JP2016114061A - 真空ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】真空ポンプ運転中、低いポンプ筐体温度と高いガス負荷を克服でき、高い周囲温度において使用可能であり、電気出力において低い消費量を有し、これら利点の少なくとも一つを提供する真空ポンプを提供する。【解決手段】ガスを真空ポンプのインレット７０からアウトレットへとポンプチャネル１０に沿ってポンピングするための少なくとも一つのポンプ機構を有する真空ポンプ、特にターボ分子ポンプであって、ポンプチャネルが、少なくとも一つの第一の間隙８３ａ，８３ｂ，８３ｃを通って推移し、この間隙中では真空ポンプの運転の際にポンプ機能が発揮され、そして、少なくとも一つの第二の間隙８５ａが設けられ、この間隙の中においては真空ポンプの運転の際にポンプ機能が発揮されず、好ましくはポンプチャネルが、第二の間隙を通って推移している真空ポンプにおいて、第二の間隙が少なくともあるファクター分、第一の間隙よりも大きい。【選択図】図１

Description

本発明は、真空ポンプ、特にターボ分子ポンプであって、少なくも一つのポンプ機構を有し、これが、ガスを真空ポンプのインレットからアウトレットへと推移するポンプチャネルに沿ってポンピングするためのポンプ機構であり、その際、ポンプチャネルが、少なくとも一つの第一の間隙を有し、該間隙内で、真空ポンプの運転の際にポンプ機能が発揮され、そしてその際、少なくとも一つの第二の間隙が設けられ、該間隙内で、真空ポンプの運転の際に、ポンプ機能が発揮されず、その際好ましくはポンプチャネルが、第二の間隙を通って推移していることを特徴とする真空ポンプに関する。

冒頭に記載した形式の真空ポンプは、通常、高い圧縮、高い許容予真空、及び／又は、短いランアップ時間をプロセスサイクル時間の最小化の為に提供する。しかし、いくつかの適用（分野）に対しては、真空ポンプが運転中、低いポンプ筐体温度のみに達し、高いガス負荷を克服することができ、高い周囲温度において使用可能であり、及び／又は、電気出力において低い消費量を有し、特に、１から１０ｍｂａｒの予真空圧力において有すると、有利である。

米国特許出願公開第２０１３／０２２４００１Ａ１号明細書

本発明の課題は、上述した利点のうち少なくとも一つを提供する改善された真空ポンプを提供することである。

この課題は、請求項１に記載の特徴を有する真空ポンプによって、特に、冒頭に記載した形式の真空ポンプが、真空ポンプにおいて第二の間隙が、第一の間隙よりも少なくともあるファクターだけ、特に２倍、３倍、４倍、５倍、６倍、７倍、８倍、９倍、１０倍だけ大きいことによって、発展させられていることによって解決される。

第二の間隙内では、ポンプの運転の間ポンプ機能が実現されない、又は発生せず、よって第二の間隙は、第一の間隙（この間隙の中では運転の際にポンプ機能が発生する）に比較して、本発明に係る真空ポンプにおいては比率として大きく形成されている。これによって、特にガス摩擦が第二の間隙の領域内において低く保たれることが可能である。小さく形成された第二の間隙と比較して、発明に係るポンプは、よってより低い電気出力の消費のもと所定の最終圧力を達成することができる。減少された出力消費によって、真空ポンプは運転の間それほど強く加熱しない。これによってポンプ筐体の温度は、真空ポンプの運転の間低く保たれることが可能であり、このことは多くの適用分野において有利である。その上、第一の間隙（この間隙の中では真空ポンプの運転中ポンプ機能が発揮され、よってポンプ効果が発生する）は、規定されたポンプ機能、特に、十分高い圧縮性、又は十分高い吸引性能が、第一の間隙を形成する部材によって作り上げられることが可能であるよう小さく形成されている。

第二の間隙は、好ましくは、当該間隙をとおってポンプチャネルが推移する間隙である。しかしその際、第二の間隙中には、真空ポンプの運転の間にポンプ機能が発生しない。第二の間隙が比率として、第一の間隙（この間隙中においては真空ポンプの運転の際にポンプ機能が発生する）に比較して大きく形成されていることによって、第二の間隙を通って搬送されるべきガスに対する抵抗は低く保たれることが可能である。

第二の間隙は、ポンプチャネルの外側にも位置することができる。第二の間隙は、例えばシールガスラビリンス内の間隙であることが可能である。第二の間隙が、比率として、第一の間隙に比較して大きく形成されることによって、第二の間隙内に発生するガス摩擦は低く抑えられることができる。その際、ポンプチャネルの外側に設けられる第二の間隙は、特に、回転する部材と静的な部材の間に設けられていることが可能である。代替として第二の間隙は、特にこれがポンプチャネルの外側に位置するとき、二つの静的な部材の間に形成されていることが可能である。第二の間隙が、ポンプチャネル内に設けられていることが不可能であるとしても、第二の間隙とポンプチャネルの間に、ガスを導く接続部が存在することが、例えば、シールガスラビリンスにおいてのように可能である。第二の間隙は、よっていわば分路の形式で、ポンプチャネルに接続されていることが可能である、又はポンプチャネルとガスを見ちびウ接続状態にあることが可能である。

好ましくは、上述したファクター（第一の間隙と第二の間隙の間の大きさの比率を示す）は、第一の間隙又は第二の間隙の幅に関する。第二の間隙は、よって第一の間隙の幅が前記ファクターを乗算された幅よりも大きい幅を有する。その際、間隙幅は、好ましくはポンピングすべきガスの搬送方向に対して直角に間隙を通って計測される。

好ましくは、「間隙」の概念は、搬送すべきガスのポンプ方向でみて任意の短い自由空間、又は例えば真空ポンプの二つの部材の間の任意の短いすき間を意味せず、例えばポンプチャネルの部分、及び／又は二つの部材の間の部分であって、特に少なくとも基本的に同じ幅を有し、少なくとも予め定められた長さにわたって、例えば少なくとも５ｍｍ又は少なくとも１０ｍｍ又は少なくとも１５ｍｍの長さにわたって延在している部分を意味する。

第一の間隙内でポンプ機能が発揮され、又は引き起こされるとの記述によって、特に、ポンプ運転の間に間隙中に、ポンプ効果又はポンプ作用が発生することが意味される。ポンピングすべきガスは、よって間隙を通って能動的に搬送され、そしてポンプチャネルに沿ってのみならず間隙入口から間隙出口まで流れる。

好ましくは、第一の間隙は、真空ポンプの回転する部材と静的な部材の間に設けられている。その際、両方の部材はポンプ運転の間、これらが第一の間隙中にポンプ機能を引き起こすよう協働する。回転する部材と静的な部材の相互作用によって、第一の間隙中にポンプ作用が図られる。

第二の間隙は、真空ポンプの二つの部材の間に設けられていることが可能である。これらは、ポンプの運転の間、ポンプ機能を発揮するよう協働しない。好ましくは、第二の間隙がこれらの間に設けられている両方の部材は、回転する部材と静的な部材である。しかし両方の部材は、その際、ポンプ機能を第二の間隙の領域中に発揮する。代替として両方の部材が静的な部材であることも可能である。

本発明の一つの態様に従い、全ての間隙（これらの中にポンプ機能が発揮されない）が、ポンプチャネルがこれを通って推移し、そしてこの中にポンプ機能が発揮されるという間隙よりも、少なくともあるファクター分大きい。これによってポンプチャネルに沿ったガス摩擦は効果的に減少され、そして所定の最終圧力を達成するための真空ポンプの出力消費は減少される。これは特に、ポンプ効果が発生しない間隙が、ポンプチャネル内に設けられているか、又はポンプチャネルがこの間隙を通って推移しているときそうである。

第一の間隙は、例えばホルベック間隙である。このホルベック間隙は、ホルベックローターのポンプ効果を発する表面と、ホルベックステーターのポンプ効果を発する表面の間に形成されている。

第二の間隙は、例えばホルベックローターの滑らかな面（これは例えばホルベックローターのポンプ効果を発する表面に対する裏面を形成する）と、静的な部材の向かい合った滑らかな表面の間の間隙であるので、回転するホルベックローターにおいて、ホルベックローターの滑らかな裏面と静的な部材の滑らかな表面の間にポンプ効果が生じないか、又はいずれにせよ低いポンプ効果のみ生じる。

本発明の別の態様に従い（独立した発明として請求項に記載されている）、真空ポンプ、特にターボ分子ポンプは、少なくとも一つのポンプ機構を有する。これは、ガスを真空ポンプのインレットからアウトレットへと推移するポンプチャネルに沿ってポンピングするためのものである。その際、ポンプチャネルは、少なくとも一つの第一の間隙を通って推移し、この間隙中においては、真空ポンプの運転の際、ポンプ機能が発揮される。その際、ポンプ機構は、ホルベックローターとホルベックステーターを有するホルベックポンプ機構を有する。その際、第一の間隙は、ホルベック間隙であり、これは、ホルベックステーターの側面とホルベックローターの側面の間に設けられている。そしてその際、ホルベック間隙は、特にホルベックポンプ機構の定格回転数において、０．５ｍｍよりも狭い幅、好ましくは０．３ｍｍよりも狭い幅を有する。

特に、狭いホルベック間隙に基づいて、ホルベックポンプ機構の早期のシールが、高い予真空圧力（アウトレットの領域に発生する可能性がある）において達成される。その上、ホルベック間隙の領域における過剰電流損失がより低いことが達成されることが可能である。これによってホルベックポンプ機構の圧縮性能が改善されることが可能である。

好ましくは、狭いホルベック間隙は、そのインレットが、ＤＮ１００またはＤＮ１６０の直径を有するインレットフランジを有する真空ポンプにおいて使用される。

本発明の好ましい発展形に従い、ポンプ機構は、唯一のホルベック段又は最大二つのホルベック段を有するホルベックポンプ機構を有する。

その際、真空ポンプが、特に構造空間の観点で、二つより多くの、特に入れ子式に接続されたホルベック段の為に構成されているが、しかし実際には唯一のホルベック段又は最大二つのホルベック段が実現されている一方で、他のホルベック段が、例えばホルベック段の欠落によって、又は二つのホルベックローターの一方の省略によって実現されていないことが意図され得る。

好ましくは、ポンプ機構は、ホルベックポンプ機構を有する。そのポンプ効果を発する表面は、特にポンプの軸方向に沿って見て、１２０ｍｍよりも短い、好ましくは９５ｍｍよりも短い全長を有する。これによって、ホルベックポンプ機構中におけるガス摩擦が最小化されることが可能であり、これによって真空ポンプの電気的出力消費はより少なく必要となる。

本発明の発展形に従い、ホルベックポンプ機構は、少なくとも一つの、好ましくはちょうど一つのホルベックローターを有する。その長さは、ポンプの軸方向でみて最大６０ｍｍ、このましくは最大５５ｍｍ、更に好ましくは最大４８ｍｍである。ホルベックポンプ機構は、よって、軸方向でみて、比率として短く形成されていることが可能である。これによってより低いガス摩擦がホルベックポンプ機構中に引き起こされる。これは、所定の最終圧力を達成するための真空ポンプの必要とされる電気的出力消費に対して有利に作用する。

本発明の別の形態に従い（独立した発明として請求項に記載されている）、真空ポンプ、特にターボ分子ポンプは、ガスを真空ポンプのインレットからアウトレットへと推移するポンプチャネルに沿ってポンピングするための少なくとも一つのポンプ機構を有する。その際、ポンプ機構は少なくとも一つのターボ分子的ポンプ段を有する。これはローター軸に固定された複数のローターディスクと、軸方向においてローターディスクの間に回転不能に設けられた複数のステーターディスクを有する。その際、ポンプチャネルは、ターボ分子的ポンプ段を通って延在している。そしてその際、ターボ分子的ポンプ段においては、少なくとも一つのローターディスク及び／又は少なくとも一つのステーターディスクが省略されている。その結果、ポンプ段は、省略されたローターディスク又はステーターディスクの箇所において自由空間を有する。

真空ポンプは、よって、実際に真空ポンプ内に組み込まれているよりも多くのローターディスク及び／又はステーターディスクの為の自由空間を提供し、そして省略された複数のディスクの代わりに相当する自由空間を有する。ローターディスク及び／又はステーターディスクの省略によって、ターボ分子的ポンプ段内のガス摩擦は減少されることが可能である。真空ポンプの規定通りの運転は、よって、より低い出力消費のもと行われることが可能である。これによって、真空ポンプの過剰な加熱は防止され、そして真空ポンプの電流消費は下げられることが可能である。

好ましくは、少なくとも一つのディスク対（ローターディスクと隣接し、ローターディスクと協働するステーターディスクからなる）が省略される。特に、省略されるディスク対は、ターボ分子的ポンプ段の、予真空の方向に位置するもっとも外側のディスク対である。というのは、このディスク対の省略によって、一方ではガス摩擦の減少と、他方ではターボ分子的ポンプ段の圧縮性能又は吸引性能の減少の間の良好な妥協点が得られることが可能だからである。

好ましくは少なくとも一つのターボ分子的ポンプ段のローターディスク及び／又はステーターディスクが、球形状のディスク形状を有する。代替として、段差のあるディスク形状が意図されることも可能である。

本発明の一つの発展形に従い、真空ポンプは、少なくとも一つ、好ましくはちょうど一つの唯一のターボ分子的ポンプ段を有する。これは最大６つのローターディスクを設けられている。その際、真空ポンプのインレットに設けられたフランジは、ＤＮ１００のフランジ直径を有する。

本発明の別の発展形に従い、真空ポンプは、少なくとも一つの、好ましくはちょうど一つの唯一のターボ分子的ポンプ段を有する。これは最大４つのローターディスクを設けられており、その際、真空ポンプのインレットにもうけられえるフランジは、ＤＮ１６０のフランジ直径を有する。

本発明の別の態様に従い（独立した発明として請求項に記載されている）、真空ポンプ、特にターボ分子ポンプは、ガスを、真空ポンプのインレットからアウトレットに向かって推移するポンプチャネルに沿ってポンピングするための少なくとも一つのポンプ機構を有し、そしてポンプ機構を駆動するための電動モーターを有している。その際、電動モーターは、ステーターを有し、そしてステーターと協働する、回転軸を中心として回転可能なローターを有する。その際、ステーターは、鋼薄板のパケットを有し、ローターの逆鉄心は鋼薄板のパケットを有する。そしてその際、ステーターの及び／又はローターの逆鉄心の鋼薄板のパケットの鋼薄板は、バックラッカー（独語：Ｂａｃｋｌａｃｋ）によって互いに接続されており、そして互いに溶接されておらず、またはびょう止めされていない。

ステーター及び／又はローターの鋼薄板のパケットは、バックラッカーのみよって纏められているので、特に溶接またはびょう止めが省略されているので、電動モーターの運転の間、各鋼薄板パケット中で渦電流損失が最小化されることが可能である。これによって、電動モーターの加熱が、そしてこれに伴い真空ポンプの運転中の加熱が減少されることが可能である。その上、所定の最終圧力を達成するための電動モーターの必要な電気的出力消費も減少されることが可能である。

鋼薄板は、特に鉄薄板又は電極薄板である。

本発明の一つの態様に従い、ステーター及び／又はローターの鋼薄板のパケットの各鋼薄板は、０．４ｍｍよりも薄い厚さ、このましくは０．３６ｍｍよりも薄い厚さを有する。このように薄く形成された薄板によって、ステーター及び／又はローターの鋼薄板パケット中における渦電流損失が特に低く保たれることが可能である。

好ましくは、電動モーターは、予め定められた値、特に少なくとも基本的に１０ワットだけ真空ポンプの規定運転の為に意図されるモーター出力の上に位置する最大モーター出力を有する。電動モーターは、よって、比較的低い駆動出力を有する。これは、特に、先行技術に従い真空ポンプ中で使用される電動モーターと比較してそうである。これらは、可能な限り短いランナップ時間のために構成されており、よって、一次的に運転ポイントに対して必要なモーター出力に対して１０ワット超の出力を提供することができる。

真空ポンプの規定通りの運転の為に予め定められたモーター出力の上、例えば１０ワットのような予め定められた値への最大モーター出力の減少は、特に、電動モーターがコンパクトに形成されることが可能であり、そして他方で電動モーターの運転の間に発生する渦電流損失が、減少されることが可能であるというメリットを有する。その上、特に電気的なコイルの形成の為にローターの側で使用される銅の使用が減少されることが可能である。

電動モーターは、少なくとも近似的に４８ボルトの駆動電圧の為に構成されていることが可能である。先行技術から公知の真空ポンプにおいては、電動モーターは、通常２４ボルトの駆動電圧の為に構成されているので、発明に係る電動モーターのバリエーションによって、駆動電圧は２４ボルトの通常の駆動電圧に対して、少なくとも近似的に４８ボルトへと二倍とされる。その際好ましくは、最大駆動電圧は、レール電圧運転（５０ボルトＤＣ）における５０ボルトの安全小電圧（独語：Ｓｉｃｈｅｒｈｅｉｔｓｋｌｅｉｎｓｐａｎｎｕｎｇ）と同じである。２４ボルトから４８ボルトへの駆動電圧の倍化は、同じ出力消費のもと、電動モーターをい流れる電流の半減に通じ、これによって駆動損失の減少へも通じる。

本発明の好ましい発展形に従い、真空ポンプは、最大三つのラビリンス段を有するシールガスラビリンスを有する。真空ポンプは、その際、三つより多くのラビリンス段の為に構成されていることが可能であり、その際、最大三つのラビリンス段への減少は、別のラビリンス段が省略され、そしてこれによって（この為に意図されている構造空間にもかかわらず）取り付けられないことによって達成される。ガス摩擦の最小化の為に、好ましくは、最も大きな直径を有するラビリンス段が省略される。というのは、これにおいてシールガスラビリンスのローターとステーターの間の相対速度が、最も大きく、そしてこれによって摩擦損失も最も高いからである。

ラビリンス段の減少は、特に、シールガスラビリンスが、回転する表面、例えばホルベックローターのハブの半径方向に延在する部材の表面と、静的な表面、例えばローターハブと向かい合った表面から形成されること、及び両方の表面が、互いに入り込み合う、リング形状の複数の隆起部を有し、その際、一方の表面が、他方の表面よりも多くの隆起部を有することによって達成されることが可能である。

本発明の別の態様に従い、真空ポンプの運転中に、より低いシールガス流（特に予め定められた閾を、特に１５ｓｃｃｍ下回る）が、シールガスラビリンスを通って流れることが意図されている。これによって、ローター温度の低下が達成されることが可能であり、そしてポンプの運転中に発生する熱が減少される。

本発明の別の態様に従い、シールガスラビリンスの代わりに、ゲーデ段又はジーグバーン段（独語：Ｇａｅｄｅｓｔｕｆｅ、Ｓｉｅｇｂａｈｎｓｔｕｆｅ）が使用されることが可能である。

発明に係るポンプは、側方チャネルポンプであるか、または側方チャネル高真空ポンプであることが可能である。その際、側方チャネル真空ポンプは、大気から高真空領域まで作動し、そして通常、側方チャネルポンプとホルベック段の組合せを有する真空ポンプである。側方チャネルポンプのポンプシステムは、外周に設けられた複数の羽根を有するローターディスクとリング形状の作動室、側方チャネルから成る。この側方チャネルは、羽根と羽根の外側に位置するハウジング壁の間に延在している。側方チャネルは、一つの箇所において中断要素によってディスクプロフィルへと狭まっている。中断要素は、ハウジング内に設けられた、側方チャネル内へのインレットを、同様にハウジングに設けられたアウトレットから分離する。ポンプ効果は、回転するローターの複数の羽根によって、インレットからアウトレットへのねじ線形状の流れを通じて引き起こされる。これによって、インレットとアウトレットの間の圧力差が生じる。より低い最終圧力は、複数のポンプ段の連続接続によって達成されることが可能である。

発明に係る真空ポンプにおいて有利には、特に、その最大出力消費が、先行技術より公知の真空ポンプに対して減少されており、特に、これが、電動モーターにおける渦電流損失の減少と、真空ポンプを通って搬送されるガスのガス摩擦の減少に通じるという措置によって行われている。運転中の真空ポンプの過剰な加熱は、これによって防止されることが可能であるので、発明に係る真空ポンプの実施形は、明らかに複雑な水冷の替わりに空冷との組み合わせで使用されることが可能である。その上、より高い周囲温度（例えば４０度より高い温度）における空冷された使用が可能である。更に、より高いガス負荷が、同じ出力消費のもと克服されることが可能である。

以下に本発明を添付の図面に基づき例示的に説明する。図は以下を簡略的にしめしている。

真空ポンプの発明に係るバリエーションの断面図 真空ポンプの発明に係る別のバリエーションの断面図。

図１に示された真空ポンプは、インレットフランジ６８によって取り囲まれたポンプインレット７０と、ポンプインレットに及ぶガスをポンプチャネル１０を通して図示されていないポンプアウトレット１０に搬送するための複数のポンプ段を有する。ポンプアウトレット内には、図１に示されたアウトレット領域７１が開口している。アウトレット領域７１は、図示された例においては、ポンプチャネル１０の、内側のホルベック段の流れ下流の終端部に位置する部分である。真空ポンプは、静的なハウジング７２を有するステーターと、該ハウジング７２に設けられたローターを有する。ローターは、回転軸１４を中心として回転可能に支承されたローター軸１２を有する。

真空ポンプは、ターボ分子ポンプとして形成されており、そして互いにシリアルに接続され、ポンプ作用を奏するターボ分子的な複数のポンプ段から形成されているポンプ機構を有する。ターボ分子的ポンプ段は、ローター軸１２と接続された複数のターボ分子的ローターディスク１６と、ローターディスク１６の間に設けられ、そしてハウジング７２内に固定されたターボ分子的複数のステーターディスク２６を有する。ステーターディスク２６は、スペーサーリング３６によって所望の軸方向間隔に保持されている。ローターディスク１６とステーターディスク２６は、吸い込み領域５０（独語：Ｓｃｈｏｅｐｆｂｅｒｅｉｃｈ）内に、矢印５８の方向、つまりポンピング方向に向けられた軸方向のポンプ作用を提供する。ポンプチャネル１０は、ターボ分子的ポンプ段を通り、そして更に、ターボ分子的ポンプ段に後続するホルベックポンプ機構を通って延在している。

ホルベックポンプ機構は、半径方向において互いに入れ子式（独語：ｉｎｅｉｎａｎｄｅｒ）に設けられ、そして互いにシリアルに接続され、ポンプ作用を奏する複数のホルベックポンプ段を有している。ホルベックポンプ段のローター側の部材は、ローター軸１２と接続されたローターハブ７２と、ローターハブ７４に固定され、そしてこれによって担持されるシリンダー側面形状のホルベックロータースリーブ７６，７８を有している。これらロータースリーブは、回転軸１４に対して同軸に向けられており、そして半径方向で入れ子式に接続されている。更に、シリンダー側面形状の二つのホルベックステータースリーブ８０，８２が設けられている。これらは、同様に回転軸１４に対して同軸に向けられ、そして半径方向において入れ子式に接続されている。

ホルベックポンプ段のポンプ効果を発する表面は、半径方向の狭いホルベック間隙を形成しつつ互いに向かい合った、ホルベックロータースリーブ７６，７８およびホルベックステータースリーブ８０，８２の半径方向の側面によって形成されている。その際、其々、一方のポンプ効果を発する表面（この場合、ホルベックロータースリーブ７６または７８のそれ）は滑らかに形成されており、そしてホルベックステータースリーブ８０，８２の向かい合ったポンプ効果を発する表面は、ホルベックねじ部を有する。ホルベックねじ部は、ねじ線形状に回転軸１４を中心として軸方向に推移する複数の溝を有する。これら溝内では、各ロータースリーブ７６，７８の回転によってガスが搬送され、そしてこれによってポンピングが行われる。

図１に示すように、ホルベック間隙８３ａは、外側のホルベックステータースリーブ８０と外側のホルベックロータースリーブ７６の間を推移する。第二のホルベック間隙８３ｂは、ホルベックロータースリーブ７６と内側のホルベックステータースリーブ８２の間を推移する。第三のホルベック間隙８３ｃは、内側のホルベックステータースリーブ８２と内側のホルベックロータースリーブ７８の間を推移する。ホルベック間隙８３ｃの流れ下流側の端部においては、ポンプチャネル１０がアウトレット領域７１内に開口しており、これを介してインレット７０から搬送されたガスがアウトレット（図示せず）へとポンピングされる。内側ｎホルベックロータースリーブ７８の半径方向内側には、別の間隙８５ａが設けられている。この間隙は、アウトレット領域７１内の分路に開口しており、そしてアウトレット領域７１をラビリンスシール１３０と接続する。間隙８５ａは、よってポンプチャネル１０の部材ではない。

表されたバリエーションにおいては、間隙８５ａ（この中で、真空ポンプの運転の際に少なくとも基本的にポンプ機能が生じる）は、少なくとも予め定められたファクター、例えば２倍、３倍、４倍、５倍、６倍、７倍、８倍、９倍又は１０倍だけ、ホルベック間隙８３ａ，８３ｂおよび８３ｃよりも大きい。

各ホルベックポンプ段の領域内には、基本的に複数の溝が、ポンピングすべきガスの為のポンプチャネルを形成する。ホルベックポンプ段は、その際、特に、ホルベックねじ部に基づいてポンプ作用を提供し、ポンプチャネルにそってターボ分子的なポンプ段によって搬送されるガスを更にホルベックポンプ段を通してアウトレットへと搬送する。

ローター軸１２の回転可能な支承は、ポンプアウトレットの領域におけるローラー支承部８４と、ポンプインレット７０の領域における永久磁石支承部８６によって行われる。

永久磁石支承部８６は、ローター側の支承半部８８とステーター側の支承半部９０を有する。これらは、各一つのリング積層部を有する。リング積層部は、軸方向に互いに積層された永久磁石の複数のリング９２，９４から成る。磁石リング９２，９４は、その際、半径方向の支承間隙を形成しつつ互いに向かい合っている。ステーター側の磁石リング９４は、ステーター側の担持部分によって担持されている。これは、磁石リング９４を通って延在しており、そしてハウジング７２の支柱１０８によって懸架されている。ステーター側の磁石リング９４は、ポンプ内側に向けられた、磁石リング積層部の端部に、バランス要素１１４及び固定リング１１６によって固定されている。

磁石支承部８６内には、緊急用又は安全用支承部９８が設けられている。これは潤滑されないローラー支承部として形成されている。真空ポンプの通常の運転中は、安全用支承部（独語：Ｆａｎｇｌａｇｅｒ）９８は起立している。ローターがステーターに対して半径方向に過剰に偏向した際に初めてこれは介入し、ローターのための半径方向のストッパーを形成する。このストッパーはローター側の構造がステーター側の構造と衝突するのを防止する。

ローラー支承部８４の領域内には、ローラー軸１２に円錐形のスプラッシュナット１００が設けられている。これは、ローラー支承部８４の方に向かって増加する外直径を有する。スプラッシュナット１００は、作動媒体貯蔵部のスキマー（独語：Ａｂｓｔｒｅｉｆｅｒ）と滑り接触している。これは、作動媒体、例えば潤滑剤のようなものを含ませられた吸収性の複数のディスク１０２を有している。運転中、作動媒体は毛細管効果によって作動媒体貯蔵部からスキマーを介して回転するスプラッシュナット１００へと伝達され、そして遠心力によって、スプラッシュナット１００にそって、大きくなる外直径の方向にローラー支承部８４へと搬送される。そこで、例えば潤滑機能を発揮する。ローラー支承部８４と作動媒体貯蔵部は、槽形状のインサート１２４と真空ポンプのカバー要素１２６によって囲まれている。

しかしまた、他の態様に形成されたローター軸１２の支承部も可能である。例えば、ローター軸１２の為に、五段アクティブ磁石支承部が設けられていることが可能であろう。

真空ポンプは、電動モーターとして形成された駆動モーター１０４を、ローターの回転駆動の為に有する。その回転子は、ローター軸１２によって形成されている。制御ユニット１０６がモーター１０４を駆動する。

真空ポンプの個々のコンポーネントの間には複数のシールが設けられている。これらのうちいくつかのシールが描写の為に参照符号１０７を付されている。

真空ポンプは、更に、封鎖要素１２０によって閉じられたシールガスインレット１２２を有する。これは、真空ポンプ内に設けられたローラー支承部８４の為の支承部室を、ポンプ外部と接続し、そしてこれを介して支承部室にシールガスを供給可能である。

ローターハブ７４と分離壁１２８（この分離壁を通ってローター軸１２が半径方向の間隙を形成しつつ延在している）の間の領域には、ラビリングシール１３０が形成されている。そのようなラビリンスシール１３０は、シールガスラビリンスとも称される。シールガスラビリング１３０は、回転する表面１３２（これはローターハブ７４に形成されている）およびこれと補完的である静的な表面１３４（これは分離壁１２８に形成さてている）によって形成されている。

表面１３２および１３４は、互いに入り込み合う、リング形状に形成された複数の隆起部を有している。これは図１に示されている。図１の真空ポンプにおいては、各表面１３２，１３４上に五つのリング形状の隆起部が設けられているので、この関係において、五段のシールガスラビリンスであるとも言える。

図２の真空ポンプの基礎構造は、図１の真空ポンプの構造に対応している。しかし、図２の真空ポンプは、減少された出力消費という観点において更に最適化されている。これは、特に、空気冷却の際の運転の間、ポンプの加熱（温度上昇）を低く保つ為、真空ポンプの電流消費を低く抑えるため、および同じ出力消費に対してより高いガス負荷を可能とするためである。

これは特に、図２の真空ポンプにおいて、ポンプインレット７０と反対の側のターボ分子的ポンプ段内において、ポンプインレット７０から最も遠くに位置する、ローターディスク１６およびステーターディスク２６の対が、省略される結果、省略されたディスクの箇所に自由空間１３６が形成されていることによって達成される。ディスク対の省略によって、このディスク対に発生するガスの搬送に基づくガス摩擦（ポンプ段を通って推移するポンプチャネル１０に沿ったガス摩擦）が生じなくなり、これによって電動モーター１０４のより少ない出力消費が必要となる。

図２の真空ポンプにおいては、内側のホルベックロータースリーブ（図１の参照符号７８参照）が省略されるので、図２の真空ポンプは、入れ子式に接続されたホルベックロータースリーブ７６を有する二つのみのホルベックポンプ段を有する。ホルベック段を例えば二段に減少することによって、ガス摩擦は減少されることが可能である。

図２が更に示すように、図２の真空ポンプにおいてシールガスラビリンス１３０は三段に減少される。これは、ポンプ効果を発する表面１３４内で、分離壁１２８の側に、五つのリング形状の隆起部に替えて（図１参照）、三つのみのリング形状の内側の隆起部が設けられていることによって行われる。よって、シールガスラビリンス１３０内におけるガス摩擦の最小化の為に、両方の外側のラビリンス段が省略される。というのは、これらにおいて、固定的な分離壁１２８とポンプの運転中回転するローターハブ７４の間の相対速度が最も大きく、よってガス摩擦損失が最も高いからである。よって、シールガスラビリンス段の省略によって、ガス摩擦は減少されることが可能である。その上、電動モーター１０４が所定の最終圧力を達成するために必要な出力消費が、減少されることが可能である。

図２の真空ポンプにおいては、電動モーター１０４はステーター側にもローター側にも（バックラッカー（独語：Ｂａｃｋｌａｃｋ）によって覆われており、バックラッカーによって結束されている）電気薄板（独語：Ｅｌｅｋｔｒｏｂｌｅｃｈｅｎ）のパケットを有する。その結果、鋼薄板の各パケットの鋼薄板は、バックラッカーのみによって互いに接続され、そして溶接又はびょう留めによって結束されない。電気薄板の回転するパケットは、特に電動モーター１０４のローターの逆鉄心（または逆Ｃ字鉄心、独語：Ｅｉｓｅｎｒｕｅｃｋｓｃｈｌｕｓｓ）である。バックラッカーによる電気薄板のコーティングによって、電気薄板は互いに絶縁され、これによってパケット内における渦電流損失が減少されることが可能である。渦電流損失のさらなる減少は、ローター及びステーターの逆鉄心の鋼シートのパケットの各鋼シートが、０．４ｍｍよりみ薄い厚さ、好ましくは０．３６ｍｍよりも薄い厚さ、そして特に好ましくは少なくとも近似的に０．３５ｍｍの厚さを有することによって達成される。

図２の真空ポンプにおいては、その上、残されたホルベックロータースリーブ７６が、真空ポンプの軸方向に関して、例えば４６ｍｍに短縮されているので、残された二つのホルベックポンプ段に基づいてポンプ効果を発する長さは９２ｍｍとなる。ホルベックポンプ段の短縮されたポンプ効果を発する長さによって、ガス摩擦の更なる減少と、これにともない、所定の最終圧力を達成するために必要な電動モーター１０４の出力消費の減少が達成される。

更に、電動モーター１０４は、その最大のモーター出力が、最高で、その運転ポイントに対して必要なモーター出力より１０ワット上に位置するよう、及び／又はこれが４８ボルトの駆動電圧を受け入れるよう構成されている。

図２の真空ポンプにおいては、その上、これを通ってポンプチャネルが推移し、そして真空ポンプの回転する及び静的である各部材の間に存在し、その際、両方の部材が、ポンプ作用を提供するよう協働するという間隙が、そのような間隙が、少なくともあるファクター、例えば５倍分、真空ポンプのポンプ効果が発生しない間隙よりも小さいよう構成されている。ポンプ効果が発生しない全ての間隙は、特にポンプチャネルがこれを通って推移する間隙、及び／又は、可動の部材と静的な部材の間の間隙である。しかしまた、二つの静的な各部材の間に設けられている間隙であることも可能である。

例えば、外側のホルベックステータースリーブ８０と外側のホルベックロータースリーブ７６の間を推移するホルベック間隙８３ａも、内側のホルベックステータースリーブ８２と外側のホルベックロータースリーブ７６の間を推移するホルベック間隙８３ｂも、ホルベックステータースリーブ８２の半径方向内側に延在する間隙８５が、例えば５倍のファクターだけ、間隙８３ａ及び間隙８３ｂよりも大きいよう構成されている。

特に、ホルベック間隙８３ａと８３ｂが、ホルベックハブ７４の定格回転数において０．３ｍｍよりも小さな幅を有するよう構成されていると、特別有利である。これは、ホルベックポンプ段内で低い過電流損失に通じ、特にまたより高い圧縮に通じる。これによって、真空ポンプの出力性能が改善されることができる。

１０ ポンプチャネル
１２ ローター軸
１４ 回転軸
１６ ローターディスク
２６ ステーターディスク
３６ スペーサーリング
５０ 吸い込み領域（独語：Ｓｃｈｏｅｐｆｂｅｒｅｉｃｈ）
５８ 矢印
６８ インレットフランジ
７０ ポンプインレット
７１ アウトレット領域
７２ ハウジング
７４ ローターハブ
７６，７８ ホルベックロータースリーブ
８０，８２ ホルベックステータースリーブ
８３ａ，８３ｂ，８３ｃ ホルベック間隙
８４ ローラー支承部
８５ 間隙
８５ａ 間隙
８６ 永久磁石支承部
８８ ローター側の支承半部
９０ ステーター側の支承半部
９２，９４ 永久磁石リング
９８ 安全用支承部
１００ スプラッシュナット
１０２ 吸収性のディスク
１０４ 駆動モーター
１０６ 制御ユニット
１０７ シール
１０８ 支柱
１１４ バランス要素
１１６ 固定リング
１２０ 封鎖要素
１２２ シールガスインレット
１２４ インサート
１２６ カバー要素
１２８ 分離壁
１３０ ［ラビリンスシール
１３２，１３４ ポンプ効果を発する表面
１３６ 自由空間

Claims (15)

1. ガスを真空ポンプのインレット（７０）からアウトレットへとポンプチャネル（１０）に沿ってポンピングするための少なくとも一つのポンプ機構を有する真空ポンプ、特にターボ分子ポンプであって、ポンプチャネル（１０）が、少なくとも一つの第一の間隙（８３ａ，８３ｂ，８３ｃ）を通って推移し、この間隙中に、真空ポンプの運転の際にポンプ機能が発揮され、そして、少なくとも一つの第二の間隙（８５，８５ａ）が設けられ、この間隙の中において、真空ポンプの運転の際にポンプ機能が発揮されず、好ましくはポンプチャネル（１０）が、第二の間隙を通って推移している真空ポンプにおいて、
   第二の間隙（８５，８５ａ）が、少なくともあるファクター分、特に２倍、３倍、４倍、５倍、６倍、７倍、８倍、９倍、又は１０倍だけ、第一の間隙（８３ａ，８３ｂ，８３ｃ）よりも大きいことを特徴とする真空ポンプ。
2. 第一の間隙（８３ａ、８３ｂ、８３ｃ）が、真空ポンプの回転する部材（７６）と静的な部材（８０，８２）の間に設けられており、両方の部材（７６，８０，８２）が真空ポンプの運転の際に、ポンプ機能を実現するよう協働し、及び／又は、
   第二の間隙（８５，８５ｂ）が真空ポンプの二つの部材（８２，１２８）の間に設けられており、これら部材が、真空ポンプの運転の際にポンプ機能を実現するよう協働せず、
   好ましくは、これらの間に第二の間隙（８５，８５ｂ）が設けられている両方の部材が、回転する部材と静的な部材であることを特徴とする請求項１に記載の真空ポンプ。
3. 真空ポンプの運転の際にポンプ機能が発揮されない全ての間隙（８５，８５ａ）が、これらを通してポンプチャネル（１０）が推移しており、かつこの中に真空ポンプの運転の際にポンプ機能が発揮される間隙（８３ａ，８３ｂ）よりも少なくとも前記ファクター分大きく、好ましくは、ポンプ機能が発揮されない全ての間隙（８５）が、これを通ってポンプチャネル（１０）が推移する間隙であることを特徴とする請求項１または２に記載の真空ポンプ。
4. 第一の間隙（８３ａ，８３ｂ，８３ｃ）がホルベック間隙であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の真空ポンプ。
5. 真空ポンプのインレット（７０）からアウトレットへと推移するポンプチャネル（１０）に沿ってガスをポンピングするための少なくとも一つのポンプ機構を有する真空ポンプ、特にターボ分子ポンプであって、ポンプチャネル（１０）が、少なくとも一つの第一の間隙（８３ａ，８３ｂ，８３ｃ）を通って推移し、この中で、真空ポンプの運転の際にポンプ機能が発揮され、ポンプ機構が、ホルベックローター（７６）とホルベックステーター（８０，８２）を有するホルベックポンプ機構を有し、第一の間隙（８３ａ，８３ｂ，８３ｃ）がホルベック間隙であり、このホルベック間隙が、ホルベックステーター（８０，８２）の側面とホルベックローター（７６）の側面の間に形成されている、特に、請求項１から４のいずれか一項に記載の真空ポンプにおいて、
   ホルベック間隙（８３ａ，８３ｂ，８３ｃ）が、特にホルベックポンプ機構の定格回転数において、０．５ｍｍよりも小さい、好ましくは０．３ｍｍよりも小さい幅を有することを特徴とする真空ポンプ。
6. ポンプ機構が、唯一のホルベック段、又は最大二つのホルベック段を有するホルベックポンプ機構を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の真空ポンプ。
7. ポンプ機構が、ホルベックポンプ機構を有し、そのポンプ効果を発する表面が、ポンプの軸方向でみて、１２０ｍｍよりも短い、好ましくは９５ｍｍよりも短い全長を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の真空ポンプ。
8. ガスを、真空ポンプのインレット（７０）からアウトレットに推移するポンプチャネルに沿ってポンピングするための少なくとも一つのポンプ機構を有する真空ポンプ、特にターボ分子ポンプにおいて、ポンプ機構は、ローター軸に固定された複数のローターディスク（１６）と、軸方向において該ローターディスク（１６）の間に回転不能に設けられたステーターディスク（２６）を有する、少なくとも一つのターボ分子的ポンプ段を有し、そして、ポンプチャネル（１０）が、ターボ分子ポンプ段を通って延在する、特に請求項１から８のいずれか一項に記載の真空ポンプにおいて、
   ターボ分子的ポンプ段内に、少なくとも一つのローターディスク（１６）及び／又は少なくとも一つのステーターディスク（２６）が省略されているので、ポンプ段が、省略されたローターディスク又はステーターディスク（１６，２６）の箇所に、自由空間（１２６）を有することを特徴とする真空ポンプ。
9. 少なくとも一つのターボ分子ポンプ段のローターディスク（１６）及び／又はステーターディスク（２６）が、球状のディスク形状を有す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。
10. 真空ポンプが最大６のローターディスク（１６）を有する、一つのターボ分子ポンプ段を有し、好ましくはちょうど一つのターボ分子ポンプ段を有し、そして真空ポンプ（７０）のインレット（７０）に設けられたフランジが、ＤＮ１００のフランジ直径を有すること、又は、真空ポンプが、最大４のローターディスク（１６）を有する、一つのターボ分子的ポンプ段を有し、好ましくはちょうど一つのターボ分子的ポンプ段を有し、そして真空ポンプのインレット（７０）に設けられたフランジが、ＤＮ１６０のフランジ直径を有することを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の真空ポンプ。
11. ガスを、真空ポンプのインレット（７０）からアウトレットへと推移するポンプチャネル（１０）に沿ってポンピングするための少なくとも一つのポンプ機構とポンプ機構を駆動するための電動モーター（１０４）を有する真空ポンプ、特にターボ分子ポンプにおいて、電動モーター（１０４）が、ステーターと、該ステーターと協働する、回転軸を中心として回転可能なローターを有し、ステーターが、鋼薄板のパケットを有し、及び／又は、ローターの逆鉄心が鋼薄板のパケットを有する、特に請求項１から１０のいずれか一項に記載の真空ポンプにおいて、ローターの逆鉄心の鋼薄板のパケットの鋼薄板が、及び／又は、電動モーター（１０４）のステーターのパケットの鋼薄板が、バックラッカーによって互いに接続されており、および互いに溶接されておらず、又はびょう留めされていないことを特徴とする真空ポンプ。
12. 電動モーターのステーターの、及び／又はローターの鋼薄板のパケットの各鋼薄板が、０．４ｍｍよりも薄い厚さを有し、好ましくは０．３６ｍｍよりも薄い厚さを有することを特徴とする請求項１１に記載の真空ポンプ。
13. 電動モーター（１０４）が、所定の値だけ、特に少なくとも基本的に１０ワットだけ、真空ポンプの規定運転の為に予め意図されたモーター出力の上に位置する最大モーター出力を有することを特徴とする請求項１１または１２に記載の真空ポンプ。
14. 電動モーター（１０４）が、少なくとも近似的に４８ボルトの駆動電圧に対して構成されていることを特徴とする請求項１１から１３のいずれか一項に記載の真空ポンプ。
15. 最大の数量のラビリンス段を有する、特に最大三つのラビリンス段を有するシールガスラビリンス（１３０）が設けられており、該シールガスラビリンス（１３０）が、回転する表面（１３２）及び静的な表面（１３４）を有し、両方の表面（１３２，１３４）が、互いに入り込み合う、リング形状の複数の隆起部を有し、表面（１３２）の一方が、他方の表面（１３４）より多くの隆起部を有することを特徴とする請求項１から１４のいずれか一項に記載の真空ポンプ。

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