(57)【要約】  少なくとも１つのターボ圧縮機段（１１）を有する多段式の摩擦真空ポンプは、ターボ圧縮機段の吐出し側にサーキュラ圧縮機段（３３）を備えている。このサーキュラ圧縮機段（３３）は僅かな軸方向の寸法を有している。このサーキュラ圧縮機段（３３）によって、スペース要求が著しく高められる恐れなしに、圧縮が増大させられる。
2007510853.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多段式の摩擦真空ポンプであって、軸方向に圧縮する少なくとも１つのターボ圧縮機段（１１，２１）が設けられており、該ターボ圧縮機段（１１，２１）が、その軸線を中心として回転するロータ（１３）を有しており、該ロータ（１３）が、不動のステータディスク（１５）の間に突入したロータディスク（１６）を備えている形式のものにおいて、
ターボ圧縮機段（１１）の圧縮機側に、半径方向に圧縮するサーキュラ圧縮機段（３３）が配置されており、該サーキュラ圧縮機段（３３）が、円軌道に配置された、軸方向に突出したロータ羽根（３５）を備えたロータ（３４）と、円軌道に配置された、軸方向に突出したステータ羽根（３６）を備えたステータ（３２）とを有していることを特徴とする、多段式の摩擦真空ポンプ。
【請求項２】
サーキュラ圧縮機段のロータ羽根（３５）が、ターボ圧縮機段（１１）の、ロータディスク（１６）を支持するロータボディに配置されている、請求項１記載の摩擦真空ポンプ。
【請求項３】
ステータ羽根（３６）が、ターボ圧縮機段（１１）の、ステータ羽根（１５）を支持するステータボディに配置されている、請求項１または２記載の摩擦真空ポンプ。
【請求項４】
マルチインレットポンプとしての請求項１から３までのいずれか１項記載の摩擦真空ポンプにおいて、軸方向に間隔を置いて配置された、連続して圧縮する少なくとも２つのターボ圧縮機段（１１，２１）が設けられており、該ターボ圧縮機段（１１，２１）の間に中間入口（ＺＥ１）が位置しており、サーキュラ圧縮機段（３３）が、第１のターボ圧縮機段（１１）の圧縮機側に配置されていることを特徴とする、マルチインレットポンプとしての請求項１から３までのいずれか１項記載の摩擦真空ポンプ。
【請求項５】
マルチインレットポンプとしての請求項１から３までのいずれか１項記載の摩擦真空ポンプにおいて、軸方向に間隔を置いて配置された、連続して圧縮する少なくとも２つのターボ圧縮機段（１１，２１）が設けられており、該ターボ圧縮機段（１１，２１）の間に中間入口（ＺＥ１）が位置しており、サーキュラ圧縮機段（３３）が、第２のターボ圧縮機段（２１）の圧縮機側に配置されていることを特徴とする、マルチインレットポンプとしての請求項１から３までのいずれか１項記載の摩擦真空ポンプ。
【請求項６】
サーキュラ圧縮機段（３３）が、半径方向内向きに圧縮するようになっている、請求項１から５までのいずれか１項記載の摩擦真空ポンプ。
【請求項７】
サーキュラ圧縮機段（３３）が、少なくとも２段式に形成されていて、交互に半径方向内向きにかつ半径方向外向きに（または逆の順序で）圧縮するようになっている、請求項１から６までのいずれか１項記載の摩擦真空ポンプ。
【請求項８】
ロータ羽根（３５）が、圧縮方向に先細りにされた軸方向の長さを有している、請求項１から７までのいずれか１項記載の摩擦真空ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多段式の摩擦真空ポンプであって、軸方向に圧縮する少なくとも１つのターボ圧縮機段が設けられており、該ターボ圧縮機段が、その軸線を中心として回転するロータを有しており、該ロータが、不動のステータディスクの間に突入したロータディスクを備えている形式のものに関する。
【０００２】
ターボ分子ポンプは、たとえば半導体製作のための真空容器または質量分析計のために高真空を発生させることができる摩擦真空ポンプのグループに属している。ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０００４２７１号明細書（Ｌｅｙｂｏｌｄ  Ｖａｋｕｕｍ  ＧｍｂＨ）に記載された多段式の摩擦真空ポンプは１つまたはそれ以上のターボ圧縮機段を有している。このターボ圧縮機段はそれぞれ、半径方向に突出したロータディスクを備えたロータと、半径方向に突出したステータディスクを備えたステータとから成っている。ロータディスクとステータディスクとは僅かな間隔を置いて櫛状に噛み合っている。両ディスクはロータ軸線に対して軸方向の分子流れを生ぜしめる。ターボ圧縮機段に対して付加的にサーキュラ圧縮機段（円形圧縮機段）が設けられていてよい。このサーキュラ圧縮機段は、円軌道に配置された、軸方向に突出したロータ羽根を備えたロータと、円軌道に配置された、軸方向に突出したステータ羽根を備えたステータとを有している。ロータ羽根とステータ羽根とは交互に噛み合っていて、ロータの回転方向と羽根の取付け角とに応じて半径方向内側にまたは半径方向外側に向けられた分子流れを生ぜしめる。
【０００３】
本発明の課題は、段が流路に直列に配置された、高められた圧縮を供給するようになっている、少なくとも１つのターボ圧縮機段を備えた摩擦真空ポンプを提供することである。
【０００４】
本発明による多段式の摩擦真空ポンプは、請求項１の特徴を有している。真空ポンプは、ターボ圧縮機段と、流路において後置されたサーキュラ圧縮機段とを有している。ターボ圧縮機段は、高真空を発生させるために適しているのに対して、後置されたサーキュラ圧縮機段は、増圧を生ぜしめるために働く。したがって、サーキュラ圧縮機段は、圧縮によって低減されるガス体積のため、僅かな寸法を有していてよい。サーキュラ圧縮機段は僅かな軸方向の延在長さを有している。なぜならば、サーキュラ圧縮機段は主に半径方向で通流されるからである。摩擦ポンプの全寸法はサーキュラ圧縮機段によって著しく増加させられない。しかし、圧縮は単段式の摩擦真空ポンプに比べて著しく高められる。前置された１つのターボ圧縮機段と、後置された１つのサーキュラ圧縮機段とから成る本発明による組合せは、僅かなスペース要求と同時に高い圧縮出力の利点を提供する。
【０００５】
本発明の有利な構成によれば、ターボ圧縮機段とサーキュラ圧縮機段とが、ロータとステータとから成る共通の組合せ内に組み込まれている。このことは、両圧縮機段のロータがただ１つの全ロータから成っており、両圧縮機段のステータが同じくただ１つの全ステータから成っていることを意味している。こうして、寸法と重量とを一層減少させることができる。
【０００６】
本発明による摩擦真空ポンプは、有利にはマルチインレットポンプ（多入口ポンプ）として形成されている。このマルチインレットポンプは、軸方向に間隔を置いて配置された、連続して圧縮する少なくとも２つのターボ圧縮機段を有している。これらのターボ圧縮機段の間には、中間入口が位置している。第１のターボ圧縮機段のかつ／または第２のターボ圧縮機段の圧縮機側には、サーキュラ圧縮機段が配置されている。このようなポンプは、特に質量分析計に相俟って使用するために適している。この質量分析計の分析装置に接続された中間入口における高められるガス流によって、高真空入口における圧力に不利な影響が与えられることなしに、ガス流が中間入口で高められる。この中間入口でのガス流の増大は、質量分析計に対して感度の向上を意味している。
【０００７】
サーキュラ圧縮機段として、圧縮比に応じて、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０００４２７１号明細書に記載したように、種々異なるタイプおよび構成を使用することができる。
【０００８】
以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。この実施例は、これによって、本発明の保護範囲が制限されるように解釈され得ない。この保護範囲は、むしろ、等価のものを含む特許請求の範囲により規定される。
【０００９】
図１に示した摩擦真空ポンプはハウジング１０を有している。このハウジング１０はほぼ円筒状に形成されていて、一方の端部に高真空接続部ＨＶを有している。ハウジング壁には、側方で開放した中間入口ＺＥ１が位置している。この中間入口ＺＥ１はウェブ１８によって橋渡しされている。このウェブ１８はステータ部分を互いに結合している。
【００１０】
ハウジング１０の前方の部分１０ａには、ステータ１２とロータ１３とから成る第１のターボ圧縮機段１１が位置している。ステータ１２は、周壁１４から半径方向内側に向けられた複数のステータディスク１５を有している。ロータ１３は、ステータディスク１５の間に突入した、半径方向外向きに突出した複数のロータディスク１６を有している。ロータ１３は、高速回転する電動モータを有する駆動装置１７によって３００００〜６００００ｒｐｍの回転数で駆動される。
【００１１】
第２のターボ圧縮機段２１が第１のターボ圧縮機段１１の圧縮機側に配置されていて、入口側で中間入口ＺＥ１に接続されている。ターボ圧縮機段２１はステータ２２とロータ２３とから成っている。ステータ２２は、周壁２４から半径方向内側に向けられた複数のステータディスク２５を有している。ロータ２３は、ステータディスク２５の間に突入した、半径方向外向きに突出した複数のロータディスク２６を有している。ロータ１３，２３は互いに固く結合されていて、駆動装置１７によって一緒に駆動される。
【００１２】
第２のターボ圧縮機段２１には、ハウジング１０内で別の圧縮機段３０が続いている。この圧縮機段３０は付加的に中間入口ＺＥ２に接続されている。圧縮機段３０は、たとえばホルベック段または別の分子ポンプ、たとえばゲーデポンプ、ジーグバーンポンプ、エングレンダーポンプまたはサイドチャンネルポンプである。
【００１３】
本実施例では、第１のターボ圧縮機段１１に続いてサーキュラ圧縮機段（円形圧縮機段）３３が設けられている。このサーキュラ圧縮機段３３は、ターボ圧縮機段１１のロータ１３の構成要素であるロータディスク３４と、ステータ１２の構成要素であるステータディスク３２とを有している。ロータディスク３４はロータ羽根３５を有している。このロータ羽根３５は同心的な円に配置されている。ステータディスク３２はステータ羽根３６を有している。このステータ羽根３６も同じく同心的な円に配置されていて、図２に示したように、ロータ円の間の空所に係合している。ステータ羽根とロータ羽根とは半径方向に関して逆方向の傾斜位置を有している。ロータの回転方向に関連して、サーキュラ圧縮機段３３は半径方向外向きに媒体圧送するかまたは半径方向内向きに媒体圧送する。圧送方向は、本実施例では、矢印３７によって示してある。ガス搬送は高真空入口ＨＶからターボ圧縮機段１１を通って、このターボ圧縮機段１１の周面から半径方向内向きにサーキュラ圧縮機段３３を通って、そこからギャップ３８を通って中間入口ＺＥ１に進行する。この中間入口ＺＥ１から、ターボ圧縮機段２１がガスを圧縮機段３０に圧送する。この圧縮機段３０には、第２の中間入口ＺＥ２も開口している。圧縮機段３０は出口（図示せず）に媒体圧送する。
【００１４】
ターボ圧縮機段１１のロータディスク１６の１つは、サーキュラ圧縮機段３３のロータ羽根のための支持ディスクである。サーキュラ圧縮機段のステータ羽根は、同時にターボ圧縮機段１１の吐出し側の端部のための端壁を形成している。
【００１５】
特別な利点は、サーキュラ圧縮機段３３がターボ圧縮機段１１内にいわば組み込まれていることにある。付加的に必要となる唯一の手間は、ターボ圧縮機段のロータとステータとに付加的に設けられたロータ羽根３５とステータ羽根３６とにある。
【００１６】
本実施例に対して択一的には、サーキュラ圧縮機段３３が第２のターボ圧縮機段２１の後方に設けられていてもよい。各ターボ圧縮機段の吐出し側に設けられた、このターボ圧縮機段内に組み込まれたサーキュラ圧縮機段によって、ガス流が吐出し側で高められる。接続された質量分析計に対して、このことは、感度の向上を意味している。
【００１７】
図３には、サーキュラ圧縮機段３３を通って半径方向外側から内方に流れるガス流４０が示してある。
【００１８】
図４の実施例では、ロータディスク３４の羽根面が円錐形である。ロータ羽根３５は、円軌道の、より小さくなる半径と共に減少させられる軸方向の長さを有している。
【００１９】
一般的にドイツ連邦共和国特許出願公開第１０００４２７１号明細書の図７に示されているように、複数のディスクと、交互に外側にかつ内側に向けられた流れ経過とを備えたサーキュラ圧縮機段を使用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明による摩擦真空ポンプの縦断面図である。
【図２】サーキュラ圧縮機段を示す図である。
【図３】サーキュラ圧縮機段の別の構成の縦断面図である。
【図４】サーキュラ圧縮機段のさらに別の構成の縦断面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１０  ハウジング、  １０ａ  部分、  １１  ターボ圧縮機段、  １２  ステータ、  １３  ロータ、  １４  周壁、  １５  ステータディスク、  １６  ロータディスク、  １７  駆動装置、  １８  ウェブ、  ２１  ターボ圧縮機段、  ２２  ステータ、  ２３  ロータ、  ２４  周壁、  ２５  ステータディスク、  ２６  ロータディスク、  ３０  圧縮機段、  ３２  ステータディスク、  ３３  サーキュラ圧縮機段、  ３４  ロータディスク、  ３５  ロータ羽根、  ３６  ステータ羽根、  ３７  圧送方向、  ３８  ギャップ、  ４０  ガス流、  ＨＶ  高真空接続部、  ＺＥ１，ＺＥ２  中間入口
【図１】
2007510853.tif 000003
【図２】
2007510853.tif 000004
【図３】
2007510853.tif 000005
【図４】
2007510853.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成18年5月15日(2006.5.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多段式の摩擦真空ポンプであって、軸方向に圧縮する少なくとも１つのターボ圧縮機段（１１，２１）が設けられており、該ターボ圧縮機段（１１，２１）が、その軸線を中心として回転するロータ（１３）を有しており、該ロータ（１３）が、不動のステータディスク（１５）の間に突入したロータディスク（１６）を備えており、さらに、ターボ圧縮機段（１１）の圧縮機側に配置された、半径方向に圧縮するサーキュラ圧縮機段（３３）が設けられており、該サーキュラ圧縮機段（３３）が、円軌道に配置された、軸方向に突出したロータ羽根（３５）を備えたロータ（３４）と、円軌道に配置された、軸方向に突出したステータ羽根（３６）を備えたステータ（３２）とを有している形式のものにおいて、
ステータ羽根（３６）が、ロータ羽根（３５）の、隣り合った円軌道の間の半径方向の空所に係合していることを特徴とする、多段式の摩擦真空ポンプ。
【請求項２】
サーキュラ圧縮機段のロータ羽根（３５）が、ターボ圧縮機段（１１）の、ロータディスク（１６）を支持するロータボディに配置されている、請求項１記載の摩擦真空ポンプ。
【請求項３】
ステータ羽根（３６）が、ターボ圧縮機段（１１）の、ステータ羽根（１５）を支持するステータボディに配置されている、請求項１または２記載の摩擦真空ポンプ。
【請求項４】
マルチインレットポンプとしての請求項１から３までのいずれか１項記載の摩擦真空ポンプにおいて、軸方向に間隔を置いて配置された、連続して圧縮する少なくとも２つのターボ圧縮機段（１１，２１）が設けられており、該ターボ圧縮機段（１１，２１）の間に中間入口（ＺＥ１）が位置しており、サーキュラ圧縮機段（３３）が、第１のターボ圧縮機段（１１）の圧縮機側に配置されていることを特徴とする、マルチインレットポンプとしての請求項１から３までのいずれか１項記載の摩擦真空ポンプ。
【請求項５】
マルチインレットポンプとしての請求項１から３までのいずれか１項記載の摩擦真空ポンプにおいて、軸方向に間隔を置いて配置された、連続して圧縮する少なくとも２つのターボ圧縮機段（１１，２１）が設けられており、該ターボ圧縮機段（１１，２１）の間に中間入口（ＺＥ１）が位置しており、サーキュラ圧縮機段（３３）が、第２のターボ圧縮機段（２１）の圧縮機側に配置されていることを特徴とする、マルチインレットポンプとしての請求項１から３までのいずれか１項記載の摩擦真空ポンプ。
【請求項６】
サーキュラ圧縮機段（３３）が、半径方向内向きに圧縮するようになっている、請求項１から５までのいずれか１項記載の摩擦真空ポンプ。
【請求項７】
サーキュラ圧縮機段（３３）が、少なくとも２段式に形成されていて、交互に半径方向内向きにかつ半径方向外向きに（または逆の順序で）圧縮するようになっている、請求項１から６までのいずれか１項記載の摩擦真空ポンプ。
【請求項８】
ロータ羽根（３５）が、圧縮方向に先細りにされた軸方向の長さを有している、請求項１から７までのいずれか１項記載の摩擦真空ポンプ。
【国際調査報告】
2007510853.tif 000007
2007510853.tif 000008
2007510853.tif 000009
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