DE3932228C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Turbovakuumpumpe nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine solche, aus der DE 36 13 198 A1 bekannte Turbovakuum­ pumpe hat einen aus einem Stück bestehenden Rotor mit einem einlaßseitigen Abschnitt und einem auslaßseitigen Ab­ schnitt, wobei der Außendurchmesser des einlaßseitigen Abschnitts größer ist als der des auslaßseitigen Ab­ schnitts. Von jedem Rotorabschnitt aus erstrecken sich in Radialrichtung drei Schaufelkränze, die je Rotorabschnitt jeweils einen gleichgroßen Außendurchmesser haben. Die Turbovakuumpumpe hat einen Stator mit Statorabschnitten, die zur Bildung von Seitenkanalstufen komplementär zum Rotor ausgebildet sind. Dabei sind zwischen den rotierenden Elementen des Rotors und den stationären Elementen des Stators kleine Spalte vorgesehen. Der Stator ist axial in Statorscheiben unterteilt, die aufeinandergesetzt in einem Gehäuse angeordnet sind, das einen Einlaß und einen Auslaß aufweist. Jede Scheibe besteht aus zwei Scheibenelementen, die so unterteilt sind, daß sie bei der Montage in der erforderlichen Weise bezüglich des Rotors zur Bildung der Scheibe so angeordnet werden können, daß sie die Schaufeln des entsprechenden Schaufelkranzes des Rotors radial über­ greifen und eine Seitenkanalstufe mit Einlaß und Auslaß bilden.

Die zweiteilige Ausbildung der Statorscheiben und die Aufteilung des Stators in einzelne Scheiben ist sowohl unter dem Gesichtspunkt der Herstellung als auch der Monta­ ge und Demontage äußerst aufwendig.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht deshalb darin, die Turbovakuumpumpe der eingangs genannten Art so auszubilden, daß Rotor und Stator der aus Seitenkanalstufen bestehenden Vakuumpumpe lediglich durch axiale Relativver­ schiebung montierbar und demontierbar sind.

Diese Aufgabe wird ausgehend von der Turbovakuumpumpe der gattungsgemäßen Art mit den im Kennzeichen des Patentan­ spruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Durch die treppenförmige Ausbildung von Rotor und Stator läßt sich eine einfache Herstellung, Montage und Demontage der Turbovakuumpumpe erreichen, wobei der Stator einstüc­ kig ausgebildet sein kann oder aus lediglich axial trenn­ baren Teilstücken besteht.

Anhand von Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 im Axialschnitt eine erste Ausführungsform der Turbovakuumpumpe;

Fig. 2A in einer Einzelheit im Axialschnitt zwei Seiten­ kanäle der Turbovakuumpumpe;

Fig. 2B den Schnitt A-A von Fig. 1;

Fig. 2C in einer abgewickelten Teilansicht in Richtung des Pfeils B von Fig. 2A eine erste Ausgestaltung eines Seitenkanallaufrads;

Fig. 3 in einer Ansicht wie Fig. 2C eine zweite Ausgestal­ tung eines Seitenkanallaufrads;

Fig. 4 in einer Ansicht wie Fig. 2A eine zweite Ausführung der Seitenkanäle;

Fig. 5 in einer Ansicht wie Fig. 2A eine dritte Ausführung der Seitenkanäle;

Fig. 6A in einer Ansicht wie Fig. 2A eine vierte Ausführung der Seitenkanäle;

Fig. 6B den Schnitt B′-B′ von Fig. 8A;

Fig. 7 im Axialschnitt die Turbovakuumpumpe mit vorge­ schalteter Radialvakuumpumpe;

Fig. 8 im Axialschnitt eine zweite Ausführungsform der Turbovakuumpumpen;

Fig. 9 den Schnitt A-A von Fig. 8;

Fig. 10 den Schnitt B-B von Fig. 9;

Fig. 11 im Axialschnitt die Turbovakuumpumpe mit zwei vorgeschalteten Pumpen;

Fig. 12 im Axialschnitt die Turbovakuumpumpe mit weiteren vorgeschalteten Pumpen und

Fig. 13 in einem Diagramm einen Leistungsvergleich zwischen einer erfindungsgemäßen und zum Stand der Technik gehörenden Turbovakuumpumpe.

Die in Fig. 1 gezeigte Turbovakuumpumpe hat einen Pumpen­ abschnitt und einen Motorabschnitt. Der Pumpenabschnitt wird von einem Rotor 30 mit Seitenkanallaufrädern am Außen­ umfang und einem Stator 31 gebildet, dem eine Abdeckung 32 mit einer Einlaßöffnung 11A zugeordnet ist und der eine Auslaßöffnung 11B aufweist. Der Antriebsabschnitt besteht aus einem Gehäuse 11, in welchem eine Welle 12 in den Lagern 21 gelagert ist. Die Welle 12 wird von einem in dem Gehäuse 11 angeordneten Hochfrequenzmotor 15 in Drehung versetzt und ist mit dem Rotor 30 gekoppelt.

Der Rotor 30 hat einen Außendurchmesser, der von der Seite der Einlaßöffnung 11A zur Seite der Auslaßöffnung 11B hin treppenförmig abnimmt, wobei jede Treppenstufe als Seiten­ kanallaufrad ausgestaltet ist.

Der Stator 31 hat einen Innendurchmesser, der von der Seite der Einlaßöffnung 11A zur Seite der Auslaßöffnung 11B hin abnimmt, wobei die Treppenstufen des Rotors 30 und des Stators 31 so gestaltet sind, daß jedem Seitenkanallaufrad des Rotors 30 ein Seitenkanal 34 des Stators zugeordnet ist.

Wie aus Fig. 2A bis 2C zu sehen ist, hat jedes Seitenkanal­ laufrad Schaufeln 33, die radial bezüglich des Rotors angeordnet sind und, wie in Fig. 3 gezeigt ist, in Dreh­ richtung nach vorne gebogen sein können. Jeder Seitenkanal 34 hat eine mit der vorhergehenden Stufe verbundene Einlaß­ öffnung 34A und eine mit der darauffolgenden Stufe ver­ bundene Auslaßöffnung 34B. Zwischen der Einlaßöffnung 34A und der Auslaßöffnung 34B ist ein Unterbrecher 35 angeord­ net. Bei der Ausführungsform von Fig. 2A ist zwischen dem Stator 31 und dem Rotor 30 zwischen den einzelnen Pumpen­ stufen ein kleiner Spalt 34C vorgesehen, dessen Verluste gering gehalten werden können. Der Rotor 30 und der Stator 31 sind, wie aus Fig. 2A zu ersehen ist, derart komplemen­ tär ausgebildet, daß sie die Gestalt eines zylindrischen Treppenhauses mit nach entgegengesetzten Richtungen zuneh­ menden Außendurchmessern haben. Auch wenn der Rotor 30 und der Stator 31 in einem Stück hergestellt sind, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist, ist aufgrund dieser Ausgestaltung durch einfache Relativverschiebung in Axialrichtung die Montage und Demontage des Pumpenabschnitts möglich.

Bei der Ausführung von Fig. 2A erstreckt sich die Breite des Spaltes 34C zwischen den Pumpenstufen in Radialrich­ tung, während sie bei der Ausführungsform von Fig. 4 sich zwischen den Pumpenstufen in Axialrichtung erstreckt. Bei der Ausführungsform von Fig. 5 erstreckt sich die Breite des Spaltes zwischen den Pumpenstufen in Radialrichtung, die Anordnung ist jedoch so getroffen, daß die Durchmesser­ differenzen zwischen den Pumpenstufen des Rotors 30 kleiner als die Höhen der Schaufel 33 gemacht werden können.

Bei der Ausgestaltung nach Fig. 6A und 6B sind an den Kan­ tenabschnitten der Pumpstufen des Rotors 30 neben den Schaufeln 33 Kernstücke 36 vorgesehen. Die zwischen den Pumpstufen abdichtenden Spalte haben eine in Radialrichtung verlaufende Breite.

Im Betrieb wird durch die Einlaßöffnung 11A Gas in die Turbovakuumpumpe angesaugt, das durch die Einlaßöffnung 34A in den Seitenkanal 34 der ersten Pumpstufe gelangt und in die Räume zwischen den Schaufeln 33 des entsprechenden Seitenkanallaufrads des Rotors 30 strömt. Das Gas wird aufgrund der mit hoher Drehzahl mit dem Rotor 30 umlaufen­ den Schaufeln 33 in Radialrichtung beschleunigt und aus den Räumen zwischen den Schaufeln 33 aufgrund der Zentrifugal­ kraft in Radialrichtung abgeführt. Das abgeführte Gas wird im Seitenkanal 34 verzögert, wodurch sich ein Druckanstieg ergibt. Es tritt wieder zwischen die Schaufeln 33 mit einem Drall ein, der in Fig. 2A durch den Pfeil P dargestellt ist. Dieser Vorgang wiederholt sich in dem Seitenkanal 34, durch den das Gas schraubenförmig strömt und durch die übertragene Energie einen Druckanstieg erfährt. Das Gas wird gebremst durch den Abstreifer 35, der in Fig. 2A und 4 strichpunktiert veranschaulicht ist, in die Auslaßöffnung 34B gelenkt und dem nächstfolgenden Seitenkanal mit ver­ ringertem Durchmesser zugeführt, bis schließlich das ange­ saugte Gas entsprechend verdichtet über die Auslaßöffnung 11B abgeführt wird.

Die in Fig. 7 gezeigte Vakuumpumpe hat ein Gehäuse 11 mit einer Einlaßöffnung 11A und einer Auslaßöffnung 11B.

Der von dem Stator 31 und dem Rotor 30 mit Seitenkanal­ laufrädern gebildeten Turbovakuumpumpe von Fig. 1 ist eine Radialpumpenstufe 13 vorgeschaltet.

Mit der Turbovakuumpumpe von Fig. 1 erhält man ein hohes Verdichtungsverhältnis in dem Betriebszustand, in welchem die Seitenkanalpumpenstufen dem Gasstrom Geschwindigkeits­ energie geben und Druck erzeugen. Obwohl eine gute Leistung innerhalb eines Druckbereichs mit viskoser Strömung er­ reicht werden kann, ist dieser Betrieb in dem Druckbereich einer Übergangsströmung oder einer Molekularströmung weni­ ger wirksam. Als Folge ist der Enddruck der Vakuumpumpe auf einige hundert Pa oder mehr begrenzt, bei welchem die viskose Strömung aufrechterhalten wird.

Um einen dem Molekularströmungsdruckbereich entsprechen­ den Enddruck zu gewährleisten, wird deshalb bei der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform auf der Niederdruckseite der Seitenkanalpumpenstufen 14 die Radialpumpenstufe 13 an­ geordnet, welche eine herkömmliche Pumpe für den Über­ gangsstrom und den Molekularstrom ist. Wenn der Druck zwischen der Radialpumpenstufe 13 und den Seitenkanalpum­ penstufen 14 mehrere hundert Pa beträgt, kann der Enddruck dieser Ausführungsform der Vakuumpumpe auf 10^-2 oder 10^-3 Pa gesteigert werden. Außerdem können bei dieser Ausführungs­ form die Schaufeln 33, wie dies in Fig. 2C und 3 gezeigt ist, in eine geeignete Form für eine einfache Herstellung oder für eine gesteigerte Leistung der Vakuumpumpe gebracht werden.

Der Spalt zwischen dem Rotor 30 mit den Seitenkanallaufrä­ dern und dem Stator 31 kann zu einer Verschlechterung der Pumpenleistung führen und zwar am stärksten an Abschnitten der Spalte 34C zwischen den Pumpenstufen, jedoch ist der Einfluß der Spalte 35A der Abstreifer 35 relativ klein, durch welche die Schaufeln 33 hindurchgehen, wobei kompri­ miertes Gas dazwischen gehalten wird.

Da bei dieser Ausführungsform, wie dies auch in Fig. 2A gezeigt ist, die radialen Spalte 34C zwischen den Pumpen­ stufen eine Verschlechterung der Leistung in großem Ausmaß verursachen, ist die Einstellung dieses Spalts wesentlich, wobei ein axialer Spalt bis zu einem bestimmten Ausmaß groß gemacht werden kann.

Wenn die radialen Spalte 34C groß gemacht werden, muß die Pumpe so gebaut werden, daß nur axiale Spalte 34C zwischen den Pumpenstufen ausgebildet sind, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist.

Anstelle einer Radialpumpenstufe kann auch eine Axial­ schraubenpumpe verwendet werden, die die Funktion einer Molekularpumpe oder einer Axialmolekularpumpe hat, die Schaufeln mit geringer Höhe benutzt.

Bei der in Fig. 8 gezeigten Ausführungsform ist ein Rotor 51 in einem Gehäuse 53 angeordnet, das eine Einlaßöffnung 52 und eine Auslaßöffnung 61 hat, wobei der Rotor 51 auf eine Welle 54 aufgeschrumpft ist. Der Rotor 51 hat Ring­ abschnitte, die sich axial von seiner Außenumfangsseite aus erstrecken und die als Schaufeln 55 ausgebildet sind. Die Schaufeln 55 bestehen aus vorwärtsgebogenen Schaufeln, wie dies in Fig. 9 gezeigt ist. Zwischen den Schaufeln 55 und dem Innenumfang eines Stators 56, der den Schaufeln 55 gegenüberliegt, werden Seitenkanäle 57 gebildet. Wie in Fig. 9 gezeigt ist, ist an jedem der Seitenkanäle 57 an einer Umfangsposition ein Abstreifer 58 ausgebildet. Die Abstreifer 58 sind so geformt, daß sie im wesentlichen alle Räume an der inneren Umfangsseite, der äußeren Umfangsseite und der axialen Seite des Rotors 51 einnehmen, wie dies in Fig. 10 gezeigt ist. An der Vorderseite und der Rückseite der Abstreifer 58 jeweils in Drehrichtung N gesehen, sind Ansaugöffnungen 59 und Förderöffnungen 60 ausgebildet. Die Welle 54 ist in einem Lager 63, das in einer Basis 62 sitzt, und in einem Lager 65 gelagert, das in einer Basis 64 sitzt. Die Schmierung der Lager 63 und 65 erfolgt durch Ansaugen von Schmieröl 67, das in einem Öltank 66 gespei­ chert ist, und zwar zentral in der Welle 54. Der Rotor 51 wird von einem Motorstator 69, der in einem Motorgehäuse 68 festgelegt ist, und von einem Motorrotor 70 angetrieben, der auf der Welle 54 festgelegt und drehbar in dem Motor­ stator 69 eingesetzt ist.

Wenn der Rotor 51 von dem Motorrotor 70 und dem Motorstator 69 mit hoher Drehzahl angetrieben wird, werden aus der Einlaßöffnung 52 Gasmoleküle angesaugt und durch die Wir­ kung der Seitenkanalpumpe durch die Auslaßöffnung 61 geför­ dert. Ein mit der Einlaßöffnung 61 verbundener, nicht gezeigter Vakuumbehälter kann durch diese Pumpwirkung evakuiert werden. Um eine wirksame Förderung zu verwirkli­ chen, muß die Leistung der Seitenkanalpumpe hoch sein, was mit Hilfe der vorwärtsgebogenen Schaufeln 55, die an dem sich axial erstreckenden Ringabschnitt des Rotors 51 aus­ gebildet sind, und den Seitenkanälen 57 erreicht wird, die zwischen den vorwärtsgebogenen Schaufeln 55 und dem Stator 56 gebildet werden, der den Schaufeln 55 in axialer Rich­ tung gegenüberliegt. Dabei können mit den Seitenkanälen 57 in Verbindung stehende Räume an den inneren Umfangsseiten und den äußeren Umfangsseiten der Schaufeln 55 vorgesehen werden. Dadurch kann eine Strömung erzeugt werden, die durch die Räume zwischen den Schaufeln 55 in Radialrichtung von der inneren Umfangsseite zu der äußeren Umfangsseite geht, wodurch die Wirkung der Zentrifugalkraft voll genutzt werden kann. Zusätzlich wird die Strömung in Richtung des in Fig. 10 gezeigten Pfeils durch die vorwärtsgebogenen Schaufeln 55 gerichtet, so daß den Gasmolekülen Energie mitgegeben werden kann.

Die so gebaute Turbovakuumpumpe hat ein höheres Kompres­ sionsverhältnis als herkömmliche Seitenkanalpumpen, wodurch eine höhere Leistung erreicht werden kann. Da das Verdich­ tungsverhältnis der Seitenkanalpumpe größer ist, wird zusätzlich das Verdichtungsverhältnis der gesamten Turbova­ kuumpumpe größer.

Darüber hinaus wird der Außendurchmesser der Seitenkanal­ pumpe, die auf einer Hochdruckförderseite arbeitet, zur Förderseite allmählich kleiner gemacht. Dadurch wird der Scheibenreibungsverlust der Seitenkanalpumpe klein, so daß auch die Motorkapazität klein gehalten werden kann.

Bei der in Fig. 11 gezeigten Ausführungsform ist ein Rotor 51A in einem Gehäuse 53A angeordnet, das mit einer Einlaß­ öffnung 52A versehen ist. Der Rotor 52A ist auf eine Welle 54A aufgeschrumpft. An dem Außenumfang des Rotors 51A sind Schaufeln 71 für einen Axialstrom angeordnet, denen eine Schraubennut- bzw. eine Spiralnut-Molekularpumpe 72 nach­ geordnet ist. Die Schaufeln 71 liegen jeweils ortsfesten Schaufeln 73 in Axialrichtung gegenüber. Die ortsfesten Schaufeln 73 sind an einem Stator 56A der Seitenkanalpumpe über Distanzstücke 74 und 75 gehalten. Die Schaufeln 55A sind an Abschnitten ausgebildet, die sich in der inneren Umfangsseite des Rotors 51A axial erstrecken. Die Schaufeln 55A sind vorwärtsgebogene Schaufeln, wie sie in Fig. 9 ge­ zeigt sind. Zwischen den Schaufeln 55A und dem Stator 56A, der den Schaufeln 55A in Axialrichtung gegenüberliegt, werden Seitenkanäle 57A gebildet. Wie in Fig. 9 gezeigt ist, ist in jedem der Seitenkanäle 57A an einer Um­ fangsposition ein Abstreifer 58A ausgebildet.

Die Abstreifer 58A sind so gestaltet, daß sie im wesent­ lichen die gesamten Räume an den inneren Umfangsseiten, den äußeren Umfangsseiten und den axialen Seiten des Rotors 51A einnehmen, wie dies in Fig. 10 gezeigt ist. An der Vor­ derseite bzw. an der Rückseite der Abstreifer 58A gesehen in Drehrichtung N sind Ansaugöffnungen 59A bzw. Förderöff­ nungen 60A ausgebildet.

Bei dieser Seitenkanalpumpe haben die einzelnen Stufen Durchmesser, die von der Einlaßseite zur Auslaßseite Stufe für Stufe kleiner werden. Der Stator 56A ist mit einem Förderkanal 74′, einer Auslaßöffnung 61A, einem Reinigungs­ gaskanal 76, einer Reinigungsgasöffnung 76A, einem Kühl­ wassermantel 77 und einer Kühlwasseröffnung 78 versehen. Die Welle 54A ist in einem Lager 63A, das an dem Stator 56A über ein Lagerhalteelement 79 abgestützt ist, und durch ein Lager 65A gelagert, das an einem unteren Gehäuse 82 abge­ stützt ist. Die Schmierung der Lager 63A und 65A erfolgt durch Ansaugen von Schmieröl 67A, das in einem Öltank 66A gespeichert ist, zentral in der Welle 54A. Der Rotor 51A wird von einem Motorrotor 70A, der in der Mitte der Welle 54A angeordnet ist, und von einem Motorstator 69A angetrie­ ben, der von dem Stator 56A gehalten ist.

Wenn der Rotor 51A mit hoher Drehzahl angetrieben wird, werden Gasmoleküle aus der Einlaßöffnung 52A angesaugt und zur Auslaßöffnung 61A transportiert, in der Atmosphären­ druck aufrechterhalten wird, und zwar aufgrund der Rota­ tion des Rotors 51A mit den Schaufeln 71, aufgrund der ortsfesten Schaufeln 73, der Spiralnut- bzw. Schrauben­ nut-Molekularpumpe 72 und der Seitenkanalpumpe. Dadurch kann in einem mit der Einlaßöffnung 52A verbundenen, nicht gezeigten Vakuumbehälter ein ultrahohes Vakuum erzeugt werden. Die Seitenkanalpumpe hat vorwärtsgebogene Schaufeln 55A, die an den Ringabschnitten ausgebildet sind, welche sich von dem Rotor 51A in Axialrichtung erstrecken, und Seitenkanäle 57A, die zwischen den vorwärtsgebogenen Schau­ feln 55A und dem Stator 56A gebildet werden, der den ge­ krümmten Schaufeln 55 in Axialrichtung gegenüberliegt. Dadurch wird eine Strömung erzeugt, die durch die Räume zwischen den Schaufeln 55A in Radialrichtung von der inne­ ren Umfangsseite zu der äußeren Umfangsseite geht, wodurch die Zentrifugalkraft wirksam ausgenutzt wird. Zusätzlich ist die Strömung in Richtung des in Fig. 9 gezeigten Pfeils durch die vorwärts gekrümmten Schaufeln 55A gerichtet, so daß den Gasmolekülen Energie aufgeprägt werden kann.

Dadurch sind das Kompressionsverhältnis und die Leistung der Seitenkanalpumpe sehr groß, wodurch auch das Kompres­ sionsverhältnis der gesamten Turbovakuumpumpe größer wird bzw. das Verdichtungsverhältnis des Rotors 51A mit den Schaufeln 71 für den Axialstrom oder der Spiralnutpumpe 72 dementsprechend abnimmt, so daß die Schaufeln 71 oder die fördernden Elemente der Spiralstrommolekularpumpe 72 eine große Pumpgeschwindigkeit bewirken können, was die Pumpge­ schwindigkeit der Turbovakuumpumpe steigert.

Da die Stufen der Seitenkanalpumpe in ihrem Außendurch­ messer allmählich von der Einlaßseite zur Auslaßseite Stufe für Stufe kleiner werden, kann der Stator 56A in einem Stück gefertigt werden, was Montage und Herstellung verein­ facht.

Da die Antriebselemente, die Seitenkanalstufen, der Motor, die Lager usw. im Inneren des Rotors 51A eingeschlossen sind, kann die axiale Abmessung sehr kompakt gestaltet werden.

Bei der in Fig. 12 gezeigten Ausführungsform ist ein Rotor 51B in einem Gehäuse 53B angeordnet, das mit einer Einlaß­ öffnung 52B versehen ist, wobei der Rotor 51B auf eine Welle 54B aufgeschrumpft ist. Der Rotor 51B ist mit Schau­ feln 71A für einen Axialstrom und mit Schaufeln 80 für einen Radialstrom auf der näher an der Einlaßöffnung 53B liegenden Seite versehen. Den Schaufeln 71A für den Axial­ strom liegen ortsfeste Schaufeln 73A gegenüber. In einem Ölkühlströmungskanal 81 ist ein Stator 82 mit Schaufeln für einen Radialstrom angeordnet. An jedem axial vorstehenden Ringabschnitt des Rotors 51B sind auf der einer Auslaßöff­ nung 61B näher liegenden Seite Schaufeln 55B ausgebildet. Zwischen den Schaufeln 55B und dem Stator 56B der Seiten­ kanalpumpe, der den Schaufeln 55B in Axialrichtung gegen­ überliegt, sind Seitenkanäle 57B ausgebildet. Der Stator 56 ist mit der Auslaßöffnung 61B versehen. Zusätzlich sind mehrere Seitenkanalstufen vorgesehen, die aus den Schaufeln 55B und den entsprechenden Seitenkanälen 57B bestehen, wobei die Durchmesser der jeweiligen Stufen von der Ein­ laßseite zur Auslaßseite hin Stufe für Stufe allmählich kleiner werden. Weiterhin sind Labyrinthdichtungen 83 zwischen den Pumpenstufen vorgesehen, um einen Rückstrom von Gasmolekülen von der Hochdruckseite zur Niederdrucksei­ te zu verhindern. Die Welle 54B ist durch ein an einer Basis 62B abgestütztes Lager 63B und durch ein an einer Basis 64B abgestütztes Lager 65B gelagert. Die Schmierung der Lager 63B und 65B erfolgt durch Ansaugen von Schmieröl 67B, das in einem Öltank 66B gespeichert ist, zentral durch die Welle 54B. Der Rotor 51B wird von einem Motorrotor 70B, der auf der Mitte der Welle 54B angeordnet ist, und von einem Motorstator 69B angetrieben, der von dem Stator 56B gehalten wird.

Wenn der Rotor 51B mit hoher Drehzahl durch den Motorrotor 70B und den Motorstator 69B angetrieben wird, werden von der Einlaßöffnung 59B Gasmoleküle angesaugt und durch die Auslaßöffnung 61B aufgrund der Rotation des Rotors 51B mit den Schaufeln 71 für den Axialstrom und den Schaufeln 80 für den Radialstrom sowie der Seitenkanalpumpe gefördert. Durch diese Förderwirkung kann in einem mit der Einlaßöff­ nung 59B verbundenen, nicht gezeigten Vakuumbehälter ein ultrahohes Vakuum erzeugt werden, vor allem wegen der hohen Leistung der Seitenkanalpumpe.

Die Labyrinthdichtungen 63 zwischen den Pumpenstufen unter­ binden den Rückstrom von Gasmolekülen von der Hochdrucksei­ te zur Niederdruckseite, so daß die Anordnung als Hoch­ leistungs-Turbovakuumpumpe arbeitet. Da der Stator 56B ebenfalls in einem Stück wie bei der Ausführungsform von Fig. 8 hergestellt werden kann, ist die Herstellung verein­ facht.

Wenn der Stator 56, 56A oder 56B durch ein Präzisionsgieß­ verfahren hergestellt wird, können die jeweiligen Spalte zwischen den Rotoren 51, 51A, 51B und den Statoren 56, 56A, 56B, welche die Leistung der Seitenkanalpumpe wesentlich beeinflussen, klein gemacht werden, wodurch es möglich ist, die Leistung der Umfangsstrompumpe zu steigern. Bei jeder der beschriebenen Ausführungsformen ist keine Flüssigkeit, wie Öl, in dem Strömungskanal für die Gasmoleküle vorhan­ den, wodurch eine ölfreie Evakuierung durchgeführt werden kann. Somit ist jede der beschriebenen Ausführungsformen zum Einsatz für die Evakuierung von Halbleiterherstellungs­ vorrichtungen geeignet.

Fig. 13 zeigt die Ergebnisse eines Leistungsvergleichs der Turbovakuumpumpe nach einer der vorstehenden Ausführungen (Kurve 1) mit herkömmlichen Seitenkanalpumpen (Kurve 2). Die erfindungsgemäße Turbovakuumpumpe hat, verglichen mit den herkömmlichen Vakuumpumpen, über einem Druckbereich von 10² bis 10⁵ Pa (Atmosphärendruck) ein hohes Verdichtungs­ verhältnis und somit eine höhere Leistung.

Claims (3)

1. Turbovakuumpumpe

• - mit einem Gehäuse (11, 53, 53A, 53B), das eine Einlaß­ öffnung (11A, 52, 52A, 52B) und eine Auslaßöffnung (11B, 61, 61A, 61B) aufweist,
• - mit einem mehrere Seitenkanallaufräder aufweisenden Rotor (30, 51, 51A, 51B), dessen Außendurchmesser von der Einlaßseite zur Auslaßseite hin in stufenartigen Schritten abnimmt, und
• - mit einem mit den Seitenkanallaufrädern des Rotors (30, 51, 51A, 51B) Pumpenstufen bildenden Stator (31, 56, 56A, 56B),

dadurch gekennzeichnet

• - daß der mehrere Seitenkanallaufräder aufweisende Rotor (30, 51, 51A, 51B) mit von der Einlaßseite zur Aus­ laßseite hin abnehmendem Außendurchmesser treppenför­ mig ausgebildet ist und
• - daß der Innenraum des Stators (31, 56, 56A, 56B) mit von der Einlaßseite zur Auslaßseite hin abnehmendem Innendurchmesser treppenförmig ausgebildet ist.

2. Turbovakuumpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Stator (31, 56, 56A, 56B) einstückig ausgebildet ist.