(57)【要約】エンベロープ（１）、機械駆動要素（１９）、及びポンプ給送部分（２２）を備える真空ポンプ。ポンプ給送部分（２２）は２つの凹凸のついたヘリカルロータ（Ａ及びＢ）を備え、それぞれが長手方向の軸の周りに螺旋状の捻れを有する。ロータ（Ａ、Ｂ）は短く、下流側に張り出して保持される。入口通路（４）は入口オリフィス（９）によってエンベロープ（１）の内側と連通する。出口オリフィス（５）は出口オリフィス（１１）によってエンベロープ（１）の内側と連通する。入口及び出口はヘリカルロータ（Ｉ−Ｉ、ＩＩ−ＩＩ）の軸に対して軸方向になっている。
2010540824.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空ポンプであって、
２つの平行な円筒形チャンバを画定し、その円筒形チャンバは、横断方向に重なり、円筒形の周囲表面及び端部の横断方向表面によって限定され、長手方向を定めるそれぞれの軸、及び横断方向を定める端部の横断方向表面を有するエンベロープ、
２つのそれぞれの位置で前記エンベロープに交差する入口通路及び出口通路であって、
前記入口通路は第１の端部の横断方向表面内に設けられた入口オリフィスを使用して前記エンベロープの内側と連通し、
前記出口通路は基本的に第２の端部の横断方向表面内に設けられた出口オリフィスを使用して前記エンベロープの内側と連通する、
入口通路及び出口通路、
それぞれの円筒形チャンバ内で回転可能であるように、それぞれが配置された２つのロータであって、前記ロータが噛み合う相補的なローブ型ロータ本体及びロータシャフトを有する、２つのロータであって、
各ロータの各ローブが、前記それぞれの円筒形チャンバの前記円筒形の周囲表面と密封した様式で協働する径方向スパンの表面を有し、前記ロータ本体は各々がそれぞれのチャンバの端部の横断方向表面と密封した様式で協働する第１及び第２の横断方向スパン表面を有し、
各ロータ本体は第１の横断方向スパン表面と第２の横断方向スパン表面の間の長手方向軸の周りに螺旋状の捻れを有し、
各ロータはポンプ給送される流体の流れ方向に前記ロータ本体の下流側に配置されたロータガイド手段によって張り出して保持され、前記ポンプは、前記ロ―タ本体の上流側のロータガイド手段を装備された
２つのロータ
を備え、
前記ロータの２つの本体のそれぞれはルーツ横断プロファイルを有し、前記ロータの第１の横断方向スパン表面と前記ロータの第２の横断方向スパン表面との間の４分の１回転の螺旋状の捻れを有して設計され、前記入口オリフィスは前記ロータの軸によって定められた平面の第１の側に沿って配置され、前記出口オリフィスは前記ロータの軸によって定められた平面の第２の側に従って配置された真空ポンプ。
【請求項２】
請求項１に記載の真空ポンプであって、前記ロータ本体の全体の高さと直径の間の比率が１未満である真空ポンプ。
【請求項３】
請求項１乃至２のいずれか１項に記載の真空ポンプであって、各ロータ本体が２つのローブを備えた真空ポンプ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の真空ポンプであって、各ロータ本体が少なくとも３つのローブを備えた真空ポンプ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の真空ポンプであって、前記ロータシャフトはそれぞれが、それぞれの駆動シャフトの前記端部にそれぞれの下流側の固定されたロータの同軸のシャフトを備えた真空ポンプ。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の真空ポンプであって、ガイド手段の間の前記駆動シャフトのうちの１つに装着されたモータを備えた真空ポンプ。
【請求項７】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の真空ポンプであって、前記ガイド手段の間のそれぞれの駆動シャフトにそれぞれが装着された２つの同期されたモータを備えた真空ポンプ。
【請求項８】
装置内で真空を生成及び維持するためのポンプシステムであって、
第１の吸入口及び第１の排出口を有する第１のポンプ、及び
入口導管によって装置の出口に接続された第２の吸入口を有し、中間の導管によって前記第１の吸入口に接続された第２の排出口を有する第２のポンプ
を備え、
前記第２のポンプは前記請求項１乃至７のうちの１項に定義されるタイプの単段ポンプであり、
前記第２のポンプは前記装置の直近に配置され、
前記第１のポンプは前記装置から離れて保持されたポンプシステム。
【請求項９】
請求項９に記載のポンプシステムであって、前記第２の吸入口が前記装置出口から横切って配置され、前記入口導管が前記第２の吸入口を前記装置の出口に直接的に接続するポンプシステム。
【請求項１０】
請求項９乃至１０のいずれか１項に記載のポンプシステムであって、排出圧力によって吸入圧力の最適な制御を可能にする速度の範囲内でその速度を調整するように、前記第２のポンプを制御する指令及び動力手段を備えるポンプシステム。
【請求項１１】
請求項９乃至１１のいずれか１項に記載のポンプシステムであって、前記第２のポンプの排出部に配置された弁を備え、前記指令及び動力手段が、装置内の圧力を調整するように前記第２のポンプの速度及び／又は弁の開放に作用するポンプシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は装置内で適切な真空を生成及び維持することができるポンプデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
産業的な半導体製造プロセスにおいては、製造のいくつかのステップは真空内で実行されなければならないため、装置内での真空の生成及び維持が一般的である。
【０００３】
そのような製造のステップの間、装置はポンプデバイスに接続され、そのポンプデバイスは適切な真空に達するまで装置の内圧を低下させる。
【０００４】
実際に、既知のポンプデバイスは一般に、真空ラインの排出部に配置された少なくとも１つの第１のポンプ、及び第１のポンプと装置の間にポンプ給送されるガスの流路内に直列に接続された少なくとも１つの第２のポンプを備える。
【０００５】
第１の既知のポンプデバイスは、装置内の圧力が約１０−２ミリバールから約１０ミリバールにわたる圧力範囲内に収まることが必要になる用途に使用される。この場合には、ルーツポンプである第２のポンプが一般的に使用される。このルーツポンプは第１のポンプの吸入口に接続される。この解決策は一般に大容量の装置又は高いプロセスフローを急速にポンプ給送するために使用される。
【０００６】
従来のルーツポンプは噛み合うローブを画定する豆形横断面を備える２つの平行なロータを有する。吸入孔及び排出孔はロータの回転軸に対して径方向かつ垂直になっている。
【０００７】
しかし、それによって構成されたポンプデバイスは、かさばり、重く、振動及びノイズの発生原因である。これらの欠点を抑えるために、企業は長さが容易に数メートル達する可能性がある導管の働きによってポンプ給送ユニットを装置から遠くに移動させる。所望のポンプ給送能力を維持する目的で、これらの導管は高いコンダクタンスのものでなければならない。従って、それらは幅広く、かつかさばり、それらの内側の体積が装置の体積に加えられる。その結果、ポンプ給送システムは、装置内の内部のガス圧力を達成するために、大きな体積をポンプ給送しなければならないので、応答性がより劣るものになる。さらに、ガスを真空ライン内で高温に保つ必要がある場合がある（特にガスが１５０℃までの高温によって気化した形態に保たれる化学的プロセス）。それにより、これらのポンプ給送ユニットは、これらの大きな管を高温に保つための高価な加熱デバイスを必要とする。
【０００８】
これらの欠点により、これらの既知のポンプデバイスをクリーンルーム内で使用することが困難になる。クリーンルーム内の空間は非常に高価であり、かさばるデバイス及び導管によって占有される非常に大きな空間を失うことは大きな問題である。
【０００９】
ルーツポンプなどのより小さなサイズの第２のポンプを配置し、又は真空ラインの吸入部、つまりポンプにかけられる装置の出口に直接、小型化した従来のスクリューポンプの配置を試みることができる。この配置は第１のポンプと第２のポンプを接続する導管のサイズを低下させることを可能にする。これは管を加熱する費用も大幅に低下させる。しかし、径方向の入口及び出口のルーツポンプは常に振動及びノイズを発生する。さらに、ポンプ給送をかけられる装置の出口に配置され、それらは粒子及び粉末を装置に逆方向に送り込むことによる「逆流（ｂａｃｋｗａｓｈ）」汚染を生じる。
【００１０】
さらに、ルーツポンプは一般に、ロータの軸が水平な位置で使用され、設置面積が非常に大きくなる欠点を有する。
【００１１】
１０−２ミリバール未満の圧力を必要とする用途に関しては、分子式又はターボ分子式の第２のポンプを使用することができる。しかし、このタイプのポンプはポンプデバイス内でガスを加熱する必要のある用途、及び／又はより高い圧力の用途には使用できない。
【００１２】
企業はその製造室内で、特にクリーンルーム内の空間に非常に費用がかかる半導体産業において、装置の大きさ及び費用を低減することを絶えず望んでいる。化学産業も同様に発展しており、ポンプデバイスがポンプ流れの点で常により効果的である必要がある。これらの新たな大きさ及び流れの基準により、新たな、かさばりがより少なく、かつより安価な、清浄かつポンプ流量が高いポンプデバイスを見つけることを必要にする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】ＥＰ−１，４７５，５３５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明により提示された問題は、第２のポンプとして使用でき、大きさが十分に小さく、ノイズ出力が十分に低く、動作を妨げずに装置の直近に配置するために十分に汚染を伴わない、高いポンプ流量を有する真空ポンプを設計することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の真空ポンプは装置内で発生した粉末及びその他の粒子をポンプ給送することも可能でなければならない。
【００１６】
別の態様によれば、本発明は装置内の真空を効果的に生成及び維持するためのより応答性に優れたポンプ給送システムを提示する。
【００１７】
これらの目的に加えて、その他の目的も達成するために、本発明はエンベロープが２つの平行な円筒形チャンバを画定し、それは横断方向に重なり、円筒形の周囲表面及び端部の横断方向表面によって限定され、長手方向を定めるそれぞれの軸、及び横断方向を定める端部の横断方向表面を有し、入口通路及び出口通路が２つのそれぞれの位置でエンベロープを横切り、これらの位置は全体的に対向し、２つのロータがそれぞれの円筒形チャンバ内で回転可能なようにそれぞれ配置され、ロータは噛み合う相補的なローブ型ロータ本体及びロータシャフトを有し、各ロータの各ローブはそれぞれの円筒形チャンバの円筒形の周囲表面と密封した様式で協働する径方向スパンの表面を有し、ロータ本体は各々がそれぞれのチャンバの端部の横断方向表面と密封した様式で協働する第１及び第２の横断方向スパン表面を有し、各ロータ本体は第１の横断方向スパン表面と第２の横断方向スパン表面の間の長手方向軸の周りに螺旋状の捻れを有し、入口通路は第１の端部の横断方向表面内に設けられた入口オリフィスを使用してエンベロープの内側と連通し、出口通路は基本的に第２の端部の横断方向表面内に設けられた出口オリフィスを使用してエンベロープの内側と連通し、各ロータはポンプ給送される流体の流れ方向にロータ本体の下流側に配置されたロータガイド手段によって張り出して保持され、ポンプはロ―タ本体の上流側のロータガイド手段を装備される真空ポンプを提示する。
【００１８】
本発明によれば、ロータの２つの本体のそれぞれはルーツ横断プロファイルを有し、ロータの第１の横断方向スパン表面とロータの第２の横断方向スパン表面との間の４分の１回転の螺旋状の捻れを有して設計され、入口オリフィスはロータの軸によって定められた平面の第１の側に沿って配置され、出口オリフィスはロータの軸によって定められた平面の第２の側に従って配置される。
【００１９】
この４分の１回転の螺旋状の捻れはロータ直径間の最良の折り合いをもたらす。約４０００ｍ３／ｈのポンプ流量が達成できる。
【００２０】
指令及び動力手段もロータの回転速度を制御するために設けることができる。そして、ポンプ流量及び上流側の圧力が装置及び処理ステップに応じて容易に調整できる。
【００２１】
それによって形成された単段真空ポンプはポンプ流量が高いルーツポンプ又はスクリューポンプの利点を有する。その特定の設計により、発生する振動及びノイズがより少なく、より速い回転のオプションによる小さな体積での大きな流量を有するという利点が単段真空ポンプに付与される。
【００２２】
その設計により、ポンプ給送された粒子は、入口通路によってポンプに軸方向に進入し、ロータの上流側で動く部分がはね返すために装置内に戻ることができないことにより、隣接する装置内の逆流粒子汚染を回避することも可能になる。その設計により、ロータの下流側の低圧領域内に軸受及び潤滑製品がないことにより、逆流汚染も回避される。
【００２３】
従って、この真空ポンプは真空が生成及び維持される装置の直近に配置することができ、第２のポンプの機能を正確に満たすことができる。
【００２４】
さらに、ロータを下流側に機械的に案内する要素がないことが、ポンプの吸入オリフィスの形状及び位置を選択するための自由な流量領域を残し、それにより特にポンプの最良の流量が確実になる。
【００２５】
張り出すロータが十分な機械的挙動を有し、ロータがポンプの本体と接触する危険を伴わずに高い回転速度を可能にすることを確実にするために、ロータ本体の全体の高さと直径の間の比率が１未満である比較的短いロータ本体を有利に選択することができる。
【００２６】
ロータ本体の全体の高さと直径の間の比率が約０．６であることによって、良い結果が達成できる。
【００２７】
第１の実施形態によれば、本発明のポンプは２つのロータ本体を備え、それぞれが横断面を有する負荷を有し、その横断面の輪郭はルーツポンプでは従来からのものであるプロファイルを示す。
【００２８】
このプロファイルは本発明のポンプの外部のフォームファクタと、得られることが意図される約４０００ｍ３／ｈの流量との間の最良の折り合いを確実にする。
【００２９】
例えば、ロータ本体はそれぞれ２つのローブを含むことができる。
【００３０】
第２の実施形態によれば、各ロータ本体は少なくとも３つのローブを備える。１つの利点として、ノイズ及び振動を低減するための動的な均衡がより良いことがある。別の利点として、圧縮率がより良いことがある。
【００３１】
一方で、１つの欠点として、同じフォームファクタに関してポンプ流量が低下し、機械的な複雑さがより大きくなることがある。
【００３２】
有利な実施形態によれば、本発明の真空ポンプは垂直方向に対してロータの軸が９０°未満の配向角（ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ  ａｎｇｌｅ）に沿って向けられた位置に、その真空ポンプが保たれることを確実にする手段を備えることができる。
【００３３】
注意点として、径方向の入口及び出口を有する第２のルーツポンプを備える既知のポンプデバイスでは、給送されたガス内に存在する粒子が無効領域に留まる傾向になる。本発明の真空ポンプの特定の設計は真空ポンプのロータの軸の非水平の向きと相まって粒子の滞留を防止する。
【００３４】
有利なことに、配向角は垂直に対して４５°未満であるように選択できる。そのような角度により本発明の真空ポンプの設置面積をさらに縮小し、粒子の排除を促進することが可能になる。
【００３５】
実際に、本発明の真空ポンプはその特定の設計により、垂直軸に沿って使用することが可能になる。フォームファクタも最小である。
【００３６】
好ましくは、本発明の真空ポンプは入口オリフィスが出口オリフィスよりも高い位置にそれを保持する手段を備えることができる。
【００３７】
この入口オリフィスの出口オリフィスに対する特定の位置は、真空ポンプ内でのある程度の粒子の滞留の可能性をさらに低下させる。重力の作用は実際に粒子をポンプの出口に向かって排出するガスの流れの作用を増加させる。
【００３８】
１つの有利な実施形態によれば、本発明の真空ポンプは約１５０℃までの温度に耐えるように選択された材料から構築される。
【００３９】
従って、材料の選択により、通常は真空ライン内の特定のガスを気化させるのに必要な温度で、本発明の真空ポンプを使用することが可能になる。そのような温度はポンプのポンプ給送部分と機械的部分の間の断熱部分を形成する材料を注意深く選択することによって達成することもできる。
【００４０】
本発明の１つの実施形態によれば、真空ポンプはガイド手段の間の駆動シャフトのうちの１つに装着されたモータを備える。
【００４１】
別の実施形態によれば、真空ポンプは２つの同期されたモータを備え、それぞれがガイド手段の間の駆動シャフトに装着される。
【００４２】
別の態様によれば、本発明は、第１の吸入口及び第１の排出口を有する第１のポンプと、入口導管によって装置の出口に接続された第２の吸入口を有し、中間の導管によって第１の吸入口に接続された第２の排出口を有する第２のポンプとを備え、第２のポンプは上記に定義された種類の単段ポンプであり、第２のポンプは装置の直近に配置され、第１のポンプは装置から離れて配置される装置内の真空を生成及び維持するためのポンプ給送システムも提示する。
【００４３】
好ましくは、第２の吸入口は装置の出口に向けて配置され、吸入導管は第２の吸入口を装置の出口に直接的に接続する。そうして、入口導管は非常に短くすることができ、又は無くてもよい。
【００４４】
非常に有利なことに、本発明により設計された単段真空ポンプは装置の直近に配置できる利点を有する。従って、導管は従来技術のポンプデバイスよりも少なくなる。より少ない導管により、クリーンルーム内で失われる空間がより少なくなり、ポンプ給送する体積がより少なくなり、従ってポンプシステムにおける応答性がより高くなる。
【００４５】
１つの有利な実施形態によれば、本発明のポンプシステムは第２のポンプの速度を制御するための指令及び動力手段を備える。
【００４６】
指令及び動力手段は、排出圧力によって吸入圧力の最適な制御を可能にする速度の範囲内で第２のポンプの速度を調整するように第２のポンプを制御する。
【００４７】
第１の変形によれば、ポンプシステムは第２のポンプの排出部に配置された弁、及び弁の開放を制御する指令及び動力手段をさらに備える。
【００４８】
第２の変形によれば、ポンプシステムは第２のポンプの排出部に配置された弁を備え、指令及び動力手段が、装置内の圧力を調整するように第２のポンプの速度、及び／又は弁の開放に作用する。
【００４９】
本発明の他の目的、特徴、及び利点は添付の図面を参照してなされる特定の実施形態の以下の説明から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の１つの実施形態によるポンプの回転軸の平面内の長手方向正断面図である。
【図２】回転軸の平面に沿った部分的な長手方向断面での図１のポンプの正面図である。
【図３】図１のＣ〜Ｃ平面による横断上面図である。
【図４】図１のポンプの上面図である。
【図５】本発明の１つの実施形態による、１組の横断プロファイルのルーツロータを示す斜視図である。
【図６】図５のロータの組の正面図である。
【図７】本発明の１つの実施形態によるポンプシステムの概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
本発明の１つの実施形態による真空ポンプを示す図１を考察する。このポンプは２つの主要な部分が識別されるポンプ本体を備える。第１の主要部分は本発明のポンプの機械駆動要素１９を備える。第２の主要部分はポンプのポンプ給送部分２２を構成する要素を堅固に密封するエンベロープ１を備える。
【００５２】
第１の主要部分は互いに平行な第１の駆動シャフト２１ａ及び第２の駆動シャフト２１ｂを備える。２つの駆動シャフト２１ａ、２１ｂは軸受２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、及び２９ｄによって保持される。モータのロータ３０が軸受２９ｃと２９ｄの間で第２の駆動シャフト２１ｂに取り付けられ、前記軸受の間でポンプ本体２９ｃ及び２９ｄ内に固定されたモータのステータ３１内で回転する。導電体２０が第２の回転する駆動シャフト２１ｂを駆動するための電力をモータのステータ３１に供給する。
【００５３】
第１の駆動シャフト２１ａは第１の軸Ｉ−Ｉを定め、第２の駆動シャフト２１ｂは第２の軸ＩＩ−ＩＩを定める。
【００５４】
駆動歯車３２は第２の駆動シャフト２１ｂの上に固定され、被駆動歯車３３と噛み合う。この被駆動歯車３３は第１の駆動シャフト２１ａに固定される。
【００５５】
第２の主要部分は、横断方向に重なる、軸Ｉ−Ｉ及びＩＩ−ＩＩに中心を合わせた、２つの平行な円筒形チャンバ２ａ及び２ｂを画成するエンベロープ１を備える。これらの平行な円筒形チャンバ２ａ及び２ｂは、円筒形の周囲表面３ａ及び３ｂ、並びに端部の横断方向表面１０及び１２によって限定されている。
【００５６】
入口通路４は真空がその中で形成されなければならない装置に接続され、流体が本発明のポンプに進入することを可能にするようになされる。
【００５７】
入口通路４は基本的に第１の端部の横断方向表面内１０に設けられた入口オリフィス９によってエンベロープ１の内側と連通する。
【００５８】
２つの平行なロータＡ及びＢが、それぞれの軸Ｉ−Ｉ又はＩＩ−ＩＩの周りでそれぞれの円筒形チャンバ２ａ又は２ｂ内で回転可能なようにそれぞれ配置される。各ロータはそれぞれロータ本体及び下流側の同軸のシャフトを有する。ロータ本体６ａ及び６ｂは第１の共平面の横断方向スパン表面７ａ及び７ｂによって、及び第２の共平面の横断方向スパン表面８ａ及び８ｂによって軸方向に限定される。各ロータＡ及びＢはそれぞれ第１の主要部分の第１の駆動シャフト２１ａ又は第２の駆動シャフト２１ｂの端部において、その下流側の同軸のシャフト６２ａ又は６２ｂによって、張り出すように取り付けられている。従って、ロータはポンプ給送された流体が流れる方向に、ロータ本体の下流側に配置されたガイド手段（軸受２９ａ〜２９ｄ）によって張り出して保持される。ロータ本体６ａ及び６ｂの上流側の低いガス圧力領域内にガイド手段が全くない。
【００５９】
ガイド手段２９ａ〜２９ｄは、例えばスムースベアリング又は磁気軸受、又はガス軸受であることができる。
【００６０】
断熱壁１００が第１の主要部分を第２の主要部分から分離する。このようにして、ロータの保持及び駆動手段を装備した第１の主要部分において低い温度を維持しながら、ポンプ給送されたガスがポンプ給送要素の上に堆積するのを防止するために、ポンプ給送されたガスを収容する第２の主要部分を加熱することが可能である。
【００６１】
例えば、ロータ３０及びステータ３１から構成されるものであるモータは、駆動シャフト２１ａ又は２１ｂの上に直接的に、或いは２つのガイド手段２９ａと２９ｂ、又は２９ｃと２９ｄの間に装着できる。これにより、歯車の後にシャフトの端部に装着されるモータに関連するポンプのコンパクト性を増加させることが可能になる。
【００６２】
しかし、複数の対のガイド手段２９ａと２９ｂ、又は２９ｃと２９ｄの間の空間が十分でない場合、必要であれば、今述べた解決策により、より大きく及びより強力なモータを使用することが可能になる。
【００６３】
従って、本発明の真空ポンプは、それぞれがガイド手段の間で駆動シャフト２１ａ又は２１ｂのそれぞれの１つに装着される、２つの同期されたモータによって動作することが前提となり得る。これにより、所与のフォームファクタの中でより多くの動力を有することが可能になる。
【００６４】
同じ基本的要素が図１と同じ参照番号を使用して符号をつけられている図２を考察する。
【００６５】
出口通路５はエンベロープ１を横切り、入口通路４と出口通路５が２つのそれぞれ全体的に反対の位置でエンベロープ１を横切るように配置される。
【００６６】
出口通路５は基本的に第２の端部の横断方向表面１２内に設けられた出口オリフィス１１によってエンベロープ１の内側と連通する。
【００６７】
本発明のポンプでは、流体の入口及び出口が軸方向に通ることが容易に観測される。
【００６８】
しかし、この図では、入口オリフィス９及び出口オリフィス１１は、軸方向に向いたまま、互いに対して移動されることが観測される。入口オリフィス９は横断平面によって遮られ、出口オリフィス１１は横断平面の前にある。
【００６９】
図３は図１のＣ−Ｃ平面に沿った断面である。同じ基本的要素が図１及び２と同じ参照番号によって示される。
【００７０】
この図は２つのロータＡ及びＢを示す。ロータＡは２つの対向するローブ６０ａ及び６１ａを有するロータ本体６ａを備える。ロータＢは２つの対向するローブ６０ｂ及び６１ｂを有するロータ本体６ｂを備える。ロータの本体６ａ及び６ｂは、それぞれの円筒形チャンバ２ａ及び２ｂ内で回転可能なようにそれぞれが配置される。各ロータ本体６ａ及び６ｂの各ローブ６０ａ、６１ａ、６０ｂ、６１ｂは、対応するロータＡ及びＢの回転経路の一部分の間で、それぞれの円筒形チャンバ２ａ及び２ｂの円筒形の周囲表面３ａ及び３ｂと密封した様式で協働する、それぞれの径方向範囲の表面２５ａ又は２６ａ、及び２５ｂ又は２６ｂを有する。
【００７１】
ロータ本体６ａ及び６ｂの横断面は従来のルーツプロファイルの輪郭と同様の輪郭を有する。
【００７２】
図４は本発明のポンプの上面図である。同じ基本的要素が図１、２、及び３と同じ参照番号によって示される。図５及び６はそれぞれ斜視図及び上面図で複数の対のロータ本体６ａ及び６ｂを示す。
【００７３】
これらの図では、各ロータ本体６ａ及び６ｂは第１の横断方向スコープ表面７ａ又は７ｂと第２の横断方向スコープ表面８ａ又は８ｂとの間で、それぞれの長手方向軸Ｉ−Ｉ又はＩＩ−ＩＩの周りに螺旋状の捻れを有し、ロータの螺旋状の捻れは反対方向になっている。
【００７４】
ルーツロータのプロファイルのこの螺旋状の捻れにより、軸に垂直な壁の吸入及び排出オリフィスを有することが可能になり、従って軸方向のポンプ給送を有することが可能になる。
【００７５】
図４は入口通路と出口通路の中の移動も示す。
【００７６】
図１から７に示される実施形態では、２つのロータ本体のそれぞれは、第１と第２の横断方向スコープ表面の間の４分の１回転の螺旋状の捻れによって設計されている。入口オリフィス９は、ロータ本体６ａ及び６ｂの軸Ｉ−Ｉ及びＩＩ−ＩＩによって定義される平面の第１の側に沿って配置され、出口オリフィスは、ロータ本体６ａ及び６ｂの軸Ｉ−Ｉ及びＩＩ−ＩＩによって定義される平面の第２の側に沿って配置される。
【００７７】
これらの図に示されるロータ本体６ａ及び６ｂは比較的短く、それらの軸方向の高さＨは、それらの全体の直径Ｄ以下である。
【００７８】
Ｈ／Ｄ比は１未満、有利には約０．６である。
【００７９】
示された実施形態では、ロータ３０及びステータ３１によって形成されたモータが軸受２９ｃと２９ｄの間の第２の駆動シャフトに配置され、ポンプのコンパクト性を増加させる。
【００８０】
次に、本発明のポンプの動作を説明する。
【００８１】
ステータ３１は導電体２０を介して電力供給される。これは、第２の駆動シャフト２１ｂを回転させ、それは歯車３２及び３３を介して、第１の駆動シャフト２１ａの回転を駆動する。そして、駆動シャフト２１ａ及び２１ｂに機械的に連結されたロータＡ及びＢは互いに反対の方向に完全に回転して駆動される。
【００８２】
ポンプ給送される流体は入口オリフィス９によって本発明のポンプに連続的に進入し、ロータ本体６ａと６ｂの間の体積を満たす。
【００８３】
ロータ本体６ａ及び６ｂは、常にそれ自体の回転により、流体によって満たされた前記体積を出口オリフィス１１に向かって移動させる。その移動の一部分の間に、流体で満たされた体積は入口オリフィス９及び出口オリフィス１１の両方から分離される。そして、流体によって満たされた体積は出口オリフィスと接続されるようになり、流体が排出される。それに続く体積によってポンプ給送が連続する。
【００８４】
下記の表は、従来の単段ルーツポンプに対する本発明の単段真空ポンプのいくつかの特質を立証する。この表は、同じ定格流量を有する従来のルーツポンプ（Ｒ）に対する本発明のポンプ（Ｉ）の性能を速度、寸法、体積、重量、及び電力の点で比較する。
【００８５】
【表１】
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【００８６】
所望の流量に関して、本発明のポンプは、よりかさばらず、回転速度がより速く、モータが消費する電力がより少ないことが確認される。
【００８７】
本発明のポンプの設計（高回転速度、垂直位置、ローブ装着原理、最適化されたローブプロファイル、材料の選択）により、同じ流量を有する従来のルーツポンプと比較して、ポンプの体積を４分の１に縮小し、重量を３分の１に削減し、電力消費を約２分の１に節約することが可能になる。
【００８８】
さらに、本発明のポンプは、例えばその回転速度を変更することによって、１０００ｍ３／ｈから４０００ｍ３／ｈ超に、低いエネルギーにおいて、広い範囲の流量に渡って有効に動作することができる。
【００８９】
図１、２、３、及び４に示される実施形態において、ロータ本体６ａ及び６ｂは、４分の１回転の螺旋状の捻れを示す。しかし、本発明の範囲を離れることなく、異なる角度の値を有する螺旋状の捻れを選択することができ、それに従ってロータを延長することができる。
【００９０】
半回転の捻れは第２の中間の流体通路チャンバを形成し、第２のポンプ段を構成することを可能にする。従って、その結果生じるポンプは２段になる。
【００９１】
図７は本発明のポンプシステムを示す。このシステムは装置１３からなり、そこでは適切な真空が望まれる。
【００９２】
装置１３の出口１３ａは入口導管１６によって第２のポンプ１５ｂの第２の吸入口１５ａに接続される。第２のポンプ１５は２つのヘリカルツイストロータ（ｈｅｌｉｃａｌ−ｔｗｉｓｔ  ｒｏｔｏｒ）Ａ及びＢ（図１）を有する上述したようなタイプのものである。
【００９３】
第２のポンプ１５は中間の導管１７によって第１のポンプ１４の吸入口１４ａに接続された排出口１５ｂを備える。第１のポンプ１４の排出口１４ｂは本発明のシステムが大気圧で排出することを可能にする。
【００９４】
有利なことに、第２の吸入口１５ａは装置の出口１３ａから横切って配置され、吸入導管１６は第２の吸入口１５ａを装置１３ａの出口に直接的に接続する。従って、吸入導管１６は可能な限り短く、第２のポンプ１５が装置１３に直接的に接続された場合には存在する可能性はない。従って、導管が原因でコンダクタンスが損失するのと同様に、ポンプ給送するための体積が増加するのが回避される。それによって、第２のポンプ１５の大きさはさらに縮小される。
【００９５】
一方で、第１のポンプ１４は比較的長い中間の導管１７によって第２のポンプ１５に接続されながら、製造室の外側などに装置から離れて移動され、製造室内のポンプシステムのフォームファクタを限定し、振動、ノイズ、又は他の有害な現象によって装置１３を妨げることを回避する。
【００９６】
１０−３ミリバールから１０ミリバールで動作する第２のポンプの作用により、排出部に移送されるガスは、処理チャンバの直接的な出口において１０から１００倍大きな圧力になり、それによって処理ガスを第１のポンプに移送する導管の直径が縮小され、その結果、接続の費用を削減することが可能になる。
【００９７】
別の結果として、粒子トラップがより小さな寸法のものになり、チャンバ出口の代わりに第２のポンプの下流に配置することができ、それによって処理チャンバ内の粒子の逆流現象を防止することがある。
【００９８】
装置１３と第２のポンプ１５の間の中間の導管を除去すると、接続の費用が削減され、電力消費が節約される。
【００９９】
保守及び清掃も容易になる。
【０１００】
ポンプロータＡ及びＢの回転速度は本発明の第２のポンプ１５のモータ（３０〜３１、図１）に電力を供給する指令及び動力手段１８によって制御することができる。装置１３の直近の第２のポンプ１５の位置により、その排出部における第２のポンプ１５の速度変化又は圧力変化は装置に即時に反応を与える。
【０１０１】
それによって、装置１３内で実施される処理プロセスを第２のポンプ１５により制御することが計画できる。
【０１０２】
例えば、指令及び動力手段１８は装置１３内の圧力を調整するために、第２のポンプ１５の速度に作用を与えることができる。
【０１０３】
１つの欠点としてポンプの慣性がある。
【０１０４】
代替又は補足として、第２のポンプ１５の排出部に配置された弁４０が設けられる。そして、指令及び動力手段１８は排出圧力を変更する弁４０の開放を制御する。排出圧力を変更することにより、ポンプの圧縮率が変化し、従ってそれ自体が装置１３内の圧力である吸入圧力が変化する。それによって、指令及び動力手段１８は例えば装置１３内の圧力を調整するように、弁４０の開放を制御することができる。
【０１０５】
２つのシステムは結合されたポンプ回転速度及び排出弁であってもよい。その場合、指令及び動力手段１８は排出圧力によって吸入圧力の最適な制御を可能にする速度の範囲内でその速度を調整するように第２のポンプ１５を制御し、指令及び動力手段１８は排出圧力によって吸入圧力を制御するように排出弁４０の開放を制御する。文献ＥＰ−１，４７５，５３５は第２のポンプをどのように制御してそのように動作させるかを教示する。
【０１０６】
すべての状況において、第２のポンプと装置の間の調整弁を除外し、装置１３内の乱流及び粒子の生成弁を除外することが可能である。
【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６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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