JP2018025194A - 真空システム - Google Patents

Abstract

【課題】簡単及び／又は柔軟に作動可能な及び／又は信頼性を有する真空システムと、真空システムを作動させるための簡単な及び／又は柔軟な方法を提供する。【解決手段】本発明による真空システム、特に真空ポンプ、又は、少なくとも１つの真空機器、好ましくは真空ポンプと、少なくとも１つのレシピエント、好ましくは真空チャンバ又は例えば電子顕微鏡のような測定機器とから成るアッセンブリは、作業領域と、分離機構と、制御室とを有し、制御室が、分離機構によって作業領域から分離され、制御室内を、作業領域内の圧力に対して相対的に変更可能な制御圧力が支配し、分離機構による制御圧力の変更によって、作業領域内での作業運動が実施可能である。【選択図】 図１

Description

本発明は、真空システム、特に真空ポンプ、又は、少なくとも１つの真空機器、好ましくは真空ポンプと、少なくとも１つのレシピエント、好ましくは真空チャンバ又は例えば電子顕微鏡のような測定機器とから成るアッセンブリに関する。更に、本発明は、真空システム、特にここで説明したような真空システムを作動させるための方法に関する。

加えて、本発明は、ポンプをレシピエントに接続するための少なくとも１つの入口を備えるハウジングと、このハウジング内に配置され、作動中にロータ軸を中心として回転し、少なくとも１つのロータ平面内に周方向に間隔を置いて配置された複数のロータブレードを備えるロータとを有する、ターボ分子真空ポンプ、特にスプリットフローポンプに関する。

真空機器は、規定通り、多くの場合、その内部空間の絶対圧力が機器周囲の周囲圧力、例えば大気圧以下にある、隔絶した又は他の機器と接続された少なくとも１つの内部空間を有する。例外的状況で、機器は、設備全体内で、真空室内に配置することもでき、内部に、例えば、真空室の圧力レベルとは違う、大気の周囲圧力より低い又は等しい又は高い圧力レベルでも作動される装置を備えることができる。

本発明の課題は、簡単及び／又は柔軟に作動可能な及び／又は信頼性を有する真空システムと、真空システムを作動させるための簡単な及び／又は柔軟な方法を提供することである。

本発明の第１の態様によれば、真空システムは、作業領域と、分離機構と、制御室とを有し、制御室が、分離機構によって作業領域から分離され、制御室内を、作業領域内の圧力に対して相対的に変更可能な制御圧力が支配する。この場合、分離機構による制御圧力の変更によって、作業領域内での作業運動が実施可能である。

特に真空ポンプが問題となり得る本発明による真空システムは、特にコンパクトな構造と、簡単な構成と、特に前記利点を伴いつつ、特に通常の、例えば電磁作動式のアクチュエータ、例えばサーボモータ又はリフティングマグネットの使用に対して低い製造コストとを許容する。

作業運動は、本発明によれば、少なくとも作業領域の近傍で電場又は磁場を発生させることなく行なうことができる。これにより、場合によっては作業領域に存在する例えば電子顕微鏡のような電磁気に敏感な要素が、マイナスの影響を受けない。

制御圧力の利用は、作業運動を行うための電力消費を僅かにし、従って、真空システムの良好なエネルギー効率と作業領域内の僅かな発熱のために寄与する。

１つの実施形態によれば、作業領域は、真空領域である。特に真空領域は、真空システムの作動中に、真空システムの周囲圧力よりも低い圧力を備える。

例えば、分離機構だけが、作業運動を実施することができる。

付加的又は選択的に、分離機構は、その作業運動によって、作業装置、例えばスライド、レバー又はスイッチに、特に機械的、気圧的、油圧的、電気的及び／又は磁気的に作用を与えることができる。この作用は、分離機構のそれに対して付加的に作業運動を結果として伴う必要はない。即ち、作用を受ける作業装置自身が移動する必要はない。例えば、電気伝導性の分離機構は、１つの固定式の作業装置の２つの領域の間に電気的な接触を生成することができる。

他の実施形態の場合、分離機構は、作業装置との協働によってこの作業装置に作業運動をさる。

別の実施形態の場合、作業装置は、ロック、フラップ、弁、弁成分、転がり軸受又は磁気軸受又は転がり軸受又は磁気軸受の成分を有する。

作業領域は、作動流体用の少なくとも１つの流路、特に流体通路を有することができ、作業運動によって、流路に沿って流体流に影響可能である。基本的に、作動流体は、任意の気体又は任意の液体であり得る又はこれを有し得る。例えば、作動流体は、空気であり得る又はこれを有し得る。作動流体は、例えば、オイル、例えば潤滑油であり得る又はこれを有し得る。

１つの発展形の場合、作業運動によって、少なくとも１つの作業箇所において流路の流れ横断面が変更可能である。

分離機構は、例えば作業領域外に配置することができる。

選択的又は付加的に、作業運動は、作業領域内への分離機構の運動を有し得る。

別の実施形態の場合、作業運動は、作業領域に、特に特に単に受動的に影響を与える。“受動的に”との概念は、本発明と関係して、影響が、作業領域内に存在する作業媒体への動力伝達から実質的に解放されている及び／又は作動媒体に関してエネルギーニュートラルであることを意味する。特に、受動的な影響は、作動媒体が、作動媒体の流れに関して多少妨害されるに過ぎないことを生じさせ得る。例えば、作動領域に受動的に影響を与えるために、特に作業領域に存在する流体通路の横断面変化を生じさせ得るに過ぎない。

別の実施形態の場合、作業領域内での作業運動は、操作過程を惹起する又は操作過程自身を実行する。

同様に、有利には、分離機構が、スイッチとして、特に双安定スイッチとして作動可能であるとの構成を設け得る。

１つの発展形の場合、分離機構は、制御圧力の変更によって少なくとも２つの切換え位置の間で移動可能である。更に、分離機構は、無段階に移動可能又は操作可能とし得る。

分離機構は、線形の運動又は非線形の運動プロフィルを有する運動のために制御可能とし得る。

別の実施形態の場合、分離機構は、戻し機能を備える。例えば、分離機構は、戻し機能によって、制御室内の圧力に依存して常に所定の状態に保つことができる。

選択的又は付加的に分離機構は、戻し装置、例えばバネを設けることができる。

１つの発展形によれば、分離機構は、制御圧力の反転によって戻し可能である。

制御室と作業領域の間に接続部が設けられ、この接続部が、作業領域内を支配する圧力を制御室に伝達するとの構成を設け得る。真空システムが作動中である場合、例えば真空ポンプの作動中に、圧力は、作業領域内を支配する圧力であり得る。

別の実施形態の場合、作業領域内の圧力は、周囲圧力とは異なり、特に周囲圧力よりも低い。

別の実施形態により、接続部が、真空ポンプの出口を支配する圧力を制御室に伝達する場合は、同様に有利であり得る。接続部は、例えば透過性もしくはコンダクタンスに関して制御可能とし得る。

１つの発展形の場合、真空ポンプの出口で前段真空を発生させるために前段真空ポンプが設けられ、接続部が、前段真空圧力を制御室に伝達する。

別の実施形態により、制御室のために、第１の圧力を有する第１の領域に対する第１の接続部と、第２の圧力を有する第２の領域に対する第２の接続部とが設けられ、これら接続部の少なくとも一方、特に両方が、透過性又はコンダクタンスに関して制御可能である場合に、別の利点が生じる。接続部は、例えば共通の制御機構、例えば開閉弁によっても制御可能とし得る。

別の実施形態の場合、接続部の少なくとも一方に、制御室へのそれぞれの圧力の伝達を絞るための１つの又は接続部に共通の１つの絞りが設けられている。絞りは、同様にその絞り作用に関して制御可能とし得る。

選択的又は付加的に、第１の圧力又は第１の圧力とは異なる第２の圧力を選択的に制御室に導通可能にする切替え装置を設けることができる。

特に第１又は第２の圧力は、真空ポンプの出口を支配する圧力であり得る。

選択的又は付加的に、第１又は第２の圧力は、周囲圧力とし得る。

別の実施形態の場合、制御室のために、周囲圧力に対する制御可能な接続部が設けられている。

分離機構は、例えばダイヤフラムとして形成し得るか、ダイヤフラムを有し得る。

分離機構は、例えばまた、ローリングダイヤフラム及び／又は金属のダイヤフラムとし得る及び／又は柔軟に、平面に、ポケット状に、蛇腹状に及び／又は単層又は多層に形成し得る。

別の例によれば、流体通路内に配置されかつダイヤフラムとして形成された分離機構によって制御可能な弁を設け得る。分離機構は、流体通路内の流体流の制御に対して選択的又は付加的に、弁要素を移動させ得る。選択的又は付加的に流体流を制御するための分離機構自身が、流体通路の横断面を変化させ得る。

作業運動のために、例えば最終位置検出を行ない得る。最終位置情報は、例えば真空システムの制御装置によって処理及び／又は利用することができる。

本発明の第２の態様によれば、特に請求項１〜６のいずれか１項に記載の真空システム、特に真空ポンプ、又は、少なくとも１つの真空機器、好ましくは真空ポンプと、少なくとも１つのレシピエント、好ましくは真空チャンバ又は例えば電子顕微鏡のような測定機器とから成るアッセンブリは、少なくとも、作動流体用の流路と、流路に沿った流体流に、流路の少なくとも１つの区間において影響を与えるために形成された装置とを有する。

これは、簡単に、特に柔軟に制御可能な真空システムを許容する。

１つの実施形態によれば、装置は、調整運動のための流体流に影響を与えるために制御可能な少なくとも１つの調整機構を有する。

別の実施形態の場合、装置は、区間において流路の流れ横断面を変化させるために形成されている。

更に、別の実施例により、装置が、区間において流路のコンダクタンスを変更するために形成されている場合が、有利である。例えば、コンダクタンスは、分離機構自身によって又は分離機構により移動される要素によって変更可能とし得る。コンダクタンスは、例えば弁の操作によっても変更可能とし得る。弁は、例えば区間内に配置し、この区間を選択的に少なくとも部分的に開放又は閉鎖することができる。特に、弁は、特に真空ポンプの出口の圧力によって、圧力制御することができる。

１つの発展形の場合、真空システムが真空ポンプであるか、真空システムが真空ポンプを有し、この真空ポンプは、少なくとも、移送すべき作動流体をレシピエントから送入するための入口と、移送すべき作動流体を排出するための出口とを備え、流路は、真空ポンプの入口と出口の間に定義されている。

特に、区間は、真空ポンプの入口に配置されていること又は入口を構成すること、ができる。

区間は、真空ポンプの複数の入口の少なくとも１つに配置することができる。特に、真空ポンプは、いわゆるスプリットフロー真空ポンプであり得る。このタイプの真空ポンプは、当業者に知られているので、これについては、立ち入る必要はない。例えば、複数の入口の１つの入口は、真空ポンプの２つのポンプ段の間で主流路に合流し得る。これらポンプ段は、それぞれ例えばターボポンプ段、ホルベックポンプ段、シーグバーンポンプ段、ゲーデポンプ段又は非分子ポンプ段又はこれらの組合せとして形成することができる。

区間において流体流に影響を与えることにより、例えば、それぞれの入口のための、特に実質的に別の入口に依存しない真空ポンプの少なくとも１つの性能パラメータを調整可能とし得る。

１つの実施形態の場合、該当する入口に接続されたレシピエント内の異なる圧力レベルを調整可能とし得る。このように形成された真空システムは、特に柔軟で多くの異なる作動シナリオ下で必要に応じて作動させ得る。

１つの発展形の場合、装置は、流体流に影響を与えるために、流路の区間内の開放した横断面の大きさを変更するために形成されている。

開放した横断面の大きさは、少なくとも２つの異なる値に調整可能とし得る。

開放した横断面の大きさは、少なくとも実質的に無段階に調整可能ともし得る。

別の実施形態の場合、装置は、本発明の第１の態様下で説明した実施形態による分離機構及び制御室を有し、流路の区間が、作業領域に相当するか、作業領域の部分であり、作業運動によって、区間において流体流が影響可能である。

本発明の第２の態様下で、特に異なる流体流が、実質的に互いに依存せずに制御され得る。従って、例えば、特に異なる流路の異なる区間において、少なくとも１つのそれぞれのコンダクタンスが、少なくとも実質的に他の区間に依存せずに調整され得る。これにより、真空システムは、特に柔軟かつ多様な作動シナリオに適合させて作動させ得る。

従って、例えば、複数の入口の１つにおいて異なる圧力が、特に実質的に他の入口に依存せずに調整され得る。例えば真空ポンプ又は真空システムを、該当するレシピエントを支配する高い圧力から保護するために、例えば、入口もしくはレシピエントに対してコンダクタンスを下げることも可能である。また、真空システムは、例えば入口又は出口の摩耗によって、レシピエントに由来するパーティクル、ほこり、オイル又は期待すべきそれ以外の干渉要素から保護され得る。逆に、レシピエントは、例えば不所望に生じるオイル又は故障時に特に内側での衝突に時に解離されるロータ部分のような、真空システムに由来する干渉要素から保護され得る。更に、例えば、真空システムの始動時に、どのようなレシピエントがどのようなポンプ出力を受けるか、即ち例えばどのようなレシピエントがより強く又はより速く圧送により排出されるかを、適切に調整可能とし得る。選択的又は付加的に、区間、入口及び／又はレシピエントにおける圧力は、本発明により影響を与えることによって制御可能とし得る。基本的に、区間の流体透過性もしくはコンダクタンスは、特に、例えば圧力、特に前段真空圧力のような真空システムの作動状態又はパラメータに依存して、段階的又は無段階に調整可能とし得る。選択的又は付加的に、例えば該当するレシピエントのための耐氾濫性は、特に個々に調整可能とし得る。

本発明による影響の付与は、例えば電子制御によって制御することができる。しかしながら、影響の付与を、機械的にだけ、特に真空システムにおいて影響を付与するための制御圧力として使用される圧力だけによって実施することも有利に可能である。機械制御と電子制御の組み合わせも可能である。

流体流に影響を与える装置は、例えば、弁、特に可動の保護格子、可動の層板を有するアッセンブリ、絞り及び／又は前記要素の複数及び／又は組合せを有することができ、これら要素は、特に互いに相対的に可動であり得る。明確な１つの例で、流れ方向で立て続けに配置された２つの保護格子は、互いに相対的に流れ方向に対して横に移動することができるので、これにより、該当する区間の透過度もしくはコンダクタンスが調整可能である。

別の例では、装置は、真空ポンプの入口の領域を、故障時に解離されるロータ部分、特にロータブレード又はロータブレードの断片が、入口から退出するのを阻止又は妨害されるように、配置及び／又は形成することができ、特にそのように配置及び／又は形成された阻止手段として形成することができる。

影響付与装置は、例えば真空ポンプの部分であるか、しかしながら付加的な要素の部分であり得る。例えば、そうちは、真空ポンプの入口に配置することができ、例えば真空ポンプに特有の要素として形成され得るか、例えば入口フランジに取付け可能な要素のような付加的な要素、例えばガイド要素によって形成され得る。即ち、例えば、特に影響付与装置又はその一部としての付加的な要素に鑑み、既存の真空システム用の増強装置を提供することも可能である。

流路の区間は、例えば真空システムのバイパスでもあり得る。

模範的な適用の場合、例えば該当するレシピエントのための初期の真空引き時間を短縮するために、できるだけ高吸込み能力が、特に複数の入口を有する真空ポンプのレシピエントにおいて必要となり得る。また、所定の圧力が、必要とされることがあり、吸込み能力は、送入すべき必要なガス負荷を決定する。更に、ガス負荷は、真空ポンプのエネルギー消費量及び廃熱に影響を与える。吸込み能力を絞ることにより、ガス負荷を低減することができ、これにより、エネルギー消費量及び廃熱を低減することができる。

本発明の第３の態様によれば、真空システムを作動させるための方法が紹介される。真空システムは、特に真空ポンプ、又は、少なくとも１つの真空機器、好ましくは真空ポンプと、少なくとも１つのレシピエント、好ましくは真空チャンバ又は例えば電子顕微鏡のような測定機器とから成るアッセンブリとし得る。特に、真空システムのここで説明した実施形態の１つ又は組合せによる真空システムが問題となり得る。方法の場合、流路に沿った作動流体の流体流は、真空システム、特に真空領域内を支配する圧力に依存して影響を受ける。

本発明の第４の態様は、真空ポンプを有する真空システムを作動させるための方法であって、真空ポンプが、少なくとも２つの入口と少なくとも１つの出口とを有し、それぞれの入口と出口又はそれぞれの出口の間に、少なくとも部分的に互いに異なるそれぞれの流路を規定し、少なくとも１つの流路内の流体流が、特に個々に影響を受けること、を特徴とする方法に関する。特に、真空システム及び真空ポンプのここで説明した実施形態の１つ又は組合せによる真空システム又は真空ポンプが問題となり得る。

本発明の第５の態様によれば、課題は、特に、入口の領域に、少なくとも１つの阻止手段が設けられ、この阻止手段は、故障時に解離されるロータ部分、特にロータブレード又はローラブレードの断片が、入口から退出するのを阻止又は妨害されるように、配置及び／又は形成されていることによって際立っているターボ分子ポンプによって解決される。

従って、ターボ分子ポンプの影響領域内の敏感な対象は、解離されかつ特に高い速度で飛び散るロータ部分から保護される。ロータ部分がターボポンプの影響領域内の敏感な対象に達し、損傷を与えることが、生涯手段によって例えば完全には排除され得ない場合でも、阻止手段によって、少なくともそのための確率が減少される、及び／又は、ロータ部分の速度が低減されるので、全体として、敏感な対象のための高い安全性が保証され、これにより、本発明によるポンプの信頼性が高められる。

ターボ分子真空ポンプの影響領域は、例えば、入口に接続されたレシピエントを有し得る。敏感な対象は、例えば、特にレシピエント内に存在する敏感な機器を有し得る。

１つの実施形態の場合、阻止手段は、解離されたロータ部分の期待される軌道内で、その第１の障害物として配置され、入口から離間するロータ部分の方向転換のために形成されている。

別の実施形態によれば、阻止手段は、衝突によってロータ部分から運動エネルギーを奪うために形成することができる。

阻止手段は、例えば突出部又はエッジ、特にキャッチエッジとして形成することができる。選択的又は付加的に、阻止手段は、ハウジングの内面に配置することができる。基本的に、阻止手段は、例えば縦長に形成することができる。

１つの発展形の場合、阻止手段は、ロータ軸を中心としてハウジングの内面に沿って延在する。

もう１つの発展形の場合、阻止手段は、ロータ軸を中心として内面の部分周囲だけにわたって延在する。これにより、阻止手段は、解離されたロータ部分を押しとどめるために、適切に所定の部分周囲において使用することができるが、残りの部分周囲には、平滑な表面を設けることができるので、この残りの部分周囲内で、真空ポンプのコンダクタンスは悪化しない。即ち、適切な妥協を、高められた安全性と僅かにしか悪化させられないコンダクタンスから得ることができる。特に、部分周囲は、半径方向で入口の方向に整向することができる。従って、阻止手段は、例えば少なくとも、ロータ軸に関する入口の角度領域と実質的に一致する角度領域にわたって延在し得る。

阻止手段は、例えば圧送方向に関して入口とロータブレードの間の領域に配置することができる。選択的又は付加的に、阻止手段は、少なくとも実質的に圧送方向に対して横又は圧送方向に沿って延在し得る。これに依存せずに、阻止手段は、少なくとも実質的にロータ軸に関して横又は軸方向に延在し得る。

別の実施形態の場合、阻止手段は、特に縦長のリセスによって構成されている。

１つの発展形の場合、入口が、保護格子を備えている。この場合、阻止手段は、特に、解離されたロータ部分による移動から保護格子を守るために形成されている。このため、阻止手段は、保護格子を、有利には噛合い係合式に固定すること、及び、例えば保護格子用の係止装置、スナップエッジ及び／又は固定突起を有すること、ができる。従って、例えば空気を閉じ込め、従って達成すべき真空の品質又は等級を脅かし得る別個の固定手段、例えばネジを回避することができる。

阻止手段は、例えば、ターボポンプのハウジングの統合された部分として又は選択的に別個の部品として又はそのような部品に形成することができる。阻止手段は、例えば縦長であること、及び／又は、圧送方向及び／又はロータに関して横又は軸方向に延在すること、ができる。

入口からのロータ部分の退出に対する安全性は、ロータブレードが真空ポンプの入口領域外に配置されていることによって、更に改善することができる。特にスプリットフロー真空ポンプの場合は、ロータブレードは、例えば軸方向にどの入口に対しても位置ズレさせて配置することができる。

阻止手段は、例えば可動に及び／又は動的に形成することができる。しかしながらまた、選択的に、阻止手段は、不動に及び／又は静的に形成することができる。例えば、阻止手段は、少なくとも１つの区間において流路に沿った流体流に影響を与えるために形成することもできる。従って、例えば本発明の第５の態様と、本発明の第２の態様と、場合によってはまたここで説明したその実施形態とを有利に組み合わせることができる。

別の例では、可動の阻止手段は、例えば、真空ポンプの作業領域から制御室を分離する分離機構によって駆動及び／又は制御することもできる。この場合、特に、制御室内を、作業領域内の圧力に対して相対的に変更可能な制御圧力が支配することができ、分離機構による制御圧力の変更によって、作業領域内の作業運動が実施可能である。

基本的に、本発明のここで説明した態様及びそのそれぞれの実施形態は、有利に互いに組み合わせることができる。例えば、第２の態様により設けられた流体流に影響を与えるための装置は、本発明の第１の態様下で説明した、制御圧力を作用可能な分離機構として形成すること又はそのような分離機構を備えることができる。

本発明を、以下で単に模範的に概略図によって詳細に解説する。

流体通路内に配置された圧力制御式の弁 流体通路内に配置された別の実施形態による圧力制御式の弁（この場合、図２Ａが、閉鎖位置にある弁を示し、図２Ｂが、開放位置にある弁を示す。） スプリットフロー真空ポンプ スプリットフロー真空ポンプの斜視図 スプリットフロー真空ポンプの部分領域のロータ軸に沿って切断した図 スプリットフロー真空ポンプの同様にロータ軸に対して垂直に延在する断面図 別のスプリットフロー真空ポンプの同様にロータ軸に対して垂直に延在する断面図 別のスプリットフロー真空ポンプ 別のスプリットフロー真空ポンプの入口の斜視詳細図 図９の入口の断面図

図１に、真空ポンプとして形成された真空システムの一部が示されている。真空ポンプは、流体通路１０を有し、この流体通路は、作動媒体、例えば空気用の流路を規定する。流体通路１０は、真空ポンプのハウジング１２内に形成されている。この実施例では、真空ポンプの作動中の流体通路１０内の流体流は、図１で下から上に向かって延在するが、逆の流れ方向を設けることもできる。

流体通路１０に対して横に、弁スライド１４が配置され、この弁スライドは、その位置に依存して流体通路１０を少なくとも部分的に開放又は閉鎖する。弁スライド１４は、通過領域１６を備え、この通過領域は、図１に図示した弁スライド１４の位置で流体通路１０に関して整向されており、即ち流れ方向にこの流体通路と一致する。換言すれば、図１は、開放位置にある弁スライドを示す。

弁スライド１４は、ガイド１８内に線形にガイドされているので、弁スライド１４は、図１に関して水平方向の運動を実施することができる。弁スライド１４のために、バネ２０として形成された戻し装置が設けられている。バネ２０は、ハウジング壁２２に対して弁スライド１４に予荷重を与える。

戻し装置に相対する弁スライド１４の終端に、ダイヤフラム２４として形成された分離機構が設けられている。ダイヤフラム２４は、少なくとも流体通路１０によっても規定される作業領域を制御室２６から分離する。制御室２６は、ダイヤフラム２４の一方の側並びに制御チャンバ２８によって規定されている。制御室２６は、ダイヤフラム２４によって流体通路１０に対してシールされている。

制御室２６のために、切替え装置に向かう接続部３０が設けられ、この切換え装置は、この実施例では開閉弁３２、特に３方２位置弁として形成されている。開閉弁３２から、周囲圧力に向かう接続部３４が設けられている。加えて、開閉弁３２は、接続部３６を介して作業領域と接続され、この実施形態で、接続部３６は、流れ方向で弁スライド１４の下流の領域に合流する。

開閉弁３２は、選択的に接続部３６を接続部３０と、即ち流体通路１０を制御室２６と接続するか、接続部３４を接続部３０と、即ち周囲圧力を制御室２６と接続するかのどちらかのために形成されている。このため、開閉弁３２は、ソレノイド３８を備える。

流体通路１０に対して相対的な弁スライド１４の位置は、制御室２６内を支配する制御圧力に依存しており、この制御圧力は、ダイヤフラム２４を介して、バネ２０のバネ力とは反対の弁スライド１４に対する力を生じさせる。よって、制御室２６内の制御圧力を介して弁スライド１４の位置を実質的に無段階に制御することができる。制御室２６内の高い圧力は、弁スライド１４を、図１に図示したストッパ位置へ、即ちハウジング壁２２との当接へ、変位させる。これに対して、制御室２６内の圧力が低い場合、弁スライド１４は、他の位置、即ち図１で更に右側を占める。

制御室２６は、開閉弁３２によって、選択的に流体通路１０又は周囲圧力と流体接続され得る。即ち、開閉弁３２を介して、制御室２６内を支配する制御圧力を調整もしくは制御することができる。これにより、真空ポンプの作動時に、制御室２６内に、少なくとも２つの異なる圧力レベルが、即ち流体通路１０内を支配する圧力に一致する第１の圧力又は周囲圧力に一致する第２の圧力が生じ得る。

しかしながらまた、第１の圧力と第２の圧力の間に位置する中間圧力が、従って、示した実施形態で弁スライド１４の相応の位置が、実現可能とすることができる。このため、例えば、開閉弁３２は、特に比較的高い周波数で、周期的に接続部３４と３６の間で切り替わることができる。これにより、システムの慣性は、理論的に任意の中間圧力に調整するために有利に利用することができる。このために必要な切換え周波数は、例えば有利な方式で、例えばその透過性も調整可能な１つ又は複数の絞りを接続部３０，３４及び／又は３６内に配置することによって、低下させることができる。

図２に、真空ポンプとして形成された真空システムの一部の別の実施形態が示されている。真空ポンプのハウジング１２が、流体通路１０を規定し、この流体通路の図２で左側の終端が、真空ポンプの入口４０を規定する。流体通路１０の右側の終端は、真空ポンプの主流路へ、特に２つの真空ポンプ段の間に合流し、これら真空ポンプ段は、それぞれ例えばターボポンプ段、ホルベックポンプ段、シーグバーンポンプ段、ゲーデポンプ段又は非分子ポンプ段又はこれらの組合せとして形成することができる。

流体通路１０は、弁スライド１４によって、図２Ａに示したように遮断可能で、図２Ｂに示したように解放可能である。換言すれば、弁スライド１４は、図２Ａで閉鎖位置にあり、図２Ｂで開放位置にある。

弁スライド１４は、一端で、即ち図２において上端で、ローリングダイヤフラム４２として形成された分離機構に当接する。ローリングダイヤフラム４２とは反対のその終端には、弁スライド１４のために、戻しバネ２０が設けられ、この戻しバネは、弁スライド１４に、ローリングダイヤフラム４２の方向及びその開放位置へ予荷重を与える。

ローリングダイヤフラム４２の弁スライド１４とは反対の側で、ローリングダイヤフラム４２は、少なくとも部分的に制御室２６を規定し、この制御室は、更に、制御チャンバ２８によって規定されている。制御室２６内を支配する制御圧力は、ローリングダイヤフラム４２を介して弁スライド１４に伝達されるので、弁スライド１４の位置は、制御室２６内を支配する制御圧力の関数である。制御室２６内の制御圧力は、異なる方式で、例えばここで説明したバリエーションによって調整することができる。

図２により、ローリングダイヤフラムとして形成された分離機構が、特に分離機構のその他は中程度の寸法と比べて、特に大きい調整行程を許容することが明らかになる。加えて、ローリングダイヤフラムは、付加的に、制御室２６を作業領域、ここでは流体通路１０に対してシールするために使用可能とすることができる。そのため、図２の実施形態で、ローリングダイヤフラム４２は、環状のリングビード４４を備え、このリングビードは、Ｏリングと同様に制御チャンバ２８とハウジング１２の間で圧縮可能である。

ローリングダイヤフラム４２は、弁スライド１４の形状に密着し、調整運動中の弁スライドに対して横で巻き解ける。これにより、正確な力の伝達も保証されている。

図３には、概略的に、模範的なスプリットフロー真空ポンプ４６が図示され、このスプリットフロー真空ポンプは、２つのターボ真空ポンプ段４８，５０と、１つのホルベックポンプ段５２を有し、これらポンプ段は、一列に及び共通のロータ軸上に配置されている。この場合、作動媒体、例えば空気のための主流れ方向は、高さ方向軸に沿って図３で上から下に向かって延在する。

更に、スプリットフロー真空ポンプ４６は、３つの入口５４，５６，５８と１つの出口６０を備える。この場合、入口５４は、主流れ方向でターボ真空ポンプ段４８の上流で合流し、入口５６は、ターボ真空ポンプ段４８と５０の間で合流し、入口５８は、ポンプ段５０と５２の間で合流する。この場合、入口５４，５６，５８は、好ましくは異なるレシピエントに接続されている。入口５４，５６，５８から移送される作動媒体は、共通の出口６０を介して排出されるか、例えば、別個に図示されてない前段真空ポンプへ移送される。

入口５８には、弁６２が配置され、この弁は、入口５８のコンダクタンスに影響を与えるために形成されている。弁６２は、圧力制御式の弁として形成されている。即ち、入口５８のコンダクタンスは、制御圧力に依存して調整可能である。制御圧力を提供するために、制御ライン６４が設けられ、この制御ラインは、この実施形態では、圧力制御式の弁６２を出口６０と接続する。即ち、制御ライン６４は、出口６０を支配する圧力を制御圧力として弁６２へ伝達し、従って、この弁が、出口６０を支配する圧力に依存して入口５８のコンダクタンスを制御する。

弁６２の形式による弁は、例えば他の入口５４，５６の１つ又は複数に配置することができる。選択的又は付加的に、このような弁は、他の場所、例えば主流路内にも配置することができる。基本的に、特に真空システム内を支配する任意の圧力を使用することができる。また、例えば制御ライン６４内には、例えば図１による圧力制御構成、即ち例えば周囲圧力への付加的なポート及び／又は開閉弁を設けることができる。

図３に示した実施形態は、入口５８のコンダクタンスが自動的に出口６０を支配する圧力に依存して調整され、即ち、例えば電子的な付加的な制御又は調整は必要ない。しかしながら、選択的又は付加的に、例えば真空ポンプの制御モジュールによって実施することができる弁用の付加的な制御を行なうこともできる。特に、弁６２用の制御圧力は、別個の圧力システムによって提供することもできる。しかしながら、基本的に、弁６２のようなコンダクタンス変更要素は、例えば電磁的に、油圧的に及び／又は形状記憶アクチュエータを介して、異なる方式で駆動することができる。

図３により、流路の少なくとも１つの区間において流体流に影響を与えることが、特に柔軟に制御可能及び使用可能な真空ポンプを生じさせ得ることを解説することができる。例えば、入口５８において、流体流は、実質的に他の入口５４，５６に依存せずに制御することができる。これにより、入口５８用の真空ポンプの性能パラメータは、適切かつ個々に調整することができる。例えば、入口５８のコンダクタンスは、入口５８もしくは相応のレシピエント内を、例えばポンプ段５０，５２のような個々の真空成分に損傷を与え得る高い絶対圧力が支配する場合に、特に低く調整することができる。選択的又は付加的に、入口５８に提供される吸込み能力は、必要に応じて調整することができる。例えば、入口５８に接続されたレシピエントの真空引きは、選択的に他の入口５４，５６と比べて多少遅延させることができる。特に真空ポンプの種々のポンプ段が共通のロータに配置されている場合は、真空ポンプの所定の区間で流体流に影響を与えることは、特にスプリットフロー真空ポンプと関係して有利であるとわかった。

図４に、多数の、この実施形態では３つの入口１０２を備えるスプリットフロー真空ポンプ１００が示されている。入口１０２の２つは、保護格子１０４を取り付けて図示され、図４で左側の入口１０２は、真空ポンプ１００の内部の視認性を改善するために、保護格子なしで図示されている。

左側の入口１０２を通して、真空ポンプのロータ１０６が視認可能である。真腔ポンプ１００は、左側の入口１０２の領域に、縦長のリセス１０８を備え、このリセスは、ロータ０６のロータ軸に対して実質的に平行に延在する。リセス１０８は、縦側を２つのエッジ１１０によって画成され、これらエッジは、故障時に解離されるロータ部分が入口１０２から退出するのを阻止するそれぞれ１つの阻止手段を構成する。残りの入口１０２も、同様の又は異なる阻止手段を備えることができる。

エッジ１１０は、解離されたロータ部分の期待される軌道内に、実質的にその第１の障害物として配置され、従って、入口から離間するロータ部分の方向転換のために役立つ。加えて、エッジ１１０の一方又はリセス１０８の一方の内壁とロータ部分の衝突により、ロータ部分の運動エネルギーが削減されるので、ロータ部分は、ロータ部分が完全には入口１０２から退出するのを阻止され得ない場合でさえも、次いで低い速度を備える。

図５は、別のスプリットフロー真空ポンプの断面図を示し、切断平面は、ロータ１０６のロータ軸に沿って延在する。しかしながら、この場合、真空ポンプの入口１０２に対応付けされた部分領域だけが図示されている。入口１０２は、保護格子１０４を備えている。ロータ１０６は、複数のロータディスク１１２を有するが、これらロータディスクのうち、図５には、１つだけが図示されている。ロータディスク１１２は、周方向に間隔を置いて配置された複数のロータブレード１１４を有し、これらロータブレードは、真空ポンプの作動中にロータ１０６と共に高い速度でロータ軸を中心として回転する。特にロータブレード１１４は、故障時に折れ、次いで相応に高い速度で真空ポンプの内部を経て入口１０２の方向にも飛ぶ。これは、例えば入口１０２に配置された図示してないレシピエント内の敏感な機器のための危険であり得る。

阻止手段を構成するエッジ１１６が設けられている。エッジ１１６は、ロータ軸を中心として回転するエッジとして形成されている。この場合、エッジ１１６は、ハウジング部分１８の内面にそって延在し、このハウジング部分に一体的に形成されている。加えて、エッジ１１６は、図５で上から入口１０２を経て真空ポンプの内部へ入り、次いでロータブレード１１４の横を右側に向かって延在する圧送方向で、入口１０２とロータブレード１１４の間に配置されている。従って、エッジ１１６は、故障時に解離されるロータブレード１１４用の第１の障害物として作用し、入口１０２から離間するロータブレードの方向転換を生じさせる。

エッジ１１６は、この実施形態では、ロータ１０６を中心として完全に循環するエッジとして形成されている。しかしながらまた、選択的な実施形態では、エッジ１１６は、ロータ軸に関して部分角度領域だけにわたって延在することができ、この部分角度領域は、特に入口１０２の方向に整向されている。

図６に、スプリットフロー真空ポンプ１００の別の実施形態が、ロータ軸に対して横の断面図で図示されている。断面図は、同様に保護格子１０４を備えている入口１０２を示す。真腔ポンプ１００は、２つのリセス１０８を備え、これらリセスは、それぞれロータ軸に対して平行に延在する。それぞれのリセス１０８は、矩形の溝として形成され、故障時に解離されるロータ部分用の阻止手段として作用するエッジ１１０によって横を制限されている。

図７には、スプリットフロー真空ポンプ１００の選択的な実施形態が、同様にロータ１０６のロータ軸に対して横の断面図で図示されている。図７の真空ポンプ１００も、保護格子１０４を有する入口１０２を備える。加えて、図７には、ステータディスクの複数のステータブレードが視認可能である。

図７の真空ポンプ１００は、同様に阻止手段を備え、この阻止手段は、しかしながらこの実施形態では３つのウェブ１２４を有するスペーサリング１２２として形成されている。スペーサリング１２２は、ロータ軸に沿って連続する２つのステータディスクの間の間隔を規定するために使用される。即ち、図７の画面から出る軸方向に、少なくとも１つの別のステータディスクが設けられている。入口１０２は、有利にはスプリットフロー真空ポンプの第１の入口ではなく、例えば図４の中央の入口１０２に相応する例えば中央の入口１０２である。

スペーサリング１２４のウェッブ１２４は、約１２０°の角度間隔で配置され、しかしながらまた、ウェブ１２４の他の角度間隔及び他の数を設けることもできる。

それぞれ２つのウェブ１２４が、周方向で互いの間に自由空間を構成する。この場合、図７で上の自由空間は、移送すべきプロセスガス用の良好な透過性を、即ち良好なコンダクタンスを保証するために、入口１０２の方を向いている。図７で左下及び右下に向かって整向された自由空間が、それぞれのウェブ１２４によって制限され、ウェブ１２４が、複数のエッジを構成し、これらエッジと、解離されたロータ部分が衝突し得るので、ロータ部分は、方向転換されるか、その運動エネルギーが削減される。

図８に、３つの入口１０２を有するスプリットフロー真空ポンプ１００の別の実施形態の概略図が示されている。ロータ１０６は、複数のターボ真空ポンプ段（“ターボ段”）１２６を備え、これらターボ真空ポンプ段は、圧送方向でそれぞれ入口１０２の下流に配置されている。それぞれのターボ段１２６は、複数のロータブレードを備え、これらローラブレードは、少なくとも１つのロータ平面内に配置されている。この場合、ロータブレードもしくはロータ平面は、入口１０２に対して軸方向に位置ズレして配置されている。即ち、図８による実際の実施形態の場合、ターボ段１２６もしくはロータブレードは、入口１０２を経て視認可能でないか、入口１０２の間に形成されたハウジング部分によって覆われているはずである。これにより、同様にそれぞれの入口からのロータ部分の退出に対する安全性が改善される。

図９には、別の模範的なスプリットフロー真空ポンプの、保護格子１０４を備えた入口１０２が示されている。保護格子１０４は、４つの保持ブラケット１２８を備え、これら保持ブラケットは、それぞれ入口１０２の壁に対して作用する弾性的な戻し力を介して、保護格子１０４をその位置に保持する。しかしながら図９では、斜視図であることに基づいて、保持ブラケット１２８のうち２つの保持ブラケット１２８しか視認可能でない。残りの保持ブラケット１２８は、示した保持ブラケットにそれぞれ相対している。入口１０２は、シールのために、図示してないＯリング用の環状の溝１３０を備えている。

入口１０２には、部分的に入口１０２を取り巻くエッジ１３２として形成された２つの阻止手段が設けられている。それぞれのエッジ１３０は、保持ブラケット１２８の１つを上に向かう移動から保護する固定突起を構成する。同じことが、視認可能でない保持ブラケット１２８を固定する反対側のエッジ１３０に対して当て嵌まる。従って、保護格子１０４は、上に向かう、即ちレシピエント内へ入る移動から保護されており、故障時に解離されるロータ部分は、固定された保護格子１０４によって有効に真空ポンプ内に保持される。しかしながらまた、例えば、複数の保持ブラケット１２８用のエッジ又は例えば少なくとも実質的に完全に取り巻くエッジを設けることもできる。

図１０で、エッジ１３２の機能が、断面図で更に解説されている。エッジ１３２は、保持ブラケット１２８が、従って保護格子１０４が上に向かって、即ちレシピエント内へ移動するのを阻止する。保持ブラケット１２８は、残りの保護格子１０４と一体的に形成され、保護格子１０４の取付け時に上からエッジ１３２の下に係止される。即ち、保護格子１０４は、簡単に取り付けることができ、レシピエントは、解離されたロータ部分から保護されており、例えばネジのような付加的な固定要素は必要ない。

ここで使用される方向の記載“上”及び“下”は、図示に関係するに過ぎない。示した対象は、実際には他の整向を備えることもできる。

ここで説明した実施形態が、主に模範的なスプリットフロー真空ポンプによって説明される場合でも、本発明によれば、その特徴及び利点は、基本的に、他の形式のターボ分子ポンプにおいても実現することができる。

１０ 流体通路
１２ ハウジング
１４ 弁スライド
１６ 通過領域
１８ ガイド
２０ バネ
２２ ハウジング壁
２４ ダイヤフラム
２６ 制御室
２８ 制御チャンバ
３０ 接続部
３２ 開閉弁
３４ 接続部
３６ 接続部
３８ ソレノイド
４０ 入口
４２ ローリングダイヤフラム
４４ リングビード
４６ スプリットフロー真空ポンプ
４８ ターボ真空ポンプ段
５０ ターボ真空ポンプ段
５２ ホルベックポンプ段
５４ 入口
５６ 入口
５８ 入口
６０ 出口
６２ 弁
６４ 制御ライン
１００ スプリットフロー真空ポンプ
１０２ 入口
１０４ 保護格子
１０６ ロータ
１０８ リセス
１１０ エッジ
１１２ ロータディスク
１１４ ロータブレード
１１６ エッジ
１１８ ハウジング部分
１２０ ステータブレード
１２２ スペーサリング
１２４ ウェブ
１２６ ターボ真空ポンプ段
１２８ 保持ブラケット
１３０ 溝
１３２ エッジ

Claims (15)

1. 特に請求項３１〜４１のいずれか１項に記載の真空システム、特に真空ポンプ（４６）、又は、少なくとも１つの真空機器、好ましくは真空ポンプと、少なくとも１つのレシピエント、好ましくは真空チャンバ又は例えば電子顕微鏡のような測定機器とから成るアッセンブリであって、作業領域（１０）と、分離機構（２４）と、制御室（２６）とを有し、制御室が、分離機構（２４）によって作業領域（１０）から分離され、制御室内を、作業領域（１０）内の圧力に対して相対的に変更可能な制御圧力が支配し、分離機構（２４）による制御圧力の変更によって、作業領域（１０）内での作業運動が実施可能であること、を特徴とする真空システム。
2. 制御室（２６）と作業領域（１０）の間に接続部が設けられ、この接続部が、作業領域（１０）内を支配する圧力を制御室（２６）に伝達すること、を特徴とする請求項１に記載の真空システム。
3. 接続部（６４）が、真空ポンプ（４６）の出口（６０）を支配する圧力を制御室（２６）に伝達すること、を特徴とする請求項１又は２に記載の真空システム。
4. 真空ポンプ（４６）の出口（６４）で前段真空を発生させるために前段真空ポンプが設けられ、接続部が、前段真空圧力を制御室（２６）に伝達すること、を特徴とする請求項３に記載の真空システム。
5. 制御室（２６）のために、第１の圧力を有する第１の領域に対する第１の接続部（３４）と、第２の圧力を有する第２の領域に対する第２の接続部（３６）とが設けられ、これら接続部の少なくとも一方が、透過性又はコンダクタンスに関して制御可能であること、を特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の真空システム。
6. 分離機構（２４）が、ダイヤフラムであるか、ダイヤフラムを有すること、を特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の真空システム。
7. 特に請求項１〜６のいずれか１項に記載の真空システム、特に真空ポンプ（４６）、又は、少なくとも１つの真空機器、好ましくは真空ポンプと、少なくとも１つのレシピエント、好ましくは真空チャンバ又は例えば電子顕微鏡のような測定機器とから成るアッセンブリであって、少なくとも、作動流体用の流路（１０）と、流路（１０）に沿った流体流に、流路（１０）の少なくとも１つの区間において影響を与えるために形成された装置とを有すること、を特徴とする真空システム。
8. 装置が、区間において流路（１０）のコンダクタンスを変更するために形成されていること、を特徴とする請求項７に記載の真空システム。
9. 区間が、真空ポンプの入口（４０，５４，５６，５８）に配置されているか、入口を構成すること、を特徴とする請求項７又は８に記載の真空システム。
10. 装置が、請求項１〜６のいずれか１項に記載の分離機構（２４）及び制御室（２６）を有し、流路（１０）の区間が、作業領域（１０）に相当するか、作業領域（１０）の部分であり、作業運動によって、区間において流体流が影響可能であること、を特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の真空システム。
11. 特に請求項１〜１０のいずれか１項に記載の真空システム、特に真空ポンプ（４６）、又は、少なくとも１つの真空機器、好ましくは真空ポンプと、少なくとも１つのレシピエント、好ましくは真空チャンバ又は例えば電子顕微鏡のような測定機器とから成るアッセンブリを作動させるための方法であって、流路（１０）に沿った作動流体の流体流が、真空システム、特に真空領域内を支配する圧力に依存して影響を受けること、を特徴とする方法。
12. 少なくとも１つの真空ポンプ（４６）を有する特に請求項１〜１０の少なくとも１項に記載の真空システムを作動させるための方法であって、真空ポンプ（４６）が、少なくとも２つの入口（５４，５６，５８）と少なくとも１つの出口（６０）とを有し、それぞれの入口（５４，５６，５８）と出口（６０）又はそれぞれの出口（６０）の間に、少なくとも部分的に互いに異なるそれぞれの流路を規定し、少なくとも１つの流路（１０）内の流体流が、個々に影響を受けること、を特徴とする方法。
13. ポンプ（１００）をレシピエントに接続するための少なくとも１つの入口（１０２）を備えるハウジングと、このハウジング内に配置され、作動中にロータ軸を中心として回転し、少なくとも１つのロータ平面内に周方向に間隔を置いて配置された複数のロータブレード（１１４）を備えるロータ（１０６）とを有する、ターボ分子真空ポンプ（１００）、特にスプリットフローポンプ及び／又はターボ分子ポンプを有する請求項１〜１０の少なくとも１項に記載の真空システムであって、入口（１０２）の領域に、少なくとも１つの阻止手段（１０８，１１０，１１６，１２４）が設けられ、この阻止手段は、故障時に解離されるロータ部分、特にロータブレード（１１４）又はローラブレード（１１４）の断片が、入口（１０２）から退出するのを阻止又は妨害されるように、配置及び／又は形成されていること、を特徴とするターボ分子真空ポンプ（１００）。
14. 阻止手段が、解離されたロータ部分の期待される軌道内で、その第１の障害物として配置され、入口（１０２）から離間するロータ部分の方向転換のために形成されていること、を特徴とする請求項１３に記載のターボ分子真空ポンプ（１００）。
15. 阻止手段が、ロータ部分との衝突によってロータ部分から運動エネルギーを奪うために形成されていること、を特徴とする請求項１３又は１４に記載のターボ分子真空ポンプ（１００）。

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