(57)【要約】【解決手段】本発明は、ポンプ装置（５）の動作不良状態を判定するために、処理室（２）に接続されたポンプ装置（５）の動作状態を監視する方法に関する。このポンプ装置は、少なくとも１つの粗引き真空ポンプ（７）と、この粗引き真空ポンプ（７）を駆動するモータ（Ｍ１）と、このモータ（Ｍ１）の回転速度を制御するように構成され、一方で設定点周波数（Ｃ）に対応する第１の入力パラメータとモータ電流（ｉ）に対応する第２の入力パラメータを受け取り、他方で制御周波数（Ｆ）に対応する出力パラメータをモータ（Ｍ１）に提供する可変速度駆動装置（１２）とを備えている。この監視方法は、定常運転（Ｈ）において、前記第１の入力パラメータと前記出力パラメータの差が、３秒より長い所定の時間（Ｔ）の間、前記第１の入力パラメータの１０％以上である場合、ポンプ装置が故障した動作状態にあると判定する。本発明は、ポンプ装置及び設備にも関する。【選択図】図５
2020522643.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプ装置（５）の故障した動作状態を判定するために、処理室（２）に接続された前記ポンプ装置（５）の動作状態を監視する方法であって、前記ポンプ装置（５）は、少なくとも１つの粗引き真空ポンプ（７）を備えており、
前記ポンプ装置（５）は、
前記粗引き真空ポンプ（７）を駆動するモータ（Ｍ１）と、
前記モータ（Ｍ１）の回転速度を制御するように構成された可変速度駆動装置（１２）とを備え、前記可変速度駆動装置（１２）は、一方で設定点周波数（Ｃ）に対応する第１の入力パラメータとモータ電流（ｉ）に対応する第２の入力パラメータを受け取り、他方では制御周波数（Ｆ）に対応する出力パラメータを前記モータに供給するように構成されており、
前記方法は、
定常運転（Ｈ）において、前記第１の入力パラメータと前記出力パラメータの差が、３秒を超える所定の時間（Ｔ）の間、前記第１の入力パラメータの１０％以上である場合、前記ポンプ装置が故障した動作状態にあると判定することを特徴とするポンプ装置の動作状態の監視方法。
【請求項２】
請求項１に記載のポンプ装置の動作状態の監視方法であって、
前記定常運転（Ｈ）で、前記第１の入力パラメータと前記出力パラメータの差が、所定の時間Ｔの間、第１のパラメータの４％以上である場合に、前記故障した動作状態と判定する、ことを特徴とするポンプ装置の動作状態の監視方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のポンプ装置（５）の動作状態の監視方法であって、
前記所定の時間（Ｔ）は、１０秒以よりも長いことを特徴とするポンプ装置の動作状態の監視方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のポンプ装置（５）の動作状態の監視方法であって、
前記所定の時間（Ｔ）は、３０秒未満であることを特徴とするポンプ装置の動作状態の監視方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のポンプ装置（５）の動作状態の監視方法であって、
前記粗引き真空ポンプ（７）を起動する際に、前記可変速度駆動装置（１２）は、前記設定点周波数（Ｃ）に達するまで前記制御周波数（Ｆ）を徐々に上げるように命令されることを特徴とするポンプ装置の動作状態の監視方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のポンプ装置（５）の動作状態の監視方法であって、
前記定常運転（Ｈ）において、前記設定点周波数（Ｃ）は、少なくとも前記所定の時間（Ｔ）以上の時間だけ一定であることを特徴とするポンプ装置の動作状態の監視方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のポンプ装置（５）の動作状態の監視方法であって、
前記制御周波数（Ｆ）が増加し、前記モータの電流（ｉ）が加速電流の閾値（Ｓ１）を超えると、前記可変速度駆動装置（１２）が前記制御周波数（Ｆ）の増加をブロックすることを特徴とするポンプ装置の動作状態の監視方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のポンプ装置（５）の動作状態の監視方法であって、
前記可変速度駆動装置（１２）が前記定常運転（Ｈ）で動作しているとき、前記モータ電流（ｉ）が動作電流閾値（Ｓ２）を超えると、前記可変速度駆動装置（１２）は前記制御周波数（Ｆ）を下げることを特徴とするポンプ装置の動作状態の監視方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載のポンプ装置（５）の動作状態の監視方法であって、前記第１の入力パラメータと前記出力パラメータとの差が、１分を超える所定の時間（Ｔ）にわたって、前記第１の入力パラメータの９０％以上である場合、警戒信号又は警鐘がトリガーされることを特徴とするポンプ装置の動作状態の監視方法。
【請求項１０】
少なくとも１つの粗引き真空ポンプ（７）を備えたポンプ装置（５）であって、
前記粗引き真空ポンプ（７）を駆動するモータ（Ｍ１）と、
前記モータ（Ｍ１）の回転速度を制御するように構成された可変速度駆動装置（１２）とを備え、前記可変速度駆動装置（１２）は、一方で設定点周波数（Ｃ）に対応する第１の入力パラメータとモータ電流（ｉ）に対応する第２の入力パラメータを受け取り、他方では制御周波数（Ｆ）に対応する出力パラメータを前記モータに供給するように構成されており、
前記ポンプ装置（５）は、前記ポンプ装置の動作状態を監視するための請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法に従って、当該ポンプ装置（５）の動作状態を監視するように構成された監視ユニット（１３）を含むことを特徴とするポンプ装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載のポンプ装置（５）であって、
前記粗引き真空ポンプ（７）の上流側に直列に取り付けられたルーツブロワ（１１）を備えていることを特徴とするポンプ装置。
【請求項１２】
請求項１０又は１１のいずれか１項に記載のポンプ装置（５）の吸入口に、パイプ（３）によって接続された処理室（２）を含むことを特徴とする設備（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポンプ装置の故障した動作状態を判定するために、処理室に接続されたポンプ装置の動作状態を監視する方法に関する。本発明はまた、この方法を使用するポンプ装置及び設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
真空ポンプは、モータによって駆動され、ポンプ本体（ステータ）内で回転する２つのロータを備えている。ロータの回転中、処理室から吸入されたガスは、ロータとステータの間の自由空間に閉じ込められ、ポンプの排出口から排出される。
真空ポンプは、特に、大気圧よりも低い圧力が必要な、半導体、フラットスクリーン、又は太陽光発電基板の、製造プロセスにおいて使用される。
ただし、これらのプロセスで使用されるガスは、固体の副産物に変換され、この固体の副産物がポンプの可動部品と静止部品に層の形で堆積する場合がある。その結果、ロータとステータの間の過度の摩擦によって引き起こされるメカニズムにより、ポンプの詰まりを引き起こす可能性がある。
このポンプの詰まりは、関連する処理室内で製造される製品（例えば、半導体ウェーハのバッチ）に不可逆的な損傷をもたらす可能性がある。これらのプログラムされていない生産の中断により、かなりの費用が発生する。
【０００３】
現在、真空ポンプのメンテナンスは、是正措置と予防措置の両方に基づいて行われているが、最良の形態は、真空ポンプが故障して停止する前に予防保全を予測できることである。そのため、この予防保全の作業は、真空ポンプが使用されるアプリケーションの関数として定義された期間において実行されている。
ただし、この期間はポンプの実際の使用条件と一致せず、生産負荷の関数として変化する可能性があり、ポンプの摩耗又は目詰まりの速度に直接影響を与え、不必要な保守作業や遅すぎる保守作業を行うことになる。
【０００４】
真空ポンプの故障を予測する方法は、ポンプの詰まりの発生を予測し、その交換を予測するために開発されてきた。
例えば、特許文献１には、使用中の真空ポンプの性能を監視して、モータの回転トルク又は電流を測定することにより、将来の動作特性を予測することが開示されている。ただし、この方法を実装すると複雑なものになる。実際、トルクセンサは大きすぎるため、モータの回転トルクを直接測定することはできない。さらに、測定されたモータ電流は、真空ポンプの故障の可能性とは関係なく、さまざまな状況の関数として変化する。
そのため、この情報を真空ライン又は真空ポンプで実行される他の測定と相互参照することで、この情報をより適切に解釈し、早すぎる予防保全を行わないようにする必要がある。
【０００５】
また、ドライ真空ポンプの故障が発生する時間を決定できる、故障予測方法も知られている。故障が発生する以前の真空ポンプの使用時間は、ポンプの特性データ（電流、温度、振動など）の統計処理と、製造プロセスの特性（ガス流量、圧力、基板温度など）を組み合わせて推定される。ただし、この方法は自己完結型ではなく、プロセスの動作条件を考慮せずにポンプの寿命を予測することはできない。この分析システムは、生産設備によって提供される情報に依存しており、設備と真空ポンプの間に通信回線を設置する必要がある。さらに、プロセス条件の変更は、分析システムで使用されるモデルの変更を必要とするが、これは真空ポンプの使用中の単純なプロセスではない。
【０００６】
特許文献２には、真空ラインの故障予測方法が開示されている。この方法では、ポンプのモータに関連する第１の機能パラメータと、ポンプから気体を排出するためのシステムに関連する第２の機能パラメータの経時的変化が測定される。
測定されたこれらの機能パラメータは、目詰まりが発生する前までの真空ポンプの使用時間を予測するために、統計処理によって相関される。従って、真空ラインについて、外部信号との相関なしに自己診断を実行できる。この方法は、特に、ポンプの目詰まりを引き起こす、真空ライン内の固体の副産物による汚染現象の進行の追跡に適している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】ＥＰ０８２８３３２Ａ１
【特許文献２】ＥＰ１７５４８８８Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来開発された予測方法の幾つかは、上記問題を解決することを可能にしている。しかし、実装がより簡単で、比較的低コストの故障予測方法、特に、処理される入力パラメータの乗算や新しいセンサの実装を回避した故障予測方法が求められている。
【０００９】
従って、本発明の課題は、処理室で行われる処理プロセスに兆候が無い、真空ポンプが故障する前の状態で、処理室を保護するために、真空ポンプの故障した動作状態を判定することにあり、かつ、真空ポンプの使用条件に関する知識がなくても、信頼性が高く、実装が簡単な方法によって、判定することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
これらの目的を達成するために、本発明は、少なくとも１つの粗引き真空ポンプを備えたポンプ装置の故障した動作状態を判定するために、処理室に接続されたポンプ装置の動作状態を監視する方法であって、
−  前記ポンプ装置は、前記粗引き真空ポンプを駆動するモータと、
−  前記モータ（Ｍ１）の回転速度を制御するように構成された可変速度駆動装置とを備え、前記可変速度駆動装置は、一方で設定点周波数に対応する第１の入力パラメータとモータ電流に対応する第２の入力パラメータを受け取り、他方では制御周波数に対応する出力パラメータを前記モータに供給するように構成されており、
前記方法は、定常運転において、前記第１の入力パラメータと前記出力パラメータの差が、３秒を超える所定の時間にわたって、前記第１の入力パラメータの１０％以上である場合、前記ポンプ装置が故障した動作状態にあると判定することを特徴とするポンプ装置の動作状態の監視方法。
【００１１】
粗引き真空ポンプの進行性の詰まりの診断を目的とした場合、粗引き真空ポンプの負荷は変動する。実際、ポンプ装置の警戒信号又は警鐘の閾値を下回ることなく、制御周波数Ｆは交互に増減する。その後、可変速度駆動装置は、数秒又は数分のオーダーの時間の電流サージによって引き起こされるどんな周波数低下も、補償することができる。
本発明の監視方法によれば、これらの状況を検出して、数秒又は数分以内にポンプ装置が突然停止することを予測できる。これにより、上流側に位置する処理室からポンプ装置を隔離し、処理室内へガスが到達するのを遮断するための時間を確保できる。
【００１２】
本発明の監視方法は、以下の１つ以上の特徴、又はそれらの組み合わせを含んでいる。
−  定常運転で動作している場合に、第１の入力パラメータと出力パラメータの差が、所定の時間、前記第１の入力パラメータの４％以上であるとき、故障した動作状態と判定する。
−  前記所定の時間は、１０秒より長い。
−  前記所定の時間は、３０秒未満である。
−  前記粗引き真空ポンプを起動する際に、前記可変速度駆動装置は、設定点周波数に達するまで制御周波数を徐々に上げるように命令される。
−  前記定常運転において、前記設定点周波数は、少なくとも前記所定の時間以上の間、一定である。
−  前記制御周波数が増加し、前記モータの電流が加速電流の閾値を超えると、前記可変速度駆動装置が前記制御周波数の増加をブロックする。
−  前記可変速度駆動装置が定常運転で動作し、前記モータ電流が動作電流閾値を超えると、前記可変速度駆動装置は前記制御周波数を下げる。
−  前記第１の入力パラメータと前記出力パラメータの差が、１分を超える所定の時間にわたって、前記第１の入力パラメータの９０％以上であると、警戒信号又は警鐘がトリガーされる。
【００１３】
本発明は、また、少なくとも１つの粗引き真空ポンプを含むポンプ装置であって、
−  少なくとも１つの粗引き真空ポンプを駆動するモータと、
−  前記モータの回転速度を制御するように構成された可変速度駆動装置とを備え、前記可変速度駆動装置は、一方で設定点周波数に対応する第１の入力パラメータとモータ電流に対応する第２の入力パラメータを受け取り、他方では制御周波数に対応する出力パラメータを前記モータに供給するように構成されており、
前記ポンプ装置は、前記監視方法に従って、前記ポンプ装置の動作状態を監視するように構成された監視ユニットを含んでいることを特徴とする。
【００１４】
前記ポンプ装置は、粗引き真空ポンプの上流側に直列に取り付けられたルーツブロワを含んでいてもよい。
本発明はまた、上記ポンプ装置の吸入口にパイプで接続された処理室を含む、設備に関する。
本発明の他の利点及び特徴は、本発明の特定の、しかし非限定的な一実施形態の以下の説明と添付の図面から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】ポンプ装置に接続された処理室を含む、本発明の実施形態になる設備の概略図を表す図である。
【図２】図１のポンプ装置の概略図を示す図である。
【図３】図２のポンプ装置における、粗引き真空ポンプの要素の概略を示す図である。
【図４】図２のポンプ装置の構成要素の概要を示す図である。
【図５】本発明の実施形態になるポンプ装置の、起動段階及び定常運転中における、可変速度駆動装置の制御周波数の経時変化と、これに対応する関係にある、時間の関数としてのモータ電流のグラフの例を示す図である。
【図６】本発明の実施形態になるポンプ装置の、定常運転時における、故障発生に伴う可変速度駆動装置の制御周波数の推移の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。これらの図面中、同一の要素には同じ参照番号が付けられている。以下の実施形態は本発明の実施例を示すものである。以下の説明では、１つ以上の実施形態に言及しているが、これは、各参照番号が同じ実施形態に関係すること、又は各特徴が１つの実施形態のみにのみ適用されることを必ずしも意味しない。各実施形態における各特徴を結合又は交換して、他の実施形態を提供してもよい。
【００１７】
粗引き真空ポンプは、２個のロータにより、大気圧で排気されるガスを吸入、移送、及び排出する容積式真空ポンプであり、排気されるガスを移送し大気圧で排出するものである。これらのロータは、粗引き真空ポンプのモータによって回転駆動される２本の軸に固定されている。
ルーツブロワは、一対のルーツ型ロータにより、ポンピングされるガスを吸入、移送、そして排出する、容積式真空ポンプである。この真空ポンプは、粗引き真空ポンプの上流側に直列に装着される。これらのロータは、ルーツブロワのモータによって回転駆動される２本の軸によって駆動される。
「上流」とは、ガスの流れの方向に対して他の要素の前方に配置される要素を意味する。対照的に、「下流」とは、ポンプで送られるガスの方向又は流れに関して、後方に配置される要素を意味し、上流の要素は下流の要素よりも低い圧力にある。
【００１８】
図１に示した設備１は、処理室２を含んでおり、この処理室２は、パイプ３によってポンプ装置５の吸入口４に接続されており、矢印で示した流れ方向にガスを排出する。この処理室２は、任意の処理プロセスが行われる処理室である。例えば、マイクロ電子デバイスに使用されるシリコンウェーハの製造設備や、フラットスクリーンや太陽光発電基板の製造装置として、処理室内で、蒸着、エッチング、イオン注入又は熱処理の各プロセスが行われる。
【００１９】
ポンプ装置５は、その内部に、粗引き真空ポンプの駆動用のモータＭ１によって回転駆動される２個のロータ１０を有するポンプ本体を含む、少なくとも１台の粗引き真空ポンプ７を含んでいる（図２及び図３）。
粗引き真空ポンプ７は、多段ポンプである。すなわち、粗引き真空ポンプ７は、その吸入口と排出口との間に、直列に設けられた複数段、少なくとも３段、例えば５段の、ポンプされるガスが流れるポンピングステージＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５を含んでいる。
【００２０】
各ポンピングステージＴ１〜Ｔ５は、それぞれの入口とそれぞれの出口を備えており、連続するポンピングステージＴ１〜Ｔ５は、先行するポンピングステージの出口を後続のポンピングステージの入口に接続するために、それぞれのステージ間がパイプによって次々に直列に接続されている。
第１のポンピングステージＴ１の入口は、粗引き真空ポンプ７の吸入口と連通し、最後のポンピングステージＴ５の出口は、真空ポンプ７の排出口６と連通している。
【００２１】
図３に詳細に示したように、各ポンピングステージＴ１〜Ｔ５は、ポンプ本体のステータ８内で回転駆動される、少なくとも２個のロータ１０を含んでいる。これらのロータ１０は、ポンピングステージＴ１〜Ｔ５内に延びている。これらロータ１０の軸は、排出ステージＴ５の側において、粗引き真空ポンプ７のモータＭ１（図２）によって駆動される。
一対のロータ１０は、同一プロファイルのローブを備えている。図示したロータは、（「８字形」又は「豆形」のセクションを有する）「ルーツ」タイプである。
もちろん、本発明は、容積式真空ポンプと同様に、「クロー」タイプ、スパイラルタイプ、又はスクリュータイプなどの別の原理の、ドライ式多段粗引き真空ポンプにも、等しく適用できる。
【００２２】
一対のロータ１０は、角度的にオフセットされ、各ポンピングステージＴ１〜Ｔ５の中央ハウジング９内で、反対方向に同期して回転するように駆動される。回転中、吸入口から吸入されたガスは、ロータ１０とステータ８によって生成される容積内に閉じ込められ、ロータ１０によって次のポンピングステージに移送される（ガスの流れは、図２及び図３の矢印Ｇの方向）。
粗引き真空ポンプ７は、「ドライ」ポンプと呼ばれる。なぜなら、運転中、一対のロータ１０は、ステータ８と機械的に接触することなくステータ８の内側で回転するため、ポンピングステージＴ１〜Ｔ５にオイルが全く存在しなくてもよいからである。粗引き真空ポンプ７の排出圧力は、大気圧である。
ポンプ装置５は、図２に示したように、粗引き真空ポンプ７の上流側に直列に設置されたルーツブロワ１１を含んでいてもよい。
【００２３】
このルーツブロワ１１は、粗引き真空ポンプ７と同様に、容積式真空ポンプであり、ルーツ型ロータと共に、ポンピングされるガスを吸入、移送、そして排出する。このルーツブロワ１１は、モータＭ２によって２個のロータが回転駆動される、少なくとも１つのポンピングステージＢ１を含んでいる。モータＭ２の回転周波数は、例えば３０Ｈｚ〜１００Ｈｚの間、例えば５５Ｈｚに設定される。
ルーツブロワ１１は、真空ポンプ７に対して、主に、大径であり、クリアランス公差が大きい。また、ルーツブロワ１１は、大気圧に排気せず、粗引き真空ポンプ７の上流側に直列に取り付けて使用する必要があるという点で、粗引き真空ポンプ７とは異なる。
粗引き真空ポンプ７は、さらに、粗引き真空ポンプ７のモータＭ１の回転速度を制御するように構成された、可変速度駆動装置１２を含んでいる。このモータＭ１は、例えば非同期モータであり、例えば５ｋＷ程度のモータ出力を有する。
【００２４】
可変速度駆動装置１２は、図４に示したように、一方で、設定点周波数Ｃに対応する第１の入力パラメータとモータ電流ｉに対応する第２の入力パラメータとを受け取り、他方では、モータＭ１に、制御周波数Ｆに対応する出力パラメータを供給してこのモータを駆動するように構成されている。
設定点周波数Ｃは、ユーザーにより設定されるパラメータである。例えば、可変速度駆動装置１２のアナログ入力信号の修正により、又は可変速度駆動装置１２の手動調整ノブにより、設定される。設定点周波数Ｃは、例えば３０Ｈｚ〜６０Ｈｚ、例えば６０Ｈｚである。
【００２５】
モータ電流ｉは、モータＭ１により消費される電流である。このモータ電流ｉは、モータＭ１の負荷が増加すると増加し、モータＭ１の負荷が減少すると減少する。
一実施形態によれば、可変速度駆動装置１２は、例えばパルス幅変調（ＰＷＭ）によって、制御周波数Ｆをオープンループで制御する。可変速度駆動装置１２のインバータは、電圧と周波数の両方を判定するパルスストリームを使用して、モータＭ１を制御する。オープンループ制御では、センサを使用して軸の回転速度又は角度位置を測定することはしない。このセンサレスの構成は、経済的であり、実装が比較的簡単である。
【００２６】
図５に示したように、粗引き真空ポンプ７の動作の開始段階（起動段階Ｄ）において、可変速度駆動装置１２は、例えば、増加する線形関係、又は事前にプログラムできる線形関係に従って、上昇時間中に制御周波数Ｆを漸進的に増加させることにより、立ち上がり時間中における制御周波数Ｆを、設定された設定点周波数Ｃに達するまで、徐々に増加するように制御する。
次に、制御周波数Ｆが設定点周波数Ｃに到達すると、可変速度駆動装置１２は、この制御周波数Ｆが一定の設定点周波数Ｃになるように制御する（定常運転Ｈ）。
【００２７】
制御周波数Ｆの増加に伴う電流サージから可変速度駆動装置１２を保護するために、加速電流閾値Ｓ１を使用することもできる。電流サージは、例えば、起動段階Ｄにおいて、電流の立ち上がり時間が短すぎる場合に発生する可能性がある。
モータ電流ｉが加速電流閾値Ｓ１を超えた場合、可変速度駆動装置１２は、モータ電流ｉが減少して再び加速電流閾値Ｓ１を下回るまで、制御周波数Ｆの増加をブロックする（例えば、図５の、起動時の過負荷段階Ｅ１を参照）。加速電流閾値Ｓ１は、調整可能であってもよい。
【００２８】
動作電流閾値Ｓ２は、可変速度駆動装置１２が制御周波数Ｆを設定点周波数Ｃに設定する定常運転Ｈにおける、電流サージから可変速度駆動装置１２を保護するために使用される。
モータ電流ｉが動作電流閾値Ｓ２を超えた場合、可変速度駆動装置１２は、（例えば、図５に動作中の過負荷段階Ｅ２として示したように）、モータ電流ｉが減少し再び動作電流閾値Ｓ２を下回るまで、制御周波数Ｆを下げる。この過負荷の状態は、例えば、大気圧下で、処理室２内を真空にするときに生じ得る。
【００２９】
モータ電流ｉの値が動作電流閾値Ｓ２よりも数％小さい場合、可変速度駆動装置１２は、設定点周波数Ｃに到達するまで、制御周波数Ｆを再び増加させる。
定常運転Ｈにおける可変速度駆動装置１２の制御による、制御周波数Ｆの減少及び増加は、線形でもよい。動作電流閾値Ｓ２は、調整可能であってもよく、例えば、加速電流閾値Ｓ１よりも小さい。
【００３０】
設定点周波数Ｃに対応する第１の入力パラメータと制御周波数Ｆに対応する出力パラメータとの差が、１分を超える長時間にわたって、第１の入力パラメータの９０％以上である場合、警戒信号又は警鐘がトリガーされる。前記差は、起動段階Ｄにおける粗引き真空ポンプ７の結合状態を示し、例えば、前記差が９０％以上である場合は、起動に成功しなかったことを示している。
【００３１】
ポンプ装置５は、さらに、監視ユニット１３を含んでおり、これは以下に説明する監視方法に従って、ポンプ装置５の動作状態を監視するように構成されている。この監視ユニット１３は、ポンプ装置５の動作状態の監視に適合したメモリ及びプログラムを備えた、１つ又は複数のマイクロコントローラ又はコンピュータを含んでいる。監視ユニット１３は、可変速度駆動装置１２の監視ユニットでもよく、可変速度駆動装置１２に接続された遠隔ユニットでもよい。
監視ユニット１３は、少なくとも定常運転Ｈ、すなわち、可変速度駆動装置１２が起動段階Ｄ又は停止段階にないときに、可変速度駆動装置１２によってモータＭ１に送られる制御周波数Ｆを監視する。定常運転では、設定点周波数Ｃは、少なくとも所定の時間Ｔ以上の期間、例えば３秒間、一定である。
【００３２】
以下の場合に、定常運転Ｈでの粗引き真空ポンプ７への保守介入が必要な動作状態と判定される。すなわち、設定点周波数Ｃに対応する第１の入力パラメータと制御周波数Ｆに対応する出力パラメータとの差が、３秒より長い所定の時間Ｔ、例えば、１０秒以上にわたって、第１の入力パラメータの１０％以上である場合、保守介入が必要な動作状態と判定される。
言い換えると、図５において、Ｃ−Ｆ≧０．１×Ｃの場合、つまり、Ｆ≦０．９×Ｃの場合、介入が必要な動作状態である。
例えば、可変速度駆動装置１２によってモータＭ１に送られる制御周波数Ｆが所定の時間Ｔの間、５４Ｈｚ以下である場合に、粗引き真空ポンプ７の差し迫った「故障」と判定される。
【００３３】
より制限的な基準によれば、定常運転Ｈで、第１の入力パラメータと出力パラメータの差が、所定の時間Ｔの間、第１のパラメータの４％以上である場合に、粗引き真空ポンプ７のメンテナンス介入が必要な動作状態と判定される。
言い換えると、Ｃ−Ｆ≧０．０４×Ｃの場合、つまり、Ｆ≦０．９６×Ｃの場合、換言すると、Ｆ≦０．９×Ｃよりも早い状態で、メンテナンス介入が必要な動作状態になる。
例えば、可変速度駆動装置１２によってモータＭ１に送られる制御周波数Ｆが、所定の時間Ｔの間５７．６Ｈｚ未満である場合、粗引き真空ポンプ７の差し迫った故障と判定される。
【００３４】
所定の時間Ｔは、タイマーリレーによって測定されてもよいし、監視ユニット１３によって直接測定されてもよい。所定の時間Ｔは、３０秒未満であってもよい。
従って、図６の例からわかるように、（Ｃ＝６０Ｈｚに対して）２．４Ｈｚを超える制御周波数Ｆの低下が１３秒を超えて続く場合には、所定の時間Ｔの終了に続く数秒で粗引き真空ポンプ７の故障につながることが分かる。
このポンプ装置５の差し迫った故障の検出により、１秒〜２分の間の、数秒オーダーの時間内、ここでは１０秒〜２０秒のオーダー内で、ポンプ装置５が突然停止することの予測が可能になる。これにより、ポンプ装置５を上流の処理室２から、場合によってはターボ分子真空ポンプからも、分離して、ガスの供給を遮断できる時間が残る。
【００３５】
粗引き真空ポンプ７の進行性の詰まりの診断を目的とした場合、粗引き真空ポンプ７の負荷は変動する。実際、制御周波数Ｆは、警戒信号又は警鐘の閾値を下回ることなく、交互に増減する。可変速度駆動装置１２は、そのとき、数秒又は数分間、電流サージによって引き起こされる周波数低下を補償することができる。従って、本実施形態の監視方法によれば、粗引き真空ポンプの目詰まりが過剰になる前にこの状況の検出を可能とし、ユーザーが対策を講じて処理室２を保護できるようになる。
【００３６】
監視ユニット１３は、例えば、差し迫った故障と判定された場合に、論理出力を切り替えるか、又は粗引き真空ポンプ７の警報及び警報リレーと直列に接続されたリレーを切り替えることができる。これらのリレーは、処理室２とポンプ装置５の間に配置された隔離バルブを閉じるために、及び／又は、処理室２内へのガスの供給を停止するために使用することができる。
従って、本実施形態の監視方法により、一方では、処理室２で行われる処理プロセスの変化の兆候なしに、他方では処理プロセスの妨害や処理プロセスの変更の影響を受けることなく、ポンプ装置５の異常な動作を簡単かつ確実に特定できる。
【符号の説明】
【００３７】
１          装置
２          処理室
３          パイプ
４          吸入口
５          ポンプ装置
６          排出口
７          粗引き真空ポンプ
８          ステータ
９          中央ハウジング
１０        ロータ
１１        ルーツブロワ
１２        可変速度駆動装置
１３        監視ユニット
Ｂ１        ポンピングステージ
Ｃ          設定点周波数
Ｄ          粗引きの起動段階
Ｅ１        起動時の過負荷段階
Ｅ２        動作中の過負荷段階
Ｆ          制御周波数
Ｇ          矢印
Ｈ          定常運転
ｉ          モータ電流
Ｍ１        モータ
Ｍ２        モータ
Ｓ１        加速電流閾値
Ｓ２        動作電流閾値
Ｔ１〜Ｔ５  ポンピングステージ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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