JP7221672B2 - スクリュー式真空ポンプ - Google Patents

Description

本発明は、ハウジング、ハウジング内に設けられ、互いに係合状態にあるスクリュー式ローターを有するスクリュー式真空ポンプに関する。スクリュー式ローターは、プロセスガスの搬送のためハウジングと相互作用し、繰り返し閉じられたプロセスガスの搬送量を形成し、そしてアウトレットの方向へと搬送する。

スクリュー式真空ポンプの真空技術的性能は、ポンプ効果を発揮する領域、特に互いに係合しているスクリュー式ローターの間、および各スクリュー式ローターと取り囲むハウジング壁部の間の間隙のサイズと数量にかなり依存する。これら間隙は、作動中、又は静止状態に比較して、関係するコンポーネントの熱依存する変形、特に膨張によって変形する。スクリュー式ポンプ内での熱の発生と、高い温度の制限、又は回避を制御することによって、間隙への温度の影響と、これに伴いスクリュー式ポンプの真空技術的性能への影響が改善されることが可能である。

そのうえ、熱は、ほとんどの箇所で臨まれていない限り、基本的には損失に相当するので、熱の発生を減少することは、スクリュー式真空ポンプの効率改善することができる。ポンプの消費電力と、発生する熱の間には密な関係があり、その際、高い電力密度は効率的な熱の排出を必要とする。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９７４５６１５Ａ１号

本発明の課題は、冒頭に記載した形式のスクリュー式真空ポンプの温度情勢を改善することである。

この課題は請求項１に記載の特徴によって解決される。

更に、ハウジング、ハウジング内に設けられ、互いに係合状態にあるスクリュー式ローターを有するスクリュー式真空ポンプが開示される。スクリュー式ローターは、プロセスガスの搬送のためハウジングと相互作用し、繰り返し閉じられたプロセスガスの搬送量を形成し、そしてアウトレットの方向へと搬送する、その際、スクリュー式真空ポンプは、以下に記載する特徴の少なくとも一つを有している。

モーターが設けられることが可能である。このモーターは、スクリュー式ローターの駆動部として形成されている。モーターは、駆動部として形成されているので、モーターと、関連するスクリュー式ローターの間に連結部が設けられる必要がない。連結部は作動中基本的に熱を発生するので、よって熱源は完全に回避される。更に、連結部における相応する機械的な損失が回避され、これによってポンプのエネルギー効率が改善される。

アクティブな流体冷却部が設けられることが可能である。「アクティブな冷却」の概念は、外部により操作される冷却、つまり特にポンプによる流体冷却に関する。その際、例えば、独立したポンプが設けられることが可能であり、又はいずれにせよ水道管にかかる水圧が利用されることが可能である。例えば、アクティブな冷却は、水冷であることが可能である。アクティブな冷却は、迅速な熱の除去に使用され、そしてその際、スクリュー式ポンプ内の温度を制限するのを助ける。

アクティブな流体冷却は、スクリュー式ローターのためにも、モーターのためにも設けられていることが可能である。よって、温度は、モーターの領域においても、スクリュー式ローターの領域においても制限され、つまりポンプ内の特に高い熱発生が見込まれる箇所において制限される。「のために」との概念は、アクティブな冷却部が、当該要素の領域において、つまり例えばスクリュー式ローター、又はモーターの領域においても、当該要素内に直接設けられることも含む。よって例えば、本発明の枠内で、アクティブな冷却部は、スクリュー式ローターのハウジング内、又はハウジングに、特にスクリュー式ローターが配置されている軸方向の領域に設けられていることが可能である。モーターのためにも、スクリュー式ローターのためにも、基本的に唯一のアクティブな流体冷却部が設けられていることが可能であり、又は、複数のアクティブな流体冷却部が設けられていることも可能である。

特に、直接駆動されるスクリュー式ローターは、モーターの回転子を形成する。よって、追加的な支承部は、スクリュー式ローターに対して不要であり、このことは機械的な損失と、相応する熱の発生を更に減少させる。

モーターは、例えば、永久磁石同期機械として、特に内側に位置する磁石を有し、又はＩＰＭＳＭとして形成されていることが可能である。よって、効率は更に向上させられることが可能である。特に、ＩＰＭＳＭによって特別高い効率が達成されることが可能だからである。

一つの実施形に従い、特に外部の周波数変換器がモーターのために設けられている。特に、可動部分がないせいで、これは同様に機械的な損失の減少に貢献する。よって、例えば、モーターと関連するスクリュー式ローターの間に変換ギアが設けられる必要が無い。連結部は作動中、基本的に熱を発生するので、よって熱源は完全に回避される。更に、そのようにして連結部における相応する機械的な損失が回避され、これによってポンプのエネルギー効率が更に改善される。変換ギアが、モーターと相応するスクリュー式ローターの間に必要でないことを除外しても、しかし例えば同期ギアは、スクリュー式ローターの間に設けられることが可能である。

さらなる実施形においては、スクリュー式ローターが、それぞれ、スクリュー軸に沿って隣接する少なくとも二つの部分を有し、その際、スクリュー式ローターは、それぞれ、インレットの近くに置かれた第一の部分内に、少なくとも基本的に一定であるか、又は増加するピッチを有し、そして第二の部分内に、第一の部分におけるよりも小さいピッチを有する。そしてその際、スクリュー軸に関して第一の部分は、第一の部分内の閉じられた搬送量よりも長く、特に、スクリュープロフィルの一回転、又は３６０度よりも長い。これによって、圧縮された領域とポンプのインレットの間の間隙長は拡大され、これによって相応するシール性が改善される。よってポンプは、より効率的に形成されることが可能である。更に、これによって、インレット領域のスクリュー式ローターのためのカバー面の必要な作業品質が下げられることが可能である。これは、ポンプの製造コストを下げる。

更なる発展形においては、ポンプの内側の圧縮の領域において、過剰圧弁が設けられている。これは、ポンプのアウトレットと接続されており、又はアウトレットを形成している。これによって、いずれにせよ必要ない圧力が、アウトレットにおける圧力、つまり通常大気圧を越えるとき、この領域から解放されることが可能である。内側の圧縮は、よって大気圧に制限される。このことは、更なる圧縮に必要な駆動出力を不必要とし、そして相応して更なる圧縮熱が回避される。これは温度の低下に通じる。

例えば、ポンプが、制御装置を有し、この制御装置は、ポンプを、少なくとも通常作動モードにおいて、約１２０Ｈｚ以下、特に約８０Ｈｚ以上のローター回転数で作動させるよう形成されている、又は設けられていることが可能である。これによって、相応して低い電力消費、又は相応して低い機械的損失が達成される。これは特に、吐出ポンプ段の領域に言える。ここで、又はアウトレット領域において、ローター温度、およびハウジング温度、並びにアウトレットガス温度が低く保たれる。

別の実施形に従い、制御装置が、ポンプを、時間的に少なくも強化作動モードで作動させるよう形成され、及び／又は設けられており、この強化作動モードにおいては、ローター回転数が通常作動モードにおけるよりも高い。これによって性能は、必要であれば更に高められることが可能である一方で、しかし通常作動モードでは、引き続き、低い電力消費、又は低い熱発生が維持されることが可能である。つまり全体として効率的なポンプが提供されるが、これは柔軟に使用可能である。この実施形は、例えば特に、頻繁に繰り返される真空引きのための適用に有利である。ここでそれぞれ、真空引きの開始のため必要に応じて出力が追加され、その際、消費電力、および熱発生が平均として比較的低いままだらかである。特に、流体冷却を行うモーターを短時間、過負荷を与えることが可能となる。よって、小さく設計されたモーターがスクリュー式真空ポンプの駆動のために十分であることができる。

一つの発展形は、少なくとも一方のスクリュー式ローターのため、非接触式のシール、特に少なくとも一つのピストンリングが設けられていることを特徴とする。熱発生は、これによって、特にラジアルシャフトシールを有するポンプと比較して、更に減少させられることが可能である。

潤滑剤排出装置、例えばデフレクターが、特にシールに隣接して設けられていることが可能である。これは、スクリュー式ローターのためのシールをサポートすることが可能である。サポートは、特に潤滑剤の大部分、例えばオイルが、既に全くシールに到達せず、先に排出されることによって行われる。これは特に、そのシール作用において非接触のシールを改善することが可能である。

スクリュー式ローターは、例えば、同期ギアを介して連結されていることが可能である。その際、同期ギアは、まっすぐな歯を有する。これは、係合状態で特に傾斜歯と比較して、小さな接触面を有する。相応して、相応して設計されたギアの係合領域における熱発生は少ない。

その上、熱技術的に、少ない潤滑剤、例えばオイルが、同期ギアのために使用されると有利である。その際、当然十分な潤滑剤は存在している必要がある。潤滑を確実に行うためである。少ない潤滑剤は、潤滑剤にこえる少ない機械的な損失へと通じる。

その上、ポンプは、少なくとも一つの熱源、例えば内部の圧縮、つまりモーター、又はギアが、少なくとも一つのヒートシンク、例えば流体冷却部のようなものの近くに配置されていることが意図されていることが可能である。これによって特別効率的な熱排出が保証される。

別の実施形に従い、少なくとも一つの熱源が、少なくとも一つの熱に敏感な領域、例えば、熱に敏感な部材、及び／又はオイル潤滑される領域から離れて配置されている、又は、熱源と熱に敏感な領域の間に、シールドが形成されているよう、ポンプが形成されている。

シールドは、例えばハウジングのサイドカットによって形成されていることが可能である。サイドカットは、可能な熱流を制限し、よって効率的な隔離を行う。同時に、サイドカットは簡単に作られることが可能であり、そして特に追加的な隔離を必要としない。

特に、サイドカットの領域において、アクティブな冷却部を設けることは有利である。そのようにして、この領域における熱の滞留が効率的に排出されることが可能である。サイドカットは、その際、いわばアクティブな冷却部のための熱収集箇所のように作用するので、熱は、基本的にサイドカットを通過せず、またはほとんど通過せず、しかしアクティブな冷却部の大部分へと供給される。

シールドは、特にアウトレットと、スクリュー式ローターのための支承部部分の間に設けられていることが可能である。よって特に、支承部部分内に存在する潤滑剤は、アウトレット領域からの多くの熱の侵入から保護されることが可能である。潤滑材は、しばしば熱に敏感であり、又はより高い温度のためには調達が高価だからである。

シールドは、隔離部として、例えば隔離層として、特に熱を伝えにくい材料によって、例えば発泡性の材料、又は空気のようなガスによって形成されていることが可能である。例えば、支承部分は、特に支承シールドは、サンドイッチ部材として、特に隔離層によって（又は隔離層を有して）形成されていることが可能である。これによって、ポンプ効果を発揮する領域から支承部領域への熱伝達が更に減少させられることが可能である。

別の実施形においては、流体冷却部は、これが熱源の領域において乱流を形成するよう形成されている。これによって、特に良好な熱伝達が保証される。基本的に、少ない容量、つまり特に、冷却サーキットの小さな配管断面、及び／又は、少ない全流体量は、及び／又は冷却流体の高い流れ速度を意図することは有利であり得る。これは、特に乱流状態の形成によって、特に良好な熱伝達を可能とする。乱流は、例えば、冷却配管を局所的に狭めることによって、又はその内部面積を突然変更することによって作られることも可能である。

一般的に、効率的な冷却を、特に局所的迅速な熱連行によって、特に直接、又は可能な限り熱源の近くで保証することが意図され得る。この為、例えばアクティブな冷却部の冷却配管は、アルミ、又は熱伝導性の高い他の材料を含むことが可能であり、アルミニウム鋳造体内に形成されていることが可能であり、及び／又は、とくにハウジング溝内に埋め込まれた冷却配管として形成されていることが可能である。冷却配管は、特に、熱源の近くに配置されており、及び／又は、その輪郭を可能な限り近い間隔でたどる。一般的に、冷却サーキットは、様々な熱源の冷却の為に分割され、及び／又は適切に接続されることが可能である。その際、例えば、冷却サーキットの一部が、完全に、特に熱い、又は熱に敏感な領域の為に、特に特に熱い、又は熱に敏感な部材の為に設けられていることが可能であり、他方で、冷却サーキットの他の部分は、より敏感でない、又はより少ない熱を発する他の領域、又は部材に直列に接続されることが可能である。

その上、冷却配管の改善の為に、熱源をポンプ内で、互いにグループ化し、隣接し、及び／又はたがいに近くに配置することは有利である。これによって、既に局所的な冷却が達成されることが可能である。複数の熱源を共通して冷却するためである。集中して発生する熱が、特に良好に排出されることが可能である。

特に、不可避な熱源をアウトレットの近くに配置することは有利であり得る。アウトレットはその際、特にそれ自体熱源である。熱は、ここで局所的に特別効率的に排出可能である。

例えば浸漬クーラーが設けられていることが可能である。これは、特にアルミニウムを含む。浸漬クーラーは、例えば真空ポンプの、特に同期ギアの潤滑剤の槽、特にオイル槽の中に配置されていることが可能である。これによって、敏感な潤滑剤の温度が、特に良好に管理されることが可能であり、又は、この温度に敏感な領域において局所的な冷却の為に使用されることが可能である一方で、他の領域は、場合によってはより弱く冷却される必要がある。

スクリュー式真空ポンプのスクリュー式ローターは、特にサイクロイドプロフィルによって形成されている、又はそのようなものを有することが可能であり、及び／又は、二段式に形成されていることが可能である。スクリュー式ローターのスクリューピッチは、例えば、部分的に一定に形成されていることが可能である、つまり、ピッチは、スクリュー軸に沿って、部分部分の間の移行部領域においてのみ変化する。その際、移行部領域は、特に一つの部分よりも小さく、特にすべての移行部領域がすべての部分よりも小さい。

ポンプのアウトレットは、例えば下に向けられていることが可能である。ポンプのインレットは、例えば上に向けられていることが可能である。

スクリュー式真空ポンプは、例えば、５対１より小さい、特に４対１より小さい、特に３．５対１より小さい、及び／又は２対１より大きい、特に３対１より大きい圧縮比で内部圧縮されることが可能である。各スクリュープロフィルは、例えば７より多い、特に１０より多い、特に１２より多い、特に１３より多い、閉じた搬送ボリュームを形成する、又は搬送する。各スクリュー式ローターのスクリュー式プロフィルの長さのその直径に対する比率は、特に少なくとも２．０、特に少なくとも２．５、特に少なくとも３．０、及び／又は最高５．０、特に最高４．０である。

スクリュー式真空ポンプ、特に上述した形式に従うスクリュー式真空ポンプを有する真空システムの作動のための例示的な方法においては、真空室は、特にしばしば、特に一日に複数回、特に一時間に複数回繰り返し真空引きされ、その際特に、スクリュー式ポンプに前接続されるローラーピストンポンプが設けられており、その際特に、ローラーピストンポンプは、スクリュー式真空ポンプの吸引性能の最高で三倍、特に最高で二倍、又は約二倍高い吸引性能を有する。

ロードロックアプリケーションとも称される繰り返しの真空引きは、しばしば、又は全体として比較的長く、環境近くの高い圧力で作動させられるので、上述し有利な吸引性能比、及び／又は低い圧縮比は、低い圧縮出力のみがもたらされる必要があり、そして少ない圧縮熱のみが発生するということに通じる。圧縮熱はこれによって簡単に排出されることが可能である。よって、特に効率的な真空システムの作動が可能となる。

スクリュー式真空ポンプ、特に上述した形式に従うスクリュー式真空ポンプを有する真空システムの作動のための例示的な方法においては、真空室は、最終圧力で基本的に長期にわたって作動させられ、その際特に、スクリュー式ポンプに前接続されるローラーピストンポンプが設けられており、その際特に、ローラーピストンポンプは、スクリュー式真空ポンプの吸引性能の少なくとも五倍、特に少なくとも七倍高い吸引性能を有する。

最終圧力における優先的な作動の際には、上述した有利な吸引性能比率は、及び／又は、高い圧縮比は、上述したデメリットには通じない。むしろ、これによって小さく設定されたスクリュー式真空ポンプが使用されることが可能であり、このことはコスト技術的に有利である。

繰り返しの真空引きも、最終圧力における比較的長い作動も必要な場合、又は可能とされるべき場合、吸引性能比、及び／又は圧縮比を、適当な折衷策が図られるよう設定することは有利であり得る。

ここで記載したポンプ、ポンプシステム、および方法は、ここで記載したポンプ、ポンプシステム、および方法のための特徴、又は措置の意味において発展させられることが可能である。

本発明を以下に単に例示的にのみ、簡略化した図面に基づいて説明する。

スクリュー式真空ポンプの斜視図 図１のスクリュー式真空ポンプの上面図 図１および２のスクリュー式真空ポンプの側面図 図３に示された線Ａ－Ａに沿うスクリュー式真空ポンプの断面図 図１から４のスクリュー式真空ポンプの浸漬クーラー

図１から３には、スクリュー式真空ポンプが示されているこれは、モーター１２、ギアボックス１４、ハウジング１６、支承部シールド１８、およびカバー２０を有している。スクリュー式真空ポンプ１０は、プロセスガスをインレット２２から、下に向けられた、図３に見て取ることが可能なアウトレット２４に搬送する。

モーター１２のために、アクティブな流体冷却部を設けられている。これは、モーター１２のハウジングから出ている。ハウジング２８の内部に設けられ、そして図４に見て取ることが可能であるスクリュー式ローター２８および３０のために、同様に、アクティブな流体冷却部が設けられている。これは、二つの冷却配管を有する。これらは図１には表わされていない。しかしその延在は、ハウジング１６の対応する溝３２によってあらわされている。これら溝の中に冷却配管がはめ込まれているのである。さらにアクティブな流体冷却部は、ギアボックス１４内と、カバー２０内に設けられており、そしてここでは、それぞれ浸漬クーラー３４として形成されている。これらは、以下に図５に基づいて詳細に説明される。

図１から４に見て取れるように、スクリュー式真空ポンプ１０のハウジング１６は、サイドカット３６を有する。サイドカット３６は、アウトレット２４の領域に設けられている。

図４には、スクリュー式真空ポンプ１０が断面図で示されている。その断面は、図３の線Ａ－Ａに対応している。二つのスクリュー式ローター２８および３０が見て取れる。これらはそれぞれ、二段の、入れ子式に係合するスクリュー状プロフィル３８および４０を有している。これらは、サイクロイドプロフィルを使って造られており、そしてスクリュー状基部のシリンダー状の基本形状とシリンダー状のスリーブ輪郭を有している。スクリュー状プロフィル３８および４０は、ハウジング１６と相互作用し、スクリュー式真空ポンプ１０のポンプ効果を奏する領域を形成する。そしてこれは、閉搬送量をインレット２２からアウトレット２４へと、つまり左から右画へと繰り返し搬送する。

スクリュー式真空ポンプ１０のポンプ性能は、ポンプ効果を奏する領域における様々な間隙のサイズと態様に依存する。これは、ローター２８，３０とハウジング１６の相対動作に基づいて不可避ではあるが、しかし良好なポンプ性能のために、小さく、そして可能な限り一定に保たれるべきである。関与する部材中における温度変化は、その変形へと通じる。ここで説明した、ポンプ１０内の熱を回避し、連行し、そして一般的に抑制する措置は、よって、可能な限り少ない変形と、ひいては可能な限り支配可能な間隙を実現する。間隙は、つまり正確に検討されることが可能であり、このことは、ポンプ性能、又はその効率を改善する。

スクリューモーター２８は、直接、つまり中間接続された連結部を介さず、モーター１２によって駆動される。スクリューモーター３０は、これと反対に同期ギア４２を介して歯車４３によってスクリューローター２８に対して所定の角度で駆動される。

モーター１２は、ハウジング４４を有する。ハウジングは、例えばアルミニウムから作られており、そしてその中に、アクティブな流体冷却部のための冷却配管２６が形成されている。モーター１２は、更に、巻線ステーター４６を有している。このステーターは、スクリューローター２８のシャフト端部に設けられたマグネットキャリア４８と共に、磁気的モーター、およびスクリューローター２８のための直接駆動部を形成する。スクリューローター２８は、モーター１２の回転しを形成する。マグネットキャリア４８は、複数の永久磁石を有している。モーター１２は、つまりＩＰＭＳＭとも称される、統合された複数の磁石を有する永久磁石同期機械を形成する。

ステーター４６は、鋳造体５０内に配置されており、鋳造体は、ステーター４６における詳説されない伝導体を絶縁し、そしてこれを絶縁しつつ基板５２へ案内する。鋳造体５０は、ここでは基板５２と接続され、モーター１２の真空密な接続部を形成する。この接続部は、大気圧の領域に設けられる制御エレクトロニクスへのものである。例えば、モーター１２のための外部の周波数変換器が設けられることも可能である。代替として、又は追加的に、基板５２上にモーター１２のための制御エレクトロニクスの少なくとも一部が設けられていることが可能である。

ギアボックス１４内には、同期ギア４２が設けられている。ギアボックス１４内には、更に、オイルが潤滑剤として配置されている。これは、スプラッシュディスク５４によって同期ギア４２にわたって、および隣接する支承部５６にわたって分配される。

サイドカット３６は、シールド、又は熱バリアを形成する。これは詳しく言うと、特に、スクリューローター２８，３０の領域においてポンプ作動の間に発生する熱のためのものである。より少ない材料断面が残ることによって、及び変形によって熱パスが変更されることによって、スクリューモーターからの熱（そうでなければハウジング１６内で広がる熱）が、その他の領域に至ることが防止される。よって特にオイルはギアボックス１４内において、そして支承部５６は、あまりに高い温度から保護される。ギアボックス１４内ないに配置された浸漬クーラー１４は、同様に温度減少に貢献する。これは、ギアボックス１４内の図示されないオイル槽中に配置され、よってオイルを直接冷却する。

各スクリューローター２８及び３０のために、支承部５６（ここでは固定支承部を形成する）に隣接して、デフレクター５８として形成された潤滑剤連行装置が設けられている。各デフレクター５８は、ギアボックス内でオイルのためのバリアを形成する。よって、ポンプ効果を奏する領域、又は真空領域、特にアウトレット領域に至らない。デフレクター５８は、詳細には見て取ることができないオイルのための遠心分離エッジを有している。遠心分離エッジに対して、ハウジング１６内には、フローオフ溝が形成されている。このフローオフ溝は、遠心分離されるオイルを収容し、そしてこれをギアボックス１４内へと、又はそこのオイル槽へと導く。スプラッシュディスク５４によってギア４２へ、および支承部５６へ搬送される、又は分配されるオイルは、よって、デフレクター５８によって再びローター２８または３０へと排出される。

動的なフルードシールとしてピストンリングが、ピストンリングキャリア６０に設けられている。これは、非接触式のシールを形成し、よって摩擦熱を防止する。デフレクター５８は、可能な限り多くのオイルをギアボックス１４へと戻すので、既にできる限り少ないオイルがピストンリングにある。よって、全体として許容されるシール性が、特に低い熱発生のもと達成される。

スクリューローター２８および３０は、そのそれぞれのスクリュープロフィル３８または４０において、異なるピッチの三つの部分を有する。ポンプ方向において第一の部分６２は、図４において左側で、吸引領域を形成しており、そして一定で、かつ三つの部分で最も大きなピッチを有する。第一の部分６２は、スクリュー軸６３（これは各ローター２８または３０に沿って延びている）に関して、第一の部分内の閉じられた搬送量よりも長い。第二の部分６４は、複数の下位部分を有する。これらは、詳細には参照されていない。下位部分は、それぞれ一定の、スクリュープロフィル３８又は４０において異なるピッチを有している。その際、ピッチは、第一の部分におけるよりも小さい。第二の部分６４は、ここでは最も長い部分を形成する。より小さいピッチを有する第三の部分６６は、排出部分を形成する。第三の部分は、ここでもまた、一定のピッチである。ポンプ方向に沿って減少するピッチによって、内側での圧縮が行われる。これは、ポンプガスを既に排出の前に圧縮する。

ローター２８，３０、又は、スクリュープロフィル３８，４０は、一定の部分の存在によって特に簡単に検討され、そして製造されることが可能である。図４に見て取れるように、延ばされた第一の部分６２は、相応して、スクリュープロフィル２８，３０とハウジング１６の間の拡張された間隙へと通じるので、経路、又は間隙は、内側のシールから当該部分６２および６４の移行部において、吸い込み空間に対して、又は吸引領域６７に対してより長い。相応して、間隙のシール性も高まる。これは特に、高い圧力差において内側のシールの吸引領域６７に対する改善されたシール性へと通じる。

スクリュー式真空ポンプ１０は、内側のシールを有する。ポンプ１０のスクリュー式ローター２８、３０は、ここでも、ハウジング１６と相互作用し閉じられた搬送量を取り囲む。そのサイズは、インレット側の端部において、又は部分６２において、アウトレット側の端部において、又は部分６２においてよりも大きい。搬送量のサイズは、スクリュープロフィル３８，４０の断面によって、およびそのピッチによって決定される。

インレット側、又は部分６２における搬送量のサイズは、スクリュー式ポンプ１０の理論的吸引性能を決定する。スクリュープロフィル３８，４０のピッチは、インレット側で部分６２にわたって一定であり、よって搬送量は、内側のシールを通り分かれた後に初めて圧縮される。各ローター２８，３０が各搬送量をあまりに早く、またはあまりに遅く取り囲むと、または内側の圧縮があまりに早く開始すると、ポンプの理論的な吸引性能は沈む。

アウトレット側、又は部分６６における各搬送量のサイズが、達成可能な最終圧力での作動中のポンプの入力を決定する。インレット側における、およびアウトレット側における、又は部分６２及び６６における搬送量のサイズの比率は、ポンプの内側の圧縮の比率に相応する。

部分６６においては、ピッチはスクリュープロフィル３８，４０の複数の回転にわたって一定である。ピッチはその際、所定の処理ツールによって達成可能なピッチの略最小に相当し、よって、特にコストを考慮すると製造技術に起因している。複数の回転が、つまり複数の閉じられた搬送量が、部分６６内に意図されていることによって、間隙の間の圧力差の結果の逆流は補償される。全体として、特に ローター２８，３０の全体のピッチの延びと、ローター２８，３０とローター２８，３０とハウジング１６の間に形成される間隙の間のサイズが、ポンプの真空技術的な性能データ、つまり特に吸引性能と、達成可能な最終圧力を決定する。

スクリュープロフィル３８，４０は、その二段の態様によって、特に低いアンバランスを有する。つまり例えば補償要素（追加的な構造空間を要求する、例えば補償質量のようなもの）、及び／又は、補償穴（この穴の中に質量が保存されることが可能である）が必要ない。ポンプは、二段のサイクロイドスクリュープロフィル３８，４０によって、更なる回転数領域で、特に回転数制御によって、及び／又はスタンバイ作動モードで運転されることが可能である。

プロセスガスの圧縮は、一般的に熱を発生する。熱は、スクリュー式ポンプ１０において、特に流体冷却部によって冷却される。図４には、このために設けられる溝３２が見て取れる。流体冷却部のための冷却配管は、ここに延びており、そして好ましくは、スクリュープロフィルの別の領域にわたって長手方向に、特にスクリュープロフィルの長さの半分にわたって延びている。特に、流体冷却部は、内側の圧縮の領域に、又はその近傍に配置されている。

ハウジング１６のインレット側の端部には、支承部シールド１８が固定されている。これは、特に支承部６８を有する別の支承装置を担持する。これはルーズ支承装置を形成する。対向する、アウトレット側のハウジング端部に設けられる支承部シールド７０（ハウジングと統合的に形成されているが、別体式に形成されていることも可能である）と反対に、支承部シールド６８は、独立した部材として形成されているが、しかしまた統合的に形成されていることも可能である。

インレット側では、同様にスプラッシュディスク５４、デフレクター５８および複数のピストンリングを有するピストンリングキャリア６０が設けられている。これらは、アウトレット側の装置と対応して作動する。インレット側では、別の別体式に形成されたオイル槽がカバー２０を有している。このオイル槽のためにも、浸漬クーラー３４が設けられている。代替として、または追加的に、例えば冷却配管が支承部シールド１４及び／又はカバー２０の壁部内に設けられている、特に鋳込まれていることも可能である。

ポンプ１０を通した排ポンプ過程の初期には、通常インレット２２はアウトレットと基本的に同じ圧力である。排ポンプ過程の間、これと反対に、インレット２２における圧力は、最終圧力まで下がる。最終圧力は、生じる力に関して基本的にゼロである。よって、アウトレット２４における圧力は、ローター２８へ力を及ぼす。これは、排ポンプ過程の初期におけるものと異なるものである。この力を保証するために、例えば、予負荷装置、特にばねが設けられていることが可能である。これは、特に、ローターのルーズ支承部において、及び／又はインレット側に設けられている。予負荷装置は、例えば、傾斜して形成された歯車によってローターに及ぶ力を収容する、及び／又は一般的に、支承部の検討に適した予負荷を、変化する圧力又は圧力比率における運転状態に関わらず補償する。

図５には、浸漬クーラー３４が、どのようにギアボックス１４内、又はスクリュー式真空ポンプ１０のカバー２０内に配置されているかが表わされている。この実施形においては、浸漬クーラー３４は同一に形成されており、このことは、より少ない部材重複と、より低い製造コストに通じる。

浸漬クーラー３４は、冷却配管７２を有する。これは、冷却体７４を通って延びている。冷却体は、冷却体の表面積を高めるための構造化部を有している。熱伝達性を最適化するためである。浸漬クーラー３４は、更に、フランジ７６を有する。これによって浸漬クーラー３４は固定される。

１０ スクリュー式真空ポンプ
１２ モーター
１４ ギアボックス
１６ ハウジング
１８ 支承部シールド
２０ カバー
２２ インレット
２４ アウトレット
２６ 冷却配管
２８ スクリュー式ローター
３０ スクリュー式ローター
３２ 溝
３４ 浸漬クーラー
３６ サイドカット部
３８ スクリュープロフィル
４０ スクリュープロフィル
４２ 同期ギア
４３ 歯車
４４ ハウジング
４６ ステーター
４８ マグネットキャリア
５０ 鋳造体
５２ 基板
５４ スプラッシュディスク
５６ 支承部
５８ デフレクター
６０ ピストンリングキャリア
６２ 第一の部分
６３ スクリュー軸
６４ 第二の部分
６６ 第三の部分
６８ 吸引領域
６８ 支承部
７０ 支承部シールド
７２ 冷却配管
７４ 冷却体
７６ フランジ

Claims (13)

1. ハウジング（１６）、ハウジング（１６）内に設けられ、互いに係合状態にある二つのスクリュー式ローター（２８，３０）を有するスクリュー式真空ポンプ（１０）であって、スクリュー式ローターは、プロセスガスの搬送のため、ハウジング（１６）と相互作用しつつ、繰り返し、プロセスガスの閉じられた搬送量を形成し、そしてアウトレット（２４）の方向へと搬送し、そしてスクリュー式真空ポンプ（１０）は、モーター（１２）を有しており、このモーターは、一方のスクリュー式ローター（２８）のための直接駆動部として形成されており、その際、スクリュー式ローター（２８，３０）と、モーター（１２）にアクティブな流体冷却部が設けられ、
   スクリュー式ローター（２８，３０）の為の前記流体冷却部は、スクリュー式ローター（２８，３０）のハウジング（１６）に設けられており、スクリュー式ローター（２８，３０）のハウジング（１６）には、冷却配管をはめ込む溝（３２）が備えられていて、
   アウトレット（２４）の領域であって、スクリュー式ローター（２８，３０）の支承部（５６）に隣接するデフレクター（５８）が設けられる領域でもある箇所に対応してシールド（３６）が配置されているようハウジング（１６）を備えるスクリュー式真空ポンプ（１０）が形成されており、
   このシールド（３６）が、ハウジング（１６）のサイドカット（３６）によって形成されていることを特徴とするスクリュー式真空ポンプ（１０）。
2. 直接駆動されるスクリュー式ローター（２８）が、モーター（１２）の回転子を形成していることを特徴とする請求項１に記載のスクリュー式真空ポンプ（１０）。
3. モーター（１２）が、内部に位置する複数の磁石を有する永久磁石同期機械として形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のスクリュー式真空ポンプ（１０）。
4. モーター（１２）に、ポンプ（１０）の回転数制御の為の周波数変換器が設けられてい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スクリュー式真空ポンプ（１０）。
5. スクリュー式ローター（２８，３０）が、それぞれ、スクリュー軸（６３）に沿って隣接する少なくとも二つの部分（６２，６４）を有し、その際、スクリュー式ローター（２８，３０）が、それぞれ、インレット（２２）の近くに位置する第一の部分（６２）において一定のピッチを有し、かつ第二の部分（６４）において第一の部分（６２）においてよりも小さいピッチを有し、そしてその際、スクリュー軸（６３）の軸方向で、第一の部分（６２）が、軸方向に関して第一の部分（６２）におけるスクリュー式ローター（２８，３０）及びハウジング（１６）によって閉じられた搬送ボリュームよりも長いことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のスクリュー式真空ポンプ（１０）。
6. ポンプの内側の圧縮の領域において、過剰圧弁が設けられており、これが、ポンプ（１０）のアウトレット（２４）と接続されており、又はアウトレット（２４）を形成し、ポンプに必要ない圧力が大気圧を越えるとき、ポンプの内側の圧縮の領域から過剰圧弁を介して圧力が解放され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スクリュー式真空ポンプ（１０）。
7. ポンプ（１０）が、制御装置を有し、この制御装置は、ポンプ（１０）を、少なくとも通常作動モードにおいて、約１２０Ｈｚ以下、約８０Ｈｚ以上のローター回転数で作動させるよう形成されている、又は設けられてい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スクリュー式真空ポンプ（１０）。
8. 制御装置が、ポンプ（１０）を、時間的に少なくも強化作動モードで作動させるよう形成され、及び／又は設けられており、この強化作動モードにおいて、ローター回転数が通常作動モードにおけるよりも高いことを特徴とする請求項７に記載のスクリュー式真空ポンプ（１０）。
9. 少なくとも一方のスクリュー式ローター（２８，３０）のため、非接触式のシールが設けられてい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スクリュー式真空ポンプ（１０）。
10. スクリュー式ローター（２８，３０）が同期ギア（４２）を介して連結されており、その際、同期ギア（４２）が偶数の歯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スクリュー式真空ポンプ（１０）。
11. 少なくとも一つの熱源が、少なくとも一つのヒートシンクの近くに配置されているようポンプ（１０）が形成されていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載のスクリュー式真空ポンプ（１０）。
12. シールド（３６）が、スクリュー式ローター（２８，３０）のためのデフレクター（５８）をアウトレット（２４）の領域からの熱の侵入から保護されるように形成されていることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載のスクリュー式真空ポンプ（１０）。
13. スクリュー式ローターが、二段のサイクロイドプロフィルによって形成されていることを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載のスクリュー式真空ポンプ（１０）。

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