし、複数の排気管から構成されてもよい。
【００４４】
このメンテナンス方法によれば、冷却機能付き排気管部分のみを交換することができ、メンテナンス（保守作業）が容易である。例えば、冷却機能付き排気管部分に生成物が堆積した場合には、当該排気管部分のみを交換して真空ポンプの使用を継続することができる。
【００４５】
［３０］  上記［２９］に記載のメンテナンス方法において、前記排気管には、前記第１排気管部分と前記第２排気管部分との間に断熱部材が配置されており、前記第２排気管部分とともに前記断熱部材の一部又は全部を交換する。なお、第１排気管部分は、一体の排気管から構成されてもよいし、複数の排気管から構成されてもよい。第２排気管部分は、一体の排気管から構成されてもよいし、複数の排気管から構成されてもよい。
第１排気管部分と第２排気管部分との間に断熱部材が配置されている場合には、断熱部材のうち一部又は全部を交換することにより、真空ポンプの信頼性をより高めることができる。断熱部材が複数の部材からなり、各部材によって交換サイクルが異なる場合には、各部材ごとに異なるサイクルで交換してもよいし、交換サイクルに関わらず複数の部材すべてを交換してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】一実施形態に係る真空ポンプを備える真空排気システムの構成図である。
【図２】真空ポンプの概略縦断面図である。
【図３】真空ポンプの概略横断面図である。
【図４】排気管の詳細図である。
【図４Ａ】センターリングの拡大断面図である。
【図５】第１排気管部分と第２排気管部分との接続構造の一例の拡大図である。
【図６】第１排気管部分と第２排気管部分との接続構造の他の例の拡大図である。
【図７】排気管を冷却するための流体回路の構成図である。
【図８】開閉弁を用いた場合の流体回路の制御フローを示す。
【図９】開閉弁を用いた場合の流体回路の制御のタイムチャートである。
【図１０】流量制御弁を用いた場合の流体回路の制御フローを示す。
【図１１】排気対象の装置に接続された真空排気システムの構成を示す。
【図１２】排気管温度の目標設定温度を設定する処理のフローを示す。
【図１３】他の実施形態に係る真空ポンプを備える真空排気システムの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
図１は、一実施形態に係る真空ポンプを備える真空排気システムの構成図である。図２は、真空ポンプの概略縦断面図である。図３は、真空ポンプの概略横断面図である。
【００４８】
真空排気システム１は、排気対象の装置４００（図１１参照）に接続され、装置４００からの排気を吸引し、排出するものである。この例では、真空排気システム１は、更に、排気中の生成物を捕捉する機能、排気を無害化する機能を有する。装置４００は、例えば、半導体製造装置、液晶製造装置であり、より詳細には、ＣＶＤ装置、エッチング装置、スパッタリング装置等である。
【００４９】
真空排気システム１は、装置４００に接続される真空ポンプ１００と、真空ポンプ１００の排気側に接続される捕捉装置（トラップ）２００と、捕捉装置２００の後段に接続さ
れる除害装置３００と、を備えている。
【００５０】
真空ポンプ１００は、排気対象の装置４００の排気側に接続され、装置４００内のガスを吸引、排気する。真空ポンプ１００の詳細は後述する。
【００５１】
捕捉装置（トラップ）２００は、真空ポンプ１００から排気されたプロセスガスから生成物を捕捉する装置である。生成物は、真空ポンプ１００に導入されるプロセスガスが反応して生成される。生成物が真空ポンプ１００内で析出せず、後段の捕捉装置２００で効率よく堆積できるように、プロセスガスの温度を第１の所定温度以上かつ第２の所定温度以下の範囲に制御する必要がある。また、好ましくは、真空ポンプ１００内ではガスの温度を高く維持し、捕捉装置２００の入口ではガスの温度を低下させることが好ましい。そこで、本実施形態では、後述するように、真空ポンプ１００の排気管１１３のうち、ポンプ室１０の排気口１１２２から遠い側にある第２排気管部分１１３２を冷却する構成を採用している。なお、図１に示すように、排気管１１３は、排気口１１２１に接続される第１排気管部分１１３１と、第１排気管部分１１３１の下流側にある第２排気管部分１１３２と、両排気管部分を接続する断熱部材１１４と、を備えている。
【００５２】
図１の例では、捕捉装置２００の吸気側は、配管１３０によって真空ポンプ１００の排気管１１３に接続されている。捕捉装置２００は、例えば、間隔をもって積み重ねられた複数の仕切り板を有する構造を有する。仕切り板には、１または複数の穴が設けられ、隣接する仕切り板の各穴の位置は一致しないように各仕切り板が取り付けられている。真空ポンプ１００から排気されたガスが、各仕切り板の穴を通過する際に、隣接する仕切り板の各穴の位置が互い違いになっているため、ガスが仕切り板の広い範囲に接触し、生成物が仕切り板に堆積し、捕捉装置２００によって捕捉される。
【００５３】
除害装置３００は、配管２１０を介して捕捉装置２００に流体的に接続されている。除害装置３００は、捕捉装置２００を通過したガスを除害処理して無害化する装置である。除害処理には、ガスを燃焼させる方式、触媒を用いて分解する方式、薬剤によりガスを物理的又は化学的に固定する方式、フィルタによって濾過する方式、水をかけて固形物を捕捉、又は水中に溶解させて除去する方式などが含まれ、何れかの方式を単独で又は２つ以上を組み合わせて採用する。
【００５４】
本実施形態では、真空ポンプ１００として、ルーツ型２軸容量式ドライ真空ポンプを例に挙げて説明する。真空ポンプ１００としてルーツ型のものを例に挙げるが、スクリュー型など他の構造のものであってもよい。また、本実施形態では、真空ポンプ１００として多段式のものを例に挙げるが、単段式のものであってもよい。
【００５５】
真空ポンプ１００は、図１及び図２に示すように隔壁で区画された複数のポンプ室１０を有するポンプケーシング１０１と、ポンプケーシング１０１の一端側に設けられたモータフレーム１０２と、ポンプケーシング１０１の他端側に設けられたギヤカバー１０３と、ポンプケーシング１０１、モータフレーム１０２及びギヤカバー１０３を収容する筐体（外装カバー）１１６と、を備えている。また、真空ポンプ１００は、制御装置１４０を備えている。制御装置１４０は、ルーツロータ１１を回転させるモータ２０の駆動、真空ポンプ１００の冷却を制御する。制御装置１４０は、筐体１１６の内部又は外部に取り付けられている。また、後述する排気管１１３の全部または一部が、筐体１１６に収容されている。
【００５６】
複数のポンプ室１０のうち一端にあるポンプ室１０は、吸気口１１２１と流体的に接続されており、他端にあるポンプ室１０は、排気口１１２２に流体的に接続されている。吸気口１１２１は、吸気管１１１と流体的に接続されている。吸気管１１１は、一端が吸気
口１１２１に接続され、他端が筐体１１６の外部に突出するように配置されている。吸気管１１１の他端は、図１１に示すように配管４１０を介して装置４００に流体的に接続される。
【００５７】
真空ポンプ１００は、多段式真空ポンプであり、５段のポンプ室１０に５段のロータ１３が設けられている。これらのポンプ室１０には、一対のルーツロータ１１が配置されている（図２では一方のルーツロータのみ示す）。各ルーツロータ１１は、回転軸１２と、回転軸１２上に各ポンプ室１０に対応して設けられたロータ１３とを備えている。各ポンプ室１０では、一対のロータ１３は、ポンプ室１０の壁面との間に、また、ロータ１３同士の間にわずかな隙間を保持して配置されている。回転軸１２は、両端部付近で軸受（図示せず）によって回転自在に支持されている。各ポンプ室１０の径方向外方側にガス通路１４が設けられており、吸気口１１２１から導入されたガスは、各段のロータ１３により圧縮され、ガス通路１４を介して後段のロータ１３に移送されるようになっている。
【００５８】
モータフレーム１０２には、モータ２０が配置されており、モータ２０は電動モータである。ギヤカバー１０３には、互いに噛み合う一対のタイミングギア３０（図２では一方のギアのみ示す）が配置されている。モータ２０の駆動軸は、一対の回転軸１２のうち１つの回転軸１２の第１端部に連結され、その回転軸１２を回転させるようになっている。一対の回転軸１２のモータ２０と反対側の第２端部は、互いに噛み合う一対のタイミングギア３０に連結されている。一対の回転軸１２は、タイミングギア３０によって互いに反対方向に同期回転する。モータ２０によって一方の回転軸１２が回転されると、他方の回転軸１２が反対方向に同期回転し、各ポンプ室１０では、２つのロータ１３が互いに逆方向に回転する。この結果、各ポンプ室１０でガスが圧縮・排気される。なお、各回転軸１２にそれぞれモータ２０を連結し、各回転軸１２がモータ２０によって回転されるようにしてもよい。また、ここでは、ルーツロータ１１の回転軸１２が、モータ２０の駆動軸に連結される場合を説明したが、ルーツロータ１１の回転軸１２が、モータ２０の駆動軸と一体であってもよい。
【００５９】
モータ２０を駆動すると、一対のルーツロータ１１は、ポンプ室１０の壁面及びロータ１３同士の間にわずかな隙間が保持された状態で非接触回転する。一対のルーツロータ１１の回転につれて、吸気側のガスは、ロータ１３とポンプ室１０の壁面との間に形成された空間に閉じ込められて排気側に移送される。このように吸気口１１２１から導入されたガスが、５段のロータ１３によって圧縮移送されて排気口１１２２から排出され、この移送が連続して行われることにより装置４００のガスの排気が行われる。
【００６０】
真空ポンプ１００は、更に、冷却水流路１１５を備えている。冷却水流路１１５は、図２に示すように、流路１１５ａ〜１１５ｅを有する。図１では、流路１１５ｅが省略されている。流路１１５ａは、外部の水源（リザーバ）とモータハウジング１０２の流路１０２１の入口とを流体的に接続する。流路１１５ｂは、モータフレーム１０２の流路１０２１の出口と、ギアケース１０３の流路１０３１の入口とを流体的に接続する。流路１１５ｃは、ギアケース１０３の流路１０３１の出口と、後述する排気管１１３の冷却装置１２０の入口１２１１とを流体的に接続する。流路１１５ｄは、排気管１１３の冷却装置１２０の出口１２１２と接続され、冷却水をリザーバに還流させる。流路１１５ｅは、排気管１１３の冷却装置１２０をバイパスして、流路１１５ｃと流路１１５ｄとを流体的に連絡する。流路１１５ｃには、冷却装置１２０への冷却水の流入を制御する弁１５１が設けられている。流路１１５ｅには、流路１１５ｅの流通を制御する弁１５２が設けられている。
なお、冷却水流路１１５を流通する冷却水に過不足がない限り、リザーバとの接続を遮断し、流路１１５ａから流路１１５ｄの閉ループで冷却水を循環させるようにしてもよい。この場合、冷却水流路１１５とリザーバとの間の接続を開閉する電磁弁、流路１１５ａ
に還流した冷却水を圧送するポンプを追加で設けてもよい。
【００６１】
図４は、排気管の詳細図である。図４Ａは、センターリングの拡大断面図である。図５は、第１排気管部分と第２排気管部分との接続構造の一例の拡大図である。図６は、第１排気管部分と第２排気管部分との接続構造の他の例の拡大図である。
【００６２】
図２及び図４に示すように、排気管１１３は、第１排気管部分１１３１と第２排気管部分１１３２とを有する。第１排気管部分１１３１の第１端部は、ポンプ室１０の排気口１１２２に接続されており、第２端部は、断熱部材１１４を介して第２排気管部分１１３２の第１端部に接続されている。第１排気管部分１１３１の第１端部には、フランジ１１３１ａが設けられており、第１排気管部分１１３１は、フランジ１１３１ａにおいてポンプケーシング１０１に固定される。第２排気管部分１１３２の周囲には、冷却装置１２０が取り付けられている。第２排気管部分１１３２の第２端部は、図１に示すように、配管１３０を介して捕捉装置２００に接続されている。なお、本実施形態では、第１排気管部分１１３１及び第２排気管部分１１３２は、それぞれ、一体の排気管から構成されている場合を説明するが、第１排気管部分１１３１及び第２排気管部分１１３２の少なくとも一方が複数の排気管を接続して構成されてもよい。
【００６３】
図４及び図５に示すように、断熱部材１１４は、センターリング１１４１と、クランプ１１４２とを有する。センターリング１１４１は、図４Ａに示すように、断熱性を有する樹脂製の環状部材１１４１ａと、インナーリング１１４１ｂと、アウターリング１１４１ｃとを備えている。樹脂製の環状部材１１４１ａの断面形状は、円形または楕円形である。環状部材１１４１ａは、例えば、Ｏリングである。この例では、樹脂製の環状部材１１４１ａが、インナーリング１１４１ｂとアウターリング１１４１ｃとに挟持されて固定されているが、アウターリング１１４１ｃを省略してもよい。他の実施形態では、インナーリング１１４１ｂ及びアウターリング１１４１ｃの両方が省略される場合もある。インナーリング１１４１ｂ及びアウターリング１１４１ｃは、例えば、鉄よりも熱伝導性の低いステンレス製である。なお、インナーリング１１４１ｂ及びアウターリング１１４１ｃは、樹脂製としてもよい。クランプ１１４２は、例えば、ステンレス製または樹脂製とすることができる。但し、クランプ１１４２を樹脂製とすることにより、さらに第１排気管部分１１３１と第２排気管部分１１３２との間の断熱性を向上し得る。
【００６４】
センターリング１１４１は、第１排気管部分１１３１と第２排気管部分１１３２との間、より詳細には、第１排気管部分１１３１の第２端部のフランジ１１３１ｂと、第２排気管部分１１３２の第１端部のフランジ１１３２ａとの間に配置され、第１排気管部分１１３１と第２排気管部分１１３２との間を断熱する。クランプ１１４２は、第１排気管部分１１３１のフランジ１１３１ｂと、第２排気管部分１１３２のフランジ１１３２ａとを合わせた状態で両フランジ１１３１ｂ、１１３２ａの周囲に配置されて、第１排気管部分１１３１と第２排気管部分１１３２とを連結する。クランプ１１４２は、例えば、二分割型のものであり、半円弧状の２つの部材がヒンジ等で連結され、開閉自在であるとともに、閉じた状態で固定できるものである。クランプ１１４２を開いた状態でフランジ１１３１ｂ、１１３２ａの周囲に配置し、クランプ１１４２を閉じることによってフランジ１１３１ｂ、１１３２ａを径方向内側に締め付けるように固定する。
【００６５】
図４に示すように、冷却装置１２０は、中空円筒状の冷却ジャケット１２１を備えている。冷却ジャケット１２１は、例えば、ステンレス製であり、第２排気管部分１１３２の外周面に溶接等によって固定される。冷却ジャケット１２１は、入口１２１１及び出口１２１２を有する。入口１２１１は、流路１１５ｃに流体的に接続されており、出口１２１２は、流路１１５ｄに流体的に接続されている。入口１２１１から導入された冷却水は、図４中の矢印で示すように、第２排気管部分１１３２の外周面に接触して冷却しながら流
通し、出口１２１２から導出される。この結果、第２排気管部分１１３２が冷却水によって冷却され、それに伴い、第２排気管部分１１３２中を流通するガスが冷却される。
【００６６】
また、冷却ジャケット１２１の内部空間には、複数の仕切板１２１３が軸方向に並んで配置されている。冷却ジャケット１２１の内部空間の断面が円形または楕円状である場合、仕切板１２３は、例えば、Ｃ字形状の板状部材であり、円形または楕円状の板状部材の一部に開口部１２１３ａを有する。開口部１２１３ａは、例えば、板状部材の外周の一部を取り除いた切欠きで構成される。複数の仕切板１２１３は、隣接する仕切板１２１３の開口部１２１３ａの位置が一致しないように配置される。例えば、複数の仕切板１２１３は、隣接する仕切板１２１３の開口部１２１３ａの位置が互い違いになるように配置される。図４では、隣接する仕切板１２１３の開口部１２１３ａの位置が、第２排気管部分１１３２の上方及び下方になるように配置している。このように配置された仕切板１２１３によって、冷却ジャケット１２１の内部空間に流れる冷却水を均一に近づけ、第２排気管部分１１３２のを均一に冷却することが可能である。
【００６７】
なお、仕切板１２１３は、冷却ジャケット１２１の内壁と第２排気管部分１１３２の外側面との間を螺旋状に延びる１又は複数の螺旋状部材でもよい。冷却ジャケット１２１の軸方向にわたって螺旋状に連続して延びる単一の螺旋状部材を設けても良いし、螺旋状部材を複数並べたものでもよい。また、冷却ジャケット１２１の内部空間の断面が円形または楕円状以外の形状の場合は、仕切板（板状部材、螺旋状部材）の外形は、内部空間の断面形状に合わせて作成すればよい。
【００６８】
この構成によれば、冷却装置１２０付きの第２排気管部分１１３２の取り付け、取り外しが容易であり、冷却装置１２０及び第２排気管部分１１３２を容易に交換することができる。また、冷却装置１２０及び第２排気管部分１１３２を交換する際に、断熱部材１１４の一部または全部をあわせて交換するようにしてもよい。
【００６９】
第２排気管部分１１３２の壁面には、第２排気管部分１１３２の温度（排気管温度）を検出する温度センサ１２２が取り付けられている。温度センサ１２２は、有線または無線で制御装置１４０に接続されており、温度センサ１２２の出力は制御装置１４０に供給される。温度センサ１２２は、排気ガスの温度との相関関係が確認できる部位であれば、他の部位に設けてもよい。
【００７０】
図６の例では、断熱部材１１４は、センターリング１１４１と、クランプ１１４２と、断熱配管１１４３とを備えている。断熱配管１１４３は、断熱性のある樹脂からなる配管である。断熱配管１１４３は、第１端部に設けられたフランジ１１４３ａと、第２端部に設けられたフランジ１１４３ｂとを有する。断熱配管１１４３は、第１排気管部分１１３１と第２排気管部分１１３２との間に配置され、第１排気管部分１１３１と第２排気管部分１１３２との間を断熱する。また、第１排気管部分１１３１と断熱配管１１４３との間、及び、第２排気管部分１１３２と断熱配管１１４３との間には、それぞれ、センターリング１１４１が配置されている。よって、第１排気管部分１１３１と第２排気管部分１１３２とは、断熱配管１１４３で断熱されるとともに、断熱配管１１４３の両側のセンターリング１１４１、クランプ１１４２（特に、クランプが樹脂製の場合）によっても断熱されるので、図６の接続構造は図５の接続構造よりも断熱性能が高い。
【００７１】
この構成によれば、冷却装置１２０付きの第２排気管部分１１３２の取り付け、取り外しが容易であり、冷却装置１２０及び第２排気管部分１１３２を容易に交換することができる。また、冷却装置１２０及び第２排気管部分１１３２を交換する際に、断熱部材１１４（センターリング１１４１、クランプ１１４２、断熱配管１１４３）の一部または全部をあわせて交換するようにしてもよい。
【００７２】
第１排気管部分１１３１と第２排気管部分１１３２との接続は、以下のように行われる。第１排気管部分１１３１のフランジ１１３１ｂと断熱配管１１４３のフランジ１１４３ａとの間に、センターリング１１４１を配置した状態で、フランジ１１３１ｂ、１１４３ａをクランプ１１４２で固定する。第２排気管部分１１３２のフランジ１１３２ａと断熱配管１１４３のフランジ１１４３ｂとの間に、センターリング１１４１を配置した状態で、フランジ１１３２ａ、１１４３ｂをクランプ１１４２で固定する。第１排気管部分１１３１と断熱配管１１４３の取り付けと、第２排気管部分１１３２と断熱配管１１４３の取り付けの順番は、何れが先であってもよいし、同時に取り付け作業を行ってもよい。
【００７３】
図７は、排気管を冷却するための流体回路の構成図である。
図２及び図７に示すように、流路１１５ｃには、冷却装置１２０への冷却水の流入を制御する弁１５１が設けられている。バイパス流路である流路１１５ｅには、流路１１５ｅの流通を制御する弁１５２が設けられている。弁１５１及び弁１５２は、例えば、電磁弁である。弁１５１及び弁１５２は、開閉の２状態をとる開閉弁であってもよく、開度を調整可能な流量制御弁であってもよい。なお、弁１５１の下流側において流路１１５ｃに流量センサ１５３を設けて、冷却装置１２０への冷却水の流入量を検知してもよい。
【００７４】
制御装置１４０は、モータ２０、及び、弁１５１、１５２、温度センサ１２２に電気的に接続されている。また、流量センサ１５３を設ける場合には、制御装置１４０は、更に流量センサ１５３に接続される。制御装置１４０は、マイクロプロセッサ等からなる制御部を有し、制御装置１４０の内部また外部に設けられたメモリ（図示せず）に保存されたプログラム（ルーツロータを駆動するモータを制御するプログラム、流体回路を制御するプログラム等）を制御部で実行することによって各種制御を実行する。
【００７５】
図８は、開閉弁を用いた場合の流体回路の制御フローを示す。この制御フローは、制御装置１４０によって所定の制御周期で繰り返し実行される。なお、制御装置１４０とは別の制御装置によって以下の制御フローを実行してもよい。
【００７６】
ステップＳ１１では、制御装置１４０は、温度センサ１２２より第２排気管部分１１３２の温度（排気管温度）を取得する。
【００７７】
ステップＳ１２では、制御装置１４０は、排気管温度Ｔが、予め設定された下限値Ｔａより低いか否かを判定する。下限値Ｔａは、予め設定された値であり、排気管１１３中の生成ガスの固化を防止できる下限温度である。
ステップＳ１２において排気管温度Ｔが下限値Ｔａ以上である場合には、ステップＳ１３に移行する。
【００７８】
ステップＳ１３では、制御装置１４０は、排気管温度Ｔが、予め設定された上限値Ｔｂより高いか否かを判定する。上限値Ｔｂは、予め設定された値であり、後段の捕捉装置２００での捕捉処理が良好に行える温度範囲内で設定されている。
ステップＳ１３において排気管温度Ｔが上限値Ｔｂ以下である場合には、ステップＳ１１に戻り、ステップＳ１１からの処理を繰り返す。
【００７９】
一方、ステップＳ１２において排気管温度Ｔが下限値Ｔａより低い場合は、ステップＳ１４に移行する。
ステップＳ１４では、排気管温度Ｔを上昇させるために、弁１５１を閉じ、弁１５２を開く。これにより、流路１１５ｃの冷却水の全てが流路１１５ｅを通って流路１１５ｄにバイパスされ、流路１１５ｃから第２排気管部分１１３２の冷却装置１２０には冷却水が供給されない。この結果、第２排気管部分１１３２の温度が上昇し、第２排気管部分１１
３２内のガスの温度も上昇する。
【００８０】
ステップＳ１３において排気管温度Ｔが上限値Ｔｂより高い場合には、ステップＳ１５に移行する。
ステップＳ１５では、排気管温度Ｔを下降させるために、弁１５１を開き、弁１５２を閉じる。これにより、流路１１５ｃの冷却水の全てが弁１５１を通って冷却装置１２０に流入し、流路１１５ｅには流れない。この結果、排気管温度が下降し、第２排気管部分１１３２内のガスの温度も下降する。
【００８１】
この流体回路の制御によれば、第２排気管部分１１３２における排気管温度Ｔを下限値Ｔａと上限値Ｔｂとの間の範囲に制御することができる。よって、第２排気管部分１１３２から捕捉装置２００に供給されるガスの温度が上昇するのを防止し、捕捉装置２００で効率よく捕捉処理を行うことができる。
【００８２】
また、第１排気管部分１１３１は、第２排気管部分１１３２とは断熱部材１１４によって断熱されているために、第２排気管部分１１３２が冷却されても影響を受けにくく、第１排気管部分１１３１の温度の低下を抑制ないし防止することができる。この結果、第２排気管部分１１３２の冷却によって、第１排気管部分１１３１及びポンプ室１０内のガスの温度が低下することを抑制ないし防止することができる。よって、生成物がポンプ室１０、ルーツロータ１１、第１排気管部分１１３１に付着することを抑制ないし防止できる。
【００８３】
図９は、開閉弁を用いた場合の流体回路の制御のタイムチャートである。
【００８４】
時刻ｔ１で排気管温度Ｔが下限値Ｔａよりも低くなると、弁１５１を閉じ、弁１５２を開く（図８のステップＳ１４）。これにより、流路１１５ｃの冷却水の全てが流路１１５ｅを通って流路１１５ｄにバイパスされ、流路１１５ｃの冷却水は、第２排気管部分１１３２の冷却装置１２０には流れなくなる。この結果、排気管温度Ｔは、上昇し、下限値Ｔａを超えて目標温度範囲（Ｔａ以上かつＴｂ以下）に制御される。
【００８５】
時刻ｔ２で排気管温度Ｔが上限値Ｔｂよりも高くなると、弁１５１を開き、弁１５２を閉じる。これにより、流路１１５ｃの冷却水の全てが弁１５１を通って冷却装置１２０に流入し、流路１１５ｅには流れなくなる。この結果、排気管温度Ｔは、下降し、上限値Ｔｂを下回り目標温度範囲（Ｔａ以上かつＴｂ以下）に制御される。
【００８６】
その後、時刻ｔ３では、排気管温度Ｔが再び下限値Ｔａを下回るため、時刻ｔ２における処理と同様の処理が実行され、排気管温度Ｔを目標温度範囲（Ｔａ以上かつＴｂ以下）に戻すように制御する。
【００８７】
以上のような処理が繰り返し実行され、排気管温度Ｔが目標温度範囲に維持され、ガスの温度も目標温度範囲に維持される。
【００８８】
図１０は、流量制御弁を用いた場合の流体回路の制御フローを示す。この制御フローは、制御装置１４０によって所定の制御周期で繰り返し実行される。なお、制御装置１４０とは別の制御装置によって以下の制御フローを実行してもよい。
【００８９】
ステップＳ２１では、温度センサ１２２より第２排気管部分１１３２の排気管温度を取得する。
ステップＳ２２では、制御装置１４０は、温度センサ１２２より第２排気管部分１１３２の温度（排気管温度）を取得する。
【００９０】
ステップＳ２２では、制御装置１４０は、排気管温度Ｔが、予め設定された下限値Ｔａより低いか否かを判定する。
ステップＳ２２において排気管温度Ｔが下限値Ｔａ以上である場合には、ステップＳ２３に移行する。
【００９１】
ステップＳ２３では、制御装置１４０は、排気管温度Ｔが、予め設定された上限値Ｔｂより高いか否かを判定する。
ステップＳ２３において排気管温度Ｔが上限値Ｔｂ以下である場合には、ステップＳ２１に戻り、ステップＳ２１からの処理を繰り返す。
【００９２】
一方、ステップＳ２２において排気管温度Ｔが下限値Ｔａより低い場合は、ステップＳ２４に移行する。
Ｓ２４では、排気管温度Ｔを上昇させるために、弁１５１の開度を減少させ、弁１５２の開度を増加させる。これにより、流路１１５ｃから第２排気管部分１１３２の冷却装置１２０に流れる冷却水の流量が減少し、流路１１５ｃから流路１１５ｅを通って流路１１５ｄにバイパスする冷却水の流量が増加する。この結果、排気管温度Ｔが上昇し、第２排気管部分１１３２内のガスの温度も上昇する。なお、流量センサ１５３を設ける場合は、流量センサ１５３の検出値に基づいて流路１１５ｃの流量が所望の値になるように、弁１５１及び／又は弁１５２の開度を調整するようにしてもよい。
【００９３】
ステップＳ２３において排気管温度Ｔが上限値Ｔｂより高い場合は、ステップＳ２５に移行する。
ステップＳ２５では、排気管温度Ｔを下降させるために、弁１５１の開度を増加させ、弁１５２の開度を減少させる。これにより、流路１１５ｃから第２排気管部分１１３２の冷却装置１２０に流れる冷却水の流量が増加し、流路１１５ｃから流路１１５ｅを通って流路１１５ｄにバイパスする冷却水の流量が減少する。この結果、排気管温度Ｔが下降し、第２排気管部分１１３２内のガスの温度も下降する。なお、流量センサ１５３を設ける場合は、流量センサ１５３の検出値に基づいて流路１１５ｃの流量が所望の値になるように、弁１５１及び／又は弁１５２の開度を調整するようにしてもよい。
【００９４】
弁１５１及び弁１５２の開度は、排気管温度Ｔが下限値Ｔａより低い場合および排気管温度Ｔが上限値Ｔｂより高い場合に、所定の増加速度、減少速度で変化させるようにしてもよいし、非線形の速度で変化させてもよい。
【００９５】
流量制御弁を使用する場合も、開閉弁を使用する場合と同様の作用効果を奏することができる。更に、流量制御弁を使用する場合には、第２排気管部分１１３２の温度に応じて必要十分な冷却水を供給することができ、第２排気管部分１１３２の冷却の制御をより精度よく行うことができる。
【００９６】
なお、上記では、弁１５１及び弁１５２の開度を同時に制御する場合を説明したが、バイパス側の流路１１５ｅの弁１５２の開度は一定の開度で固定する制御としてもよい。また、バイパス側の流路１１５ｅの弁１５２を省略する構成としてもよい。
【００９７】
図１１は、排気対象の装置に接続された真空排気システムの構成を示す。
装置４００の排気側と真空ポンプ１００の吸気管１１１とは、配管４１０によって流体的に接続されている。また、装置４００の制御部（図示せず）と、真空ポンプ１００の制御装置１４０とがケーブル４２０で接続されており、両者の間でデータの送受信が行われる。なお、ここでは、ケーブル４２０を介してデータの送受信を行う場合を示すが、無線通信を介してデータの送受信を行うようにしてもよい。
【００９８】
図１２は、排気管温度の目標設定温度を設定する処理のフローを示す。この制御フローは、制御装置１４０内部または外部のメモリに保存されたプログラムを制御装置１４０が実行することによって行われる。また、メモリには、プロセスガスの組み合わせと生成ガス（生成物）とを対応付けたデータが、反応の割合のデータとともに保存されている。また、メモリには、生成ガスの蒸気圧データが保存されている。
【００９９】
ステップＳ３１では、真空ポンプ１００の制御装置１４０は、排気対象の装置４００側から、有線または無線によってプロセスガス、プロセスガス流量の情報を取得する。
例えば、装置４００が半導体製造装置である場合に、プロセスガスが「ガスＡ」及び「ガスＢ」であり、各流量が１ｓｌｍとすると、制御装置１４０は、装置４００側から、ガスＡ（流量１ｓｌｍ）、ガスＢ（流量１ｓｌｍ）を取得する。なお、単位「ｓｌｍ」は、１ａｔｍ、０℃における１分間あたりの流量をリットルで表示した単位である。１［ｓｌｍ］＝１＊１０−３［ｍ３／ｍｉｎ］＝（１／６０）＊１０−３［ｍ３／ｓ］である。
【０１００】
ステップＳ３２では、制御装置１４０は、プロセスガスの種類、ガス流量の情報に基づいて生成ガスを決定する。これは、メモリに保存された、プロセスガスの組み合わせと生成ガス（生成物）とを対応付けたデータ、反応の割合のデータを参照して行われる。
このデータは、上記例の場合、ガスＡ（流量１ｓｌｍ）＋ガスＢ（流量１ｓｌｍ）→ガスＣ（１ｓｌｍ）のような内容である。制御装置１４０は、取得した情報（ガスＡ（流量１ｓｌｍ）、ガスＢ（流量１ｓｌｍ））に基づいて、生成ガスをガスＣ（１ｓｌｍ）と決定する。
【０１０１】
ステップＳ３３では、制御装置１４０は、生成ガスの濃度を決定する。
上記例の場合、ガスＡ及びガスＢが全て反応してガスＣになっているので、ガスＣの流量は、１ｓｌｍであり、割合／濃度は１００％と決定される。
【０１０２】
ステップＳ３４では、ガスの割合／濃度、蒸気圧データから、生成物（生成ガス）が気体になる温度（昇華温度）を計算する。
蒸気圧データは、予めメモリに保存されている。例えば、ガスＣの蒸気圧データが、以下のようなテーブルの形式で保存されている。
（気体圧力）  １Ｔｏｒｒ    １０Ｔｏｒｒ    １００Ｔｏｒｒ    ７６０Ｔｏｒｒ
（昇華温度）  １０℃        ２０℃          ４０℃            ６０℃
【０１０３】
第２排気管部分１１３２内の圧力は大気圧７６０Ｔｏｒｒであり、第２排気管部分１１３２内のガスＣの割合／濃度は１００％であるので、ガスＣの圧力は７６０Ｔｏｒｒである。上記蒸気圧データから、生成ガスＣが気体になる温度を６０℃と決定できる。
【０１０４】
なお、ガスＣの割合／濃度が１００％未満であれば、第２排気管部分１１３２内の圧力（ここでは、大気圧７６０Ｔｏｒｒ）にガスＣの割合／濃度を乗算して、ガスＣの分圧を決定し、分圧に基づいて蒸気圧データを参照することになる。
【０１０５】
ステップＳ３５では、「生成ガスが気体になる温度」Ｔｓｂｌに第１の所定値αを加えた温度を排気管設定温度Ｔｓとする。制御の安定性を考慮して、排気管設定温度Ｔｓに第２の所定値βを加算及び減算した温度を、それぞれ上限値Ｔｂ、下限値Ｔａに設定する（Ｔｂ＝Ｔｓｂｌ＋α＋β、Ｔａ＝Ｔｓｂｌ＋α−β）。そして、排気管温度Ｔが下限値Ｔａから上限値Ｔｂの目標温度範囲になるように制御する。
【０１０６】
排気管設定温度Ｔｓは、排気管１１３内で生成ガスが固化して付着することを確実に防止するために、「生成ガスが気体になる温度」Ｔｓｂｌに第１の所定値αを加算した温度
とする。第１の所定値αは、実験等によって予め求めておく。第２の所定値βは、冷却装置１２０及び流体回路による冷却制御の安定性を確保するための幅であり、冷却装置１２０及び流体回路の特性に応じて予め設定しておく。第２の所定値βは、下限値Ｔａが、「生成ガスが気体になる温度」Ｔｓｂｌより低くならないように第１の所定値αよりも小さな値である。また、第２の所定値βは、上限値Ｔｂが、捕捉装置２００での捕捉処理が良好に行える範囲の温度になる値である。
【０１０７】
なお、排気管設定温度Ｔｓに互いに異なる値β１、β２を加算及び減算して、上限値Ｔｂ、下限値Ｔａを計算してもよい（Ｔｂ＝Ｔｓｂｌ＋α＋β１、Ｔａ＝Ｔｓｂｌ＋α−β２）。
【０１０８】
また、下限値Ｔａを上述したように「生成ガスが気体になる温度」Ｔｓｂｌに基づいて決定し、上限値Ｔｂについては、「生成ガスが気体になる温度」Ｔｓｂｌとは別に、生成物を捕捉装置２００で捕捉可能な温度の上限値として決定するようにしてもよい。
【０１０９】
また、ステップＳ３５において、「生成ガスが気体になる温度」Ｔｓｂｌに第１の所定値αを加えた温度を下限値Ｔａに設定してもよい。この場合、下限値Ｔａ（＝排気管設定温度Ｔｓ）に第３の所定値γを加算して上限値Ｔｂを計算する。第３の所定値γは、制御の安定性を確保するための値である。なお、上限値Ｔｂについては、「生成ガスが気体になる温度」Ｔｓｂｌとは別に、生成物を捕捉装置２００で捕捉可能な温度の上限値として決定するようにしてもよい。
【０１１０】
上述した排気管温度の目標温度範囲を設定する処理のフローによれば、排気対象の装置４００からプロセスガスの種類、流量の情報を取得し、生成ガス（生成物）の種類、割合／濃度を決定し、蒸気圧データから昇華温度を計算することにより、真空ポンプ１００内に生成物が付着せず、かつ捕捉装置２００での捕捉処理が効率よく行える範囲の温度にガスの温度を制御することができる。
【０１１１】
また、プロセスガスの組み合わせと生成ガス（生成物）とを対応付けたデータが、反応の割合のデータとともにメモリに記憶させているので、プロセスガスの種類が変更された場合にも、生成ガスの種類、割合／濃度を真空ポンプにおいて決定することができる。
排気対象の装置等の上位システムからプロセスガスの種類、流量の情報を真空ポンプが取得するように構成すれば、プロセスガスの種類が変更された場合にも、生成ガスの種類、割合／濃度を真空ポンプにおいて自動的に決定することができる。
なお、プロセスガスの種類、流量の情報の入力を、ユーザ（真空ポンプの製造者、保守者、使用者その他の人間）から受け付ける場合も、生成ガスの種類、割合／濃度を真空ポンプにおいて決定することができる。この場合、制御装置１４０に接続されるキーボード、タッチパネル、ボタン等のユーザインターフェースを真空ポンプ１００に設けて、ユーザからの情報の入力を受け付ける。
また、真空ポンプ１００のメモリに生成ガスの蒸気圧データを記憶させているので、生成ガスの種類、割合／濃度に基づいて、生成ガスの昇華温度を正確に計算することができる。
【０１１２】
図１３は、他の実施形態に係る真空ポンプを備える真空排気システムの構成図である。
上記実施形態では、第２排気管部分１１３２及び冷却装置１２０が、真空ポンプ１００の筐体１６内に配置された場合を説明したが、図１３に示すように、第２排気管部分１１３２及び冷却装置１２０が、真空ポンプ１００の筐体１６の外部に配置されてもよい。
この場合、第２排気管部分１１３２及び冷却装置１２０が真空ポンプ１００の外部にあるため、冷却装置１２０を取り外して交換する、あるいは第２排気管部分１１３２とともに冷却装置１２０を取り外して交換することが容易になる。一方、図１のように第２排気
管部分１１３２及び冷却装置１２０が筐体１６内に配置されている場合、真空ポンプ１００内において冷却装置１２０を取り付けているため、配管接続時に、冷却装置１２０を別途取り付ける作業を必要としない。また、排気側の捕捉装置２００との接続する配管の長さを変更する必要がない。
【０１１３】
以上、いくつかの例に基づいて本発明の実施形態について説明してきたが、上記した発明の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明には、その均等物が含まれることはもちろんである。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、特許請求の範囲および明細書に記載された各構成要素の任意の組み合わせ、または、省略が可能である。
【符号の説明】
【０１１４】
１０…ポンプ室
１１…ルーツロータ
１２…回転軸
１３…ロータ
１４…ガス通路
１６…筐体
２０…モータ
３０…タイミングギア
１００…真空ポンプ
１０１…ポンプケーシング
１０２…モータハフレーム
１０３…ギヤケース
１１１…吸気管
１１３…排気管
１１４…断熱部材
１１５…冷却水流路
１１６…筐体
１２０…冷却装置
１２１…冷却ジャケット
１２２…温度センサ
１３０…配管
１４０…制御装置
１５１…弁
１５２…弁
１５３…流量センサ
２００…捕捉装置
２１０…配管
３００…除害装置
４００…装置
４１０…配管
４２０…ケーブル
１０２１…流路
１０３１…流路
１１２１…吸気口
１１２１…排気口
１１２２…排気口
１１３１…第１排気管部分
１１３２…第２排気管部分
１１４１…センターリング
１１４２…クランプ
１１４３…断熱配管
１１５ａ…流路
１１５ｂ…流路
１１５ｃ…流路
１１５ｄ…流路
１１５ｅ…流路
１１３１ｂ…フランジ
１１３２ａ…フランジ
１１４１ａ…環状部材
１１４１ｂ…インナーリング
１１４１ｃ…アウターリング
１１４３ａ…フランジ
１１４３ｂ…フランジ
１２１１…入口
１２１２…出口
１２１３…仕切板
１２１３ａ…開口部
【図１】
2018062872.tif 000003
【図２】
2018062872.tif 000004
【図３】
2018062872.tif 000005
【図４】
2018062872.tif 000006
【図４Ａ】
2018062872.tif 000007
【図５】
2018062872.tif 000008
【図６】
2018062872.tif 000009
【図７】
2018062872.tif 000010
【図８】
2018062872.tif 000011
【図９】
2018062872.tif 000012
【図１０】
2018062872.tif 000013
【図１１】
2018062872.tif 000014
【図１２】
2018062872.tif 000015
【図１３】
2018062872.tif 000016