JPH03213688A

JPH03213688A - スクリュー真空ポンプ

Info

Publication number: JPH03213688A
Application number: JP610590A
Authority: JP
Inventors: Hirochika Kametani; 裕敬亀谷; Riichi Uchida; 利一内田; Hiroshi Torigoe; 大資鳥越; Kotaro Naya; 納谷　孝太郎
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1990-01-17
Filing date: 1990-01-17
Publication date: 1991-09-19

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、真空槽の排気装置に係り、特に、半導体製造
に用いる真空槽から反応生成物の混入した気体を排出す
るのに好適なスクリュー真空ポンプに関する。

〔従来の技術〕

従来の装置は、特開昭６０−２１６０８９号公報に記載
のように、スクリューロータの回転支持方法は特に示さ
れておらず、実施例でも両端支持にしている。また、ケ
ーシングの中央部から吐出側端へかけてウォータジャケ
ットが広くボアを包む構造となっている。

さらに、ウォータジャケットに流す冷却水の水温や流量
についても考慮されていない。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は装置の分解及び組立ての簡素化について
考慮がされておらず、装置の製造時や分解掃除、あるい
は、故障修理の際に時間と手間がかかるという問題があ
った。

また、ウォータジャケット内部の冷却水の温度について
考慮がされておらず、過熱によるスクリューロータの焼
付き、あるいは、過冷却による性能の低下や反応生成物
の付着を招くという問題があった。

本発明の目的は分解及び組立てを容易に行うことのでき
るスクリュー真空ポンプを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するためにスクリュー真空ポンプを下
記に示す構造とする。

一組のスクリューロータは吐出側を回転支持される片持
ち構造とし、吸入側は自由端にする。吐出側の回転軸の
延長上には各軸に同期歯車を備え、そ九らを噛み合わせ
る。

スクリューロータを収容するケーシングは少なくとも二
つの部分に分割できる構造とする。

この部分の一方はスクリューロータの外周部は微小なす
きまをはさんで面するボア壁をもち、ボア部と呼ぶこと
にする。他方はスクリューロータの歯切りされた部分の
端面と微小なすきまをはさんで面するボア端をもち、端
面部と呼ぶことにする。ボア部と端面部はｙ）元急’＞
門Ｔｏあるいはピン等を用いることによって十分に高い
精度で脱着が可能な構造とする。

端面部にはスクリューロータを回転支持する軸受構造を
備える。

さらに、端面部の内部には、スクリューロータ端面と面
する位置にウォータジャケットを備える。

上記目的をさらに良く達成するために、上記構造に次に
述べる構造を付与できる。

まずスクリューロータの歯切りされた部分の吐出側端に
吸入側方向へ深さを持つ穴を設ける。

該穴の内部にはケーシング軸端部の一部分が位置し、同
時に該部の内部に冷却水の流路を備える。

〔作用〕

ケーシングのボア部は端面部との結合を除くと他の部材
とは接触していないので着脱が容易である。そのためス
クリューロータを露出させて点検掃除する時にはケーシ
ングのボア部をはずすだけですむ。これは軸受、軸封、
同期歯車も同時に着脱せねばならなかった従来例に比較
して非常に簡単である。

ウォータジャケットはケーシングの端面部にあるが、気
体の圧縮熱はスクリューロータの吐出側端付近で最も多
く発生するので、冷却能力は十分である。ただし、排気
する気体が多い場合や冷却水温度が高い場合には冷却能
力が不足する事もあるので、冷却水流路をスクリューロ
ータの内側にも備えた手段により冷却能力を増強させる
ことができる。

本装置に備えられる冷却水の流量増減機構は、温度セン
サによって測られた値が前もって与えられている規定値
よりも高い場合には流量を増加させる。また、逆に規定
値よりも低い場合には流量を減少させる。

なお、増減させる流量は連続、不連続を問わない。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図並びに第２図を用いて
説明する。

スクリューロータｌは回転軸２に固定されており、両者
が一体になって回転する。スクリューロータ１′と回転
軸２′も同様である。スクリューロータ１及び１′には
各々左、右ねじれの歯が切られており、互いに噛み合っ
て回転する。回転軸２と２′には同期歯車５，５′が備
えられており、二つの軸の回転位相を保つ。動力はモー
タなどの動力源（図示せず）から回転として動力入力軸
６を経て供給される。スクリューロータ２，２′の外周
は微小なすきまをはさんでケーシングのボア部３のボア
壁と面する。ケーシングのボア部３の外側には冷却フィ
ン１２が付けられる。ケーシングのボア部３とケーシン
グの端面部４はいんろう門ア、あるいは、金金洟６ｅシ
によって固定位置を高精度に決定される。ケーシングの
端面部４は回転軸２，２′を軸受７を介して軸支する。

また、潤滑油の漏れを防ぐ目的で軸シール８も備えられ
る。ケーシングの端面部４のボア端面はスクリューロー
タ１，１′の端面と微小なすきまを保つ。

そして、ケーシングの端面部４の内部にはウォータジャ
ケット９が設けられており、冷却水が本装置の外部から
出入りする。

スクリューロータ１，１′　を回転させると、方のスク
リューロータの歯溝が他方のスクリューロータの歯とボ
ア壁とによって囲まれて形成される作動室１３と呼ばれ
る空間が軸方向下向きに移動する。気体は吸入口１０か
らポンプ内部に入り、作動室１３に閉じ込められて作動
室１３と共に運ばれ、吐出口１１からポンプ外部へ出さ
れる。

定常状態では、作動室の移動によって運ばれる気体と、
作動室から別の作動室へすきまを通って漏れる気体の量
が均衡するので、作動室内部の圧力は吸入側から吐出側
へ向って次第に高くなる。

作動室１３の内部の気体は圧縮作用を受けるので、発熱
する。そして、その量は吐出側はど多い。

発生した熱はウォータジャケット９によって除去され、
過熱が防止される。また、冷却フィン１２も放熱を行い
ウォータジャケット９による冷却を補助する。

真空ポンプは、特に、半導体製造設備として用いる場合
には定期的な分解掃除と点検が必要である。その主たる
理由は真空ポンプの内部に真空で副産物として生じる反
応生成物が付着してしまい。

これを除去する必要があるからである。

本発明によれば、簡単な作業でケーシングのボア部３を
はずしてスクリューロータ１，１′　を露出させて、分
解掃除と点検を行うことができる。

なせならば、ケーシングのボア部３はケーシングの端面
部４と締結されている以外は他の部材とは結合されてお
らず、この締結を解くのみでケーシングのボア部３をは
ずすことができるからである。

なお、ケーシングのボア部３には補助的な冷却装置とし
て冷却フィン１２が備えられてはいるが、外部との配管
を必要とするウォータジャケットは備えられていない。

以下、本発明の第二の実施例を第３図並びに第４図を用
いて説明する。

本実施例の構造は第１図および第２図の実施例と比較し
て、冷却水がウォータジャケットに直接入らずにスクリ
ューロータの内側を経由するようにし、冷却フィン１２
を省いた。

冷却水は本装置の外部より供給され、ケーシングの端面
部４に開けられた冷却水流路１４を通ってスクリューロ
ータの内側に入り込む。ケーシングの端面部４に固定さ
れた軸受押え板１５には固定された側面に溝１６が切ら
れており、冷却水はそこを通って流れる。冷却水はさら
に流路１４′を通ってウォータジャケットに注がれる。

本実施例によれば、第一の実施例の効果に加えて、冷却
水路が長く内部に入り込んでいるので、冷却能力が高い
。特に、軸受７と軸封装置８は近傍に冷却水流路１４．
１４’があることから、十分に冷却されて過熱を防止す
ることができ、信頼性も向上する。

なお、第４図は第３図における冷却水流路１４の位置を
回転軸を中心として開いた展開図である。

以下、本発明の第三の実施例を第５図を用いて説する。

本実施例において、真空ポンプ本体は第二の実施例と同
一であるものとし、それ以外の部分ついて構造を述べる
。

ウォータジャケット９から排出された冷却水は温度セン
サ２４によって温度を測られた後に、屋外の冷却塔２１
へ送られる。冷却塔２１によって空気中に熱を放出した
冷却水は、再び、ポンプによって送られ、温度センサ２
５．バルブ２２を経て冷却水流路１４から真空ポンプ内
部へ導入される。

また、本実施例では軸受７の外輪の温度を温度センサ２
３で読み取っている。そして三つの温度センサ２３〜２
５から得られた温度情報を基にしてバルブ２２の開閉を
指令する制御装置２０が設けられる。指令装置２０は温
度センサ２３、もしくは、２４のいずれかが規定された
よりも高い値を示す時に、温度センサ２５の出力値に応
じてバルブ２２を開き、冷却水の流量を増加させる。バ
ルブ２２を全開しても温度が高過ぎる場合には緊急停止
、あるいは、警告ランプ点灯等の作動をする。また、逆
に、温度が規定値に達しない時にはバルブ２２を閉じて
冷却能力を減じる。

本実施例によれば、スクリュー真空ポンプ各部の温度を
ほぼ一定に保つことができるので、高い性能と信頼性を
向上させることができる。

なぜならば、温度が設計値よりも高過ぎると、スクリュ
ーロータ１が熱膨張してケーシングのボア部３と接触し
て焼き付きを起こしてしまう心配がある。また、軸受の
寿命が短くなってしまうという心配も生じるからである
。

一方、温度が設計値よりも低過ぎると、スクリューロー
タ相互間、あるいは、スクリューロータとボア壁との間
のすきまが大きくなってしまい、そこを通って漏れる気
体の量が増加するので真空ポンプの到達圧力や排気量等
の性能を低くしてしまい、また、前述した反応生成物が
スクリューロータに付着しゃすくな心配もあるからであ
る。

本実施例では温度センサを三ヶ使用したが、ケ所で代表
できればそれでもさしつかえない。また、電気、あるい
は、電子式による制御装置によらずに、バイメタルや形
状記憶合金を用いて温度センサとバルブを一体化したも
のであってもよい。

冷却塔２１に代えて、真空ポンプに付属するラジェータ
を設けてもよく、水が豊富な場合には冷却水を循環させ
ずに使い捨てでもかまわない。また、冷却水の送水用ポ
ンプを能力可変形として、これをバルブ２２の代りとし
てもよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ケーシングのボア部を簡単に取りはず
すことができるので、スクリュー真空ポンプの分解、掃
除ならびに点検作業が容易になる。

また、動作中の温度をほぼ一定に保つことができるので
、高い性能と信頼性を両立することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例・の正面断面図、第２図は本
発明の一実施例の側面断面図、第３図は本発明の第二の
実施例の正面断面図、第４図は第３図の部分展開図、第
５図は本発明の第三の実施例の系統図である。１・・・スクリューロータ　（左ねじれ）、１′・・・
スクリューロータ（右ねじれ）、２．２’・・・回転軸
、３・・・ケーシングのボア部、４・・・ケーシングの
端面第１０２第３困＃４ｍｔ

Claims

【特許請求の範囲】１、平行をなす二軸の回りを互いに噛み合つて反対方向
に同期して回転し、互いにねじれの向きが逆である歯が
刻まれている二つのスクリューロータと、軸方向に離れ
た吸入口と吐出口をもち、かつ、互いに共有する空間を
持ち、前記二つのスクリューロータをそれぞれ収容する
一組のボアをもつケーシングを備えたスクリュー真空ポ
ンプにおいて、前記一組のスクリューロータはどちらも吐出側を回転支
持される片持ち構造をしており、前記ケーシングは前記
スクリューロータの外周と微小なすきまをはさんで面す
るボア部と、前記スクリューロータの歯切りされた部分
の端面と微小なすきまをはさんで面する端面部の、少な
くとも二つに分割できる構造を持ち、前記スクリューロ
ータを回転支持する軸受構造は前記ケーシング端面部に
設けられており、前記ケーシング端面部の前記スクリュ
ーロータの端面と面する部分の内部にはウォータジャケ
ットが備えられていることを特徴とするスクリュー真空
ポンプ。