(57)【要約】乾式ポンプ装置は、ポンプ機構と、ポンプ機構の作動を制御するコントローラと、ポンプ機構の作動温度を検出するためのセンサーと、を有し、コントローラは、ａ）ポンプ機構の作動を停止させる工程と、ｂ）温度センサーによってポンプ機構の温度をモニターする工程と、ｃ）予め定めた温度に達するまで又は予め定めた時限が経過するまで、存在する汚染粒状物の部分を除去するように、少なくとも１つの予め選択された温度差で、一定時間ポンプ機構の作動を開始する工程と、を含む自動停止シーケンスを実行するように構成されている。これらの工程を実行することによって、停止中に収縮する装置の構成部品間における粉体の締め固めの発生、結果として起こる再始動故障及び停止を著しく低減させることができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
乾式ポンプ装置であって、
ポンプ機構と、
ポンプ機構の作動を制御するコントローラと、
ポンプ機構の作動温度を検出するためのセンサーと、
を有し、コントローラは、
ａ）ポンプ機構の作動を停止させる工程と、
ｂ）温度センサーによってポンプ機構の温度をモニターする工程と、
ｃ）予め定めた温度に達するまで又は予め定めた時限が経過するまで、存在する汚染粒状物の部分を除去するように、少なくとも１つの予め選択された温度差で、一定時間ポンプ機構の作動を開始する工程と、を含む自動停止シーケンスを実行するように構成されていることを特徴とする乾式ポンプ装置。
【請求項２】
コントローラはマイクロプロセッサーからなる、請求項１記載の乾式ポンプ装置。
【請求項３】
マイクロプロセッサーはコンピュータに組み込まれている、請求項２記載の乾式ポンプ装置。
【請求項４】
コンピュータは、前記方法の工程ａ）〜ｃ）を行わせるコンピュータソフトウェアをインストールしている、請求項３記載の乾式ポンプ。
【請求項５】
ポンプ機構は、クロータイプのローター装置を含む、請求項１乃至４の何れか１項に記載の乾式ポンプ。
【請求項６】
乾式ポンプにおける再始動故障の発生を減らすための方法であって、
ａ）ポンプ機構の作動の停止を検出する工程と、
ｂ）作動の停止後ポンプ機構の温度をモニターする工程と、
ｃ）予め定めた温度に達するまで又は予め定の時限が経過するまで存在する汚染粒状物の部分を除去するように、少なくとも１つの予め選択された温度差で一定時間ポンプ機構の作動を開始する工程と、を有することを特徴とする方法。
【請求項７】
工程ｃ）は、ポンプ機構のモニター温度の規則正しい降下に相当する予め選択された温度差で行われる、請求項６記載の方法。
【請求項８】
規則正しい降下差は１０℃である、請求項７記載の方法。
【請求項９】
一定の時間は１５秒と４５秒の間である、請求項６乃至８の何れか１項に記載の方法。
【請求項１０】
一定時間はそれぞれ予め選択された温度差と同じである、請求項６乃至９の何れか１項に記載の方法。
【請求項１１】
一定時間は３０秒である、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
一定時間はそれぞれの予め選択された温度差によって異なる、請求項６乃至９の何れか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記方法は予め定めた時限で行われる、請求項６乃至１２の何れか１項に記載の方法。
【請求項１４】
予め定めた時限は、作動の停止から２時間である、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
ポンプ機構の作動の各一定時間の終わりに、別の入口除去機能がコントローラによって行われる、請求項６乃至１４の何れか１項に記載の方法。
【請求項１６】
前記方法は、第１の所定温度又は予め定めた時限に達したとき停止される、請求項６乃至１５の何れか１項に記載の方法。
【請求項１７】
コンピュータにインストールされるとき、コンピュータに請求項６乃至１６の何れか１項に記載の方法を行わせるコンピュータプログラム。
【請求項１８】
請求項１７に記載のコンピュータプログラムを有する、コンピュータ読み込み可能なキャリヤ媒体。
【請求項１９】
媒体は、フロッピー（登録商標）ディスク、ＣＤ、ミニディスク又はデジタルテープから選択される、コンピュータ読み込み可能なキャリヤ媒体。
【請求項２０】
実質的に図１から図４を参照して説明される乾式ポンプ装置。
【請求項２１】
実質的に図１から図４を参照して説明される乾式ポンプの再始動故障の発生を減らすための方法。
【請求項２２】
実質的に図１から図４を参照して説明されるコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は乾式ポンプに関し、特に、乾式ポンプからの粒状ほこりのクリーニングに関する。
【背景技術】
【０００２】
乾式ポンプは、典型的には、非接触、自己弁開閉機構を有し、ポンプ機構に油又は潤滑油がない。これらのポンプの構成部品は、部品間に一定のランニングクリアランスを与え、ポンプ機構の効率を低下させるかもしれない摩擦や他の反力を減ずるために、厳密な公差で製造される。ポンプは、多くの製造用途に用いられ、その主要なものの一つは半導体製造である。ポンプは、良質な半導体製品の製造に必要とされる非常にクリーンで、真空に近い環境を作るのに用いられる。当業者は、疑いなく、乾式ポンプ技術の他の共通の用途に精通しているだろう。
【０００３】
半導体産業を含む多くの産業は、本発明が関係する乾式ポンプのようなポンプによって製造環境から引き出される粒状又は粉状のほこりや副生成物を生ずる。半導体産業では、製造ラインが１日２４時間運転することは普通であり、かくして、この用途に用いられる乾式ポンプは、製造ラインの変更やポンプの保守や修理の必要がある場合以外連続使用である。ポンプは、ポンプ機構からの汚染物を排出するための、停止時に入口除去機能を有するが、これらの除去機能は、めったに１００％効率的に作動せず、あるレベルの粒状汚染物が必ずポンプ内に残存する。
【０００４】
半導体製造ラインで乾式ポンプの運転温度は、典型的には、約１２０℃であり、ポンプがスイッチオフされるとき、それらは通常の室温（約１９℃）まで冷えて、部品（ポンプ機構のローターやステーター）は収縮し、それらの構成部品間のランニングクリアランスを減じ、機構内に存在する粒状汚染物が、収縮した構成部品間に締め固められる。構成部品間に締め固められたこれらの粒状物の存在によって引き起こされる摩擦に打ち勝つのに必要とされるトルクがポンプの作動トルクよりも大きい場合には、起動故障が起こる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、乾式ポンプのランニングクリアランスを維持し、締め固められた粒状汚染物による再始動の故障の発生を最小にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の面によれば、本発明は、乾式ポンプ装置であって、ポンプ機構と、ポンプ機構の作動を制御するコントローラと、ポンプ機構の作動温度を検出するためのセンサーと、
を有し、コントローラは、ａ）ポンプ機構の作動を停止させる工程と、ｂ）温度センサーによってポンプ機構の温度をモニターする工程と、ｃ）予め定めた温度に達するまで又は予め定めた時限が経過するまで、存在する汚染粒状物の部分を除去するように、少なくとも１つの予め選択された温度差で、一定時間ポンプ機構の作動を開始する工程と、を含む自動停止シーケンスを実行するように構成されていることを特徴とする乾式ポンプ装置を提供する。
【０００７】
乾式ポンプ装置のコントローラによって行われるこのパルス除去方法は、少量の汚染物をそれが冷えるにつれてポンプから排出することを可能にし、装置が周囲温度まで冷却されると、ポンプ機構内の粒状汚染物がそうでない場合よりも著しく少なくなる。かくして、粒状物は固まらず、始動時に打ち勝つべき摩擦力は著しく小さくなる。その結果、再始動時の故障の発生が著しく低減される。
【０００８】
このパルス停止方法が先行技術の乾式ポンプの機能の技術的な改良を提供するものであることが理解されよう。したがって、第２の面では、本発明は、乾式ポンプにおける再始動故障の発生を減らすための方法であって、ａ）ポンプ機構の作動の停止を検出する工程と、ｂ）作動の停止後ポンプ機構の温度をモニターする工程と、ｃ）予め定めた温度に達するまで又は予め定の時限が経過するまで存在する汚染粒状物の部分を除去するように、少なくとも１つの予め選択された温度差で一定時間ポンプ機構の作動を開始する工程と、を有することを特徴とする方法を提供する。
【０００９】
乾式ポンプ装置のコントローラは、コンピュータに組み込まれるマイクロプロセッサーからなり、このマイクロプロセッサは、コンピュータにインストールされているとき、コンピュータに上述した方法の工程ａ）〜ｃ）を行わせるコンピュータソフトウェアによって選択的にプログラムされる。
【００１０】
第３の面では、本発明は、コンピュータに設定されているとき、ａ）ポンプ機構の作動の停止を検出する工程、ｂ）作動の停止後ポンプ機構の温度をモニターする工程、ｃ）予め定めた温度に達するまで又は予め定めた時限が経過するまで、存在する汚染粒状物の部分を除去するように、少なくとも１つの予め選択された温度差で一定時間ポンプ機構の作動を開始する工程、の方法工程を行わせるコンピュータ用プログラムを含む。
【００１１】
第４の面では、本発明は、コンピュータにインストールされるとき、ａ）ポンプ機構の作動の停止を検出する工程、ｂ）作動の停止後ポンプ機構の温度をモニターする工程、ｃ）予め定めた温度に達するまで又は予め定めた時限が経過するまで存在するまで、存在する汚染粒状物の部分を除去するように、少なくとも１つの予め選択された温度差で、一定時間ポンプ機構の作動を開始する工程の方法工程を行わせるコンピュータ用プログラムを有するコンピュータ読み込み可能なキャリヤ媒体を含む。
【００１２】
キャリヤ媒体は、フロッピー（登録商標）ディスク、ＣＤ、ミニディスク又はデジタルテープから選択されるのがよいが、これらのものに厳密に限定されない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
１つの好ましい選択では、パルス停止方法は、ポンプ装置の内部温度の規則正しい降下に相当する差で行われる。提案される温度降下差が１０度であるが、これは本質的ではない。差は等しく、間が２度でもよいし、３０度でもよいし、或いはその間の何度でもよい。冷却条件、パルス停止工程に使用できる時間の量及びその他の要因に基づいて適当な温度差を選択するのがよい。変形例として、より小さい規則正しい温度差を予め選択してもよい。例えば、多数の小さな差（例えば２度）を冷却期間の早期の部分に選択し、装置が予め定めた「冷却」温度に近づくにつれてだんだん大きくなる差を選択してもよい。
【００１４】
パルスの一定時間は再び可変であり、望ましくは、冷却条件や他の実用的な要因に基づいて選択される。１５秒と４５秒の間の一定時間が提案され、約３０秒が実用的であると考えられる。一定時間は、各予め選択された温度差について同じでもよいし、異なっていてもよい。例えば、その時間は、低い温度では比較的長く持続してもよい。
【００１５】
パルスの持続時間は、通常の室温のような予め定めた「冷却」温度に達すると、装置によって命令されるのがよい。変形例として、冷却時間に関係なく一定の時間その方法が行われてもよい。後者の場合では、約２時間の持続時間が提案されるが、本質的ではない。
【００１６】
ポンプ機能の作動の各一定時間の終わりに、別の入口除去機能がコントローラによって行われるのがよい。
【００１７】
ある実施形態では、コントローラは、第１の所定温度又は予め定めた時限に達したとき、パルス停止方法を終了するように構成されてもよい。
【００１８】
乾式ポンプ装置は、ある周知の形態でもよいが、１つの好ましい形態は、クロータイプローターを含む乾式ポンプである。この形態の乾式ポンプは、従来技術で知られている。簡単にいえば、それらは、各々一対のクロー形ローターを担持する一対のシャフトを含み、ローターは、互いに反対方向に回転して、シャフトの軸線に沿って流れるガスを各クロー対の間に閉じ込めて圧縮する。シャフトの各々の完全な回転中、まず、各クロー対の入口がさらされ、次いで、入口と出口の両方が隔絶され、最後には、出口がさらされ、閉じ込められたガスを放出させる。これらの構造では、コントローラはシャフトの回転を制御する。
【００１９】
多くの既存の乾式ポンプ装置は、ポンプを作動するためのソフトウェアを実行するコントローラを含むので、本発明は、既存のコントローラに本発明のコンピュータプログラムをアップロードすることによって便利に実行することができる。かくして、コントローラは、停止時、本発明のパルス停止方法を自動的に行うことができる。
【００２０】
例示のため、本発明のいくつかの実施形態を、以下の図面を参照して説明する。
図１は、各々、ステーターＳａ，Ｓｂ及びローターＲａ，Ｒｂを担持する一対のシャフト１ａ，１ｂを駆動する駆動ユニットＤを有する乾式ポンプ装置１のポンプ機構を概略的に示す。図１（ａ）、図１（ｂ）及び図１（ｃ）は、ポンプ機構のローターＲとステーターＳの間の関係を示す。図１（ａ）は、ポンプの通常の運転温度におけるローターＲとステーターＳの間の関係を示す。ステーターＳとローターＲの間のランニングクリアランスをｄ１で示す。図１（ｂ）に示すように、装置が冷めているランニングクリアランスｄ２は、ステーターＳとローターＲを担持するシャフトの収縮のために減ぜられる。図１（ｃ）に示すように、ステーターＳの表面に蓄積された粉末Ｐが、ステーターＳとローターＲの間の減じたクリアランス内で締め固められることになる。この締め固めにより、装置の再起動時にローターＲが回転しようとする場合にローターＲによって克服されるべき摩擦力を生ずる。この摩擦力に打ち勝つのに十分なトルクがローターＲに与えられていない場合には、起動故障が起こる。
【００２１】
図２は、運転温度（図２（ａ））から漸次冷却温度（図２（ｂ）〜図２（ｆ））まで冷えているステーターＳ及びローターＲを一連の順序（図２（ａ）〜図２（ｆ））で示す。図２（ａ）〜図２（ｅ）の各々において、ステーターＳの表面に付着した固化した粉末Ｐの層があることがわかる。ステーターＳとローターＲの間のクリアランスは装置の温度が下がるのにつれて、徐々に減少することにも気付くであろう。図２（ｂ）と図２（ｃ）の間、図２（ｃ）と図２（ｄ）の間、及び図２（ｅ）と図２（ｆ）の間では、ポンプは短時間作動され、粉末Ｐの部分が取り除かれる。かくして、最終的な冷却温度に到達したとき（図２（ｆ））、粉末の量は最小であり、再始動時ローターのトルクに対して大きな反力を引き起こす程ではない。かくして、再始動時の起動故障の発生を減少させる。
【００２２】
図３は、本発明のパルス停止方法の時間線を示す。明らかなように、上の線に示すパルスシーケンスと並んで、ポンプと関連したブースターは、ポンプの最初の停止後短時間作動し、ポンプ機構内の粉末汚染物の除去を促進し、ポンプ機構が不作動である間ステーターに付着する初期量を減らすように構成されている。図の上の線から明らかなように、停止後、ポンプは約３０秒間作動したままであり、次いで、一定期間（ΔＴ＝１０度）停止し、コントローラによってモニターされた機構の内部温度は、通常の作動温度以下１０度（摂氏）まで下がる。その期間が終わると、ポンプは３０秒間作動され、次いでモニター温度がさらに１０度下がるまで再び停止状態にされる。そのサイクルは、モニター温度が４０℃になるか、シーケンスのスタートから経過した時間が２時間になるかのいずれかになるまで繰り返される。
【００２３】
図４は、図３の方法をグラフの形態で示している。縦軸はポンプ機構のモニター温度に相当し、横軸は時間の経過に相当する。太くて、黒い曲線は、徐々に下がっているモニター温度を示している。細いパルス線は、冷却工程中のポンプ機構の作動期間及び停止期間を示している。
【００２４】
上述したことは、まさに本発明のいくつかの実施形態を述べており、それらの他の形態は、ここに添付された特許請求の範囲によって定められている本発明の真の範囲から逸脱することなく当業者にとって当然に思いつくことを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１（ａ）〜図１（ｃ）は、本発明によって扱われる粒子汚染の問題を示す。
【図２】図２（ａ）〜図２（ｆ）は、本発明が図１に示す方法にいかに影響を及ぼすかを示す。
【図３】本発明の方法をタイムラインフォーマットで示す。
【図４】本発明の方法をグラフの形態で示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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