JP7252990B2 - 分子真空ポンプ及び分子真空ポンプの排気速度に影響を及ぼす方法 - Google Patents

Description

本発明は、分子真空ポンプに関し、分子真空ポンプの排気速度に影響を及ぼす方法に関し、分真空ポンプを備える漏れ検知器に関し、そして真空システム内の漏れを検知するための分子真空ポンプの使用に関する。

様々な真空用途において、特に排気速度に関して、分子真空ポンプの真空能力に特別な要求が課せられる。

本発明の課題は、分子真空ポンプの排気速度に、分子真空ポンプの流路の特定の位置で容易にかつ的確に影響を及ぼすことである。

この課題は、請求項１による方法によって解決される。この方法は、分子真空ポンプの排気速度、特に内部の排気速度に影響を及ぼすために用いられる。分子真空ポンプは、少なくとも１つの分子ポンプ段を有し、分子ポンプ段によって、ガス状の媒体を、分子真空ポンプの入口から出口へ向けて流路に沿って圧送可能であり、ポンプ段は、ポンピング方向と、ポンピング方向に対して横向きに通過断面とを有する。分子真空ポンプの流路における第１の位置で排気速度に、すなわち、分子真空ポンプの流路における第１の位置とは異なる第２の位置にブロック要素を設けることによって影響を及ぼし、ブロック要素によって、通過断面が局所的に減少されている。

本発明の根底を成す思想は、別の位置、つまり第１の位置で排気速度に的確に影響を及ぼすために、第２の位置で排気速度を的確に低減させることにある。ブロック要素を設けることによって、第２の位置における排気速度に的確に影響を及ぼすことが可能になる。ブロック要素は、それ自体、特に簡単に構成されていて、低コストで製作可能であるので、第２の位置における排気速度の的確な影響付けを、特に簡単な手段で達成することができる。当然のこととして、第２の位置における排気速度は、第１の位置におけるブロック要素によって、完全には任意に調整可能ではない、つまり無制限に調整可能ではない。むしろ、第２の位置における排気速度は、典型的には、様々な事情、特に分子真空ポンプのその他の構成によって制限されている。原則的に、第２の位置における排気速度は、単に第１の位置におけるブロック要素によって低減させることができる場合もあり得る。多くの真空用途において、多くの場合に概して高い排気速度が目標とされるときでも、特別な真空用途では、第２の位置における排気速度の低減も必要であり得る又は有利であり得る。結局のところ、本発明に係る方法によって、全体として又は個々のガス成分に対してガス状の媒体の逆流を増加させることもできる。

ブロック要素は、通過断面の局所的な縮小によって、第２の位置におけるガイド値の局所的な低下をもたらす。

特に、ブロック要素が静的な要素であり、かつ／又はポンプのステータに配置されていると有利であることが判明している。というのも、特にロータにおける動的な力に基づいて、その構造的な変更が一般に極めて煩雑であるからである。つまり、本発明は、ポンプのロータを変更する必要なく、既存のポンプの変更によって実現することができる。しかも、原則的に、ブロック要素は、例えばロータに配置することもできる。

排気速度に影響を及ぼそうとする第１の位置は、例えば、分子真空ポンプの入口領域であってよい。ただし好適には、第１の位置は、分子真空ポンプの、ポンピング方向で第１の又は単一の入口の入口領域ではなくてよい。つまり換言すると、第１の位置は、特にいわゆる高真空入口に位置しない。ただし好適には、第１の位置は、例えば中間入口に配置することができる。代替的に、第１の位置は、例えば、全ての入口領域の外側に設けることもできる。

第１の位置は、特に、分子真空ポンプのハウジング内にかつ／又はポンピング作用を及ぼす要素の包囲部材内に位置してよい。そこで有効な排気速度は、内部の排気速度と称される。前の段落との関連において、第１の位置は、特に、ハウジング内に配置され、直接に、つまりポンピング作用を及ぼす要素を介在することなく、入口に接続された領域に設けることができる。影響付けられるべき入口付近の内部の排気速度と述べることもできる。同様に、これは、特に中間入口に当てはまる。ターボ分子ポンプ段又はホルベックポンプ段の場合、第１の位置は、特に、入口又は中間入口の軸方向領域内に設けることができる、又は入口の軸方向領域における内部の排気速度に影響を及ぼすことができる。

特に、中間入口の周辺事情において、中間入口付近の内部の排気速度は、典型的には、中間入口自体の排気速度とは異なる。これは、例えば、通常のスプリットフローポンプの例に基づいて明らかになる。ここでは、中間入口は、例えば、ターボ分子ポンプ段のハウジング内の空所として構成することができる。この空所は、中間入口自体の排気速度に影響を及ぼすガイド値を有する。これに対して、ハウジング内における中間入口の軸方向領域では、このガイド値は、影響を有しない。そこでは、内部の排気速度が作用する。ここでの目的は、特に、関係する入口付近で内部の排気速度に影響を及ぼすことにある。ただし、入口付近での内部の排気速度への影響は、原則として、入口自体の排気速度にも影響し得る。

好適には、ブロック要素は、１つのポンプ段内に設けることができる。これは、ポンプ段が、ブロック要素の上流側及び下流側の両方にポンピング作用を及ぼす要素を有することを意味する。この場合、ブロック要素は、特に、関係するポンプ段の端部に配置されていない。

原則として、複数の第１の位置を設けることもできる。つまり、複数の位置で排気速度に影響を及ぼすことができる。同様に、複数のブロック要素を各々の第２の位置に設けることができ、例えば、これにより１つの第１の位置又は複数の第１の位置で排気速度に影響が及ぼされる。

特に、第２の位置は、第１の位置から離間することができる。このことは、本開示において、少なくとも１つのポンピング作用を及ぼす要素が、第１の位置と第２の位置との間に設けられることを意味する。

第２の位置は、好適には、第１の位置の下流側に配置することができる。ブロック要素は、その上流側で又は第１の位置の上流側で、簡単に有利な形で排気速度に影響を及ぼす。

方法の特に有利な形態では、第１のガスの部分的な排気速度、特に内部の部分的な排気速度と、第２のガスの部分的な排気速度、特に内部の排気速度との間の差及び／又は比が増大するように、第１の位置で特に内部の排気速度に影響が及ぼされる。この場合、有利には、ブロック要素によって、第１の位置で、それぞれ異なるガスの部分的な排気速度に、それぞれ異なる形で影響を及ぼすことができることが利用される。したがって、ブロック要素の的確な配置及び構成によって、それぞれ異なるガスの２つの部分的な排気速度の間の差又は比ができるだけ大きくなるように、部分的な排気速度に的確に影響を及ぼすことができる。部分的な排気速度の差又は比の増大によって、特に、ポンピング方向とは逆向きに流れる第２のガスに対する、逆向きに流れる第１のガスの量比が変化する。これにより、例えばある種の選択を実現することができる。差が大きいほど、選択がより強くなる。

より一般には、この思想ひいては本発明は、さらに、前述の形態の方法を含む、第１のガスの部分的な排気速度と第２のガスの部分的な排気速度との差及び／又は比を増大させる方法に関する。

差は、特に、第１のガスと第２のガスとがそれぞれ異なるモル質量を有するときに効果的に増大させることができる。第１のガスは、好適には、１０ｇ／ｍｏｌ以上、特に２０ｇ／ｍｏｌ以上のモル質量を有することができる。第１のガスは、例えば、以下にＮ２とも称される窒素であってよい。窒素は、約２８ｇ／ｍｏｌのモル質量を有する。第１のガスは、例えば空気であってもよい。第２のガスは、好適には、１０ｇ／ｍｏｌ未満、特に５ｇ／ｍｏｌ未満のモル質量を有することができる。第２のガスは、例えば、以下にＨｅとも称されるヘリウムであってよい。ヘリウムは約４ｇ／ｍｏｌのモル質量を有する。第２のガスは、例えば水素であってもよい。水素は、約２ｇ／ｍｏｌのモル質量を有する。第２のガスは、例えば、漏れ検知のための試験ガスであってよい。

さらに、値について差に影響を及ぼすだけではなく、正負符号を含んだ意味でも差に影響を及ぼすことができる。正負符号を含んだ意味での差の増大は、第１のガスの部分的な排気速度が第２のガスの部分的な排気速度よりも可能な限り高い値だけより大きいことを含む。したがって、差が負の符号を有しないという目的もある。

もちろん、３種以上のガスの部分的な排気速度の、互いに対する差及び／又は比に、本発明によるブロック要素によって有利に影響を及ぼすことができる。

有利には、第１の位置は、分子真空ポンプのハウジング内で、入口に直接に結合された領域にかつ／又は入口の軸方向領域に配置されていることが想定され得る。入口は、好適には、中間入口であってよい。第２の位置におけるブロック要素によって、第１の位置で作用する、特に内部の排気速度に、容易にかつ的確に影響を及ぼすことができる。

別の一形態は、第２の位置又はブロック要素が、入口領域の外側、特に全ての入口領域の外側に配置されることを想定している。一般に好適には、第２の位置又はブロック要素が、分子真空ポンプのハウジング内に設けられている。より一般に好適には、第２の位置又はブロック要素は、１つのポンプ段内に設けることができる。この場合、ブロック要素が、そのすぐ傍で、排気速度の著しく急激な、局所的な低減を及ぼすことができるという事項が利用される。第２の位置が入口領域に配置されているとき、これにより、関係する入口における排気速度が大幅に低減されることがあり、これは多くの場合所望されない。これに対して、ブロック要素が入口に対してある程度の間隔を置いて配置されると、この入口における排気速度は、急激な低減なしに影響を及ぼすことができる。これは、特に部分的な排気速度間の差又は比の的確な影響付けに関連して有利であることが判明している。ゆえに、部分的な排気速度の差又は比だけでなく、部分的な排気速度の高さも、単独でみて有利であることが多い。

有利な一発展形態では、ブロック要素が、第２の位置において第１のガスの部分的な排気速度と第２のガスの部分的な排気速度とが少なくとも実質的に同一であるように構成されている。これは、例えば、ブロック素子が、ポンピング作用を及ぼす構造及び／又は少なくとも１つのポンピング作用を及ぼす特徴を有することによって、容易に実現することができる。シミュレーションでは、この発展形態によって、第１の位置における部分的な排気速度の差を特に強く増大させることができることが分かっている。実質的に同一とは、最大で毎秒２リットル（Ｌ／ｓ）、好適には最大で１Ｌ／ｓの差と解されるべきである。

さらに、本発明は、前述の形態の方法を有する分子真空ポンプを設計する方法にも関する。さらに、本発明は、前述の形態の方法を有する分子真空ポンプを製造する方法にも関する。

本発明の課題は、その課題に対応する独立請求項に記載の分子真空ポンプによっても解決される。独立請求項では、分子真空ポンプが開示されていて、この分子真空ポンプは、少なくとも１つの分子ポンプ段を備え、分子ポンプ段によって、ガス状の媒体を、分子真空ポンプの入口から出口へ向けて流路に沿って圧送可能であり、ポンプ段は、ポンピング方向と、ポンピング方向に対して横向きに通過断面とを有し、特に静的なブロック要素が設けられていて、ブロック要素によって、通過断面が、局所的に減少されている。

有利な形態では、分子真空ポンプが、ポンプ段内に配置された中間入口を備えることが想定されている。中間入口は、同様に有利な例では、２つのポンプ段の間に配置することもできる。中間入口を備える分子真空ポンプは、スプリットフローポンプとも称される。そのような場合、本発明による利点を特に効果的に利用することができる。

一発展形態によれば、ブロック要素が、好適には、ポンピング方向で第１のポンプに後置されたポンプ段において、ポンピング方向で入口の後方に、特に中間流入口の後方に配置されていることが想定されている。

別の一形態では、ブロック要素が、入口領域の外側に配置されている。これは、ポンピング方向で、関係する入口とブロック要素との間に、少なくとも１つのポンピング作用を及ぼす要素が配置されていることを意味する。したがって、ブロック要素は、特に入口領域から離間して位置することができる。

ブロック要素は、好適には、各々の入口領域の外側に配置する又は入口領域内に配置しない、かつ／又は全ての入口から離間して位置することができる。特に、ブロック要素は、１つ又は各々の出口領域の外側に配置することもできる。

分子真空ポンプの入口領域にある、特に入口領域の直ぐ手前にあるブロック要素は、流入するガス状の媒体を導き、ポンピング方向とは逆向きの流れを減少させるのに用いることができる。これに対して、ブロック要素が入口領域の外側に配置されているとき、入口の付近で、特に、それぞれ異なるガスの特に内部の排気速度に様々に影響を及ぼすことができ、特に、第２のガスの部分的な排気速度に対する第１のガスの部分的な排気速度の差及び／又は比を増大させることができる。これは、与えられた気体分子がポンピング方向とは逆向きに流れる確率にも影響を及ぼすが、ただし直接にブロック要素のガイド機能によってではなく、第２の位置におけるブロック要素によって第１の位置における排気速度に影響を及ぼすことによってである。したがって、ブロック要素は、局所的な排気速度に関して、流路の他の位置で、ある種の遠隔作用を有する。

ハウジング内の１つの位置においてそれぞれ異なるガスの部分的な排気速度がそれぞれ異なる影響を受けるとき、特に逆向きの流れにおけるそれぞれ異なるガスの成分が変化する。これにより、最終的に、それぞれ異なるガスの選択が達成される。関係するガスは、このようにして完全には互いに分離することはできないが、それにもかかわらず、たとえわずかであっても、逆向きの流れのガスの成分を変化させることは、特定の用途にとって有利であり得る。

ブロック要素は、特に、ポンプ段内、つまりポンプ段の２つのポンピング作用を及ぼす要素の間に配置することができる。

好適には、ブロック要素は、ポンピング方向で２つの入口の間に又は入口と出口との間に配置することができる。

有利な一発展形態は、ブロック要素が、ポンプロータの回転軸に関して所定の角度範囲にわたって、特に１８０°より大きい、特に２７０°より大きい角度範囲にわたって閉じていることを想定している。角度範囲の残りは、例えば完全に開いてよい。

別の一形態によれば、ブロック要素が、ポンピング作用を及ぼす構造を有する。有利には、ブロック要素は、特定の角度範囲にわたって閉じてよく、残りの角度範囲でポンピング作用を及ぼす構造を有することができる。ブロック要素におけるポンピング作用を及ぼす構造によって、ブロック要素付近での、つまり第２の位置での、それぞれ異なるガスの部分的な排気速度を、特に同様に、最良の場合には少なくとも実質的に同一に設定することができる。その結果、特に、別の、つまり第１の位置で、排気速度の特に強い影響、特にそれぞれ異なるガスの２つの部分的な排気速度の差又は比の増大が生じ得る。

ポンピング作用を及ぼす構造は、特に、所定数の、特に有効数の、ポンピング作用を及ぼす特徴及び／又はポンピング作用を及ぼす特徴の間の貫通部を有することができ、この場合、数は、好適には最小で１及び／又は最大で１０である。この領域は、第１の位置における部分的な排気速度の可能な限り大きな差に関して特に有利であることが分かっている。最大で４の数がその上特に有利であると分かっている。

分子真空ポンプは、好適には、ターボ分子ポンプ段、ホルベックポンプ段及び／又はジークバーンポンプポンプ段の少なくとも１つ又は任意の組合せを有することができる。ポンプ段は、特に直列に接続することができる。ポンプ段は、特に、共通のロータシャフト上に配置された複数のロータ又はロータ部分を有する、又は好適には共通のロータシャフトによって駆動されている。

ブロック要素は、例えば、ターボ分子ポンプ段、ホルベックポンプ段又はシーグバーンポンプ段に接して又はその中に配置することができる。複数のブロック要素を、例えばそれぞれ異なる又は同種のポンプ段に設けることもできる。

ターボ分子ポンプ段において、ポンピング作用を及ぼす要素が、ターボロータディスク又はターボステータディスクによって形成される。ポンピング作用を及ぼす特性は、ターボロータベーン又はターボステータベーンによって形成される。

ホルベックポンプ段では、ポンピング作用を及ぼす要素が、ポンプロータの回転軸に対する軸方向部分によって形成され、この場合、この軸方向部分において、複数のホルベックウェブが、特に少なくとも実質的に全周にわたって分配して配置されている。ポンピング作用を及ぼす特徴は、ホルベックウェブ部分によって形成される。

ジークバーンポンプ段において、ポンピング作用を及ぼす要素は、ポンプロータの回転軸に対する半径方向部分によって形成され、この場合、この半径方向部分において、複数のジークバーンウェブが、特に少なくとも実質的に全周にわたって分配して配置されている。ポンピング作用を及ぼす特徴は、ジークバーンウェブ部分よって形成される。

ブロック要素は、例えば複数のポンプ段のうちの１つに配置することもでき、特に、これにより、ハウジング内の、別のポンプ段に接して又はその中に配置された位置、特に入口に直接に接続された位置で排気速度に影響が及ぼされる。ゆえに、例えば、分子真空ポンプが、ブロック要素が中に配置されたホルベックポンプ段を有し、この場合、ホルベックポンプに前置されたターボ分子ポンプ段内に、又はホルベックポンプ段に前置された２つのターボ分子ポンプ段の間に配置された中間入口において排気速度に影響が及ぼされることが想定され得る。

別の例は、ブロック要素が、２つのポンプ段の間に、特にホルベックポンプ段とターボ分子ポンプ段との間に配置されていることを想定している。同様にこれは、ホルベックポンプ段に前置されたターボ分子ポンプ段内に、又はホルベックポンプ段に前置された２つのターボ分子ポンプ段の間に配置された中間入口における排気速度に影響を及ぼすのに役立つ。

原則として、ブロック要素は、例えば、２つの入口の間に、特に２つの中間入口の間に設けることもできる。ゆえに、ブロック要素は、例えば、その前後に入口又は中間入口が設けられたポンプ段に配置することができる。２つの入口の間のブロック要素は、例えば、入口の間でポンプ段の圧縮が変化する又は圧縮に影響が及ぼされるようにすることができる。ゆえに、これにより、関係する複数の入口の間の圧力比に影響が及ぼされる。

技術的に簡単な例によれば、ブロック要素は、特にこのブロック要素がターボ分子ポンプ段内に又はこれに接して配置されているとき、金属薄板から製造することができる。ブロック要素は、例えば、ポンピング作用を及ぼす特徴、例えば打抜き加工及び／又は曲げ加工によって製造されるターボステータブレード有することができる。

ホルベックポンプ段又はジークバーンポンプ段内に又はこれに接して、ブロック要素は、例えば１つ又は複数のホルベック溝又はジークバーン溝を遮断する横壁として構成することができる。例えば、１つのポンプ段の複数又は全てのホルベック溝又はジークバーン溝は、軸方向位置又は半径方向位置で、ポンピング方向に対して直交方向のウェブによって閉じることができ、この場合、１つの溝又は個々の溝だけが標準的に構成されている、つまり開いている。

ブロック要素は、原則として、例えば、遮蔽体として構成することができる。

さらに、本発明は、前述の形態による分子真空ポンプと、特に試験ガス用の検出装置とを有する漏れ検知器に関する。本発明による利点は、漏れ検知器において特に有効に利用することができる。漏れ検知器は、好適には、カウンタフローリークディレクタとして構成することができる。試験ガスとして、ヘリウム又は水素を用いることができ、特に水素の場合には例えば試験ガス又は水素を含有する混合ガスの形態で用いることができる。検出装置は、例えば、質量分析計として構成することができる。

漏れ検知器の分子真空ポンプは、有利な一形態によれば、第１の入口と中間入口とを有し、第１の入口は、検出装置に接続されていて、中間入口は、漏れが検査されるべき真空システムに接続されている又は接続可能である。

ブロック要素は、好適には、中間入口の下流側に設けることができ、有利には、少なくとも１つのポンピング作用を及ぼす要素を、ポンピング方向で、中間入口とブロック要素との間に設けることができる。ゆえに、ブロック要素は、特に中間入口の領域の外側に配置されている、かつ／又は中間入口の領域から離間している。

本発明は、さらに、真空システム内の漏れを検知するための、前述の形態の分子真空ポンプの使用に関する。

通過断面は、ポンピング方向に又は流路に沿った選択された位置において横断面で測定された、ポンプ段内の開いた面である。ゆえに、通過断面は、特に、圧送されるべきガス成分が通過することができる、関係する横断面における開口の合計によって形成されている。ロータ駆動される分子真空ポンプでは、通過断面は、特に、ロータ軸に沿って選択された位置における横断面に関し、この場合、断面は、特に、ロータ軸に対して直交方向に延在する。

ポンプ段の通過断面は、特に、１つ又は複数のステータ要素、ターボ分子ポンプ段の場合には特にステータディスクによって、つまり特にポンピング方向でブロック要素に前置された又は後置された１つ又は複数のステータ要素によって規定されている。ポンプ段は、基本的にその軸方向の延在長さに沿って、可変の通過断面を有することができる。ブロック要素による局所的な減少が重要である。

本発明によれば、通過断面は、ブロック要素によって減少されるだけであり、完全には遮断されない。要するに、ブロック要素は、例えば通過断面の一部を覆うことができる。したがって、ブロック要素の傍でポンプ段を通って、例えば次のポンプ段へ向かうガスの圧送は可能なままである。

したがって、通過断面は、特に、ポンプ段の領域においてポンプのロータを通る横断面の開いた領域によって形成されている。ターボ分子ポンプ又はターボ分子ポンプ段では、ターボステータディスクの通過断面は、例えば、半径方向外側で、ターボステータブレードの半径方向外側の境界によって画定されている。この場合、内側では、通過断面は、ターボステータブレードの半径方向内側の境界によって、つまりいわゆるブレード基部によって画定されている。通過断面は、周方向に、ブレードによって分離された開いた部分を有する。ターボロータ又はターボロータディスクについても同様である。ホルベックポンプ段では、通過断面は、例えば外側で又は内側で、複数のホルベック溝のそれぞれの基部によって画定されている。反対向きに、つまり内側で又は外側で、通過断面は、特にホルベックロータによって画定されている。通過断面は、周方向で、ホルベックウェブによって分離された開いた部分、つまりホルベック溝を有する。一般に、ホルベックポンプ段では、通過断面は、特に、ホルベック溝の横断面の合計にほぼ一致する。半径方向で見てジークバーンポンプ段についても同様である。

特に、ブロック要素を通る通過断面は、特にブロック要素の前及び／又は後におけるポンプ段の通過断面の横断面積に関して、少なくとも２５％、特に少なくとも５０％、より好適は少なくとも７５％減少することができる。

多段分子真空ポンプの中間入口は、例えば「段間ポート」とも称され、そのような中間入口を有する分子真空ポンプは、「スプリットフローポンプ」とも称される。

特に、ブロック要素を通る通過断面は、特にポンプ段のロータ軸に対して局所的に非対称であってよい。例えば、ブロック要素は、ポンプ段のロータシャフトの、中間入口の方の側で、このブロック要素が、ロータの、中間入口から離れた側よりも大きな通過断面の割合を遮断する、又はその逆も然りであるように、配置することができる。一般に、ブロック要素は、ロータシャフトの、中間入口の方の側に又は中間入口から離れた側に配置することができる。例えば、ブロック要素は、ロータ軸に対する部分角度領域に配置することしかできず、部分角度領域は、特に中間入口に対応付けられてよい又は対応付けられなくてよい。ブロック要素は、通過断面を、例えば半径方向でロータ軸と中間入口との間に位置する領域で遮断することができる。

例えば、遮断要素が、少なくとも中間入口に割り当てられた又は割り当てられていない周部分に、特に実質的にこの周部分だけに非透過性に構成されていることが想定され得る。半径方向で中間入口とは反対の側の領域又は半径方向で中間入口の方の側の領域は、特に、透過性にかつ／又はポンピング作用を有して構成することができる。半径方向で中間入口とは反対の側又は中間入口の方の側の領域において、ステータは、特に、透過性に構成することができ、一般に「標準的な」ステータのように構成することができる。

ブロック要素の幾何学形状は、例えば、可変であってよい。ゆえに、選択された幾何学形状に応じて、排気速度に関して様々な性能を設定することができる。

一形態によれば、ブロック要素が、壁としてかつ／又は連続する面要素として構成されている、かつ／又はポンピング方向に対して横向きに延在することが想定されている。これは、本発明による利点を達成する構造的に簡単な手段を形成する。ブロック要素は、特に、ポンピング方向及び／又はロータ軸に対して直交方向にかつ／又は横向きに延在することができる。面要素又は壁は、例えば中間入口の境界に対して平行にかつ／又はロータ軸に対して斜めに又は直交方向に配置することができる。

いくつかの形態では、ブロック要素が、局所的な減少の手前で又は後方で、特に、隣り合う、特に前置されたかつ／又は後置された通過断面に関して、半径方向に、ポンプ段の通過断面の一部にわたってのみ延在する。特に、ブロック要素は、半径方向内側部分を覆うことができるかつ／又は半径方向外側部分を覆うことができない。例えば、半径方向の全幅にわたって延在する他の周方向領域においてブロック要素又は同一のブロック要素の部分との組合せも可能である。

一形態によれば、ブロック要素がターボステータディスクの一部として構成されていることが想定されている。原則として、ブロック要素は、例えばステータディスク、特に部分ステータディスクに直接に結合するかつ／又はそのようなディスクに軸方向に対応付けられてよい。軸方向に対応付けられるとは、ブロック要素が、ステータディスク又は部分ステータディスクと少なくとも部分的に同一の軸方向領域に配置されていることを意味する。特に、ブロック要素は、ターボステータディスクの、中間入口の方の側又は中間入口から離れる側の部分と置換することができる。断面で見て、ブロック要素の軸方向の高さに、例えばロータシャフトの、特に中間入口の方の側に又は中間入口から離れる側に、ステータブレードを設けることができる一方、ロータシャフトの、他の中間入口の方の側に、ブロック要素又はブロック要素の閉じた領域を設けることができ、特にステータブレードは設けられていない。

ブロック要素は、構造的に簡単な実施例によれば、金属薄板として構成することができる。ターボステータディスクは、同様に金属薄板として構成されることが多く、ブロック要素は、通常、ターボステータディスクと同様に製造する又は構成することができ、しかしこの場合、特にブロック要素の閉じた領域には、別個のブレードが設けられない。

一発展形態では、ブロック要素が、１つ又は複数のステータブレードに対する特に半径方向内側のブレード基部を規定することが想定されている。特に、ブロック要素によって規定されるブレード基部直径は、前置された又は後置されたロータディスク及び／又はステータディスクのブレード基部直径よりも、特に少なくとも２０％大きくすることができる。

好適には、ブロック要素は、少なくとも大体において、少なくともブロック要素の閉じた領域で平らに構成されている。しかもブロック要素は、例えばシェル状及び／又はホッパ状に構成することができ、特に部分リング状、部分シェル状及び／又は部分ホッパ状に構成することができ、この場合、用語「部分」とは、特にロータシャフトを中心とする角度範囲に関する。

一般に、ポンプは、例えばポンピング方向に関して中間入口に前置されたポンピング作用を及ぼすロータ部分と、ポンピング方向に関して後置されたポンピング作用を及ぼすロータ部分とを有することができ、この場合、特に両ロータ部分は、同一のロータシャフトに結合するかつ／又は直列に接続することができる。一般に、分子真空ポンプは、例えばロータシャフトを１つだけ有することができ、この場合、特に全てのポンプ段及びポンプ段部分を、このロータシャフトによって駆動するかつ／又は直列に接続することができる。

概して、中間入口は、好適には、特にポンプハウジングにおける軸方向領域に開口し、この軸方向領域を介して、中間ポートに前置されたポンプ段又はポンプ段部分が、中間入口に後置されたポンプ段又はポンプ段部分に直列に結合されている。この軸方向領域は、例えば、中間段領域又はポンプ段内の軸方向領域、例えばターボロータディスクの軸方向領域であってよい。一般に、ガスの圧送は、特に、中間入口が開口する軸方向領域及び／又は中間段領域を介して行うことができる。

当然のこととして、ここに記載の方法は、装置に関して述べられた形態及び個々の特徴に応じて発展させることもでき、その逆も然りである。

以下、本発明を、例示的に、有利な実施形態に基づいて、添付の図面を参照して説明する。

ターボ分子ポンプの斜視図を示す。 図１のターボ分子ポンプの下面図を示す。 図２に示された切断線Ａ－Ａに沿ったターボ分子ポンプの断面図を示す。 図２に示された切断線Ｂ－Ｂに沿ったターボ分子ポンプの断面図を示す。 図２に示された切断線Ｃ－Ｃに沿ったターボ分子ポンプの断面図を示す。 分子真空ポンプの内部の排気速度経過のプロットを示す。 分子真空ポンプを示す。 ブロック要素を有する分子真空ポンプの内部の排気速度経過のプロットを示す。 ブロック要素を有する分子真空ポンプを示す。 ブロック要素を示す。 別のブロック要素を示す。 ブロック要素を有する分子真空ポンプの内部の排気速度経過のプロットを示す。 漏れ検知器を示す。

図１に示されたターボ分子ポンプ１１１は、入口フランジ１１３によって包囲されたポンプ入口１１５を有し、ポンプ入口１１５に、それ自体周知のように、図示されていないレシピエントを接続することができる。レシピエントからのガスは、ポンプ入口１１５を介してレシピエントから吸い込まれ、ポンプを経てポンプ出口１１７へ圧送することができ、このポンプ出口には、例えば回転ベーンポンプのような予備真空ポンプを接続することができる。

入口フランジ１１３は、図１による真空ポンプの整向では、真空ポンプ１１１のハウジング１１９の上端を構成する。ハウジング１１９は、下部１２１を有し、この下部の横に、電子機器ハウジング１２３が配置されている。電子機器ハウジング１２３内に、例えば真空ポンプ内に配置された電気モータ１２５を作動させるために、真空ポンプ１１１の電気及び／又は電子部品が収納されている（図３参照）。電子機器ハウジング１２３には、アクセサリ用の複数のポート１２７が設けられている。加えて、例えばＲＳ４８５規格に準拠するデータインタフェース１２９及び電力供給ポート１３１が、電子機器ハウジング１２３に配置されている。このように取り付けられた電子機器ハウジングを有さず、外部の駆動電子機器に接続されるターボ分子ポンプも存在する。

ターボ分子ポンプ１１１のハウジング１１９には、特に通気弁の形態の通気入口１３３が設けられていて、この通気入口１３３を介して、真空ポンプ１１１に通気を行うことができる。さらにまた、下部１２１の領域には、パージガスポートとも称されるシールガスポート１３５が配置されていて、シールガスポート１３５を介して、パージガスが、ポンプによって圧送されるガスから電気モータ１２５（例えば図３参照）を保護するために、モータスペース１３７（このモータスペース内で、電気モータ１２５は真空ポンプ１１１内に収納されている）へ導入することができる。さらにまた、下部１２１内には、さらに２つの冷却剤ポート１３９が配置されていて、これらの冷却剤ポートのうちの一方は、冷却剤用の入口として設けられていて、他方の冷却剤ポートは、冷却剤用の出口として設けられていて、この冷却剤は、冷却のために真空ポンプ内に導入することができる。存在する他のターボ分子ポンプ（図示しない）は、専ら冷却空気を用いて運転される。

真空ポンプの下面１４１は、スタンド面として使用することができるので、真空ポンプ１１１は、下面１４１を基準に縦置きで運転することができる。しかしながら、真空ポンプ１１１は、入口フランジ１１３を介してレシピエントに固定され、これにより、ある程度吊り下がった状態で運転されてもよい。加えて、真空ポンプ１１１は、図１に示されたものとは違うように整向されているときでも運転できるように構成することができる。下面１４１が下を向くのではなく、横に向くか、上を向くように整向して配置することができる真空ポンプの実施形態を実現することもできる。この場合、原則として、任意の角度で実現可能である。ここで図示されるポンプよりも特に大きな、存在する他のターボ分子ポンプ（図示しない）は、縦置きでは運転することができない。

図２に図示された下面１４１には、さらに、種々のボルト１４３が配置されていて、これらのボルトによって、ここではそれ以上は特定されていない真空ポンプの構成部材が互いに固定されている。例えば、軸受カバー１４５が、下面１４１に固定されている。

加えて、下面１４１には、固定孔１４７が配置されていて、これらの固定孔１４７を介して、ポンプ１１１は、例えば載置面に固定することができる。これは、ここで図示されるポンプよりも特に大きな、存在する他のターボ分子ポンプ（図示しない）では、不可能である。

図２～図５には、冷却剤ライン１４８が図示されていて、この冷却ライン１４８内を、冷却剤ポート１３９を介して導入及び導出される冷却剤が循環することができる。

図３～図５の断面図が示すように、真空ポンプは、ポンプ入口１１５に存在するプロセスガスをポンプ出口１１７へ圧送するために複数のプロセスガスポンプ段を有する。

ハウジング１１９内に、ロータ１４９が配置されていて、ロータ１４９は、回転軸１５１を中心として回転可能なロータシャフト１５３を有する。

ターボ分子ポンプ１１１は、ロータシャフト１５３に固定された複数の半径方向のロータディスク１５５と、ロータディスク１５５の間に配置されかつハウジング１１９に固定された複数のステータディスク１５７とを有する、ポンピング作用を及ぼす互いに直列に介装された複数のターボ分子ポンプ段を具備する。この場合、ロータディスク１５５とこれに隣り合うステータディスク１５７とが、それぞれ１つのターボ分子ポンプ段を構成する。ステータディスク１５７は、スペーサリング１５９によって互いに所望の軸方向の間隔を置いて保持されている。

加えて、真空ポンプは、半径方向に互いに内外に配置され、ポンピング作用を及ぼす互いに直列に介装されたホルベックポンプ段を有する。ホルベックポンプ段を有しない他のターボ分子真空ポンプ（図示しない）が存在する。

ホルベックポンプ段のロータは、ロータシャフト１５３に配置された１つのロータハブ１６１と、ロータハブ１６１に固定されかつこのロータハブ１６１によって支持された２つの円筒側面状のホルベックロータスリーブ１６３、１６５を有し、これらのホルベックロータスリーブ１６３、１６５は、回転軸１５１に対して同軸に整向されていて、半径方向に互いに内外に介装されている。さらに、２つの円筒側面状のホルベックステータスリーブ１６７、１６９が設けられていて、これらのホルベックステータスリーブ１６７、１６９も同様に回転軸１５１に対して同軸に整向されていて、半径方向に見て互いに内外に介装されている。

ホルベックポンプ段のポンピング作用を及ぼす表面は、ホルベックロータスリーブ１６３、１６５及びホルベックステータスリーブ１６７、１６９の側面によって、即ち半径方向内側面及び／又は外側面によって構成されている。外側のホルベックステータスリーブ１６７の半径方向の内側面は、半径方向のホルベックギャップ１７１を形成しつつ外側のホルベックロータスリーブ１６３の半径方向外側面に対向し、この半径方向外側面とともに、ターボ分子ポンプの後に続く第１のホルベックポンプ段を構成する。外側のホルベックロータスリーブ１６３の半径方向内側面は、半径方向のホルベックギャップ１７３を形成しつつ内側のホルベックステータスリーブ１６９の半径方向外側面に対向し、この半径方向外側面とともに第２のホルベックポンプ段を構成する。内側のホルベックステータスリーブ１６９の半径方向内側面は、半径方向のホルベックギャップ１７５を形成しつつ内側のホルベックロータスリーブ１６５の半径方向外側面に対向し、この半径方向外側面とともに第３のホルベックポンプ段を構成する。

ホルベックロータスリーブ１６３の下端に、その介在により半径方向外側に位置するホルベックギャップ１７１を中央のホルベックギャップ１７３に接続する、半径方向に延在する通路を設けることができる。加えて、内側のホルベックステータスリーブ１６９の上端に、その介在により中央のホルベックギャップ１７３を半径方向内側に位置するホルベックギャップ１７５に接続する、半径方向に延在する通路を設けることができる。これにより、互いに内外に介装されたホルベックポンプ段は、互いに直列に介装される。さらに、半径方向内側に位置するホルベックロータスリーブ１６５の下端に、出口１１７に通じる接続通路１７９を設けることができる。

ホルベックステータスリーブ１６７、１６９の前述のポンピング作用を及ぼす表面は、それぞれ、回転軸１５１を中心として螺旋状に軸方向に延在する複数のホルベック溝を備えるが、ホルベックロータスリーブ１６３、１６５の対向する側面は、平滑に形成されていて、ホルベック溝内の真空ポンプ１１１を作動させるためのガスを送る。

ロータシャフト１５３を回転可能に軸支するために、転がり軸受１８１がポンプ出口１１７の領域に設けられていて、永久磁石磁気軸受１８３が、ポンプ入口１１５の領域に設けられている。

転がり軸受１８１の領域で、ロータシャフト１５３に、転がり軸受１８１に向かって増大する外径を有する円錐形のスプレーナット１８５が設けられている。スプレーナット１８５は、作動媒体蓄積器の少なくとも１つの掻落とし部材と滑り接触している。存在する他のターボ分子真空ポンプ（図示しない）では、スプレーナットの代わりに、スプレーボルトを設けることができる。したがって種々の実施形態が実現可能であるので、この関連において、用語「スプレートップ」も用いられる。作動媒体蓄積器は、上下に重ねられた複数の吸収性のディスク１８７を有し、これらのディスク１８７には、転がり軸受１８１用の作動媒体、例えば潤滑剤が含浸されている。

真空ポンプ１１１の作動中、作動媒体は、毛管現象によって作動媒体蓄積器から掻落とし部材を介して、回転するスプレーナット１８５へ伝達され、遠心力によって、スプレーナット１８５に沿って、スプレーナット１８５の外径が大きくなる方向に転がり軸受１８１に向かって移送され、そこで、作動媒体は、例えば潤滑機能を満たす。転がり軸受１８１及び作動媒体蓄積器は、真空ポンプ内で槽状のインサート１８９と軸受カバー１４５とによって包囲されている。

永久磁石磁気軸受１８３は、ロータ側の軸受半体１９１とステータ側の軸受半体１９３とを有し、これらの軸受半体１９１、１９３は、軸方向に上下に積み重ねられた複数の永久磁石リング１９５、１９７から成るそれぞれ１つのリングスタックを有する。リング磁石１９５、１９７は、互いに半径方向の軸受ギャップ１９９を形成しつつ対向し、この場合、ロータ側のリング磁石１９５は、半径方向外側に配置されていて、ステータ側のリング磁石１９７は、半径方向内側に配置されている。軸受ギャップ１９９内に存在する磁場は、リング磁石１９５、１９７の間に、ロータシャフト１５３の半径方向の軸支をもたらす磁気的反発力を惹起する。ロータ側のリング磁石１９５は、ロータシャフト１５３のキャリヤ部分２０１によって支持され、このキャリヤ部分２０１は、リング磁石１９５を半径方向外側で包囲する。ステータ側のリング磁石１９７は、ステータ側のキャリヤ部分２０３によって支持され、このキャリヤ部分２０３は、リング磁石１９７を通って延在し、ハウジング１１９の半径方向の補強材２０５に懸架されている。回転軸１５１に対して平行に、ロータ側のリング磁石１９５は、キャリヤ部分２０１と連結されたカバー要素２０７によって固定されている。ステータ側のリング磁石１９７は、回転軸１５１に対して平行に、１つの方向に、キャリヤ部分２０３と結合された固定リング２０９とキャリヤ部分２０３と結合された固定リング２１１とによって固定されている。加えて、固定リング２１１とリング磁石１９７の間に、皿ばね２１３を設けることができる。

磁気軸受内に、非常用軸受又は安全軸受２１５が設けられていて、この非常用軸受又は安全軸受２１５は、真空ポンプ１１１の標準的な作動中に、接触することなく空転し、ステータに対して相対的にロータ１４９が過度に半径方向に変位したときになってから、ロータ１４９用の半径方向ストッパを構成するために作用する。これにより、ステータ側の構造物とロータ側の構造物の衝突が防止される。安全軸受２１５は、無潤滑の転がり軸受として形成されていて、ロータ１４９及び／又はステータとともに、安全軸受２１５が標準的なポンプ作動中に作用しないようにする半径方向のギャップを構成する。安全軸受２１５が作用する半径方向の変位は、安全軸受２１５が真空ポンプの標準的な作動中には作用しないように十分大きく、同時に、ステータ側の構造物とロータ側の構造物との衝突が全ての状況下で阻止されるように十分小さく、寸法設定されている。

真空ポンプ１１１は、ロータ１４９を回転駆動するための電気モータ１２５を有する。電気モータ１２５の電機子は、ロータ１４９によって構成され、このロータ１４９のロータシャフト１５３は、モータステータ２１７を通って延在する。モータステータ２１７を通って延在するロータシャフト１５３の部分には、半径方向外側に又は埋設されて、永久磁石装置を配置することができる。モータステータ２１７とモータステータ２１７を通って延在するロータ１４９の部分との間には、中間スペース２１９が配置されていて、この中間スペース２１９は、半径方向のモータギャップを有し、このモータギャップを介して、モータステータ２１７と永久磁石装置とに、駆動モーメントを伝達するために磁気作用を及ぼすことができる。

モータステータ２１７は、ハウジング内で、電気モータ１２５のために設けられたモータスペース１３７内に固定されている。シールガスポート１３５を介して、パージガスとも称されかつ例えば空気又は窒素であってよいシールガスがモータスペース１３７内へ達し得る。シールガスを介して、電気モータ１２５は、プロセスガス、例えばプロセスガスの腐食作用成分から防護することができる。モータスペース１３７は、ポンプ出口１１７を介して真空引きすることもでき、即ちモータスペース１３７内は、少なくともほぼ、ポンプ出口１１７に接続された予備真空ポンプによって生じさせられた真空圧力が支配する。

加えて、ロータハブ１６１とモータスペース１３７を画成する壁２２１との間には、特に、半径方向外側に位置するホルベックポンプ段に対するモータスペース２１７の良好なシールを達成するために、それ自体周知のいわゆるラビリンスシール２２３を設けることができる。

以下に説明するポンプ及システムは、部分的に著しく概略的に簡素化して図示されている。それらは、実用的な実施のために、有利には前述のポンプの個々の又は複数の特徴を有して実施可能である。同様に、前述のポンプには、有利には、ブロック要素を、特に図示のステータディスクの代わりに備え付けることができる。

図６は、図７に示された例示的な分子真空ポンプ２５０内の異なるガスに対する２つの部分的な排気速度のプロットが示されている。分子真空ポンプ２５０は、ターボポンプ段２５２と、ホルベックポンプ段２５４とを有する。

図６のプロットの縦座標は、Ｌ／ｓの排気速度Ｓに対応付けられている。横座標は、分子真空ポンプ２５０の流路に沿って見た位置ｉに対応付けられている。ターボポンプ段２５０は、１６枚のディスクを有し、ディスクの各々が、図６のプロットの観点で「位置」を成している。ホルベックポンプ段２５４は、全体として、図６のプロットの観点で１つの位置を成している。全ての位置ｉは、分子真空ポンプ２５０の、ここには図示されていないハウジング内に配置されている。プロットは、異なるガスの内部の部分的な排気速度の経過を示す。

流路の位置のナンバリングは、ここではポンピング方向とは逆に行われる。位置１７におけるターボロータディスクは、分子真空ポンプ２５０の高真空側の端部を形成する一方、位置１におけるホルベックポンプ段２５４は、分子真空ポンプ２５０の吐出側の端部を形成する。つまり、ポンピング方向は、図６及び図７において、右から左へ延びる。ターボステータディスクは、偶数の位置番号を有する一方、ターボロータディスクは、奇数の番号を有し、この場合、後者は、分かりやすくするために別個には記載されていない。ただし、図７では、理解を容易にするために、位置１及び位置１７が示されている。

一般に、図６の右側にある分子ポンプ２５０の高真空側の端部における排気速度Ｓは、極めて大きく、図６の左側にある分子真空ポンプ２５０の吐出側の端部に向けて低下する。

図６に示された排気速度曲線は、ヘリウムや窒素の部分的な排気速度に関する。これに対応して、排気速度曲線にはＳ_Ｎ２又はＳ_Ｈｅが付されている。これらの排気速度曲線は、後述する排気速度曲線と同様に、シミュレーションによって求められた。

分子真空ポンプ２５０は、ポンピング方向に見て第１の入口２５６を有し、第１の入口２５６は、位置１７で又は高真空側のターボロータディスクの付近で開口する。さらに、分子真空ポンプ２５０は、中間入口２５８を有し、中間入口２５８は、位置１１の付近で又は対応するターボロータディスクの付近で開口する。

入口２５６及び２５８は、図６及び図７の両方に示唆されている。さらに、図６には、中間接続部２５８付近での又は位置１１でのヘリウムの部分的な排気速度と窒素の部分的な排気速度との間の差２６０が示唆されている。したがって、差２６０は、ΔＳ_１１＝Ｓ_{Ｎ２；１１}－Ｓ_{Ｈｅ；１１}に相当する。

図８及び図９は、図６及び図７に類似した描画を示し、したがって、図８及び図９については独自性についてのみ言及する。考慮される分子真空ポンプ２５０は、基本的に、図７の分子真空ポンプのように構成されている。ただし、位置６には、慣用のターボステータディスクが設けられずに、静的なブロック要素２６２が設けられている。ブロック要素２６２は、図８及び図９の両方に示唆されている。

ブロック要素２６２は、分子真空ポンプ２５０の通過断面の局所的な減少をもたらす。これは、図９において、ロータシャフト２６４からの一方の側の実線によって又はロータシャフト２６４からの他方の側の破線によって示唆されたように、例えば、ブロック要素２６２が、部分的に閉じたディスクとして、かつ一部で少なくとも部分的に開いたディスクとして構成されていることによってもたらされる。

図８から分かるように、部分的な排気速度Ｓ_Ｎ２及びＳ_Ｈｅは、位置６の付近で又はブロック要素２６２の付近で大きく低下している。これは、当業者の予想と一致する。というのも、ブロック要素２６２が、ターボポンプ段２５２の通過断面を局所的に減少させるからである。さらに、これにより、流路に沿った他の位置、特にブロック要素２６２から離間した位置でも排気速度Ｓ_Ｎ２及びＳ_Ｈｅに影響が及ぼされることが明らかである。これは、図６と図８との比較から得られる。さらに、部分的な排気速度Ｓ_Ｎ２及びＳ_Ｈｅに、同一にではなくそれぞれ異なって影響が及ぼされることが明らかである。一般に、排気速度に的確に影響を及ぼすために、１つのブロック要素２６２を、ブロック要素２６２の位置とは異なる位置で使用することができ、そして特に、部分的な排気速度の間の差及び／比に的確に影響を及ぼすために、異なるガスの部分的な排気速度に対するそれぞれ異なる影響を利用することができることが認められた。

特に、ブロック要素２６２によって、部分的な排気速度Ｓ_{Ｎ２；１１}及びＳ_{Ｈｅ；１１}に影響が及ぼされ、これらの２つの部分的な排気速度の間の差２６０が、図６と比較して又は図７によるブロック要素を有しない分子真空ポンプ２５０と比較して増大した。つまり、中間入口２５８では、最終的に、窒素の部分的な排気速度は、ヘリウムの部分的な排気速度に対して相対的に増加した。

図１０には、例示的なブロック要素２６２が示されている。観察者の観察方向は、ここではロータシャフトに対して平行である。ブロック要素２６２は、ロータシャフトを基準とする角度領域にわたって閉じて形成されたディスクとして構成されている。閉じた角度領域２６４は、ここでは約２７０°にわたって延在する。残りの角度領域２６６では、ブロック要素２６２は、真っ直ぐに開いている。つまり、領域２６６は、透過性の領域である。ここに示されたブロック要素２６２は、特に簡単な実施形態を形成する。図８による排気速度曲線は、特にそのようなブロック要素２６２に基づいている。

その中央で、ブロック要素２６２は、図１０では開放された中央領域２６８を有し、中央領域２６８を通って、組み立てられた状態で、ロータシャフトが延在する。したがって、中央領域２６８は、開いた通過断面を形成しない。これに対して、そのような開いた通過断面は、角度領域２６６によってのみ形成される。それにもかかわらず、開いた中央領域は、例えばロータシャフトよりも大きくてもよいので、ブロック要素とロータシャフトとの間の半径方向領域は、開いている又は通過性を有する。これは、ブロック要素の内周に当てはまる。もちろん、これは、相応にその外周にも当てはまり、つまり外周にも開いた半径方向領域を設けることができる。

図１１には、ブロック要素２６２の別の実施形態が、斜視図で示されている。図１１のブロック要素２６２は、ここでは３００°より大きい閉じた角度領域２６４を有する。領域２７０では、ブロック要素２６２は、通過性に構成されているが、ただし図１０の領域２６６とは異なり、ポンピング作用を及ぼす構造を有する。ポンピング作用を及ぼす構造は、ここではターボステータブレード２７２によって形成されている。

具体的には、ポンピング作用を及ぼす構造又は領域２７０は、２つの貫通部２７４が介在する複数のターボステータブレード２７２を有する。ターボステータブレード２７２．２は、ある程度「通常の」ターボステータブレードとして構成されていて、特に、ターボステータブレード２７２．２は、完全なターボステータブレードを形成する。これに対して、ターボステータブレード２７２．１及び２７２．３は、単に、部分的な又は「半分の」ターボステータブレードとして構成されている。したがって、ブロック要素２６２の、ポンピング作用を及ぼす構造は、効果的に２つのターボステータブレードを有し、これは、ターボステータブレード２７２間の貫通部２７４の数に対応する。

ブロック要素２６２のポンピング作用を及ぼす構造は、ブロック要素２６２の領域における異なるガスの部分的な排気速度の相対的な均等化をもたらす。

図１２は、図９によるポンプにおける窒素の部分的な排気速度とヘリウムの部分的な排気速度とのプロットを示し、その際、ブロック要素２６２は、図１１に従って構成されていて、同様に位置６に設けられている。位置６における図８のプロットと図１２のプロットとの比較は、図１１によるブロック要素２６２では、ブロック要素２６２の位置、つまりここでは位置６における部分的な排気速度Ｓ_Ｎ２及びＳ_Ｈｅは、図１０による、又はポンプ作用を有する構造を有しないブロック要素２６２のときと類似していて、特に少なくとも実質的に同一であることを示す。

さらに、位置１１又は中間入口２５８における図８のプロットと図１２のプロットとの比較は、図１２における部分的な排気速度の間の差２６０が、図８の場合よりも大きいことを示す。つまりここでは、ポンピング作用を及ぼす構造は、部分的な排気速度の差２６０のさらなる増大をもたらす、又は部分的な排気速度Ｓ_{Ｈ２；１１}に対して相対的な部分的な排気速度Ｓ_{Ｎ２；１１}のさらなる増大をもたらす。

図１３には、漏れ検知器２８０が示されている。漏れ検知器２８０は、分子真空ポンプ２８２と、質量分析計として構成された検出装置２８４と、ここには図示されていない、漏れがチェックされるべき真空システムに対する接続部２８６とを有する。

分子真空ポンプ２８２は、スプリットフローポンプとして構成されている。分子真空ポンプ２８２は、第１の入口２８８と中間入口２９０と別の中間入口２９２と出口２９４とを有する。

分子真空ポンプ２８２は、ターボポンプ段２９６とホルベックポンプ段２９８とを有する。ポンピング方向及び流路が、第１の入口２８８から出口２９４へと延在する。中間入口２９０は、ターボポンプ段２９６に開口する。中間入口２９２は、ホルベックポンプ段２６８の入口で開口する。出口２９４は、ホルベックポンプ段２９８の端部で開口する。

漏れ検知器２８０は、さらに予備真空ポンプ３００を有する。ラインシステムを介して、接続部２８６は、中間入口２９０及び２９２に接続されていて、予備真空ポンプ３００は、特に出口２９４に接続されている。ラインシステムは、さらに、接続部２８６及び予備真空ポンプ３００の両方が実質的に任意に中間入口２９０、中間入口２９２及び出口２９４に接続可能である又はこれらから分離可能であるように構成されているとともに弁３０２によって柔軟に制御可能である。

漏れ検知器２８０は、例えば試験ガスとしてヘリウムを用いて運転される。代替的に、例えば水素又は水素を含む混合ガスを試験ガスとして使用することもできる。本明細書における図面の説明は、大体において専らヘリウムに関するが、水素についても相応に適用される。

漏れを調べるとき、ヘリウムは、ここでは図示されていない、漏れが検査されるべき真空システムの領域に分配され、真空システムは、接続部２８６を介して真空排気される。真空システムに漏れがあると、周囲空気の他に、ヘリウムが、真空システム内に至り、そして接続部２８６へ向かう。接続部２８６は、特に、中間入口２９０に接続されているので、ヘリウムは、周囲空気のガス成分とともに、中間入口２９０へ向かい、分子真空ポンプ２８２内に至る。

検出装置２８４は、ヘリウムの検出に用いられる。ゆえに、ヘリウムのある程度の部分が、中間入口２９０からポンピング方向とは逆向きに流れ、第１の入口２８８を介して検出装置２８４に至る。そのような理由から、ここに示された形態に基づく漏れ検知器は、カウンタフローリークディレクタとも称される。

原則的に、空気成分のある程度の量も、ポンピング方向とは逆向きに流れ、検出装置２８４に至る。空気成分は、ヘリウムに関する検出精度を損なうおそれがある。空気は、その大部分が窒素からなるので、ここでは窒素が優先的に観察される。つまり、ヘリウムに関する検出装置２８４の検出精度を改善するために、窒素の可能な限り大きな割合がポンピング方向に出口２９４へ向けてポンピングされる一方、ヘリウムの可能な限り大きな割合が、ポンピング方向とは逆向きに検出装置２８４に至ると有利である。

分子真空ポンプ２８２には、ブロック要素２６２が備え付けられている。ブロック要素２６２は、中間入口２９０の下流側で中間入口２９０に対して間隔を置いた位置に配置されている。具体的には、複数のポンピング作用を及ぼす要素が、ポンピング方向でブロック要素２６２と中間入口２９０との間に設けられている。

ブロック要素２６２によって、流路に関して、中間入口２９０の位置で、窒素の部分的な排気速度が、ヘリウムの部分的な排気速度に対して相対的に増加させられ、特に、これらの部分的な排気速度の間の差が増大させられる。これは、図８及び図１２に関して、中間入口２５８又は位置１１についての説明と同様に行われる。

窒素の部分的な排気速度とヘリウムの部分的な排気速度とを相対的に変化させることによって、逆流するヘリウムと逆流する窒素との比も変化する。特に、窒素の部分的な排気速度に対して相対的に大きな、中間入口２９０における窒素の部分的な排気速度によって、窒素の大部分がポンピング方向に搬出され、窒素のわずかな部分だけしかポンピング方向とは逆向きに流れない。その逆に、これにより、ヘリウムのわずかな部分がポンピング方向に搬出され、ヘリウムの大部分がポンピング方向とは逆向きに流れる。したがって、逆流する窒素に対する逆流するヘリウムの量比が改善され、これにより、漏れ検知器２８０の検出精度が改善される。
なお、本願は、特許請求の範囲に記載の発明に関するものであるが、他の観点として以下を含む。
１．分子真空ポンプ（２５０、２８２）の排気速度、特に内部の排気速度に影響を及ぼす方法において、分子真空ポンプ（２５０、２８２）は、少なくとも１つの分子ポンプ段（２５２、２５４、２９６、２９８）を有し、分子ポンプ段（２５２、２５４、２９６、２９８）によって、ガス状の媒体を、分子真空ポンプ（２５０、２８２）の入口（２５６、２５８、２８８、２９０）から出口へ向けて流路に沿って圧送可能であり、ポンプ段（２５２、２５４、２９６、２９８）は、ポンピング方向と、ポンピング方向に対して横向きに通過断面とを有し、分子真空ポンプ（２５０、２８２）の流路における第１の位置で排気速度に、すなわち、分子真空ポンプ（２５０、２８２）の流路における第１の位置とは異なる第２の位置にブロック要素（２６２）を設けることによって影響を及ぼし、ブロック要素（２６２）によって、通過断面が局所的に減少されている、方法。
２．第２の位置が、第１の位置から離間している、かつ／又は第２の位置が、第１の位置の下流側に配置されている、上記１に記載の方法。
３．第１の位置で第１のガスの部分的な排気速度と第２のガスの部分的な排気速度との間の差及び／又は比が増大するように、特に内部の排気速度に第１の位置で影響を及ぼす、上記１又は２に記載の方法。
４．第１のガスは、１０ｇ／ｍｏｌ以上、特に２０ｇ／ｍｏｌ以上のモル質量を有し、かつ／又は第２のガスは、１０ｇ／ｍｏｌ未満、特に５ｇ／ｍｏｌ未満のモル質量を有し、かつ／又は第１のガスは、窒素及び／又は空気であり、かつ／又は第２のガスは、ヘリウム及び／又は水素である、上記３に記載の方法。
５．第１の位置は、分子真空ポンプ（２５０）のハウジング内で、入口（２５８、２５６、２８８、２９０）に直接に接続された領域にかつ／又は入口（２５８、２５６、２８８、２９０）、特に中間入口の軸方向領域に配置されていて、かつ／又は第２の位置は、入口領域の外側に配置されている、上記１から４のいずれか１つに記載の方法。
６．ブロック要素（２６２）は、第２の位置における第１のガスの部分的な排気速度と第２のガスの部分的な排気速度とが少なくとも実質的に同一であるように構成されている、上記１から５のいずれか１つに記載の方法。
７．分子真空ポンプ（２５０、２８２）、特にターボ分子真空ポンプにおいて、少なくとも１つの分子ポンプ段（２５２、２５４、２９６、２９８）を備え、分子ポンプ段（２５２、２５４、２９６、２９８）によって、ガス状の媒体を、分子真空ポンプ（２５０、２８２）の入口（２５６、２５８、２８８、２９０）から出口（２９４）へ向けて流路に沿って圧送可能であり、ポンプ段（２５２、２５４、２９６、２９８）は、ポンピング方向と、ポンピング方向に対して横向きに通過断面とを有し、特に静的なブロック要素（２６２）が設けられていて、ブロック要素（２６２）によって、通過断面が局所的に減少されている、分子真空ポンプ（２５０、２８２）。
８．分子真空ポンプ（２５０、２８２）は、ポンプ段（２５２、２９６）内に又は２つのポンプ段（２５２、２９６）の間に配置された中間入口（２５８、２９０）を備える、上記７に記載の分子真空ポンプ（２５０、２８２）。
９．ブロック要素（２６２）は、ポンピング方向で入口（２５６、２５８、２８８、２９０）の後方に、特に中間入口の後方に配置されている、上記７又は８に記載の分子真空ポンプ（２５０、２８２）。
１０．ブロック要素（２６２）は、入口領域の外側にかつ／又はポンプ段（２５２、２５４、２９６、２９８）の内側に配置されている、上記７から９のいずれか１つに記載の分子真空ポンプ（２５０、２８２）。
１１．ブロック要素（２６２）は、ポンプロータの回転軸を基準に角度範囲（２６４）にわたって、特に１８０°より大きい、特に２７０°より大きい角度範囲にわたって閉じている、上記７から１０のいずれか１つに記載の分子真空ポンプ（２５０、２８２）。
１２．ブロック要素（２６２）は、ポンピング作用を及ぼす構造を有する、上記７から１１のいずれか１つに記載の分子真空ポンプ（２５０、２８２）。
１３．ポンピング作用を及ぼす構造は、所定数の、特に有効数のポンピング作用を及ぼす特徴（２７２）を有し、数は、最小で１及び／又は最大で１０、特に最大で４である、上記７から１２のいずれか１つに記載の分子真空ポンプ（２５０、２８２）。
１４．漏れ検知器において、上記７から１３のいずれか１つに記載の分子真空ポンプ（２８２）と試験ガスを検出する検出装置（２８４）とを備え、特に、分子真空ポンプ（２８２）は、第１の入口（２８８）と中間入口（２９０）とを有し、第１の入口（２８８）は、検出装置（２８４）、例えば質量分析計に接続されていて、中間入口（２９０）は、漏れが検査されるべき真空システムに接続されている又は接続可能であり、ブロック要素（２６２）は、中間入口（２９０）の下流側に設けられていて、少なくとも１つのポンピング作用を及ぼす要素が、ポンピング方向で、中間入口（２９０）とブロック要素（２６２）との間に設けられている、漏れ検知器。
１５．真空システム内の漏れを調べるための上記７から１３のいずれか１つに記載の分子真空ポンプの使用。

１１１ ターボ分子ポンプ
１１３ 入口フランジ
１１５ ポンプ入口
１１７ ポンプ出口
１１９ ハウジング
１２１ 下部
１２３ 電子機器ハウジング
１２５ 電気モータ
１２７ アクセサリポート
１２９ データインタフェース
１３１ 電力供給ポート
１３３ 通気入口
１３５ シールガスポート
１３７ モータスペース
１３９ 冷却剤ポート
１４１ 下面
１４３ ボルト
１４５ 軸受カバー
１４７ 固定孔
１４８ 冷却剤ライン
１４９ ロータ
１５１ 回転軸
１５３ ロータシャフト
１５５ ロータディスク
１５７ ステータディスク
１５９ スペーサリング
１６１ ロータハブ
１６３ ホルベックロータスリーブ
１６５ ホルベックロータスリーブ
１６７ ホルベックステータスリーブ
１６９ ホルベックステータスリーブ
１７１ ホルベックギャップ
１７３ ホルベックギャップ
１７５ ホルベックギャップ
１７９ 接続チャネル
１８１ 転がり軸受
１８３ 永久磁石磁気軸受
１８５ スプレーナット
１８７ ディスク
１８９ インサート
１９１ ロータ側の軸受半体
１９３ ステータ側の軸受半体
１９５ リング磁石
１９７ リング磁石
１９９ 軸受ギャップ
２０１ キャリヤ部分
２０３ キャリヤ部分
２０５ 半径方向の補強材
２０７ カバー要素
２０９ 支持リング
２１１ 固定リング
２１３ 皿ばね
２１５ 非常用軸受又は安全軸受
２１７ モータステータ
２１９ 中間スペース
２２１ 壁部
２２３ ラビリンスシール
２５０ 分子真空ポンプ
２５２ ターボポンプ段
２５４ ホルベックポンプ段
２５６ 第１の入口
２５８ 中間入口
２６０ 差
２６２ ブロック要素
２６４ 閉じた領域
２６６ 通過性の領域
２６８ 中央領域
２７０ 通過性の領域
２７２ ターボステータブレード
２７４ 貫通孔
２８０ 漏れ検知器
２８２ 分子真空ポンプ
２８４ 検出装置
２８６ 接続部
２８８ 第１の入口
２９０ 中間入口
２９２ 中間入口
２９４ 出口
２９６ ターボポンプ段
２９８ ホルベックポンプ段
３００ 予備真空ポンプ
３０２ 弁

Claims (13)

1. 分子真空ポンプ（２５０、２８２）の内部の排気速度に影響を及ぼす方法において、分子真空ポンプ（２５０、２８２）は、少なくとも１つの分子ポンプ段（２５２、２５４、２９６、２９８）を有し、分子ポンプ段（２５２、２５４、２９６、２９８）によって、ガス状の媒体を、分子真空ポンプ（２５０、２８２）の入口（２５６、２５８、２８８、２９０）から出口へ向けて流路に沿って圧送可能であり、分子ポンプ段（２５２、２５４、２９６、２９８）は、ポンピング方向と、ポンピング方向に対して横向きに通過断面とを有し、
   分子真空ポンプ（２５０、２８２）の流路における第１の位置とは異なる第２の位置にブロック要素（２６２）を設けて、通過断面を局所的に減少させることによって、第１の位置で、第１のガスの排気速度と第２のガスの排気速度との間の差と比との少なくとも一方が増大するようにし、
   分子ポンプ段（２５２、２５４、２９６、２９８）は、少なくとも、ロータディスクとステータディスクとを具備するターボポンプ段（２５２、２９６）を有し、ターボポンプ段（２５２、２９６）に、第１の位置及び第２の位置が位置し、
   第２の位置は、第１の位置から離間していることと、第１の位置の下流側に配置されていることとの少なくとも一方であり、
   ブロック要素は、ステータディスクの一部として構成されていることと、ステータディスクに代えて構成されていることとの少なくとも一方である、方法。
2. 第１のガスは、１０ｇ／ｍｏｌ以上又は２０ｇ／ｍｏｌ以上のモル質量を有することと、
   第２のガスは、１０ｇ／ｍｏｌ未満又は５ｇ／ｍｏｌ未満のモル質量を有することと、
   第１のガスは、窒素と空気との少なくとも一方であることと、
   第２のガスは、ヘリウムと水素との少なくとも一方であることと、
   の少なくとも１つである、請求項１に記載の方法。
3. 第１の位置は、分子真空ポンプ（２５０）のハウジング内で、入口（２５６、２５８、２８８、２９０）に直接に接続された領域と入口（２５６、２５８、２８８、２９０）又は中間入口の軸方向領域との少なくとも一方に配置されていることと、
   第２の位置は、入口（２５６、２５８、２８８、２９０）から離れて配置されていることと、
   の少なくとも一方である、請求項１又は２に記載の方法。
4. ブロック要素（２６２）は、第２の位置における第１のガスの排気速度と第２のガスの排気速度との差が最大で毎秒２リットル（Ｌ／ｓ）又は最大で毎秒１リットル（Ｌ／ｓ）となるように構成されている、請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
5. 分子真空ポンプ（２５０、２８２）において、
   少なくとも１つの分子ポンプ段（２５２、２５４、２９６、２９８）を備え、分子ポンプ段（２５２、２５４、２９６、２９８）によって、ガス状の媒体を、分子真空ポンプ（２５０、２８２）の入口（２５６、２５８、２８８、２９０）から出口（２９４）へ向けて流路に沿って圧送可能であり、
   分子ポンプ段（２５２、２５４、２９６、２９８）は、ポンピング方向と、ポンピング方向に対して横向きに通過断面とを有し、
   分子真空ポンプ（２５０、２８２）の流路における第１の位置とは異なる第２の位置にブロック要素（２６２）が設けられていて、ブロック要素（２６２）によって、通過断面が局所的に減少されていて、これにより、第１の位置で、分子真空ポンプ（２５０、２８２）の内部の排気速度である第１のガスの排気速度と第２のガスの排気速度との間の差と比との少なくとも一方が増大するようになっていて、
   分子ポンプ段（２５２、２５４、２９６、２９８）は、少なくとも、ロータディスクとステータディスクとを具備するターボポンプ段（２５２、２９６）を有し、ターボポンプ段（２５２、２９６）に、第１の位置及び第２の位置が位置し、
   第２の位置は、第１の位置から離間していることと、第１の位置の下流側に配置されていることとの少なくとも一方であり、
   ブロック要素は、ステータディスクの一部として構成されていることと、ステータディスクに代えて構成されていることとの少なくとも一方である、
   分子真空ポンプ（２５０、２８２）。
6. 分子真空ポンプ（２５０、２８２）は、ポンプ段（２５２、２９６）内に又は２つのポンプ段（２５２、２９６）の間に配置された中間入口（２５８、２９０）を備える、請求項５に記載の分子真空ポンプ（２５０、２８２）。
7. ブロック要素（２６２）は、ポンピング方向で入口（２５６、２５８、２８８、２９０）の後方に又は中間入口の後方に配置されている、請求項５又は６に記載の分子真空ポンプ（２５０、２８２）。
8. ブロック要素（２６２）は、
   入口（２５６、２５８、２８８、２９０）から離れて配置されていることと、
   ポンプ段（２５２、２５４、２９６、２９８）の内側に配置されていることと、
   の少なくとも一方である、請求項５から７のいずれか１項に記載の分子真空ポンプ（２５０、２８２）。
9. ブロック要素（２６２）は、ポンプロータの回転軸を基準に角度範囲（２６４）にわたって、又は１８０°より大きい、又は２７０°より大きい角度範囲にわたって閉じている、請求項５から８のいずれか１項に記載の分子真空ポンプ（２５０、２８２）。
10. ブロック要素（２６２）は、ポンピング作用を及ぼす構造を有する、請求項５から９のいずれか１項に記載の分子真空ポンプ（２５０、２８２）。
11. ポンピング作用を及ぼす構造は、所定数の又は有効数のポンピング作用を及ぼす特徴（２７２）を有し、数は、最小で１と、最大で１０又は最大で４との少なくとも一方である、請求項５から１０のいずれか１項に記載の分子真空ポンプ（２５０、２８２）。
12. 漏れ検知器において、
    請求項５から１１のいずれか１項に記載の分子真空ポンプ（２８２）と試験ガスを検出する検出装置（２８４）とを備え、
    分子真空ポンプ（２８２）は、第１の入口（２８８）と中間入口（２９０）とを有し、
    第１の入口（２８８）は、検出装置（２８４）又は質量分析計に接続されていて、
    中間入口（２９０）は、漏れが検査されるべき真空システムに接続されている又は接続可能であり、
    ブロック要素（２６２）は、中間入口（２９０）の下流側に設けられていて、
    少なくとも１つのポンピング作用を及ぼす要素が、ポンピング方向で、中間入口（２９０）とブロック要素（２６２）との間に設けられている、漏れ検知器。
13. 真空システム内の漏れを調べるための請求項５から１１のいずれか１項に記載の分子真空ポンプの使用。

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