(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターボ分子真空ポンプであって、
吸気口及び排気口を有するハウジングと、
前記ハウジング内に設置され、前記吸気口と前記排気口との間に配列される多数の軸流真空ポンピングステージであって、各々の真空ポンピングステージは、回転子及び固定子を含み、各々の回転子は多くの傾斜したブレードを有し、１つ又はそれ以上の高いコンダクタンスの固定子が前記吸気口近傍に設置され、１つ又はそれ以上の低いコンダクタンスの固定子が前記排気口近傍に設置され、各前記高いコンダクタンスの固定子は前記回転子と同数の傾斜したブレードを有し、各前記低いコンダクタンスの固定子は前記回転子の傾斜したブレードの数より実質的に少ない数の離隔された開口部を有する、ところの真空ポンピングステージと、
ガスが、前記吸気口から前記排気口へポンピングされるように前記回転子を回転させるための手段と、
から成るターボ分子真空ポンプ。
【請求項２】
請求項１のターボ分子真空ポンプであって、前記低いコンダクタンスの回転子がガス流を許すための前記離隔された開口部を有する固体部材から成るターボ分子真空ポンプ。
【請求項３】
請求項２のターボ分子真空ポンプであって、前記開口部が、傾斜したブレードを形成する、ターボ分子真空ポンプ。
【請求項４】
請求項１のターボ分子真空ポンプであって、前記低いコンダクタンスの固定子が、前記排気口からの距離が減少するに従ってコンダクタンスが徐々に低くなる低いコンダクタンスの固定子の群から成るターボ分子真空ポンプ。
【請求項５】
請求項４のターボ分子真空ポンプであって、前記低いコンダクタンスの固定子の各々が、円形状の板から成り、その板はその周縁付近に離隔された開口部を有するターボ分子真空ポンプ。
【請求項６】
請求項５のターボ分子真空ポンプであって、前記開口部が、傾斜したブレードにより画成されるターボ分子真空ポンプ。
【請求項７】
ターボ分子真空ポンプであって、
吸気口及び排気口を有するハウジングと、
前記ハウジング内に設置され、前記吸気口と前記排気口との間に配列される多数の軸流真空ポンピングステージであって、前記真空ポンピングステージの各々が回転子及び固定子を含み、各々の回転子及び各々の固定子が傾斜したブレードを有する、ところの真空ポンピングステージと、
ガスが、前記吸気口から前記排気口へポンピングされるように前記回転子を回転させるための手段と、
前記吸気口近傍で前記真空ポンピングステージの少なくとも最初のステージを囲む周囲チャネルであって、前記周囲チャネルが、最初のステージの回転子の傾斜したブレードの外側に放射状に設けられた環状空間を含み、最初のステージの固定子の傾斜したブレードが、ガス流の遠心成分を前記周囲チャネルを通じて前記排気口の方へ向けるために前記周囲チャネル内へ伸長する、ところの周囲チャネルと、
から成るターボ分子真空ポンプ。
【請求項８】
請求項７のターボ分子真空ポンプであって、前記周囲チャネルが、径方向の平面に対し、長方形の断面を有するところのターボ分子真空ポンプ。
【請求項９】
請求項７のターボ分子真空ポンプであって、前記周囲チャネルが、径方向の平面に対し、三角形の断面を有するところのターボ分子真空ポンプ。
【請求項１０】
請求項７のターボ分子真空ポンプであって、さらに、最初のステージの回転子の傾斜したブレードの径方向外側の環状空間に設置される離隔されて固定された放射状羽根を含むターボ分子真空ポンプ。
【請求項１１】
請求項７のターボ分子真空ポンプであって、さらに、最初のステージの回転子の傾斜したブレードの径方向外側の環状空間に設置される離隔されて傾斜して固定された羽根を含むターボ分子真空ポンプ。
【請求項１２】
ターボ分子真空ポンプであって、
吸気口及び排気口を有するハウジングと、
前記ハウジング内に設置され、前記吸気口と前記排気口との間に配列される多数の真空ポンピングステージであって、前記真空ポンピングステージの各々が、回転子及び固定子を含むところの真空ポンピングステージと、
ガスが、前記吸気口から前記排気口へポンピングされるように前記回転子を回転させる手段とから成り、
前記真空ポンピングステージの１つまたはそれ以上が、ディスクから成る回転子と、前記ディスクの上面に対向する第１チャネル、前記ディスクの下面に対向する第２チャネル及び前記第１チャネルと前記第２チャネルとの間にコンジットを画成する固定子とを有する分子ドラグステージから成り、
前記分子ドラグステージの固定子はさらに、ガスが前記第１チャネル及び前記第２チャネルを通じて連続して流れるように前記第１及び第２チャネルの各々に封鎖壁を含む、
ところのターボ分子真空ポンプ。
【請求項１３】
請求項１２のターボ分子真空ポンプであって、前記第１及び第２チャネルは、前記ディスクの外側周囲エッジが前記固定子内に伸長して前記第１と第２チャネルとの間での漏れが制限されるように、前記ディスクの外側周囲エッジから内側で離隔されているところのターボ分子真空ポンプ。
【請求項１４】
請求項１２のターボ分子真空ポンプであって、前記第１及び第２チャネルが、前記ディスクの回転軸線に関して環状であるところのターボ分子真空ポンプ。
【請求項１５】
請求項１２のターボ分子真空ポンプであって、前記分子ドラグステージの固定子は、さらに、前記ディスクの上面に対向する第３環状チャネルを含み、前記第３環状チャネルが前記第１環状チャネルと連続して連結され、また、前記ディスクの下面に対向する第４環状チャネルを含み、前記第４環状チャネルはガスが前記第１、第２、第３及び第４環状チャネルを連続して流れるように前記第２環状チャネルと連続して連結される、ターボ分子真空ポンプ。
【請求項１６】
請求項１２のターボ分子真空ポンプであって、前記第１及び第２チャネルが、径方向の平面に対し、長方形の断面を有するところのターボ分子真空ポンプ。
【請求項１７】
請求項１２のターボ分子真空ポンプであって、前記第１及び第２チャネルが、径方向の平面に対し、半円形状の断面を有するところのターボ分子真空ポンプ。
【請求項１８】
請求項１２のターボ分子真空ポンプであって、前記第１及び第２チャネルが、螺旋状であるところのターボ分子真空ポンプ。
【請求項１９】
請求項１２のターボ分子真空ポンプであって、前記ディスクには、前記ディスクが再生羽根車として機能するように前記第１及び第２チャネルに対向して離隔されたリブが設けられているところのターボ分子真空ポンプ。
【請求項２０】
請求項１９のターボ分子真空ポンプであって、前記第１及び第２チャネルは、前記ディスクの外側周囲エッジが前記固定子内に伸長し、前記第１チャネルと前記第２チャネルとの間での漏れが制限されるように、前記ディスクの外側周囲エッジから内側で離隔されているところのターボ分子真空ポンプ。
【請求項２１】
請求項１９のターボ分子真空ポンプであって、前記第１チャネル及び前記第２チャネルには、離隔された固定子リブが各々設けられているところのターボ分子真空ポンプ。
【請求項２２】
ターボ分子真空ポンプであって、
吸気口及び排気口を有するハウジングと、
前記ハウジング内に設置され、前記吸気口と前記排気口との間に配列される多数の真空ポンピングステージであって、前記真空ポンピングステージの各々が、回転子及び固定子を含むところの真空ポンピングステージと、
ガスが、前記吸気口から前記排気口へポンピングされるように前記回転子を回転させる手段とから成り、
前記真空ポンピングステージの１つ又はそれ以上が、上面に形成された離隔された第１の回転子リブと、下面に形成された離隔された第２の回転子リブを有するディスクから成る回転子を含む再生ステージから成り、前記ディスクが再生羽根車を構成し、前記再生ステージがさらに、前記第１の回転子リブに対向する第１環状チャネル、前記第２の回転子リブに対向する第２環状チャネル及び前記第１と第２環状チャネルとの間のコンジットを画成する固定子を含み、前記再生ステージの固定子がさらに、ガスが前記第１環状チャネル及び前記第２環状チャネルを連続して流れるように前記第１及び第２環状チャネルの各々に封鎖壁を含む、
ところのターボ分子真空ポンプ。
【請求項２３】
請求項２２のターボ分子真空ポンプであって、前記第１の回転子リブおよび第２の回転子リブが、径方向の平面内に設けられている、ところのターボ分子真空ポンプ。
【請求項２４】
請求項２２のターボ分子真空ポンプであって、前記第１及び第２チャネルは、前記ディスクの外側周囲エッジが前記固定子内に伸長し、前記第１チャネルと前記第２チャネルとの間での漏れが制限されるように前記ディスクの外側周囲エッジから内側で離隔されているところのターボ分子真空ポンプ。
【請求項２５】
請求項２２のターボ分子真空ポンプであって、前記ディスクがさらに、前記上面に形成された離隔された第３の回転子リブを含み、前記再生ステージの固定子が、前記第３の回転子リブに対向する第３環状チャネル、前記第３環状チャネル内の封鎖壁、及びガスが前記第１及び第３チャネルを連続して流れるように前記第１環状チャネルと前記第３環状チャネルとの間のコンジットを画成する、ところのターボ分子真空ポンプ。
【請求項２６】
請求項２５のターボ分子真空ポンプであって、前記ディスクがさらに、前記下面に形成された離隔された第４の回転子リブを含み、前記再生ステージの固定子が、前記第４の回転子リブに対向する第４環状チャネル、前記第４環状チャネル内の封鎖壁、及びガスが前記第２及び第４環状チャネルを連続して流れるように前記第２環状チャネルと前記第４環状チャネルとの間のコンジットを画成する、ところのターボ分子真空ポンプ。
【請求項２７】
請求項２２のターボ分子真空ポンプであって、前記第１環状チャネル及び前記第２環状チャネルの各々には、離隔された固定子リブが設けられているところのターボ分子真空ポンプ。
【請求項２８】
請求項２７のターボ分子真空ポンプであって、前記第１及び第２環状チャネル内の固定子リブが、径方向の平面内に設けられているところのターボ分子真空ポンプ。
【請求項２９】
請求項２７のターボ分子真空ポンプであって、前記回転子リブが、前記回転子の回転方向に関して傾斜し、前記固定子リブが、前記回転子の回転方向に関して傾斜し、前記回転子リブ及び前記固定子リブが、正反対の方向に傾斜しているところのターボ分子真空ポンプ。
【請求項３０】
請求項２６のターボ分子真空ポンプであって、  前記第１、第２、第３及び第４環状チャネルの各々には、離隔された固定子リブが設けられているところのターボ分子真空ポンプ。
【請求項３１】
ターボ分子真空ポンプであって、
吸気口及び排気口を有するハウジングと、
前記ハウジング内に設置され前記吸気口と前記排気口との間に配列された多数の真空ポンピングステージであって、各々が回転子及び固定子を含んでいるところの真空ポンピングステージと、
ガスが前記吸気口から前記排気口へポンピングされるように前記回転子を回転させる手段とから成り、
前記真空ポンピングステージの１つ又はそれ以上が、ディスクの外側周囲か又はその近傍の少なくとも１つの面上に形成された離隔された回転子を有するディスクから成る回転子を含む再生ステージを成し、前記ディスクが再生羽根車を構成し、前記再生ステージがさらに、前記回転子リブに対向する環状チャネルを画成する固定子を含み、前記再生ステージの固定子が前記環状チャネル内で離隔されて固定された固定子リブを含む、
ところのターボ分子真空ポンプ。
【請求項３２】
請求項３１のターボ分子真空ポンプであって、前記回転子リブ及び前記固定子リブが、径方向の平面内に設けられているところのターボ分子真空ポンプ。
【請求項３３】
請求項３１のターボ分子真空ポンプであって、前記回転子リブ及び前記固定子リブが、前記回転子の回転方向に関して正反対の方向に傾斜しているところのターボ分子真空ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、ターボ分子真空ポンプに関し、特に、従来技術のターボ分子真空ポンプと比較して、ポンピング速度が増加され、放出圧力が増加され、そして作動パワーの減少をもたらす構造を有するターボ分子真空ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
在来のターボ分子真空ポンプは、吸気口、多数の軸方向にポンピングする軸方向ポンピングステージ（axial pumping stage)を含む内部チャンバそして排気口を有するハウジング(housing)を含んでいる。この排気口は、典型的に粗引き真空ポンプへ備え付けられる。各々の軸方向ポンピングステージは、ある傾斜して取り付けられた複数のブレードを有する固定子及び回転子を含んでいる。これらの固定子ブレード及び回転子ブレードは、逆方向に傾けて取り付けられている。回転子ブレードは、吸気口と排気口との間でガスのポンピングをもたらすために高速度で回転される。典型的ターボ分子真空ポンプは、９段から１２段の軸方向ポンピングステージを含んでいる。
【０００３】
いろいろな在来型ターボ分子真空ポンプが、従来技術において知られている。従来技術型真空ポンプの一つで、分子ドラグステージ（molecular drag stage)として作動する螺旋状の溝を有するシリンダが排気口付近に追加されている。他の従来技術型では、１つ又はそれ以上の軸方向ポンピングステージが、分子ドラグステージとして機能し、高速度で回転するディスクに設けられている。再生式遠心羽根車として機能するディスクであり、このディスクの外周囲に放射状のリブを有するディスクが従来技術で開示されている。分子ドラグディスク及び遠心羽根車を使用するターボ分子真空ポンプは、１９９０年１月１８日に発行されたドイツ国特許第３９１９５２９号で開示されている。
【０００４】
従来技術型ターボ分子真空ポンプが、多様な条件の下で一般的に満足のゆく性能を有している一方で、改良された性能を有するターボ分子真空ポンプが提供されることが望まれている。特に、このようなポンプが、大気圧又は大気圧付近の圧力への排気が可能であるように圧縮比を増加させることが望まれる。加えて、従来技術型ポンプと比較して、ポンピング速度が増加され、作動パワーが減少されるようなターボ分子真空ポンプが提供されることが望まれている。
【０００５】
本発明の一般的な目的は、改良型ターボ分子真空ポンプを供給することである。
【０００６】
本発明の他の目的は、比較的高圧力レベルの排気が可能であるターボ分子真空ポンプを提供することである。
【０００７】
本発明の他の目的は、比較的高いポンプポンピング速度を有するターボ分子真空ポンプを供給することである。
【０００８】
本発明の他の目的は、比較的低い作動パワーを有するターボ分子真空ポンプを供給することである。
【０００９】
本発明の他の目的は、灯用ガス(light gases)において高圧縮率を有するターボ分子真空ポンプを提供することである。
【００１０】
本発明の他の目的は、容易に製作でき比較的低コストであるターボ分子真空ポンプを提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
これらの目的及びその他の目的、そして、利点は、本発明により達成される。本発明の第１の態様では、ターボ分子真空ポンプは、ハウジングを含み、このハウジング内には、吸気口及び排気口と、このハウジング内に設置され吸気口と排気口との間に配置された多数の軸流真空ポンピングステージが内包されている。各々の真空ポンピングステージには、回転子及び固定子が含まれる。そして、ガスが、吸気口から排気口へポンピングされるように回転子を回転する手段もハウジング内に内包されている。１つ又はそれ以上の比較的高いコンダクタンス固定子が、吸気口近傍に設置されている。１つ又はそれ以上の比較的低いコンダクタンス固定子は、排気口近傍に配置され、この固定子は、高いコンダクタンス固定子よりも低いコンダクタンスを有する。
【００１２】
低コンダクタンス固定子は、好適に、ガス流を許すために間隔を置いて設けられる開口部を有する固体部材から成る。変形例として、低コンダクタンス固定子は、円形状の板から成り、その板はその周囲近傍に間隔を置いて設けられる開口部を有する。好適実施例で、排気口付近の低コンダクタンス固定子群は、排気口からの距離が減少するに従いコンダクタンスが徐々に低くなる。
【００１３】
本発明の他の態様によると、ターボ分子真空ポンプは、ハウジングを含み、このハウジング内には、吸気口及び排気口と、このハウジング内に設置されて吸気口と排気口との間に配置された多数の軸流真空ポンピングステージが内包されている。各々の軸流真空ポンピングステージには、回転子及び固定子が含まれ、各々の回転子及び各々の固定子には、傾斜したブレードを有する。そして、この回転子を回転する手段が、ハウジング内に内包されている。この真空ポンプは、更に、少なくとも吸気口近傍の真空ポンピングステージの最初のステージを取り囲むような周囲チャネルを画成する手段をも含む。この周囲チャネルは、最初の回転子の傾斜したブレードの径方向の外側に環状隙間を含んでいる。ガス流の遠心成分が、周囲チャネルを通じて排気口へ向けられるように、環状隙間内へ最初のステージの固定子の傾斜したブレードが伸長される。
【００１４】
間隔を置いて固定された羽根（vane)は、最初のステージの回転子の傾斜したブレードの径方向外側の周囲空間内に設置することができる。この羽根は、径方向の平面に設けられるか又は径方向の平面に関して傾斜して設けられる。この羽根は、周囲チャネルを通じての逆流を防止し、真空ポンプ内で次ぎのステージへ向かうガス分子を補助する。
【００１５】
本発明のその他の態様によると、ターボ分子真空ポンプは、ハウジングを成し、このハウジング内には、吸気口及び排気口と、このハウジング内に設置されて吸気口と排気口との間に配置された多数の真空ポンピングステージが内包されている。各々の真空ポンピングステージには、回転子及び固定子が含まれる。そして、このハウジング内には、ガスが吸気口から排気口にポンピングされるように回転子を回転するための手段が内包されている。１つ又はそれ以上の真空ポンピングステージは、分子ドラグステージから成り、この分子ドラグステージは、分子ドラグディスクから成る回転子と固定子とを有し、この固定子は、このディスクの上面に対抗する第１チャネル及びディスクの下面に対抗する第２チャネルとを形成し、真空ポンピングステージは、更に、第１及び第２チャネルを連結する導管を含む。分子ドラグステージの固定子は、ガスが第１チャネルと第２チャネルを連続して流れるように、各第１及び第２チャネルの各々に封鎖壁（blockage)をも含んでいる。
【００１６】
好適実施例で、第１及び第２チャネルは、ディスクの外側周囲エッジが固定子へ伸長されるようにディスクの周囲エッジから内側で間隙があけられ、第１と第２チャネルとの間での漏れが制限される。他の実施例で、第１及び第２チャネルは、ディスクの回転軸に関して環状であり、分子ドラグステージの固定子は、ディスクの上面に対抗する第３環状チャネルを画成する手段と、ディスクの下面に対抗する第４環状チャネルをも含む。第３環状チャネルは、第１チャネルに連結され、そして、第４環状チャネルは、第２環状チャネルに連結され、ガスが、第１、第２、第３及び第４環状チャネルを連続して流れるようになっている。
【００１７】
本発明のその他の態様によると、ターボ分子真空ポンプの１つ又はそれ以上の真空ポンピングステージは、再生ステージから成り、この再生ステージは、回転子及び固定子を含んでいる。この回転子は、ディスクから成り。第１の間隔を置いて設けられた回転子リブが、ディスクの上面に形成され、第２の間隔を置いて設けられた回転子リブが、ディスクの下面に形成される。ディスクは、再生羽根車を構成する。固定子は、第１回転子リブに対抗する第１環状チャネル、第２回転子リブに対抗する第２環状チャネル、そして、第１及び第２環状チャネルを連結するコンジットを形成する。この再生ステージの固定子は、更に、ガスが第１環状チャネル及び第２環状チャネルを連続して流れるように、各第１及び第２環状チャネルに封鎖壁を含んでいる。
【００１８】
再生ステージの好適実施例で、第１及び第２チャネルは、ディスクの外側周囲エッジが固定子へ伸長され、第と第２チャネルとの間での漏れが制限されるように、ディスクの外側周囲エッジから内側で間隔があけられる。
【００１９】
本発明の他の好適実施例によると、ディスクの上面に形成された第３の間隔を置いて設けられた回転子リブと、第４の間隔を置いて設けられた回転子リブは、ディスクの下面に形成される。固定子は、第３及び第４回転子リブに対抗する第３及び第４環状チャネルを含んでいる。この第３環状チャンメルは、第１環状チャネルへのコンジットにより連結され、第４環状チャネルは、第２環状チャネルへのコンジットにより連結されている。ガスは、第１、第２、第３及び第４環状チャネルを連続して流れる。
【００２０】
本発明のその他の特徴によると、再生ステージの固定子チャネルには、間隔を置いて設けられる固定子リブが設けられている。
【００２１】
本発明のその他の態様によると、ハウジングを含むターボ分子真空ポンプの真空ポンピングを改良するための方法が提供され、このハウジングは、吸気口及び排気口と、このハウジング内で吸気口と排気口との間に配列される多数の真空ポンピングステージとを有する。各々の真空ポンピングステージは、回転子及び固定子を含み、ガスが吸気口から排気口へポンピングされるように回転子を回転するための手段をも含む。真空ポンピングが改良されるための方法は、１つ又はそれ以上の真空ポンピングステージを構成する工程から成り、この真空ポンピングステージは、吸気口付近に設置される真空ポンピングステージに対して、ポンピング速度が減速され、圧縮率が減少されるように排気口付近に設置される。
【００２２】
【実施例】
本発明の第一の態様に従った、ターボ分子真空ポンプが図１に示されている。ハウジング１０は、吸気口１４及び、排気口１６を有する内部チャンバ１２を画成する。ハウジング１０は、排気される真空チャンバ（図示せず）に至る吸気口１４を密閉するための真空フランジ１８を含む。典型的に、排気口１６は補助ポンプ（図示せず）に連結している。ターボ分子真空ポンプが大気圧へと排気することができる場合は補助ポンプは必要ではない。チャンバ１２内に、複数の軸流真空ポンピングステージが設置されている。各真空ポンピングステージは回転子２０及び固定子２２を含む。図１の実施例は８段のステージを含む。必要な真空レベルによりステージの段数を変えられることが分かる。典型的に、ターボ分子真空ポンプは、ほぼ９段から１２段のステージを有する。
【００２３】
各回転子２０は、軸２６に固定された一つの中央ハブ２４を有する。傾斜ブレード２８は、ハブ２４からそれの円周のまわりに外へ向かって伸長している。典型的に、すべての回転子は同数の傾斜ブレードを有するが、傾斜ブレードの傾斜角及び幅はステージによって変化し得る。
【００２４】
軸２６は、ハウジング２７中に設置されたモーターによって図１中の矢印で示す方向に回転する。一般的に気体分子は、各真空ポンプステージによって吸気口１４から排気口１６へ軸線に沿って方向づけられる。
【００２５】
固定子はステージごとに異なる構造をとる。特に、吸気口１４に近接した一つ又はそれ以上の固定子は、比較的高いコンダクタンスを有する従来の構造を有する。図１の実施例において、吸気口１４に近接した二つのステージは比較的高いコンダクタンスをもつ固定子を有する。図３に最も良く示されているように、高コンダクタンス固定子２２は、円形スペーサ３２からハブ３４へ内側に向かって伸長する傾斜ブレード３０を含む。ハブ３４は軸２６用の開口部３６を有するが、それは軸２６に触れてはいない。吸気口１４に近接した真空ポンプの最初の二つのステージにおいて、しばしば固定子２２は回転子２０と同数の傾斜ブレードを有する。回転子及び固定子の傾斜ブレードはそれぞれ反対方向に傾いている*
【００２６】
まず、吸気口１４から３段目のステージから始め、排気口１６に向かって進んで行くと、固定子４０、４２、４４、４６及び４８は高コンダクタンス固定子２２より徐々にコンダクタンスが低くなっていく。従って、固定子はポンプ中央の中間コンダクタンスから排気口１６付近の低コンダクタンスへ進む。固定子４０、４２、４４、４６及び４８は、所望のコンダクタンスを提供する便利な構造を取り得る。図１に示された実施例において、中間及び低コンダクタンス固定子はそれぞれ開口部を有する一枚のディスクとして作られている。固定子４２及び４８の構造が図３に示されている。固定子４２で、円形固定子板５０は、傾斜ブレード間の開口部と似た傾斜開口部５２、５４、などにより提供される。固定子４２は８個の開口部を有し、固定子４８にはたった二つの開口部５６及び５７だけしかない。図示された実施例において、固定子４０、４２、４４、４６及び４８のコンダクタンスは、固定子板の開口部の数が徐々に減少することによって排気口１６の方向へ徐々に減少していく。
【００２７】
減少したコンダクタンスの固定子を提供するのに、他の構造を利用することも可能であることが分かる。例えば、固定子板５０の傾斜開口部５４は、固定子板５０の外周付近に開けられた穴によって代用することができる。固定子板５０の開口部の数及び又はサイズは所望のコンダクタンスを提供するために変化し得る。さらに、二つ又はより多くの中間又は低コンダクタンス固定子は、ポンプの構成を単純化するため等しいコンダクタンスを有することが可能である。典型的に図３に示された固定子２２魔S２、及び４８は固体ディスクから機械削りされる。
【００２８】
他の固定子構造は図４に示されている。固定子５８は、中央開口部６２及び羽板６４が打ち出しによって形成された薄い金属板６０を含む。円形スペーサ６６は板６０の外周に装着されている。
【００２９】
図１のポンプに類似するが、より多くのステージを有するターボ分子真空ポンプの略図を図２に示す。回転子７０から８０までのすべては、通常同数の傾斜ブレード８２を含む。吸気口付近の最初の２段のステージ内の固定子８６及び８７は従来の傾斜ブレード８３を有する。固定子８８から９５は、排気口８４までの距離が縮まるに従い徐々に減少するコンダクタンスを有する。減少したコンダクタンスを有する固定子の数は可変であることが分かる。好適には、真空ポンプの中央部近くと排気口の間の固定子は、吸気口付近の固定子よりコンダクタンスがより低い。
【００３０】
図１から図４までに示された固定子の形状は、ポンピングされているガスの体積速度が排気口１６においてポンプの圧縮比に比例して減少するという事実に基づいている。従来技術のターボ分子真空ポンプの最後の２段又は３段のステージにおける流れは、本質的に停滞する。そのような状態の下では、停滞したガスを固定子の内と外でかき回す際にモーターの電力が無駄になる。排気口１６付近に徐々に低下するコンダクタンスを有する固定子を提供することによって、体積速度を維持し、圧縮比を増加させ、さらにモーター電力を節約できる。真空ポンプの高圧力ステージでの体積速度の増加のもう一つの理由は、水素及びヘリウムのような灯用ガスの逆拡散が減少するということである。従来のターボ分子真空ポンプにおいて、水素はブレードのあるステージの全断面積領域を横切って逆拡散する単純な経路を有する。しかしながら、図１に示されたターボ分子真空ポンプにおいて、逆拡散は、排気口１６に向かって実質的に正の速度を有するポンピングされたガス（通常水蒸気及び空気）の流れに対抗して必ず発生する。さらに逆拡散は、従来技術の固定子より１００倍も狭い断面積領域を有する各固定子内の小さな穴を通って必ず発生する。
【００３１】
本発明の第二の態様が図５及び図６に示されている。吸気口付近のターボ分子真空ポンプの最初の２、３段のステージが図示されている。ポンプハウジング１００が吸気口１０２を有する。第１段のポンピングステージが回転子１０４及び固定子１１０を含む。第２段のポンピングステージが回転子１０６及び固定子１１２を含む。第１段ステージの回転子１０４及び第２段ステージの回転子１０６は、中心軸線での高速回転のために軸１０８に固定されている。第１段ステージ固定子１１０及び第２段ステージ固定子１１２は、ハウジング１００に関して適所に固定されて搭載されている。回転子１０４及び１０６並びに固定子１１０及び１１２は、それぞれ複数の傾斜ブレードを有する。上で説明したように、図１と関連して、回転子１０４及び１０６のブレードは、固定子１１０及び１１２のブレードと反対方向に傾斜している。
【００３２】
図５及び図６の実施例において、環状チャネル１１４は第１段ステージを囲み、環状チャネル１１６は第２段ステージを囲んでいる。環状チャネル１１４及び１１６は、等しい形状及び等しい方法の関数を有する。従ってチャネル１１４のみ説明する。環状チャネル１１４は、第１段ステージ回転子１０４から外へ径方向に設置された環状空間１１８を有する。第１段ステージの固定子１１０のブレードは環状チャネル１１４の壁に向かって伸長し、さらに接する。図５及び図６の実施例において、環状チャネル１１４は径方向面で三角形の断面を有する。ポンプの構造に依存して、環状チャネル１１４及び１１６は固定子構造によって画成されたとも、またはハウジングによって画成されたとも考えられる。比較的小さな間隙が、ハウジング１００と回転子１０４の間及びハウジング１００と回転子１０６の間でそれぞれ環状チャネル１１４の上方及び下方エッジにおいて形成される。この形状は、チャネル１１４を通って吸気口１０２に至るガスの逆流を防ぐ。
【００３３】
上で示したように、軸上のポンピングステージを利用したターボ分子真空ポンプを通るガス流は、一般に回転の軸線に平行である。しかし、ガス流は回転速度の成分を有する。図５及び図６に示され、並びに上で説明された真空ポンプは、回転速度成分をポンピング速度を増加させるために利用している。回転運動の結果、環状チャネル１１４及び１１６に進入したガス分子は、次のステージに向かう。回転子１０４の傾斜ブレードの先端付近のガス分子は、回転成分を有し環状チャネル１１４の中に径方向に外に向かって移動する。分子は、固定子１１０を通って環状チャネル１１４の傾斜した内側の表面によって下方に方向づけられる。
【００３４】
ガス速度の回転成分を利用したターボ分子真空ポンプの他の実施例は、図７及び図８に示されている。ポンプハウジング１３０は吸気口１３２を有する。第１段ポンピングステージは、回転子１３４及び固定子１３６を含む。第２段ポンピングステージは、回転子１３８及び固定子１４０を含む。環状チャネル１４２は第１段ステージを囲み、環状チャネル１４４は第２段ステージを囲む。環状チャネル１４２は、径方向に回転子１３４の外へ向う環状空間１４６を含む。固定子１３６の傾斜ブレードは、環状チャネル１４２の中に伸長しその壁に接している。図７及び図８の実施例において、環状チャネル１４２は、径方向面で長四角形の断面を有する。環状チャネル１４２及び１４４は上で説明した環状チャネル１１４及び１１６と同じ方法で動作する。
【００３５】
ガス速度の回転成分を利用するための環状チャネルを有するステージの段数は、任意であることが分かるであろう。典型的に、真空ポンプの吸気口付近の１段又は２段のステージは、上で説明した環状チャネルを備える。
【００３６】
ガス速度の回転成分を利用する図７及び図８のポンプ形状のもう一つの実施例は、図９に示されている。環状チャネル１４２は、回転子１３４の周りの環状空間１４６内に固定され、間隔を置いて配置された羽根１５０を備える。図９の実施例において、羽根１５０は回転子の回転軸を通過する径方向面上にある。羽根１５０は、固定子１３６の傾斜ブレードの上方端から伸長している。
【００３７】
ガス速度の回転成分を利用する図７及び図８のポンプ形状のもう一つの実施例は、図１０に示されている。固定され、間隔を置いて配置された羽根１５４は、回転子１３４周りの環状空間１４６の中に設置されている。図１０の実施例において、羽根１５４は回転軸を通過する径方向面に対して傾斜している。傾斜した羽根１５４は、固定子１３６のブレードの上方端から伸長している。
【００３８】
環状チャネル１４２内の固定羽根１５０及び１５４は、回転速度成分を有するガス分子を固定子を通って次段ステージへと下方へ方向づけるためのものであり、また環状チャネル１４２からのガス分子の逆流を防ぐためのものである。一般にポンプの吸気口付近の１段またはそれ以上のステージ周りの環状チャネルは、ガス分子を次段ステージへ方向づけるための便利な断面形状を有する。ハウジングまたは固定子は、環状チャネルの上方及び下方端でそれぞれの回転子にほぼ接するように、またそれによって吸気口へのガスの逆流を防止するように形成されるべきである。
【００３９】
本発明の第三の態様は、図１１から図１３に示されている。従来のターボ分子真空ポンプの１段またはそれ以上の軸流真空ポンピングステージは、分子ドラグステージに交換されている。分子ドラグステージにおいて回転子はディスクから成り、固定子はディスクに接近して対向関係のチャネルを備える。ディスクが高速で回転するとき、回転ディスクにより生成された分子ドラグによって固定子チャネルを通るガス流が発生する。
【００４０】
図１１から図１３を参照すると、本発明に従った分子ドラグステージは、ハウジング２０５内に搭載されたディスク２００及び上方固定子部２０２及び下方固定子部２０４を含む。上方固定子部２０２はディスク２００の表面付近に配置され、また下方固定子部２０４はディスク２００の裏面付近に配置される。上方及び下方固定子部２０２及び２０４は、共に分子ドラグステージのための固定子を構成する。ディスク２００は軸２０６に固定されている。上方固定子部２０２は、その内部に形成された上方チャネル２１０を有する。チャネル２１０は、ディスク２００の表面と対向関係で配置される。下方固定子部２０４は、その内部に形成された下方チャネル２１２を有する。チャネル２１２はディスク２００の裏面と対向関係で配置される。図１１から図１３の実施例において、チャネル２１０及び２１２は環状であり、軸２００と同中心である。上方固定子部２０２は円周上の一カ所にチャネル２１０の封鎖壁２１４を含む。チャネル２１０は封鎖壁２１４の片面上のコンジット２１０を通って前段ステージからガスを受け取る。ガスはディスク２００の回転により生成された分子ドラグによってチャネル２１０を通ってポンピングされる。封鎖壁２１４のもう一方の面で、固定子部２０２及び２０４内に形成されたコンジット２２０は、ディスク２００の外周端の外側を回ってチャネル２１０及び２１２を連結する。下方固定子部２０４は、円周上の一カ所に下方チャネル２１２の封鎖壁２２２を含む。下方チャネル２１２は、ディスク２００の表面からコンジット２２０を通って封鎖壁２２２の片面でガスを受け取り、封鎖壁２２２のもう一方の面上のコンジット２２４を通って次段ステージにガスを放出する。
【００４１】
図１１から図１３の分子ドラグステージの動作を説明する。ガスはコンジット２１６を通って前段ステージから受け取られる。前段ステージは分子ドラグステージ、軸流ステージまたは他の適当な真空ポンプステージでも良い。ガスはディスク２００の回転により生成された分子ドラグによって、上方チャネル２１０の円周上でポンピングされる。その際ガスはディスク２００の外周の外にあるコンジット２２０を通って下方チャネル２１２に流れ込む。ガスは分子ドラグにより下方チャネル２１２の円周上でポンピングされ、さらにコンジット２２４を通って次段ステージまたは排気口へと排気される。したがって、上方チャネル２１０及び下方チャネル２１２は、ガスが直列に流れるように連結されている。結果的に、本発明の分子ドラグステージは、並列動作の従来技術より高い圧縮比を提供する。
【００４２】
分子ドラグステージの他の特徴は、上方チャネル２１０及び下方チャネル２１２がディスク２００の外周端から内側に好適に配置されている点にある。本形状をもって、ディスク２００の外周部２２８は固定子２０２及び２０４内に伸長し、そのことによって、コンジット２２０を通る以外、チャネル２１０と２１２間の漏れをディスク２００の外周端で制限している。チャネル２１０及びチャネル２１２の径方向の位置は、二つの反対要因間のトレードオフであるということがわかるであろう。チャネル２１０及び２１２を、高回転速度を使ってポンピング速度を向上させるため、できるだけディスク２００の外周に近い方に配置させることが所望される。逆に、チャネル２１０及び２１２をそれらの間の漏れを減少させるためにディスク２００の外周端から内側に配置させることが所望される。チャネル２１０及び２１２は、本発明の思想内でディスク２００の外周に配置され得るということがわかるであろう。しかし、この場合、回転子と固定子の間の許容間隔は、漏れを制限するために減少されねばならないので、その結果、許容範囲は制限されコストが増す。
【００４３】
チャネル２１０及び２１２は、長四角形の断面積を有するように図１１から図１３に示されている。如何なる実際の断面形状も、本発明の思想内で利用され得るということが分かる。さらにチャネル２１０及び２１２は、形や大きさが等しい必要はない。主要な要件は、上方及び下方チャネル２１０及び２１２が、高い圧縮比を得るために直列に連結され、さらにチャネル間の漏れが制限されていることである。
【００４４】
本発明に従った分子ドラグステージの他の実施例が、図１４から図１６に示されている。分子ドラグステージは、ハウジング２４５内に搭載されたディスク２４０、上方固定子部２４２及び下方固定子部２４４を含む。ディスク２４０は、中心軸線の周りに回転するように軸２４６に固定されている。図１４から図１６の実施例において、上方固定子部２４２は好適に円形で、共中心である外輪チャネル２５０及び内輪チャネル２５２を画成する。上方固定子部２４２は、内輪チャネル２５２の封鎖壁２５４及び外輪チャネル２５０の封鎖壁２５６を含む。ガスは封鎖壁２５４の片面上に配置されたコンジット２５８を通って前段ステージから内輪チャネル２５２に進入する。封鎖壁２５４のもう一方の面でコンジット２６０が内輪チャネル２５２と外輪チャネル２５０を連結する。コンジット２６０は、外輪チャネル２５０内で封鎖壁２５６付近に配置される。封鎖壁２５６のもう一方の面でコンジット２６２は、上方固定子部２４２内のチャネル２５０と下方固定子部２４４内の外輪チャネルを連結する。下方固定子部２４４は、好適に円形で、共中心の外輪チャネル２６８及び内輪チャネル２７０を含む。チャネル２６８及び２７０は、チャネル２５０及び２５２と同じ形状である。
【００４５】
動作中、ガスはコンジット２５８を通って前段ステージから分子ドラグステージに進入する。前段ステージは、もう一つの分子ドラグステージ、軸流ステージ、またはその他の適当な真空ポンピングステージで有り得る。ガスはディスク２４０の回転により生成される分子ドラグによりチャネル２５２を通ってポンピングされ、その後コンジット２６０を通って外輪チャネル２５０に抜ける。同様に、ガスは分子ドラグにより外輪チャネル２５０を通ってコンジット２６２にポンピングされる。その後ガスは、ディスク２４０の外周端の外側を回るコンジット２６２を通って下方固定子部２４４内の外輪チャネル２６８に抜ける。ガスは外輪チャネル２６８を通ってポンピングされ、その後分子ドラグにより内輪チャネル２７０を通ってポンピングされ、さらに次段ステージまたはポンプの排気口に排気される。
【００４６】
図１４から図１６の分子ドラグステージは、チャネル２５２、２５０、２６８及び２７０を通ってガスを連続的にポンピングすることによって、一枚の回転ディスク２４０と共に機能している。このようにして、図１４から図１６の分子ドラグステージは高い圧縮比を提供する。
【００４７】
図１１から図１３に関して上で説明したように、チャネル２５０及び２７０は、ディスク２４０の外周端から内側に配置される。ディスク２４０の外周端２８０は固定子部２４２及び２４４内に伸長している。その結果、チャネル２５０と２７０間の漏れの経路は比較的長く、その漏れは制限される。チャネル２５０及び２７０の径方向の位置は、ディスク２４０の表面と裏面との間の漏れと、チャネル２５０及び２７０付近のディスク２４０の高回転速度を維持することとの間のトレードオフとなる。同様に、チャネル２５０と２５２との間の間隔及びチャネル２６８と２７０との間の間隔の選択は、付近のチャネル間の漏れの制限と、内輪チャネル付近のディスク２４０の高回転速度を維持することとの間のトレードオフとなる。
【００４８】
図１１から図１３の実施例と同様に、固定子チャネル２５０、２５２、２６８及び２７０は如何なる好適な断面の大きさ及び形状をも有し得る。内輪及び外輪チャネルは、等しい大きさや形である必要はない。所望であれば、三つないしはそれ以上の固定子チャネルが、ディスクのそれぞれの表面付近で利用され得る。一般に、様々な実際上の数の固定子チャネルが、ディスクのそれぞれの表面付近に使用され得る。ガスは図示された方向と反対の方向へチャネルを通ってポンピングされ得る。チャネルは図１４から図１６に示されているように、共中心である必要はない。その他の実施例にしたがって、ディスクの表面及び裏面付近の固定子チャネルは環状ではなく螺旋形で有り得る。図１４から図１６に示された実施例の主要な要件は、高圧縮比を得るため直列に結合されたポンピング経路であって、ディスク２４０の表面上の比較的長いポンピング経路及びディスク２４０の裏面上の比較的長いポンピング経路を提供することである。
【００４９】
本発明の第四の態様が図１７から図１９に示されている。在来のターボ分子真空ポンプの１段またはそれ以上の軸流真空ポンピングステージが、再生真空ポンピングステージに交換されている。再生真空ポンピングステージは、再生羽根車３００の表面付近の上方固定子部３０２及び再生羽根車３００の裏面付近の下方固定子部３０４を有する、固定子とともに動作する再生羽根車３００を含む。上方固定子部３０２は説明上省略されている。再生羽根車３００は、表面上の間隔を置いて配置された径方向のリブ３０８及び裏面上の間隔を置いて配置された径方向のリブ３１０を有するディスク３０５から成る。リブ３０８及び３１０は、好適にディスク３０５の外周にまたはその近くに配置される。空洞３１２は、一組のリブ３０８のそれぞれの間に画成され、空洞３１４は、一組のリブ３１０のそれぞれの間に画成される。図１７から図１９に示された実施例において、空洞３１２及び３１４は、リブ３０８の間及びリブ３１０の間でディスク３０５の材料を削り取ることによって形成された曲面形状を有する。空洞３１２及び３１４の断面形状は、長四角形、三角形、またはその他の適当な形で良い。ディスク３０５は、中心軸線の周りに高速回転するため軸３１６に固定されている。
【００５０】
上方固定子部３０２は、リブ３１０及び空洞３１２と反対の関係で形成された環状上方チャネル３２０を有する。下方固定子部３０４は、リブ３１２及び空洞３１４と反対の関係で形成された環状上方チャネル３２２を有する。さらに、上方固定子部３０２は、円周上の一カ所にチャネル３２０の一つの封鎖壁（図示せず）を含む。下方固定子部３０４は、円周上の一カ所に封鎖壁３２６を含む。固定子部３０２及び３０４は、ディスク３０５の端を回って上方チャネル３２０と下方チャネル３２２を連結する封鎖壁３２６付近のコンジット３３０を画成する。上方チャネル３２０は、コンジット（図示せず）を通って前段ステージからガスを受け取る。下方チャネル３２２はコンジット３３４を通ってガスを次段ステージへ放出する。
【００５１】
動作中、ディスク３０５は軸３１６周りに高速で回転する。前段ステージから上方チャネル３２０に進入したガスは、上方チャネル３２０を通ってポンピングされる。ディスク３０５及びリブ３０８の回転によってガスは、空洞３１２及び上方チャネル３２０を通ってほぼ螺旋経路に沿ってポンピングされる。その後、ガスはコンジット３３０を通って下方チャネル３２２へ抜け、さらにディスク３０５及びリブ３１２の回転によってチャネル３２２を通ってポンピングされる。同様にして、リブ３１２によってガスは、空洞３１４及び上方チャネル３２２を通ってほぼ螺旋経路でポンピングされる。その後ガスはコンジット３３４を通って次段ステージへ放出される。
【００５２】
リブ３０８及び３１０の形、大きさ及び間隔並びに対応する空洞３１２及び３１４の大きさ及び形は、本発明の思想内で変え得るということが分かるだろう。本質的な要件は、再生羽根車の表面及び裏面にリブを有する再生羽根車に対して、さらに高圧縮比を提供するために上方固定子チャネル及び下方固定子チャネルを通って直列にガスがポンピングされるように連結された、固定子内のポンピングチャネルに対応するためのものである。
【００５３】
再生真空ポンピングステージのもう一つの特徴が、図２０に示されている。図１８及び図２０と同じ部品は等しい符号で示している。ディスク３０５は好適にその外周に伸長したリップ３４０を備える。リップ３４０はリブ３１０及び３１２から固定子部３０２及び３０４中の溝３４２の中へ径方向に外側へ伸長している。上で説明した分子ドラグステージの場合と同様、リップ３４０及び溝３４２は、上方チャネル３２０及び下方チャネル３２２の間の漏れをそれらチャネル間の比較的長い漏れ経路を提供することにより制限する。分子ドラグステージの場合と同様、リブ３０８及び３１０並びに対応するチャネル３２０及び３２２を、一方で上方チャネル３２０と下方チャネル３２２間の漏れを最小化しながらできるだけディスク３００の外周付近に配置することが所望される。
【００５４】
図１７から図１９の再生真空ポンピングステージのもう一つの実施例が、図２２及び図２３に示されている。図１７から図１９、図２２及び図２３中と同じ部品は等しい符号で示している。図２２に示された再生羽根車３００は、リブ３０８及び３１０を有するディスク３０５を含む図１７に示された構造と等しい構造を有する。固定子部３０２中の上方チャネル３２０は、間隔を置いて配置され固定された径方向固定子リブ３５０を備える。同様に、固定子部３０４中の下方チャネル３２２は、間隔を置いて配置され固定された径方向固定子リブ３５２を備える。空洞３５４はリブ３５０の間に画成され、空洞３５６はリブ３５２の間に画成される。固定子リブ３５０及び３５２は、それぞれチャネル３２０及び３２２からの逆流を減少させる。
【００５５】
図２２及び図２３の再生真空ポンピングステージのもう一つの実施例が、図２４に示されている。再生羽根車ディスク３６０は、その外周付近の表面上のリブ３６２及びその外周付近の裏面上のリブ３６４を備える。リブ３６２及び３６４は径方向面に関して傾いている。上方固定子部３６６はリブ３６２と反対の関係で上方チャネル３６８を画成する。間隔を置いて配置され固定されたリブ３７０は、上方チャネル３６８中に配置される。下方固定子部３７２は、リブ３６４と反対の関係で下方チャネル３７４を画成する。間隔を置いて配置され固定されたリブ３７６は、下方チャネル３７４中に配置される。リブ３７０及び３７６は径方向面に関して傾いている。リブ３７０はリブ３６２に関して反対方向に傾いている。リブ３７６はリブ３６４に関して反対方向に傾いている。図２４に示されたリブの形状は上で説明した利点を提供する。図２２から図２４に示された固定子リブは、上方及び下方チャネルが直列に接続されているような形状の下で使用され得る。その他固定子リブは上方及び下方チャネルが並列に連結されている形状の下でも利用され得る。
【００５６】
本発明に従った再生真空ポンピングステージのもう一つの実施例が、図２５及び図２６に示されている。再生ステージは、再生羽根車４００及び再生羽根車４００の表面付近の上方固定子部４０２及び再生羽根車４００の裏面付近の下方固定子部４０４を含む。再生羽根車４００は、ディスク４０５の外周にまたは付近で円形に間隔を置いて配置された径方向リブ４０８、及びリブ４０８より内側に位置し円形に間隔を置いて配置された径方向リブ４０６を有するディスク４０５を含む。同様にディスク４０５の裏面がディスク４０５の外周でまたは付近で間隔を置いて配置された径方向リブ４１０、及びリブ４１０より内側に位置し円形に間隔を置いて配置された径方向リブ４１２を備える。ディスク４０５はディスク４０５の表面と裏面の間の漏れを減少させるために外周リップ４１４を備える。
【００５７】
上方固定子部４０２は、リブ４０６と反対の関係で環状ポンピングチャネル４１８を、リブ４０８と反対の関係で環状ポンピングチャネル４２０を画成する。下方固定子部４０４は、リブ４１０と反対の関係で環状ポンピングチャネル４２２を、リブ４１２と反対の関係で環状ポンピングチャネル４２４を画成する。上方固定子部４０２は、チャネル４１８及び４２０内にそれぞれ封鎖壁（図示せず）を含む。同様に、下方固定子部４０４は、ポンピングチャネル４２２及び４２４内にそれぞれ封鎖壁４３０及び４３２を含む。ポンピングチャネル４２２は間隔を置いて配置された径方向固定子リブ４２３を備え、ポンピングチャネル４２４は間隔を置いて配置された径方向固定子リブ４２５を備える。上方固定子部４０２中のポンピングチャネル４１８及び４２０は、同様に間隔を置いて配置された径方向固定子リブを有する。ポンピングチャネル内の固定子リブは逆漏れを減少させる。ディスク４０５の外周リップ４１４は、ディスク４０５の表面と裏面間の漏れを減少させるために上方固定子部４０２内の円形の溝４２６の中へ伸長している。
【００５８】
上方固定子部４０２を通るコンジット４３４は、前段ステージからチャネル４１８への吸気口を提供する。上方固定子部４０２を通るコンジット４３６はチャネル４１８と４２０を連結する。固定子部４０２及び４０４を通るコンジット４４０は、ディスク４０５の外周端を回ってチャネル４２０及び４２２を連結する。下方固定子部４０４を通るコンジット４４２は、チャネル４２２と４２４を連結する。下方固定子部４０４を通るコンジット４４４は、再生ステージを次段真空ポンピングステージへまたは真空ポンプの排気口部へ連結する。
【００５９】
動作中、ガスは前段ステージからコンジット４３４を通って再生真空ポンピングステージに進入し、環状チャネル４１８を通ってコンジット４３６へポンピングされる。その後ガスは環状チャネル４２０及びコンジット４４０を通ってディスク４０５の裏面上のチャネル４２２へポンピングされる。ガスは環状チャネル４２２を通ってポンピングされた後、コンジット４４２を通過し環状チャネル４２４を通ってポンピングされる。最後に、ガスはコンジット４４４を通って次ステージへ排気される。図２６に示された再生真空ポンピングステージは、直列の四つのポンピングチャネルを通る連続真空ポンピングをもたらす。それぞれのチャネルは、一つの再生羽根車４００を使用する再生形状を有する。結果として、図２６の再生ステージは高圧縮比をもたらす。
【００６０】
図２５及び図２６の再生ステージの回転子及び固定子内のリブは、本発明の思想内で大きさ（高さ）及び形に関して変え得る。異なる数のポンピングチャネルが利用され得ることが分かるであろう。例えば図２５及び図２６に示された一つのポンピングチャネルは、三つのチャネルの再生ステージをもたらすため省略され得るし、または四つ以上のポンピングチャネルも利用し得る。本質的要件はポンピングチャネルが比較的高い圧縮比のために直列に連結されるということである。
【００６１】
本発明に従った再生真空ポンピングステージのもう一つの実施例は、図２７に示されている。図２７の実施例は、回転子リブ及び固定子リブがよりスムースなポンピング動作をさせ、ノイズを減少させるために回転子の回転方向に関して傾いていることを除けば、図２２及び図２３の実施例に類似している。再生羽根車５００は、再生羽根車５００の表面付近の上方固定子部（図示せず）及び再生羽根車５００の裏面付近の下方固定子部５０４を含む回転子として動作する。上方固定子部は説明上省略されている。再生羽根車５００は、ディスク５０５の表面上の間隔を置いて配置された回転子リブ５０８及びディスク５０５の裏面上の間隔を置いて配置された回転子リブ５１０（図２７に透視的に示されている部分）から成る。回転子リブ５０８及び５１０は、好適にディスク５０５の外周にまたはその付近に配置されている。空洞５１２は一組の回転子リブ５０８のそれぞれの間に画成され、空洞（図示せず）は一組の回転子リブ５１０のそれぞれの間に画成されている。リブ５０８及び５１０間の空洞は、如何なる適当な形をも有する。ディスク５０５は中心軸回りの高速回転のために軸５１６に固定されている。
【００６２】
下方固定子部５０４は、リブ５１０と反対の関係に形成された環状下方チャネル５２２及びリブ５１０間の対応する空洞を有する。さらに下方固定子部５０４は、チャネル５２２の封鎖壁５２４を円周上の一カ所に含む。下方チャネル５２２は、リブの間で空洞５２８を画成する間隔を置いて配置された固定子リブ５２６を備える。上方固定子部は下方固定子部５０４と類似した形状を有する。封鎖壁５２４付近のコンジット５３０は、上方固定子部内のチャネルと下方チャネルをディスク５０５の外周端を回って連結する。下方チャネル５２２はコンジット５３２を通って次段ステージへガスを放出する。
【００６３】
回転子リブ５０８及び５１０は、ディスク５０５の回転方向に関して傾いている。同様に、下方チャネル５２２内の固定子リブ５２６及び上方固定子部のチャネル内の固定子リブは、ディスク５０５の回転方向に関して傾いている。しかし、固定子内のリブは、図２７に示されているよう対向する回転子と固定子がＸの形に交差するように回転子内のリブに関して反対方向に傾いている。回転子及び固定子チャネル内の傾きをもったリブは、ポンピングの一時的中断（リブが整合するときに生ずる）及び動作中のノイズの発生を減少させる。その他、図２７の実施例は上で説明され、示された再生真空ポンピングステージと類似した方法で動作する。
【００６４】
本発明に従ったターボ分子真空ポンプの動作特性が、図２８及び図２９に図示されている。図２８には、ポンピング速度、圧縮比及び多重ステージポンプ内のそれぞれのステージの入力パワーがプロットされている。横軸はポンプの異なるステージを表し、左方は高真空ステージを右方は低真空ステージを示す。曲線５５０は圧縮比を表し、低圧縮比がポンプの吸気口付近で所望されることを示している。圧縮比はポンプの中央付近で最大値をとり、排気口付近で減少する。一般に、高圧縮比の達成は分子流では容易だが粘性流では困難である。ポンプの吸気口付近で圧縮比はポンピング速度を上げるため故意に低くされている。ポンピングされたガスが密集した後では、高圧縮比及びより低いポンピング速度が所望される。ポンピング速度は曲線５５２により示されている。比較的高い圧縮比は上で説明した技術を使って漏れを最少化することにより、またポンピングパワーを増加させることによりポンプ排気口付近でより高圧のとき得られる。高ポンピング速度は、この領域にガスが密集しているため排気口付近では要求されない。ポンプ入力パワーは曲線５５４によって示されている。低圧力で、要求されるパワーは、主にベアリング摩擦に打ち勝つためのものである。高圧力レベルでは、ガス摩擦及び圧縮のパワーがポンプによって消耗したパワーに加えられる。一般に、それぞれのステージの動作点は個別に本発明に従って選択される。
【００６５】
図２９において、ターボ分子真空ポンプのスループットが吸気圧の関数としてプロットされている。スループットは曲線５６０によって示されている。スループットが一定になる点が、質量流量及びパワーの最高設計の関数として選択されている。
【００６６】
ここに、本発明による好適実施例を示し、説明してきたが、当業者にとって発明の思想から離れることなく、さまざまな変更及び修正が可能であることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の態様によるところのターボ分子真空ポンプの部分断面斜視図である。
【図２】第１のポンプに類似したターボ分子真空ポンプの略示断面図であり、より多数のステージが付されている。
【図３】図１の真空ポンプの３段の固定子の分解斜視図である。
【図４】低コンダクタンス固定子の変形実施例の斜視図である。
【図５】本発明の第２の態様に従って最初の２つのステージの固定子が改良されたところのターボ分子真空ポンプの断面図である。
【図６】図５の最初の２つのステージの回転子及び固定子の部分断面斜視図である。
【図７】固定子の最初の２つのステージが改良されたところのターボ分子真空ポンプの他の実施例の断面図である。
【図８】図７の最初の２つのステージの回転子及び固定子の部分断面斜視図である。
【図９】放射状羽根が最初のステージの周囲に環状空間を設けているところの図７に示されたポンプの他の実施例の部分断面斜視図である。
【図１０】傾斜した羽根が最初のステージの回転子の周囲に環状空間を設けているところの図７に示されたポンプの他の実施例に従った部分断面斜視図である。
【図１１】１つ又はそれ以上の分子ドラグ真空ステージを使用する本発明の第３の態様に従ったターボ分子真空ポンプの部分断面図である。
【図１２】図１１の線１２−１２に沿った分子ドラグステージの平面断面図である。
【図１３】図１２の線１３−１３に沿った分子ドラグステージの部分断面図である。
【図１４】１つ又はそれ以上の分子ドラグステージを使用するターボ分子真空ポンプの他の実施例の部分断面図である。
【図１５】図１４の線１５−１５に沿った分子ドラグステージの平面断面図である。
【図１６】図１５の線１６−１６に沿った固定子の部分断面図である。
【図１７】本発明の第４の態様による再生羽根車及び低固定子部を示している再生真空ポンピングステージの分解斜視図である。
【図１８】図１７の真空ポンピングステージの部分断面図である。
【図１９】図１８の線１９−１９に沿った真空ポンピングステージの平面部分断面図である。
【図２０】図１７の真空ポンピングステージの他の実施例の部分断面図である。
【図２１】図２０の線２１−２１に沿った再生真空ポンピングステージの縦方向の部分断面図であり、上下部のポンピングチャネルを通じるガス流も示す。
【図２２】固定子チャネルにリブが設けられているところの図１７の真空ポンピングステージの他の実施例の部分断面図である。
【図２３】図２２の線２３−２３に沿った真空ポンピングステージの縦方向の部分断面図である。
【図２４】回転子及び固定子のリブが、傾斜しているところの図２２及び２３の真空ポンピングステージの変形的実施例である。
【図２５】再生真空ポンピングステージの分解斜視図であり、本発明の他の実施例にしたがって、再生羽根車及び下部の固定子部が示されている。
【図２６】図２５の再生真空ポンピングステージの部分断面図である。
【図２７】回転子及び固定子のリブが、作動中のノイズを減少させるために回転子の運動方向に関して傾斜しているところの再生真空ポンピングステージの分解斜視図である。
【図２８】各の真空ポンピングステージにおける本発明のターボ分子真空ポンプの圧縮比、ポンピング速度及び入力パワーを示すグラフである。
【図２９】吸気圧力の関数としての本発明のターボ分子真空ポンプのスループットのグラフである。
【符号の説明】
１０            ハウジング
１４            吸気口
１８            真空フランジ
２０            回転子
２２            固定子
２８            傾斜ブレード
１００          ポンプハウジング
１０６          回転子
１１２          固定子
１１４          環状チャネル
１５０          羽根
２００          ディスク
２１０          コンジット
２２２          封鎖壁
３００          再生羽根車
３０８          リブ
３１４          空洞
３４０          リップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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