(57)【要約】      （修正有）【課題】複数のインレットを有する真空ポンプであって、インレットに割り当てられた複数の容器の間のガス交換が防止されることが可能である真空ポンプを提供することである。同時に、少ないコストで製造可能であり、長い寿命を有するべきである。【解決手段】ターボ分子ポンプであって、ハウジング１２が、ポンピングすべきガスの為のポンプ室１４を取り囲み、このポンプ室１４内に、連続して接続された複数のポンプ段１６ａ，１６ｂが、ハウジング１２の内部に置かれたインレット領域２０を有する各一つのインレット１８を有し、少なくとも一つの転向手段３０が設けられており、この転向手段３０が、ポンピングすべきガスの為の、前接続されたポンプ段１６ａから出発する少なくとも一つの流れパス１５を提供し、この流れパス１５が、後接続されたポンプ段１６ｂのインレット領域２０をから離れるよう案内されることを特徴とする真空ポンプ。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空ポンプ、特にターボ分子ポンプであって、ハウジング（１２）を有し、このハウジングが、ポンピングすべきガスの為のポンプ室（１４）を取り囲み、このポンプ室内に、連続して接続された複数のポンプ段（１６ａ，１６ｂ）が設けられており、
その際、ポンプ段（１６ａ，１６ｎ）が、ハウジング（１２）の内部に置かれたインレット領域（２０）を有する各一つのインレット（１８）を有し、そして、
その際、少なくとも一つの転向手段（３０，３４，３８，４０，４２）が設けられており、この転向手段が、ポンピングすべきガスの為の、前接続されたポンプ段（１６ａ）から出発する少なくとも一つの流れパス（１５）を提供し、この流れパスが、後接続されたポンプ段（１６ｂ）のインレット領域（２０）をから離れるよう案内されることを特徴とする真空ポンプ。
【請求項２】
転向手段が、二つのポンプ段（１６ａ，１６ｂ）の間に設けられた分離壁（３０）を有し、この分離壁と通って、ポンプ段（１６ａ，１６ｂ）に割り当てられたローター軸（２２）が延在し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３】
ローター軸（２２）が、間隙（３２）を形成しつつ、分離壁（３０）内の開口部を貫通していることを特徴とする請求項２に記載の真空ポンプ。
【請求項４】
間隙（３２）を通って流れパス（１５）が推移していることを特徴とする請求項３に記載の真空ポンプ。
【請求項５】
分離壁（３０）が、ローター軸（２２）の領域において軸方向に、後接続されたポンプ段（１６ｂ）内部へと延長されていることを特徴とする請求項３または４に記載の真空ポンプ。
【請求項６】
間隙（３２）が、ポンプ効果を発する構造によって画成されていることを特徴とする請求項３から５のいずれか一項に記載の真空ポンプ。
【請求項７】
間隙（３２）に、転向手段として流れ抵抗部（３４）が設けられていることを特徴とする請求項３から６のいずれか一項に記載の真空ポンプ。
【請求項８】
転向手段が、ポンプ室（１４）から導き出される流れパスを定義することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の真空ポンプ。
【請求項９】
転向手段が、前接続されたポンプ段（１６ａ）のアウトレット（３６）を有し、これが、導管（４０，４２）によって、後接続されたポンプ段（１６ｂ）の別のインレット（３８）と接続されている、及び／又は外部の装置に接続可能であることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の真空ポンプ。
【請求項１０】
導管（４０）が、ハウジング（１２）の内部及びポンプ室（１４）の外部を推移していることを特徴とする請求項９に記載の真空ポンプ。
【請求項１１】
導管（４２）が、ハウジング（１２）の外部を推移していることを特徴とする請求項９に記載の真空ポンプ。
【請求項１２】
アウトレット（３６）に、少なくとも一つの分子ポンプ段（２６）が設けられていることを特徴とする請求項９から１１のいずれか一項に記載の真空ポンプ。
【請求項１３】
真空引きすべき複数のチャンバー（２８）を有する装置と、請求項１から１２のいずれか一項に記載の真空ポンプを有する真空システムであって、
その際、チャンバー（２８）が、連続して設けられており、そして各一つのガスアウトレットを有し、これが、ポンプの運転中、真空ポンプ（１０）のポンプ段（１６ａ，１６ｂ，１６ｃ）のうちの一つのインレット（１８）と接続されていることを特徴とする真空システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空ポンプ、特にターボ分子ポンプであって、ハウジングを有し、このハウジングが、ポンピングすべきガスの為のポンプ室を取り囲んでおり、このポンプ室内に、連続して接続される複数のポンプ段が設けられており、その際、ポンプ段が、ハウジングの内部に置かれたインレット領域を有する各一つのインレットを有するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
真空ポンプは様々な技術プロセス中で使用され、各プロセスにとって必要な真空を達成する。真空ポンプは、典型的にはハウジングを有しており、ハウジングは、ローター軸を有するポンプ室を取り囲んでいる。ポンプ室内には、真空ポンプのポンプ構造が設けられている。これは、ポンプ室内又は真空引きすべき領域内に存在するガスを、真空ポンプのインレットからアウトレットへと搬送し、これによってポンピングを行う。ローター軸の為の駆動部は、通常、ポンプ室から分離された支承部室内に設けられている。
【０００３】
ターボ分子ポンプは、トルク伝達ポンプである。ここで、ポンピングすべきガスのポンプ内に進入するガス分子は、ローター軸の移動するローターブレードへの衝突によってトルクを得る。ポンプは、通常、一連の複数のポンプ段を有する、または連続して設けられたローターディスク及びステーターディスクを有する。各ポンプ段は、通常、対として設けられている各一つのローターディスク及びステーターディスクから成る。場合によっては、ポンプ段は、一つのローターディスクのみから成っていることも可能である。その際、これは特に、流れ下流に置かれた端部の為に存在するポンプ段である。この場合、ポンプはローターディスクによって終了する。トルクの他に、ガス分子は、ローターディスク及びステーターディスクの位置に基づいて、互いに、ポンプの軸に対して平行な移動成分を得る。その際、軸は基本的にローター軸に相応する。一般的に、複数のポンプ段は、ポンプのインレットからアウトレットに向けてガスの圧力を高める。
【０００４】
ターボ分子ポンプは、基本的に、分子流領域にある圧力領域においてのみ効果的に作動し、そして大気圧に対しては真空引きを行わず、多くの場合、予真空ポンプによってサポートされる。通常、同じローター軸によって駆動される分子ポンプ段、例えばホルベックポンプ段またはジーグバーンポンプ段が、ポンプハウジングの内部においてターボ分子ポンプのアウトレットに連結されることによって、ターボ分子ポンプの作動圧力領域は、拡張される。これは、低い出力を有する予真空ポンプを使用することを可能とする。というのは、ガスのアウトレット圧力が高められているからである。この場合、ターボ分子ポンプ段と分子ポンプ段のコンビネーションが、通常、約１ｍｂａｒの圧力まで真空引きを行うので、予真空ポンプは大気圧までポンピングを行う。
【０００５】
複数のインレットを有する真空ポンプ（いわゆるスプリットフロー真空ポンプ）は、複数の、特に、異なる圧力を有する、一連の連続して設けられた複数のチャンバー（容器）のポンピングを可能とする。そのような複数のポンプは、典型的には二から六のインレットを有している。これらはポンプの軸に沿って間隔をあけている。ポンプは、通常、ポンプ室の内部に連続して接続された積層部から成る。通常、ポンプ段は、ターボ分子ポンプユニットを有する。これは少なくとも一セットのローターブレード及びステーターブレードと場合によっては、一又は複数の分子ポンプを有する。典型的には、高いポンプ速度と低い圧力領域は、第一の、つまり別の全てのインレットに前接続されたインレットにおいて提供される。後接続されたインレットは、その順番に相応して、より高い圧力領域にあり、そしてより低いポンプ速度を提供する。スプリットフロー真空ポンプも既知である。これにおいては、最も高いポンプ速度又は最も高い吸引性能が、二つの別のインレットの間に設けられた、つまり中間のポンプ段における、又は複数の中間のポンプ段の一つにおけるインレットにおいて供給される。態様は、特に各適用分野に依存する。
【０００６】
一般的に、複数のインレットを有する真空ポンプにおいては、連続して接続された複数のポンプ段のインレットにおいて異なる圧力が存在するという問題が生じる。前接続された（流れ上流に設けられた）真空引きすべき領域（この領域にはより低い圧力が存在する）からのガス分子は、場合によっては後接続された（流れ下流に設けられた）、このインレットに割り当てられた真空引きすべき領域内においてより高い圧力となり、そしてこれらを汚染する。これは、真空引きすべき領域が複数の圧力領域を有する科学的機器、例えば質量分析計の部分であるとき、特に問題である。逆流するガスが、ここでは正確な圧力調整を困難とする可能性がある。流上流に設けられた領域からポンピングされるガスが、腐食性のガスであるとき、そのような時間とのコンタミネーションは、不可逆性の損傷に通じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】ドイツ連邦共和国出願公開第４２２８３１３Ａ１号明細書
【特許文献２】国際公開２００６／０４８６０３Ａ１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
よって、本発明の課題は、複数のインレットを有する真空ポンプであって、上述した不利益を克服したもの、つまり、インレットに割り当てられた複数の容器の間のガス交換が防止されることが可能である真空ポンプを提供することである。同時に、真空ポンプは、少ないコストで製造可能であるべきであり、そして長い寿命を有するべきである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題は、発明に従い、請求項１に記載の特徴を有する真空ポンプによって解決される。
【００１０】
発明に係る真空ポンプは、好ましくは、ターボ分子ポンプであり、これは、ポンピングすべきガスの為のポンプ室を取り囲むハウジングを有している。この中に複数の、連続して接続されるポンプ段が設けられている。ポンプ段は、各一つのインレットを有する。インレットは、ハウジングの内部に置かれたインレット領域を有する。更に、少なくとも一つの転向手段が設けられている。これは、少なくとも一つの、ポンピングすべきガスの為の、前接続されたポンプ段から出発する流れパスを提供する。流れパスは、後接続されたポンプ段のインレット領域から離れるよう案内される。
【００１１】
換言すると、転向手段は、ガスを転向させ、そしてそのようにして、インレット領域から離れるよう案内される流れパスを強制することによって、第一の前接続されたポンプ段からのポンピングすべきガスが、後接続された別のインレット領域に流れ込むのを防止する。流れパスは、特に、ポンピングすべきガスの別の又は代替的な流れパスであることが可能である。これに従い、ポンピングすべきガスに、二以上の流れパスが提供されているということが意図され得る。その際、少なくとも一方が、後接続されたポンプのインレット領域から離れるよう案内される。
【００１２】
そのような転向手段によって、ポンピングすべきガスが、後接続されたインレットに付設された容器内に逆流することが完全に、又は少なくとも大幅に防止されるということが判明した。これは、特に容器における一定の圧力の構築を可能とする。これら容器は、ポンプの流れ下流に置かれたインレットに付設されている。更に、転向手段によって、複数の容器の間のガス交換によって発生するコンタミネーションの危険性が、少なくとも大幅に回避される。特に、ポンピングすべきガスが、腐食性のガスであるとき、これは、後接続された容器の寿命にポジティブに作用する。その上、発明に係る真空ポンプは、軸方向の構造高さ、又は出力要求（エネルギー需要）が拡大される必要無しに実現されることが可能である。
【００１３】
本発明の有利な実施形は、下位の請求項、明細書、及び図面中に記載されている。
【００１４】
転向手段の提供の為に、発明に係る真空ポンプがちょうど二又はより多くのポンプ段を有しているかどうかは、基本的に重要でない。前接続された及び後接続されたポンプ段は、直接連続して、つまり隣接していることも可能であるし、またその間に設けられた一または複数のポンプ段によって分離されていることも可能である。好ましくは、発明に係る真空ポンプは、二、特に好ましくは三、特に四のポンプ段を有している。しかしまた、五以上のポンプ段も考え得る。
【００１５】
すでに上述したように、ポンプ段は好ましくは少なくとも各一つのローターディスク及びステーターディスクを有している。これらは対として設けられている。その他に、ポンプ段は追加的に、少なくとも一つの分子ポンプ段を有し得る。例えば、その際、ホルベックポンプ段またはジーグバーンポンプ段であることが可能である。これらは互いに組み合わせられることが可能である。ポンプ段は、更に、一のみ又は複数の分子ポンプ段を有することが可能である。
【００１６】
発明に係る真空ポンプの有利な実施形に従い、転向手段は、二つのポンプ段の間に設けられた一つの分離壁を有する。これを通って、ポンプ段に割り当てられたローター軸が延在している。
【００１７】
ローター軸は、その際、好ましくは、全てのポンプ段に割り当てられており、そして特に唯一のモーターによって駆動される。すでに上述したように、ローター軸は、基本的にポンプの軸に相当する。これに沿ってポンプ段が連続して設けられている。ポンプ段に設けられたインレットは、好ましくは同様にこの軸に沿って設けられている。インレットは、必ずしも、ポンプの軸に平行に一つの線の上に位置している必要はなく、互いにオフセットされていることが可能である。すべてのインレットは、側方のインレットであることが可能である。しかしその際、これは必然ではない。特に、他の全てのインレットに前接続されている、ポンプの第一のインレットは、正面側に設けられていることが可能である。同様に、全ての他のインレットに後接続されている、ポンプの最終のインレットも正面側に設けられている。
【００１８】
分離壁は、好ましくは、ステーターディスクと同一の又は類似の材料から成っており、基本的には同様に構成されている。更に、分離壁は、特に直径方向に分割されて、形成されているっことが可能である。そのような分離壁の製造は、例えばワイヤーカット（独語：Ｄｒａｈｔｅｒｏｓｉｏｎ）によって、又はレーザー処理によって行われる。基本的に、ターボ分子ポンプの分野の当業者には、相応する製造方法と材質は既知である。よってここでは詳細な説明は割愛する。
【００１９】
別の実施形に従い、ローター軸は、間隙を形成しつつ、分離壁内の開口部を通って案内されており、その際、ポンピングすべきガスの流れパスは、間隙を通って延在している。分離壁は、つまり、ポンピングすべきガスの流れパスが、基本的に、ポンプ室の中央に、又はポンプの軸に向かって転向されることに作用する。このようにして、後接続されたポンプ段のインレットの直接の流れ込みと、ひいてはポンピングすべきガスが、インレットに割り当てられた容器内へと逆流することが防止される。基本的に、この有利な効果は、後接続されたインレットが設けられている分離壁が厚くなるほど強くなる。よって特に、後接続されたインレットが分離壁に直接続いていることは有利である。
【００２０】
この効果を強める為に、真空ポンプの好ましい発展形では、ローター軸の領域における分離壁は、軸方向に後接続されたポンプ段内へと進入するよう延長されている。特に有利には、これによってポンピングすべきガスの流れパスが、完全に、又は少なくとも大幅に、後接続されたポンプ段のインレット領域を通過する、又は少なくとも後接続されたポンプ段の圧縮領域の近くまで案内されることが可能である。そのような延長は、例えば分離壁に取り付けられた、又は分離壁と一体に形成された中空シリンダー又は短管（ローター軸を取り囲んでいる）によって実現されることが可能である。このようにして、少ない製造コストのみによって、ポンプ室と、後接続されたポンプ段のインレットに割り当てられた容器の間のガス交換が大幅に減少されることが可能である。
【００２１】
更に、間隙は追加的又は代替的にポンプ効果を発する構造によって画成されていることが可能である。その際、これは、特にホルベックポンプ段及び／又はジーグバーンポンプ段であることが可能である。ポンプ効果を発する構造は、好ましくは、ローター軸に形成されており、そして各発明に係る転向コンセプトに応じて、ポンピングすべきガスの流れ方向の一つに相当する（後接続されたポンプ段の方向における）ポンプ作用、又はこれと反対のポンプ作用を二つのポンプ段の間に提供する。
【００２２】
転向手段として、少なくとも一つの分離壁のみを有する本発明の真空ポンプの実施形においては、間隙に割り当てられたポンプ効果を発する構造が、好ましくは、ポンピングすべきガスの流れ方向に対応するポンプ作用（後接続されたポンプ段の方向）を提供するよう構成されている。
【００２３】
詳細は後述するように、発明に係る実施形においては、分離壁に追加的に別の転向手段が設けられていることが可能である。そのような場合、間隙に割り当てられたポンプ効果を発する構造が、ポンピングすべきガスの流れ方向と反対のポンプ作用（前接続されたポンプ段の方向）を提供するよう構成されていることは、特に好ましいことが可能である。このようにして、特別なガス遮断効果が、連続する二つのポンプ段の間に実現される。換言すると、分離壁、又は分離壁内に形成されたローター軸の為の開口部が、後接続されたポンプ段内に直接通じる、ポンピングすべきガスの為の流れパスを提供しないことは、有利であることが可能である。
【００２４】
更に、間隙には追加的に又は代替として、流れ抵抗部が割り当てられていることが可能である。流れ抵抗部は、好ましくは間隙の前、特に前接続されたポンプ段の側に設けられている。特に好ましくは、流れ抵抗部はローター軸に取り付けられている。ローター軸と流れ抵抗部は、一体に形成されていることも可能である。例えば、流れ抵抗部はディスク又はプレートである。間隙に付設された流れ抵抗部は、分離壁がガス遮断作用を二つのポンプ段の間に提供すべきとき、特に有利である。
【００２５】
本発明に係る真空ポンプの別の実施形に従い、転向手段は、ポンプ室から導き出される流れパスを定義する。そのような転向手段は、一または複数の分離壁に対して代替的または追加的に設けられていることが可能である。
【００２６】
そのような転向手段は、ポンピングすべきガスの為の流れパスを、ポンプ室を去った後、再びこの中に戻り案内するものと、流れパスがポンプ室内に戻り案内されないものに、区分されることが可能である。
【００２７】
好ましくは、流れパスをポンプ室内に再び戻り案内する転向手段は、前接続されたポンプ段のアウトレットを含む。これは、導管によって、後接続されたポンプ段の別のインレットと接続されている。その際、前接続されたポンプ段及び後接続されたポンプ段は、直接連続、つまり隣接しているかということ、又は一又は複数のその間に設けられるポンプ段によって互いに分離されているかということは重要でない。
【００２８】
好ましくは、別のインレットは、当該後接続されたポンプ段の容器と接続されるインレットに対して流れ下流に設けられている、又は後接続されている。更に、両方のインレットがポンプ段の基本的に反対の軸方向の端部領域に、つまり互いにできる限り大きな軸方向の間隔を有して設けられていることは、好ましいことである可能性がある。特に好ましくは、後接続されたポンプ段の別のインレットは、特別高い圧縮性（ポンプ作用）の箇所に設けられている。換言すると、別のインレットは、好ましくは高いポンプ作用の箇所においてポンプ室内に開口している。その様な箇所には、特に、当該後接続されたポンプ段のローター軸に取り付けられたホルベックポンプ段及び／又はジーグバーンポンプ段が設けられていることが可能である。このようにしてポンピングすべきガスの逆流が特に確実に防止される。
【００２９】
アウトレットと接続されている導管は、一つの実施形においてはハウジングの内部及びポンプ室の外部を推移している。導管は、好ましくは閉じられた断面を有し、そして特に基本的にはガス密にポンプ室から分離されている。ポンプ室とのガスを案内する接続は、つまり好ましくはアウトレットとインレットを介してのみ生じる。導管は、特に好ましくは、ポンプの軸に対して平行に推移する。その際、ポンプの全長にわたって延在することが可能である。導管は、また、ポンプの軸に沿ってらせん形状にポンプ室の周りを巡ることも可能である。導管は、特に孔又はチャネルである。しかし、導管が管又はホースを含むことも考えられる。
【００３０】
更に、導管が、前接続されたポンプ段のアウトレットを、一つより多くの後接続されたポンプ段と接続することも可能である。特に、後接続された全てのポンプ段は、別のインレットを介して前接続されたポンプ段のアウトレットと接続されていることが可能である。
【００３１】
ポンプ室とハウジングの間を推移する導管は、コンパクトなポンプ構造のメリットを提供する。追加的な外部のガス導管は省略され、これによって特にポンプのハンドリングが簡易化される。これには、そのハウジングは、相応する導管の提供に適している、基本的に公知のポンプタイプが援用されることが可能である。
【００３２】
別の実施形に従い、前接続されたポンプ段のアウトレットと接続されている導管は、ポンプハウジングの外部を推移する。
【００３３】
アウトレット及び／又はインレットは、好ましくは、これによって導管に対する開放可能な接続が作りだされることが可能であるフランジである。導管は、例えば管又はホースであり、特に波状ホースである。一つの実施形においては、導管はハウジングの外部壁によって、及び外部壁に取り付けられた部材によって画成されていることが可能である。この部材は特に、ハウジングと同じ又は同様の材質から成っている。部材は、それ自体ハウジング状に形成されていることが可能である。例えば、ハウジングの外部を推移する導管は、メタルブロック内に形成されるチャネルによって形成されていることが可能である。メタルブロックは、ポンプハウジングと堅固にねじ締結されることが可能であり、これによって、導管は特に確実にシールされることが可能である。好ましくは、メタルブロックは、公知の、標準化されたシールを使ってアウトレット及び／又は別のインレットと接続されている。つまり、一または複数の従来のフランジ接続を形成するという点で、ポンプハウジングに取り付けられている。特にメタルブロックはアルミニウムから成っている。
【００３４】
ハウジングの外部を推移する導管は、二つよりも多くのポンプ段を有する真空ポンプにおいて、導管によって定義される流れパスが変更されることが可能であるというメリットを提供する。全ての、又は少なくともほとんどの後接続されたポンプ段が、別のインレットを有し、そして、全ての、又は少なくともほとんどの前接続されたポンプ段がアウトレットを有するとき、ポンプ段の間に任意の接続が提供されることが可能である。本発明に係る真空ポンプは、このようにして容器の形式又はポンピングすべきガスの形式に合わせられることが可能である。
【００３５】
ポンピングすべきガスの流れパスを、ポンプ室を去った後再びこれに戻り案内しない転向手段は、好ましくは前接続されたポンプ段のアウトレットを含み、これに外部の装置が接続可能である。外部の装置は、好ましくは予真空ポンプを含む。理想的には、本発明に係る真空ポンプのこの実施形において、複数の容器の間のガス交換は全く行われない。
【００３６】
アウトレットと、外部の装置の間の接続は、例えば管及び／又はホース、特に波状ホースによって行われる。
【００３７】
好ましい発展形においては、前接続されたポンプ段のアウトレットには、分子ポンプ、例えばジーグバーンポンプ及び／又はホルベックポンプが割り当てられている。これは、例えば、アウトレットの直近の高い圧縮に作用する。これによってポンピングすべきガスが高い圧力で排出されることが可能である。ポンプの全てのアウトレットに、分子ポンプが割り当てられていることが意図され得る。
【００３８】
本発明に係る真空ポンプの特に好ましい実施形は、ポンプ室から導き出される流れパスを定義もするし、上述したように少なくとも一つの分離壁も有する転向手段を有する。
【００３９】
本発明は、更に、一または複数の真空引きすべきチャンバーを含む装置と、少なくとも一つの発明に係る真空ポンプを有する真空システムに関する。その際、チャンバーは連続して設けられており、そして各一つのガスアウトレットを有する。このガスアウトレットは、ポンプ運転中に真空ポンプのポンプ段のインレットと接続されている。
【００４０】
本発明の上述したおよび更なる特徴及びメリットは、添付の図面を参照しつつ例示的な実施形の後述の説明に基づいて詳細に説明される。図面においては、同一の参照符号は同一の要素を表すために用いられている。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一つの実施形に従う真空ポンプの簡略断面図。
【図２ａ】発明に従う真空ポンプの間隙の各詳細図を簡略断面図であらわしたもの。
【図２ｂ】発明に従う真空ポンプの間隙の各詳細図を簡略断面図であらわしたもの。
【図３】本発明の一つの実施形に従う各真空ポンプを簡略断面図であらわしたもの。
【図４】本発明の一つの実施形に従う各真空ポンプを簡略断面図であらわしたもの。
【図５】本発明の一つの実施形に従う各真空ポンプを簡略断面図であらわしたもの。
【図６】本発明の一つの実施形に従う各真空ポンプを簡略断面図であらわしたもの。
【図７】本発明の一つの実施形に従う真空ポンプを有する各真空ポンプシステムを簡略断面図で表したもの。
【図８】本発明の一つの実施形に従う真空ポンプを有する各真空ポンプシステムを簡略断面図で表したもの。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
図１に示された真空ポンプ１０は、ハウジング１２によって取り囲まれたポンプ室１４を有する。これを通ってローター軸２２が延在している。ローター軸には、前接続されたポンプ段１６ａと後接続されたポンプ段１６ｂが付設されている。各ポンプ段１６ａ，１６ｂは、対として設けられた複数のローターディスク及びステーターディスク２４を有する。つまり、両方のポンプ段１６ａ、１６ｂの其々は、ターボ分子ポンプ段であるか、これを有する。両方のポンプ段１６ａ、１６ｂに共通のローター軸２２は、図１における右端部に、つまり低い圧力の領域においてはパッシブ式の永久磁石支承部によって、そして反対の端部においては潤滑されたローラー支承部によって回転可能に支承されている。
【００４３】
後接続されたポンプ段１６ｂは、ターボ分子ポンプ段に追加的に分子ポンプ段２６を有する。これは特にホルベックポンプ段である。両方のポンプ段１６ａ及び１６ｂは各一つのインレット１８を有する。インレットはインレット領域２０を有しており、その際、各インレット１８には真空引きすべき領域２８が割り当てられている。真空引きすべきガスの流れ方向又は発明にしたがい提供される流れパス１５は、矢印で示唆されている。
【００４４】
連続して接続されたポンプ段１６ａおよび１６ｂは、分離壁３０によって互いに分離されている。ローター軸２２は、間隙３２を形成しつつ分離壁３０内の開口部を貫通して延在している。ポンピングすべきガスの流れパス１５は、間隙３２を通って延在している。これによって、後接続されたポンプ段１６ｂのインレット領域２０への直接の流れ込みが防止される。
【００４５】
図２ａは、その開口部の領域における分離壁３０の拡大断面図を示す。分離壁３０は、軸方向において後接続されたポンプ段（分離壁３０の左）まで延長されている。延長は、分離壁３０に取り付けられた中空シリンダー３１（これはローター軸２２を取り囲んでいる）によって実現されている。真空引きすべきガスの流れパスは、矢印で示唆されている。図２の詳細図から図１へと移行するとき、後接続されたポンプ段１６ｂに割り当てられたインレット領域２０は、延長によって更に良好に遮断されることが明らかになる。
【００４６】
図２ｂは、その開口部の領域における分離壁３０の別の態様の拡大断面図を示す。間隙３２には、流れ抵抗部３４が割当てられている。これは、ローター軸２２に、前接続されたポンプ段の側に取り付けられている。矢印によって示唆された流れパス１５によって、間隙３２を通るガスの流出が困難であることが見て取れる。この実施形は、二つのポンプ段の間に設けられた分離壁３０が基本的にガス遮断を行うよう形成されているべきとき好ましい。これは特に、別の転向手段が設けられているとき当てはまる。この転向手段は、ポンプ室から導き出される流れパスを定義する（図３から８参照）。
【００４７】
図３は、真空ポンプ１０を示す。この真空ポンプは、図１の真空ポンプと異なり、チャネル４０を有する。このチャネルは、ハウジング１２とポンプ室１４の間にローター軸２２に平行に設けられている。チャネル４０はハウジング１２の静的なコンポーネント１３によってポンプ室１４から基本的にガス密に分離されている。チャネル４０は、前接続されたポンプ段１６ａのアウトレット３６を後接続されたポンプ段１６ｂの別のインレット３８と接続する。別のインレット３８は、分子ポンプ段２６の直近に設けられている。この箇所における高められた圧縮性は、ポンピングすべきガスのチャネル４０内への逆流を防止する。ポンピングすべきガスの矢印によって表された流れパス１５は、よって、ポンプ室１４から導き出され、そして流れ下流でへ、後接続されたポンプ段１６ｂの高さでポンプ室１４へと再び供給される。ポンプ段１６ｂに割り当てられたインレット領域２０の流れ込みはそのようにして防止される。
【００４８】
更に、この実施形においては、ポンプ段１６ａおよび１６ｂは、分離壁３０によって互いに分離されている。分離壁３０は、この実施形においてはガス遮断を行うよう形成されている。この状況をはっきりと表すために、ローター軸２２とその開口部を画成する分離壁３０の間の間隙は、示唆されていない。図２ｂに表されているような構成が意図されていることも可能である。流れ抵抗部３４に対して追加的に、又は代替として、間隙３２には更にポンプ効果を発する構造、例えばホルベックポンプ段及び／又はジーグバーンポンプ段が設けられていることも可能である。ポンプ効果を発する構造によって提供されるポンプ作用は、ポンピングすべきガスの流れ方向に逆らって、つまり前接続されたポンプ段１６ａの方向に推移する。
【００４９】
図４は、同様に、転向手段を有する真空ポンプ１０を示す。これは、ポンプ室１４から導き出される流れパス１５を定義する。図３の真空ポンプと異なる点は、流れパスが、導管によって提供される点にある。この導管はハウジング１２の外を推移している。前接続されたポンプ段１６ａのアウトレット３６は、ホースまたは管４２によって、後接続されたポンプ段１６ｂの別のインレット３８と接続されている。アウトレット３６もインレット３８も、特にフランジである。このフランジによってホース又は管４２の解除可能な接続が提供されることが可能である。
【００５０】
真空ポンプ１０は、更にポンプアウトレット３７を有する。このポンプアウトレットは、好ましくは予真空ポンプと接続されている（図示せず）。流れパスの推移および分離壁３０の態様に関して、図３の実施形が参照される。
【００５１】
図５は、ポンプ室１４から導き出される流れパス１５を提供する転向手段を有する真空ポンプ１０を示す。転向手段は、前接続されたポンプ段１６ａのアウトレット３６である。これは、外部の装置、特に予真空ポンプ（図示せず）に接続可能である。場合によっては、両方のアウトレット３６、３７が同じ外部の装置に接続されていることが可能である。更に、当該実施形について図４が参照されることが可能である。
【００５２】
図６は、真空ポンプ１０を示す。図５の真空ポンプと異なり、前接続されたポンプ段１６ａのアウトレット３６には、分子ポンプ段２６が設けられている。これは例えばホルベックポンプ段又はジーグバーンポンプ段である。これは、特に高い圧縮性を発生させるので、ポンプ段１６ａのアウトレット３６においては、ポンピングすべきガスの高い圧力による吐出が行われることが可能である。更に当該実施形について図５が参照されることが可能である。
【００５３】
図７は、発明に係る真空ポンプ１０を有する真空ポンプシステム５０を示す。そのハウジング１２は、三つのポンプ段１６ａ，１６ｂ，１６ｃを有するポンプ室１４を有する。ポンプ１０のローター軸２２は、発明に係るポンプ１０によって真空引きされるチャンバーシステムのレシーバー又はチャンバー２８に平行に設けられている。
【００５４】
各ポンプ段１６ａ，１６ｂおよび１６ｃにはインレット１８が設けられている。これには真空引きすべき領域２８が続く。ポンプ段１６ｂは、ポンプ段１６ａに後接続されており、しかしポンプ段１６ｃには前接続されている。ポンプ段１６ｂと１６ｃの間には、分離壁３０が設けられている。更に、真空ポンプ１０は、図３や４において説明されたような別の転向手段を有する。この転向手段は、ここでは、これによって提供される流れパス１５によってのみ示唆されている。
【００５５】
この構成において、ポンプ段１６ｃに割り当てられた領域２８と、ポンプ段１６ｂ及び１６ａに割り当てられた領域２８の間のガス交換が防止される。
【００５６】
ポンプアウトレット３７は、この実施形においては正面側に設けられており、そして予真空ポンプ４４と接続されている。更に（ポンプ室１４と接続されていない）レシーバー２８が、予真空ポンプ４４に接続されている。真空ポンプシステム５０又は、真空引きすべきチャンバーシステムは、特に質量分析計である。
【００５７】
図８は、発明に係る真空ポンプ１０を有する真空ポンプシステム５２を示す。そのローター軸２２は、レシーバー又はチャンバー２８に対して垂直に設けられている。真空ポンプ１０は、分離壁３０と、図３又は４に説明されたような別の転向手段を有し、そしてここでもまた、提供される流れパス１５によってのみ示唆されている。
【００５８】
ポンプ段１６ａに割り当てられたインレット１８は、正面側に設けられている。ポンプ段１６ｂに割り当てられたインレット１８は、ハウジングコンポーネント１９によってレシーバー２８と接続されている。ハウジングコンポーネント１９は、特にメタルブロックであることが可能である。これは、相応するチャネルを設けられており、そしてハウジング１２及び、真空引きすべきチャンバーシステムと堅固にねじ締結されることが可能である。
【００５９】
真空ポンプシステム５２の低い圧力領域は、別体のターボ分子ポンプ４６によって提供される。両方のポンプ１０，４６は、正面側のアウトレット３７を有し、同一の予真空ポンプ４４と接続されている。更に、当該実施形に関して図７が参照されることが可能である。真空ポンプシステム５２又は、真空引きすべきチャンバーシステムも同様に、特に質量分析計である。
【００６０】
すでに上述したように、例えば図１及び２に従う分離壁とローター軸の間の間隙を通る流れパスは、例えば図３から８に従うポンプ室の外側を推移する流れパスと組み合わせられることが可能であるので、特に、比較的少ない割合のガスが、ローター軸に沿って後接続されたポンプ段内へと流れ、しかし、特に、比較的多い割合のガスは、後接続されたポンプ段の重要な部分の周りに案内される。
【符号の説明】
【００６１】
１０  真空ポンプ
１２  ハウジング
１３  静的なコンポーネント
１４  ポンプ室
１５  流れパス
１６ａ，１６ｂ，１６ｃ  ポンプ段
１７  独立したターボ分子ポンプの為のインレット
１８  インレット
１９  ハウジングコンポーネント
２０  インレット領域
２２  ローター軸
２４  ステーターディスク／ローターディスクの対
２６  分子ポンプ段
２８  真空引きすべきチャンバー、レシーバー（容器）
３０  分離壁
３１  中空シリンダー
３２  間隙
３４  流れ抵抗部
３６  アウトレット
３７  ポンプアウトレット
３８  別のインレット
４０  チャネル、孔
４２  管、ホース
４４  予真空ポンプ
４６  独立したターボ分子ポンプ
５０，５２  真空ポンプシステム
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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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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【図８】
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【外国語明細書】
2016205392000001.pdf