JPH0646483Y2

JPH0646483Y2 - ターボ分子ポンプの真空排気用水分トラップ

Info

Publication number: JPH0646483Y2
Application number: JP7461091U
Authority: JP
Inventors: 正誼柳井; 富雄西谷; 悦治川口
Original assignee: Iwatani Corp
Current assignee: Iwatani Corp
Priority date: 1991-08-23
Filing date: 1991-08-23
Publication date: 1994-11-30
Anticipated expiration: 2004-11-30
Also published as: JPH0518603U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、ターボ分子ポンプを使
用した真空発生装置での水分トラップに関する。

【０００２】

【従来技術】従来、高い真空状態を得られるポンプとし
て、クライオポンプやターボ分子ポンプ、あるいは油拡
散ポンプが一般的に使用されている。ところで、近年、
半導体製造装置、各種蒸着装置、電子顕微鏡等で清浄な
真空状態を得ることが求められている。そして、クライ
オポンプは清浄な真空が得られ、水蒸気の排気を含めた
排気性能が良好であるという大きな特徴を有している
が、溜込式真空ポンプであることから、再生停止を頻繁
に行わなければならず、高価な装置の稼働率を低下させ
るという問題を有していた。

【０００３】一方、ターボ分子ポンプや油拡散ポンプは
連続的に使用することのできる真空ポンプであるが、水
蒸気の排気能力が小さく、また、油分の逆流により、汚
れた真空になるという問題がある。そこで、従来、ター
ボ分子ポンプや油拡散ポンプを使用する真空装置では、
ポンプのサクションポートにコールドトラップを連結固
定し、コールドトラップの寒冷を利用して、油分の逆流
を防止するとともに、水蒸気を除去するようにしてい
た。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】従来のコールドトラッ
プは、寒冷を得る冷熱源として、液体窒素を使用してい
た。ところが、液体窒素を使用しているコールドトラッ
プでは、液体窒素をトラップの液体窒素室に溜め込ん
で、その気化熱でトラップ内を冷却していたことから、
液体窒素が消費されることになり、定期的に液体窒素を
補給しなければならなかった。この液体窒素の補給作業
は面倒なうえ、クリーンルームに液体窒素補給容器を持
ち込む際にホコリ等の不純物が侵入するという問題があ
った。

【０００５】そこで、本出願人は先に、高真空ポンプの
サクションポートと処理室とを気密に連通する吸引路に
極低温冷凍装置のコールドエンドを突入させて配置し、
コールドエンドで発生する寒冷温度を使用するようにし
たコールドトラップを提案した（実開平２−１３３４０
１号)。ところがこの先に提案したコールドトラップで
は、コールドエンドを使用したコールドトラップと水冷
式のバッフル板とを直列に配置していたことから、装置
全体が大型化するという問題が残っていた。

【０００６】さらに、ターボ分子ポンプでは、回転翼と
それと対をなす固定翼とが気流の流れ方向に直交する状
態で位置していることから、気流に乗って流入して来た
水分はこの回転翼と固定翼との隙間に飛び込んだものだ
けが系外に排出されることになり、回転翼や固定翼の表
面にぶつかったものは、反射して気流流れ方向上流側に
戻されることになる。この結果、排気速度を高めること
が難しいうえ、水分を完全に除去することができないこ
とから、到達真空度も高くすることが困難であという問
題があった。本考案は、このような点に着目してなされ
たもので、小型でありながら確実に水蒸気を除去するこ
とのできるターボ分子ポンプでのコールドトラップを提
供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに本考案は、ターボ分子ポンプを形成する回転翼ロー
タの気体流入側に回転翼ロータに近接させてコールドト
ラップ装置を配置し、このコールドトラップ装置を極低
温冷凍機と円筒形トラップ及びこの円筒形トラップに伝
熱可能に接続された傘状トラップとで構成し、傘状トラ
ップの最大径を回転翼の内径よりも小径に形成するとと
もに、円筒形トラップの外径を気体流入路に近接して対
向する大きさに形成し、傘状トラップをその中心線が回
転翼ロータの回転軸芯と一致する状態でその最大径部分
を回転翼ロータの気体流入側端部に近接させて配置する
ことにより、円筒形トラップを気体流入路の内壁に近接
させて配置し、円筒形トラップを冷凍機の冷熱出力部に
熱的に接続したことを特徴としている。

【０００８】

【作用】本考案では、最大径を回転翼の内径よりも小径
に形成した傘状トラップを冷凍機に円筒形トラップを介
して熱接続し、この傘状トラップを回転翼ロータの気体
流入側端部に近接させて気体流れ方向で末広がりとなる
状態で配置しているので、気体流入路を流れて来た排気
流はこの傘状トラップで案内されてターボポンプの気流
流通空間に流れ込むことになり、排気速度を高めること
ができるうえ、その流入時に傘状トラップに衝突した水
分子は傘状トラップに付着凝固することになる。さら
に、本考案では、ターボポンプの回転翼ロータよりも気
体流れ方向上流側に円筒形トラップを気体流入路の内壁
に近接させて配置し、この円筒形トラップを冷凍機の冷
熱出力部に熱的に接続してあるので、回転翼や固定翼に
衝突して跳ね返された水分子が気体流入路の内周壁に近
接して配置した円筒形トラップに捕捉されることにな
る。これにより、トラップ装置上流側での水蒸気の残留
が少なくなり、到達真空度を高めることができる。

【０００９】

【実施例】図面は本考案の実施例を示す縦断面図であ
る。図中符号(１)は軸流ターボ分子ポンプであり、この
軸流ターボ分子ポンプ(１)は筒胴(２)の内周面に固定配
置した固定翼(３)と、この固定翼(３)と対をなす回転翼
(４)と、この回転翼(４)を固定したロータ(５)と、この
ロータ(５)を回転駆動する駆動モータ(６)とを有してい
る。なお、符号(７)は排気口、(８)は冷却水ホース口、
(９)は筒胴(２)の上端に配置した吸気口フランジであ
る。

【００１０】軸流ターボ分子ポンプ(１)の吸気口フラン
ジ(９)には、コールドトラップ装置(10)が連結固定して
ある。このコールドトラップ装置(10)は、ケーシング(1
1)と、ケーシング(11)の内周壁に近接させて配置した円
筒形トラップ(12)と、この円筒形トラップ(12)に板状十
字熱伝達板(13)で熱接続した傘状トラップ(14)と、円筒
形トラップ(12)に熱伝達板(15)を介してその冷熱出力部
(16)を熱接続した極低温冷凍機(17)とで構成してある。

【００１１】傘状トラップ(14)はその最大径をターボ分
子ポンプ(１)の回転翼(４)での内径よりもわずかに小径
となるように形成してあり、その最大径部分が回転翼ロ
ータ(５)の気体流入側端部に近接して対向する状態に配
置してある。したがって、傘状トラップ(14)は気体流れ
方向で末広がりとなる状態に位置することになり、気体
流入路(18)を流れてきた気体は傘状トラップ(14)で案内
されて、その水蒸気は傘状トラップ(14)に衝突すると、
瞬時に凝固付着し、ドライな気体のみが回転翼(４)の回
転領域に円滑に流れ込む。

【００１２】上述のように構成したコールドトラップ付
きのターボ分子ポンプ(１)では、ロータ(５)の回転にと
もなって、回転翼(４)の回転領域に気体が流れ込むこと
になるから、ポンプとしての排気効率が増大する。しか
も、ロータ(５)よりも上流側に円筒形トラップ(12)を配
置してあるから、ターボ分子ポンプ(１)の回転翼(４)あ
るいは固定翼(３)にぶつかって跳ね返った水分子が円筒
形トラップ(12)で捕捉されることになる。これにより、
真空発生装置での残留ガスの主要成分である水蒸気を確
実に除去することができるから、到達真空度を高くする
ことができるとともに、清浄な真空を得ることができ
る。

【００１３】なお、上記実施例では、円筒形トラップ(1
2)を１重に配置したが、これを所定間隔隔てて２重に配
置するようにしてもよい。この場合、円筒形トラップ(1
2)はロータ(５)より上流側の気体流入路(18)の内周面に
近接させて配置することが好ましい。

【００１４】

【考案の効果】本考案では、最大径を回転翼の内径より
も小径に形成した傘状トラップを、ターボ分子ポンプの
回転翼ロータの気体流入側端部に気体流れ方向で末広が
りとなる状態で近接させて配置しているので、気体流入
路を流れて来た排気流はこの傘状トラップで案内されて
ターボ分子ポンプの気流流通空間に流れ込むことにな
り、排気速度を高めることができる。

【００１５】さらに、本考案では、ターボ分子ポンプの
回転翼ロータよりも気体流れ方向上流側に円筒形トラッ
プを気体流入路の内壁に近接させて配置し、この円筒形
トラップ及び傘状トラップを冷凍機の冷熱出力部に熱的
に接続してあるので、回転翼部分に気体側流れ込む際に
傘状トラップに衝突した水分子は傘状トラップで、ま
た、回転翼や固定翼に衝突して跳ね返された水分子は気
体流入路の内周壁に近接して配置した円筒形トラップで
捕捉されることになるから、トラップ装置上流側での水
蒸気の残留が少なくなり、到達真空度を高めることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１…ターボ分子ポンプ、４…ターボ
分子ポンプの回転翼、５…ターボ分子ポンプの回転翼ロ
ータ、 12…円筒形トラップ、14…傘状トラップ、
16…冷凍機の冷熱出力部、17…冷
凍機、 18…気体流入路。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】ターボ分子ポンプ(１)を形成する回転翼
ロータ(５)の気体流入側に回転翼ロータ(５)に近接させ
てコールドトラップ装置(10)を配置し、このコールドト
ラップ装置(10)を極低温冷凍機(17)と円筒形トラップ(1
2)及びこの円筒形トラップ(12)に伝熱可能に接続された
傘状トラップ(14)とで構成し、傘状トラップ(14)の最大
径を回転翼(４)の内径よりも小径に形成するとともに、
円筒形トラップ(12)の外径を気体流入路(18)に近接して
対向する大きさに形成し、傘状トラップ(14)をその中心
線が回転翼ロータ(５)の回転軸芯と一致する状態でその
最大径部分を回転翼ロータ(５)の気体流入側端部に近接
させて配置することにより、円筒形トラップ(12)を気体
流入路(18)の内壁に近接させて配置し、円筒形トラップ
(12)を冷凍機(17)の冷熱出力部(16)に熱的に接続したこ
とを特徴とするターボ分子ポンプの真空排気用水分トラ
ップ。