(57)【要約】【課題】反応性のガスを真空排気した場合に安定して稼動する真空ポンプを提供する【解決手段】略円筒形状のケーシング１０１と、前記ケーシング内に略同心円状に配置された略円柱上のロータ１０２とを有する軸流真空ポンプにおいて、副生成物を捕集するトラップ室１１８をポンプ内部に構成したことにより、反応性ガスを排気する場合の副生成物を前記トラップ室において捕集してポンプを安定稼動させる。【選択図】          図１
2005030309.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングと、
前記ケーシング内に略同心円状に配置されたロータを有して排気される排出気体を圧縮する圧縮部と、
前記圧縮部より排出される排出気体を排出する排出部と、
前記排出部に設けられた副生成物を捕集するトラップ室と、
前記トラップ室に着脱可能に設けられたメンテナンス蓋とを有することを特徴とする軸流真空ポンプ。
【請求項２】
前記メンテナンス蓋を前記トラップ室から脱着することにより、前記排出部が露出する構成としたことを特徴とする請求項１記載の軸流真空ポンプ。
【請求項３】
前記ロータの外周面には、ねじ要素によって形成されたねじ溝部分を有することを特徴とする請求項１または２記載の軸流真空ポンプ。
【請求項４】
前記トラップ室に、副生成物を捕集するトラップ板を設けたことを特徴とする請求項１乃至３のうち、いずれか一項記載の軸流真空ポンプ。
【請求項５】
前記トラップ板は前記メンテナンス蓋に着脱可能であることを特徴とする請求項４記載の軸流真空ポンプ。
【請求項６】
前記トラップ板は前記トラップ室を形成するハウジングの一部に着脱が可能であることを特長とする請求項４記載の軸流真空ポンプ。
【請求項７】
前記圧縮部から前記排出部に連通し、前記排出気体を前記圧縮部から前記排出部へ排出する少なくとも一つ以上の吐出口を有することを特徴とする請求項１乃至６のうち、いずれか一項記載の軸流真空ポンプ。
【請求項８】
前記トラップ板は、前記排出気体の流路を屈曲させることを特長とする請求項４記載の軸流真空ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定の空間を真空排気する真空ポンプに係り、更に真空ポンプ内部に副生成物を捕集するトラップ設備を有する真空ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、所定の空間内を真空排気するための真空ポンプは数多く用いられている。その中でも軸流式真空ポンプは排気能力が高く、高真空状態を作り出すことが可能であるため、広く用いられてきた。（例えば特許文献１参照）。しかしながら、排気する気体が反応性のガスの場合、もしくは反応性のガスが混合する場合は、真空ポンプ中で反応が生じてしまい、ポンプ内部に副生成物が蓄積する場合があった。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−２７７９０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記したように副生成物がポンプ内部に蓄積すると、蓄積した副生成物によってポンプ内部の排気経路が塞がれてしまうことにより排気能力が低下してしまい、最終的には停止してしまう。軸流式ポンプの場合、回転部のロータに過負荷がかかり、故障の原因となる可能性も考えられる。
【０００５】
また、真空ポンプの内部に副生成物が蓄積して真空ポンプが稼動不可能となった場合、真空ポンプを設置場所から取り外して所定の設備のある工場に輸送し、そこにおいて分解・清掃・調整などのメンテナンスを行う必要があり、そのための時間・コストがかかっていた。
【０００６】
また、このようなメンテナンスにかかる費用が発生するのを避けるため、反応性のガスを用いる場合には、真空ポンプと排気される空間との間に、一般的にトラップと呼ばれる反応性のガスを捕集する設備を付加して副生成物を捕集し、真空ポンプに反応性ガスが到達しないようにする必要があった。しかしながら、前記トラップ設備を設置するためにはコストがかかり、また設置スペースの確保が必要であるなどの制約を受ける問題が生じていた。
【０００７】
本発明においては前記したような問題を考慮し、反応性のガスを真空排気した場合に安定して稼動する真空ポンプを提供することを統括的課題としている。
【０００８】
具体的には、真空ポンプ内部に反応性ガスの副生成物のトラップ設備を儲けて、副生成物を捕集することにより、真空ポンプの安定稼動を目的とした。
【０００９】
更に、前記トラップ設備のメンテナンスが容易である構造とすることにより、真空ポンプのメンテナンス時間を短縮してポンプの稼働率を向上させることをもう一つの目的とした。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を、
請求項１に記載したように、
ケーシングと、
前記ケーシング内に略同心円状に配置されたロータを有して排気される排出気体を圧縮する圧縮部と、
前記圧縮部より排出される排出気体を排出する排出部と、
前記排出部に設けられた副生成物を捕集するトラップ室と、
前記トラップ室に着脱可能に設けられたメンテナンス蓋とを有することを特長とする軸流真空ポンプにより、または、
請求項２に記載したように、
前記メンテナンス蓋を前記トラップ室から脱着することにより、前記排出部が露出する構成としたことを特徴とする請求項１記載の軸流真空ポンプにより、または、
請求項３に記載したように、
前記ロータの外周面には、ねじ要素によって形成されたねじ溝部分を有することを特徴とする請求項１または２記載の軸流真空ポンプにより、または、
請求項４に記載したように、
前記トラップ室に、副生成物を捕集するトラップ板を設けたことを特徴とする請求項１乃至３のうち、いずれか一項記載の軸流真空ポンプにより、または、
請求項５に記載したように、
前記トラップ板は前記メンテナンス蓋に着脱可能であることを特徴とする請求項４記載の軸流真空ポンプにより、または、
請求項６に記載したように、
前記トラップ板は前記トラップ室を形成するハウジングの一部に着脱が可能であることを特長とする請求項４記載の軸流真空ポンプにより、または、
請求項７に記載したように、
前記圧縮部から前記排出部に連通し、前記排出気体を前記圧縮部から前記排出部へ排出する少なくとも一つ以上の吐出口を有することを特徴とする請求項１乃至６のうち、いずれか一項記載の軸流真空ポンプにより、または、
請求項８に記載したように、
前記トラップ板は、前記排出気体の流路を屈曲させることを特長とする請求項４記載の軸流真空ポンプにより、解決する。
［作用］
本発明によれば、反応性ガスおよびその混合ガスを排気する軸流式真空ポンプにおいて、ポンプ内部に反応性ガスによる副生成物を捕集するトラップを設けたことにより、前記副生成物が真空ポンプの排気を妨げることを防止し、ポンプの安定稼動を実現した。さらに、前記トラップのメンテナンスを容易にすることにより、ポンプのメンテナンス時間を大幅に短縮することが可能となった。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明を説明する。
［第１実施例］
図１に、本発明の軸流式真空ポンプ１００の概略図を示す。
【００１２】
図１を参照するに、前記真空ポンプ１００は略円筒形のケーシング１０１を有しており、前記ケーシング１０１の先端側には吸気口９９が設けられている。
【００１３】
前記ケーシング１０１の内部には同軸状態に略円柱状のロータ１０２が取り付けられており、この前記ロータ１０２の外周面には複数のねじ要素１０３が形成されている。各ねじ要素１０３のねじ山と前記ケーシング１０１内周面との間には、動作時において例えば０．２〜０．５ｍｍ程度の隙間が形成されるようになっている。
【００１４】
前記ロータ１０２は底部が塞がれた中空構造となっており、底部には同軸状態でロータ回転軸１０４が取り付けられ、このロータ回転軸１０４の先端部分に、ロータ押さえ板１０５およびロータ締め付けボルト１０６によって前記ロータ１０２が固定されている。ロータ回転軸１０４はモータ１０７のロータと一体化されており、前記モータ１０７によって回転される。またロータ回転軸１０４は上部および下部ラジアル磁気軸受け１０８、１０９によって回転可能に保持されていると共に、その下端部分は、スラスト軸受け１１０によって回転可能に保持されている。
【００１５】
これらのモータ１０７および各軸受け１０８〜１１０はモータハウジング１１１に取り付けられており、前記モータハウジング１１１は後述するトラップ室ハウジング１１２に固定されている。
【００１６】
なお、符号１１３，１１４，１１５はそれぞれ、上部ラジアル変位センサ、下部ラジアル変位センサ、スラスト変位センサである。
【００１７】
前記吸気口９９の反対側には、前記ケーシング１０１の内部に連通する複数の吐出口１１６を有し、メンテナンス蓋１１７と共にトラップ室１１８を形成する前記トラップ室ハウジング１１２がある。前記メンテナンス蓋１１７は、前記トラップ室ハウジング１１２より装脱着可能な構造としている。前記トラップ室１１８においては、後述するように、反応性ガスを排気する際の副生成物を、効率よく捕集することができる構造となっている。前記メンテナンス蓋１１７の前記真空ポンプ１００に面した側には、前記メンテナンス蓋１１７より装脱着可能なトラップ板１１９が設置されている。前記トラップ板１１９は略リング状であり、前記メンテナンス蓋１１７側において複数の切り欠き部分を有し、さらに前記メンテナンス蓋１１７に接する部分は外側に向けて折り曲げられており、折り曲げ部分が前記メンテナンス蓋１１７に係合して前記メンテナンス蓋１１７に固定される構造となっている。この構造に関しては後述する。
【００１８】
実際に前記真空ポンプ１００を用いて真空排気を行う際は、以下のように行われる。
【００１９】
まず、前記吸気口９９より排気されるべき、例えば反応性ガスまたは反応性ガスを含む排出気体が前記真空ポンプ１００に取り込まれる。取り込まれた排出気体は、前記ねじ要素部分１０３によって圧縮されて前記吐出口１１６に向かって圧力を上げながら、前記吐出口１１６よりトラップ室へ排出される。このように、前記ロータ１０２の吸気口側の端部１０２ａから吐出口側の端部１０２ｂまでは排出気体が圧縮され、前記端部１０２ａから前記端部１０２ｂの方向に向かって圧力が上昇する部分であり、本図中圧縮部１２０で示す。前記端部１２０ｂからトラップ室ハウジング１１２およびメンテナンス蓋１１７によって形成される前記トラップ室１１８は、排出気体が前記圧縮部から排出される部分であり、本図中排出部１２１で示す。例えば、流量１０００ｓｃｃｍの窒素ガスを排出する場合、前記圧縮部の入り口である前記吸気口９９における圧力が６．６５Ｐａ（０．０５Ｔｏｒｒ）であったものが、前記吐出口１１６付近では約６６．５Ｐａ（０．５Ｔｏｒｒ）まで圧力が上昇する。
【００２０】
また前記排出部１２１は、例えば接続部品１２２によって前記真空ポンプ１００に接続される設備、例えば他の排気設備に接続される。
【００２１】
前記したように、前記排出気体は前記圧縮部１２０によって圧縮されて前記トラップ室を含む前記排出部１２１で略最大になる。そのため、前記トラップ室１１８では前記排出気体中の反応性ガスによる副生成物の生成が著しく、副生成物が蓄積される。また、前記トラップ室１１８に前記トラップ板１１９を設け、さらに前記トラップ板１１９に前記したように切り欠き形状を設けることにより、前記反応性ガスとの接触面積が増大して、前記トラップ板１１９に副生成物が蓄積され易くなる。また、前記トラップ室１１８は、捕集した副生成物を十分蓄積できるよう容量を確保した。
【００２２】
このように、前記真空ポンプ１００において排出気体が圧縮されて最も副生成物が付着する排出部にトラップ室を設け、更にトラップ板を配したことにより、高い副生成物の捕集効率を持った副生成物トラップ機構を有する真空ポンプを提供することが可能となった。このため、副生成物を捕集するために別途外付けトラップ設備を前記真空ポンプ１００の外に取り付ける必要がなくなるため、前記外付けトラップ設備の設置スペース・設置コストが削減できる。
【００２３】
次に前記真空ポンプ１００のメンテナンス方法について、図２を用いて説明する。ただし図中、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【００２４】
図２は、前記真空ポンプ１００の斜視図であり、前記メンテナンス蓋１１７および前記トラップ板１１９を取り外した状態を示している。また、内部がわかり易いように前記トラップ室１１２の一部１１２ａ部は断面図としている。
【００２５】
図２を参照するに、前記メンテナンス蓋１１７は、例えば固定ネジ１２３によって前記トラップ室ハウジング１１２に固定され、メンテナンス時は前記ネジ１２３をはずして、前記メンテナンス蓋１１７を取り外す構造となっている。前記メンテナンス蓋を取り外すことによって、前記真空ポンプの排気機構の一部である前記排出部１２１が露出され、蓄積した副生成物を取り除くことが可能となる。
【００２６】
従来は、真空ポンプ内部に副生成物が堆積すると、所定の設備を有した工場に輸送して、分解・清掃・調整する必要があったため、本実施例の場合は大幅にメンテナンス時間・コストを削減することが可能となった。
【００２７】
また、前記トラップ板１１９は、略リング状であり、前記したように切り欠き部１１９ａを有し、折り曲げ部１１９ｂを前記メンテナンス蓋１１７に係合して、例えば固定ネジ（図示せず）で前記メンテナンス蓋１１７に固定される。またトラップ板の形状はこれに限定されるものではなく、例えば前記トラップ室ハウジング１１２に固定される形としてもよい。
【００２８】
前記したように、前記トラップ板１１９がメンテナンス蓋１１７から装脱着できることにより、副生成物が堆積した前記トラップ板１１９のメンテナンスが更に容易になった。また、前記トラップ板１１９毎交換することが可能であり、その場合は更にメンテナンス時間を短縮することが可能となる。
【００２９】
また、切り欠き形状もこれに限定されるものではなく、前記トラップ板１１９の表面積を増加させるために、例えば、切り欠き形状の数を増やす、もしくは前記トラップ板１１９に多数の孔を形成するなどの変更を行うことが可能である。
【００３０】
この場合、更に排出気体と前記トラップ板１１９の接触面積が増加して、副生成物の捕集効率を増加させることができる。
［第２実施例］
図３に、第２実施例である真空ポンプ２００の例を示す。ただし図中、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【００３１】
図３を参照するに、前記真空ポンプ１００におけるトラップ板１１９が、トラップ板２０１に置き換えられている。前記トラップ板２０１は、前記トラップ板１１９の向きを変更したもので、前記折り曲げ部１１９ａが前記圧縮部１２０の側に向いており、前記トラップ室ハウジング１１２の前記圧縮部１２０側の面に係合して、例えば取り付けネジ（図示せず）で取り付けられる。この場合も前記真空ポンプ１００の場合と同様に、排出気体と前記トラップ板２０１の接触面積が増加し、また図中に矢印で示すように排出気体の流路が前記トラップ板２０１によって屈曲するため、副生成物の捕集効率を増加させることができる。
【００３２】
また、前記真空ポンプ１００の場合と同様に前記トラップ板２０１が前記トラップ室ハウジング１１２から装脱着できることにより、副生成物が堆積した前記トラップ板２０１のメンテナンスが容易であり、更に前記トラップ板２０１毎交換することが可能であり、その場合は更にメンテナンス時間を短縮することが可能となる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明においては、真空ポンプにおいて、真空ポンプ内部に副生成物を捕集するトラップ設備を内臓する構造とすることで反応性のガスを真空排気した場合に安定して稼動する真空ポンプを提供することが可能となった。
【００３４】
さらに、前記トラップ設備のメンテナンスが容易である構造とすることにより、真空ポンプのメンテナンス時間を短縮してポンプの稼働率を向上させることが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例による軸流式真空ポンプの構成を示す図である。
【図２】図１の軸流式真空ポンプのメンテナンス方法を示す図である。
【図３】本発明の第２実施例による軸流式真空ポンプの構成を示す図である。
【符号の説明】
１００，２００  真空ポンプ
９９  吸気口
１０１  ケーシング
１０２  ロータ
１０３  ネジ要素
１０４  ロータ回転軸
１０５  ロータ押さえ板
１０６  ロータ締め付けボルト
１０７  モータ
１０８，１０９  ラジアル磁気軸受け
１１０  スラスト軸受け
１１１  モータハウジング
１１２  トラップ室ハウジング
１１３，１１４  ラジアル変位センサ
１１５  アキシャル変位センサ
１１６  吐出口
１１７  メンテナンス蓋
１１８  トラップ室
１１９，２０１  トラップ板
１２０  圧縮部
１２１  排出部
１２２  接続部品
１２３  固定ネジ
【図１】
2005030309.tif 000003
【図２】
2005030309.tif 000004
【図３】
2005030309.tif 000005