(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング（１）内に収容されておりポンプ作用を発生する複数のロータ部材及び複数のステータ部材（１２、１４）から成るポンプ作用発生部材集合体を備えており、前記ロータ部材及びステータ部材は羽根からなり、中間室が該羽根のすぐ下に設けられており、前記ケーシング（１）が、高真空領域（８）に吸入口（２）を、また高圧領域（１０）に吐出口（３）を有しており、前記ポンプ作用発生部材集合体の前記高圧領域側の端部（１６）が、前記中間室（１８）を介して前記吐出口（３）に連通している真空ポンプにおいて、
前記中間室（１８）内にヒータ（２０）を装備すると共に、該中間室を、高伝熱性を有する熱的結合構造を介して、前記複数のステータ部材のうちの高圧領域側に配設されているステータ部材（２４）に結合する一方で、該中間室を、断熱材（２６）を介して、前記ケーシング（１）から断熱し、前記吐出口（３）内にヒータ（２１）を装備するとともに、前記吐出口（３）を、断熱材（２７）を介して、前記ケーシングのうちの該吐出口に接続する部分から断熱し、これによりケーシングをヒータから断熱し、これにより接触による損傷の危険を防止したことを特徴とする真空ポンプ。
【請求項２】
前記複数のステータ部材（２４）を高伝熱性を有する材料で形成すると共に、それらステータ部材どうしの接触面を増大した面積にすることにより、高伝熱性を有する前記熱的結合構造を構成したことを特徴とする請求項１記載の真空ポンプ。
【請求項３】
前記複数のステータ部材のうちの高真空側に配設されているステータ部材が、断熱材（２８）を介して、高圧領域側に配設されているステータ部材から断熱されていることを特徴とする請求項１又は２記載の真空ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空ポンプに関するものであり、より詳しくは、ケーシング内に収容されておりポンプ作用を発生する複数のロータ部材及び複数のステータ部材から成るポンプ作用発生部材集合体を備えており、前記ケーシングが、高真空領域に吸入口を、また高圧領域に吐出口を有しており、前記ポンプ作用発生部材集合体の前記高圧領域側の端部が、中間室を介して前記吐出口に連通している真空ポンプに関する。
【０００２】
この種の真空ポンプとしては、例えば、ターボ分子ポンプがあり、また、ホルベック形ポンプ等の分子ポンプ、それに、ターボ分子ポンプとホルベック形ポンプ等の分子ポンプとを組合せた組合せポンプなどもこの種の真空ポンプである。本発明は更に、例えば再生ポンプのように、吐出圧が更に高い圧力領域にあるポンプをも包含するものである。
【０００３】
【従来の技術】
上に記載した構成を有する真空ポンプは、複数の段を備えた多段式ポンプとして構成されるのが一般的である。その場合に、それら複数の段は、互いに同一構造とは限らず、異なった構造の段であることもあるが、それら段の各々が、ロータ部材及びステータ部材を備えている。ロータ部材及びステータ部材は、ポンプ作用発生部材であり、ポンプ内を輸送される気体は、複数のポンプ作用発生部材から成るポンプ作用発生部材集合体を通過して移動する。この種のポンプは、例えば化学プロセスや半導体製造工程などのように、凝縮し易い気体を大量に取扱う用途にも、ますます多く用いられるようになってきている。また、かかる用途においては、高真空領域に該当する圧力から、層流が生じる圧力領域に含まれる圧力へ、また場合によっては大気圧に該当する圧力にまで、気体が圧縮されることがある。このことは、層流が生じる圧力領域や大気圧などに該当する、高い圧力下において、比較的大量の気体が輸送されるということを意味している。そのため、輸送される気体が凝縮し易いものである場合には、また特に、その温度が低い場合には尚更のこと、その気体のうちのかなりの部分が凝縮（液化）し、或いは凝固（固化）することになる。その結果として、侵蝕作用や腐蝕作用が発生し、それら作用によってポンプの部品が破損することがあり、場合によってはポンプそのものが機能不能になることもある。このことは、本発明が関連する種類のポンプにとっては特に重大であり、なぜならば、その種のポンプは、回転数を高くし、しかも、固定側の構造部材と回転側の構造部材との間の間隙を非常に小さくしておかなければ、最適な動作状態が得られないからである。
【０００４】
このような不都合をもたらす凝集ないし凝結が発生するおそれのある領域を、加熱することにより、凝集ないし凝結の発生を防止するようにした構成が、これまでに既に幾つか提案されている（西ドイツ特許公開ＤＥ−Ａ１９７０２４５６号公報、ヨーロッパ特許公開ＥＰ−Ａ０６４６２２０号公報）。それら既存の構成においては、凝集ないし凝結が発生するおそれのある領域を加熱するために、大面積の伝熱面を介して熱を流入させている。そのためそれら既存の構成には、ポンプの構成部材のうち、例えばケーシングや、高真空側の接続部、軸受、それに駆動機構などのように、凝集ないし凝結に対処する必要のない構成部材までも加熱されてしまうという短所が付随していた。このことは、エネルギ消費量が増大してしまうという不都合をもたらすばかりでなく、更に、その他の様々な不都合をもたらすものであり、例えば、許容誤差の小さな精密構成部材が熱膨張することによる不都合、駆動機構及び軸受に悪影響が及ぶこと、それに、接触による損傷のおそれが生じるなどの不都合があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、凝集ないし凝固が発生するおそれのある構成部材だけを集中的に加熱するための構造を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的は、請求項１の特徴部分に記載した構成要件によって解決される。また、請求項２乃至５は、本発明の実施の形態にかかる具体的な構成を記載したものである。
【０００７】
本発明の構成によれば、ポンプの構成部材のうち該当するものだけが、即ち、凝集ないし凝固が発生するおそれが特に大きい構成部材だけが加熱される。高伝熱性を有する熱的結合構造を介して、加熱すべき部位へ熱を伝達するようにしている。加熱すべき構成部材以外の構成部材である、例えばケーシング、高真空側の接続部、軸受、それに駆動機構などは、断熱材を用いて、加熱しないようにしている。以上の手段によれば、エネルギ消費量を削減できるという利点に加えて、更に、許容誤差の小さな精密構成部材が熱膨張することによる不都合、駆動機構及び軸受に対する悪影響、それに接触による損傷のおそれなどを抑制できるという利点が得られる。また、気体の輸送量を増大させることができるため、ポンプの能力を向上させることもできる。また、複数のステータ部材のうちの高圧領域に配設されているステータ部材だけを加熱対象部位とすることによって、加熱対象部位の熱容量を低減することができ、それによって、加熱時間の短縮、並びに、必要電力の低減が可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
これより添付図面を参照しつつ、ターボ分子ポンプとして構成した実施の形態に即して、本発明について更に詳細に説明して行く。
【０００９】
図１に示したのは、ケーシング１を備えたターボ分子ポンプであり、ケーシング１は、高真空領域８に吸入口２を、また背圧領域（高圧領域）１０に吐出口３を有している。ロータ軸４は、軸受５及び６に取付けられて支持されており、モータ７によって駆動されるようにしてある。このロータ軸４上に、複数のロータ部材１２が固設されている。それらロータ部材１２は、ポンプ作用を発生する構造とされており、それらロータ部材１２が、複数のステータ部材１４と協働することにより、ポンプ作用が得られるようにしてある。尚、ステータ部材１４の方を、ポンプ作用を発生させる構造としてもよく、また、ロータ部材１２とステータ部材１４の両方を、ポンプ作用を発生させる構造としてもよい。吸入口２から流入する気体は、ロータ部材及びステータ部材から成るポンプ作用発生部材集合体によって、背圧側（高圧側）に形成されている中間室１８を介して吐出口３へ輸送される。更に、本発明に関する構造として、中間室１８にヒータ２０を装備すると共に、この中間室１８を、高伝熱性を有する熱的結合構造を介して、ポンプの複数のステータ部材のうちの背圧領域（高圧領域）側に配設されている複数のステータ部材２４に結合してある。また、その熱的結合構造は、それら複数のステータ部材２４を高伝熱性を有する材料で形成すると共に、それらステータ部材どうしの接触面を増大した面積にすることにより構成されている。更に、中間室１８は、断熱材２６、２８を介して、ケーシング１から、また、高真空側に配設されているステータ部材から、断熱されている。以上に加えて、吐出口３にヒータ２１を装備するようにしてもよく、またその場合に、吐出口３を、断熱材２７を介して、ケーシング１のうちのこの吐出口３に接続する部分から断熱するようにしてもよい。
【００１０】
本発明は、以上に実施の形態として説明したターボ分子ポンプばかりでなく、大気圧に相当する圧力へ気体を吐出するようなポンプないしポンプシステムにも適用可能であり、従って、本明細書で「背圧」と表現している吐出圧は、ターボ分子ポンプの背圧より高い、上は大気圧までの圧力領域内の圧力を包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかるターボ分子ポンプの断面側面図である。
【符号の説明】
１    ケーシング
２    吸入口
３    吐出口
８    高真空領域
１０  高圧領域
１２  ロータ部材
１４  ステータ部材
１８  中間室
２０  ヒータ
２１  ヒータ
２４  ステータ部材
２６  断熱材
２７  断熱材
２８  断熱材
【図１】
0004673538.tif 000002