(57)【要約】【課題】固形化物の堆積による真空ポンプの異常予測を精度良く行う。【解決手段】真空ポンプを備える真空ポンプシステムの真空ポンプは、軸線方向に延びて形成され、軸線を中心に回転する主軸と、主軸に設けられた、複数の圧縮段を有するロータと、複数の圧縮段の間の圧力と、複数の圧縮段の間の温度と、のうちの少なくとも一方を検出する検出部とを備える。真空ポンプシステムは、検出部の検出結果が所定値から所定の程度以上離れている場合に報知を行う報知部を備える。【選択図】図１
2015010510.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空ポンプを備える真空ポンプシステムであって、
前記真空ポンプは、
軸線方向に延びて形成され、前記軸線を中心に回転する主軸と、
前記主軸に設けられた、複数の圧縮段を有するロータと、
前記複数の圧縮段の間の圧力と、前記複数の圧縮段の間の温度と、のうちの少なくとも一方を検出する検出部と
を備え、
前記真空ポンプシステムは、前記検出部の検出結果が所定値から所定の程度以上離れている場合に報知を行う報知部を備えた
真空ポンプ。
【請求項２】
請求項１に記載の真空ポンプシステムであって、
前記ロータは、ルーツ式ロータであり、
前記検出部は、前記複数の圧縮段の間のガス通路の前記圧力および前記温度のうちの少なくとも一方を検出する
真空ポンプシステム。
【請求項３】
請求項２に記載の真空ポンプシステムであって、
前記ロータは、３つ以上の圧縮段を有し、
前記検出部は、前記３つ以上の圧縮段のうちの隣り合う２つの前記圧縮段の間の各々において、前記圧力および前記温度のうちの少なくとも一方を検出する
真空ポンプシステム。
【請求項４】
請求項１に記載の真空ポンプシステムであって、
前記ロータは、前記圧縮段としての複数のスクリュー段を有するスクリュー式ロータであり、
前記検出部は、前記複数のスクリュー段の間の前記圧力および前記温度のうちの少なくとも一方を検出する
真空ポンプシステム。
【請求項５】
請求項４に記載の真空ポンプシステムであって、
前記複数のスクリュー段の少なくとも１つは、前記軸線を中心に２周以上周回するように径方向に突出する突出部がスクリュー状に形成された形状を有しており、
前記検出部は、前記２周以上周回するように形成された突出部の間の圧力および温度のうちの少なくとも一方を検出する
真空ポンプシステム。
【請求項６】
真空ポンプを備える真空ポンプシステムであって、
前記真空ポンプは、
軸線方向に延びて形成され、前記軸線を中心に回転する主軸と、
前記主軸に設けられたロータであって、前記軸線を中心に２周以上周回するように径方向に突出する突出部がスクリュー状に形成されたロータと、
前記２周以上周回するように形成された突出部の間の圧力および温度のうちの少なくとも一方を検出する検出部と
を備え、
前記真空ポンプシステムは、前記検出部の検出結果が所定値から所定の程度以上離れている場合に報知を行う報知部を備えた
真空ポンプシステム。
【請求項７】
請求項６に記載の真空ポンプシステムであって、
前記検出部は、前記突出部の所定数の周回ごとに前記圧力および前記温度の少なくとも一方を検出する
真空ポンプシステム。
【請求項８】
複数の圧縮段を備える真空ポンプの異常予兆の報知方法であって、
前記複数の圧縮段の間の圧力と、前記複数の圧縮段の間の温度と、のうちの少なくとも一方を検出し、
前記検出の結果が所定値から所定の程度以上離れている場合に報知を行う
報知方法。
【請求項９】
主軸の軸線を中心に２周以上周回するように径方向に突出する突出部がスクリュー状に形成されたロータを備える真空ポンプの異常予兆の報知方法であって、
前記２周以上周回するように形成された突出部の間の圧力および温度のうちの少なくとも一方を検出し、
前記検出の結果が所定値から所定の程度以上離れている場合に報知を行う
報知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空ポンプの異常予測技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスや液晶デバイスの製造プロセスにおいては、真空ポンプを真空チャンバに接続して、真空チャンバ内に導入されたプロセスガスを真空ポンプによって排気する。プロセスガスには、固形化した物質、または、固形化しやすい物質が混入している場合があり、しばしば固形化物がポンプ内部に堆積する。固形化物がポンプ内部に堆積すると、ポンプ内部において、ロータとロータとの間、または、ロータとケーシングとの間のクリアランスが狭くなり、最終的には、固形化物によってクリアランスが詰まり、ロータの回転が阻害されてポンプ停止に至る。
【０００３】
製造プロセス中にポンプが停止すると、そのプロセスが停止するだけでなく、製造物（例えば、ウエハや液晶基板）に損傷を与えて、再利用が出来なくなることもある。このような事由で損傷を受けたウエハや液晶基板は復旧が極めて困難であり、損傷によって多大な経済的損失が生じる。特に、複数枚のウエハを処理するバッチ式装置においてプロセス中のポンプ停止が突然発生した場合、経済的損失は非常に大きい。
【０００４】
このようなことから、従来から、吸気口や排気口における温度、圧力などの状態量を監視し、固形化物の堆積によるポンプの異常発生を事前に予測する技術が開発されている。かかる技術によれば、予測結果に基づいて清掃等の処置を講じることによって、予期せぬポンプの停止を未然に防ぐことが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００８−５３４８３１号公報
【特許文献２】特開２００５−９３３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の方法では、監視する状態量の変化量が小さく、異常予測を精度良く行うことが困難であった。このようなことから、固形化物の堆積による真空ポンプの異常予測を精度良く行うことが求められる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、例えば、以下の形態として実現することが可能である。
【０００８】
本発明の第１の形態は、真空ポンプを備える真空ポンプシステムとして提供される。この真空ポンプシステムの真空ポンプは、軸線方向に延びて形成され、軸線を中心に回転する主軸と、主軸に設けられた、複数の圧縮段を有するロータと、複数の圧縮段の間の圧力と、複数の圧縮段の間の温度と、のうちの少なくとも一方を検出する検出部とを備える。真空ポンプシステムは、検出部の検出結果が所定値から所定の程度以上離れている場合に報知を行う報知部を備える。
【０００９】
真空ポンプにおいては、固形化物がポンプの内部に堆積し、ロータとロータとの間、または、ロータとケーシングとの間のクリアランスが小さくなると、堆積が生じた圧縮段の
前後の圧縮比が変化し、その近傍において、圧力や温度に影響が顕著に表れる。上述の真空ポンプシステムによれば、固形化物の堆積の影響が表れる圧縮段の直近で圧力および温度の少なくとも一方を検出できるので、その検出結果に基づいて、固形化物の堆積による真空ポンプの異常予測を精度良く行うことができる。また、システムの管理者は、固形化物の堆積に起因して生じる異常の予兆を報知によって適切に把握できる。したがって、真空ポンプシステムの運転を適切なタイミングで停止させて、ポンプの清掃、交換等の必要な措置を講じることによって、真空ポンプが予期せぬタイミングで停止に至り、多大な損失が生じることを抑制できる。
【００１０】
本発明の第２の形態として、第１の形態において、ロータは、ルーツ式ロータであってもよい。検出部は、複数の圧縮段の間のガス通路の圧力および温度のうちの少なくとも一方を検出してもよい。かかる形態によれば、ルーツ式真空ポンプにおいて、固形化物の堆積による真空ポンプの異常予測を精度良く行うことができる。
【００１１】
本発明の第３の形態として、第２の形態において、ロータは、３つ以上の圧縮段を有していてもよい。検出部は、３つ以上の圧縮段のうちの隣り合う２つの圧縮段の間の各々において、圧力および温度のうちの少なくとも一方を検出してもよい。かかる形態によれば、固形化物が堆積する可能性のある圧縮段の各々について、その近傍で圧力および温度のうちの少なくとも一方を検出することができるので、異常予測の精度がいっそう向上する。
【００１２】
本発明の第４の形態として、第１の形態において、ロータは、圧縮段としての複数のスクリュー段を有するスクリュー式ロータであってもよい。検出部は、複数のスクリュー段の間の圧力および温度のうちの少なくとも一方を検出してもよい。かかる形態によれば、スクリュー式真空ポンプにおいて、固形化物の堆積による真空ポンプの異常予測を精度良く行うことができる。
【００１３】
本発明の第５の形態として、第４の形態において、複数のスクリュー段の少なくとも１つは、軸線を中心に２周以上周回するように径方向に突出する突出部がスクリュー状に形成された形状を有していてもよい。検出部は、２周以上周回するように形成された突出部の間の圧力および温度のうちの少なくとも一方を検出してもよい。かかる形態によれば、複数の圧縮段の間に加えて、圧縮段の中間位置においても圧力および温度の少なくとも一方を検出することになるので、圧縮段の中間位置に固形化物が堆積した場合であっても、当該堆積を精度良く検知できる。その結果、異常予測の精度がいっそう向上する。
【００１４】
本発明の第６の形態は、真空ポンプを備える真空ポンプシステムとして提供される。この真空ポンプシステムの真空ポンプは、軸線方向に延びて形成され、軸線を中心に回転する主軸と、主軸に設けられたロータであって、軸線を中心に２周以上周回するように径方向に突出する突出部がスクリュー状に形成されたロータと、２周以上周回するように形成された突出部の間の圧力および温度のうちの少なくとも一方を検出する検出部とを備える。真空ポンプシステムは、検出部の検出結果が所定値から所定の程度以上離れている場合に報知を行う報知部を備える。かかる真空ポンプシステムによれば、固形化物の堆積の影響が表れる突出部の直近で圧力および温度の少なくとも一方を検出するので、その検出結果に基づいて、固形化物の堆積による真空ポンプの異常予測を精度良く行うことができる。また、圧縮段の数が１つのみのスクリュー式真空ポンプにおいても、異常予測を精度良く行うことができる。さらに、システムの管理者は、固形化物の堆積に起因して生じる異常の予兆を報知によって適切に把握できる。
【００１５】
本発明の第７の形態として、第６の形態において、検出部は、突出部の所定数の周回ごとに圧力および温度の少なくとも一方を検出してもよい。かかる形態によれば、ガスが圧
縮される方向における検出箇所が均一に分布されるので、異常予測の精度を効率的に向上できる。
【００１６】
本発明の第８の形態は、複数の圧縮段を備える真空ポンプの異常予兆の報知方法として提供される。この方法は、複数の圧縮段の間の圧力と、複数の圧縮段の間の温度と、のうちの少なくとも一方を検出し、検出の結果が所定値から所定の程度以上離れている場合に報知を行う。かかる方法によれば、第１の形態と同様の効果を奏する。
【００１７】
本発明の第９の形態は、主軸の軸線を中心に２周以上周回するように径方向に突出する突出部がスクリュー状に形成されたロータを備える真空ポンプの異常予兆の報知方法として提供される。この方法は、２周以上周回するように形成された突出部の間の圧力および温度のうちの少なくとも一方を検出し、検出の結果が所定値から所定の程度以上離れている場合に報知を行う。かかる方法によれば、第６の形態と同様の効果を奏する。
【００１８】
上述の第８の形態には、第２ないし第５のいずれかの形態を適用可能である。第９の形態には、第７の形態を適用可能である。また、本発明は、上述の形態に限らず、真空ポンプ、真空ポンプの異常予測方法など種々の形態で実現可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施例としての真空ポンプシステムの概略構成を示す断面図である。
【図２】図１に示すＡ−Ａ断面線に沿った概略断面図である。
【図３】固形化物の付着による圧力および温度への影響を模式的に示す説明図である。
【図４】第２実施例としての真空ポンプシステムの概略構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
Ａ．第１実施例：
図１は、本発明の第１実施例としての真空ポンプシステム１０の概略断面を示す。真空ポンプシステム１０は、ブースタポンプ２０と、メインポンプ５０と、制御部９０とを備える。ブースタポンプ２０およびメインポンプ５０は、ルーツ式のドライ真空ポンプであり、半導体デバイスの製造工程において、プロセスガスの吸引に使用される。
【００２１】
ブースタポンプ２０は、一対の主軸２１と、一対の軸受２２，２３と、一対のモータ２４と、一対のロータ３０と、ケーシング４０とを備えている。なお、図１では、一対の各構成要素のうちの一方のみを図示している。主軸２１は、軸線ＡＬ１方向に延びて形成されており、軸受２２，２３によって軸線ＡＬ１を中心に回転可能に支承されている。モータ２４は、主軸２１に回転動力を提供する。このモータ２４は、一対の主軸２１に共用されてもよい。また、ブースタポンプ２０は、２軸式に限らず、１軸式であってもよい。ロータ３０は、第１圧縮段（第１段ロータ）３１と、第２圧縮段（第２段ロータ）３２とを備えており、これらは、軸線ＡＬ１に沿って主軸２１に設けられている。
【００２２】
ケーシング４０には、吸気口４１と、排気口４２と、ガス通路４３，４４，４６と、中間吸気口４５とが形成されている。一対のロータ３０が同期して逆方向に回転すると、真空チャンバ（図示省略）内のプロセスガスは、吸気口４１を介してブースタポンプ２０内に流入する。このガスは、ガス通路４３を通って第１圧縮段３１に流入し、圧縮されて、図示されていない断面のガス通路を介してガス通路４４に流入する。ガス通路４４に流入したガスは、図示されていない断面のガス通路から中間吸気口４５を通って第２圧縮段３２に流入し、圧縮されて、排気口４２に排出される。排気口４２に排気されたガスは、ブースタポンプ２０とメインポンプ５０とをガス流通可能に接続するガス通路４６を介して、メインポンプ５０に流入する。
【００２３】
メインポンプ５０は、一対の主軸５１と、一対の軸受５２，５３と、一対のモータ５４と、一対のロータ６０と、ケーシング７０とを備えている。なお、図１では、一対の各構成要素のうちの一方のみを図示している。主軸５１は、軸線ＡＬ２方向に延びて形成されており、軸受５２，５３によって軸線ＡＬ２を中心に回転可能に支承されている。モータ５４は、主軸５１に回転動力を提供する。このモータ５４は、一対の主軸５１に共用されてもよい。また、メインポンプ５０は、２軸式に限らず、１軸式であってもよい。ロータ６０は、第１ないし第５圧縮段（第１段ないし第５段ロータ）６１〜６５を備えており、これらは、軸線ＡＬ２に沿って主軸５１に設けられている。
【００２４】
ケーシング７０には、吸気口７１と、排気口８１と、ガス通路７２，７４，７６，７８と、中間吸気口７３，７５，７７，７９とが形成されている。一対のロータ６０が同期して逆方向に回転すると、ガスは、ブースタポンプ２０から吸気口７１を介してメインポンプ５０の第１圧縮段６１に流入する。このガスは、第１圧縮段６１によって圧縮されて、ガス通路７２に流入する。ガス通路７２に流入したガスは、中間吸気口７３を介して第２圧縮段６２に流入し、そこで圧縮されて、ガス通路７４に流入する。ガス通路７４に流入したガスは、ガス通路７４および中間吸気口７５を介して第３圧縮段６３に流入し、そこで圧縮されて、ガス通路７６に流入する。ガス通路７６に流入したガスは、ガス通路７６および中間吸気口７７を介して第４圧縮段６４に流入し、そこで圧縮されて、ガス通路７８に流入する。ガス通路７８に流入したガスは、ガス通路７８および中間吸気口７９を介して第５圧縮段６５に流入し、そこで圧縮されて、排気口８１から排出される。排気口８１から排出されたガスは、排気配管８２によって外部に排出される。
【００２５】
図２は、図１に示すＡ−Ａ断面線に沿った概略断面図である。ここでは、一対の第１圧縮段６１をロータ６１ａ，６１ｂとして示している。吸気口７１から流入したガスは、時計回りに回転するロータ６１ａと、反時計回りに回転するロータ６１ｂとによって圧縮されて、ガス通路７２に流入する。ガス通路７２は、ロータ６１ａ，６１ｂの外側にケーシング７０を隔てて形成されたガス通路７２ａ，７２ｂに分岐している。ガス通路７２ａ，７２ｂを流れるガスは、図示されていない断面に形成されたガス通路を介して、中間吸気口７３に流入する。図示は省略するが、ガス通路７４，７６，７８についても、ガス通路７２と同様の流路形状によって、中間吸気口７５，７７，７９と連通している。
【００２６】
ここで説明を図１に戻す。かかるブースタポンプ２０およびメインポンプ５０には、圧力および温度を検出する検出部としての圧力センサＰ１〜Ｐ７および温度センサＴ１〜Ｔ６が設けられている。具体的には、圧力センサＰ１は、ブースタポンプ２０の吸気口４１の圧力を検出する。圧力センサＰ２は、ブースタポンプ２０の中間吸気口４５の圧力を検出する。中間吸気口４５は、圧縮段が介在することなくガス通路４４と連通しているので、圧力センサＰ２は、ガス通路４４の圧力を検出することを意味する。つまり、圧力センサＰ２は、ブースタポンプ２０のガスの流通経路における第１圧縮段３１と第２圧縮段３２との間の圧力を検出する。
【００２７】
圧力センサＰ３は、ガス通路４６の圧力を検出する。ガス通路４６は、圧縮段が介在することなく、排気口４２および吸気口７１と連通しているので、圧力センサＰ３は、ブースタポンプ２０の排気圧力およびメインポンプ５０の吸気圧力を検出することを意味する。圧力センサＰ４〜Ｐ７は、それぞれ、メインポンプ５０の中間吸気口７３，７５，７７，７９の圧力、すなわち、ガス通路７２，７４，７６，７８の圧力を検出する。つまり、圧力センサＰ４〜Ｐ７は、メインポンプ５０のガスの流通経路における圧縮段６１〜６５のそれぞれの間の圧力を検出する。換言すれば、圧力センサＰ４〜Ｐ７は、圧縮段６１〜６５のうちの、隣り合う２つの圧縮段の間の各々における圧力を検出する。
【００２８】
温度センサＴ１は、ブースタポンプ２０のガス通路４４の温度を検出する。温度センサＴ２は、ブースタポンプ２０の排気口４２の温度を検出する。温度センサＴ３〜Ｔ６は、それぞれ、メインポンプ５０のガス通路７２，７４，７６，７８の温度を検出する。つまり、温度センサＴ３〜Ｔ６は、メインポンプ５０のガスの流通経路における圧縮段６１〜６５のそれぞれの間の温度を検出する。
【００２９】
本実施例においては、温度センサＴ１〜Ｔ６は、ケーシング４０またはケーシング７０の外側の表面に設置されている。かかる構成とすれば、温度センサＴ１〜Ｔ６を設置しやすい。ただし、温度センサＴ１〜Ｔ６は、ケーシング４０，７０の内側の表面に設置されてもよい。こうすれば、温度の検出精度を向上できる。
【００３０】
制御部９０は、真空ポンプシステム１０の動作全般を制御するほか、測定部９１、データ記憶部９２，データ解析部９３、報知部９４としても機能する。制御部９０は、本実施例では、ＣＰＵとメモリとを有する情報処理装置として構成されており、メモリに記憶されたプログラムをＣＰＵが実行することによって、所要の機能を実現する。ただし、制御部９０の機能の少なくとも一部は、専用のハードウェア回路によって実現されてもよい。また、制御部９０の各機能は、２以上の装置に分散配置されていてもよい。
【００３１】
測定部９１は、圧力センサＰ１〜Ｐ７および温度センサＴ１〜Ｔ６から検出信号を受け取って、圧力および温度の測定を行う。データ記憶部９２は、測定部９１によって測定されたデータを一定期間記憶する。また、データ記憶部９２には、圧力センサＰ１〜Ｐ７および温度センサＴ１〜Ｔ６の各々についての初期値が記憶される。かかる初期値には、本実施例では、ブースタポンプ２０およびメインポンプ５０の内部に固形化物の付着がない状態の真空ポンプシステム１０の定格運転時、すなわち、運転の立上げ時および立下げ時以外の運転時に圧力センサＰ１〜Ｐ７および温度センサＴ１〜Ｔ６によって実際に測定された値が使用される。初期値の測定および記憶は、真空ポンプシステム１０の出荷前に行ってもよいし、真空ポンプシステム１０を使用場所に設置した後（製造プロセスでの使用前、例えば、試運転時）に行ってもよい。なお、初期値は、設計上設定された値であってもよい。この場合、温度センサＴ１〜Ｔ６の初期値は、真空ポンプシステム１０の特性に応じて、異なる値で設定してもよい。すなわち、ガス温度は、複数の圧縮段の後段に向かうほど高くなるので、これと同様の傾向を示すように初期値を設定してもよい。
【００３２】
データ解析部９３は、測定部９１によって測定されたデータに基づいて、ブースタポンプ２０およびメインポンプ５０の異常予測を行う。すなわち、データ解析部９３は、固形化物の堆積による異常予兆の有無を判定する。本実施例では、データ解析部９３は、データ記憶部９２に記憶されている一定期間（例えば、１時間）の圧力および温度の検出位置ごとの測定値の平均値が、データ記憶部９２によって記憶された初期値から所定の程度離れているか否かを判断する。そして、少なくとも１つの検出位置において、圧力および温度の測定値のうちの少なくとも１つが初期値から所定の程度離れている場合には、データ記憶部９２は、当該測定値が異常予兆を表すと判定する。すなわち、データ記憶部９２は、ブースタポンプ２０またはメインポンプ５０の内部において固形化物の堆積が進行しており、真空ポンプシステム１０が注意運転範囲（堆積の進行に注意すべき範囲）にあると判定する。本実施例のように平均値を使用して異常予測を行えば、堆積物以外の要因による測定値の瞬間的な変動によって誤判定がなされることを抑制できる。ただし、平均値に代えて、瞬間値を用いて異常予測を行ってもよい。この場合、データ記憶部９２を省略可能であるとともに、安全側の判定を行える。
【００３３】
図３は、固形化物の付着による圧力および温度への影響を模式的に示す。図示するように、真空ポンプシステム１０の運転時間の経過に伴い、徐々に固形化物の付着量が増加すると、その増加分だけ、固形化物の付着箇所におけるロータ３０とケーシング４０との間
、一対のロータ３０間、ロータ６０とケーシング７０との間、または、一対のロータ６０の間のクリアランスが小さくなる。これにより、当該箇所の圧縮能力が増大し、圧力Ｐ１１は、固形化物の付着がない場合の圧力Ｐ０と比べて低くなる（真空度が高くなる）。かかる圧力の変化は、固形化物が付着した圧縮段の近傍、特に当該圧縮段の吸気側において顕著に表れる。また、クリアランスが小さくなると、温度は、圧縮比の変化に伴い、固形化物の付着がない場合の温度Ｔ０と比べて、領域によって、温度Ｔ１１のように上昇するか、温度Ｔ１２のように低下する。かかる温度の変化は、固形化物が付着した圧縮段の近傍、すなわち、圧縮段の前後のいずれかにおいて顕著に表れる。
【００３４】
このような固形化物の付着、および、付着による圧力および温度への影響は、非常に緩やかな速度で進行する。例えば、一例として、温度Ｔ０は、１４０〜２２０℃であり、半年間の真空ポンプシステム１０の運転によって固形化物が堆積して注意運転範囲に到達すると、温度Ｔ１１，Ｔ１２は、温度Ｔ０に対して±１５℃程度となる。このような十分な大きさの温度変化は、良好な異常予測精度に寄与する。データ解析部９３の判断基準、すなわち、初期値からの乖離の程度は、上述した圧力や温度の変化特性を実験的または経験的に把握することによって、予め設定される。データ解析部９３の判定は、注意運転範囲に代えて、または、加えて、危険運転範囲（運転をプロセスに影響のないタイミングで速やかに停止すべき範囲）について行ってもよい。危険運転範囲は、注意運転範囲と比べて、初期値からの乖離の程度が大きな値で設定される。
【００３５】
ここで説明を図１に戻す。データ解析部９３によって、測定値が異常予兆を表すと判定されると、報知部９４は、その旨の報知を行う。報知は、任意の方法で行うことが可能であり、例えば、制御部９０自身が音や画面表示による警報を行ってもよいし、中央制御室に警報信号を送信してもよい。また、報知部９４による報知は、異常予兆を表す測定値が検出された位置に関する情報を含んでいてもよい。かかる構成とすれば、異常が予測された際の対処を行いやすい。また、報知は、複数段階、例えば、上述の注意運転範囲に達した時点と、危険運転範囲に達した時点とで行ってもよい。
【００３６】
かかる真空ポンプシステム１０によれば、固形化物の堆積の影響が表れる圧縮段３１，３２，６１〜６５の直近で圧力および温度を検出し、その検出結果に基づいて固形化物の堆積によるブースタポンプ２０およびメインポンプ５０の異常予測を精度良く行える。また、異常予兆が認められる場合には、その旨が報知されるので、真空ポンプシステム１０の管理者は、固形化物が所定の程度以上に堆積したことを適切に把握できる。したがって、真空ポンプシステム１０の運転を適切なタイミングで停止させて、ポンプの清掃、交換等の必要な措置を講じることによって、真空ポンプが予期せぬタイミングで停止に至り、多大な損失が生じることを抑制できる。
【００３７】
また、真空ポンプシステム１０によれば、固形化物が堆積する可能性のある圧縮段３１，３２，６１〜６５の各々について、その近傍で圧力および温度を検出するので、異常予測の精度が向上する。なお、圧力および温度を検出する構成に代えて、圧力のみ、または、温度のみを検出する構成としても、上述の異常予測を精度良く行うことが可能である。固形化物が付着する圧縮段を特定できる場合には、付着部位の近傍とその前後の圧縮段の近傍とにセンサを設けることによって圧力および温度の変化を検出可能である。ただし、真空ポンプシステム１０の使用実績が無い場合には、固形化物の付着箇所を正確に特定することは困難であるので、全ての圧縮段３１，３２，６１〜６５の間にセンサを設けることが望ましい。
【００３８】
Ｂ．第２実施例：
図４は、本発明の第２実施例としての真空ポンプシステム１１０の概略断面を示す。図４において、第１実施例としての真空ポンプシステム１０（図１）の構成要素と同一の構
成要素については、図１と同一の符号を付して、説明を省略する。真空ポンプシステム１１０は、大きくは、第１実施例のルーツ式のメインポンプ５０に代えて、スクリュー式のメインポンプ１５０を備えている点が第１実施例と異なる。以下、第２実施例について、第１実施例と異なる点についてのみ説明する。
【００３９】
ブースタポンプ１２０の排気口４２は、メインポンプ１５０との接続経路として形成されている。メインポンプ１５０は、一対の主軸１５１と、一対の軸受１５２，１５３と、一対のモータ１５４と、一対のロータ１６０と、ケーシング１７０とを備えている。なお、図４では、一対の各構成要素のうちの一方のみを図示している。主軸１５１は、軸線ＡＬ２方向に延びて形成されており、軸受１５２，１５３によって軸線ＡＬ２を中心に回転可能に支承されている。モータ１５４は、主軸１５１に回転動力を提供する。このモータ１５４は、一対の主軸１５１に共用されてもよい。また、メインポンプ１５０は、２軸式に限らず、１軸式であってもよい。ロータ１６０は、第１圧縮段（第１スクリュー段）１６１と第２圧縮段（第２スクリュー段）１６２とを備えており、これらは、主軸１５１に設けられている。
【００４０】
本実施例では、第１圧縮段１６１は、軸線ＡＬ２を中心に２周だけ周回するように径方向に突出する突出部がスクリュー状（スパイラル状）に形成された形状を有している。図４では、この２周回分の突出部を周回単位で区別するために、突出部１６１ａ，１６１ｂとして図示している。第２圧縮段１６２は、軸線ＡＬ２を中心に１０周だけ周回するように径方向に突出する突出部がスクリュー状に形成された形状を有している。図４では、この１０周回分の突出部を周回単位で区別するために、突出部１６２ａ〜１６２ｊとして図示している。第１圧縮段１６１および第２圧縮段１６２は、独立して形成されており、両者の突出部のピッチは相互に異なっている。なお、本明細書では、スクリュー式のロータにおいて、複数の突出部が独立して、すなわち非連続に形成されている場合に、その独立した突出部の各々を１つの圧縮段として捉えている。
【００４１】
一対のロータ１６０が同期して逆方向に回転すると、排気口４２からメインポンプ１５０に流入したガスは、第１圧縮段１６１の突出部１６１ａ，１６１ｂによってそれぞれ圧縮され、さらに、第２圧縮段１６２の突出部１６２ａ〜１６２ｊによってそれぞれ圧縮されて、排気配管１８２に排出される。
【００４２】
かかる真空ポンプシステム１１０には、圧力センサＰ１〜Ｐ８と温度センサＴ１〜Ｔ８とが設けられている。圧力センサＰ１，Ｐ２の設置位置は、第１実施例と同じである。圧力センサＰ３は、排気口４２の圧力を検出する。圧力センサＰ４は、メインポンプ１５０のガスの流通経路における突出部１６１ａ，１６２ｂの間の圧力を検出する。圧力センサＰ５は、第１圧縮段１６１と第２圧縮段１６２との間の圧力を検出する。圧力センサＰ６〜Ｐ８は、それぞれ、突出部１６２ｃ，１６２ｄ間、突出部１６２ｆ，１６２ｇ間、および、突出部１６２ｉ，１６２ｊ間の圧力を検出する。つまり、圧力センサＰ６〜Ｐ８は、突出部１６２ａ〜１６２ｊ間において、３周回ごとに圧力を検出する。このように所定のピッチで圧力センサを配置すれば、ガスが圧縮される方向における圧力の検出箇所が均一に分布されるので、異常予測の精度を効率的に向上できる。なお、突出部１６２ａ〜１６２ｊ間において圧力を検出するピッチは、任意に設定可能であり、例えば、異常予測の精度向上を重視するのであれば、１周回ごとであってもよい。
【００４３】
温度センサＴ１，Ｔ２の設置位置は、第１実施例と同じである。温度センサＴ３は、排気口４２の温度を検出する。温度センサＴ４は、突出部１６１ａ，１６１ｂの間の温度を検出する。温度センサＴ５は、第１圧縮段１６１と第２圧縮段１６２との間の温度を検出する。温度センサＴ６Ｔ８は、それぞれ、突出部１６２ｃ，１６２ｄ間、突出部１６２ｆ，１６２ｇ間、および、突出部１６２ｉ，１６２ｊ間の温度を検出する。
【００４４】
かかる真空ポンプシステム１１０によれば、固形化物の堆積の影響が表れる圧縮段１６１，１６２の直近で圧力を検出するので、第１実施例と同様に、異常予測を精度良く行える。さらに、圧縮段１６１，１６２の各々の中間位置においても圧力および温度を検出するので、異常予測の精度をいっそう向上できる。なお、上述した真空ポンプシステム１１０において、圧力および／または温度の検出は、第１圧縮段１６１と第２圧縮段１６２との間のみで行われてもよし、圧縮段１６１，１６２の少なくとも一方の中間位置のみで行われてもよい。
【００４５】
Ｃ．変形例：
Ｃ−１．変形例１：
真空ポンプシステムを構成するブースタポンプおよびメインポンプの形式は、上述の例に限らず、ルーツ式またはスクリュー式の任意の組み合わせとすることができる。
【００４６】
Ｃ−２．変形例２：
圧力および温度の検出位置は、真空ポンプシステムの使用条件や装置の特性に応じて、固形化物が付着しやすい任意の位置を選択すればよい。また、圧力および温度の検出位置は、ブースタポンプおよびメインポンプのいずれか一方のみであってもよい。
【００４７】
Ｃ−３．変形例３：
上述の第２実施例は、単一の圧縮段を有するスクリュー式真空ポンプにも適用可能である。例えば、突出部のピッチが吸気側から排気側に向けて連続的に小さくなるように構成された単一の圧縮段を有するスクリュー式真空ポンプにおいて、突出部の任意の周回ごとに、圧力および温度を検出してもよい。
【００４８】
Ｃ−４．変形例４：
真空ポンプシステム１０，１１０は、圧力および温度の測定値の一方のみに基づいて、異常予測を行ってもよい。こうすれば、装置構成を簡略化できる。
【００４９】
以上、いくつかの実施例に基づいて本発明の実施の形態について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、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、本発明にはその等価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】
【００５０】
１０，１１０…真空ポンプシステム
２０，１２０…ブースタポンプ
２１…主軸
２２…軸受
２４…モータ
３０…ロータ
３１，３２…圧縮段
４０…ケーシング
４１…吸気口
４２…排気口
４３，４４，４６…ガス通路
４５…中間吸気口
５０，１５０…メインポンプ
５１，１５１…主軸
５２，１５２…軸受
５４，１５４…モータ
６０，１６０…ロータ
６１，６２，６３，６４，６５，１６１，１６２…圧縮段
６１ａ，６１ｂ…ロータ
７０，１７０…ケーシング
７１…吸気口
７２，７２ａ，７２ｂ，７４，７６，７８…ガス通路
７３，７５，７７，７９…中間吸気口
８１…排気口
８２，１８２…排気配管
９０…制御部
９１…測定部
９２…データ記憶部
９３…データ解析部
９４…報知部
１６１ａ，１６１ｂ，１６２ａ〜１６２ｊ…突出部
Ｐ１〜Ｐ８…圧力センサ
Ｔ１〜Ｔ７…温度センサ
ＡＬ１，ＡＬ２…軸線
【図１】
2015010510.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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