(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のモータと、真空チャンバ（１）に連結されたガス吸気ポート（２）と、真空ポンプシステム（ＳＰ、ＳＰＰ）のガス排気口（８）の中に入る前に導管（５）の中に至るガス排気ポート（４）とを有する主回転翼型油回転真空ポンプ（３）と、
前記ガス排気ポート（４）と前記ガス排気口（８）との間で前記導管（５）内に配置された逆止め弁（６）と、
前記逆止め弁（６）に並列に連結された、第２のモータを有する補助回転翼型油回転真空ポンプ（７）と、を備える真空ポンプシステム（ＳＰ、ＳＰＰ）における圧送方法であって、
前記主回転翼型油回転真空ポンプ（３）が前記ガス排気ポート（４）を通して前記真空チャンバ（１）に含まれるガスを圧送するために起動され、
同時に前記補助回転翼型油回転真空ポンプ（７）が起動され、
前記主回転翼型油回転真空ポンプ（３）が前記真空チャンバ（１）に含まれるガスを圧送している間は常に、および／または前記主回転翼型油回転真空ポンプ（３）が前記真空チャンバ（１）内の所定の圧力を維持している間は常に、前記補助回転翼型油回転真空ポンプ（７）が作動し続けることを特徴とする圧送方法。
【請求項２】
請求項１記載の圧送方法において、
前記補助回転翼型油回転真空ポンプ（７）の排気口は、前記逆止め弁（６）の後で前記ガス排気口（８）に再連結することを特徴とする圧送方法。
【請求項３】
請求項１または２記載の圧送方法において、
前記補助回転翼型油回転真空ポンプ（７）は、そのモータによる最少のエネルギー消費量を有するように寸法設計されることを特徴とする圧送方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか記載の圧送方法において、
前記補助回転翼型油回転真空ポンプ（７）の公称流量は、前記逆止め弁（６）により区切られる前記主回転翼型油回転真空ポンプ（３）の前記導管（５）の容積の関数として選択されることを特徴とする圧送方法。
【請求項５】
請求項４記載の圧送方法において、
前記補助回転翼型油回転真空ポンプ（７）の流量は、前記主回転翼型油回転真空ポンプ（３）の公称流量の１／５００〜１／５であることを特徴とする圧送方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか記載の圧送方法において、
前記補助回転翼型油回転真空ポンプ（７）は、単段または多段であることを特徴とする圧送方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか記載の圧送方法において、
前記逆止め弁（６）は、前記主回転翼型油回転真空ポンプ（３）の吸い込み端部における圧力が絶対圧５００ｍｂａｒと最終真空度との間にあるときに閉じることを特徴とする圧送方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか記載の圧送方法において、
前記補助回転翼型油回転真空ポンプ（７）は、ガスを前記主回転翼型油回転真空ポンプ（３）のオイルセパレータの中に排出することを特徴とする圧送方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか記載の圧送方法において、
前記補助回転翼型油回転真空ポンプ（７）は、前記主回転翼型油回転真空ポンプ（３）のオイルセパレータに統合されることを特徴とする圧送方法。
【請求項１０】
第１のモータと、真空チャンバ（１）に連結されたガス吸気ポート（２）と、真空ポンプシステム（ＳＰ、ＳＰＰ）のガス排気口（８）の中に入る前に導管（５）の中に至るガス排気ポート（４）とを有する主回転翼型油回転真空ポンプ（３）と、
前記ガス排気ポート（４）と前記ガス排気口（８）との間で前記導管（５）内に配置された逆止め弁（６）と、
前記逆止め弁（６）に並列に連結された、第２のモータを有する補助回転翼型油回転真空ポンプ（７）と、を備える真空ポンプシステム（ＳＰ、ＳＰＰ）であって、
前記主回転翼型油回転真空ポンプ（３）が前記真空チャンバ（１）に含まれるガスを圧送している間は常に、および／または前記主回転翼型油回転真空ポンプ（３）が前記真空チャンバ（１）内の所定の圧力を維持している間は常に、前記補助回転翼型油回転真空ポンプ（７）が起動され得るように構成されることを特徴とする真空ポンプシステム。
【請求項１１】
請求項１０記載の真空ポンプシステムにおいて、
前記補助回転翼型油回転真空ポンプ（７）の排気口は、前記逆止め弁（６）の後で前記ガス排気口（８）に再連結することを特徴とする真空ポンプシステム。
【請求項１２】
請求項１０または１１記載の真空ポンプシステムにおいて、
前記補助回転翼型油回転真空ポンプ（７）は、そのモータによる最少のエネルギー消費量を有するように寸法設計されることを特徴とする真空ポンプシステム。
【請求項１３】
請求項１０〜１２のいずれか記載の真空ポンプシステムにおいて、
前記補助回転翼型油回転真空ポンプ（７）の公称流量は、前記逆止め弁（６）により区切られる前記主回転翼型油回転真空ポンプ（３）の前記導管（５）の容積の関数として選択されることを特徴とする真空ポンプシステム。
【請求項１４】
請求項１３記載の真空ポンプシステムにおいて、
前記補助回転翼型油回転真空ポンプ（７）の流量は、前記主回転翼型油回転真空ポンプ（３）の公称流量の１／５００〜１／５であることを特徴とする真空ポンプシステム。
【請求項１５】
請求項１０〜１４のいずれか記載の真空ポンプシステムにおいて、
前記補助回転翼型油回転真空ポンプ（７）は、単段または多段であることを特徴とする真空ポンプシステム。
【請求項１６】
請求項１０〜１５のいずれか記載の真空ポンプシステムにおいて、
前記逆止め弁（６）は、前記主回転翼型油回転真空ポンプ（３）の吸い込み端部における圧力が絶対圧５００ｍｂａｒと最終真空度との間にあるときに閉じることを特徴とする真空ポンプシステム。
【請求項１７】
請求項１０〜１６のいずれか記載の真空ポンプシステムにおいて、
前記補助回転翼型油回転真空ポンプ（７）は、ガスを前記主回転翼型油回転真空ポンプ（３）のオイルセパレータの中に排出することを特徴とする真空ポンプシステム。
【請求項１８】
請求項１０〜１７のいずれか記載の真空ポンプシステムにおいて、
前記補助回転翼型油回転真空ポンプ（７）は、前記主回転翼型油回転真空ポンプ（３）のオイルセパレータに統合されることを特徴とする真空ポンプシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主ポンプが回転翼型油回転真空ポンプである真空ポンプシステムにおいて電気エネルギーの消費量を減らすとともに流量および最終真空度に関して性能を高めることを可能にする圧送方法に関する。本発明は、さらに、本発明の方法を成し遂げるために使用され得る真空ポンプシステムにも関する。
【背景技術】
【０００２】
産業において真空ポンプの性能を高め、設備のコストおよびエネルギー消費量を減らす一般的傾向は、駆動装置の性能、エネルギー経済性、嵩高性などに顕著な進展をもたらしている。
【０００３】
現状技術は、最終真空度を改善しエネルギー消費量を減らすためには多段ルートタイプまたは多段クロータイプの真空ポンプに補助段を加えなければならないことを示している。スクリュータイプの真空ポンプに対しては、スクリューのさらなる回転および／または内部圧縮率の増加が必要である。回転翼型油回転真空ポンプに対しては、通常、内部圧縮率を高めるために１つ以上の補助段を直列に加えなければならない。
【０００４】
最終真空度を改善し流量を増やすことを目的とする真空ポンプシステムに関する現状技術は、主回転翼型油回転真空ポンプの上流にルートタイプのブースターポンプを配置することを示している。このタイプのシステムは、嵩張るものであり、信頼性の問題を引き起こすバイパス弁を用いて稼働するか、あるいは測定、制御、調整またはサーボ制御の手段を用いることにより稼働する。しかし、制御、調整またはサーボ制御のこれらの手段は能動的に制御されなければならず、それはシステムの構成要素の数、その複雑さおよびそのコストの増大を必然的にもたらす。
【発明の概要】
【０００５】
本発明は、チャンバを真空にしてそれを維持するために必要な電気エネルギーを減らすし、また排出ガスの温度を下げることを可能にする真空ポンプシステムにおける圧送方法を提案することを目的とする。
本発明は、真空チャンバの圧送中、低圧において単一の回転翼型油回転真空ポンプの補助により得ることのできる流量より大きな流量を得ることを可能にする真空ポンプシステムにおける圧送方法を提案することも目的とする。
本発明は、さらに、真空チャンバの圧送中に単一の回転翼型油回転真空ポンプの補助により得ることのできる真空度より良好な真空度を得ることを可能にする真空ポンプシステムにおける圧送方法を提案することを目的とする。
【０００６】
本発明のこれらの目的は真空ポンプシステムの枠内で成し遂げられる圧送方法の補助により達成され、その構成は、本質的に、真空チャンバに連結されたガス吸気ポートと、大気中または他の装置の中へ入る前に逆止め弁を備えている導管内に至るガス排気ポートとを備えている主回転翼型油回転真空ポンプから成る。補助回転翼型油回転真空ポンプの吸い込み端部はこの逆止め弁と並列に連結され、その排気口は、大気中に入るかまたは逆止め弁の後で主ポンプの導管に再連結する。
このような圧送方法は、特に独立の請求項１の主題である。さらに、本発明の様々な好ましい実施形態は従属の請求項の主題である。
【０００７】
従って、本発明による方法は、本質的に、真空チャンバに含まれるガスを主回転翼型油回転真空ポンプがガス吸気ポートを通して圧送している間は常に、また、主回転翼型油回転真空ポンプがその排気口を通して上昇するガスを排出することによってチャンバ内で所定の圧力（例えば、最終真空度）を維持している間も常に補助回転翼型油回転真空ポンプを連続的に稼働させることから成る。
【０００８】
第１の態様によれば、本発明は、主回転翼型油回転真空ポンプと補助回転翼型油回転真空ポンプとの結合が測定および特別の装置（例えば、圧力、温度、電流などのためのセンサ）、サーボ制御またはデータ管理および計算を必要としないという事実にある。従って、本発明の圧送方法を実行するのに適する真空ポンプシステムは、最少数の構成要素を備えるだけで、きわめて簡潔で、既存のシステムよりはるかに安価である。
【０００９】
本発明の方法の第２の態様では、特別の要求条件を満たすため、補助回転翼型油回転真空ポンプの始動は「全か無か」方式で制御される。制御は、一定の所定の規則に依存し、１つ以上のパラメータを検査して一定の規則に従って補助回転翼型油回転真空ポンプを始動させるかまたはそれを停止させることにある。適切なセンサにより提供されるパラメータは、例えば、主回転翼型油回転真空ポンプのモータ電流、逆止め弁により区切られる主回転翼型油回転真空ポンプの出口導管のスペース内のガスの温度もしくは圧力、またはこれらのパラメータの組み合わせである。
【００１０】
補助回転翼型油回転真空ポンプの寸法設計は、そのモータの最少消費エネルギー量により決定される。それは、普通、単段である。その公称流量は、主回転翼型油回転真空ポンプの流量の関数として、かつ逆止め弁により区切られる主回転翼型油回転真空ポンプの出口導管のスペースのサイズを考慮に入れて、選択される。この流量は、主回転翼型油回転真空ポンプの公称流量の１／５００〜１／５であり得るが、これらの値より小さくても大きくてもよい。
【００１１】
主回転翼型油回転真空ポンプの排気口にある導管の中に置かれる逆止め弁は、市販の標準的な部品でよい。それは、主回転翼型油回転真空ポンプの公称流量に応じて寸法設計される。逆止め弁は、主回転翼型油回転真空ポンプの吸い込み端部における圧力が絶対圧５００ｍｂａｒと最終真空度（例えば、４００ｍｂａｒ）との間にあるときに閉じる。
【００１２】
他の１つの態様では、主回転翼型油回転真空ポンプは多段である。
他の１つの態様では、補助回転翼型油回転真空ポンプは多段である。
補助回転翼型油回転真空ポンプは好ましくは小型のものである。
他の１つの態様では、補助回転翼型油回転真空ポンプは、主回転翼型油回転真空ポンプのオイルセパレータ内へガスを排出する。
さらに他の１つの態様では、補助回転翼型油回転真空ポンプは、主回転翼型油回転真空ポンプのオイルセパレータに統合される。
【００１３】
チャンバの真空排気サイクルが始まると、そこにおける圧力は、例えば、大気圧に等しくなるまで、高められる。主回転翼型油回転真空ポンプにおける圧縮が与えられると、その排気口から排出されるガスの圧力は、大気圧より高くなり（主ポンプの排気口のガスが大気中に直接排出されるならば）、または下流側に連結されている他の１つの装置の入口における圧力より高くなる。これは逆止め弁の開放を生じさせる。
【００１４】
この逆止め弁が開いているとき、主回転翼型油回転真空ポンプの動作のパラメータに対する補助回転翼型油回転真空ポンプの作用は非常にわずかに感じられる。対照的に、逆止め弁が一定の圧力で閉じているとき（チャンバ内の圧力はその間に低下しているので）、補助回転翼型油回転真空ポンプの動作は、チャンバと弁の後の導管との間の圧力差の漸進的減少をもたらす。主回転翼型油回転真空ポンプの排気口における圧力は小型の補助回転翼型油回転真空ポンプの吸気口における圧力になり、その排気口における圧力は常に逆止め弁の後の導管内の圧力である。補助回転翼型油回転真空ポンプが圧送すればするほど、逆止め弁により区切られた、閉じたスペース内の、主回転翼型油回転真空ポンプの排気口における圧力はより大きく低下し、従ってチャンバと主回転翼型油回転真空ポンプの排気口との間の圧力差は小さくなる。
【００１５】
この差は主回転翼型油回転真空ポンプにおいて内部漏れをより少なくし、チャンバにおける減圧をより大きくし、このことは最終真空度を改善する。さらに、主回転翼型油回転真空ポンプは、圧縮のためにより少量のエネルギーを消費し、生じる圧縮熱はより少なくなる。
【００１６】
補助回転翼型油回転真空ポンプを制御する場合、真空ポンプシステムの始動には初期位置があって、そのときセンサは所定の状態にあるかまたは初期値を与える。主回転翼型油回転真空ポンプが真空チャンバのガスを圧送すると、そのモータの電流、出口導管のスペースの中のガスの温度および圧力などのパラメータは変化し始めて、センサにより検出されるしきい値に到達する。これにより、小型の補助回転翼型油回転真空ポンプのスイッチをオンにする。これらのパラメータが或る時間差を伴って初期範囲（設定値外）に戻ると、補助回転翼型油回転真空ポンプは停止される。
【００１７】
一方、機器コンセプトの研究が主回転翼型油回転真空ポンプのガス排気ポートと逆止め弁との間のスペースを、そこでの圧力をより急速に低下させ得るようにするという目的で、小さくしようとしていることも明らかである。
【００１８】
本発明の特徴および利点は、添付の図面と関連して例証として非限定的に与えられる実施例を伴う以下の記述の文脈の中でより詳しく明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施形態による圧送方法の実施に適した真空ポンプシステムを線図の仕方で表す。
【図２】本発明の第２の実施形態による圧送方法の実施に適した真空ポンプシステムを線図の仕方で表す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１は、本発明の第１の実施形態による圧送方法の実施に適した真空ポンプシステム（ＳＰ）を表す。
この真空ポンプシステム（ＳＰ）は、主回転翼型油回転真空ポンプ３のガス吸気ポート２に連結されているチャンバ１を含む。主回転翼型油回転真空ポンプ３のガス排気ポートは、導管５に連結されている。逆止め排出弁６は導管５内に置かれ、この逆止め弁の後でガス排気口８の中へ続く。逆止め弁６は、閉じているとき、主回転翼型油回転真空ポンプ３のガス排気ポートとそれ自身との間に含まれるガス排気ポート４の形成を可能にする。
真空ポンプシステム（ＳＰ）は、逆止め弁６と並列に連結されている補助回転翼型油回転真空ポンプ７も備える。補助回転翼型油回転真空ポンプ７の吸い込みポート９は導管５のガス排気ポート４に連結され、その排出ポート１０はガス排気口８に連結されている。
【００２１】
主回転翼型油回転真空ポンプ３の始動から、補助回転翼型油回転真空ポンプ７も始動される。主回転翼型油回転真空ポンプ３は、チャンバ１内のガスをその入口において連結されているガス吸気ポート２を通して吸い込んで圧縮し、後にそれを導管５内のポンプの排気口から逆止め弁６を通して排出する。逆止め弁６の閉鎖圧力に達すると、弁は閉じる。この瞬間から、補助回転翼型油回転真空ポンプ７の圧送はガス排気ポート４内の圧力を次第にその限界圧力まで低下させる。並行して、主回転翼型油回転真空ポンプ３により消費される電力は次第に減少する。このことは、短い期間（例えば、一定サイクルの間に５〜１０秒間）で起こる。
【００２２】
補助回転翼型油回転真空ポンプ７の流量と逆止め弁６の閉鎖圧力とを主回転翼型油回転真空ポンプ３の流量とチャンバ１のスペースとの関数として適切に調整すれば、真空排気サイクルの所要時間に関しての逆止め弁６の閉鎖の前の時間を短縮し、従って逆止め弁６の閉鎖の前の時間中の補助回転翼型油回転真空ポンプ７のモータの電気エネルギーを減らすことがさらに可能となる。一方、簡潔性の利点は、優れた信頼性をシステムに与えるとともに、プログラム可能な自動制御および／または速度コントローラ、制御弁、センサなどを備えた類似のポンプと比べてより低価格になる。
【００２３】
図２は、本発明の第２の実施形態による圧送方法の実施に適した真空ポンプシステム（ＳＰＰ）を表す。
図１に示されているシステムに関して、図２に表されているシステムは「制御された」真空ポンプシステム（ＳＰＰ）を示し、このシステムは、主回転翼型油回転真空ポンプ３のモータ電流（センサ１１）、もしくは逆止め弁６により区切られる、主回転翼型油回転真空ポンプの出口導管のスペース内のガスの圧力（センサ１３）、もしくは逆止め弁６により区切られる、主回転翼型油回転真空ポンプの出口導管のスペース内のガスの温度（センサ１２）、もしくはこれらのパラメータの組み合わせを制御する適切なセンサ１１、１２、１３をさらに含む。
【００２４】
実際に、主回転翼型油回転真空ポンプ３が真空チャンバ１のガスを圧送し始めると、そのモータの電流、ガス排気ポート４のスペース内のガスの温度および圧力などのパラメータは変化し始めて、センサにより検出されるしきい値に達する。モータの電流について、しきい値は、補助真空ポンプの起動なしでの真空排気サイクル中に測定される最大値のある割合でよい（例えば、７５％）。ガス排気ポート４のスペース内の良く画定された場所で測定されるガスの温度について、しきい値は、補助真空ポンプの起動なしでの真空排気サイクル中に測定される最大値のある割合（例えば、８０％）でよい。ガスの圧力について、しきい値（例えば、１００ｍｂａｒ）は、２つのポンプ（主ポンプおよび補助ポンプ）の流量に関連する関数として定められる。各パラメータに特有の適切な時間差の後に、補助回転翼型油回転真空ポンプ７が起動される。これらのパラメータが、各パラメータに特有の適切な時間差を伴って初期範囲（設定値外）に戻ると、補助回転翼型油回転真空ポンプ７は停止される。
【００２５】
確かに、本発明は、その実施に関して多くの変形物がある。種々の実施形態が記述されているが、全ての可能な実施形態を網羅的に特定することは考えられないことは十分理解されるはずである。もちろん、本発明の範囲から逸脱することなく、既述された手段を同等の手段に置き換えることが考えられ得る。これらの全ての改変は、真空技術の分野の当業者の共通の知識の一部を形成する。
【図１】
0006608394.tif 000002
【図２】
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