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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Diese
Erfindung betrifft Hochvakuumpumpen, die zum Auspumpen einer abgeschlossenen
Vakuumkammer verwendet werden, und insbesondere kompakte, kostengünstige Vakuumpumpen.
Die Erfindung betrifft Verbesserungen an Vakuumpumpen des Standes
der Technik der Art, die einen Elektromotor beinhalten, wie beispielsweise
Turbomolekularpumpen, Molekularvakuumpumpen und Mischpumpen.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Herkömmliche
Turbomolekular-Vakuumpumpen umfassen ein Gehäuse mit einer Einlassöffnung,
einer inneren Kammer, die eine Vielzahl von axialen Pumpstufen enthält, und
einer Auslassöffnung.
Die Auslassöffnung
ist typischerweise an einer Grobvakuumpumpe angebracht. Jede axiale
Pumpstufe umfasst einen Stator mit geneigten Schaufeln und einen
Rotor mit geneigten Schaufeln. Die Rotor- und die Statorschaufeln
sind in entgegengesetzten Richtungen geneigt. Die Rotorschaufeln
werden durch einen Motor mit hoher Drehzahl gedreht, um Gas zwischen
der Einlassöffnung und
der Auslassöffnung
zu pumpen. Eine typische Turbomolekular-Vakuumpumpe kann neun bis
zwölf axiale
Pumpstufen umfassen.
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Variationen
der herkömmlichen
Turbomolekular-Vakuumpumpe sind auf dem Fachgebiet bekannt. Bei
einer Konfiguration des Standes der Technik sind eine oder mehrere
der axialen Pumpstufen gegen Scheiben ausgetauscht, die sich mit
hoher Drehzahl drehen und als Molekularvakuumstufen funktionieren.
Diese Konfiguration ist im US-Patent Nr. 5 238 362, herausgegeben
am 24. August 1993 an Casaro et al., offenbart. Eine Turbomolekular-Vakuumpumpe
mit einem axialen Turbomolekular-Kompressor und einem Molekularvakuum-Kompressor
in einem gemeinsamen Gehäuse
wird von Varian Associates, Inc. unter dem Modell Nr. 969-9007 vertrieben.
Turbomolekular-Vakuumpumpen, die Molekularvakuumscheiben und Regenerationsflügelräder verwenden,
sind im deutschen Patent Nr. 3 919 529, veröffentlicht am 18. Januar 1990,
offenbart.
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Molekularvakuum-Kompressoren
umfassen eine rotierende Scheibe und einen Stator. Der Stator legt
einen tangentialen Durchflusskanal und einen Einlass und einen Auslass
für den
tangentialen Durchflusskanal fest. Ein feststehendes Baffle, das häufig Abstreifer
genannt wird und das im tangentialen Durchflusskanal angeordnet
ist, trennt den Einlass und den Auslass. Wie auf dem Fachgebiet
bekannt ist, wird das Moment der rotierenden Scheibe auf Gasmoleküle innerhalb
des tangentialen Durchflusskanals übertragen, wodurch die Moleküle in Richtung
des Auslasses geleitet werden.
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Eine
weitere Art von Molekularvakuum-Kompressor umfasst eine zylindrische
Trommel, die sich innerhalb eines Gehäuses mit einer zylindrischen
Innenwand in unmittelbarer Nähe
zur rotierenden Trommel dreht. Die Augenfläche der zylindrischen Trommel
ist mit einer schraubenförmigen
Nut versehen. wenn sich die Trommel dreht, wird Gas durch ein Molekularvakuum
durch die Nut gepumpt.
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Eine
Hochvakuumpumpe des Standes der Technik ist in 4 gezeigt.
Ein Gehäuse 10 legt eine
innere Kammer 12 mit einer Einlassöffnung 14 und einer
Auslassöffnung 16 fest.
Das Gehäuse 10 umfasst
einen Vakuumflansch 18 zum Abdichten der Einlassöffnung an
einer auszupumpende Vakuumkammer (nicht dargestellt). Die Auslassöffnung 16 ist typischerweise
mit einer Grobvakuumpumpe (nicht dargestellt) verbunden. In Fällen, in
denen die Vakuumpumpe in der Lage ist, auf Atmosphärendruck auszulassen,
ist die Grobpumpe nicht erforderlich. Innerhalb des Gehäuses 10 sind
ein axialer Turbomolekular-Kompressor 20, der typischerweise mehrere
axiale Turbomolekularstufen umfasst, und ein Molekularvakuum-Kompressor 22,
der typischerweise mehrere Molekularvakuumstufen umfasst, angeordnet.
Jede Stufe des axialen Turbomolekular-Kompressors 20 umfasst
einen Rotor 24 und einen Stator 26. Jeder Rotor
und jeder Stator weist geneigte Schaufeln auf, wie es auf dem Fachgebiet
bekannt ist. Jede Stufe des Molekularvakuum-Kompressors 22 umfasst eine
Rotorscheibe 30 und einen Stator 32. Der Rotor 24 von
jeder Turbomolekularstufe und der Rotor 30 von jeder Molekularvakuumstufe sind
an einer Antriebswelle 34 befestigt. Die Antriebswelle 34 wird
durch einen Motor, der sich in einem Motorgehäuse 38 befindet, mit
hoher Drehzahl gedreht.
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Turbomolekular-Vakuumpumpen
und verwandte Arten von Vakuumpumpen werden in einer breiten Vielfalt
von Anwendungen verwendet. In vielen Anwendungen ist die physikalische
Größe der Vakuumpumpe
eine wichtige Systemkonstruktionserwägung. Vakuumpumpen werden beispielsweise häufig in
einer Halbleiterbearbeitungsanlage verwendet, die sich in oder benachbart
zu Reinraumeinrichtungen befindet, und der Größe der Anlage werden strenge
Begrenzungen auferlegt. Eine weitere Anwendung, die eine kleine
Größe erfordert,
sind tragbare Instrumente wie z.B. Miniatur-Massenspektrometer.
In solchen Anwendungen trägt
der Elektromotor signifikant zur Größe, zum Gewicht und zu den Kosten
der Vakuumpumpe bei.
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Eine
Turbomolekularpumpe des Standes der Technik mit großer Kapazität, die aus
JP 01262399 bekannt ist,
siehe auch
DE 3826710 ,
und dem Oberbegriff der Ansprüche
1 und 17 entspricht, wurde durch eine Gasturbine angetrieben, die
wiederum von einem Luftkompressor angetrieben wurde. Aufgrund des
Bedarfs für
einen Luftkompressor war die Pumpe des Standes der Technik teuer
und erforderte eine dichte Drehdichtung zwischen der Pumpe und den
Turbinenabschnitten.
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Folglich
besteht ein Bedarf für
Vakuumpumpen, die kompakt sind, die kostengünstig sind und die einfach
herzustellen sind.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung wird eine Vakuumpumpe bereitgestellt.
Die Vakuumpumpe umfasst ein Gehäuse
mit einer Einlassöffnung
und einer Auslassöffnung
zum Koppeln mit einer Vorpumpe, eine oder mehrere Vakuumpumpstufen,
die im Gehäuse
angeordnet sind, wobei jede der Vakuumpumpstufen ein feststehendes
Element und ein rotierendes Element umfasst, und eine Gasturbine.
Die Gasturbine umfasst einen Gaseinlass, einen Gasauslass, der mit
der Auslassöffnung
gekoppelt ist, und einen Rotor, der mit den rotierenden Elementen
der Vakuumpumpstufen gekoppelt ist. Ein von der Vorpumpe erzeugter
Gasstrom durch die Gasturbine bewirkt, dass sich der Rotor und die
rotierenden Elemente der Vakuumpumpstufen drehen, wobei Gas durch
die Vakuumpumpstufen von der Einlassöffnung zur Auslassöffnung gepumpt
wird.
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Die
Auslassöffnung
der Vakuumpumpe kann zum direkten Koppeln mit einer Vorpumpe ausgelegt sein
oder kann zum Koppeln mit einem zentralisierten Vakuumsystem mit
einer entfernt angeordneten Vorpumpe ausgelegt sein.
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Die
Gasturbine kann ein Ventil zum Steuern des Gasstroms durch die Gasturbine
umfassen. Die Gasturbine kann eine Düse zum Richten des Gasstroms
zum Rotor der Gasturbine umfassen. Der Düseneinlass kann bei oder unterhalb
Atmosphärendruck
arbeiten.
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Die
Gasturbine kann benachbart zu einer letzten Stufe der Vakuumpumpstufen
angeordnet sein und kann in demselben Gehäuse mit den Vakuumpumpstufen
angeordnet sein. Der Rotor der Gasturbine und die rotierenden Elemente
der Vakuumpumpstufen können
mit einer gemeinsamen welle gekoppelt sein.
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Bei
einem ersten Ausführungsbeispiel
umfasst mindestens eine der Vakuumpumpstufen eine axiale Turbomolekularstufe,
wobei das rotierende Element und das feststehende Element geneigte Schaufeln
aufweisen. Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel umfasst mindestens
eine der Vakuumpumpstufen eine Molekularvakuumstufe mit einem feststehenden
Element, das mit einem tangentialen Durchflusskanal mit einem Einlass
und einem Auslass, die durch ein feststehendes Baffle getrennt sind, versehen
ist, und einem rotierenden Element mit einer Scheibe. Bei einem
dritten Ausführungsbeispiel umfasst
mindestens eine der Vakuumpumpstufen eine Regenerationsstufe. Bei
einem vierten Ausführungsbeispiel
umfassen die Vakuumpumpstufen ein oder mehrere axiale Turbomolekularstufen
und eine oder mehrere Molekularvakuumstufen.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Vakuumpumpsystem bereitgestellt. Das
Vakuumpumpsystem umfasst eine Vakuumpumpe mit einem Gehäuse mit
einer Einlassöffnung
und einer Auslassöffnung,
eine oder mehrere Vakuumpumpstufen, die im Gehäuse angeordnet sind, wobei jede
der Vakuumpumpstufen ein feststehendes Element und ein rotierendes
Element aufweist, und eine Gasturbine. Die Gasturbine umfasst einen
Gaseinlass, einen Gasauslass, der mit der Auslassöffnung gekoppelt
ist, und einen Rotor, der mit den rotierenden Elementen der Vakuumpumpstufen
gekoppelt ist. Das Vakuumpumpsystem umfasst ferner eine Vorpumpe,
die mit der Auslassöffnung
der Vakuumpumpe gekoppelt ist, wobei ein von der Vorpumpe erzeugter
Gasstrom durch die Gasturbine bewirkt, dass sich der Rotor und die
rotierenden Elemente der Vakuumpumpstufen drehen, wobei Gas durch
die Vakuumpumpstufen von der Einlassöffnung zur Auslassöffnung gepumpt
wird.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Für ein besseres
Verständnis
der vorliegenden Erfindung wird auf die zugehörigen Zeichnungen Bezug genommen,
in denen gilt:
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1 ist
ein Blockdiagramm eines Vakuumpumpsystems, das eine Vakuumpumpe
mit Eigenantrieb beinhaltet, gemäß einem
Ausführungsbeispiel der
Erfindung;
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2 ist
eine Seitenansicht, teilweise im Querschnitt, von einer Vakuumpumpe
mit Eigenantrieb gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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3 ist
eine vereinfachte Draufsicht auf ein Beispiel der in der Vakuumpumpe
von 2 verwendeten Gasturbine; und
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4 ist
eine Seitenansicht, teilweise im Querschnitt, von einer Vakuumpumpe
des Standes der Technik.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG
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Ein
Blockdiagramm eines Vakuumpumpsystems gemäß einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in 1 gezeigt. Eine Vakuumpumpe 110 umfasst
eine Einlassöffnung 112 und
eine Auslassöffnung 114.
Bei der Verwendung wird die Einlassöffnung 112 an einer
auszupumpenden Vakuumkammer (nicht dargestellt) abgedichtet. Die
Auslassöffnung 114 wird
durch eine geeignete Leitung mit einer Vorpumpe 120 verbunden.
Die Vorpumpe 120 kann eine Grobvakuumpumpe sein, die zum
Betrieb auf einem relativ niedrigen Vakuumpegel, d.h. nahe einem Zehntel
des Atmosphärendrucks,
ausgelegt ist.
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Die
Vakuumpumpe 110 umfasst eine oder mehrere Vakuumpumpstufen,
die jeweils ein feststehendes Element und ein rotierendes Element
aufweisen, wie nachstehend beschrieben. Beispiele von solchen Vakuumpumpen
umfassen Turbomolekularpumpen, Molekularvakuumpumpen und Mischpumpen.
Die Vakuumpumpe 110 umfasst ferner eine Gasturbine 130,
die benachbart zur Auslassöffnung 114 angeordnet
ist. Die Gasturbine 130 umfasst einen Gaseinlass 132,
einen mit der Auslassöffnung 114 gekoppelten
Gasauslass und einen Rotor (in 1 nicht
dargestellt), der mit den rotierenden Elementen der Vakuumpumpstufen
gekoppelt ist.
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Im
Betrieb pumpt die Vorpumpe 120 Luft durch die Gasturbine 130 vom
Gaseinlass 132 zur Auslassöffnung 114, wodurch
bewirkt wird, dass sich der Rotor der Gasturbine 130 dreht.
Die durch die Vorpumpe 120 erzeugte Drehung bewirkt wiederum eine
Drehung der rotierenden Elemente der Vakuumpumpe 110, so
dass Gas durch die Vakuumpumpstufen von der Einlassöffnung 112 zur
Auslassöffnung 114 gepumpt
wird. Folglich arbeitet die Vakuumpumpe 110 ohne Elektromotor.
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Die
Vorpumpe 120 kann einen beliebigen zweckmäßigen Ort
bezüglich
der Vakuumpumpe 110 aufweisen. Somit kann sich die Vorpumpe 120 in
unmittelbarer Nähe
zur Vakuumpumpe 110 befinden oder kann sich an einem entfernten
Ort befinden. Die Auslassöffnung 114 der
Vakuumpumpe 110 kann beispielsweise mit einem zentralisierten
Vakuumsystem in einem Krankenhaus, einem Labor oder einer anderen
Einrichtung verbunden sein. Das zentralisierte Vakuumsystem kann
durch eine Vorpumpe angetrieben werden, die durch geeignete Leitungen
mit verschiedenen Stellen in der Einrichtung verbunden ist.
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Ein
Beispiel einer Ausführung
der Vakuumpumpe 110 ist in 2 gezeigt.
Ein Gehäuse 210 legt eine
innere Kammer 212 mit einer Einlassöffnung 112 und einer
Auslassöffnung 114 fest.
Das Gehäuse 210 umfasst
einen Vakuumflansch 214 zum Abdichten der Einlassöffnung 112 an
einer auszupumpenden Vakuumkammer (nicht dargestellt). Die Auslassöffnung 114 ist
zum Koppeln mit einer Vorpumpe, wie in 1 gezeigt
und vorstehend beschrieben, ausgelegt. Innerhalb des Gehäuses 210 befinden
sich ein axialer Turbomolekular-Kompressor 220,
der typischerweise mehrere axiale Turbomolekularstufen umfasst,
und ein Molekularvakuum-Kompressor 222, der
typischerweise mehrere Molekularvakuumstufen umfasst. Jede Stufe
des axialen Turbomolekular-Kompressors 220 umfasst einen
Rotor 224 und einen Stator 226. Jeder Rotor und
jeder Stator weist geneigte Schaufeln auf, wie es auf dem Fachgebiet bekannt
ist. Jede Stufe des Molekularvakuum-Kompressors 222 umfasst
eine Rotorscheibe 230 und einen Stator 232. Der
Rotor 224 jeder Turbomolekularstufe und die Rotorscheibe 230 von
jeder Molekularvakuumstufe sind an einer Antriebswelle 234 befestigt.
Die Antriebswelle 234 wird durch eine Gasturbine 130 mit
hoher Drehzahl gedreht. Ein Lagergehäuse 240 kann Lager
zum Abstützen
der Antriebswelle 234 enthalten.
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Die
Gasturbine 130 ist in 2 und 3 beispielhaft
dargestellt. Die Gasturbine 130 umfasst einen Gaseinlass 132,
einen Rotor 250 und einen Gasauslass, der mit der Auslassöffnung 114 gekoppelt
ist. Der Rotor 250 ist mit der Antriebswelle 234 gekoppelt
und umfasst einen Rotorkörper 252 und Umfangsschaufeln 254.
Der Rotor 250 kann innerhalb des Gehäuses 210 angeordnet
sein. Der Gaseinlass 132 kann über ein Ventil 260,
das als Durchflussdrossel dient, mit einer Düse 262 gekoppelt sein.
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Im
Betrieb erzeugt die mit der Auslassöffnung 114 verbundene
Vorpumpe einen Luftstrom durch den Gaseinlass 132, das
Ventil 260, die Düse 262 und
das Innere des Gehäuses 210.
Der Luftstrom wird durch die Düse 262 gegen
die Schaufeln 254 gerichtet, was die Drehung des Rotors 250 bewirkt.
Da der Rotor 250 mit der Antriebswelle 234 verbunden
ist, drehen sich die Rotoren 224 des Turbomolekular-Kompressors 220 und
die Rotorscheiben 230 des Molekularvakuum-Kompressors 222. Die
Drehung der rotierenden Elemente des Turbomolekular-Kompressors 220 und
des Molekularvakuum-Kompressors 222 bewirkt, dass Gas durch
die Vakuumpumpstufen von der Einlassöffnung 112 zur Auslassöffnung 114 gepumpt
wird. Daher wird die Vakuumpumpe 110 durch die Gasturbine 130 angetrieben
und ein Elektromotor ist nicht erforderlich.
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Die
Gasturbine 130 befindet sich vorzugsweise innerhalb des
Gehäuses 210 benachbart
zu einer letzten Vakuumpumpstufe vor der Auslassöffnung 114 und befindet
sich vorzugsweise nahe der Auslassöffnung 114. Die Gasturbine 130 kann
in Abhängigkeit
von Konstruktionserwägungen
innerhalb der inneren Kammer 212 des Gehäuses 210 mit
den Vakuumpumpstufen angeordnet sein oder kann in einem separaten
Abschnitt angeordnet sein. In jedem Fall weisen jedoch die Vakuumpumpe
und die Gasturbine eine gemeinsame Verbindung mit der Vorpumpe 120 auf.
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Wie
vorstehend beschrieben, ist der Gasauslass der Gasturbine 130 mit
der Auslassöffnung 114 gekoppelt.
Die letzte Stufe der Vakuumpumpe 110, der Gasauslass der
Gasturbine 130 und der Einlass in die Vorpumpe 120 sind
miteinander verbunden und müssen
kompatible Betriebsdruckpegel aufweisen. Der Druckpegel an der Auslassöffnung 114 liegt
vorzugsweise in einem Bereich von etwa 1,33 bis 13,3 kPa (10 Torr
bis 100 Torr). Die Gasturbine 130 dreht die rotierenden
Elemente der Vakuumpumpe 110 mit einer Drehzahl, die für den Betrieb
der Vakuumpumpe erforderlich ist, typischerweise in einem Bereich
von etwa 20000 bis 100000 U/min.
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Die
Gasturbine 130 kann eine Vielzahl von verschiedenen Konfigurationen
innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung aufweisen.
Verschiedene Konfigurationen des Rotors 250 sind Fachleuten
bekannt. Die Gasturbine kann eine oder mehrere Düsen zum Ausrichten von Luft
auf den Rotor 250 oder keine Düse umfassen. Das Ventil 260 ist
wahlfrei und kann eine dauerhafte Einstellung aufweisen oder kann
gemäß Betriebsbedingungen
manuell einstellbar oder elektrisch programmierbar sein. Folglich
liegt der Einlass 132 der Gasturbine 130 auf Atmosphärendruck
und der Einlass in die Düse 262 liegt
in Abhängigkeit
von der Einstellung des Ventils 260 auf oder unterhalb
Atmosphärendruck.
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Als
Beispiel soll angenommen werden, dass die Vorpumpe eine Pumpgeschwindigkeit
von 5 Litern pro Sekunde (ungefähr
11 Kubikfuß pro
Minute) aufweist und mit einem Druck von 6,7 kPa (50 Torr) arbeitet.
Der Luftstrom in die Vorpumpe ist 6,7 kPa (50 Torr) × 5 Liter
pro Sekunde = 33,3 kPa Liter pro Sekunde (250 Torr Liter pro Sekunde).
Dieser Luftstrom kann direkt in Leistungseinheiten umgewandelt werden,
was 33 Watt ergibt. Unter der Annahme eines Wirkungsgrades von 60
% stehen 20 Watt zum Antreiben der Vakuumpumpe zur Verfügung.
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Die
in 2 gezeigte und vorstehend beschriebene Vakuumpumpe 110 ist
eine Hybridpumpe, die sowohl axiale Turbomolekularstufen als auch Molekularvakuumstufen
umfasst. Die vorliegende Erfindung, bei der die Vakuumpumpstufen
vielmehr durch eine Gasturbine als einen Elektromotor angetrieben
werden, kann auf eine beliebige Vakuumpumpe angewendet werden, die
ein oder mehrere rotierende Elemente aufweist.
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Bei
einem ersten Beispiel sind die Vakuumpumpstufen axiale Turbomolekularstufen.
Jede axiale Turbomolekularstufe umfasst ein rotierendes Element
und ein feststehendes Element. Jedes rotierende Element und jedes
feststehende Element weist geneigte Schaufeln auf, wobei die Schaufeln
der rotierenden und feststehenden Elemente in entgegengesetzten
Richtungen geneigt sind. Die Schaufeln der rotierenden Elemente
werden mit hoher Drehzahl gedreht, um Gas zu pumpen. Die Konstruktion
der axialen Turbomolekularstufen ist Fachleuten auf dem Vakuumpumpenfachgebiet
gut bekannt.
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Bei
einem zweiten Beispiel kann jede der Vakuumpumpstufen eine Molekularvakuumstufe
umfassen, die eine rotierende Scheibe und ein feststehendes Element
umfasst. Das feststehende Element ist mit einem oder mehreren tangentialen
Durchflusskanälen
versehen. Jeder tangentiale Durchflusskanal weist einen Einlass
und einen Auslass auf, die durch ein feststehendes Baffle getrennt
sind. Wenn die rotierende Scheibe mit hoher Drehzahl gedreht wird, wird
Gas durch ein Molekularvakuum, das durch die rotierende Scheibe
erzeugt wird, durch den tangentialen Durchflusskanal gepumpt.
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Bei
einem dritten Beispiel umfasst die Vakuumpumpe einen Molekularvakuum-Kompressor,
wobei das rotierende Element eine zylindrische Trommel umfasst und
das feststehende Element eine zylindrische Innenwand in eng beabstandeter
Beziehung zur zylindrischen Trommel aufweist. Das rotierende Element
kann mit einer schraubenförmigen Nut
auf seiner Außenfläche versehen
sein. Wenn die Trommel gedreht wird, wird Gas durch ein Molekularvakuum
durch die Nut gepumpt.
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Bei
einem vierten Beispiel kann eine oder mehrere der Vakuumpumpstufen
eine Regenerations-Vakuumpumpstufe umfassen, die ein Regenerationsflügelrad und
ein feststehendes Element umfasst. Das Regenerationsflügelrad ist
als Scheibe mit beabstandeten radialen Rippen an oder nahe ihrem äußeren Umfang
ausgestaltet. Das feststehende Element ist mit einem tangentialen
Durchflusskanal versehen, der einen Einlass und einen Auslass aufweist, die
durch ein feststehendes Baffle getrennt sind. Wenn das Regenerationsflügelrad mit
hoher Drehzahl gedreht wird, wird Gas durch die Drehung der Scheibe
und der radialen Rippen durch den tangentialen Durchflusskanal gepumpt.
Zusätzliche
Details hinsichtlich der axialen Turbomolekularstufen und Regenerationsstufen
sind im US-Patent
Nr. 5 358 373, herausgegeben am 25. Oktober 1994 an Hablanian, offenbart,
das hiermit durch den Hinweis aufgenommen wird.
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Bei
einem fünften
Beispiel umfasst die Vakuumpumpe eine Kombination von zwei oder
mehr Arten von Vakuumpumpstufen. Die Vakuumpumpe kann beispielsweise
axiale Turbomolekularstufen und Molekularvakuumstufen umfassen,
wie in 2 gezeigt und vorstehend beschrieben. In jedem
Fall ist das rotierende Element jeder Vakuumpumpstufe durch die
Antriebswelle 234 an der Gasturbine 130 befestigt.
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Ein
Vorteil des in 1–3 gezeigten
und vorstehend beschriebenen Vakuumpumpsystems besteht darin, dass
die Vakuumpumpe sehr kompakt ist. Die Pumpenlänge kann auf die Länge, die
für die Vakuumpumpstufen
erforderlich ist, und eine beliebige Länge, die für die Gasturbine 130 und
das Lagergehäuse 240 erforderlich
ist, begrenzt werden. Außerdem
werden die Kosten der Vakuumpumpe durch die Beseitigung des Elektromotors
im Vergleich zu Vakuumpumpen des Standes der Technik verringert. Die
Erfindung ist in kleinen und Miniatur-Vakuumpumpen, bei denen die
Größe und das
Gewicht signifikante Faktoren sind und bei denen die Kosten des Elektromotors
ein signifikanter Bruchteil der Gesamtkosten der Vakuumpumpe sein
können,
besonders vorteilhaft.
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Gemäß einem
weiteren Merkmal der Erfindung kann der Luftstrom zum Antreiben
der Gasturbine 130 durch den Raum, in dem die Pumpenlager angeordnet
sind, und/oder durch die feststehenden Elemente der Vakuumpumpe
zum Kühlen
geführt werden,
bevor er zur Gasturbine gerichtet wird.
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Obwohl
das gezeigt und beschrieben wurde, was derzeit als bevorzugte Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung betrachtet wird, ist es für Fachleute
offensichtlich, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen
darin vorgenommen werden können,
ohne vom Schutzbereich der Erfindung, wie durch die beigefügten Ansprüche definiert,
abzuweichen.