CN110366640A

CN110366640A - 真空泵的排气、装备于真空泵的排气的真空泵、吹扫气体供给装置、温度传感器单元及真空泵的排气方法

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Publication number: CN110366640A
Application number: CN201880015710.8A
Authority: CN
Inventors: 桦泽刚志
Original assignee: Dust Land Japan Co Ltd
Current assignee: Dust Land Japan Co Ltd; Edwards Japan Ltd
Priority date: 2017-03-10
Filing date: 2018-03-02
Publication date: 2019-10-22
Anticipated expiration: 2038-03-02
Also published as: KR102530772B1; US20210018003A1; EP3594504A1; CN110366640B; JP2018150837A; US11391283B2; KR20190120236A; WO2018164013A1; EP3594504A4; JP7025844B2; EP3594504B1

Abstract

实现精度良好地测量旋转部的温度的真空泵的排气***、真空泵、吹扫气体供给装置、温度传感器单元及真空泵的排气方法。在有关本实施方式的真空泵的排气***中，真空泵至少在旋转部的温度测量时，供给以下的某一方的量的吹扫气体：在比温度传感器单元靠下游侧的至少一部分、吹扫气体的流速比倒流的气体的流速快的量；或温度传感器单元周围的气体压力成为中间流或粘性流的量。进而，本实施方式的排气***具有能够对向真空泵导入的吹扫气体的流量进行控制的吹扫气体供给装置。通过该结构，在温度测量时在温度传感器单元周围，防止工艺气体的倒流而防止成分结构变化，能够精度良好地测量旋转部的温度。

Description

真空泵的排气***、装备于真空泵的排气***的真空泵、吹扫气体供给装置、温度传感器单元及真空泵的排气方法

技术领域

本发明涉及真空泵的排气***、装备于真空泵的排气***的真空泵、吹扫气体（purge gas）供给装置、温度传感器单元及真空泵的排气方法，更详细地讲，涉及精度良好地测量真空泵的旋转部的温度的构造。

背景技术

在通过使旋转部高速旋转来进行排气的真空泵的排气***中，有真空泵的旋转部达到超过100度的高温的情况。如果在这样旋转部成为高温的状态下继续高速旋转，则由蠕变（creep）现象带来的旋转部的耐久性成为问题。

从将这样的蠕变状态防止于未然的观点，需要测量、监视旋转部的温度。此外，由于旋转部进行高速旋转，所以需要使用非接触式的温度传感器（温度传感器单元）进行测量。

图7是用来说明以往的真空泵的排气***2000的图。

在装备于以往的真空泵的排气***2000的真空泵中，在定子柱2020的下游侧的外径部配设温度传感器单元2019而计测旋转部10的内径部的温度。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：WO2010/021307

专利文献2：日本特开平11－37087号

专利文献3：日本特许3201348号。

发明内容

发明要解决的课题

在专利文献1中，记载有配设多个温度传感器、根据各个温度传感器的温度差来推定旋转叶片（旋转部）的温度的方法。更详细地讲，公开了以下的方法：在形成在真空泵（涡轮分子泵）的旋转叶片的内侧的吹扫气体的路径在两处设置温度传感器，根据由经由吹扫气体传递的热量产生的温度差，来推测旋转叶片的温度。在该测量方法的情况下，为了精度良好地测量温度，温度传感器的周围的气体环境优选的是吹扫气体100%。

这里，一般吹扫气体的流量为20sccm（1分钟20cc）左右，所以吹扫气体流动的速度（流速）较小。例如，在旋转叶片的内径为200mm、吹扫气体的流路的宽度为5mm、压力为2Torr的情况下，吹扫气体的平均速度以每秒4cm左右的非常慢的流速流动。

因此，在半导体制造装置等中使用的热传导不好的工艺气体倒流来的情况下，吹扫气体不能将该工艺气体推压流动（推回）。结果，有工艺气体混入到温度传感器周围的情况。

在此情况下，因气体的组成变化，有温度传感器的测量误差增加的课题。

另一方面，在不是如上述的半导体制造时那样将大量的气体用真空泵排气、而是在如蒸镀作业时那样气体的流量非常少的情况下，温度传感器周围的气体压力较低。

在此情况下，如果温度传感器周围的吹扫气体的压力为较低的原状，则不是成为希望的粘性流的状态，而是成为中间流或分子流的状态。因此，没有被传递充分的热量，有温度传感器的测量误差增加的课题。

在专利文献2中，记载了以下的技术：借助涂层等提高作为被测量对象的旋转叶片和作为温度传感器的一部分的受热部的两者的辐射率，以便在因气体的流量较少而气体压力较低的情况下也能得到传热量。

但是，旋转叶片的温度最高上升到150℃左右，但仅通过辐射传热不能得到充分的热量。结果，有温度传感器的测量精度变低的课题。

此外，在专利文献3中，对以下的技术进行了记载：在旋转叶片的下端设置旋转叶片与固定部的间隙较小的部分，通过向该间隙供给吹扫气体，来防止工艺气体向轴承附近的侵入。

但是，该技术以防止工艺气体向轴承附近的侵入为目的，对于温度传感器周围的气体成分的管理、使温度传感器的精度提高没有任何言及。

所以，在本发明中，目的是实现精度良好地测量旋转部（旋转叶片）的温度的真空泵的排气***、装备于真空泵的排气***的真空泵、吹扫气体供给装置、温度传感器单元及真空泵的排气方法。

用来解决课题的手段

在技术方案1记载的发明中，提供一种真空泵的排气***，具备：真空泵，在吹扫气体流路，配设有测量旋转部的温度的温度传感器单元；吹扫气体储存装置，储存由所述真空泵利用的吹扫气体；以及吹扫气体供给装置，将储存在所述吹扫气体储存装置中的所述吹扫气体向所述真空泵供给；其特征在于，至少在所述温度传感器单元测量所述旋转部的所述温度时，将满足以下某一方的条件的所述吹扫气体向所述真空泵供给：在比所述温度传感器单元靠下游侧的至少一部分、所述吹扫气体的流速比由所述真空泵排气的排气气体倒流的流速快的量；或在所述温度传感器单元周围、所述吹扫气体的压力成为中间流或粘性流的量。

在技术方案2记载的发明中，提供如技术方案1记载的真空泵的排气***，其特征在于，通过将所述温度传感器单元周围的所述吹扫气体的平均自由行程比所述温度传感器单元与所述旋转部的距离小的量的所述吹扫气体向所述真空泵供给，使向所述真空泵供给的所述吹扫气体的所述压力成为中间流或粘性流。

在技术方案3记载的发明中，提供如技术方案1记载的真空泵的排气***，其特征在于，所述真空泵具备：定子柱，收容使所述旋转部旋转的电装部；以及基座，将所述定子柱固定；通过所述定子柱在所述吹扫气体流路的比所述温度传感器单元靠下游侧的至少一部分具备外径比所述基座大的节流部，将流速比由所述真空泵排气的所述排气气体倒流的流速快的所述吹扫气体向所述真空泵供给。

在技术方案4记载的发明中，提供如技术方案1记载的真空泵的排气***，其特征在于，所述真空泵具备：定子柱，收容使所述旋转部旋转的电装部；以及基座，将所述定子柱固定；通过所述基座在所述吹扫气体流路的比所述温度传感器单元靠下游侧的至少一部分具备外径比所述定子柱大的节流部，将流速比由所述真空泵排气的所述排气气体倒流的流速快的所述吹扫气体向所述真空泵供给。

在技术方案5记载的发明中，提供如技术方案1至技术方案4中任一项记载的真空泵的排气***，其特征在于，所述吹扫气体供给装置能够将向所述真空泵供给的所述吹扫气体的流量以由所述温度传感器单元进行的温度测量时和其以外的至少两种进行设定。

在技术方案6记载的发明中，提供如技术方案1至技术方案5中任一项记载的真空泵的排气***，其特征在于，所述温度传感器单元具备：受热部，与所述旋转部对置；绝热部，支承所述受热部；安装部，将所述绝热部安装于所述真空泵；以及第1温度传感器，被固定在所述受热部。

在技术方案7记载的发明中，提供如技术方案6记载的真空泵的排气***，其特征在于，所述温度传感器单元的所述受热部和所述绝热部被一体成型。

在技术方案8记载的发明中，提供如技术方案6或技术方案7记载的真空泵的排气***，其特征在于，所述温度传感器单元在所述绝热部、所述安装部或安装所述温度传感器单元的零件具备第2温度传感器；根据所述第1温度传感器和所述第2温度传感器的温度差测量所述旋转部的所述温度。

在技术方案9记载的发明中，提供一种真空泵，装备于技术方案1至技术方案8的至少任一项记载的真空泵的排气***。

在技术方案10记载的发明中，提供一种吹扫气体供给装置，装备于技术方案1至技术方案8的至少任一项记载的真空泵的排气***。

在技术方案11记载的发明中，提供一种温度传感器单元，装备于技术方案1至技术方案8的至少任一项记载的真空泵的排气***。

在技术方案12记载的发明中，提供一种真空泵的排气方法，其特征在于，在技术方案1至技术方案8的任一项记载的真空泵的排气***中，至少在所述温度传感器单元测量所述旋转部的所述温度时，在所述温度传感器单元周围，将满足以下某一方的条件的所述吹扫气体向所述真空泵供给：所述吹扫气体的流速比由所述真空泵排气的排气气体倒流的流速快的量；或所述吹扫气体的压力成为中间流或粘性流的量。

发明效果

根据本发明，通过在温度测量时对供给的吹扫气体进行调整，能够精度良好地测量旋转部（旋转叶片）的温度。

此外，能够防止因由真空泵排气的排气气体侵入到温度传感器的周围将温度传感器腐蚀或反应生成物堆积而发生的测量误差。

附图说明

图1是用来说明有关本发明的各实施方式的真空泵的排气***的图。

图2是表示有关本发明的实施方式1的真空泵的概略结构例的图。

图3是表示有关本发明的实施方式2的真空泵的概略结构例的图。

图4是用来说明在有关本发明的实施方式4的真空泵的排气***配设的吹扫气体供给装置的图。

图5是用来说明在有关本发明的实施方式5的真空泵的排气***配设的吹扫气体供给装置的图。

图6是用来对有关本发明的实施方式1、实施方式2的倒流速度进行说明的图。

图7是用来说明有关以往技术的真空泵的图。

具体实施方式

（i）实施方式的概要

在本实施方式中，真空泵的排气***的真空泵具有在以下（1）或（2）中说明那样的、能够调整吹扫气体的流量的吹扫气体供给机构。

（1）至少在旋转部的温度测量时，对温度传感器单元周围，供给吹扫气体的流速成为比倒流的气体的流速大的量的吹扫气体。

（2）至少在旋转部的温度测量时，供给温度传感器单元周围的气体压力成为中间流（中间流区域）或粘性流（粘性流区域）的量的吹扫气体。

进而，本实施方式的真空泵的排气***作为向真空泵导入吹扫气体的吹扫气体流量控制机构，具有能够对吹扫气体的流量进行控制的吹扫气体供给装置。

通过该结构，在本实施方式中，在温度测量时，在温度传感器单元周围能够防止工艺气体的倒流而防止成分结构变化，所以能够精度良好地测量旋转部的温度。

（ii）实施方式的详细内容

以下，参照图1至图6对本发明的优选的实施方式详细地进行说明（排气***1000的结构）。

图1用来说明有关本发明的实施方式的真空泵的排气***1000的图。

真空泵的排气***1000由真空泵1、吹扫气体供给装置100、调节器200及储气瓶300构成。

真空泵1的结构后述。

吹扫气体供给装置100是对流量进行控制以使被向真空泵1供给的吹扫气体成为适当的量的流量调整设备，经由阀50，与真空泵1的吹扫端口（后述的吹扫端口18）相连。

这里，吹扫气体是氮气（N₂）或氩气（Ar）等非活性气体。通过将该吹扫气体向电气零件收纳部供给，用来保护电气零件，使其不受从连接着真空泵1的真空容器排气的气体中有可能含有的腐蚀性气体（被作为工艺气体使用过的气体）影响。

在以下的实施方式中，吹扫气体作为一例使用热传导率比较好且便宜的氮气而进行说明。

调节器200是用来将从储气瓶300送来的气体降低到容易利用的气压的装置。

储气瓶300是储存有作为本实施方式的吹扫气体的氮气的装置。

（真空泵1的结构）

接着，对配设在上述的排气***1000的真空泵1的结构进行说明。

图2是用来说明有关本发明的实施方式的真空泵1的图，是表示真空泵1的轴线方向的截面的图。

本实施方式的真空泵1是具备涡轮分子泵部和螺纹槽泵部的所谓复合型的分子泵。

形成真空泵1的外装体的壳体2呈大致圆筒状的形状，与设置在壳体2的下部（排气口6侧）的基座3一起构成真空泵1的箱体。并且，在该真空泵1的箱体的内部收纳着作为使真空泵1发挥排气功能的构造物的气体移送机构。

该气体移送机构大体上划分，由旋转自如地被支承的旋转部和相对于真空泵1的箱体被固定的固定部构成。

在壳体2的端部，形成有用来向真空泵1导入气体的吸气口4。此外，在壳体2的吸气口4侧的端面，形成有向外周侧伸出的凸缘部5。

在基座3，形成有用来将真空泵1内的气体排出的排气口6。

旋转部由作为旋转轴的轴杆7、配设于该轴杆7的转子8、设置于转子8的多个旋转叶片9（吸气口4侧）及旋转圆筒体10（排气口6侧）等构成。另外，由轴杆7及转子8构成转子部。

旋转叶片9由从与轴杆7的轴线垂直的平面以规定的角度倾斜而从轴杆7以放射状延伸的多个叶片构成。

此外，旋转圆筒体10由位于旋转叶片9的下游侧、呈与转子8的旋转轴线同心的圆筒形状的圆筒部件构成。在本实施方式中，该旋转圆筒体10的下游侧成为后述的温度传感器单元19测量温度的被测量对象。

在轴杆7的轴线方向中间，设置有用来使轴杆7高速旋转的马达部11。

进而，相对于轴杆7的马达部11在吸气口4侧及排气口6侧，设置有用来将轴杆7在径向（径方向）上非接触地支承的径方向磁轴承装置12、13，此外，在轴杆7的下端，设置有用来将轴杆7在轴线方向（轴向）上非接触地支承的轴方向磁轴承装置14，内包在定子柱20中。

另外，有关本发明的实施方式1的定子柱20在图2中用虚线A表示的部分，具有构成作为吹扫气体调整机构的节流部的突外径部21。关于该节流部在后面叙述。

在定子柱20的外径部且排气口6侧，配设有用来测量旋转部的温度的温度传感器单元19。

温度传感器单元19由圆板状的受热部（即温度传感器部）、固定于定子柱20的安装部、以及将受热部与安装部相连的圆筒状的绝热部构成。受热部为了检测来自作为被测量对象的旋转圆筒体10（旋转部）的传热，截面积越大越好。并且，以与旋转圆筒体10经由间隙对置的方式配设。

另外，在本实施方式中，受热部由铝、并且绝热部由树脂构成，但并不限于此，也可以为受热部及绝热部都由树脂一体形成的结构。

此外，也可以做成以下的结构：在绝热部、安装部或定子柱20配设第2温度传感器部，利用该第2温度传感器部与配设在上述受热部的温度传感器部（第1温度传感器部）的温度差来推定被测量对象（旋转部）的温度。

在真空泵1的箱体（壳体2）的内周侧形成有固定部（固定圆筒部）。该固定部由设置在吸气口4侧（涡轮分子泵部）的固定叶片15和设置在壳体2的内周面的螺纹槽间隔件16（螺纹槽泵部）等构成。

固定叶片15由从真空泵1的箱体的内周面朝向轴杆7从与轴杆7的轴线垂直的平面以规定的角度倾斜而延伸的叶片构成。

各段的固定叶片15被呈圆筒形状的间隔件17相互隔开。在真空泵1中，固定叶片15在轴线方向上，与旋转叶片9相互不同地形成有多段。

在螺纹槽间隔件16，在与旋转圆筒体10的对置面形成有螺旋槽。螺纹槽间隔件16构成为，隔开规定的余隙（间隙）与旋转圆筒体10的外周面面对。在气体在螺旋槽内被向转子8的旋转方向输送的情况下，形成在螺纹槽间隔件16的螺旋槽的方向是朝向排气口6的方向。另外，螺旋槽只要设置在旋转部侧和固定部侧的对置面的至少一方就可以。

此外，螺旋槽的深度随着向排气口6接近而变浅，因此构成为，在螺旋槽中被输送的气体随着向排气口6接近而逐渐被压缩。

此外，在基座3的外周面设置有吹扫端口18。吹扫端口18经由吹扫气体流路，与基座3的内部区域（即电气零件收纳部）连通。吹扫气体流路是从基座3的外周壁面到内周壁面沿着径方向贯通而形成的贯通横孔，作为将从吹扫端口18供给的吹扫气体向电气零件收纳部送入的吹扫气体的供给路发挥功能。

另外，该吹扫端口18如图1所示，经由阀50，与气体供给装置100连接。

这里，对吹扫气体的流动进行说明。从吹扫端口18供给的吹扫气体被向基座3及定子柱20的内部导入。并且，经过马达部11及径方向磁轴承装置12、13、转子8与定子柱20之间向轴杆7的上部侧移动。进而，经过定子柱20与转子8的内周面间被向排气口6输送，与被取入的气体（被作为工艺气体使用过的气体）一起，被从吸气口4向真空泵1外排出。

借助这样构成的真空泵1，进行配设在真空泵1的未图示的真空室（真空容器）内的真空排气处理。真空室例如是被作为表面分析装置或微细加工装置的腔室等使用的真空装置。

接着，对装备于具有上述那样的结构的真空泵1的吹扫气体调整机构进行说明。

另外，关于装备于真空泵1的吹扫气体调整机构，调整吹扫气体的流速的结构有两个（实施方式1及实施方式2），并且，调整吹扫气体的压力的结构有一个（实施方式3）。

（实施方式1－流速）

图2是用来说明有关实施方式1的节流部的图。

有关实施方式1的真空泵1如在图2中用虚线A表示那样，作为能够调整吹扫气体的流量的吹扫气体供给机构，在定子柱20配设突外径部21（节流部）。

突外径部21在定子柱20在作为配设温度传感器单元19的下游侧（排气口6侧）的至少一部分通过增加该定子柱20的外径而形成。

通过将定子柱20的外径一部分扩大、形成突外径部21，借助该突外径部21与旋转圆筒体10对置而形成的吹扫气体流路变窄。另外，所谓的吹扫气体流路，是由旋转圆筒体10的内径面和突外径部21的外径面构成的间隙。

如果在流动的吹扫气体的体积相同的状态下减小吹扫气体流路的截面积，则相应地吹扫气体的流速变快。通过这样使吹扫气体的流速变快、使流速比逆扩散的排气气体（工艺气体）快，能够防止排气气体向温度传感器单元19周围的倒流（逆扩散）。

另外，突外径部21（节流部）优选的是仅形成在定子柱20的一部分，更具体地讲，突外径部21的吹扫气体流路的轴方向的长度优选的是最大30mm左右。

此外，配设节流部的部分（图2的A）的吹扫气体流路宽度最好是在真空泵1的运转中在旋转圆筒体10（旋转部）与定子柱20（固定部）不接触的范围中尽可能小，优选的是0.5mm以下。

借助该结构，旋转圆筒体10与定子柱20之间的粘性阻力增加，所以能够防止耗电及发热的增加。

此外，借助在比温度传感器单元19靠下游侧由吹扫气体将排气气体推回的结构，能够防止因为由真空泵1排气中的工艺气体向温度传感器单元19的周围倒流、温度传感器单元19周围的气体成分变化而可能发生的测量误差的增加。

（实施方式2－流速）

使用图3对在实施方式1中说明的节流部的另一实施方式进行说明。

图3是用来说明有关实施方式2的节流部的图。

有关实施方式2的真空泵1如在图3中用虚线B表示那样，作为能够调整吹扫气体的流量的吹扫气体供给机构，在基座30配设大外径部31（节流部）。

大外径部31在基座30，在比温度传感器单元19配设在定子柱20的位置靠下游侧（排气口6）侧的至少一部分通过增加该基座30的外径而形成。

通过将基座30的外径一部分扩大、形成大外径部31，借助该大外径部31与旋转圆筒体10对置而形成的吹扫气体流路变窄。如果在流动的吹扫气体的体积相同的状态下减小吹扫气体流路的截面积，则与实施方式1同样，吹扫气体的流速变快。并且，通过这样使吹扫气体的流速比逆扩散的排气气体快，能够防止排气气体向温度传感器单元19周围的倒流。

另外，大外径部31（节流部）优选的是仅形成在基座30的一部分。更具体地讲，大外径部31的吹扫气体流路的轴方向的长度优选的是最大30mm左右。

此外，配设节流部的部分（图3的B）的吹扫气体流路宽度最好是在真空泵1的运转中旋转圆筒体10（旋转部）与基座30（固定部）不接触的范围中尽可能小，优选的是0.5mm以下。

借助该结构，旋转圆筒体10与基座30之间的粘性阻力增加，所以能够防止耗电及发热的增加。

如果如上述实施方式1、实施方式2那样，在吹扫气体流路的比温度传感器单元19的配设位置靠下游侧配设节流部（吹扫气体供给机构），则能够使吹扫气体流路的截面积变小（即节流）。

因此，即使在假如吹扫气体的供给量较少的情况下（蒸镀作业等），也能够以少量的吹扫气体实现为了防止排气气体向温度传感器单元19周围倒流所需要的吹扫气体流速。

（实施方式3－压力）

接着，对调整吹扫气体的压力的有关实施方式3的吹扫气体调整机构进行说明。

一般，如果温度传感器单元19周围的气体压力成为分子流，则以压力比例而温度传递下降，温度传感器单元19有可能不再发挥功能。

所以，有关实施方式3的吹扫气体调整机构至少在旋转圆筒体10的温度测量时，供给温度传感器单元19周围的气体压力不成为分子流而成为接近于粘性流的压力区域（粘性流区域）所需要的量的吹扫气体。

更具体地讲，供给吹扫气体的平均自由行程（λ）比温度传感器单元19与旋转圆筒体10的间隔小的量的吹扫气体。

另外，所谓的平均自由行程，是吹扫气体的分子能够不与其他分子碰撞改变前进线路地前进的距离的平均值。

这样，提高温度传感器单元19周围的压力，促进由气体进行的传热。借助该结构，真空泵1内的压力变高，传热被促进，能够防止测量误差的增加。

（实施方式4）

接着，使用图4对本发明的排气***1000的另一实施方式具体地进行说明。

图4是用来说明在有关实施方式4的真空泵的排气***1010配设的吹扫气体供给装置100的图。

为了实现上述的实施方式1、实施方式2及实施方式3，使一定量以上的吹扫气体持续地流动，会使成本上升，发热量也增加。

所以，在实施方式4中，为了减少由温度传感器单元19进行的温度测量时以外的吹扫气体的流量，作为能够将向真空泵1导入吹扫气体时的流量至少设定两个条件的吹扫气体流量控制机构而配设质量流量控制器110。

在配设有该质量流量控制器110的排气***1010中，在温度测量时，能够暂时地增加吹扫气体的流量。

这样，在本实施方式4中，质量流量控制器110作为调整吹扫气体的流量的流量调整器发挥功能，所以能够防止因总是使一定量以上的吹扫气体持续流动带来的成本增加及发热量的增加。

（实施方式5）

使用图5对本发明的排气***1000的另一实施方式具体地进行说明。

图5是用来说明在有关实施方式5的真空泵的排气***1020配设的吹扫气体供给装置100的图。

如图5所示，在实施方式5中，作为吹扫气体供给装置100而配设两个流量限制器121、122。

即，为了减小由温度传感器单元19进行的温度测量时以外的吹扫气体的流量，作为能够变更向真空泵1导入吹扫气体时的流量的吹扫气体流量控制机构而配设流量限制器（121、122）。

在配设有该流量限制器（121、122）的排气***1020中，在温度测量时，能够暂时地增加吹扫气体的流量。

这样，在本实施方式5中，流量限制器（121、122）作为调整吹扫气体的流量的流量调整器发挥功能。

流量限制器（121、122）是利用气压的差的流量调整器，当想要增加吹扫气体的流量时，将两个阀50两者打开，并行地使吹扫气体流动。

这样，在本实施方式5中，流量限制器（121、122）作为调整吹扫气体的流量的流量调整器发挥功能，所以能够防止因使一定量以上的吹扫气体持续地流动带来的成本上升及发热量的增加。

图6是用来对有关本发明的实施方式1、实施方式2的倒流的气体的流速进行说明的图。

以下，关于在理论上如果是怎样的条件则能够防止倒流（即，如果将流过吹扫气体流路的气体的流速设为多少则能够防止排气气体的倒流），使用图6所示的空间1和空间2的模型而说明计算的流程。

在图6中，表示了被导入N₂气体的空间1、被导入Ar气体的空间2、以及将空间1与空间2相连的管。

另外，空间1相当于配设有温度传感器单元19的吹扫气体流路，管相当于吹扫气体流路，并且，空间2相当于排气口6侧的排气气体流路。

管尺寸设外径为Do，设内径为Di，设长度为L。

如图6所示，设在空间1中被导入60sccm（0.1Pam3/s）的N₂气体。此时，关于空间1的成分比，N₂气体为100%，相对于此，Ar气体为0%。此外，设N₂气体从空间1经过管向空间2流动的流速为Va。

另一方面，设在空间2中被导入1940sccm的Ar气体。设Ar气体从空间2经过管向空间1倒流的流速为Vb。此时，关于空间2的成分比，N₂气体为3%，相对于此，Ar气体为97%。

这样，在空间1和空间2中的Ar气体的浓度中产生浓度差。

关于根据该浓度差而Ar气体在管内倒流多少（稳态状态下的扩散速度），在理论上，可以用以下所示的菲克的第一法则式（数式1）计算求出。

（数1）

J=－D×（C2－C1）/L

这里，J为通量（mol/m²s），D为扩散系数（m²s），C1为空间1的Ar气体浓度（mol/m³），C2为空间2的Ar气体浓度（mol/m³），并且L为距离（m）。

如图6所示，空间1的Ar气体为0%，所以C1成为0，所以从空间2向空间1移动的Ar气体的流速（倒流速度）Vb可以用以下的数式2计算。

（数2）

Vb=－J/C2={D×（C2－C1）/L}/C2=D/L

即，扩散系数D除以距离L得到的数值成为Vb。

此外，扩散系数D可以根据气体分子的平均热运动速度ν和平均自由行程λ，用以下的数式3计算。

（数3）

D=1/3×ν×λ

因而，例如在压力为266Pa、距离L为0.01m的情况下，Ar气体的流速（倒流速度）Vb如用以下的数式4表示计算那样，得到Vb=0.35m/s（参照图6所示的计算条件）。

（数4）

Vb=D/L=（1/3×398×2.6E－5）/0.01=0.35（m/s）

即，Vb为0.35m/s，所以可知如果Va的流速比其大，则能够使得Ar气体不从空间1向空间2倒流。

接着，以下对为了使Ar气体不从空间1向空间2倒流而用来使Va的流速比Vb快的流路的宽度进行说明。

使N₂气体以60sccm（单位变换以0.1Pam³/s）流动的情况下的体积流量Qv（m³/s）可以使用以下的数式5计算。

（数5）

Qv=0.1/266=3.8E－4（m³/s）

由此，如以下举例说明那样，可知通过使流路的宽度变窄（使截面积变小），成为“N₂气体的流速：Va＞Ar气体的倒流速度：Vb”，能够防止Ar分子从空间2向空间1倒流。

另外，所谓的“使流路（管）的宽度变窄”，与在实施方式1及实施方式2中说明的“在吹扫气体流路配设节流部”是同义的。

（例）在外径为200mm、宽度为1mm（即，内径为198mm）的情况下，流路的截面积成为π/4×（0.2²－0.198²）=0.00063m²，经过流路的N₂气体的速度Va成为3.8E－4/0.00063=0.60（m/s）。

即，在此情况下，Va=0.60（m/s），相对于此，Vb=0.35（m/s），所以成为Va＞Vb（N₂气体的流速＞Ar气体的倒流速度），所以可知Ar气体不从空间2向空间1倒流。

顺便说一下，在外径为相同的200mm、流路的宽度为比前述的1mm长4mm的5mm（即，内径为190mm）的情况下，流路的截面积成为π/4×（0.2²－0.19²）=0.00306m²，流路的速度（Va）成为3.8E－4/0.00306=0.12（m/s）。

即，在如以往那样流路的宽度为较长的5mm的情况下，Va=0.12（m/s），相对于此，成为Vb=0.35（m/s），所以成为Va＜Vb（N₂气体的流速＜Ar气体的倒流速），所以可知Ar气体从空间2向空间1倒流。

根据以上的说明，在有关本发明的各实施方式的真空泵的排气***（1000、1010、1020）中，能够防止作为吹扫气体供给的气体成分以外向温度传感器单元19周围倒流、气体组成变化而传热量变化。此外，能够提高温度传感器单元19周围的压力并促进热传递。

除此以外，能够防止因由真空泵排气的排气气体向温度传感器的周围侵入将温度传感器腐蚀或反应生成物堆积而发生的测量误差。

进而，通过使吹扫气体的流量仅为温度测量时，能够节约吹扫气体的消耗量。

因此，由温度传感器单元19对于旋转圆筒体10的温度的测量精度提高。结果，能够准确地测量旋转圆筒体10的温度，能够防止因过热而发生的不良状况。即，能够防止旋转圆筒体10的温度上升而热膨胀、与其他零件接触等而损坏，通过因高温的状态持续而发生的蠕变变形而旋转部与固定部接触而损坏，以及因过热而材料强度下降、旋转圆筒体10损坏。

另外，本发明的实施方式及各变形例也可以做成根据需要而组合的结构。也可以做成作为温度传感器而使用红外线式温度传感器的结构。

此外，本发明只要不脱离本发明的主旨，能够进行各种改变，并且，当然本发明也涵盖该改变后的形态。

附图标记说明

1 真空泵

2 壳体

3 基座

4 吸气口

5 凸缘部

6 排气口

7 轴杆

8 转子

9 旋转叶片

10 旋转圆筒体

11 马达部

12、13 径方向磁轴承装置

14 轴方向磁轴承装置

15 固定叶片

16 螺纹槽间隔件

17 间隔件

18 吹扫端口

19 温度传感器单元

20 定子柱（实施方式1）

21 突外径部（实施方式1：节流部）

30 基座（实施方式2）

31 大外径部（实施方式2：节流部）

50 阀

100 吹扫气体供给装置

110 质量流量控制器（吹扫气体供给装置）

121 流量限制器（第1吹扫气体供给装置）

122 流量限制器（第2吹扫气体供给装置）

200 调节器

300 储气瓶

1000 真空泵的排气***

1010 真空泵的排气***

1020 真空泵的排气***

2000 真空泵的排气***（以往）

2019 温度传感器单元（以往）

2020 定子柱（以往）。

Claims

1.一种真空泵的排气***，具备：

真空泵，在吹扫气体流路，配设有测量旋转部的温度的温度传感器单元；

吹扫气体储存装置，储存由所述真空泵利用的吹扫气体；以及

吹扫气体供给装置，将储存在所述吹扫气体储存装置中的所述吹扫气体向所述真空泵供给；

其特征在于，

至少在所述温度传感器单元测量所述旋转部的所述温度时，将满足以下某一方的条件的所述吹扫气体向所述真空泵供给：

在比所述温度传感器单元靠下游侧的至少一部分、所述吹扫气体的流速比由所述真空泵排气的排气气体倒流的流速快的量；

或在所述温度传感器单元周围、所述吹扫气体的压力成为中间流或粘性流的量。

2.如权利要求1所述的真空泵的排气***，其特征在于，

通过将所述温度传感器单元周围的所述吹扫气体的平均自由行程比所述温度传感器单元与所述旋转部的距离小的量的所述吹扫气体向所述真空泵供给，使向所述真空泵供给的所述吹扫气体的所述压力成为中间流或粘性流。

3.如权利要求1所述的真空泵的排气***，其特征在于，

所述真空泵具备：定子柱，收容使所述旋转部旋转的电装部；以及基座，将所述定子柱固定；

通过所述定子柱在所述吹扫气体流路的比所述温度传感器单元靠下游侧的至少一部分具备外径比所述基座大的节流部，将流速比由所述真空泵排气的所述排气气体倒流的流速快的所述吹扫气体向所述真空泵供给。

4.如权利要求1所述的真空泵的排气***，其特征在于，

通过所述基座在所述吹扫气体流路的比所述温度传感器单元靠下游侧的至少一部分具备外径比所述定子柱大的节流部，将流速比由所述真空泵排气的所述排气气体倒流的流速快的所述吹扫气体向所述真空泵供给。

5.如权利要求1～4中任一项所述的真空泵的排气***，其特征在于，

所述吹扫气体供给装置能够将向所述真空泵供给的所述吹扫气体的流量以由所述温度传感器单元进行的温度测量时和其以外的至少两种进行设定。

6.如权利要求1～5中任一项所述的真空泵的排气***，其特征在于，

所述温度传感器单元具备：

受热部，与所述旋转部对置；

绝热部，支承所述受热部；

安装部，将所述绝热部安装于所述真空泵；以及

第1温度传感器，被固定在所述受热部。

7.如权利要求6所述的真空泵的排气***，其特征在于，

所述温度传感器单元的所述受热部和所述绝热部被一体成型。

8.如权利要求6或7所述的真空泵的排气***，其特征在于，

所述温度传感器单元在所述绝热部、所述安装部或安装所述温度传感器单元的零件具备第2温度传感器；

根据所述第1温度传感器和所述第2温度传感器的温度差测量所述旋转部的所述温度。

9.一种真空泵，其特征在于，

装备于权利要求1～8中任一项所述的真空泵的排气***。

10.一种吹扫气体供给装置，其特征在于，

装备于权利要求1～8中任一项所述的真空泵的排气***。

11.一种温度传感器单元，其特征在于，

装备于权利要求1～8中任一项所述的真空泵的排气***。

12.一种真空泵的排气方法，其特征在于，

在权利要求1～8中任一项所述的真空泵的排气***中，

至少在所述温度传感器单元测量所述旋转部的所述温度时，在所述温度传感器单元周围，将满足以下某一方的条件的所述吹扫气体向所述真空泵供给：

所述吹扫气体的流速比由所述真空泵排气的排气气体倒流的流速快的量；或所述吹扫气体的压力成为中间流或粘性流的量。