JP2001090690A - 真空ポンプ - Google Patents
真空ポンプInfo
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- JP2001090690A JP2001090690A JP2000268621A JP2000268621A JP2001090690A JP 2001090690 A JP2001090690 A JP 2001090690A JP 2000268621 A JP2000268621 A JP 2000268621A JP 2000268621 A JP2000268621 A JP 2000268621A JP 2001090690 A JP2001090690 A JP 2001090690A
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- vacuum
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- gaede
- parallel
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D17/00—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
- F04D17/08—Centrifugal pumps
- F04D17/16—Centrifugal pumps for displacing without appreciable compression
- F04D17/168—Pumps specially adapted to produce a vacuum
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D19/00—Axial-flow pumps
- F04D19/02—Multi-stage pumps
- F04D19/04—Multi-stage pumps specially adapted to the production of a high vacuum, e.g. molecular pumps
- F04D19/046—Combinations of two or more different types of pumps
Abstract
(57)【要約】
【課題】 大気圧から高真空および超高真空範囲までの
全圧力範囲を包含する真空ポンプであって、ポンプが１
つの部分からなり、コンパクトな構造を有し、低コスト
であり、且つ占有床面積の小さい前記真空ポンプを開発
する。 【解決手段】 本発明は、複数のポンプ・ユニット（１
４、１６、１８）からなる真空ポンプを記載する。少な
くとも１つのポンプ・ユニットが、並列接続された、ゲ
ーデの構造タイプによる分子ポンプ段（１６ａ）からな
っている。この場合、このようなポンプ・ユニットは、
それぞれ個々のゲーデ（Ｇａｅｄｅ）ポンプ段（１６
ｃ）または並列接続されたゲーデ・ポンプ段（１６ａ、
１６ｂ）からなる複数の下位ユニット（１６ａ、１６
ｂ、１６ｃ）から組み立てられてもよい。高真空側のポ
ンプ・ユニット（１４）は例えばターボ分子ポンプとし
て構成され、高い圧力を有する側に向かい合うポンプ・
ユニット（１８）はサイド・チャネル（側路）ポンプと
して構成されていてもよい。
全圧力範囲を包含する真空ポンプであって、ポンプが１
つの部分からなり、コンパクトな構造を有し、低コスト
であり、且つ占有床面積の小さい前記真空ポンプを開発
する。 【解決手段】 本発明は、複数のポンプ・ユニット（１
４、１６、１８）からなる真空ポンプを記載する。少な
くとも１つのポンプ・ユニットが、並列接続された、ゲ
ーデの構造タイプによる分子ポンプ段（１６ａ）からな
っている。この場合、このようなポンプ・ユニットは、
それぞれ個々のゲーデ（Ｇａｅｄｅ）ポンプ段（１６
ｃ）または並列接続されたゲーデ・ポンプ段（１６ａ、
１６ｂ）からなる複数の下位ユニット（１６ａ、１６
ｂ、１６ｃ）から組み立てられてもよい。高真空側のポ
ンプ・ユニット（１４）は例えばターボ分子ポンプとし
て構成され、高い圧力を有する側に向かい合うポンプ・
ユニット（１８）はサイド・チャネル（側路）ポンプと
して構成されていてもよい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は請求項１の上位概念
に記載のガスの供給および高真空の発生のための真空ポ
ンプに関するものである。
に記載のガスの供給および高真空の発生のための真空ポ
ンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】高真空の発生のために、種々のタイプの
真空ポンプの組み合わせが必要である。その理由は、大
気圧と高真空との間の広い圧力範囲が多数の流動範囲を
含み、これらの流動範囲において、ガスの状態および流
動の物理的特性がそれぞれ異なる法則の適用を受けるか
らである。
真空ポンプの組み合わせが必要である。その理由は、大
気圧と高真空との間の広い圧力範囲が多数の流動範囲を
含み、これらの流動範囲において、ガスの状態および流
動の物理的特性がそれぞれ異なる法則の適用を受けるか
らである。
【０００３】従来、高真空の発生のために、１つのポン
プ装置に、構造タイプおよび作動方式が異なる少なくと
も２台の真空ポンプが結合された。例えば、高真空ポン
プとしてのターボ分子ポンプおよび大気圧に対して吐出
する回転翼形ポンプからなるポンプ装置が設置されてき
た。圧力比および排気速度（体積流量）のような真空技
術的な要求量を達成するために必要な少なくとも２台の
真空ポンプからなるポンプ装置は、それが高価であり且
つ大きな床面積を占めるという欠点を有している。各ポ
ンプは、電力供給、電力モニタリングおよび電力制御を
備えた固有の駆動装置並びに固有の軸受装置を必要とす
る。弁を備えたポンプと制御装置との間の結合導線は費
用を増大させる。
プ装置に、構造タイプおよび作動方式が異なる少なくと
も２台の真空ポンプが結合された。例えば、高真空ポン
プとしてのターボ分子ポンプおよび大気圧に対して吐出
する回転翼形ポンプからなるポンプ装置が設置されてき
た。圧力比および排気速度（体積流量）のような真空技
術的な要求量を達成するために必要な少なくとも２台の
真空ポンプからなるポンプ装置は、それが高価であり且
つ大きな床面積を占めるという欠点を有している。各ポ
ンプは、電力供給、電力モニタリングおよび電力制御を
備えた固有の駆動装置並びに固有の軸受装置を必要とす
る。弁を備えたポンプと制御装置との間の結合導線は費
用を増大させる。
【０００４】広範囲の技術分野において使用される高真
空および超高真空の発生のために、ターボ分子ポンプが
特に適している。しかしながら、ターボ分子ポンプの使
用範囲は、比較的高い圧力の方向には制限されている。
その理由は、ターボ分子ポンプは、その作動方式に基づ
き、約１０-3ｍｂａｒ以下においてのみ十分に有効であ
るからである。
空および超高真空の発生のために、ターボ分子ポンプが
特に適している。しかしながら、ターボ分子ポンプの使
用範囲は、比較的高い圧力の方向には制限されている。
その理由は、ターボ分子ポンプは、その作動方式に基づ
き、約１０-3ｍｂａｒ以下においてのみ十分に有効であ
るからである。
【０００５】大気圧までの高い圧力範囲においては、多
段構造のサイド・チャネル（側路）ポンプを使用するこ
とができる。サイド・チャネル・ポンプは、ターボ分子
ポンプと十分に組み合わせ可能であり、および他の構造
タイプの分子ポンプとも組み合わせ可能である。両方の
ポンプのロータ部分は１つの軸上に装着可能であるの
で、両方のポンプは１つの構造ユニットを形成する。
段構造のサイド・チャネル（側路）ポンプを使用するこ
とができる。サイド・チャネル・ポンプは、ターボ分子
ポンプと十分に組み合わせ可能であり、および他の構造
タイプの分子ポンプとも組み合わせ可能である。両方の
ポンプのロータ部分は１つの軸上に装着可能であるの
で、両方のポンプは１つの構造ユニットを形成する。
【０００６】しかしながら、ターボ分子ポンプ段または
他のターボ分子ポンプ段からサイド・チャネル・ポンプ
段への移行は、真空技術的に隙間なく実行することはで
きない。ターボ分子ポンプ段の圧縮は圧力の上昇と共に
低下し、およびサイド・チャネル・ポンプ段の圧縮は圧
力の低下と共に小さくなる。両方のポンプの作動範囲は
実際的に重なり合うことはない。
他のターボ分子ポンプ段からサイド・チャネル・ポンプ
段への移行は、真空技術的に隙間なく実行することはで
きない。ターボ分子ポンプ段の圧縮は圧力の上昇と共に
低下し、およびサイド・チャネル・ポンプ段の圧縮は圧
力の低下と共に小さくなる。両方のポンプの作動範囲は
実際的に重なり合うことはない。
【０００７】両方のポンプでは充足できないこの範囲内
の圧縮は、ゲーデ段を用いて行うことができる。しかし
ながら、ゲーデ段はターボ分子ポンプ段に比較して極め
て小さい排気速度（容積流量）を有するにすぎない。こ
れにより、ターボ分子ポンプの最終段から吐出されたガ
ス容量は、僅かな部分のみがその先に供給されるにすぎ
ず、これにより、組み合わせポンプの全体排気速度は著
しく低減される。
の圧縮は、ゲーデ段を用いて行うことができる。しかし
ながら、ゲーデ段はターボ分子ポンプ段に比較して極め
て小さい排気速度（容積流量）を有するにすぎない。こ
れにより、ターボ分子ポンプの最終段から吐出されたガ
ス容量は、僅かな部分のみがその先に供給されるにすぎ
ず、これにより、組み合わせポンプの全体排気速度は著
しく低減される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】大気圧から高真空およ
び超高真空範囲までの全圧力範囲を包含する真空ポンプ
を開発することが本発明の課題である。複数のポンプか
らなるポンプ装置に付随する上記の欠点が回避されるよ
うに、ポンプは１つの部分からなり且つコンパクトな構
造を有していなければならない。さらに、実際使用にお
ける要求に対応するために、ポンプは十分に高い圧力比
および排気速度を有していなければならない。確実且つ
安全な運転方式が基本前提条件の１つである。
び超高真空範囲までの全圧力範囲を包含する真空ポンプ
を開発することが本発明の課題である。複数のポンプか
らなるポンプ装置に付随する上記の欠点が回避されるよ
うに、ポンプは１つの部分からなり且つコンパクトな構
造を有していなければならない。さらに、実際使用にお
ける要求に対応するために、ポンプは十分に高い圧力比
および排気速度を有していなければならない。確実且つ
安全な運転方式が基本前提条件の１つである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この課題は請求項１の特
徴項に記載の特徴により解決される。請求項２−４は本
発明の他の実施態様を示す。
徴項に記載の特徴により解決される。請求項２−４は本
発明の他の実施態様を示す。
【００１０】本発明による装置は、ゲーデ・ポンプ段の
並列接続により、大気圧から高真空または超高真空範囲
までの全圧力範囲を包含するのに適したコンパクトな真
空ポンプを提供することを可能にする。小さいポンプ・
ユニットの組み合わせにより、特に並列接続および直列
接続されたゲーデ・ポンプ段の使用により、最適なポン
プ特性および有効な作動方式が達成される。吸込開口に
おいて発生する排気速度は全圧力範囲にわたり最適に利
用可能である。その理由は、場合により存在する先行の
ポンプ・ユニットまたはポンプ・ユニット段により供給
されたガス量が、次のポンプ・ユニットまたはポンプ・
ユニット段により損失なく引き取られるように、圧力調
和を形成可能であるからである。並列ポンピング・ゲー
デ段がターボ分子ポンプまたはサイド・チャネル・ポン
プまたはこれらの両方と結合されるとき、利点は特に明
確となる。
並列接続により、大気圧から高真空または超高真空範囲
までの全圧力範囲を包含するのに適したコンパクトな真
空ポンプを提供することを可能にする。小さいポンプ・
ユニットの組み合わせにより、特に並列接続および直列
接続されたゲーデ・ポンプ段の使用により、最適なポン
プ特性および有効な作動方式が達成される。吸込開口に
おいて発生する排気速度は全圧力範囲にわたり最適に利
用可能である。その理由は、場合により存在する先行の
ポンプ・ユニットまたはポンプ・ユニット段により供給
されたガス量が、次のポンプ・ユニットまたはポンプ・
ユニット段により損失なく引き取られるように、圧力調
和を形成可能であるからである。並列ポンピング・ゲー
デ段がターボ分子ポンプまたはサイド・チャネル・ポン
プまたはこれらの両方と結合されるとき、利点は特に明
確となる。
【００１１】図面により本発明を一実施例において詳細
に説明する。
に説明する。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１に示した真空ポンプは、ハウ
ジング１内に、３つのポンプ・ユニット１４、１６、１
８を内包する。ハウジングにガス流入開口２およびガス
出口開口４が設けられている。ポンプ・ユニットは回転
ガス供給構造部分および固定ガス供給構造部分からな
る。回転構造部分は、軸６上に、軸方向に相前後して装
着されている。軸の運転のために、駆動装置８および軸
受要素１０および１２が付属されている。固定構造部分
はハウジング１と結合されている。
ジング１内に、３つのポンプ・ユニット１４、１６、１
８を内包する。ハウジングにガス流入開口２およびガス
出口開口４が設けられている。ポンプ・ユニットは回転
ガス供給構造部分および固定ガス供給構造部分からな
る。回転構造部分は、軸６上に、軸方向に相前後して装
着されている。軸の運転のために、駆動装置８および軸
受要素１０および１２が付属されている。固定構造部分
はハウジング１と結合されている。
【００１３】ガス流入開口に向かい合うポンプ・ユニッ
ト１４がターボ分子ポンプとして構成されている。ガス
流れの方向に続くポンプ・ユニット１６は複数の下位ユ
ニット１６ａ、１６ｂおよび１６ｃからなる。これらの
下位ユニット１６ａ、１６ｂおよび１６ｃはそれぞれ、
１つまたは複数の、以下においてゲーデ段と呼ばれる、
ゲーデの構造タイプによる分子ポンプ段を有している。
下位ユニットの内部で、ゲーデ段は並列に接続されてい
る。これは、個々の下位ユニット内で並列ガス案内が可
能となるように、下位ユニット１６ａに対する結合要素
３４ａないし下位ユニット１６ｂに対する結合要素３４
ｂが入口側を結合し、および反対側においてゲーデ段の
出口側を結合することを意味する。したがって、この例
においては、下位ユニット１６ａは４つの並列ポンピン
グ・ゲーデ段からなり、下位ユニット１６ｂは２つの並
列ポンピング・ゲーデ段からなり、および下位ユニット
１６ｃは直列接続された２つの個々のゲーデ段からな
る。下位ユニットは、１つの下位ユニットの出口側がそ
れぞれ次の下位ユニットの入口側と結合されるように、
結合要素３６ａ、３６ｂおよび３６ｃにより結合されて
いる。ガス出口開口に向かい合うポンプ・ユニットは多
段サイド・チャネル・ポンプとして構成されている。
ト１４がターボ分子ポンプとして構成されている。ガス
流れの方向に続くポンプ・ユニット１６は複数の下位ユ
ニット１６ａ、１６ｂおよび１６ｃからなる。これらの
下位ユニット１６ａ、１６ｂおよび１６ｃはそれぞれ、
１つまたは複数の、以下においてゲーデ段と呼ばれる、
ゲーデの構造タイプによる分子ポンプ段を有している。
下位ユニットの内部で、ゲーデ段は並列に接続されてい
る。これは、個々の下位ユニット内で並列ガス案内が可
能となるように、下位ユニット１６ａに対する結合要素
３４ａないし下位ユニット１６ｂに対する結合要素３４
ｂが入口側を結合し、および反対側においてゲーデ段の
出口側を結合することを意味する。したがって、この例
においては、下位ユニット１６ａは４つの並列ポンピン
グ・ゲーデ段からなり、下位ユニット１６ｂは２つの並
列ポンピング・ゲーデ段からなり、および下位ユニット
１６ｃは直列接続された２つの個々のゲーデ段からな
る。下位ユニットは、１つの下位ユニットの出口側がそ
れぞれ次の下位ユニットの入口側と結合されるように、
結合要素３６ａ、３６ｂおよび３６ｃにより結合されて
いる。ガス出口開口に向かい合うポンプ・ユニットは多
段サイド・チャネル・ポンプとして構成されている。
【００１４】ポンプ・ユニット１４および１６は結合通
路３２を介して、およびポンプ・ユニット１６および１
８は結合ユニット３８を介して、下位ユニット１６ａ、
１６ｂ、１６ｃと同様に、直列に結合されている。通路
４２を介して、ポンプ・ユニット１８はガス出口開口と
結合されている。
路３２を介して、およびポンプ・ユニット１６および１
８は結合ユニット３８を介して、下位ユニット１６ａ、
１６ｂ、１６ｃと同様に、直列に結合されている。通路
４２を介して、ポンプ・ユニット１８はガス出口開口と
結合されている。
【００１５】高真空側においてガス流入開口２を介して
吸い込まれたガス量は、ターボ分子ポンプ・ユニット１
４により圧縮され、且つ結合通路３２を介してさらに第
２のポンプ・ユニット１６に案内される。第１の下位ユ
ニット１６ａは４つのゲーデ段からなり、これらのゲー
デ段は、並列作動方式によりその先への供給を引き受け
る。複数のゲーデ段が並列に接続されていることによ
り、ターボ分子ポンプから供給され且つ圧縮された全ガ
ス量が受け取られる。下位ユニット１６ａにおいてガス
量がさらに圧縮されるので、全ガス量をさらにその先に
供給し且つさらに圧縮するために、第２の下位ユニット
１６ｂに対しては２つの並列ゲーデ段で十分であり、最
終的に供給するための下位ユニット１６ｃとしては１つ
のゲーデ段で十分である。最後のゲーデ段に接続するサ
イド・チャネル・ポンプは、ここで、ガス量を損失なく
さらにその先に供給し、且つ高い圧力まで圧縮すること
ができる。
吸い込まれたガス量は、ターボ分子ポンプ・ユニット１
４により圧縮され、且つ結合通路３２を介してさらに第
２のポンプ・ユニット１６に案内される。第１の下位ユ
ニット１６ａは４つのゲーデ段からなり、これらのゲー
デ段は、並列作動方式によりその先への供給を引き受け
る。複数のゲーデ段が並列に接続されていることによ
り、ターボ分子ポンプから供給され且つ圧縮された全ガ
ス量が受け取られる。下位ユニット１６ａにおいてガス
量がさらに圧縮されるので、全ガス量をさらにその先に
供給し且つさらに圧縮するために、第２の下位ユニット
１６ｂに対しては２つの並列ゲーデ段で十分であり、最
終的に供給するための下位ユニット１６ｃとしては１つ
のゲーデ段で十分である。最後のゲーデ段に接続するサ
イド・チャネル・ポンプは、ここで、ガス量を損失なく
さらにその先に供給し、且つ高い圧力まで圧縮すること
ができる。
【００１６】ポンプ・ユニットの組み合わせは、使用分
野および真空技術的要求に応じてそれぞれ変わってもよ
い。したがって、多くの使用に対しては、ターボ分子ポ
ンプと、ゲーデ段からなるポンプ・ユニット１６との組
み合わせのみで十分な場合もある。他の使用に対して
は、ゲーデ段およびサイド・チャネル・ポンプからなる
組み合わせが要求を満たすこともできる。
野および真空技術的要求に応じてそれぞれ変わってもよ
い。したがって、多くの使用に対しては、ターボ分子ポ
ンプと、ゲーデ段からなるポンプ・ユニット１６との組
み合わせのみで十分な場合もある。他の使用に対して
は、ゲーデ段およびサイド・チャネル・ポンプからなる
組み合わせが要求を満たすこともできる。
【図１】ハウジング内にタイプの異なる３つのポンプ・
ユニットを内包する、本発明による真空ポンプの縦断面
図である。
ユニットを内包する、本発明による真空ポンプの縦断面
図である。
１ ハウジング ２ ガス入口開口（ガス流入開口） ４ ガス出口開口 ６ 軸 ８ 駆動装置 １０、１２ 軸受要素 １４ ターボ分子ポンプ １６ ゲーデ分子ポンプ １６ａ、１６ｂ、１６ｃ ゲーデ分子ポンプ段 １８ サイド・チャネル（側路）ポンプ ３２、３８ 結合通路 ３４、３４ａ、３４ｂ、３６ａ、３６ｂ、３６ｃ 結合
要素 ４２ 通路
要素 ４２ 通路
Claims (4)
- 【請求項１】 ガス入口開口（２）およびガス出口開口
（４）を備えた１つのハウジング（１）内に設けられた
複数のポンプ・ユニット（１４、１６、１８）からな
り、この場合、ポンプ・ユニットが回転ガス供給構造部
分および固定ガス供給構造部分から形成され、ここで、
回転構造部分が駆動装置（８）および軸受要素（１０、
１２）を備えた軸（６）上に装着され、および固定構造
部分がハウジング（１）と結合されている真空ポンプに
おいて、 少なくとも１つのポンプ・ユニット（１６）が、並列接
続された、ゲーデ（Ｇａｅｄｅ）の構造タイプによる分
子ポンプ段（１６ａ）からなり、この場合、分子ポンプ
段（１６ａ）が軸方向に相前後して配置され、および共
通の結合通路（３４）により、並列供給が行われるよう
に相互に結合されていることを特徴とする真空ポンプ。 - 【請求項２】 １つの、または複数の並列接続された、
ゲーデの構造タイプによるポンプ段からなる複数のポン
プ・ユニット（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ）が相前後して
接続されていることを特徴とする請求項１の真空ポン
プ。 - 【請求項３】 ガス流入開口（２）に向かい合うポンプ
・ユニット（１４）がターボ分子ポンプであることを特
徴とする請求項１または２の真空ポンプ。 - 【請求項４】 ガス出口開口（４）に向かい合うポンプ
・ユニット（１８）がサイド・チャネル（側路）ポンプ
であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかの
真空ポンプ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19942410A DE19942410A1 (de) | 1999-09-06 | 1999-09-06 | Vakuumpumpe |
| DE19942410.1 | 1999-09-06 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001090690A true JP2001090690A (ja) | 2001-04-03 |
Family
ID=7920926
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000268621A Pending JP2001090690A (ja) | 1999-09-06 | 2000-09-05 | 真空ポンプ |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6464451B1 (ja) |
| EP (1) | EP1081387B1 (ja) |
| JP (1) | JP2001090690A (ja) |
| AT (1) | ATE426098T1 (ja) |
| DE (2) | DE19942410A1 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10114585A1 (de) * | 2001-03-24 | 2002-09-26 | Pfeiffer Vacuum Gmbh | Vakuumpumpe |
| US7171786B2 (en) * | 2003-12-01 | 2007-02-06 | Tapco International Corporation | Window well |
| EP2027015A1 (en) * | 2006-06-12 | 2009-02-25 | Mag Aerospace Industries, Inc. | Regenerative vacuum generator for aircraft and other vehicles |
| GB0618745D0 (en) † | 2006-09-22 | 2006-11-01 | Boc Group Plc | Molecular drag pumping mechanism |
| DE102007010068A1 (de) | 2007-02-28 | 2008-09-04 | Thermo Fisher Scientific (Bremen) Gmbh | Vakuumpumpe oder Vakuumapparatur mit Vakuumpumpe |
| WO2009142905A1 (en) | 2008-05-20 | 2009-11-26 | Sundew Technologies, Llc | Deposition method and apparatus |
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-
1999
- 1999-09-06 DE DE19942410A patent/DE19942410A1/de not_active Withdrawn
-
2000
- 2000-08-19 AT AT00117868T patent/ATE426098T1/de not_active IP Right Cessation
- 2000-08-19 DE DE50015596T patent/DE50015596D1/de not_active Expired - Lifetime
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