JPH03290092A - Turbo-molecular pump - Google Patents
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- Non-Positive Displacement Air Blowers (AREA)
Abstract
Description
［０００１］ [0001]
本発明は、プロセスガスによる反応生成物のポンプ内へ
の付着を防止するために好適に使用されるターボ分子ポ
ンプに関するものである。
［０００２］The present invention relates to a turbomolecular pump that is suitably used to prevent reaction products caused by process gas from adhering inside the pump. [0002]
第５図は従来のターボ分子ポンプを示しており、筒状ケ
ーシング１と、このケーシング１を支持するベース２と
、前記ケーシング１内にあって前記ベース２に固設され
たモータハウジング３と、このモータハウジング３内に
装着した軸受たるベアリング４．５を介して支承された
シャフト６と、このシャフト６に一体回転可能に固着さ
れ内周７ａに前記モータハウジング３を収容してなるロ
ータ７とこのロータ７の外周７ｂと前記ケーシング１の
内周１ａとの間に構成されたポンプ機構たるタービン８
と、前記ベース２の底部に取着されたオイルタンク９と
を具備してなる。そして、吸気口１０から吸い込んだガ
スをタービン８で圧縮し排気口１１に向かって強制排気
し得るようになっている。
［０００３］FIG. 5 shows a conventional turbo molecular pump, which includes a cylindrical casing 1, a base 2 supporting the casing 1, a motor housing 3 located inside the casing 1 and fixed to the base 2, A shaft 6 supported through a bearing 4.5 installed in the motor housing 3, and a rotor 7 fixed to the shaft 6 so as to be able to rotate integrally and housing the motor housing 3 in its inner periphery 7a. A turbine 8 serving as a pump mechanism is constructed between the outer circumference 7b of the rotor 7 and the inner circumference 1a of the casing 1.
and an oil tank 9 attached to the bottom of the base 2. Gas sucked in from the intake port 10 is compressed by the turbine 8 and can be forcibly exhausted toward the exhaust port 11. [0003]
ところが、このような従来のターボ分子ポンプでは、プ
ロセスガスを排気する場合に、それにより生成される反
応生成物がポンプ内に付着、堆積することを防止できな
いという問題を生じる。
［０００４］
具体的に説明すると、ターボ分子ポンプではベアリング
４．５の冷却のために水冷パイプ１２ａを半田等によっ
て埋設した冷却金具１２がベース２及びオイルタンク９
に密着させて配設してあり、これによりベース２を直接
冷却して下部ベアリング５に冷熱を与えるとともに、オ
イルタンク９内のオイルを冷却しそのオイルをノズル６
ａにより吸い上げて、シャフト６に沿って上部ベアリン
グ４に供給するようにしている。このオイルは下部ベア
リング５にも供給される。しかし図示の如くベース２に
はケーシング１の内周１ａをなすスペーサ１ｂやモータ
ハウジング３等が金属接触させてあり、これらは通常、
熱伝動率の良好なアルミ合金でつくられているため、ベ
ース２に伝わる冷熱の多くはこれらの部位に伝達され、
その後輻射によってロータ下端７ｃを含むロータ内周７
ａないしロータ外周７ｂに伝達されて、これらの領域Ａ
に蓄冷され易く、したがって、この領域Ａがポンプ運転
時に比較的低い温度に保たれることが多くなる。一方、
このポンプを例えば半導体デバイスのアルミニウムドラ
イエツチング等を行う半導体製造装置に適用すると、こ
の種の装置ではエツチングに必要な若干量の塩素系プロ
セスガス（ＣＣ１４、ＢＣｌ３、ＣＩ２など）を処理室
内に定常的に流しながら処理を行なうため、ＡＩをエツ
チングした際に生じる反応生成物（塩化アルミニウムＡ
ｌＣｌ３など）が未反応プロセスガスとともにポンプ内
に流れ込んでくる。しかして、かかるＡｌＣｌ３等は、
第６図の蒸気圧曲線に示すように圧力に応じである温度
以上で気相となりその温度以下で固相となる性質があり
（特開平１−２６７３９１号公報の記載引用） 前述し
た領域への温度は通常の使用条件でこのようなＡｌＣｌ
３等の固相温度以下に下がることが多いことから、この
ＡｌＣｌ３等が領域Ａを通過する間に冷却され、第５図
に示すごとく固体状となって周辺に付着することになる
。これによるＡｌ０１３等の堆積量は、実用レベルにお
いて一定の使用期間内に多いときで３〜４ｍｍにまで達
することも少なくない。
［０００５］
このため、ターボ分子ポンプをかかるＡｌＣｌ３やそれ
と同等の現象を生じるガスの排気に用いると、通常の場
合に比べてより頻繁な分解清掃作業が必要となり、メン
テナンス上と稼動効率上とにおいて極めて大きな不都合
を強いられる問題を生じることになる。また、特にロー
タ外周７ｂとケーシング内周１ａとの間では、この部位
が１ｍｍ前後の極少隙間に保たれていることもあって、
堆積した反応生成物により両者が固体接触し易く、ポン
プ自体の損傷又は破損を招き易い。 このような不具合
はベアリングを採用するものに限らず、例えば磁気軸受
を採用するもの等であっても、発熱要因が小さく運転時
に領域Ａの温度が反応生成物に対して固相温度以下に保
たれているものに共通した問題となっている。また磁気
軸受を採用したターボ分子ポンプにおいても、ガスと翼
との摩擦熱や、ガス負荷の増大によるモータ発熱などの
発熱要因が大きいものでは、やはりボールベアリング方
式と同様に軸受保護の見地から冷却手段が設けられ、反
応生成物の付着の問題を生じている。
［０００６］
そこで、このような不具合を解消するために、上述した
反応生成物が堆積し易い領域Ａを加熱することが考えら
れる。しかし、これによる加熱効果を適正ならしめると
、前述した如くポンプ内は熱伝動率の良好な部材で構成
されているためその熱が逆にモータハウジング３に伝わ
り、ベアリング４．５や、図示しない磁気軸受を昇温さ
せて適正な機能を奪う恐れが極めて高くなる。
［０００７］
本発明は、このような課題に着目してなされたものであ
って、領域への反応生成物の付着を有効に防止し、かつ
、軸受の適正な機能を保障することにより、ターボ分子
ポンプの信頼性、耐久性、メンテナンス性等を有効に向
上させることを目的としている。
［０００８］However, such conventional turbomolecular pumps have a problem in that when the process gas is evacuated, reaction products produced thereby cannot be prevented from adhering and depositing inside the pump. [0004] Specifically, in a turbo molecular pump, a cooling fitting 12 in which a water cooling pipe 12a is embedded with solder or the like for cooling the bearing 4.5 is connected to the base 2 and the oil tank 9.
This directly cools the base 2 and provides cold heat to the lower bearing 5, and also cools the oil in the oil tank 9 and directs the oil to the nozzle 6.
a and supplies it to the upper bearing 4 along the shaft 6. This oil is also supplied to the lower bearing 5. However, as shown in the figure, the spacer 1b forming the inner periphery 1a of the casing 1, the motor housing 3, etc. are in metal contact with the base 2, and these normally
Since it is made of aluminum alloy with good thermal conductivity, most of the cold heat that is transferred to the base 2 is transferred to these parts,
Thereafter, due to radiation, the inner circumference 7 of the rotor including the lower end 7c of the rotor
a to the rotor outer periphery 7b, and these areas A
Therefore, this region A is often kept at a relatively low temperature during pump operation. on the other hand,
When this pump is applied to semiconductor manufacturing equipment that performs aluminum dry etching of semiconductor devices, for example, this type of equipment constantly pumps a small amount of chlorine-based process gas (CC14, BCl3, CI2, etc.) necessary for etching into the processing chamber. Because the process is carried out while flowing the aluminum chloride, the reaction product produced when etching AI (aluminum chloride
lCl3, etc.) flows into the pump along with the unreacted process gas. However, such AlCl3 etc.
As shown in the vapor pressure curve in Figure 6, it has the property of becoming a gas phase above a certain temperature and a solid phase below that temperature depending on the pressure (cited from JP-A-1-267391). The temperature is such that AlCl under normal usage conditions.
Since the temperature often falls below the solidus temperature of 3 etc., this AlCl3 etc. is cooled while passing through region A, becomes solid and adheres to the surrounding area as shown in FIG. The amount of deposited Al013, etc. due to this often reaches 3 to 4 mm within a certain period of use at a practical level. [0005] Therefore, if a turbomolecular pump is used to exhaust such AlCl3 or a gas that causes a similar phenomenon, it will require more frequent disassembly and cleaning work than in the normal case, which will cause problems in terms of maintenance and operational efficiency. This will result in problems that will cause extremely large inconveniences. In addition, especially between the rotor outer periphery 7b and the casing inner periphery 1a, this area is kept with a very small gap of around 1 mm.
The deposited reaction products tend to cause solid contact between the two, which can easily cause damage or breakage of the pump itself. Such problems are not limited to those that use bearings, but even for those that use magnetic bearings, the heat generation factor is small and the temperature in area A is kept below the solidus temperature for reaction products during operation. This is a common problem for those who are exposed to water. In addition, even in turbomolecular pumps that use magnetic bearings, if the cause of heat generation is large, such as frictional heat between the gas and blades or heat generated by the motor due to increased gas load, cooling is required from the standpoint of protecting the bearings, as with ball bearing systems. Means are provided, creating a problem of deposition of reaction products. [0006] Therefore, in order to eliminate such problems, it is conceivable to heat the region A where the above-mentioned reaction products are likely to accumulate. However, if this heating effect is made appropriate, as mentioned above, the inside of the pump is made up of members with good thermal conductivity, so the heat is transferred to the motor housing 3, and the bearings 4.5 and 5 (not shown) There is an extremely high possibility that the temperature of the magnetic bearing will rise and the proper function will be lost. [0007] The present invention has been made with attention to such problems, and by effectively preventing reaction products from adhering to the region and ensuring proper function of the bearing, The aim is to effectively improve the reliability, durability, maintainability, etc. of molecular pumps. [0008]
本発明は、かかる目的を達成するために、次のような構
成を採用したものである。
［０００９］
すなわち、本発明のターボ分子ポンプは、一般的な構造
を備えてなるものにおいて、ロータの下端を含む内、外
周からそれらの対向面にかけての領域を加熱する加熱手
段と、軸受を冷却する冷却手段とを設けたことを特徴と
する。
［００１０］
加熱手段と冷却手段を効果的に使用するには、前記領域
の温度を検出するセンサと、このセンサの検出値に基づ
いてそれが目標値に保持されるように前記冷却手段又は
前記加熱手段の少なくとも一方を制御する制御手段とを
設けるのが好ましい。In order to achieve this object, the present invention employs the following configuration. [0009] That is, the turbomolecular pump of the present invention has a general structure, and includes heating means for heating the inner and outer regions including the lower end of the rotor and the opposing surfaces thereof, and cooling means for cooling the bearing. The invention is characterized in that it is provided with a cooling means. [0010] In order to effectively use the heating means and the cooling means, a sensor for detecting the temperature of the area, and a sensor for controlling the temperature of the cooling means or the cooling means so that the temperature is maintained at a target value based on the detected value of this sensor are provided. It is preferable to provide a control means for controlling at least one of the heating means.
【００１月
また、軸受等からの発熱がある程度期待できる場合には
、構成を簡単にするために、軸受を冷却する冷却手段と
、ロータの下端を含む内、外周からそれらの対向面にか
けての領域の温度を検出するセンサと、このセンサの検
出値に基づいてそれが目標値に保持されるように前記冷
却手段を制御する制御手段とにより構成することが有効
となる。
［００１２］
【作用】
このような構成であると、加熱手段によって領域を固相
温度以上に加熱することにより反応生成物が固体状とな
って付着することを防止することができ、これとともに
、冷却手段によって軸受を冷却することにより軸受を焼
損等から保護することができる。この場合、領域が加熱
されているため冷却手段には従来に比べて冷却能力の高
いものを使用することが可能であり、前記加熱手段から
の熱的影響を相殺できることになる。特に、加熱手段と
冷却手段を制御手段を通じて制御するようにした場合に
は、領域の温度管理を適切に行うことが可能になり、ま
た固相となる温度が異なる排気にも容易に対応すること
が可能になる。一方、軸受等からの発熱が大きいもので
は、冷却手段のみを設け、この冷却手段を制御手段によ
って制御するようにしても、軸受等からの発熱を抑止す
ると同時に、領域への冷熱の過度の伝達を防いでこの領
域を適正な温度に保つことができる。
［００１３］In addition, if a certain amount of heat generation from the bearing etc. is expected, in order to simplify the configuration, a cooling means for cooling the bearing and an area from the inner and outer periphery including the lower end of the rotor to their opposing surfaces. It is effective to configure the cooling means by a sensor that detects the temperature of the cooling means, and a control means that controls the cooling means so that the temperature is maintained at a target value based on the detected value of this sensor. [0012] [Function] With such a configuration, by heating the area to a temperature higher than the solidus temperature using the heating means, it is possible to prevent the reaction product from becoming solid and adhering, and at the same time, By cooling the bearing with the cooling means, the bearing can be protected from burnout and the like. In this case, since the region is heated, it is possible to use a cooling means with a higher cooling capacity than in the past, and the thermal influence from the heating means can be offset. In particular, when the heating means and the cooling means are controlled through the control means, it becomes possible to appropriately control the temperature of the area, and it is also possible to easily cope with exhaust gases having different solid phase temperatures. becomes possible. On the other hand, for items that generate a large amount of heat from bearings, etc., even if only a cooling means is provided and this cooling means is controlled by a control means, heat generation from the bearings, etc. can be suppressed, and at the same time, excessive transmission of cold heat to the area can be prevented. This will help keep this area at an appropriate temperature. [0013]
以下、本発明の一実施例を第１図を参照して説明する。
なお、第５図と共通する部分には同一符号を付し、その
説明を省略する。
［００１４］
このターボ分子ポンプは、第５図のターボ分子ポンプに
おいて、ベース２に添接していた冷却金具１２および水
冷パイプ１２ａを除去し、その代わりに加熱手段２１と
、冷却手段２２と、センサ２３と、制御手段２４とを設
けてなる。
［００１５］
加熱手段２１は、オイルタンク９との直接の接触を避け
てベース２底部に密着させたヒータ（例えばシーズヒー
タ）である。このヒータ２１が点弧して発熱すると、先
ずベース２が加熱し、これが該ベース２に金属接触させ
である熱伝動率の良好なモータハウジング３およびスペ
ーサ１ｂに伝達され、これらからさらに輻射によってロ
ータ７の下端７Ｃを含む内周７ａならびに外周７ｂに熱
伝達されて、結果的に領域Ａ全体が均一に加熱されるよ
うにしである。
［００１６］
冷却手段２２は、オイルタンク９の底壁下面に密着させ
た冷却板２２ａと、この冷却板２２ａに凹設した溝２２
ｂと、この溝２２ｂ内に半田等を流し込んで埋設固定し
た螺旋状の水冷パイプ２２ｃとからなり、水冷パイプ２
２ｃに接続した配管２２ｄおよびこの配管２２ｄに介設
した電磁バルブ２２ｅを通じて外部から所要流量の冷却
水を適宜導入できるようにしである。すなわち、この水
冷パイプ２２ｃに冷却水を導入すると、オイルタンク９
内に充填されているオイルが冷却され、これが強制循環
によって上下両ベアリング４．５に給油された際に潤滑
とともに冷却効果がもたらされるようになっている。
［００１７］
センサ２３は、ベース２の肉厚内であって領域への直下
位置に側方から挿入した測温抵抗器である。この測温抵
抗器２３は、領域への温度を電気信号に変換して取り出
すことができるようになっている。
［００１８］
制御手段２４は、前記測温抵抗器２３の検出値ａに基づ
いてそれが予め設定した目標値すに保持されるように前
記電磁バルブ２２ｅ又は前記ヒータ２１の少なくとも一
方を制御する信号ｃ、ｄを出力するように構成されてい
る。すなわち、この制御手段２４はマイクロコンピュー
タやシーケンサ等を構成要素とした比較出力機能を有す
るものであり、例えば目標値すとして６０℃が入力され
ると、前記測温抵抗器２３から入力される検出値ａがこ
の６０℃を下回るときに前記ヒータ２１を作動させ、６
０℃を上回るときに前記電磁バルブ２２ｅを作動させる
ことで、領域Ａの温度を６０℃に収束させようとするも
のである。その際の制御は電磁バルブ２２ｅに対しては
通常のＯＮ、ＯＦＦ制御により、ヒータ２２ｅに対して
はこのＯＮ、ＯＦＦ制御のほか、行き過ぎ制御をなくす
ためにＰＩＤ制御（比例、積分、微分の各補償要素から
なる直列補償制御）によることも有効となる。
［００１９］
このよつな構成であると、このターボ分子ポンプをプロ
セスガスの排気に用い酸物が固体状となって付着するこ
とを有効に防止若しくは軽減することができ、これとと
もに、冷却手段２２によってベアリング４．５を従来以
上の冷却効果をもって冷却することにより、それら自身
の発熱のほか前記ヒータ２１からの熱的影響をも低減し
てこれらを焼損等から有効に保護することができる。特
に、この実施例ではヒータ２１の通電状態と冷却手段２
２の冷却水導入状態を制御手段２４を通じて制御できる
ようにしているので、領域Ａの温度管理を適切に行うこ
とが可能になり、固相となる温度が異なる排気にも容易
に対応することが可能になる。
［００２０］
次に、センサ及び制御手段が設けられていない本発明の
他の実施例を第２図を参照して説明する。なお、第５図
と共通する部分には同一符号を付し、その説明を省略す
る。
［００２１］
このターボ分子ポンプは、第５図のターボ分子ポンプに
おいて、ベース２に添接していた冷却金具１２および水
冷パイプ１２ａを除去し、その代わりに加熱手段３１と
、冷却手段３２とを設けてなる。
［００２２］
加熱手段３１は、モータハウジング３の外周に沿って配
設したシーズヒータ３１である。このシーズヒータ３１
が点弧して発熱すると、先ずモータハウジング３の外壁
が加熱し、これが金属接触させである熱伝動率の良好な
ベース２およびスペーサ１ｂに順次伝達されるとともに
、これらの部位からさらに輻射によってロータ７の下端
７Ｃを含む内周７ａ並びに外周７ｂにかけて伝達され、
結果的に領域Ａ全体が均一に加熱されるようにしである
。
［００２３］
冷却手段３２は、モータハウジング３の内周に沿って配
設した水冷パイプであり、図外から冷却水を導入するこ
とにより、モータハウジング３の上端と下端の間を流通
させることができるようにしである。そして、その冷熱
を軸受ハウジング４ａを介して上部ベアリング４に伝達
するとともに、ベース２及び軸受ハウジ［００２４］
このような構成であると、ヒータ３１によって領域Ａが
効率良く加熱されるため、この部位における反応生成物
等の付着を確実に防止することが可能になり、これとと
もに、水冷パイプ３２によって両ベアリング４．５を直
接的に冷却することにより、それ自体の発熱のほか、前
記ヒータ３１からの熱的影響をも効果的に軽減すること
が可能になる。この際、モータハウジング３では排気中
の有害なガスが内部に侵入することを防ぐために大抵の
場合ガスパージが行われているので、該モータハウジン
グ３内はいくら冷却されることになっても支障はない。
［００２５］
なお、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。例えば、第１図の加熱手段２１に対して第３図に示
す加熱手段４１はケーシング１の外周にシーズヒータを
巻回したものであり、この構造ではケーシング１を加熱
することによってこれと金属接触させである熱伝動率の
良好なスペーサ１ｂ、ベース２およびモータハウジング
３を順次加熱し、さらに輻射によってロータ７の下端７
Ｃを含む内周７ａ、外周７ｂにかけてを加熱できるよう
にしである。このように、加熱手段を配設すべき場所は
特定されるものではなく、他にも第２図中想像線で示す
ようにロータ下端７Ｃに対向するベース２上に配置して
おくことができる。また、本発明が対象とするターボ分
子ポンプは必ずしも軸受がベアリングであるものに限ら
ず、同様の問題を抱える他のターボ分子ポンプにも適用
可能である。例えば第４図に示すラジアル磁気軸受５１
．５２を用いたものでは、ベース５４の底板部にヒータ
５５を配設して領域Ａを加熱するとともに、このヒータ
５５の内周に水冷パイプ５６を巻回して磁気軸受５１．
５２を冷却するようにしたものであり、領域Ａへの反応
生成物の付着防止と、熱的にデリケートな磁気軸受５１
．５２の保護とを図ることができる。なお、冷却位置は
水冷パイプ５６ではなく、底板５７にこれを冷却する冷
却手段たるウォータジャケット５８を穿設してもよい。
このウォータジャケット５８はＶ形をなすもので、入口
および出口にねじが切ってあり、外部の冷却水管を簡単
に螺着できるようにしである。この冷却手段５８に対し
て、同図中ベース２に埋設された水冷パイプ５６は有端
リング状のもの特開平３−２９００乏１２ （１０）
冷却水管との接続も簡単で洩れも少なく、増設も容易で
ある点で優れており、第１図や第３図に示した冷却手段
にも適宜使用することができる。さらに、加熱手段に温
水を用いたり、冷却手段に空冷ファンを用いたり、セン
サに熱雷対なと他の種類のものを使用したり、ポンプ機
構にねじロータを採用するなど、本発明の趣旨を逸脱し
ない範囲で種々変形が可能である。さらにまた、軸受等
からの発熱がある程度大きい場合には、第７図に示すよ
うに簡単に構成することもできる。
同図は第１図と殆どの部位において共通しており、異な
るのは、このターボ分子ポンプが加熱手段を有しておら
ず、制御手段２４力飄検出値ａと目標値すとから冷却手
段２２のみを制御するようにしている点である。しかし
て、この制御手段２４により、領域Ａの温度の検出値ａ
が目標値すに保持されるように、冷却手段２２への冷却
水導入状態をＯＮ・ＯＦＦ制御することで、ベアリング
４．５からの発熱を始めとして、タービン８におけるガ
スと翼との摩擦熱、あるいはガス負荷の増大によるモー
タＭからの発熱などを適度に抑止し、その結果、領域Ａ
の温度を適正に保って反応生成物の付着を防止すること
ができる。このような作用効果は、磁気軸受方式のター
ボ分子ポンプにあっても発熱要因の大きいものにおいて
同等に奏されるのは言うまでもない。
［００２６］An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. Note that parts common to those in FIG. 5 are given the same reference numerals, and their explanations will be omitted. [0014] In this turbo-molecular pump, the cooling fitting 12 and the water-cooling pipe 12a attached to the base 2 in the turbo-molecular pump of FIG. 5 are removed, and instead, heating means 21, cooling means 22, and a sensor are installed. 23 and a control means 24. [0015] The heating means 21 is a heater (for example, a sheathed heater) that is brought into close contact with the bottom of the base 2 to avoid direct contact with the oil tank 9. When this heater 21 is ignited and generates heat, the base 2 is first heated, and this heat is transmitted to the motor housing 3 and spacer 1b, which are in metal contact with the base 2 and have good heat conductivity, and from these, the rotor is further heated by radiation. Heat is transferred to the inner periphery 7a including the lower end 7C of 7 and the outer periphery 7b, so that the entire area A is heated uniformly as a result. [0016] The cooling means 22 includes a cooling plate 22a that is in close contact with the lower surface of the bottom wall of the oil tank 9, and a groove 22 that is recessed in the cooling plate 22a.
b, and a spiral water cooling pipe 22c which is embedded and fixed by pouring solder or the like into this groove 22b, and the water cooling pipe 2
A required flow rate of cooling water can be appropriately introduced from the outside through a pipe 22d connected to the pipe 2c and an electromagnetic valve 22e interposed in the pipe 22d. That is, when cooling water is introduced into this water cooling pipe 22c, the oil tank 9
The oil filled inside is cooled, and when this oil is supplied to both the upper and lower bearings 4.5 through forced circulation, it provides both lubrication and a cooling effect. [0017] The sensor 23 is a temperature measuring resistor inserted from the side within the thickness of the base 2 and directly below the area. The temperature measuring resistor 23 is capable of converting the temperature of the area into an electrical signal and taking it out. [0018] The control means 24 generates a signal to control at least one of the electromagnetic valve 22e and the heater 21 so that the detected value a of the temperature measuring resistor 23 is maintained at a preset target value. It is configured to output c and d. That is, this control means 24 has a comparison output function using a microcomputer, a sequencer, etc. as a component, and for example, when a target value of 60° C. is input, the detection input from the temperature measuring resistor 23 When the value a is below 60°C, the heater 21 is activated, and 6
By operating the electromagnetic valve 22e when the temperature exceeds 0°C, the temperature in area A is intended to converge to 60°C. At this time, the electromagnetic valve 22e is controlled by normal ON/OFF control, and the heater 22e is controlled by PID control (proportional, integral, differential control) in addition to this ON/OFF control to eliminate excessive control. It is also effective to use series compensation control consisting of compensation elements. [0019] With this kind of configuration, it is possible to effectively prevent or reduce the adhesion of acid substances in the form of a solid when the turbo molecular pump is used to exhaust the process gas, and at the same time, the cooling means By cooling the bearings 4.5 with a cooling effect greater than that of the conventional bearings 22, not only their own heat generation but also the thermal influence from the heater 21 can be reduced, thereby effectively protecting them from burnout and the like. In particular, in this embodiment, the energization state of the heater 21 and the cooling means 2
Since the cooling water introduction state in step 2 can be controlled through the control means 24, it is possible to appropriately manage the temperature in region A, and it is possible to easily cope with exhaust gas having different solid phase temperatures. It becomes possible. [0020] Next, another embodiment of the present invention in which a sensor and a control means are not provided will be described with reference to FIG. Note that parts common to those in FIG. 5 are given the same reference numerals, and their explanations will be omitted. [0021] In this turbo-molecular pump, the cooling fitting 12 and the water-cooling pipe 12a attached to the base 2 are removed from the turbo-molecular pump of FIG. 5, and a heating means 31 and a cooling means 32 are provided in their place. It becomes. [0022] The heating means 31 is a sheathed heater 31 disposed along the outer periphery of the motor housing 3. This sheathed heater 31
When the motor is ignited and generates heat, first the outer wall of the motor housing 3 is heated, and this heat is sequentially transmitted to the base 2 and the spacer 1b which are in metal contact and have good thermal conductivity, and is further transferred to the rotor by radiation from these parts. It is transmitted over the inner circumference 7a and outer circumference 7b including the lower end 7C of 7,
As a result, the entire region A is heated uniformly. [0023] The cooling means 32 is a water cooling pipe disposed along the inner circumference of the motor housing 3, and by introducing cooling water from outside the figure, it is possible to circulate between the upper end and the lower end of the motor housing 3. It is possible to do so. Then, the cold heat is transmitted to the upper bearing 4 via the bearing housing 4a, and the base 2 and the bearing housing [0024] With such a configuration, since the region A is efficiently heated by the heater 31, this region At the same time, since both bearings 4.5 are directly cooled by the water-cooling pipe 32, in addition to their own heat generation, they are also removed from the heater 31. It becomes possible to effectively reduce the thermal effects of At this time, in most cases, gas purging is performed in the motor housing 3 to prevent harmful gases in the exhaust from entering the inside, so no matter how much the inside of the motor housing 3 is cooled, there is no problem. do not have. [0025] Note that the present invention is not limited to these examples. For example, in contrast to the heating means 21 shown in FIG. 1, the heating means 41 shown in FIG. The spacer 1b, the base 2, and the motor housing 3, which have good thermal conductivity, are sequentially heated, and then the lower end 7 of the rotor 7 is heated by radiation.
The inner periphery 7a including C and the outer periphery 7b can be heated. In this way, the location where the heating means should be placed is not specified, and it may be placed on the base 2 facing the lower end 7C of the rotor, as shown by the imaginary line in FIG. . Further, the turbo-molecular pump to which the present invention is directed is not necessarily limited to those having bearings, but can also be applied to other turbo-molecular pumps that have similar problems. For example, a radial magnetic bearing 51 shown in FIG.
．． 52, a heater 55 is disposed on the bottom plate of the base 54 to heat the area A, and a water cooling pipe 56 is wound around the inner circumference of the heater 55 to connect the magnetic bearing 51.
52, to prevent reaction products from adhering to area A, and to cool the thermally sensitive magnetic bearing 51.
．． 52 protection. Note that the cooling position is not the water cooling pipe 56, but a water jacket 58 serving as a cooling means for cooling the bottom plate 57 may be provided. The water jacket 58 is V-shaped and has threads at the inlet and outlet so that external cooling water pipes can be easily screwed into the water jacket 58. In contrast to this cooling means 58, the water cooling pipe 56 buried in the base 2 in the same figure is a ring-shaped one with an end. It is also excellent in that it is easy to use, and can be appropriately used in the cooling means shown in FIGS. 1 and 3. Furthermore, the gist of the present invention can be achieved by using hot water as a heating means, using an air cooling fan as a cooling means, using a thermocouple or other type of sensor as a sensor, and adopting a screw rotor as a pump mechanism. Various modifications are possible without departing from the above. Furthermore, if the heat generated from the bearings or the like is large to some extent, a simple configuration as shown in FIG. 7 can be used. This figure has most parts in common with Figure 1, but the difference is that this turbo-molecular pump does not have a heating means, and since the control means 24 and the detected force value a and the target value are 22 is controlled. Therefore, the control means 24 controls the detected temperature a of the area A.
By ON/OFF controlling the cooling water introduction state to the cooling means 22 so that the temperature is maintained at the target value, the frictional heat between the gas and the blades in the turbine 8, including the heat generated from the bearing 4.5, is reduced. , or moderately suppress heat generation from motor M due to increased gas load, and as a result, area A
Adhesion of reaction products can be prevented by maintaining the temperature at an appropriate level. It goes without saying that such effects can be equally achieved even in magnetic bearing type turbomolecular pumps that have a large heat generation factor. [0026]
本発明のターボ分子ポンプは、以上のような構成である
から、領域への反応生成物の付着を有効に防止し、かつ
、軸受の適正な機能を保障することを通じて、ターボ分
子ポンプの信頼性、耐久性、メンテナンス性等を有効に
向上させることが可能になる。特に、領域における温度
を最適値にコントロールするようにした場合には、これ
らの−層顕著な効果を得ることができる。Since the turbo-molecular pump of the present invention has the above-described configuration, the reliability of the turbo-molecular pump is improved by effectively preventing reaction products from adhering to the region and ensuring proper function of the bearing. , durability, maintainability, etc. can be effectively improved. Particularly, when the temperature in the region is controlled to an optimum value, significant effects of these layers can be obtained.
【回目 本発明の一実施例を示す全体断面図。 【図２】 本発明の他の実施例を示す第１図相当の断面図。[Time FIG. 1 is an overall sectional view showing an embodiment of the present invention. [Figure 2] FIG. 2 is a sectional view corresponding to FIG. 1 showing another embodiment of the present invention.
【図３】 本発明の他の実施例を示す第１図相当の断面図。[Figure 3] FIG. 2 is a sectional view corresponding to FIG. 1 showing another embodiment of the present invention.
【図４】 本発明の他の実施例を示す第１図相当の断面図。[Figure 4] FIG. 2 is a sectional view corresponding to FIG. 1 showing another embodiment of the present invention.
【図５】 従来例を示す第１図相当の断面図。[Figure 5] FIG. 1 is a sectional view corresponding to FIG. 1 showing a conventional example.
【図６】 ＡｌＣｌ３の蒸気圧線図。[Figure 6] Vapor pressure diagram of AlCl3.
【図７】
本発明の他の実施例を示す第１図相当の断面図。
■・・・ケーシング
１ａ・・・内周
２・・・ベース
３・・・モータハウジング
４．５・・・軸受（ベアリング）
６・・・シャフト
７・・・ロータ
７ａ・・・内周
７ｂ・・・外周
７Ｃ・・・下端
８・・・ポンプ機構（タービン）
２１・・・加熱手段（シーズヒータ）
２２・・・冷却手段
２３・・・センサ（測温抵抗器）
２４・・・制御手段
３１．４１．５５・・・加熱手段（ヒータ）３２．５６
・・・冷却手段（水冷パイプ）５１．５２．５３・・・
磁気軸受
５８・・・冷却手段（ウォータジャケット）Ａ・・・領
域
ａ・・・検出値
ｂ・・・目標値FIG. 7 is a sectional view corresponding to FIG. 1 showing another embodiment of the present invention. ■...Casing 1a...Inner circumference 2...Base 3...Motor housing 4.5...Bearing 6...Shaft 7...Rotor 7a...Inner circumference 7b ...Outer circumference 7C...Lower end 8...Pump mechanism (turbine) 21...Heating means (sheathed heater) 22...Cooling means 23...Sensor (temperature measuring resistor) 24...Control means 31.41.55... Heating means (heater) 32.56
...Cooling means (water cooling pipe) 51.52.53...
Magnetic bearing 58...Cooling means (water jacket) A...Area a...Detected value b...Target value
【書類名】図面[Document name] Drawing
【図１】[Figure 1]
【図４】[Figure 4]
【図６】[Figure 6]
【図７】[Figure 7]
Claims (3)
ベースと、前記ケーシング内にあって前記ベースに固設
されたモータハウジングと、このモータハウジング内に
装着した軸受を介して支承されたシャフトと、このシャ
フトに一体回転可能に固着され内周に前記モータハウジ
ングを収容してなるロータと、このロータの外周と前記
ケーシングの内周との間に構成されたポンプ機構とを具
備してなるターボ分子ポンプにおいて、前記ロータの下
端を含む内、外周からそれらの対向面にかけての領域を
加熱する加熱手段と、前記軸受を冷却する冷却手段とを
設けたことを特徴とするターボ分子ポンプ。1. A casing, a base supporting the casing, a motor housing located within the casing and fixed to the base, and a shaft supported via a bearing mounted within the motor housing. A turbo molecule comprising: a rotor that is rotatably fixed to the shaft and houses the motor housing on its inner periphery; and a pump mechanism configured between the outer periphery of the rotor and the inner periphery of the casing. A turbo-molecular pump characterized in that the pump is provided with a heating means for heating an area from the inner and outer periphery of the rotor to opposing surfaces thereof, including the lower end of the rotor, and a cooling means for cooling the bearing.
センサの検出値に基づいてそれが目標値に保持されるよ
うに前記加熱手段又は冷却手段の少なくとも一方を制御
する制御手段とを設けたことを特徴とする請求項１記載
のターボ分子ポンプ。2. A sensor for detecting the temperature of the region, and a control means for controlling at least one of the heating means or the cooling means so that the temperature is maintained at a target value based on the detected value of the sensor. The turbomolecular pump according to claim 1, characterized in that:
ベースと、前記ケーシング内にあって前記ベースに固設
されたモータハウジングと、このモータハウジング内に
装着した軸受を介して支承されたシャフトと、このシャ
フトに一体回転可能に固着され内周に前記モータハウジ
ングを収容してなるロータと、このロータの外周と前記
ケーシングの内周との間に構成されたポンプ機構とを具
備してなるターボ分子ポンプにおいて、前記軸受を冷却
する冷却手段と、前記ロータの下端を含む内、外周から
それらの対向面にかけての領域の温度を検出するセンサ
と、このセンサの検出値に基づいてそれが目標値に保持
されるように前記冷却手段を制御する制御手段とを設け
たことを特徴とするターボ分子ポンプ。3. A casing, a base supporting the casing, a motor housing located within the casing and fixed to the base, and a shaft supported via a bearing mounted within the motor housing. A turbo molecule comprising: a rotor that is rotatably fixed to the shaft and houses the motor housing on its inner periphery; and a pump mechanism configured between the outer periphery of the rotor and the inner periphery of the casing. In the pump, there is provided a cooling means for cooling the bearing, a sensor for detecting the temperature of an area from the inner and outer peripheries including the lower end of the rotor to their opposing surfaces, and a sensor for detecting the temperature at a target value based on the detected value of the sensor. A turbo-molecular pump, further comprising a control means for controlling the cooling means so that the cooling means is maintained.
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