温度控制装置以及涡轮分子泵的制作方法

文档序号:11281496阅读:353来源:国知局
温度控制装置以及涡轮分子泵的制造方法

本发明涉及一种温度控制装置以及涡轮分子泵。



背景技术:

涡轮分子泵被用作各种半导体制造装置的排气泵,如果在蚀刻工艺(etchingprocess)等中进行排气,则反应生成物会堆积于泵内部。尤其容易堆积于泵下游侧的气体流路,如果转子(rotor)与定子(stator)的间隙被堆积物填埋而反应生成物堆积,则会产生各种不良情况。例如,转子固接于定子而转子无法旋转,或转子翼与定子侧接触而破损。因此,已知有一种对泵基底(base)部进行加热而抑制反应生成物的堆积的构成的涡轮分子泵(例如参照专利文献1:日本专利特开平10-266991号公报)。

专利文献1中记载的涡轮分子泵包括:基底温度设定单元,基于由旋转翼温度检测单元求出的旋转翼的温度来设定基底部的目标温度;温差算出单元,算出基底温度设定单元的目标温度与基底部中实测到的温度之间的差;以及温度控制单元,基于温差算出单元的输出信号来控制基底部的加热或冷却。而且,在为了防止生成物的堆积而加热基底部时,为了防止旋转翼的温度变得异常,通过基于由旋转翼温度检测单元求出的旋转翼的温度来设定基底部的目标温度,而实现旋转翼的保护,且防止反应生成物的堆积。

然而,即便在为了防止旋转翼的温度变得异常而设定了基底部的目标温度的情况下,也难以完全地防止反应生成物的堆积,从而无法避免反应生成物的堆积。因此,会产生如下问题,即,随着泵运转时间的经过而反应生成物的堆积量增加,最终因反应生成物而转子固接于定子。



技术实现要素:

本发明要解决的技术问题是通过提供一种温度控制装置以及涡轮分子泵,以解决随着泵运转时间的经过而反应生成物的堆积量增加,最终因反应生成物而转子固接于定子的问题。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

本发明的优选实施方式的温度控制装置为涡轮分子泵的温度控制装置,所述涡轮分子泵包括:定子,设置于泵基底部;转子,相对于所述定子旋转驱动;加热部,对所述泵基底部进行加热;基底温度检测部,对所述泵基底部的温度进行检测;以及转子温度检测部,检测相当于所述转子的温度的物理量即温度相当量,所述温度控制装置包括:加热控制部,基于所述转子温度检测部的检测值来控制所述加热部对所述泵基底部的加热;以及通知部,在所述基底温度检测部的检测温度为规定阈值以下的情况下发出警报。

更优选的实施方式中,所述加热控制部以所述转子温度检测部的检测值为规定目标值的方式,控制所述加热部对所述泵基底部的加热。

本发明的优选实施方式的温度控制装置为涡轮分子泵的温度控制装置,所述涡轮分子泵包括:定子,设置于泵基底部;转子,相对于所述定子旋转驱动;加热部,对所述泵基底部进行加热;以及转子温度检测部,检测相当于所述转子的温度的物理量即温度相当量,所述温度控制装置以所述转子温度检测部的检测值为规定目标值的方式,控制所述加热部对所述泵基底部的加热。

更优选的实施方式中,所述转子温度检测部包括:强磁性体靶材,设置于所述转子;以及传感器,以相对于所述强磁性体靶材相向的方式配置,对所述强磁性体靶材的磁导率变化进行检测,基于所述强磁性体靶材的居里点附近的磁导率变化,检测所述转子的温度。

本发明的优选实施方式的涡轮分子泵包括:定子,设置于泵基底部;转子,相对于所述定子旋转驱动;加热部,对所述泵基底部进行加热;基底温度检测部,对所述泵基底部的温度进行检测;转子温度检测部,检测相当于所述转子的温度的物理量即温度相当量;以及所述温度控制装置中的任一个。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。根据本发明,能够通过发出与反应生成物堆积相关的警报而进行适当的维护,并且能够实现转子寿命延长及维护期间延长。

附图说明

图1是表示涡轮分子泵的泵本体的结构构成的剖视图。

图2是表示温度控制装置2的框图。

图3(a)、图3(b)分别是表示将转子温度tr控制为规定温度t1的情况下的转子温度tr及基底温度tb的推移的一例图。

图4(a)、图4(b)是表示转子温度tr及基底温度tb的长时间的推移的一例图。

图5是说明转子温度传感器的温度检测原理的图。

图6(a)、图6(b)是表示居里温度tc下的磁导率变化及电感变化的一例图。

图7是说明温度tu、温度tl的设定方法的图。

图8是说明使用了两个靶材的情况下的温度tu、温度tl的设定方法的图。

图9是说明由一个温度阈值进行的导通断开控制的图。

图10是表示内置温度控制装置的涡轮分子泵的一例的框图。

【主要组件符号说明】

1:泵本体

2:温度控制装置

3:基底

4:旋转体单元

4a:泵转子

4b:轴

5:加热器

6:基底温度传感器

7:冷却装置

8:转子温度传感器

9:靶材

10:马达

10a:马达定子

10b:马达转子

21:温度控制部

22:比较部

23:显示部

24、25:输入部

26:输出部

30:泵壳体

30a:卡止部

31:固定翼

32:定子

33:间隔环

34、35、36:磁轴承

37a、37b:机械轴承

38:排气埠

41:旋转翼

42:圆筒部

100:控制器单元

101:马达控制部

102:轴承控制部

a、b:温度范围

d:气隙

d1:厚度

l1、l1'、l21、l22、l23:曲线

t1、t2:规定温度

t1、t2、t3、t11、t12、t13、t14:时刻

ta:温度

tb:基底温度

tc、tc1、tc2:居里温度

tl:目标下限温度

tmax:能够运转的上限温度

tmin:能够运转的下限温度

tr:转子温度

tu:目标上限温度

va、vb:阈值

δt、δt1:温度变化范围

λ1、λ2、λ3:气体的导热率

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例,对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效,详细说明如后。

图1是表示本发明的一实施方式的图,且是表示涡轮分子泵的泵本体1的结构构成的剖视图。泵本体1由未图示的控制单元而控制。

泵本体1具有:涡轮泵级(turbopumpstage),包含旋转翼41与固定翼31;以及螺纹槽泵级,包含圆筒部42与定子32。螺纹槽泵级中,在定子32或圆筒部42形成着螺纹槽。旋转翼41及圆筒部42形成于泵转子4a。泵转子4a紧固于轴4b。由泵转子4a与轴4b构成旋转体单元4。

相对于配置于轴方向的多级旋转翼41,多级固定翼31交替地配置。各固定翼31隔着间隔环33而载置于基底3上。如果将泵壳体30螺固于基底3,则叠层的间隔环33夹持于基底3与泵壳体30的卡止部30a之间,而将固定翼31定位。

轴4b利用设置于基底3的磁轴承34、磁轴承35、磁轴承36非接触地支撑。详细图示虽省略,但各磁轴承34~磁轴承36具备电磁铁与移位传感器。利用移位传感器来检测轴4b的浮起位置。轴4b、即旋转体单元4的转数(每一秒的转数)由旋转传感器43检测。

轴4b利用马达10而旋转驱动。马达10包含:设置于基底3的马达定子10a、及设置于轴4b的马达转子10b。在磁轴承不工作时,轴4b由紧急用的机械轴承37a、机械轴承37b而支撑。如果旋转体单元4利用马达10而高速旋转,则泵吸气口侧的气体利用涡轮泵级(旋转翼41、固定翼31)及螺纹槽泵级(圆筒部42、定子32)而依次排气,且从排气埠38排出。

在基底3设置着用以对定子32进行温度调整的加热器5及冷却装置7。图1所示,作为冷却装置7,设置着形成有供冷却剂流通的流路的冷却区块。虽未图示,但在冷却装置7的冷却剂流路设置着控制冷却剂流入的导通断开的电磁阀。在基底3设置着基底温度传感器6。另外,图1所示例中,是将基底温度传感器6设置于基底3,也可设置于定子32。

而且,泵转子4a的温度由转子温度传感器8检测。如所述那样泵转子4a磁性浮起而高速旋转,因而转子温度传感器8使用的是非接触式温度传感器。本实施方式中,转子温度传感器8为电感式传感器,将设置于泵转子4a的靶材9的磁导率的变化作为电感的变化而检测。靶材9由强磁性体形成。

图2是表示温度控制装置2的框图。泵本体1中,如所述那样设置着温度调整用的加热器5、冷却装置7及基底温度传感器6、以及用以检测泵转子4a的温度的转子温度传感器8。它们连接于温度控制装置2。

温度控制装置2具备:温度控制部21、比较部22、显示部23、输入部24、输入部25及输出部26。温度控制部21基于由转子温度传感器8检测到的转子温度tr、输入到输入部24的规定温度t1,而控制由加热器5进行的加热及由冷却装置7进行的冷却。具体来说,进行加热器5的导通断开控制、及冷却装置7的冷却剂流入的导通断开控制。另外,本实施方式中,使用加热器5与冷却装置7来进行温度调节,也可仅利用加热器5的导通断开来进行温度调节。

比较部22基于由基底温度传感器6检测到的基底温度tb与输入到输入部25的规定温度t2,使与反应生成物的堆积有关的警报显示在显示部23中显示。作为对输入部24、输入部25的规定温度t1、规定温度t2的输入方法,例如,为操作人员对设置于输入部24、输入部25的操作部进行操作而手动地输入的构成。而且,也可为利用来自上位的控制器的指令设定规定温度t1、规定温度t2的构成。另外,尤其在不从外部进行设定的情况下,适用作为t1、t2而预先存储的标准值。

温度调节动作及警报动作的说明:

其次,对由温度控制装置2进行的温度调节动作及警报动作进行详细说明。如上所述,如果在蚀刻工艺等中进行排气,则反应生成物会堆积于泵内部。尤其容易堆积于泵下游侧的定子32、圆筒部42或基底3的气体流路,如果对定子32及圆筒部42的堆积增大,则定子32与圆筒部42的间隙会因堆积物而变窄,从而存在定子32与圆筒部42发生接触或固接的情况。因此,设置加热器5及冷却装置7而对基底部分的温度进行控制,以抑制反应生成物对定子32、圆筒部42或基底3的气体流路的堆积。关于该温度调整动作将在后面进行详细叙述。

涡轮分子泵的泵转子4a中一般使用铝材,因而在泵转子4a的温度(转子温度tr)中存在与潜变应变(creepdeformation)相关的铝材特有的容许温度。因使涡轮分子泵中泵转子4a高速旋转,所以高速旋转状态下强离心力作用于泵转子4a而成为强拉伸应力状态。如果在这种强拉伸应力状态下泵转子4a的温度为容许温度(例如120℃)以上,则无法忽视永久应变增加的潜变变形的速度。

如果在容许温度以上持续运转,则泵转子4a的潜变应变增加而泵转子4a的各部的直径尺寸增大,圆筒部42与定子32的间隙或旋转翼41与固定翼31的间隙变窄,从而存在它们发生接触的可能性。这样,如果考虑泵转子4a的潜变应变,则优选在容许温度以下运转。另一方面,为了抑制反应生成物的堆积而使堆积物去除的维护间隔进一步延长,优选利用温度调节将基底温度tb保持得更高。

详细情况将后续进行叙述,本实施方式中,以由转子温度传感器8检测到的转子温度tr为规定温度或规定温度范围的方式控制加热器5及冷却装置7,由此可保持为以潜变应变相关的泵转子4a的寿命的延长为优先的适当温度,且实现对反应生成物堆积的维护时间的延长。

图3(a)、图3(b)是表示以转子温度tr为规定温度t1的方式进行基底部的加热及冷却(即温度调节)的情况下的、转子温度tr及基底温度tb的短时间内的推移的一例图。此处,短时间是指数分钟至数小时的时间范围。

图3(a)是表示转子温度tr的推移的图。如所述那样,规定温度t1为进行基底部的温度调节时的转子温度tr的控制目标值。图3(b)的曲线l21、曲线l22、曲线l23表示基底温度tb的推移。曲线l21、曲线l22、曲线l23排出的气体种类不同。符号λ1、符号λ2、符号λ3表示气体的导热率,且为λ1>λ2>λ3的大小关系。

泵转子4a为了在气体中高速旋转而排气,利用与气体的摩擦而发热。另一方面,从泵转子4a向固定翼、定子散放的热量依赖于气体的导热率,气体的导热率越大则散热量也越大。其结果,气体的导热率小的情况下,来自泵转子4a的散热量较小,转子温度tr较高。即,相对于同一气体流量、同一基底温度tb,气体的导热率越小,转子温度tr越高。

本实施方式中,因以转子温度tr为规定温度t1的方式来控制基底部的加热及冷却,所以气体的导热率越小,基底温度tb越低。图3(b)所示的例中,为λ1>λ2>λ3,因而就基底温度tb来说,导热率λ3的曲线l23最低,且依照曲线l22、曲线l21的顺序转子温度tr增高。

如果将规定温度t1输入到图2的输入部24,则从输入部24对温度控制部21输入规定温度t1。温度控制部21如果被输入规定温度t1,则将用以进行加热器5及冷却装置7的导通断开控制的目标上限温度tu(=t1+δt)及目标下限温度tl(=t1-δt)设定为规定温度t1的上下。而且,基于所输入的规定温度t1及转子温度tr,以转子温度tr为规定温度t1的方式控制加热器5及冷却装置7的导通断开。

在图3(a)的时刻t1,如果转子温度tr向上超过了目标下限温度tl,则温度控制部21使于导通状态的加热器5断开而停止加热。如果加热器5对基底部分的加热停止,则从基底部(定子32)向泵转子4a的热移动量减小,转子温度tr的上升率减小。然后,在时刻t2,如果转子温度tr向上超过了目标上限温度tu,则温度控制部21使冷却装置7导通而开始基底部的冷却。如果利用冷却而定子32的温度降低,则热从泵转子4a向定子32移动,并从冷却开始经过了一段时间,转子温度tr开始下降。

转子温度tr下降,在时刻t3,如果转子温度tr向下超过了目标上限温度tu,则温度控制部21使冷却装置7断开。其结果,从圆筒部42向定子32的热移动减少,转子温度tr的下降率逐渐减小。然后,在时刻t4,如果转子温度tr向下超过了目标下限温度tl,则温度控制部21使加热器5导通而重新开始基底部的加热。如果因加热器加热而定子32的温度上升,则热从定子32向圆筒部42移动,转子温度tr开始上升。这样,如果利用基底部的加热、冷却而基底3及定子32的温度上升、下降,则伴随于此,泵转子4a的温度(转子温度tr)也上升、下降。

图4(a)、图4(b)是表示以转子温度tr为规定温度t1的方式进行基底部的加热及冷却的情况下的、转子温度tr及基底温度tb的长时间推移的一例图。此处的长时间是指数月到数年的期间。利用加热器5及冷却装置7来进行基底部的温度调节,由此抑制反应生成物的堆积,但即便于此,堆积仍缓慢进行。

随着反应生成物堆积于泵内而气体流路变窄,涡轮翼部的压力上升。如果涡轮翼部的压力上升,则将转子转数维持为额定转数所需的马达电流会增加,并且伴随气体排出的发热也会增加。其结果,转子温度有上升倾向。如果因反应生成物堆积而转子温度tr有上升倾向,则以转子温度tr为规定温度t1的方式进行温度调节,因而基底部的加热量减少。即,伴随反应生成物的堆积的增加而基底温度tb下降。

图4(a)、图4(b)所示的例图中,在时刻t11开始使用泵后经过了一段时间,反应生成物的堆积量未达到对转子温度tr造成影响的量,因而基底温度tb大致保持为固定。然而,在堆积量增加了一定程度的时刻t12以后,因抑制转子温度tr的上升而基底加热量会减少,从而基底温度开始下降。而且,如果利用图2的比较部22检测到基底温度tb为规定温度t2以下,则比较部22将要求维护的警报信号输出到显示部23,并且经由输出部26将警报信号输出到外部。如果警报信号被输入到显示部23,则显示部23显示警报显示。

进而,如果由比较部22检测到基底温度tb已达到能够运转的下限温度tmin,则比较部22将警告信号输出到显示部23,并且将泵停止信号从输出部26输出到外部(例如涡轮分子泵的控制单元)。

显示部23如果被输入警告信号,则显示表示泵停止的警告显示。而且,如果泵停止信号被输入到涡轮分子泵的控制单元,则涡轮分子泵开始泵停止动作。

图3(a)、图3(b)、图4(a)、及图4(b)中,温度tmax为涡轮分子泵的能够运转的上限温度,如果转子温度tr超过能够运转的上限温度tmax则无法忽视泵转子4a的潜变应变,从而对寿命减少的影响增大。因此,为了使转子温度tr不会超过能够运转的上限温度tmax,规定温度t1设定为tu<tmax。如果转子温度tr为能够运转的上限温度tmax以下,则潜变应变的影响小,能够将泵转子4a的潜变寿命保持为规定值以上。

然而,如果将规定温度t1设定得过低,则温度调节时的基底温度tb为规定温度t2以下,从而反应生成物的堆积量增加而维护间隔缩短。因此,规定温度t1优选的是如图4(b)所示在初始状态下,将基底温度tb的曲线l21、曲线l22、曲线l23设定为比规定温度t2高温的位置。

图3(a)、图3(b)、图4(a)、图4(b)所示的例中,设定规定温度t1时的下限值即温度ta表示设想直到曲线l23的气体为止的情况下的值。关于温度ta,规定存在排气可能性的多个气体种类中的导热率最低的气体种类的气体流量,将转子温度tr为温度ta时的曲线l23(基底温度tb)的位置设定为比规定温度t2稍高温侧。这样,温度ta为用以使基底温度tb不会低于规定温度t2的转子温度tr的下限值。

规定温度t1的下限值为:使基底温度tb不会低于规定温度t2的下限温度,图3(a)表示将规定温度t1设定为下限值的情况。另一方面,图3(a)的曲线l1'表示将规定温度t1设定为上限值的情况。该情况下,转子温度tr被控制成能够运转的上限温度tmax以下。即,规定温度t1设定于由图3(a)的符号a所表示的范围内。在将曲线l1的温度变化范围设为2δt1的情况下,温度范围a为ta+δt1≦t1≦tmax-δt1。如图3(b)所示,为了使3种曲线l21、曲线l22、曲线l23全部高于规定温度t2,而将下限值ta设定为ta=t1-δt1即可。

另外,在将导热率比预先设想的气体种类低的气体种类排出的情况下,或者,即便设定为与气体种类无关的标准的规定温度t1,结果也可能从初始状态开始基底部温度低于规定温度t2,这种情况下,重新进行降低规定温度t1的值的设定变更即可。

作为规定值t1的设定方法,也可为如下构成,即,例如将以转子寿命为最优先的值t1=ta+δt1预先设定为规定值t1的初始值,使用者能够从输入部24输入ta+δt1≦t1≦tmax-δt1的范围内的所需值。使用者能够根据对转子寿命与维护期间中的哪一个赋予哪一种程度的权重(weight)来设定规定温度t1。即,能够对转子寿命与维护期间加以适当的权衡(trade-off)。而且,关于规定温度t2,也预先设定初始值,且设为使用者能够从输入部25输入所需值的构成。作为该情况下的规定温度t2的初始值,例如,设定如下温度,即,该温度与对现有的基底温度设定目标温度来进行温度调节的情况下的目标温度为相同程度。

而且,作为规定温度t2,也可使用反应生成物的升华温度或其附近温度。如果基底温度tb低于作为升华温度的规定温度t2,则反应生成物的堆积速度急速加快,因而进行提醒维护的警报显示。

关于能够运转的下限温度tmin,作为一例,存在反应生成物的堆积显着而圆筒部42与定子32的接触等可能性增高的基底温度,难以严格决定该基底温度,视工序(process)的状况或泵状况而受到大的影响。因此,作为目标,以相对于规定温度t2,温度范围b为10℃左右以下的方式设定。当然,也可在实际的工序条件下进行实验或模拟而决定温度tmin。

转子温度传感器8的说明:

转子温度传感器8非接触地检测泵转子4a的温度。关于这种非接触传感器,有各种传感器,本实施方式的转子温度传感器8中,是将设置于泵转子4a的强磁性体的靶材9的磁导率的变化作为电感的变化而检测。

图5是说明转子温度传感器8的温度检测原理的图,且是转子温度传感器8与靶材9形成的磁路的示意图。转子温度传感器8的结构是在硅钢板等磁导率大的芯(core)的周围卷绕线圈(coil)而成。对转子温度传感器8的线圈施加作为载波(carrierwave)的固定频率、固定电压的高频电压,从转子温度传感器8朝向靶材9而形成高频磁场。

靶材9中,使用具有居里温度tc与泵转子4a的能够运转的上限温度tmax大致相同或者接近该上限温度的温度的磁性体材料。例如,在铝的情况下能够运转的上限温度tmax为110℃~130℃左右,关于居里温度tc为120℃左右的磁性体材料,有镍锌铁氧体(ferrite)或锰锌铁氧体等。

图6(a)、图6(b)是表示居里温度tc下的磁导率变化及电感变化的一例图。如果因转子温度上升而靶材9的温度上升并超过居里温度tc,则如图6(a)的实线所示,靶材9的磁导率急剧地降低到真空的磁导率程度。图6(a)是表示作为典型的磁性体的铁氧体的情况下的磁导率变化的图,常温下的磁导率比居里温度附近的磁导率低,随温度上升而上升且当超过居里温度tc时会急剧降低。如果在转子温度传感器8形成的磁场中靶材9的磁导率发生变化,则转子温度传感器8的电感也发生变化。其结果,载波得到振幅调制(amplitudemodulation),对从转子温度传感器8输出的经振幅调制的载波进行检波、整流,由此可检测出相当于磁导率的变化的信号变化。

转子温度传感器8的芯材料使用的是铁氧体等磁性体,在该磁性体的磁导率与气隙(airgap)的磁导率相比大到能够忽视其的程度,而且,能够忽视漏磁通(leakageflux)的情况下,电感l与尺寸d、尺寸d1的关系近似地表现为以下数式(1)。另外,n为线圈的圈数,s为与靶材9相向的传感器芯的剖面积,d为气隙,d1为靶材9的厚度,μ1为靶材9的磁导率,气隙的磁导率设为等于真空的磁导率μ0。

l=n2/{d1/(μ1·s)+d/(μ0·s)}…………(1)

当转子温度tr低于居里温度tc的温度时,靶材9的磁导率充分大于真空的磁导率。因此,d1/(μ1·s)与d/(μ0·s)相比小到能够忽视的程度,数式(1)可近似为以下数式(2)。

l=n2·μ0·s/d…………(2)

另一方面,如果转子温度tr比起居里温度tc有所上升,则近似为μ1=μ0。因此,该情况下数式(1)表示为以下数式(3)。

l=n2·μ0·s/(d+d1)…………(3)

即,气隙相当于从d变为(d+d1),与其对应地,转子温度传感器8的电感发生变化。通过检测该电感变化,而能够监控转子温度是否为居里温度tc以上。

图6(a)所示的磁导率的变化利用转子温度传感器8的线圈而转换为电感的变化,而电感如图6(b)的实线那样发生变化。电感也发生与磁导率的变化相同的变化,但变化的比例略小于磁导率,为上下压缩的变化。

图6(a)、图6(b)的双点划线表示与强磁性体的靶材9不同的纯铁的靶材的磁导率变化及电感变化。纯铁靶材的居里温度tc充分高于靶材9的居里温度tc,因而在图6(a)、图6(b)所示的温度范围内,磁导率及电感会随温度上升而单纯地增加。如果将这种纯铁靶材设置于泵转子4a,并获取靶材9的电感信号与纯铁靶材的电感信号的差分信号,则为图7所示的差分信号。

图7是说明温度tu、温度tl的设定方法的图。如果对图7那样的差分信号设定两个阈值va、阈值vb,则当转子温度tr为tl以上时,差分信号为阈值va以下,当转子温度tr为tu以上时,差分信号为阈值vb以下。

另外,在居里温度tc附近的磁导率变化过于急剧而如图7那样难以获取两个温度阈值(tl、tu)的情况下,例如,也可如图8那样使用居里温度tc1、居里温度tc2不同的两个靶材。利用居里温度tc1(<tc2)的靶材获取温度阈值tl,利用居里温度tc2的靶材获取温度阈值tu。

而且,在图3(a)、图3(b)所示的例中,是隔着规定温度t1设置两个温度阈值(tu、tl)而进行加热器5及冷却装置7的导通断开控制,也可如图9所示,设置一个温度阈值而进行导通断开控制。该情况下,规定温度t1设定为与下限值ta相等。在时刻t1,若转子温度tr向上超过规定温度t1,则使加热器5断开而使冷却装置7导通。其结果,基底温度tb下降而转子温度tr也下降。然后,在时刻t2,如果转子温度tr向下超过规定温度t1,则使加热器5导通而使冷却装置7断开。其结果,基底温度tb上升而转子温度tr也上升。

所述实施方式中,以转子温度tr为规定温度t1的方式进行加热器5及冷却装置7的导通断开控制。然而,也可以将转子温度tr控制为规定的温度范围内的方式进行加热器5及冷却装置7的导通断开控制。

例如,与图8的情况同样地,使用居里温度不同的两个强磁性体靶材来检测转子温度tr为温度tu、温度tl的时机(timing)。而且,在转子温度tr超过温度tu的情况下使泵基底部的加热量减少,在温度tr低于温度tl的情况下使泵基底部的加热量增加,由此将转子温度tr限制于tl以上且tu以下的温度范围内。温度tu设定为能够运转的上限温度tmax以下,温度tl设定为高于图3(a)、图3(b)的温度ta。由此,转子温度tr为能够运转的上限温度tmax以下而实现转子寿命的延长,且,基底温度tb保持得高于规定温度t2而抑制反应生成物的堆积。

如果泵运转时间延长则反应生成物的堆积量会增加,与图4(a)的情况同样地,基底温度tb下降。而且,如果基底温度tb为规定温度t2以下,则会产生维护的警报。进而,如果基底温度tb达到能够运转的下限温度tmin,则将警告信号输出到显示部23,并且将泵停止信号从输出部26输出。

如上所述那样,本实施方式的温度控制装置2为涡轮分子泵的温度控制装置,所述涡轮分子泵包括:设置于作为泵基底部的基底3的定子32,相对于定子32旋转驱动的泵转子4a,对基底3进行加热的加热器5,检测基底3的温度的基底温度传感器6,以及检测相当于泵转子4a的温度的物理量即温度相当量的转子温度传感器8,所述温度控制装置2包括:温度控制部21,基于转子温度传感器8的检测值来控制加热器5对基底3的加热;以及显示部23及输出部26,作为在基底温度传感器6的检测温度为规定阈值(例如规定温度t2)以下的情况下发出警报的通知部。

温度控制部21基于转子温度传感器8的检测值控制加热器5对基底3的加热,因而能够以泵转子4a的转子温度tr不超过能够运转的上限温度tmax的方式进行加热器加热。在因反应生成物的堆积而转子温度tr有上升倾向的情况下,如果进行所述加热控制则转子温度上升被抑制,而基底温度tb有逐渐降低的倾向。其结果,能够将反应生成物的堆积量的增加作为基底温度tb的下降而检测,当基底温度tr为规定温度t2以下时,通知反应生成物去除的维护时机。由此,能够预防反应生成物堆积引起的不良情况的发生,例如,泵转子4a与定子32的固接或旋转中的泵转子4a对定子32的接触。

进而,优选以转子温度传感器8的检测值为作为规定目标值的规定温度t1的方式控制加热器5对基底3的加热。通过进行此种控制,能够使转子温度tr接近能够运转的上限温度tmax,且能够将基底温度tb设为尽可能高的温度。其结果,能够使反应生成物去除的维护间隔尽可能地延长。

而且,所述实施方式中,温度控制装置2为涡轮分子泵的温度控制装置,所述涡轮分子泵包括:设置于作为泵基底部的基底3的定子,相对于定子旋转驱动的泵转子4a,对基底3进行加热的加热器5,以及检测相当于泵转子4a的温度的物理量即温度相当量的转子温度传感器8,所述温度控制装置2为如下构成,即,以转子温度传感器8的检测值为规定目标值(例如规定温度t1)的方式来控制基底3的加热。

在这样以转子温度tr为规定目标值的方式控制基底3的加热的构成中,使转子温度tr尽可能地接近能够运转的上限温度tmax,由此能够将基底温度tb保持得更高。因此,能够管理转子寿命并尽可能地减少反应生成物的堆积,能够使涡轮分子泵中的转子寿命的延长与反应生成物去除的维护期间延长之间的权衡优化。

另外,所述日本专利特开平10-266991号公报记载的发明中,利用基于转子温度的推断运算来设定基底温度目标值,以成为该基底温度目标值的方式控制基底加热。在这样根据转子温度来推断基底温度目标值的构成中,推断运算变得复杂。进而,通过将基底温度控制为基底温度目标值而防止转子温度为高温,因而与本实施方式相比,在转子温度控制精度方面较差。

转子温度检测部包括:设置于泵转子4a的强磁性体的靶材9,以及以相对于靶材9相向的方式配置且检测靶材9的磁导率变化的转子温度传感器8,基于靶材9的居里点附近的磁导率变化来检测泵转子4a的温度。通过将转子温度检测部设为所述构成,能够不依赖于排出气体的种类而检测转子温度tr。

另外,作为非接触地检测转子温度tr的方法,并不限于如所述那样利用强磁性体的居里点的磁导率的变化,而有各种方法。例如,如日本专利特开平10-266991号公报所记载的那样,也可基于旋转翼的浮起方向的长度的热膨胀前后的变化量、及旋转翼的主轴的浮起方向长度的热膨胀前后的变化量,并利用运算而推断出旋转翼的温度。

而且,日本专利特开平10-266991号公报中,记载了基于吸气口的气体的温度与排气口的气体的温度的温差来推断旋转翼的温度的构成,但该情况下,需要特定排出气体的种类即气体的导热率,如果气体种类不明则温度推断中会产生误差。

另一方面,在利用所述强磁性体的居里点的磁导率变化的温度检测方法的情况下,能够不依赖于气体种类而检测转子温度,因而能够适当地管理转子寿命。

而且,在图2所示的构成中,将温度控制装置2与涡轮分子泵分开地设置,从泵侧获取相当于转子温度tr的物理量即温度相当量、及基底3的基底温度tb,利用温度控制装置2的温度控制部21来控制加热器5及冷却装置7的导通断开。然而,也可如图10所示那样,在涡轮分子泵的控制器单元100中内置温度控制装置2的功能。在控制器单元100中设置着驱动控制泵本体1的马达10的马达控制部101,以及对磁轴承34、磁轴承35及磁轴承36供给电磁铁电流的轴承控制部102。

以上,对各种实施方式及变形例进行了说明,但本发明不限定于这些内容。在本发明的技术思想的范围内所能考虑的其他形态也包含于本发明的范围内。

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