(57)【要約】【解決手段】本発明は、真空ポンプ(12)と真空ポンプ(12)に連結されている冷却要素(18)とを備えたポンプシステムに関する。冷却媒体供給管(20)及び冷却媒体排出管(22)が、冷却媒体を用いて熱を受けて放出することにより真空ポンプを冷却するために冷却要素(18)に連結されている。冷却媒体供給管(20)及び冷却媒体排出管(22)は熱交換器(24)と連結されており、冷却媒体排出管(22)から冷却媒体供給管(20)に熱が伝達される。
2018520304.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプシステムであって、
真空ポンプ(12)と、
前記真空ポンプ(12)と連結されて冷却媒体供給管(20)及び冷却媒体排出管(22)を有する、冷却媒体による熱の吸収及び放出によって前記真空ポンプ(12)を冷却するための冷却要素(18)と
を備えており、
前記冷却媒体供給管(20)及び前記冷却媒体排出管(22)は熱交換器(24)と連結されており、前記冷却媒体排出管(22)から前記冷却媒体供給管(20)に熱が伝達されることを特徴とするポンプシステム。
【請求項２】
前記熱交換器(24)は冷却媒体入口(28)及び冷却媒体出口(30)と連結されていることを特徴とする請求項１に記載のポンプシステム。
【請求項３】
前記熱交換器(24)から流れて前記冷却要素(18)を介して前記熱交換器(24)に戻る第１の冷却媒体のための第１の冷却回路(26)と、前記冷却媒体入口(28)から流れて前記熱交換器(24)を介して前記冷却媒体出口(30)に流れる第２の冷却媒体のための第２の冷却回路(27)とを備えており、前記真空ポンプ(12)から前記第１の冷却回路(26)を介して前記第１の冷却媒体によって放出される熱が前記熱交換器(24)を介して前記第２の冷却媒体によって前記第２の冷却回路(27)に伝達されることを特徴とする請求項２に記載のポンプシステム。
【請求項４】
前記冷却媒体入口(28)から前記熱交換器(24)を介して前記冷却要素(18)に流れて前記熱交換器(24)及び前記冷却媒体出口(30)に戻る１つの冷却回路を備えており、前記真空ポンプ(12)から前記冷却媒体によって放出される熱が前記熱交換器(24)を介して前記冷却媒体供給管(20)内の冷却媒体に伝達されることを特徴とする請求項２に記載のポンプシステム。
【請求項５】
前記冷却媒体供給管(20)に及び／又は前記冷却媒体入口(28)と前記熱交換器(24)との間に、冷却媒体の流量を調整するための調整弁(32, 38)が配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のポンプシステム。
【請求項６】
送出処理のためにパージガスを供給すべく前記真空ポンプ(12)と連結されているパージガス供給管(60)を備えており、パージガスを予熱すべく前記パージガス供給管(60)は前記熱交換器(24)及び／又は前記冷却媒体排出管(22)と連結されており、冷却媒体によって前記真空ポンプ(12)から放出される熱がパージガスに伝達されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のポンプシステム。
【請求項７】
ポンプシステムであって、
入口(14)及び出口(16)を有する真空ポンプ(12)と、
送出処理のためにパージガスを供給すべく前記真空ポンプ(12)と連結されているパージガス供給管(60)と、
前記出口(16)を加熱すべく前記出口と連結されている出口加熱部(50)、又は前記出口と連結されて排出管を加熱するための排出管加熱部と連結されている前記排出管と
を備えており、
前記パージガス供給管(60)は前記出口加熱部(50)又は前記排出管加熱部と連結されており、前記出口加熱部(50)又は前記排出管加熱部によって生じる熱がパージガスに伝達されることを特徴とするポンプシステム。
【請求項８】
前記出口加熱部(50)及び前記排出管加熱部の両方が設けられており、特に共通の出口／排出管加熱要素として構成されていることを特徴とする請求項７に記載のポンプシステム。
【請求項９】
前記パージガス供給管(60)は前記出口(16)及び／又は前記排出管を螺旋状に囲んでいることを特徴とする請求項７又は８に記載のポンプシステム。
【請求項１０】
前記出口加熱部(50)及び／又は前記排出管加熱部、特に前記出口／排出管加熱要素は前記パージガス供給管(60)を少なくとも部分的に囲んでいることを特徴とする請求項７〜９のいずれか一項に記載のポンプシステム。
【請求項１１】
前記真空ポンプ(12)と連結されて冷却媒体供給管(20)及び冷却媒体排出管(22)を有する、冷却媒体による熱の吸収及び放出によって前記真空ポンプ(12)を冷却するための冷却要素(18)を備えており、
前記冷却媒体供給管(20)及び前記冷却媒体排出管(22)は熱交換器(24)と連結されており、前記冷却媒体排出管(22)から前記冷却媒体供給管(20)に熱が伝達されることを特徴とする請求項７〜１０のいずれか一項に記載のポンプシステム。
【請求項１２】
請求項２〜６の特徴を有することを特徴とする請求項１１に記載のポンプシステム。
【請求項１３】
ポンプシステムであって、
真空ポンプ(12)と、
前記真空ポンプ(12)と連結されて冷却媒体供給管(20)及び冷却媒体排出管(22)を有する、冷却媒体による熱の吸収及び放出によって前記真空ポンプ(12)を冷却するための冷却要素(18)と、
前記冷却媒体供給管(20)に配置されている、冷却媒体を予熱するための加熱要素(42, 50)と
を備えていることを特徴とするポンプシステム。
【請求項１４】
前記冷却媒体供給管(20)及び前記冷却媒体排出管(22)は熱交換器(24)と連結されていることを特徴とする請求項１３に記載のポンプシステム。
【請求項１５】
請求項２〜６の特徴を有することを特徴とする請求項１４に記載のポンプシステム。
【請求項１６】
前記真空ポンプ(12)の入口(14)及び出口(16)、送出処理のためにパージガスを供給すべく前記真空ポンプ(12)と連結されているパージガス供給管(60)、前記出口(16)を加熱すべく前記出口(16)と連結されている出口加熱部(50)、又は前記出口(16)と連結されて排出管を加熱するための排出管加熱部と連結されている前記排出管を備えており、
前記パージガス供給管(60)は前記出口加熱部(50)又は前記排出管加熱部と連結されており、前記出口加熱部(50)又は前記排出管加熱部によって生じる熱がパージガスに伝達されることを特徴とする請求項１３〜１５のいずれか一項に記載のポンプシステム。
【請求項１７】
請求項８〜１２の特徴を有することを特徴とする請求項１６に記載のポンプシステム。
【請求項１８】
前記加熱要素(42)は前記熱交換器の下流側に配置されていることを特徴とする請求項１４〜１７のいずれか一項に記載のポンプシステム。
【請求項１９】
前記加熱要素は電気的な加熱要素(42)、前記出口加熱部(50)、前記排出管加熱部及び／又は前記出口／排出管加熱部であることを特徴とする請求項１３〜１８のいずれか一項に記載のポンプシステム。
【請求項２０】
真空ポンプ(12)のために冷却媒体を予熱する方法であって、
冷却媒体が前記真空ポンプ(12)を通過するときに前記冷却媒体に吸収される熱の一部を、前記真空ポンプ(12)に供給される冷却媒体に伝達することを特徴とする方法。
【請求項２１】
請求項１〜６のいずれか一項に記載のポンプシステムを使用することを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
冷却媒体が前記真空ポンプ(12)を通過する前に、前記冷却媒体を加熱要素(42, 50)によって予熱することを特徴とする請求項２０又は２１に記載の方法。
【請求項２３】
請求項１３〜１９のいずれか一項に記載のポンプシステムを使用することを特徴とする請求項２０〜２２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２４】
前記真空ポンプ(12)が冷却媒体を予熱するために十分な熱を生じさせない間、前記加熱要素(42, 50)のスイッチを入れ、前記真空ポンプ(12)から放出される熱が、供給される冷却媒体を予熱するのに十分であるとき、前記加熱要素(42, 50)のスイッチを切ることを特徴とする請求項２０〜２３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２５】
真空ポンプ(12)のために冷却媒体を予熱する方法であって、
冷却媒体が前記真空ポンプ(12)を通過する前に、前記冷却媒体を加熱要素(42, 50)によって予熱することを特徴とする方法。
【請求項２６】
請求項１３〜１９のいずれか一項に記載のポンプシステムを使用することを特徴とする請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記真空ポンプ(12)が冷却媒体を予熱するために十分な熱を生じさせないとき、前記加熱要素(42, 50)のスイッチを入れ、前記真空ポンプ(12)から放出される熱が、供給される冷却媒体を予熱するのに十分であるとき、前記加熱要素(42, 50)のスイッチを切ることを特徴とする請求項２５又は２６に記載の方法。
【請求項２８】
真空ポンプ(12)のためにパージガスを予熱する方法であって、
前記真空ポンプ(12)によって生じる熱及び／又は加熱要素(42, 50)によって生じる熱によって、パージガスを予熱することを特徴とする方法。
【請求項２９】
請求項７〜１２のいずれか一項に記載のポンプシステムを使用することを特徴とする請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記真空ポンプ(12)によって生じる熱を冷却媒体によってパージガスに伝達することを特徴とする請求項２８又は２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記加熱要素(42, 50)は、出口(16)及び／又は前記出口(16)と連結されている排出管を加熱することを特徴とする請求項２８〜３０のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に凝縮点及び／又は析出点の近くでガス／蒸気を送るためのポンプシステムに関する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００２】
（例えば、半導体産業における又はフラットスクリーンの製造中の）一部のコーティング処理では、凝縮点（ガス状態から液体状態への移行）及び／又は析出点（固体状態への移行）の近くでガス／蒸気を運ぶ。特に第２の場合は、生じる固形物が真空ポンプで塵又は堆積物の形態で集まり真空ポンプの動きを妨げるので、真空ポンプにとって問題となる。これは、真空ポンプの排出側では圧力がより高く蒸気が凝縮点／析出点のより近くにあるので、特に真空ポンプの排出側に当てはまる。
【０００３】
この問題を回避する１つの方法は、蒸気を希釈して蒸気の分圧を十分低く維持するために追加のガス（例えばガスバラスト、パージガス）を使用することである。しかしながら、一部の用途では過度な補助ガスが必要になるので、この解決法は有用ではない。このような場合、運ばれた物質をガス又は蒸気の形態で真空ポンプを通して運ぶために真空ポンプの温度を上昇させることが望ましい。圧力がより高いため、真空ポンプの排出管の排出側の温度が問題となる。
【０００４】
先行技術では、冷却水を制御するための調節システムが調節のために使用されている。このようなシステムは、（典型的には排出側の）真空ポンプの基準位置での温度が所定の温度で維持されるように冷却水の流れを設定する及び／又は調節する。
【０００５】
この解決法は、場合によっては少量の冷却水のみを真空ポンプに供給する及び／又は冷却水を一時的に全く供給しないため、不利である。真空ポンプのタイプに応じて、この解決法は、モータ、軸受又は電子部品のような温度感知部品の不十分な冷却をもたらす場合がある。
【０００６】
真空ポンプの排出管を高温レベルに維持することも必要であるので、この排出管を通常（例えば電動式の加熱スリーブによって）更に分離して加熱する。このため、真空ポンプのエネルギー効率が低下してコストがより高くなる。
【０００７】
このような処理で直面する別の問題は、真空ポンプに供給されて供給位置で処理ガスの局所的な冷却を引き起こす場合があるパージガスを使用するということである。このため、望ましくない凝縮及び／又は析出をもたらす場合がある。
【０００８】
本発明は、ポンプシステムが確実且つ効率的に動作している間に凝縮及び／又は析出を効果的に防止する、特に凝縮点及び／又は析出点の近くでガス／蒸気を送るためのポンプシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的は、請求項１，７及び１３に係るポンプシステム、並びに請求項２０，２２及び２３に係る方法により達成される。
【００１０】
本発明に係るポンプシステムは真空ポンプを備えている。ポンプシステムは、互いに連結された複数の真空ポンプから構成されたポンプシステムも含まれているように少なくとも１つの真空ポンプを備えている。真空ポンプは特に乾式圧縮ポンプである。しかしながら、以下に記載されている本発明は、実質的に全てのポンプのタイプを含むことから、本質的にポンプのタイプから独立している。本発明に係るポンプシステムの真空ポンプは、移動可能なポンプ要素が入口から出口に媒体を運ぶために配置されている吸込室を通常備えている従来の真空ポンプである。移動可能なポンプ要素は、例えば回転するロータ又はピストンである。特にロータには、媒体を運ぶ少なくとも１つのポンプ要素が配置されている。ここで記載されている本発明に係るポンプシステムでは、ねじポンプ、クローポンプ、ルーツポンプ、ピストンポンプなどが使用され得る。更に、本発明に係るポンプシステムは、容積型ポンプに加えて、側方チャネルブロワのハイブリッド形態を含むカイネチックポンプシステム、並びにホルベック段、シーグバーン段、ゲーデポンプ及びターボ分子ポンプのような分子ポンプ段を含んでもよい。特に、ポンプシステムは、特に10-2mbar、好ましくは10-3mbar、特に好ましくは10-6mbarの真空を生じさせるために適している。
【００１１】
更に、本発明に係るポンプシステムは、冷却のために真空ポンプと連結されている冷却要素を備えている。冷却要素は、真空ポンプの吸込室を画定する真空ポンプのハウジングと特に連結されている。冷却要素は冷却媒体供給管及び冷却媒体排出管を有している。冷却媒体供給管を介して、冷却媒体は冷却要素に供給されて真空ポンプの熱を吸収する。熱せられた冷却媒体は冷却媒体排出管を介して冷却要素から流出する。従って、冷却要素は、冷却媒体によって熱を吸収して放出することにより真空ポンプを冷却する。
【００１２】
本発明によれば、冷却媒体に吸収される熱が冷却媒体排出管から冷却媒体供給管及び／又は冷却媒体供給管に供給される冷却媒体に伝達されるように、熱交換器が冷却媒体供給管及び冷却媒体排出管に連結されている。
【００１３】
従って、真空ポンプの調節を予熱した冷却水によって行う。十分な量の予熱した冷却水は真空ポンプを通って連続的に流れることができる。従って、高感度な部品の十分な冷却が常に保証されるように、冷却水の供給は中断されず、ひいてはポンプ内の熱分配の均一化が達成される。従って、予熱した冷却水による調節は、ポンプの複数の場所が過度に熱くなるのを防ぐ。加えて、エネルギーを消費して加熱しなければならない十分に熱い冷却水を利用する必要がない。冷却水は、冷却媒体によって放出される真空ポンプの熱によって熱交換器を介して予熱される。
【００１４】
特に、熱交換器は冷却媒体入口及び冷却媒体出口と連結されている。冷却媒体入口を介して冷却媒体はポンプシステムに供給されて、冷却媒体出口を介して冷却媒体はポンプシステムから流出する。処理されず調節されていない冷却媒体が冷却媒体入口を通ってポンプシステムに供給され得る。冷却媒体の前処理、特に予熱が必要ではない。従って、ポンプの作動箇所での更なる構築関連の手段が必要ではなく、このため、コストを削減して小型のポンプシステムを構成することが容易になる。
【００１５】
特に、冷却媒体は水であり、好ましくは、冷却媒体の個々の特性をポンプシステムの要件に適合させるために化学添加物が水に加えられ得る。或いは、冷却媒体は油又は別の合成液体である。
【００１６】
特に、ポンプシステムは、熱交換器から流れて冷却要素を介して熱交換器に戻る第１の冷却媒体のための第１の冷却回路と、冷却媒体入口から熱交換器を介して冷却媒体出口に流れる第２の冷却媒体のための第２の冷却回路とを備えている。従って、真空ポンプで生じる熱は第１の冷却回路を介して第１の冷却媒体によって放出されて、熱交換器を介して第２の冷却媒体によって第２の冷却回路に伝達される。その後、第２の冷却媒体は冷却媒体出口を介してポンプシステムから流出する。熱交換器では、熱全体が第１の冷却媒体から第２の冷却媒体に伝達されるわけではなく、残りの熱が第１の冷却媒体にとどまるように熱の一部のみが伝達されるため、予熱した冷却媒体が真空ポンプで利用可能である。好ましくは、例えば第１の冷却回路では油が第１の冷却媒体として使用されて、第２の冷却回路では水が第２の冷却媒体として使用されるように、第１の冷却媒体及び第２の冷却媒体は互いに異なってもよい。
【００１７】
或いは、特に好ましい実施形態では、ポンプシステムは特に、冷却媒体入口から熱交換器を介して冷却要素に流れて熱交換器及び冷却媒体出口に戻る１つの冷却回路を備えている。真空ポンプから冷却媒体によって放出される熱が、熱交換器を介して、真空ポンプに流れる冷却媒体入口内の冷却媒体に伝達されるため、予熱した冷却媒体が真空ポンプで利用可能になる。そのため、特にポンプシステムを通って流れる冷却媒体が常時交換される。
【００１８】
特に、調整弁が、冷却媒体供給管に及び／又は冷却媒体入口と熱交換器との間に配置されており、冷却媒体の流量を調節すべく構成されている。特に、２つの冷却回路が設けられている場合、第２の冷却回路を介して放出される熱の一部は、冷却媒体入口と熱交換器との間に配置された調整弁によって調整され得る。好ましくは、調整弁は温度測定によって制御されており、温度測定中、真空ポンプのハウジングの温度、及び／又は冷却媒体が真空ポンプに流入する直前の冷却媒体供給管内の冷却媒体の温度が好ましくは測定される。
【００１９】
特に、真空ポンプは、送出処理のためにパージガスを供給するためのパージガス供給管を備えている。冷却媒体によって真空ポンプから放出される熱がパージガスに伝達されるように、パージガスを予熱すべくパージガス供給管は熱交換器及び／又は冷却媒体排出管と連結されている。従って、処理ガスが局所的に冷却されて処理ガスの凝縮又は析出の原因となり得ないように、パージガスを真空ポンプに導入する前に予熱する。パージガスを予熱するための追加の装置が必要ではないように、真空ポンプによって生じる熱はパージガスに伝達され、真空ポンプによって生じる既存の熱がパージガスを予熱するために効率的に使用され得る。
【００２０】
第２の独立した発明は、入口及び出口を有する真空ポンプを備えたポンプシステムに関する。ポンプシステムは、互いに連結された複数の真空ポンプから構成されたポンプシステムも含まれているように少なくとも１つの真空ポンプを備えている。真空ポンプは特に乾式圧縮ポンプである。しかしながら、以下に記載されている本発明は、実質的に全てのポンプのタイプを含むことから、本質的にポンプのタイプから独立している。本発明に係るポンプシステムの真空ポンプは、移動可能なポンプ要素が入口から出口に媒体を運ぶために配置されている吸込室を通常備えている従来の真空ポンプである。移動可能なポンプ要素は、例えば回転するロータ又はピストンである。特にロータには、媒体を運ぶ少なくとも１つのポンプ要素が配置されている。ここで記載されている本発明に係るポンプシステムでは、ねじポンプ、クローポンプ、ルーツポンプ、ピストンポンプなどが使用され得る。更に、本発明に係るポンプシステムは、容積型ポンプに加えて、側方チャネルブロワのハイブリッド形態を含むカイネチックポンプシステム、並びにホルベック段、シーグバーン段、ゲーデポンプ及びターボ分子ポンプのような分子ポンプ段を含んでもよい。特に、ポンプシステムは、特に10-2mbar、好ましくは10-3mbar、特に好ましくは10-6mbarの真空を生じさせるために適している。
【００２１】
本発明によれば、ポンプシステムは、送出処理のためにパージガスを供給すべく真空ポンプと連結されているパージガス供給管を備えている。
【００２２】
本発明によれば、出口は、出口を加熱するための出口加熱部と連結されている。出口加熱部によって生じる熱がパージガスに伝達されるように、パージガス供給管は出口加熱部に連結されている。従って、更なる加熱要素が必要ではないように、出口加熱部を使用することによって、予熱したパージガスがポンプシステムに供給される。従って、出口加熱部により生じる熱が、パージガスを予熱するために効率的に使用される。或いは、出口は、排気管を加熱するための排出管加熱部を有する排出管と連結されている。ここでは、排出管加熱部によって生じる熱がパージガスに伝達されるように、パージガス供給管は排出管加熱部に連結されている。ここでも、ポンプシステムが効率的に構成されるように、既に生じた熱がパージガスを予熱するために利用される。特に、構造的に簡単な手段として１つの加熱部のみが設けられており、この加熱部によってパージガスが少なくとも間接的に加熱される。
【００２３】
特に、出口加熱部及び排出管加熱部の両方が設けられており、特に好ましくは共通の出口／排出管加熱要素として構成されている。従って、１つの加熱要素のみが設けられており、出口及び排出管を同時的に加熱する。出口／排出管加熱要素は、出口／排出管加熱要素と連結されたパージガス供給管を介して送出処理のためのパージガスを予熱する。
【００２４】
特に、パージガス供給管は出口及び／又は排出管を螺旋状に囲んでいる。従って、出口加熱部及び／又は排出管加熱部及び／又は出口／排出管加熱要素からの効率的な熱伝達が保証される。
【００２５】
特に、パージガス供給管は、出口加熱部及び／又は排出管加熱部及び好ましくは出口／排出管加熱要素によって部分的に囲まれている。この配置は効率的な熱伝達を保証する。加えて、可能な限り少しの熱しか環境に放散されないように、加熱部及び／又は加熱要素は絶縁体によって囲まれてもよい。
【００２６】
特に、冷却要素が真空ポンプと連結されており、冷却要素は、冷却媒体による熱の吸収及び放出によって真空ポンプを冷却するために冷却媒体供給管及び冷却媒体排出管を有している。冷却媒体供給管及び冷却媒体排出管は熱交換器と連結されている。
【００２７】
特に、ポンプシステムは第１の発明の特徴によって構成されている。
【００２８】
第３の独立した発明は、真空ポンプを備えたポンプシステムに関する。ポンプシステムは、互いに連結された複数の真空ポンプから構成されたポンプシステムも含まれているように少なくとも１つの真空ポンプを備えている。真空ポンプは特に乾式圧縮ポンプである。しかしながら、以下に記載されている本発明は、実質的に全てのポンプのタイプを含むことから、本質的にポンプのタイプから独立している。本発明に係るポンプシステムの真空ポンプは、移動可能なポンプ要素が入口から出口に媒体を運ぶために配置されている吸込室を通常備えている従来の真空ポンプである。移動可能なポンプ要素は、例えば回転するロータ又はピストンである。特に、ロータには、媒体を運ぶ少なくとも１つのポンプ要素が配置されている。ここで記載されている本発明に係るポンプシステムでは、ねじポンプ、クローポンプ、ルーツポンプ、ピストンポンプなどが使用され得る。更に、本発明に係るポンプシステムは、容積型ポンプに加えて、側方チャネルブロワのハイブリッド形態を含むカイネチックポンプシステム、並びにホルベック段、シーグバーン段、ゲーデポンプ及びターボ分子ポンプのような分子ポンプ段を含んでもよい。特に、ポンプシステムは、特に10-2mbar、好ましくは10-3mbar、特に好ましくは10-6mbarの真空を生じさせるために適している。
【００２９】
本発明によれば、真空ポンプは冷却要素と連結されており、冷却要素は、冷却媒体による熱の吸収及び放出によって真空ポンプを冷却するために冷却媒体供給管及び冷却媒体排出管を有している。
【００３０】
本発明によれば、冷却媒体供給管は冷却媒体を予熱するための加熱要素を有している。従って、ポンプの温度がより高い場合でも温度感知部品の十分な冷却が常に保証されるように真空ポンプに供給される冷却媒体が予熱され、温度感知部品への損傷が防止され得るように真空ポンプ内の熱分配が均一化される。
【００３１】
特に、冷却媒体供給管及び冷却媒体排出管は熱交換器と連結されている。従って、冷却媒体排出管の熱が冷却媒体供給管に伝達される。尚、冷却媒体排出管の熱の冷却媒体供給管への伝達は、真空ポンプがある動作温度に達したときのみ行われる。従って、特に本発明に係る加熱要素は、真空ポンプの始動段階中、十分に予熱した冷却水が真空ポンプに供給されることを保証する。十分な熱が冷却媒体排出管から熱交換器を介して冷却媒体供給管に伝達されると、加熱要素のスイッチを切ることができる。
【００３２】
特に、ポンプシステムは第１の発明の特徴によって構成されている。
【００３３】
特に、真空ポンプは入口及び出口を有している。更に、真空ポンプは、送出処理のためにパージガスを供給するためのパージガス供給管と連結されている。出口は、出口を加熱するための出口加熱部と連結されており、出口加熱部により生じる熱がパージガスに伝達されるように、パージガス供給管は出口加熱部と連結されており、従ってパージガスが真空ポンプに導入される前に予熱される。或いは、出口は排出管と連結されており、排出管は排出管を加熱するための排出管加熱部と連結されている。ここでは、排出管によって生じる熱がパージガスに伝達されるように、パージガス供給管は排出管加熱部と連結されている。ここでも、生じる熱が、パージガスを予熱することにより効率的に利用される。予熱したパージガスは、真空ポンプ内の凝縮又は昇華の原因となる処理ガスの局所的な冷却が生じないことを保証する。
【００３４】
特に、ポンプシステムは第２の発明の特徴によって構成されている。
【００３５】
特に、加熱要素は熱交換器の下流側に配置されている。
【００３６】
特に、加熱要素は電気的な加熱要素である。このため、簡単な構成が保証される。或いは又は更に、加熱要素は出口加熱部、排出管加熱部及び／又は出口／排出管加熱要素である。従って、生じる熱が効率的に利用され得るように、出口加熱部及び／又は排出管加熱部及び／又は出口／排出管加熱要素によって生じる熱が冷却媒体を予熱するために使用される。
【００３７】
特に、凝縮点及び／又は析出点の近くでのガス及び蒸気の送出中に凝縮も析出も生じないことを保証する効率的なポンプシステムが実現されるように、個々の発明の特徴は互いに自由に組み合わせられ得る。従って、ポンプシステムの確実な作動が常に保証され、ひいては、処理ガスの凝縮又は析出が真空ポンプの動きを妨げない又は阻止しないことが保証される。
【００３８】
第４の独立した発明は、真空ポンプのために冷却媒体を予熱する方法に関する。本発明に係る方法では、冷却媒体が真空ポンプを通過するときに冷却媒体に吸収される熱の少なくとも一部が、真空ポンプに供給される冷却媒体に伝達される。従って、冷却媒体は吸収される熱全体を放出せず、吸収される熱の一部を使用して、供給される冷却媒体を予熱する。
【００３９】
特に、第１の発明に係るポンプシステムを使用して本方法を行う。
【００４０】
特に、冷却媒体が真空ポンプを冷却するために真空ポンプを通過する前に、冷却媒体を加熱要素によって予熱する。
【００４１】
特に、真空ポンプが真空ポンプの始動中又は停止中などに十分な熱を生じさせないとき、加熱要素のスイッチを入れる。このような状況では、冷却媒体が真空ポンプを通過する前に冷却媒体を十分に予熱すべく、冷却媒体が真空ポンプを通過するときに冷却媒体に吸収される十分な量の熱を、供給される冷却媒体に伝達することが不可能である。真空ポンプから放出される熱が、供給される冷却媒体を予熱するのに十分であるとき、加熱要素のスイッチを切ることが好ましい。
【００４２】
特に、第３の発明に係るポンプシステムを使用して本方法を行う。
【００４３】
第５の独立した発明は、真空ポンプのために冷却媒体を予熱する方法に関し、冷却媒体が真空ポンプを通過する前に、冷却媒体を加熱要素によって予熱する。
【００４４】
特に、第３の発明に係るポンプシステムを使用して本方法を行う。
【００４５】
第６の独立した発明は、真空ポンプのためにパージガスを予熱する方法に関し、パージガスを、真空ポンプによって生じる熱及び／又は加熱要素によって生じる熱によって予熱する。
【００４６】
特に、第２の発明に係るポンプシステムを使用して本方法を行う。
【００４７】
特に、真空ポンプによって生じる熱を冷却媒体によってパージガスに伝達する。
【００４８】
特に、加熱要素は出口及び／又は出口と連結されている排出管を加熱する。このような加熱を、加熱要素によって生じる熱が効率的に利用されるようにパージガスを更に予熱する同一の加熱要素によって行う。
【００４９】
特に、確実な作動を保証して処理ガスの凝縮及び析出を効果的に防止する効果的な方法を実現するように、第４の発明〜第６の発明の方法の特徴を自由に組み合わせることができる。
【００５０】
本発明の好ましい実施形態を図面を参照して以下に詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】熱交換器を備えたポンプシステムの第１の実施形態を示す図である。
【図２】熱交換器を備えたポンプシステムの第２の実施形態を示す図である。
【図３】熱交換器を備えたポンプシステムの第３の実施形態を示す図である。
【図４】熱交換器及び加熱要素を備えたポンプシステムの第４の実施形態を示す図である。
【図５】熱交換器及び加熱要素を備えたポンプシステムの第５の実施形態を示す図である。
【図６】パージガス予熱部を備えたポンプシステムの第６の実施形態を示す図である。
【図７】パージガス予熱部を示す詳細図である。
【図８】２つの加熱要素を備えたポンプシステムの第７の実施形態を示す図である。
【図９】パージガス予熱部及び熱交換器を備えたポンプシステムの第８の実施形態を示す図である。
【図１０】パージガス予熱部及び熱交換器を備えたポンプシステムの第９の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
本発明によれば、ポンプシステム10は、入口14及び出口16を有する少なくとも１つの真空ポンプ12を備えている。更なる真空ポンプが入口14及び／又は出口16に連結されてもよい。
【００５３】
真空ポンプ12は冷却要素18と連結されており、冷却要素18は冷却媒体供給管20及び冷却媒体排出管22と流体的に連結されている。冷却媒体供給管20を介して、冷却媒体が冷却要素18に供給され、冷却要素18で冷却媒体は真空ポンプ12によって生じる熱を吸収し、その後、真空ポンプ12から冷却媒体排出管22を介して放出される。
【００５４】
冷却媒体供給管20及び冷却媒体排出管22は熱交換器24と連結されている。冷却媒体供給管20及び冷却媒体排出管22は第１の冷却回路26を構成している。冷却媒体入口28及び冷却媒体出口30が熱交換器24と連結されている。冷却媒体入口28及び冷却媒体出口30は第２の冷却回路27を構成しており、第２の冷却回路27は、熱交換器24を介して第１の冷却回路26と連結されているだけであり、第１の冷却回路26と流体的に連結されていない。第１の冷却回路26に吸収される真空ポンプ12の熱は、熱交換器24を介して第２の冷却回路27に伝達される。冷却媒体入口28を通って流入する冷却媒体を介して熱交換器24はこの熱を吸収し、吸収される熱が効果的に放出されるように、冷却媒体は冷却媒体出口30を介してポンプシステムから流出する。
【００５５】
冷却媒体入口28に調整弁32が設けられており、調整弁32は第２の冷却回路27を通過する冷却媒体の流量を調節することによって、第２の冷却回路27を介して放出される熱を更に調節する。従って、冷却媒体供給管20を介して予熱した冷却媒体が冷却要素18に供給されるように、第１の冷却回路26に残っている熱は調整弁32によって調整され得る。好ましくは、調整弁32は冷却要素18の温度の関数として制御可能であり、このために温度測定センサ34が冷却要素18の領域に配置されている。温度測定センサのための他の位置として、例えば冷却媒体供給管20、及び真空ポンプ12のハウジングがある。
【００５６】
言うまでもなく、真空ポンプの冷却を正確に制御するために更なる調整弁が設けられてもよい。簡略化及びより良い理解のために、このような調整弁は省略されている。従って、調整弁が例えば第１の冷却回路26に更に設けられてもよい。
【００５７】
以下、同様の要素又は同一の要素は同一の参照番号で示されている。
【００５８】
図２に示されている第２の実施形態では、ポンプシステム36は１つの冷却回路のみを備えている。冷却媒体は、冷却媒体入口28から熱交換器24に供給されて、熱交換器24から冷却媒体供給管を介して、真空ポンプ12と連結されている冷却要素18に供給される。冷却媒体は、冷却要素18を介して、真空ポンプ12によって生じる熱を吸収して、冷却媒体排出管22を介して熱交換器24に戻る。熱交換器24では、冷却要素18内の冷却媒体によって吸収される真空ポンプ12の熱が、真空ポンプ12に流れる冷却媒体供給管20内の冷却媒体に少なくとも部分的に伝達される。冷却媒体は、熱交換器24から冷却媒体出口30を介してポンプシステムから流出する。冷却媒体入口の冷却媒体の温度が例えば20°である場合、冷却媒体は熱交換器24で例えば45°に加熱されて、その後、冷却媒体供給管20を介して冷却要素18に供給される。冷却要素18では、冷却媒体は真空ポンプ12によって生じる熱を吸収するため、冷却媒体は例えば60°に加熱される。この吸収された熱を熱交換器内の流入する冷却媒体に伝達した後、冷却媒体の温度が例えばほんの45°であるように冷却媒体に含まれている熱を下げて、例えば45°の冷却媒体は冷却媒体出口30を介してポンプシステム36から流出する。
【００５９】
ポンプシステム36には、調整弁38が冷却媒体供給管20に設けられており、調整弁38は、例えば調整弁38の位置で冷却媒体の温度の関数として制御されるため、冷却要素18を通過する冷却媒体の流量を調整する。
【００６０】
図３に示されているポンプシステム40は、上記に記載されている調整弁38に加えて加熱要素42を冷却媒体供給管20に備えており、加熱要素42は冷却媒体入口28と更に連結されている。冷却媒体入口28を介して流入する冷却媒体は、加熱要素42によって予熱されて冷却媒体供給管20を介して冷却要素18に供給される。ポンプシステム40では、冷却媒体が冷却要素18から冷却媒体出口30に直接供給されるように、冷却媒体排出管22は冷却媒体出口30と直接連結されている。
【００６１】
図４に示されているポンプシステム44では、加熱要素42が第１の冷却回路26に配置されており、第１の冷却回路26は熱交換器24を介して第２の冷却回路27と連結されている。従って、第１の冷却回路26内の冷却媒体の温度が下がると、十分に予熱した冷却媒体が冷却要素18に常に供給されるように加熱要素42によって温度を上昇させる。第２の冷却回路27によって、第１の冷却回路26内の冷却媒体が熱交換器24によって冷却され得る。
【００６２】
図５のポンプシステム48は１つのポンプ回路のみを備えており、冷却媒体供給管20及び冷却媒体排出管22に加えて、熱交換器24が設けられている。更に、真空ポンプ12の出口16に出口加熱部50が設けられており、出口加熱部50は、出口16の領域で凝縮及び昇華が防止されるように真空ポンプ12の出口16を適切な温度に維持する。
【００６３】
弁54が配置されている追加の管52を介して、冷却媒体は冷却媒体入口28から出口加熱部50を介して冷却媒体供給管20に供給され得る。冷却媒体供給管20には別の弁56が配置されている。冷却媒体の温度が低過ぎて、真空ポンプ12によって生じる熱が熱交換器24によって冷却媒体を十分に予熱するのに十分ではない場合、冷却媒体は出口加熱部50によって予熱されることができ、このために、弁54は少なくとも部分的に開いている一方、弁56は少なくとも部分的に閉じている。従って、出口加熱部50は、真空ポンプ12の出口16を加熱するため及び冷却媒体を予熱するための両方で使用されている。
【００６４】
図６に示されているポンプシステム58はパージガス供給管60を備えており、パージガスが真空ポンプ12のパージガス入口62からパージガス供給管60を介して供給される。
【００６５】
更に、ポンプシステム58は出口加熱部50を備えている。出口加熱部50の熱がパージガスに伝達されてパージガスを十分予熱するように、パージガス供給管60は出口加熱部50に連結されている。
【００６６】
パージガス供給管60は、出口加熱部からパージガス供給管への可能な限り効率的な熱伝達を実現すべく、図７に示されているように出口16の周りに螺旋状に配置されている。
【００６７】
或いは又は更に、出口加熱部50は、真空ポンプ12の出口16と連結されている排出管を加熱するための加熱要素であってもよい。更に、出口16及び排出管は、出口16及び排出管を同時的に加熱する共通の加熱要素を有してもよい。
【００６８】
図８のポンプシステム64は冷却要素18を備えており、冷却要素18は、冷却媒体供給管20を介して冷却媒体入口28に連結されており、更に冷却媒体出口30と連結された冷却媒体排出管22と連結されている。冷却媒体供給管20には、冷却媒体を予熱するための加熱要素42が配置されており、そのため、冷却媒体は冷却要素18を介して真空ポンプ12を冷却する。更にポンプは、出口加熱部50と連結されたパージガス供給管60を備えている。パージガス供給管60は、別の管66を介して加熱要素42と連結されている。従って、パージガス入口62を介してポンプシステムに流入するパージガスを、冷却媒体を予熱すべく更に機能する加熱要素42によってまず予熱する。続いてパージガスを出口加熱部50で最終的に予熱して、その後、パージガスを真空ポンプ12に供給する。そのため、冷却媒体のための加熱要素及び出口加熱部50の両方の熱がパージガスを予熱するために利用される。出口加熱部50の温度は通常、冷却媒体を予熱するための加熱要素42の温度より高いので、パージガスを、好ましくはまず加熱要素42を介して供給し、その後、出口加熱部50を介して供給する。
【００６９】
図９に示されているポンプシステム68は第１の冷却回路26及び第２の冷却回路27を備えており、第１の冷却回路26及び第２の冷却回路27は熱交換器24を介して互いに連結されている。更に、ポンプシステムの真空ポンプ12はパージガス供給管60を備えている。このパージガス供給管60は、第１の冷却回路26の冷却媒体排出管22と連結されており、特に冷却媒体排出管22を螺旋状に囲んでいる。そのため、パージガス入口62を介して流入するパージガスが、真空ポンプ12によって伝達される熱を冷却要素18を介して、冷却媒体排出管22を通って流れる冷却媒体に吸収する。そのため、パージガスを十分に予熱してパージガス供給管60を介して真空ポンプ12に供給する。特に、パージガス供給管60は冷却媒体排出管22を螺旋状に囲んでいる。
【００７０】
図１０のポンプシステム70は冷却回路を備えており、冷却回路では、冷却媒体供給管20及び冷却媒体排出管22は、熱交換器24を介して冷却媒体入口28及び冷却媒体出口30と連結されている。更に、ポンプシステム70の真空ポンプ12はパージガス供給管60を備えている。冷却媒体排出管22からの熱が冷却媒体供給管20だけでなく、パージガス供給管60にも伝達されるように、パージガス供給管60は熱交換器に連結されているため、パージガスは十分予熱される。
【００７１】
言うまでもなく、個々の実施形態の特徴は合理的であれば互いと組み合わせられ得る。個々の例示的な実施形態は夫々のポンプシステムの完全な記載として解釈されず、他の実施形態の特徴によって補われてもよい。
【００７２】
本発明は本発明の具体的な例となる実施形態を参照して記載されて例示されているが、本発明はこれらの例となる実施形態に制限されることを意図するものではない。当業者は、以下の特許請求の範囲によって定められている本発明の真の範囲から逸脱することなく変更及び調整がなされ得ることを認識する。従って、このような全ての変更及び調整が、添付の特許請求の範囲及びその均等物の範囲内に含まれるように、本発明の範囲内に含まれることが意図されている。
【図１】
2018520304.tif 000003
【図２】
2018520304.tif 000004
【図３】
2018520304.tif 000005
【図４】
2018520304.tif 000006
【図５】
2018520304.tif 000007
【図６】
2018520304.tif 000008
【図７】
2018520304.tif 000009
【図８】
2018520304.tif 000010
【図９】
2018520304.tif 000011
【図１０】
2018520304.tif 000012
【国際調査報告】
2018520304.tif 000013
2018520304.tif 000014
2018520304.tif 000015
2018520304.tif 000016
2018520304.tif 000017
2018520304.tif 000018