(57)【要約】【課題】平坦なポンピング面を備えた回転ディスクまたは回転円筒状ドラムを有する分子引きずりステージを含まない真空ポンプを提供する。【解決手段】ハイブリッドターボ分子真空ポンプは、取入口と排出口とを有するハウジングと、前記ハウジング内部に設けられかつ傾斜ブレードを有する固定子と傾斜ブレードを有するインペラとを各々が含む１つ以上の軸方向フローステージと、軸方向フローステージではなくてかつハウジング内に設けられているとともに固定子とインペラとを含む少なくとも１つの追加真空ポンピングステージと、前記取入口から前記排出口へ気体をポンピングするように前記インペラを回転させる原動機とを含む。追加真空ポンピングステージは、インペラが粗いまたは溝付きのポンピング面を有するディスクを含む改良型分子引きずりステージ、および／または再生ステージであってもよい。【選択図】図１
2006316792.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
取入口と排出口とを有するハウジングと、
前記ハウジング内部に設けられ、かつ、傾斜ブレードを有する固定子と傾斜ブレードを有するインペラとを各々が含む、１つ以上の軸方向フローステージと、
軸方向フローステージではない少なくとも１つの追加真空ポンピングステージであって、前記ハウジング内部に設けられているとともに固定子とインペラとを含む少なくとも１つの追加真空ポンピングステージと、
前記取入口から前記排出口へ気体をポンピングするように前記インペラを回転させる原動機とを含み、
平坦なポンピング面を備えた回転円筒状ドラムまたは回転ディスクを有する分子引きずりステージは含まないことを特徴とする真空ポンプ。
【請求項２】
前記追加真空ポンピングステージは、前記インペラが粗いポンピング面を有するディスクを含むものである改良型分子引きずりステージを含むことを特徴とする請求項１に記載の真空ポンプ。
【請求項３】
前記追加真空ポンピングステージは、前記インペラが溝付きのポンピング面を有するディスクを含むものである改良型分子引きずりステージを含むことを特徴とする請求項１に記載の真空ポンプ。
【請求項４】
前記追加真空ポンピングステージは再生ステージを含むことを特徴とする請求項１に記載の真空ポンプ。
【請求項５】
前記追加真空ポンピングステージは、２個以上の追加真空ポンピングステージを含むことを特徴とする請求項１に記載の真空ポンプ。
【請求項６】
前記２個以上の追加真空ポンピングステージは、前記インペラが粗いまたは溝付きのポンピング面を有するディスクを含むものである改良型分子引きずりステージと、再生ステージとを含むことを特徴とする請求項５に記載の真空ポンプ。
【請求項７】
前記追加真空ポンピングステージの連続するステージの前記インペラは、段階的に高くなる圧力で動作するよう構成されていることを特徴とする請求項５に記載の真空ポンプ。
【請求項８】
前記追加真空ポンピングステージの回転軸は、前記追加真空ポンピングステージの前記固定子の中心からずれていることを特徴とする請求項１に記載の真空ポンプ。
【請求項９】
前記２個以上の追加真空ポンピングステージは、再生ステージを含むことを特徴とする請求項５に記載の真空ポンプ。
【請求項１０】
前記軸方向フローステージの連続するステージの前記傾斜ブレードの角度は段階的に小さくなっていることを特徴とする請求項１に記載の真空ポンプ。
【請求項１１】
取入口と排出口とを有するハウジングと、
前記ハウジング内部に設けられ、かつ、傾斜ブレードを有する固定子と傾斜ブレードを有するインペラとを各々が含む、１つ以上の軸方向フローステージと、
前記ハウジング内部に設けられているとともに固定子とインペラとを含む少なくとも１つの改良型分子引きずりステージと、
前記取入口から前記排出口へ気体をポンピングするように前記インペラを回転させる原動機とを含み、
平坦なポンピング面を備えた回転円筒状ドラムまたは回転ディスクを有する分子引きずりステージを含まないことを特徴とする真空ポンプ。
【請求項１２】
前記改良型分子引きずりステージの前記インペラは、粗いポンピング面を有するディスクを含むことを特徴とする請求項１１に記載の真空ポンプ。
【請求項１３】
前記改良型分子引きずりステージの前記インペラは、溝付きのポンピング面を有するディスクを含むことを特徴とする請求項１１に記載の真空ポンプ。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの改良型分子引きずりステージは、２個以上の改良型分子引きずりステージを含むことを特徴とする請求項１１に記載の真空ポンプ。
【請求項１５】
前記改良型分子引きずりステージの前記インペラの回転軸は、前記改良型分子引きずりステージの前記固定子の中心からずれていることを特徴とする請求項１１に記載の真空ポンプ。
【請求項１６】
取入口と排出口とを有するハウジングと、
前記ハウジング内部に設けられ、かつ、傾斜ブレードを有する固定子と傾斜ブレードを有するインペラとを各々が含む、１つ以上の軸方向フローステージと、
前記ハウジング内部に設けられているとともに固定子とインペラとを含む少なくとも１つの再生ステージと、
前記取入口から前記排出口へ気体をポンピングするように前記インペラを回転させる原動機とを含み、
平坦なポンピング面を備えた回転円筒状ドラムまたは回転ディスクを有する分子引きずりステージは含まないことを特徴とする真空ポンプ。
【請求項１７】
前記少なくとも１つの再生ステージは、２個以上の再生ステージを含むことを特徴とする請求項１６に記載の真空ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はハイブリッドターボ分子真空ポンプに関し、さらに詳しくは、軸方向フローステージと、１つ以上の追加ステージとを含むハイブリッドターボ分子真空ポンプに関する。この真空ポンプは、平坦なポンピング面を備えた回転ディスクまたは回転円筒状ドラムを有する分子引きずりステージを含まない。
【背景技術】
【０００２】
従来のターボ分子真空ポンプは、取入口と、複数の軸方向ポンピングステージを含む内部室と、排出口とを有するハウジングを含む。排出口は通常、荒引き真空ポンプに取り付けられている。各軸方向ポンピングステージは、傾斜ブレードを有する固定子と、傾斜ブレードを有する回転子とを含む。回転子ブレードと固定子ブレードとは反対方向に傾斜している。回転子ブレードは、原動機により高速回転されて、取入口と排出口との間で気体がポンピングされる。典型的なターボ分子真空ポンプは、９個〜１２個の軸方向ポンピングステージを含んでいてもよい。
【０００３】
ハイブリッドターボ分子真空ポンプとしてしばしば言及される従来のターボ分子真空ポンプの変更例は、従来技術において開示されている。１つの従来技術の構成において、１つ以上の軸方向ポンピングステージは、分子引きずりコンプレッサーを形成する分子引きずりステージに置き換えられる。この構成は、１９９３年８月２４日に発行されバリアン社に譲渡された特許に係る下記特許文献１に開示されている。バリアン社から、共通のハウジング内部に軸方向ターボ分子コンプレッサーと分子引きずりコンプレサーとを含むハイブリッド真空ポンプが販売されている。ハイブリッド真空ポンプ用の再生ステージと分子引きずりステージとは、１９９４年１０月２５日に発行されバリアン社へ譲渡された特許に係る下記特許文献２に開示されている。軸方向ポンピングステージの固定子の設計の段階的な変更も下記特許文献２に開示されている。他のハイブリッド真空ポンプが、１９９１年１２月２４日発行の特許に係る下記特許文献３、１９９８年１２月１５日発行の特許に係る下記特許文献４、および２０００年１０月２４日発行の特許に係る下記特許文献５に開示されている。開示されているハイブリッド真空ポンプでは、既存のインペラタイプを使用するとともに、１つのインペラタイプから他のタイプへ突然切り替えられている。
【０００４】
従来の分子引きずりステージは、回転ディスクまたはインペラと、固定子とを含む。回転ディスクのポンピング面は平坦でありかつ滑らかである。固定子は、接線フローチャンネルと、接線フローチャンネル用入口および出口とを区画している。接線フローチャンネル内に設けられ、しばしばストリッパーと呼ばれる固定バッフル（じゃま板）が入口と出口とを分離する。この技術分野で周知のように、回転ディスクの運動量は、接線フローチャンネル内部にて気体分子へ伝達され、これにより、分子は出口方向へ導かれる。分子引きずりステージは分子フロー条件のために開発された。
【０００５】
別のタイプの分子引きずりステージは、回転ドラムに隣接して、円筒状内壁を有するハウジング内部で回転する円筒状ドラムを含む。円筒状ドラムまたは壁の外表面には螺旋溝が設けられている。ドラムが回転すると、気体は分子引きずりにより溝を介してポンピングされる。
２００３年８月１９日に発行されバリアン社へ譲渡された特許に係る下記特許文献６は、連続するステージのインペラが、漸進的により高くなる圧力で効率的に動作するような表面形状にて構成されているハイブリッドターボ分子真空ポンプを開示している。この表面形状は粗いまたは溝付きのポンピング面を含んでいてもよい。
【０００６】
再生真空ポンピングステージは、接線フローチャンネルを区画する固定子内部で動作する再生インペラを含む。再生インペラは、外周または外周付近に相互離間された放射状リブを有する回転ディスクを含む。再生真空ポンピングステージは粘性流体条件用に開発された。
周知の従来技術のハイブリッドターボ分子真空ポンプは全て、インペラが平坦な表面を有する回転ディスクであるかまたは円筒状ドラムであるところの１つ以上の分子引きずりステージを含んでいる。これらのステージでは、所望の圧力比を得るために、回転子-固定子間隔として約１／５０００インチ〜約１／８０００インチであることが要求されている。
【特許文献１】米国特許第５，２３８，３６２号明細書
【特許文献２】米国特許第５，３５８，３７３号明細書
【特許文献３】米国特許第５，０７４，７４７号明細書
【特許文献４】米国特許第５，８４８，８７３号明細書
【特許文献５】米国特許第６，１３５，７０９号明細書
【特許文献６】米国特許第６，６０７，３５１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
数個のステージにおいて、回転子と固定子との間の接触リスクを最少にしながらこのような小さな間隔を維持するには、厳しい精度が要求されるとともに製造コストが高くつくという結果になる。
したがって、改良型ハイブリッドターボ分子真空ポンプに対する必要性が生じている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の局面の真空ポンプが提供される。この真空ポンプは、取入口と排出口とを有するハウジングと、前記ハウジング内部に設けられかつ傾斜ブレードを有する固定子と傾斜ブレードを有するインペラとを各々が含む１つ以上の軸方向フローステージと、軸方向フローステージではない追加真空ポンピングステージであって、前記ハウジング内部に設けられているとともに固定子とインペラとを含む少なくとも１つの追加真空ポンピングステージと、前記取入口から前記排出口へ気体をポンピングするよう前記インペラを回転させる原動機とを含む。この真空ポンプは、平坦なポンピング面を備えた回転ディスクまたは回転円筒状ドラムを有する分子引きずりステージは含んでいない。
【０００９】
真空ポンプは、１つ以上の軸方向フローステージと、１つ以上の追加ステージとを含む。前記追加ステージは、改良型分子引きずりステージおよび／または再生ステージを含んでいてもよい。改良型分子引きずりステージのインペラは、粗いまたは溝付きのポンピング面を有するディスクを含む。真空ポンプのステージの合計数は本発明の範囲において変更してもよい。さらに、軸方向フローステージの数および追加真空ポンピングステージの数は、本発明の範囲において変更してもよい。
【００１０】
本発明の第２の局面の真空ポンプが提供される。この真空ポンプは、取入口と排出口とを有するハウジングと、前記ハウジング内部に設けられかつ傾斜ブレードを有する固定子と傾斜ブレードを有するインペラとを各々が含む１つ以上の軸方向フローステージと、前記ハウジング内部に設けられているとともに固定子とインペラとを含む少なくとも１つの改良型分子引きずりステージと、前記取入口から前記排出口へ気体をポンピングするよう前記インペラを回転させる原動機とを含む。真空ポンプは、平坦なポンピング面を備えた回転ディスクまたは回転円筒状ドラムを有する分子引きずりステージは含まない。
【００１１】
本発明の第３の局面の真空ポンプが提供される。この真空ポンプは、取入口と排出口とを有するハウジングと、前記ハウジング内部に設けられかつ傾斜ブレードを有する固定子と傾斜ブレードを有するインペラとを各々が含む１つ以上の軸方向フローステージと、前記ハウジング内部に設けられているとともに固定子とインペラとを含む少なくとも１つの再生ステージと、前記取入口から前記排出口へ気体をポンピングするよう前記インペラを回転させる原動機とを含む。前記真空ポンプは、平坦なポンピング面を備えた回転ディスクまたは回転円筒状ドラムを有する分子引きずりステージは含んでいない。
【００１２】
本発明をよりよく理解するために、添付図面を参照されたい。なお、添付図面はここに引用により包含される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１に、本発明の実施形態に係る高真空ポンプの簡略化した横断面ブロック図を示す。ハウジング１０は、取入口１４と排出口１６とを有する内部室１２を区画している。ハウジング１０は、排気される真空室（図示せず）に対して取入口１４を密封する真空フランジ１８を含む。排出口１６には、荒引き真空ポンプ（図示せず）を接続してもよい。真空ポンプが大気圧へ排気することが出来る場合、荒引きポンプは必要ではない。
【００１４】
真空ポンピングステージ３０、３２、……、４６は、ハウジング１０内部に位置している。各真空ポンピングステージは固定部材すなわち固定子と、インペラまたは回転子としても知られている回転部材とを含む。各真空ポンピングステージの回転部材は、駆動軸５０により原動機（モータ）５２へ結合されている。軸５０は、原動機５２により高速回転させられ、これにより、回転部材を中心軸の周りで回転させるとともに、気体を取入口１４から排出口１６へポンピングさせる。図１の実施形態は９つのステージを有している。真空ポンピングの必要により、異なる数のステージを利用することが出来ることは理解されよう。
【００１５】
真空ポンピングステージ３０、３２、……、４６は、指定された圧力範囲において効率的な動作をするよう構成されている。例えば、動作中の取入口１４での圧力は、１０-5ｔｏｒｒ〜１０-6ｔｏｒｒの範囲であってもよく、排出口１６での圧力は大気圧または大気圧付近であってもよい。真空ポンプを通しての圧力は、取入口１４から排出口１６へ段階的に増大する。各真空ポンピングステージの特徴は、そのステージの想定動作圧力範囲に対して効率的な動作をするように選択してもよい。
【００１６】
１つの実施形態において、真空ポンピングステージ３０、３２、３４および３６は、図２に示すようにかつ以下に説明するように、軸方向フローステージであってもよい。真空ポンピングステージ３８、４０および４２は、図６Ａ〜図８Ｂおよび図１０Ａ〜図１０Ｃとの関連で以下に説明するように、改良型分子引きずりステージであってもよい。ここで使用している「改良型分子引きずりステージ」とは、粗いまたは溝付きのポンピング面を備えた回転ディスクを含む真空ポンピングステージを意味する。改良型分子引きずりステージは、回転円筒状ドラムを有する分子引きずりステージを排除するとともに、平坦なポンピング面を備えた回転ディスクを有する分子引きずりステージを排除する。本発明の一局面によれば、真空ポンプは、回転円筒状ドラムを有する分子引きずりステージを含まないとともに、平坦なポンピング面を備えた回転ディスクを有する分子引きずりステージを含まない。改良型分子引きずりステージ３８、４０および４２は、以下に記載するように、順次高くなる圧力で動作するよう構成されたインペラを有していてもよい。真空ポンピングステージ４４および４６は、図３〜図５、図９Ａおよび図９Ｂと関連して以下に記載するように、再生真空ポンピングステージであってもよい。
【００１７】
真空ポンプは、１つ以上の軸方向フローステージと、１つ以上の追加ステージとを含む。追加ステージは、改良型分子引きずりステージおよび／または再生ステージを含んでいてもよい。真空ポンプにおけるステージの合計数は、本発明の範囲内において変更してもよい。さらに、軸方向フローステージの数と、追加真空ポンピングステージの数とは、本発明の範囲内において変更してもよい。
【００１８】
軸方向フローステージの実施形態を図２に示す。ポンプハウジング１０は取入口１４を有する。軸方向フローステージは回転子１０４と固定子１１０とを含む。回転子１０４は、中央軸の周りを高速回転するように軸５０に接続されている。固定子１１０はハウジング１０に関して固定位置に装着されている。回転子１０４と固定子１１０とはそれぞれ、複数の傾斜ブレードを有している。回転子１０４のブレードは、固定子１１０のブレードとは反対方向に傾斜している。従来の軸方向フローステージの変更例は、上記特許文献２に開示されており、それは引用によりここに組み込まれている。
【００１９】
図１の真空ポンプの軸方向フローステージは、異なる圧力レベルで動作するよう最適化された、異なる回転子―固定子構造を有していてもよい。特に、固定子および回転子の傾斜ブレードの角度は、真空ポンプの異なるステージにおいて変更されてもよい。１つの例において、第１ステージ３０は、４５度で傾斜した回転子および固定子ブレードを有していてもよく、第２ステージ３２は３０度で傾斜した回転子ブレードを有するとともに２０度で傾斜した固定子ブレードを有していてもよく、第３ステージ３４は２０度で傾斜した回転子ブレードを有するとともに１０度で傾斜した固定子ブレードを有していてもよく、そして、第４ステージ３６は１０度で傾斜した回転子ブレードを有するとともに５度で傾斜した固定子ブレードを有していてもよい。これらのブレード角度は単に例示の目的で示したに過ぎず、本発明の範囲を限定するものではないことを理解されたい。
【００２０】
図３〜図５に再生真空ポンピングステージの例を示している。再生真空ポンピングステージは再生インペラ３００を含み、この再生インペラ３００は、再生インペラ３００の上面に隣接した上方固定子部分３０２と、再生インペラ３００の下面に隣接した下方固定子部分３０４とを有する固定子とともに動作するよう構成されている。図３では、わかりやすくするため上方固定子部分３０２の図示を省略している。再生インペラ３００はディスク３０５を含み、このディスク３０５は、その上面に相互離間して設けられた放射状リブ３０８と、その下面に相互離間して設けられた放射状リブ３１０とを有する。リブ３０８および３１０はディスク３０５の外周または外周付近に設けられているのが好ましい。空洞部３１２は、各対のリブ３０８の間に区画され、空洞部３１４は各対のリブ３１０の間に区画されている。図３〜図５の実施形態において、空洞部３１２および３１４は、リブ３０８同士の間およびリブ３１０同士の間のディスク３０５の材料を除去することにより形成され、湾曲した輪郭を有している。空洞部３１２および３１４の横断面形状は矩形、三角形またはその他の適切な形状であってもよい。ディスク３０５は真空ポンプの中央軸の周りを高速回転するように軸５０に取り付けられている。
【００２１】
上方固定子部分３０２は、リブ３０８および空洞部３１２に対して対向関係に形成された円形の上方チャンネル３２０を有している。下方固定子部分３０４は、リブ３１０および空洞部３１４に対して対向関係に形成された円形の下方チャンネル３２２を有している。上方固定子部分３０２はさらに、円周の一部分にチャンネル３２０の遮断部（図示せず）を含んでいる。下方固定子部分３０４は、円周の一部分にチャンネル３２２の遮断部３２６を含んでいる。固定子部分３０２および３０４には、遮断部３２６に隣接して流路３３０が区画されており、この流路３３０はディスク３０５の縁部周辺で上方チャンネル３２０と下方チャンネル３２２とを相互接続している。上方チャンネル３２０は流路（図示せず）を介して、前のステージから気体を受け取る。下方チャンネル３２２は流路３３４を介して、次のステージへ気体を排出する。
【００２２】
動作において、ディスク３０５は軸５０の周りを高速で回転する。前のステージから上方チャンネル３２０へ入る気体は、上方チャンネル３２０を通ってポンピングされる。ディスク３０５およびリブ３０８の回転により、気体は、空洞部３１２および上方チャンネル３２０を介して大まかな螺旋路に沿ってポンピングされる。次に、気体は流路３３０を介して下方チャンネル３２２へ至り、そして、ディスク３０５およびリブ３１０の回転によりチャンネル３２２を介してポンピングされる。同じようにして、リブ３１０により気体は、空洞部３１４および下方チャンネル３２２を介して大まかな螺旋路へポンピングされる。次に、気体は流路３３４を介して次のステージへ排出される。
【００２３】
リブ３０８および３１０のサイズ、形状および間隔、ならびに対応する空洞部３１２および３１４のサイズおよび形状は変更可能であることは理解されよう。さらに、チャンネル３２０および３２２は直列または並列に接続してもよい。異なる構造の再生真空ポンピングステージは上記特許文献２に開示されている。
図１の真空ポンプにおける改良型分子引きずりステージは、異なる圧力レベルでの動作に対して最適化される異なるインペラ構造を有していてもよい。各インペラは大略的にディスク形状であり、その外周にまたは外周付近に少なくとも１つのポンピング面を有している。通常、ポンピング面は、ディスク形状のインペラの前面および／または後面の環状領域である。さらに、ポンピング面は、前面と後面とを接合する外周部を含んでもよい。
【００２４】
図６Ａおよび図６Ｂは、改良型分子引きずりステージ用のディスク形状のインペラ５００を示している。インペラ５００は動作中、軸５０２の周りを高速で回転する。図６Ａにおいて破線で示しているポンピングチャンネル５０４を有する固定子は、インペラ５００に隣接して設けられている。通常、ポンピングチャンネル５０４は、インペラ５００の外周にまたは外周に近接して設けられている。ポンピングチャンネル５０４に面するインペラ５００の部分は、真空ポンピング面５１０として機能する。このように、真空ポンピング面５１０は、ポンピングチャンネル５０４に対して露出するインペラ５００の部分である。真空ポンピング面５１０は、通常、インペラ５００の外周または外周付近のインペラ５００の環状領域である。真空ポンピング面５１０は、インペラ５００の前面５００ａおよび／または後面５００ｂに設けられていてもよい。さらに、真空ポンピング面５１０はディスク形状のインペラ５００の外周部５００ｃに設けられていてもよい。インペラ５００は、固定子の構造によって、前面５００ａおよび／または後面５００ｂに２個以上の同心円状真空ポンピング面を含んでいてもよい。
【００２５】
インペラ５００は、真空ポンプ１０の真空ポンピングステージ３８に使用されてもよい。インペラ５００は粗い真空ポンピング面５１０を有する。表面粗さは、想定される動作圧力範囲に依存するが、インペラの表面に隣接する比較的厚い層を引きずり機構内部へ誘導するに十分なものでなければならない。
図７Ａおよび図７Ｂにおいて、インペラ６００は真空ポンプ１０の真空ポンピングステージ４０において使用してもよい。インペラ６００の真空ポンピング面６１０は、図６Ａおよび図６Ｂのインペラ５００よりも高い圧力で動作するよう構成されており、そして、真空ポンピング面６１０に一連の放射状溝を有していてもよい。溝の間隔および深さは想定動作圧力範囲に依存する。溝６１２の深さは、中くらいの寸法のポンプの場合、約１ｍｍ〜約２ｍｍの範囲が好ましいであろう。同一の圧力範囲における動作に対する他の実施形態において、真空ポンピング面６１０は、インペラ５００と比較してより大きな表面粗さであってもよく、または、想定圧力範囲において効率的な動作を生ぜしめる表面形状を有していてもよい。
【００２６】
図８Ａおよび図８Ｂにおいて、インペラ７００は真空ポンプ１０の真空ポンピングステージ４２において使用されてもよい。インペラ７００は、図７Ａおよび図７Ｂのインペラ６００よりも高い圧力で動作するよう構成された真空ポンピング面７１０を有している。インペラ７００の真空ポンピング面７１０は、インペラ６００の溝６１２よりも深くおよび／またはより隣接して離間された溝７１２を有していてもよい。あるいはまた、真空ポンピング面７１０は、想定動作圧力範囲において効率的な動作をするよう選択された別の表面形状を有していてもよい。
【００２７】
図９Ａおよび図９Ｂにおいて、再生インペラ９００は真空ポンプ１０の真空ポンピングステージ４４および４６において使用されてもよい。インペラ９００は、空洞部９１４を区画する一連の離間した放射状リブ９１２を有する真空ポンピング面９１０を含む。リブ９１２および対応空洞部９１４の寸法と形状とは、想定動作圧力範囲に対して効率的な真空ポンピングを行えるよう選択される。例えば、リブ９１２の径方向の長さは変更してもよい。真空ポンピングステージ４４および４６の再生インペラは、異なる圧力範囲に対して効率的な動作を行うよう構成されてもよい。いくつかの実施形態において、真空ポンプ１０は、単一の再生真空ポンピングステージまたは、段階的に高くなる圧力で動作するよう構成されたインペラを有する３個以上の再生真空ポンピングステージを含んでいてもよい。リブおよび空洞部の構造は、想定動作圧力範囲において効率的な動作を行えるよう選択されてもよい。他の実施形態において、２個以上の再生真空ポンピングステージは同一のインペラ構造を使用してもよい。
【００２８】
全体として、図６Ａおよび図６Ｂ、図７Ａおよび図７Ｂ、図８Ａおよび図８Ｂ、ならびに図９Ａおよび図９Ｂに示すインペラ５００、６００、７００および９００はそれぞれ、段階的に高くなる圧力で効率的に動作するよう漸増特性を有するインペラのセットを構成する。かくして、１つ以上のインペラは分子フロー条件の下で効率的に動作するよう選択された特性を有していてもよく、また、１つ以上のインペラは遷移フロー条件の下で効率的に動作するよう選択された特性を有していてもよく、そして、１つ以上のインペラは粘性流体条件の下で効率的に動作するよう選択された特性を有していてもよい。ここで、セットをなすインペラは、ポンピング特性が段階的に変化するものである。各インペラは、想定圧力範囲に対して効率的な動作を行うよう構成された表面形状を有する真空ポンピング面を有している。セットをなすインペラはポンピング特性が段階的に変化するものであるが、このことは、２つ以上のインペラが同一であるということを除外するものではない。上述したように、各インペラの真空ポンピング面は、前面の全部もしくは一部分、後面の全部もしくは一部分、および／または外周部の全部もしくは一部分を、いかなる組み合わせででも、含んでいてもよい。
【００２９】
図１０Ａおよび図１０Ｂに、改良型分子引きずりステージのさらなる実施形態を示す。改良型分子引きずりステージ７００は、固定子７０２とインペラ７０４とを含む。固定子７０２はポンピングチャンネル７１０と、取入口７１４と、排出口７１６とを区画している。ポンピングチャンネル７１０の外周は、円形であってよく、中心７１２を有していてもよい。インペラ７０４はポンピング面７２０を含み、このポンピング面７２０は、その外周または外周付近において、上述したように、粗く形成されていてもよいし、または溝を付けられていてもよい。インペラ７０４は軸７２２の周りを回転する。図１０Ｂに示すようにポンピング面７２０は、インペラ７０４の前面７０４ａ、後面７０４ｂ、および外周部７０４ｃに設けられていてもよい。
【００３０】
図１０Ａの実施形態において、インペラ７０４の軸７２２は固定子７０２の中心７１２から変位しており、これにより、インペラ７０４の一部分が、取入口７１４と、排出口７１６との間の固定子部分７２４に隣接している。固定子部分７２４はバッフルまたはストリッパーとして機能する。
図１０Ａの改良型分子引きずりステージの別の構造を図１０Ｃに示す。図１０Ｃの構造において、固定子７０２はインペラ７０４の外周にポンピングチャンネル７３０を区画しているが、インペラ７０４の前面および後面にはポンピングチャンネルを有していない。インペラ７０４はその外周部にポンピング面７３２を有しており、このポンピング面７３２は上述したように粗くてもよいしまたは溝を付けられていてもよい。
【００３１】
本明細書に記載され図面に示された実施形態は、本発明の精神および範囲内において、種々変形および変更されうるということは理解されよう。したがって、上記説明に含まれかつ添付図面に示された全ての事項は、例示として解釈されるべきであり限定的な意味に解釈されないものである。本発明は、特許請求の範囲に記載されたことおよびその均等物のみに限定される。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施形態に係る真空ポンプの簡略化した断面概略図である。
【図２】図１の真空ポンプにおいて利用することが出来る軸方向フローステージの部分的斜視図である。
【図３】再生真空ポンピングステージの分解斜視図であり、再生インペラと下方固定子部分とを示す。
【図４】図３の再生真空ポンピングステージの部分的断面図である。
【図５】図４の線５−５に沿った、再生真空ポンピングステージの部分平面図である。
【図６Ａ】粗いポンピング表面を有する改良型分子引きずりインペラの平面図である。
【図６Ｂ】粗いポンピング表面を有する改良型分子引きずりインペラの側面図である。
【図７Ａ】比較的浅い溝を備えたポンピング表面を有する改良型分子引きずりインペラの平面図である。
【図７Ｂ】比較的浅い溝を備えたポンピング表面を有する改良型分子引きずりインペラの側面図である。
【図８Ａ】比較的深い溝を備えたポンピング表面を有する改良型分子引きずりインペラの平面図である。
【図８Ｂ】比較的深い溝を備えたポンピング表面を有する改良型分子引きずりインペラの側面図である。
【図９Ａ】再生真空ポンピングステージ用のインペラの平面図である。
【図９Ｂ】再生真空ポンピングステージ用のインペラの断面図である。
【図１０Ａ】オフセットインペラを有する改良型分子引きずりステージの平面図である。
【図１０Ｂ】オフセットインペラを有する改良型分子引きずりステージの部分的断面図である。
【図１０Ｃ】図１０Ａの改良型分子引きずりステージの別の構成を示す部分的断面図である。
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【外国語明細書】
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【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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