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公開番号2025120661
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-18
出願番号2024015633
出願日2024-02-05
発明の名称真空排気システム
出願人株式会社豊田自動織機
代理人弁理士法人深見特許事務所
主分類F04D 19/04 20060101AFI20250808BHJP(液体用容積形機械;液体または圧縮性流体用ポンプ)
要約【課題】チャンバの真空排気時の環境負荷を低減する。
【解決手段】真空排気システム1は、エンジン30と、ターボ分子ポンプ200と、ロータリポンプ250と、タービン370と、排気ガス管32Bと、回転軸38とを備える。ターボ分子ポンプ200は、チャンバ10に接続されている。ロータリポンプ250は、ターボ分子ポンプ200の排気通路の下流側に設けられている。タービン370は、ターボ分子ポンプ200の動翼部210に連結されている。排気ガス管32Bには、タービン370が設けられており、エンジン30の排気ガスが流れる。回転軸38は、エンジン30の動力を受けてロータリポンプ250のロータ270を回転させるために設けられる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
チャンバを真空排気するための真空排気システムであって、
内燃機関と、
前記チャンバに接続されたターボ分子ポンプと、
前記ターボ分子ポンプの排気通路の下流側に設けられた補助ポンプと、
前記ターボ分子ポンプの動翼部に連結されたタービンと、
前記タービンが設けられ、前記内燃機関の排気ガスが流れる排気ガス管と、
前記内燃機関の動力を受けて前記補助ポンプのロータを回転させる回転軸とを備える、真空排気システム。
続きを表示（約 730 文字）【請求項２】
前記チャンバに設けられ、前記内燃機関を通過した冷媒が流れる配管をさらに備える、請求項１に記載の真空排気システム。
【請求項３】
前記チャンバの温度を検出する温度センサと、
前記温度に従って前記内燃機関を制御する制御装置とをさらに備え、
前記温度が所定温度未満である場合に、前記制御装置は、前記内燃機関の燃焼効率に基づいて定められる基準進角よりも遅角側で前記内燃機関を制御する第１制御を実行する、請求項２に記載の真空排気システム。
【請求項４】
前記第１制御の後に前記温度が前記所定温度を超過した場合に、前記制御装置は、前記基準進角で前記内燃機関を制御する第２制御を実行する、請求項３に記載の真空排気システム。
【請求項５】
前記内燃機関の動力を用いて発電する発電装置と、
前記チャンバに設けられ、前記発電装置の発電電力が伝送される電熱線とをさらに備える、請求項１に記載の真空排気システム。
【請求項６】
前記内燃機関の動力を用いて発電する発電装置と、
前記内燃機関を制御する制御装置とをさらに備え、
前記制御装置は、前記発電装置の発電電力を用いて作動する、請求項１または請求項２に記載の真空排気システム。
【請求項７】
前記内燃機関の動力を用いて発電する発電装置と、
前記タービンを前記動翼部に連結する連結軸と、
前記連結軸に接続され、前記発電装置の発電電力を用いて前記連結軸の回転をアシストするように作動するモータとをさらに備える、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の真空排気システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、真空排気システムに関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
特開平６－２８３４４９号公報（特許文献１）は、真空排気装置を開示する。この装置は、ターボ分子ポンプと、その補助ポンプであるドライポンプとを含む。ターボ分子ポンプおよび補助ポンプは、超真空状態まで真空室（チャンバ）を真空排気するために用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開平６－２８３４４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のようなチャンバは、半導体またはナノテク製品などの精密部品を製造する工場等に一般的に設けられる。火力発電所などの発電所で発電される電力を用いてターボ分子ポンプおよび補助ポンプが駆動される場合、トータルのエネルギ効率が低い可能性がある。これは、工場等においてチャンバを真空排気する際の環境負荷の観点から好ましくない。精密部品の需要増大に伴い、工場等においてチャンバを真空排気する際に環境負荷を低減するための技術が要望されている。
【０００５】
本開示は、上記のような問題を解決するためになされたものであって、その目的は、チャンバの真空排気時の環境負荷を低減可能な真空排気システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の真空排気システムは、チャンバを真空排気するための真空排気システムである。真空排気システムは、内燃機関と、ターボ分子ポンプと、補助ポンプと、タービンと、排気ガス管と、回転軸とを備える。ターボ分子ポンプは、チャンバに接続されている。補助ポンプは、ターボ分子ポンプの排気通路の下流側に設けられている。タービンは、ターボ分子ポンプの動翼部に連結されている。排気ガス管には、タービンが設けられており、内燃機関の排気ガスが流れる。回転軸は、内燃機関の動力を受けて補助ポンプのロータを回転させるために設けられる。
【０００７】
上記の構成とすることにより、タービンが内燃機関の排気ガスを受けて回転してターボ分子ポンプ（動翼部）が駆動される。さらに、内燃機関の動力が回転軸を介して上記ロータに伝達されてロータが回転して補助ポンプが駆動される。これにより、内燃機関の排気ガス（排気損失）、および内燃機関の動力の双方がチャンバの真空排気のために有効活用される。その結果、ターボ分子ポンプおよび補助ポンプが電力のみで駆動される例と比較して、チャンバの真空排気時のトータルのエネルギ効率を向上させることができる。したがって、チャンバの真空排気時の環境負荷を低減することができる。
【０００８】
真空排気システムは、配管をさらに備えていてもよい。配管は、チャンバに設けられており、配管内では、内燃機関を通過した冷媒が流れる。
【０００９】
チャンバの内壁面に多くの水分子が吸着している場合、真空排気時にチャンバ内の水分子（水分）がチャンバから十分に排出されない可能性がある。これは、チャンバが十分に真空排気されない事態を招き得る。上記の構成とすることにより、内燃機関により加熱された冷媒から放出される熱（内燃機関の廃熱）が配管を通じてチャンバの内壁面に伝達される。これにより、上記水分子が蒸発して上記の事態が回避され、チャンバ内の空気分子および水分子の移動速度が上昇する。その結果、チャンバの真空排気をより効果的に促進することができる。さらに、内燃機関の排気ガス、および内燃機関の動力に加えて、内燃機関の排熱（冷却損失）が真空排気のために有効活用されるため、真空排気時のエネルギ効率をさらに向上させることができる。
【００１０】
真空排気システムは、温度センサと、制御装置とをさらに備えていてもよい。温度センサは、チャンバの温度を検出する。制御装置は、温度に従って内燃機関を制御する。温度が所定温度未満である場合に、制御装置は、内燃機関の燃焼効率に基づいて定められる基準進角よりも遅角側で内燃機関を制御する第１制御を実行する。
（【００１１】以降は省略されています）

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