真空ポンプ
真空ポンプは、分子ドラッグ排気機構と、再生排気機構と、を含む。分子ドラッグ排気機構のロータ要素は、再生排気機構のロータ要素を取り囲む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空ポンプに関し、特に複合真空ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
差動排気式質量分析計装置では、試料及びキャリヤガスが分析のために質量分析計に導入される。このような例の１つを図１に示す。図１を参照すると、このような装置では、排気された第１インターフェース室１１（装置のタイプに応じて）、排気された第２インターフェース室１２及び排気された第３インターフェース室１４に直ぐ続く高真空室１０が存在する。第１インターフェース室は、排気された分析計装置の最高圧力室であり、且つオリフィスを有し、イオンがイオン源からこのオリフィスを通して第１１インターフェース室１１に吸い込まれる。第２、即ち選択的なインターフェース室１２は、イオンを第１インターフェース室１１から第３インターフェース室１４に案内するためのイオン光学要素を含み、第３インターフェース室１４は、イオンを第２インターフェース室から最高真空室１０に案内するための追加のイオン光学要素を含む。この例では、使用中、第１インターフェース室は１−１０ミリバール位の圧力であり、第２インターフェース室（使用される場合）は１０-1−１ミリバールの圧力であり、第３インターフェース室は１０-2−１０-3ミリバール位の圧力であり、高真空室は１０-5−１０-6ミリバール位の圧力である。
【０００３】
高真空室１０、第２インターフェース室１２及び第３インターフェース室１４は、複合真空ポンプ１６によって排気することができる。この例では、真空ポンプは、２組のターボ分子段１８、２０の形態をなした２つの排気部分、及びホルウィック（Ｈｏｌｗｅｃｋ)ドラック機構２２の形態をなした第３排気部分を有し、シーグバーン(Ｓｉｅｇｂａｈｎ）又はゲーデ（Ｇａｅｄｅ）機構のような別の形態のドラッグ機構をその代わりに使用してもよい。各組のターボ分子段１８、２０は周知の角度構造の多数（図１には３個示されているが、適当な数を設けてもよい）のロータ１９ａ、２１ａとステータブレード１９ｂ、２１ｂの対からなる。ホルウィック機構２２は、多数（図１には３個示されているが、適当な数を設けてもよい）の回転シリンダ２３ａ及び対応する管状ステータ２３ｂ及び螺旋チャンネルをそれ自体周知の方法で含む。
【０００４】
この例では、第１ポンプ入口２４は高真空室１０に連結され、入口２４を通して排気された流体は、両組のターボ分子段１８、２０を順に通過し、そしてホルウィック機構２２を通過し、出口３０を経てポンプを出る。第２ポンプ入口２６が第３インターフェース室１４に連結され、入口２６を通して排気された流体は１組のターボ分子段２０及びホルウィック機構２２を通過し、出口３０を経てポンプを出る。この例では、ポンプ１６はまた選択的に開閉される第３入口２７を有し、この入口は、例えば、流体を第２の選択的なインターフェース室１２からポンプ１６に案内する内バッフルを使用してもよい。第３入口が開いていれば、第３入口２７を通して排気された流体はホルウィック機構だけを通過し、出口３０を経てポンプを出る。
【０００５】
この例では、分析計を排気するのに必要とされるポンプの数を最小にするために、第１インターフェース室１１は、補助ライン３１を介して補助ポンプ３２に連結され、この捕助ポンプは、また流体を複合真空ポンプ１６の出口３０から排気する。補助ポンプは、典型的には、複合真空ポンプ１６の出口３０からの質量流量よりも大きい質量流量を第１インターフェース室１１から排気する。各ポンプ入口に入る流体が、ポンプから出る前にそれぞれ異なる数の段を通過するから、ポンプは、室１０、１２、１４に所要の真空レベルを提供することができ、補助ポンプ３２は、室１１に所要の真空レベルを提供する。
【０００６】
複合真空ポンプ１６の性能及び電力消費はその補助圧力に大きく依存し、したがって、補助ポンプ３２によって得られる補助ライン圧力（及び第１インターフェース室１１内の圧力）に依存する。これはそれ自身、主として２つの要因、即ち、分析計から補助ライン３１に入る質量流量及び補助ポンプ３２の排気容量に依存する。ターポ分子段と分子ドラッグ段の組合せを有する多くの複合真空ポンプは、理想的には、低補助ポンプに適しているに過ぎず、従って、補助ライン３１内（それ故に、第１インターフェース室１１内）の圧力が高い質量流量又はより小さい補助ポンプのサイズの結果として増すならば、性能の低下及び電力消費の増大が急になることがある。質量分析計の性能を増す努力においては、製品はしばしば分析計への質量流量を増す。高い質量流量に適応させるために補助ポンプのサイズ及び数を増すことは、質量分析計を差動的に排気するのに必要とされる全体の排気装置のコストとサイズの両方を増大させる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
少なくとも本発明の好ましい実施形態では、本発明は、より高い捕助圧力でもっと効率的に差動することができる複合真空ポンプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の側面では、本発明は、分子ドラッグ排気機構と、それから下流の、再生排気機構と、を含み、分子ドラッグ排気機構のロータ要素が再生排気機構のロータ要素を取り囲む、真空ポンプを提供する。
【０００９】
かくして、ポンプは、分子ドラッグ排気機構に加えて、下流の再生排気機構を有する。再生排気機構は、分子ドラッグ排気機構によって排気されたガスを圧縮し、したがって、補助圧力を、ポンプを取り付ける補助ラインよりも低い捕助圧力を分子ドラッグ排気機構に送出し、それによって、分子ドラッグ排気機構の電力消費を減じ、ポンプの性能を改善する（再生排気機構はそれ自身、高い補助圧力のために、電力を消費するけれども、この増大した電力消費は、分子ドラッグ排気機構が補助ラインに直接曝される場合に消費される電力よりも少ない。）。
【００１０】
分子ドラッグ排気機構から下流に再生排気機構を設けることは、ポンプ性能及び電力消費に関する問題に取り組むことになるが、これらの問題に、ポンプのサイズについて最小の影響で取り組む事も重要である。分子ドラッグ排気機構のロータ要素が再生排気機構のロータ要素を取り囲むように排気機構を構成することによって、ポンプのサイズを全く又は殆ど増すことなく、より低い電力消費と改善されたポンプ性能を提供することができる。
【００１１】
分子ドラッグ排気機構のロータ要素は、好ましくは、再生排気機構のロータ要素とともに回転運動可能に取り付けられたシリンダからなる。このシリンダは、好ましくは、多段のホルウィック排気機構の一部を形成する。好ましい実施形態では、ポンプは、２段ホルウィック排気機構を有するが、シリンダ及びそれに対応するステータ要素の数を増すことによって追加の段を設けてもよい。追加のシリンダは、シリンダの軸線方向位置が略同じであるように同じインペラーディスクに同心の方法で異なる直径に取り付けることができる。
【００１２】
分子ドラッグ排気機構のロータ要素及び再生排気機構のロータ要素は、ポンプの共通のロータに都合よく置かれるのがよい。このロータは、好ましくは、ポンプの駆動シャフトに取り付けられたインペラーと一体であり、そして、駆動シャフトと実質的に直交するディスクによって提供されるのがよい。再生排気機構のロータ要素は、ロータの片側に環状列をなして位置決めされた一連のブレードからなるのがよい。これらのブレードは、好ましくは、ロータと一体である。ブレードのこの構成では、分子ドラッグ排気機構のロータ要素は、ロータの同じ側に都合よく取り付けることができる。
【００１３】
再生排気機構は１以上の段からなり、従って、ブレードの軸線方向位置が略同じであるように、ロータの前記片側に同心の環状列をなして位置決めされた少なくとも２連のブレードを含む。
【００１４】
ポンプのサイズを最小にするのを助けるために、再生排気機構及び分子ドラッグ排気機構の少なくとも一部のための共通のロータを設けるのがよい。第２の側面では、本発明は、分子ドラッグ排気機構及び再生排気機構と、分子ドラッグ排気機構のためのロータ要素及び再生排気機構のためのロータ要素が置かれる駆動シャフトと、再生排気機構と分子ドラッグ排気機構の少なくとも一部の両方に共通のステータと、を含む真空ポンプを提供する。
【００１５】
ポンプは、ゲーデ排気機構を更に含むのがよい。分子ドラッグ排気機構のロータ要素はゲーデ排気機構のロータ要素を取り囲む。
【００１６】
分子ドラッグ段の上流に追加の排気機構を設けてもよい。好ましい実施形態では、この追加の排気機構は少なくとも１つのターボ分子排気段からなる。追加の排気機構のロータ要素は、駆動シャフトに取り付けられたインペラーに都合よく置かれ、好ましくは、該インペラーは一体である。
【００１７】
追加の排気機構から上流にポンプ入口が置かれ、再生排気機構から下流にポンプ出口が置かれる。追加の排気機構と再生排気機構の間に第２ポンプ入口が置かれるのが好ましい。一例では、この第２ポンプ入口は、追加の排気機構と分子ドラッグ排気機構の間に置かれる。変形例として、第２ポンプ入口は、分子ドラッグ排気機構の少なくとも一部と再生排気機構の間に置かれてもよい。この第２入口は、流体が第１ポンプ入口からポンプに入るのではなくポンプに入る流体が、分子ドラッグ排気機構を通して異なる路をたどるように、或いは流体が第１ポンプ入口からポンプに入るのではなくポンプに入る流体が、分子ドラッグ排気機構を通して前記路の一部だけをたどるように位置決めされてもよい。この場合、追加の排気機構と分子ドラッグ排気機構の間に第３のポンプ入口を置いてもよい。
【００１８】
追加の排気機構の上流に更なるターボ分子排気機構を設けてもよい。ターボ分子排気機構のロータ要素は、駆動シャフトに取り付けられたインペラーに都合よく置かれ、好ましくはインペラーと一体である。ターボ分子排気機構から上流に他のポンプ入口が置かれてもよい。
【００１９】
使用中、ポンプからの流体排気の圧力は、好ましくは１ミリバールと等しい或いは１ミリバールよりも大きい。
【００２０】
他の側面では、本発明は、真空ポンプ用のインペラーを提供する。インペラーは、分子ドラッグ排気機構のロータ要素と、再生排気機構の複数のロータ要素と、を含み、分子ドラッグ排気機構のロータ要素は、再生排気機構のロータ要素を取り囲む。本発明は、このようなインペラーを有するポンプにも及ぶ。
【００２１】
更なる側面では、本発明は、真空ポンプ用のインペラーを提供し、ターボ分子排気段の少なくとも１つのロータ要素、再生排気機構の複数のロータ要素、及び分子ドラッグ排気機構の少なくも１つのロータ要素を受け入れるためのロータ要素がインペラーと一体である。
【００２２】
今、本発明の好ましい特徴を添付図面を参照して単なる例示として説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図２は、複合多ポート真空ポンプ１００の第１実施形態を示す。ポンプは、多構成要素本体１０２を含み、駆動シャフト１０４が本体内に取り付けられている。シャフトの回転は、シャフトのまわりに位置決めされたモータ（図示せず）、例えば、ブラシレス直流モータによって行われる。シャフト１０４は、対向した軸受（図示せず）に取り付けられている。例えば、駆動シャフト１０４は、ハイブリッド永久磁石軸受及びオイル潤滑軸受装置によって支持されるのがよい。
【００２４】
ポンプは、少なくとも３つの排気部分１０６、１０８、１１０を含む。第１排気部分１０６は、ターボ分子段組からなる。図２に示す実施形態では、ターボ分子段組１０６は、周知の角度構造の４つのロータブレード及び３つのステータブレードからなる。ロータブレードを１０７ａで指示し、ステータブレードを１０７ｂで指示する。この例では、ロータブレード１０７ａは駆動シャフト１０４に取り付けられる。
【００２５】
第２排気部分１０８は、第１排気部分１０６と同様であり、かつまたターボ分子段組からなる。図２に示す実施形態では、ターボ分子段組１０８も、周知の角度構造の４つのロータブレード及び３つのステータブレードからなる。ロータブレードを１０９ａで指示し、ステータブレードを１０９ｂで指示する。この例では、ロータブレード１０９ａも駆動シャフト１０４に取り付けられる。
【００２６】
第１及び第２排気部分の下流に、第３排気部分１１０がある。図２に示す実施形態では、第３排気部分は、分子ドラッグ排気機構１１２及び再生排気機構１１４からなる。
【００２７】
分子ドラッグ排気機構１１２は、ホルウィックドラッグ機構の形態をなしている。この実施形態では、ホルウィック機構は、回転シリンダ１１６及びそれに対応する環状ステータ１１８ａ、１１８ｂからなり、環状ステータには、螺旋チャンネルがそれ自体周知の方法で形成されている。この実施形態では、ホルウィック機構は、２つの排気段からなるが、圧力、流量及び容量要求に応じて、任意の数の段を設けてもよい。回転シリンダ１１６は、好ましくは、炭素繊維材料で形成され、そして好ましくは、駆動シャフト１０４に位置したディスク１２０の形態をなしたロータ要素１２０に取り付けられている。この例では、ディスク１２０も駆動シャフト１０４に取り付けられている。
【００２８】
再生排気機構１１４は、ホルウィック機構１１２のディスク１２０の片側に取り付けられ、或いはそれと一体のブレード１２２の少なくとも１つの環状列の形態をなした複数のロータからなる。この実施形態では、再生排気機構１１４は、ロータ１２２の２つの同心の環状列からなるが、圧力、流量及び容量要求に応じて任意の数の環状列を設けてもよい。
【００２９】
分子ドラッグ排気機構１１２のステータ１１８ｂは、再生排気機構１１４のステータをも形成し、該ステータには、環状チャンネル１２４ａ、１２４ｂが形成され、ロータ１２２は、この環状チャンネルの中で回転する。知られているように、チャンネル１２４ａ、１２４ｂは、ロータのための厳密な隙間をもたらす減少した断面を有する「ストリッパ」として知られるチャンネルの小さい部分を除いて、ここのブレード１２２の断面積よりも大きい断面積を有する。使用中、排気された排気流体はストリッパの一端に臨床装置決して位置した入口を経て最も外側の環状チャンネル１２４ａに入り、流体は、ロータ１２２によってチャンネルに沿って押され、遂には、流体は、ストッパの他端に当たる。次いで、流体は、ポートを通して最も内側の環状チャンネル１２４ｂに押し入れられ、流体は、出口１２６までチャンネル１２４に沿って押される。
【００３０】
再生排気機構１１４の下流には、ポンプ出口１２６がある。補助ポンプ１２８は、出口１２６を経てポンプ１００を補助する。
【００３１】
図２に示すように、ポンプ１００は、２つの入口１３０、１３２を有しており、この実施形態では、たった２つの入口が使用されているけれども、ポンプは、選択的に開閉させることができ、且つ異なる流量流れを機構の特定部分に案内するため内バッフルを使用することができる追加の選択的な入口１３４を有するのがよい。入口１３０は排気部分の全ての上流に置かれる。入口１３２は、第１排気部分１０６と第２排気部分１０８の段間に置かれる。選択的な入口１３４は、第２排気部分１０８と第３排気部分１１０の段間に置かれ、分子ドラッグ排気機構１１２の段の全ては、選択的入口と連通する。
【００３２】
使用中、各入口は、差動排気装置、即ちこの例では、図１に示すように同じ質量分析計装置のそれぞれの室に連結される。かくして、入口１３０は低圧力室１０に連結され、入口１３２は中間圧力室１４に連結される。他の室１２が高圧力室１１と中間圧力室１４との間にある場合には、点線１３６で指示されているように、選択的な入口１３４は開かれ、そしてこの室１２に連結される。追加の低圧力室を装置に加え、そして別の手段によって排気してもよい。高圧力インターフェース室１１は補助ラインを介して補助ポンプに連結され、該補助ポンプも、複合真空ポンプ１００の出口１２６から流体を排気する。
【００３３】
使用中、低圧力室１０から入口１３０を通過する流体は、第１排気部分１０６、第２排気部分１０８、及び第３排気部分１１０を通過し、そしてポンプ出口１２６を経てポンプ１００を出る。中間圧力室１４から入口１２２を通過する流体は、ポンプ１００に入り、第２排気部分１０８及び第３排気部分１１０を通過し、ポンプ出口１２６を経てポンプ１００を出る。開かれるならば、室１２から選択的な入口１２４を通過する流体は、ポンプ１００に入り、第３は排気部分１１０だけを通過し、そしてポンプ出口１２６を経てポンプ１００を出る。
【００３４】
この例では、使用中、図１を参照して説明した装置と同様に、第１インターフェース室１１は１−１０ミリバール位の圧力であり、第２インターフェース室１２（使用される場合）は１０-1−１ミリバールの圧力であり、第３インターフェース室１４は１０-2−１０-3ミリバール位の圧力であり、高真空室１０は１０-5−１０-6ミリバール位の圧力である。しかしながら、ポンプを通過するガスの、再生排気機構１１２による圧縮のために、再生排気機構は、補助ライン１３８内の圧力よりも低い補助圧力を分子ドラッグ排気段１１０に送出するのに役立つ。これは、ポンプの電力消費を著しく減じ、且つポンプ性能を著しく改善することができる。
【００３５】
その上、図２に指示されているように、再生排気機構１１４のロータ１２２は、分子ドラッグ排気機構１１２の回転シリンダ１１６によって取り囲まれている。かくして、再生排気機構１１４を、真空ポンプの全体の長さ又はサイズの増大が殆ど無く、又は全く無く、第１実施形態の真空ポンプ１００に都合よく含める事が出来る。
【００３６】
図３に示すように、この実施形態では、ターボ分子部分１０６、１０８のロータ１０７、１０９、分子ドラッグ機構１１２の回転ディスク１２０、及び再生排気機構１１４のロータ１２２は、駆動シャフト１０４に取り付けられた共通のインペラー１４５に置かれ、分子ドラッグ排気機構１１２の炭素繊維製の回転シリンダ１１６は、これらの一体の回転要素の機械加工に続いて回転ディスク１２０に取り付けられる。しかしながら、これらの回転要素の１つだけ又はそれ以上はインペラー１４５と一体でもよく、残りの要素は図２におけるように、駆動シャフトに取り付けられ、或いは要求されるように、他のインペラーに置かれてもよい。インペラー１４５の右端（図示のように）は磁石軸受で支持され、この軸受の永久磁石はインペラーに置かれ、駆動シャフト１０４の左端（図示のように）は潤滑軸受で支持されるのがよい。
【００３７】
図４は、複合多ポート真空ポンプ２００の第２実施形態を示す。この第２実施形態は、図１を参照して上で説明した差動排気質量分析計装置で全体の質量流量の９９％以上を排気するのに適している点で第１実施形態と異なる。これは、通常の第２及び第３最高圧力室に加えて、最高圧力室を直接排気することができるように構成されている真空ポンプ２００によって達成される。ポンプ２００は、入口１３０、１３２及び選択的な入口１３４のみならず、分子ドラッグ排気機構１１２の段の流に或いは、図４に示すように、その段の間に置かれた追加の入口２４０を含み、その結果、分子ドラッグ排気機構１１２の段の全ては、入口１３０、１３２と連通しており、図４に示す構成では、段の一部分だけ（１つ又はそれ以上）月以下の入口２４０と連通している。
【００３８】
使用中、入口１３０は、低圧室１０に連結され、入口１３２は、中間圧力室１４に連結され、追加の入口２４０は、最高圧力室１１に連結される。第４室１２が、点線１３６で指示されているように、高圧室１１と中間圧力室１４の間にある場合には、選択的な入口１３４は開かれ、そして第４室１２に連結される。追加の低圧力室を装置に加えてもよく、また別の手段によって排気してもよいが、これらの追加の室の質量流量は、典型的には、分析計装置の全体の質量流量の１％よりも大変小さい。
【００３９】
使用中、真空ポンプ２００は、差動排気質量分析計装置の室に、第１実施形態の真空ポンプ１００と同様の性能利点を生じさせることができる。第１実施形態によって提供された潜在的な性能利点に加えて、この第２実施形態も多数の他の性能を提供することができる。これらの利点のうちの第１のものは、差動排気質量分析計装置の高圧室を、補助ポンプ１２８によってではなく、第２及び第３最高圧力室を排気する同じ複合多ポート真空ポンプ２００によって直接排気することができることによって、複合多ポート真空ポンプが質量分析計装置の全体の流体質量流量の９９％以上をなしとげることができる。かくして、内部的にリンクした分析計装置の高圧室及び残部の性能を、補助ポンプのサイズを増すこと無く増大させる事が出来る。
【００４０】
これらの利点のうちの第２のものは、異なる性能レベルのポンプ、例えば、５０又は６０Hzでオンラインで直接作動する補助ポンプで補助される時装置の性能及び電力の一貫性である。この第２実施形態の場合には、図４を参照して説明した装置では、装置の性能の変動が、補助ポンプ１２８の作動周波数が５０Hzと６０Hzの間で変えられれば、１％位になり、かくして使用者に安定な装置性能及び電力の融通性のある排気装置を提供することが予想される。（質量分析計の設計に応じて、この利点は、たとえ小さい程度でも、第１実施形態によっても与えられることに気付くべきである。「自由噴射膨張（ｆｒｅｅ ｊｅｔ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ）」がときどき質量分析計装置に付与され、その結果、第１室の圧力は引き続く室の圧力に殆ど影響を及ぼさない。かくして、低圧室の性能に強く影響を及ぼす唯一の要因は、複合ポンプそれ自体である。再生排気機構は、変化が補助圧力に対して起こる時、性能をより良く安定化させることを確実にする、と言うのは、変化がポンプ性能をより高い補助圧力に維持するからである。例え低圧力でも、再生排気機構は、補助性能を「制限する」のに役立ち、かくしてもっと一定の補助圧力をポンプの残部に与える。）
【００４１】
第２の実施形態の他の利点は、補助ポンプ１２８が最早流体を高圧室１１から直接吸引しない時、補助ポンプ１２８の容量、かくして、サイズを第１実施形態と比較して著しく減少させることができる。（再び、「自由噴射膨張」が使用される場合、たとえ小さい程度でも、第１実施形態によって同様な利点が与えられることに気付くべきである。）。これは、再生排気機構１１４によって、真空ポンプ２００が１０ミリバール以上の圧力で利稀有対を排気することができるからである。対象的に、図１に記載した先行技術の真空ポンプ１００は、典型的には、１−１０ミリバール位の圧力で流体を排気し、従って補助ポンプのサイズをこの第２実施形態では著しく減少させることができる。このサイズの減少は、装置の性能に悪影響を及ぼすことなく、ある質量分析計装置では１０のファクター程になる。かくして、真空ポンプ２００と補助ポンプ１２８の両方を含む第２実施形態の全体の排気装置は、サイズが減ぜられ、恐らく、卓上取付け包囲体内に都合よく収容される。
【００４２】
図５は、差動排気質量分析計装置から全体の質量流量の９９％以上を排気するのに適した真空ポンプ３００の第３実施形態を示し、そして、第２実施形態と同様であり、高圧室１１から入口３４０を通過する流体がポンプ３００に入り、分子ドラッグ排気機構１１２を通過することなく再生排気機構１１４を通過し、ポンプ出口１２６を経てポンプを出る。その上、図５に示すように、再生排気機構１１４の少なくとも一部がゲーデ又は他の分子ドラッグ機構３５０で置き換えられる。再生排気機構１１４をゲーデ機構３５０で置き換える程度は、真空ポンプ３５０の所要の排気性能に依存する。例えば、再生排気機構１１４を全体的に置き換えてもよいし、或いは図示したように、ゲーデ機構で部分的に置き換えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】差動排気質量分析計装置を排気するのに適した周知の多ポート真空ポンプの簡略断面図である。
【図２】図１の差動排気質量分析計装置を排気するのに適した多ポート真空ポンプの第１実施形態の簡略断面図である。
【図３】図２に示すポンプの用途に適したインペラーの簡略断面図である。
【図４】図１の差動排気質量分析計装置を排気するのに適した多ポート真空ポンプの第２実施形態の簡略断面図である。
【図５】図１の差動排気質量分析計装置を排気するのに適した多ポート真空ポンプの第３実施形態の簡略断面図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空ポンプに関し、特に複合真空ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
差動排気式質量分析計装置では、試料及びキャリヤガスが分析のために質量分析計に導入される。このような例の１つを図１に示す。図１を参照すると、このような装置では、排気された第１インターフェース室１１（装置のタイプに応じて）、排気された第２インターフェース室１２及び排気された第３インターフェース室１４に直ぐ続く高真空室１０が存在する。第１インターフェース室は、排気された分析計装置の最高圧力室であり、且つオリフィスを有し、イオンがイオン源からこのオリフィスを通して第１１インターフェース室１１に吸い込まれる。第２、即ち選択的なインターフェース室１２は、イオンを第１インターフェース室１１から第３インターフェース室１４に案内するためのイオン光学要素を含み、第３インターフェース室１４は、イオンを第２インターフェース室から最高真空室１０に案内するための追加のイオン光学要素を含む。この例では、使用中、第１インターフェース室は１−１０ミリバール位の圧力であり、第２インターフェース室（使用される場合）は１０-1−１ミリバールの圧力であり、第３インターフェース室は１０-2−１０-3ミリバール位の圧力であり、高真空室は１０-5−１０-6ミリバール位の圧力である。
【０００３】
高真空室１０、第２インターフェース室１２及び第３インターフェース室１４は、複合真空ポンプ１６によって排気することができる。この例では、真空ポンプは、２組のターボ分子段１８、２０の形態をなした２つの排気部分、及びホルウィック（Ｈｏｌｗｅｃｋ)ドラック機構２２の形態をなした第３排気部分を有し、シーグバーン(Ｓｉｅｇｂａｈｎ）又はゲーデ（Ｇａｅｄｅ）機構のような別の形態のドラッグ機構をその代わりに使用してもよい。各組のターボ分子段１８、２０は周知の角度構造の多数（図１には３個示されているが、適当な数を設けてもよい）のロータ１９ａ、２１ａとステータブレード１９ｂ、２１ｂの対からなる。ホルウィック機構２２は、多数（図１には３個示されているが、適当な数を設けてもよい）の回転シリンダ２３ａ及び対応する管状ステータ２３ｂ及び螺旋チャンネルをそれ自体周知の方法で含む。
【０００４】
この例では、第１ポンプ入口２４は高真空室１０に連結され、入口２４を通して排気された流体は、両組のターボ分子段１８、２０を順に通過し、そしてホルウィック機構２２を通過し、出口３０を経てポンプを出る。第２ポンプ入口２６が第３インターフェース室１４に連結され、入口２６を通して排気された流体は１組のターボ分子段２０及びホルウィック機構２２を通過し、出口３０を経てポンプを出る。この例では、ポンプ１６はまた選択的に開閉される第３入口２７を有し、この入口は、例えば、流体を第２の選択的なインターフェース室１２からポンプ１６に案内する内バッフルを使用してもよい。第３入口が開いていれば、第３入口２７を通して排気された流体はホルウィック機構だけを通過し、出口３０を経てポンプを出る。
【０００５】
この例では、分析計を排気するのに必要とされるポンプの数を最小にするために、第１インターフェース室１１は、補助ライン３１を介して補助ポンプ３２に連結され、この捕助ポンプは、また流体を複合真空ポンプ１６の出口３０から排気する。補助ポンプは、典型的には、複合真空ポンプ１６の出口３０からの質量流量よりも大きい質量流量を第１インターフェース室１１から排気する。各ポンプ入口に入る流体が、ポンプから出る前にそれぞれ異なる数の段を通過するから、ポンプは、室１０、１２、１４に所要の真空レベルを提供することができ、補助ポンプ３２は、室１１に所要の真空レベルを提供する。
【０００６】
複合真空ポンプ１６の性能及び電力消費はその補助圧力に大きく依存し、したがって、補助ポンプ３２によって得られる補助ライン圧力（及び第１インターフェース室１１内の圧力）に依存する。これはそれ自身、主として２つの要因、即ち、分析計から補助ライン３１に入る質量流量及び補助ポンプ３２の排気容量に依存する。ターポ分子段と分子ドラッグ段の組合せを有する多くの複合真空ポンプは、理想的には、低補助ポンプに適しているに過ぎず、従って、補助ライン３１内（それ故に、第１インターフェース室１１内）の圧力が高い質量流量又はより小さい補助ポンプのサイズの結果として増すならば、性能の低下及び電力消費の増大が急になることがある。質量分析計の性能を増す努力においては、製品はしばしば分析計への質量流量を増す。高い質量流量に適応させるために補助ポンプのサイズ及び数を増すことは、質量分析計を差動的に排気するのに必要とされる全体の排気装置のコストとサイズの両方を増大させる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
少なくとも本発明の好ましい実施形態では、本発明は、より高い捕助圧力でもっと効率的に差動することができる複合真空ポンプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の側面では、本発明は、分子ドラッグ排気機構と、それから下流の、再生排気機構と、を含み、分子ドラッグ排気機構のロータ要素が再生排気機構のロータ要素を取り囲む、真空ポンプを提供する。
【０００９】
かくして、ポンプは、分子ドラッグ排気機構に加えて、下流の再生排気機構を有する。再生排気機構は、分子ドラッグ排気機構によって排気されたガスを圧縮し、したがって、補助圧力を、ポンプを取り付ける補助ラインよりも低い捕助圧力を分子ドラッグ排気機構に送出し、それによって、分子ドラッグ排気機構の電力消費を減じ、ポンプの性能を改善する（再生排気機構はそれ自身、高い補助圧力のために、電力を消費するけれども、この増大した電力消費は、分子ドラッグ排気機構が補助ラインに直接曝される場合に消費される電力よりも少ない。）。
【００１０】
分子ドラッグ排気機構から下流に再生排気機構を設けることは、ポンプ性能及び電力消費に関する問題に取り組むことになるが、これらの問題に、ポンプのサイズについて最小の影響で取り組む事も重要である。分子ドラッグ排気機構のロータ要素が再生排気機構のロータ要素を取り囲むように排気機構を構成することによって、ポンプのサイズを全く又は殆ど増すことなく、より低い電力消費と改善されたポンプ性能を提供することができる。
【００１１】
分子ドラッグ排気機構のロータ要素は、好ましくは、再生排気機構のロータ要素とともに回転運動可能に取り付けられたシリンダからなる。このシリンダは、好ましくは、多段のホルウィック排気機構の一部を形成する。好ましい実施形態では、ポンプは、２段ホルウィック排気機構を有するが、シリンダ及びそれに対応するステータ要素の数を増すことによって追加の段を設けてもよい。追加のシリンダは、シリンダの軸線方向位置が略同じであるように同じインペラーディスクに同心の方法で異なる直径に取り付けることができる。
【００１２】
分子ドラッグ排気機構のロータ要素及び再生排気機構のロータ要素は、ポンプの共通のロータに都合よく置かれるのがよい。このロータは、好ましくは、ポンプの駆動シャフトに取り付けられたインペラーと一体であり、そして、駆動シャフトと実質的に直交するディスクによって提供されるのがよい。再生排気機構のロータ要素は、ロータの片側に環状列をなして位置決めされた一連のブレードからなるのがよい。これらのブレードは、好ましくは、ロータと一体である。ブレードのこの構成では、分子ドラッグ排気機構のロータ要素は、ロータの同じ側に都合よく取り付けることができる。
【００１３】
再生排気機構は１以上の段からなり、従って、ブレードの軸線方向位置が略同じであるように、ロータの前記片側に同心の環状列をなして位置決めされた少なくとも２連のブレードを含む。
【００１４】
ポンプのサイズを最小にするのを助けるために、再生排気機構及び分子ドラッグ排気機構の少なくとも一部のための共通のロータを設けるのがよい。第２の側面では、本発明は、分子ドラッグ排気機構及び再生排気機構と、分子ドラッグ排気機構のためのロータ要素及び再生排気機構のためのロータ要素が置かれる駆動シャフトと、再生排気機構と分子ドラッグ排気機構の少なくとも一部の両方に共通のステータと、を含む真空ポンプを提供する。
【００１５】
ポンプは、ゲーデ排気機構を更に含むのがよい。分子ドラッグ排気機構のロータ要素はゲーデ排気機構のロータ要素を取り囲む。
【００１６】
分子ドラッグ段の上流に追加の排気機構を設けてもよい。好ましい実施形態では、この追加の排気機構は少なくとも１つのターボ分子排気段からなる。追加の排気機構のロータ要素は、駆動シャフトに取り付けられたインペラーに都合よく置かれ、好ましくは、該インペラーは一体である。
【００１７】
追加の排気機構から上流にポンプ入口が置かれ、再生排気機構から下流にポンプ出口が置かれる。追加の排気機構と再生排気機構の間に第２ポンプ入口が置かれるのが好ましい。一例では、この第２ポンプ入口は、追加の排気機構と分子ドラッグ排気機構の間に置かれる。変形例として、第２ポンプ入口は、分子ドラッグ排気機構の少なくとも一部と再生排気機構の間に置かれてもよい。この第２入口は、流体が第１ポンプ入口からポンプに入るのではなくポンプに入る流体が、分子ドラッグ排気機構を通して異なる路をたどるように、或いは流体が第１ポンプ入口からポンプに入るのではなくポンプに入る流体が、分子ドラッグ排気機構を通して前記路の一部だけをたどるように位置決めされてもよい。この場合、追加の排気機構と分子ドラッグ排気機構の間に第３のポンプ入口を置いてもよい。
【００１８】
追加の排気機構の上流に更なるターボ分子排気機構を設けてもよい。ターボ分子排気機構のロータ要素は、駆動シャフトに取り付けられたインペラーに都合よく置かれ、好ましくはインペラーと一体である。ターボ分子排気機構から上流に他のポンプ入口が置かれてもよい。
【００１９】
使用中、ポンプからの流体排気の圧力は、好ましくは１ミリバールと等しい或いは１ミリバールよりも大きい。
【００２０】
他の側面では、本発明は、真空ポンプ用のインペラーを提供する。インペラーは、分子ドラッグ排気機構のロータ要素と、再生排気機構の複数のロータ要素と、を含み、分子ドラッグ排気機構のロータ要素は、再生排気機構のロータ要素を取り囲む。本発明は、このようなインペラーを有するポンプにも及ぶ。
【００２１】
更なる側面では、本発明は、真空ポンプ用のインペラーを提供し、ターボ分子排気段の少なくとも１つのロータ要素、再生排気機構の複数のロータ要素、及び分子ドラッグ排気機構の少なくも１つのロータ要素を受け入れるためのロータ要素がインペラーと一体である。
【００２２】
今、本発明の好ましい特徴を添付図面を参照して単なる例示として説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図２は、複合多ポート真空ポンプ１００の第１実施形態を示す。ポンプは、多構成要素本体１０２を含み、駆動シャフト１０４が本体内に取り付けられている。シャフトの回転は、シャフトのまわりに位置決めされたモータ（図示せず）、例えば、ブラシレス直流モータによって行われる。シャフト１０４は、対向した軸受（図示せず）に取り付けられている。例えば、駆動シャフト１０４は、ハイブリッド永久磁石軸受及びオイル潤滑軸受装置によって支持されるのがよい。
【００２４】
ポンプは、少なくとも３つの排気部分１０６、１０８、１１０を含む。第１排気部分１０６は、ターボ分子段組からなる。図２に示す実施形態では、ターボ分子段組１０６は、周知の角度構造の４つのロータブレード及び３つのステータブレードからなる。ロータブレードを１０７ａで指示し、ステータブレードを１０７ｂで指示する。この例では、ロータブレード１０７ａは駆動シャフト１０４に取り付けられる。
【００２５】
第２排気部分１０８は、第１排気部分１０６と同様であり、かつまたターボ分子段組からなる。図２に示す実施形態では、ターボ分子段組１０８も、周知の角度構造の４つのロータブレード及び３つのステータブレードからなる。ロータブレードを１０９ａで指示し、ステータブレードを１０９ｂで指示する。この例では、ロータブレード１０９ａも駆動シャフト１０４に取り付けられる。
【００２６】
第１及び第２排気部分の下流に、第３排気部分１１０がある。図２に示す実施形態では、第３排気部分は、分子ドラッグ排気機構１１２及び再生排気機構１１４からなる。
【００２７】
分子ドラッグ排気機構１１２は、ホルウィックドラッグ機構の形態をなしている。この実施形態では、ホルウィック機構は、回転シリンダ１１６及びそれに対応する環状ステータ１１８ａ、１１８ｂからなり、環状ステータには、螺旋チャンネルがそれ自体周知の方法で形成されている。この実施形態では、ホルウィック機構は、２つの排気段からなるが、圧力、流量及び容量要求に応じて、任意の数の段を設けてもよい。回転シリンダ１１６は、好ましくは、炭素繊維材料で形成され、そして好ましくは、駆動シャフト１０４に位置したディスク１２０の形態をなしたロータ要素１２０に取り付けられている。この例では、ディスク１２０も駆動シャフト１０４に取り付けられている。
【００２８】
再生排気機構１１４は、ホルウィック機構１１２のディスク１２０の片側に取り付けられ、或いはそれと一体のブレード１２２の少なくとも１つの環状列の形態をなした複数のロータからなる。この実施形態では、再生排気機構１１４は、ロータ１２２の２つの同心の環状列からなるが、圧力、流量及び容量要求に応じて任意の数の環状列を設けてもよい。
【００２９】
分子ドラッグ排気機構１１２のステータ１１８ｂは、再生排気機構１１４のステータをも形成し、該ステータには、環状チャンネル１２４ａ、１２４ｂが形成され、ロータ１２２は、この環状チャンネルの中で回転する。知られているように、チャンネル１２４ａ、１２４ｂは、ロータのための厳密な隙間をもたらす減少した断面を有する「ストリッパ」として知られるチャンネルの小さい部分を除いて、ここのブレード１２２の断面積よりも大きい断面積を有する。使用中、排気された排気流体はストリッパの一端に臨床装置決して位置した入口を経て最も外側の環状チャンネル１２４ａに入り、流体は、ロータ１２２によってチャンネルに沿って押され、遂には、流体は、ストッパの他端に当たる。次いで、流体は、ポートを通して最も内側の環状チャンネル１２４ｂに押し入れられ、流体は、出口１２６までチャンネル１２４に沿って押される。
【００３０】
再生排気機構１１４の下流には、ポンプ出口１２６がある。補助ポンプ１２８は、出口１２６を経てポンプ１００を補助する。
【００３１】
図２に示すように、ポンプ１００は、２つの入口１３０、１３２を有しており、この実施形態では、たった２つの入口が使用されているけれども、ポンプは、選択的に開閉させることができ、且つ異なる流量流れを機構の特定部分に案内するため内バッフルを使用することができる追加の選択的な入口１３４を有するのがよい。入口１３０は排気部分の全ての上流に置かれる。入口１３２は、第１排気部分１０６と第２排気部分１０８の段間に置かれる。選択的な入口１３４は、第２排気部分１０８と第３排気部分１１０の段間に置かれ、分子ドラッグ排気機構１１２の段の全ては、選択的入口と連通する。
【００３２】
使用中、各入口は、差動排気装置、即ちこの例では、図１に示すように同じ質量分析計装置のそれぞれの室に連結される。かくして、入口１３０は低圧力室１０に連結され、入口１３２は中間圧力室１４に連結される。他の室１２が高圧力室１１と中間圧力室１４との間にある場合には、点線１３６で指示されているように、選択的な入口１３４は開かれ、そしてこの室１２に連結される。追加の低圧力室を装置に加え、そして別の手段によって排気してもよい。高圧力インターフェース室１１は補助ラインを介して補助ポンプに連結され、該補助ポンプも、複合真空ポンプ１００の出口１２６から流体を排気する。
【００３３】
使用中、低圧力室１０から入口１３０を通過する流体は、第１排気部分１０６、第２排気部分１０８、及び第３排気部分１１０を通過し、そしてポンプ出口１２６を経てポンプ１００を出る。中間圧力室１４から入口１２２を通過する流体は、ポンプ１００に入り、第２排気部分１０８及び第３排気部分１１０を通過し、ポンプ出口１２６を経てポンプ１００を出る。開かれるならば、室１２から選択的な入口１２４を通過する流体は、ポンプ１００に入り、第３は排気部分１１０だけを通過し、そしてポンプ出口１２６を経てポンプ１００を出る。
【００３４】
この例では、使用中、図１を参照して説明した装置と同様に、第１インターフェース室１１は１−１０ミリバール位の圧力であり、第２インターフェース室１２（使用される場合）は１０-1−１ミリバールの圧力であり、第３インターフェース室１４は１０-2−１０-3ミリバール位の圧力であり、高真空室１０は１０-5−１０-6ミリバール位の圧力である。しかしながら、ポンプを通過するガスの、再生排気機構１１２による圧縮のために、再生排気機構は、補助ライン１３８内の圧力よりも低い補助圧力を分子ドラッグ排気段１１０に送出するのに役立つ。これは、ポンプの電力消費を著しく減じ、且つポンプ性能を著しく改善することができる。
【００３５】
その上、図２に指示されているように、再生排気機構１１４のロータ１２２は、分子ドラッグ排気機構１１２の回転シリンダ１１６によって取り囲まれている。かくして、再生排気機構１１４を、真空ポンプの全体の長さ又はサイズの増大が殆ど無く、又は全く無く、第１実施形態の真空ポンプ１００に都合よく含める事が出来る。
【００３６】
図３に示すように、この実施形態では、ターボ分子部分１０６、１０８のロータ１０７、１０９、分子ドラッグ機構１１２の回転ディスク１２０、及び再生排気機構１１４のロータ１２２は、駆動シャフト１０４に取り付けられた共通のインペラー１４５に置かれ、分子ドラッグ排気機構１１２の炭素繊維製の回転シリンダ１１６は、これらの一体の回転要素の機械加工に続いて回転ディスク１２０に取り付けられる。しかしながら、これらの回転要素の１つだけ又はそれ以上はインペラー１４５と一体でもよく、残りの要素は図２におけるように、駆動シャフトに取り付けられ、或いは要求されるように、他のインペラーに置かれてもよい。インペラー１４５の右端（図示のように）は磁石軸受で支持され、この軸受の永久磁石はインペラーに置かれ、駆動シャフト１０４の左端（図示のように）は潤滑軸受で支持されるのがよい。
【００３７】
図４は、複合多ポート真空ポンプ２００の第２実施形態を示す。この第２実施形態は、図１を参照して上で説明した差動排気質量分析計装置で全体の質量流量の９９％以上を排気するのに適している点で第１実施形態と異なる。これは、通常の第２及び第３最高圧力室に加えて、最高圧力室を直接排気することができるように構成されている真空ポンプ２００によって達成される。ポンプ２００は、入口１３０、１３２及び選択的な入口１３４のみならず、分子ドラッグ排気機構１１２の段の流に或いは、図４に示すように、その段の間に置かれた追加の入口２４０を含み、その結果、分子ドラッグ排気機構１１２の段の全ては、入口１３０、１３２と連通しており、図４に示す構成では、段の一部分だけ（１つ又はそれ以上）月以下の入口２４０と連通している。
【００３８】
使用中、入口１３０は、低圧室１０に連結され、入口１３２は、中間圧力室１４に連結され、追加の入口２４０は、最高圧力室１１に連結される。第４室１２が、点線１３６で指示されているように、高圧室１１と中間圧力室１４の間にある場合には、選択的な入口１３４は開かれ、そして第４室１２に連結される。追加の低圧力室を装置に加えてもよく、また別の手段によって排気してもよいが、これらの追加の室の質量流量は、典型的には、分析計装置の全体の質量流量の１％よりも大変小さい。
【００３９】
使用中、真空ポンプ２００は、差動排気質量分析計装置の室に、第１実施形態の真空ポンプ１００と同様の性能利点を生じさせることができる。第１実施形態によって提供された潜在的な性能利点に加えて、この第２実施形態も多数の他の性能を提供することができる。これらの利点のうちの第１のものは、差動排気質量分析計装置の高圧室を、補助ポンプ１２８によってではなく、第２及び第３最高圧力室を排気する同じ複合多ポート真空ポンプ２００によって直接排気することができることによって、複合多ポート真空ポンプが質量分析計装置の全体の流体質量流量の９９％以上をなしとげることができる。かくして、内部的にリンクした分析計装置の高圧室及び残部の性能を、補助ポンプのサイズを増すこと無く増大させる事が出来る。
【００４０】
これらの利点のうちの第２のものは、異なる性能レベルのポンプ、例えば、５０又は６０Hzでオンラインで直接作動する補助ポンプで補助される時装置の性能及び電力の一貫性である。この第２実施形態の場合には、図４を参照して説明した装置では、装置の性能の変動が、補助ポンプ１２８の作動周波数が５０Hzと６０Hzの間で変えられれば、１％位になり、かくして使用者に安定な装置性能及び電力の融通性のある排気装置を提供することが予想される。（質量分析計の設計に応じて、この利点は、たとえ小さい程度でも、第１実施形態によっても与えられることに気付くべきである。「自由噴射膨張（ｆｒｅｅ ｊｅｔ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ）」がときどき質量分析計装置に付与され、その結果、第１室の圧力は引き続く室の圧力に殆ど影響を及ぼさない。かくして、低圧室の性能に強く影響を及ぼす唯一の要因は、複合ポンプそれ自体である。再生排気機構は、変化が補助圧力に対して起こる時、性能をより良く安定化させることを確実にする、と言うのは、変化がポンプ性能をより高い補助圧力に維持するからである。例え低圧力でも、再生排気機構は、補助性能を「制限する」のに役立ち、かくしてもっと一定の補助圧力をポンプの残部に与える。）
【００４１】
第２の実施形態の他の利点は、補助ポンプ１２８が最早流体を高圧室１１から直接吸引しない時、補助ポンプ１２８の容量、かくして、サイズを第１実施形態と比較して著しく減少させることができる。（再び、「自由噴射膨張」が使用される場合、たとえ小さい程度でも、第１実施形態によって同様な利点が与えられることに気付くべきである。）。これは、再生排気機構１１４によって、真空ポンプ２００が１０ミリバール以上の圧力で利稀有対を排気することができるからである。対象的に、図１に記載した先行技術の真空ポンプ１００は、典型的には、１−１０ミリバール位の圧力で流体を排気し、従って補助ポンプのサイズをこの第２実施形態では著しく減少させることができる。このサイズの減少は、装置の性能に悪影響を及ぼすことなく、ある質量分析計装置では１０のファクター程になる。かくして、真空ポンプ２００と補助ポンプ１２８の両方を含む第２実施形態の全体の排気装置は、サイズが減ぜられ、恐らく、卓上取付け包囲体内に都合よく収容される。
【００４２】
図５は、差動排気質量分析計装置から全体の質量流量の９９％以上を排気するのに適した真空ポンプ３００の第３実施形態を示し、そして、第２実施形態と同様であり、高圧室１１から入口３４０を通過する流体がポンプ３００に入り、分子ドラッグ排気機構１１２を通過することなく再生排気機構１１４を通過し、ポンプ出口１２６を経てポンプを出る。その上、図５に示すように、再生排気機構１１４の少なくとも一部がゲーデ又は他の分子ドラッグ機構３５０で置き換えられる。再生排気機構１１４をゲーデ機構３５０で置き換える程度は、真空ポンプ３５０の所要の排気性能に依存する。例えば、再生排気機構１１４を全体的に置き換えてもよいし、或いは図示したように、ゲーデ機構で部分的に置き換えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】差動排気質量分析計装置を排気するのに適した周知の多ポート真空ポンプの簡略断面図である。
【図２】図１の差動排気質量分析計装置を排気するのに適した多ポート真空ポンプの第１実施形態の簡略断面図である。
【図３】図２に示すポンプの用途に適したインペラーの簡略断面図である。
【図４】図１の差動排気質量分析計装置を排気するのに適した多ポート真空ポンプの第２実施形態の簡略断面図である。
【図５】図１の差動排気質量分析計装置を排気するのに適した多ポート真空ポンプの第３実施形態の簡略断面図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分子ドラッグ排気機構と、その下流の再生排気機構と、を含み、分子ドラッグ排気機構のロータ要素が再生排気機構のロータ要素を取り囲む、真空ポンプ。
【請求項２】
分子ドラッグ排気機構のロータ要素は、再生排気機構のロータ要素とともに回転運動可能に取り付けられたシリンダからなる、請求項１に記載のポンプ。
【請求項３】
シリンダは、多段のホルウィック排気機構の一部を形成する、請求項２に記載のポンプ。
【請求項４】
分子ドラッグ排気機構のロータ要素及び再生排気機構のロータ要素は、ポンプの共通のロータに置かれる、請求項１ないし３のいずれかに記載のポンプ。
【請求項５】
ポンプの駆動シャフトに取り付けられたインペラーを含み、ロータは、インペラーと一体である、請求項４に記載のポンプ。
【請求項６】
ロータは、駆動シャフトと実質的に直交するディスクからなる、請求項５に記載のポンプ。
【請求項７】
再生排気機構のロータ要素は、ロータの片側に環状列をなして位置決めされた一連のブレードからなる、請求項４ないし６のいずれかに記載のポンプ。
【請求項８】
ブレードは、ロータと一体である、請求項７に記載のポンプ。
【請求項９】
分子ドラッグ排気機構のロータ要素は、ロータの前記片側に取り付けられる、請求項７又は８に記載のポンプ。
【請求項１０】
再生排気機構は、ロータの前記片側に同心の環状列をなして位置決めされた少なくとも２連のブレードを含む、請求項７ないし９のいずれかに記載のポンプ。
【請求項１１】
再生排気機構及び分子ドラッグ排気機構の少なくとも一部のための共通のロータを含む、請求項１ないし１０のいずれかに記載のポンプ。
【請求項１２】
ゲーデ排気機構を更に含み、分子ドラッグ排気機構のロータ要素は、ゲーデ排気機構のロータ要素を取り囲む、請求項１ないし１１のいずれかに記載のポンプ。
【請求項１３】
分子ドラッグ段から上流に追加の排気機構を含む、請求項１ないし１２のいずれかに記載のポンプ。
【請求項１４】
追加の排気機構は少なくとも１つのターボ分子排気段からなる、請求項１３に記載のポンプ。
【請求項１５】
追加の排気機構のロータ要素は、インペラーに置かれる、請求項１３又は１４に記載のポンプ。
【請求項１６】
追加の排気機構のロータ要素は、インペラーと一体である、請求項１５に記載のポンプ。
【請求項１７】
追加の排気機構から上流に置かれたポンプ入口と、再生排気機構から下流に置かれたポンプ出口と、を含む、請求項１３ないし１６のいずれかに記載のポンプ。
【請求項１８】
追加の排気機構と再生排気機構の間に置かれた第２ポンプ入口を含む請求項１７に記載のポンプ。
【請求項１９】
第２ポンプ入口は、追加の排気機構と分子ドラッグ排気機構の間に置かれる、請求項１８に記載のポンプ。
【請求項２０】
第２ポンプ入口は、分子ドラッグ排気機構の少なくとも一部と再生排気機構の間に置かれる、請求項１８に記載のポンプ。
【請求項２１】
第２入口は、流体が第１ポンプ入口からポンプに入るのではなくポンプに入る流体が、分子ドラッグ排気機構を通して異なる路をたどるように、位置決めされる、請求項１８又は２０に記載のポンプ。
【請求項２２】
第２ポンプ入口は、流体が上記の第１ポンプ入口からポンプに入るのではなくポンプに入る流体が、分子ドラッグ排気機構を通して前記路の一部だけをたどるように位置決めされる、請求項２１に記載のポンプ。
【請求項２３】
追加の排気機構と分子ドラッグ排気機構の間に置かれた第３のポンプ入口を含む、請求項２０ないし２２のいずれかに記載のポンプ。
【請求項２４】
追加の排気機構の上流にターボ分子排気機構を更に含む、請求項１３ないし２３のいずれかに記載のポンプ。
【請求項２５】
ターボ分子排気機構のロータ要素は、インペラーに置かれる、請求項５に従属するときには、請求項２５に記載のポンプ。
【請求項２６】
追加の排気機構のロータ要素は、インペラーと一体である、請求項２５に記載のポンプ。
【請求項２７】
ターボ分子排気機構から上流に位置させたポンプ入口を含む、請求項２４ないし２６のいずれかに記載のポンプ。
【請求項２８】
使用中、ポンプからの流体排気の圧力は、１ミリバールと等しい或いは１ミリバールよりも大きい、請求項１ないし２７のいずれかに記載のポンプ。
【請求項２９】
真空ポンプ用のインペラーであって、インペラーは、分子ドラッグ排気機構のロータ要素と、再生排気機構の複数のロータ要素と、を含み、分子ドラッグ排気機構のロータ要素は、再生排気機構のロータ要素を取り囲む、真空ポンプ用のインペラー。
【請求項３０】
ターボ分子排気機構のロータ要素は、再生排気機構のロータ要素とともに回転運動可能に取り付けられたシリンダからなる、請求項２９に記載のポンプ。
【請求項３１】
シリンダは、多段ホルウィック排気機構の一部を形成する、請求項３０に記載のポンプ。
【請求項３２】
分子ドラッグ排気機構のロータ要素及び再生排気機構のロータ要素はインペラーの共通のロータに置かれる、請求項２９ないし３１のいずれかに記載のポンプ。
【請求項３３】
ロータは、インペラーと一体である、請求項３２に記載のポンプ。
【請求項３４】
ロータは、インペラーの長手方向軸線と実質的に直交するディスクからなる、請求項３３に記載のポンプ。
【請求項３５】
再生排気機構のロータ要素は、ロータの片側に環状列をなして位置決めされた一連のブレードからなる、請求項３２ないし３４のいずれかに記載のポンプ。
【請求項３６】
ブレードは、ロータと一体である、請求項３５に記載のポンプ。
【請求項３７】
分子ドラッグ排気機構のロータ要素は、ロータの前記片側に取り付けられる、請求項３５又は３６に記載のポンプ。
【請求項３８】
再生排気機構は、ロータの前記片側に同心の環状列をなして位置決めされた少なくとも２連のブレードを含む、請求項３５ないし３７のいずれかに記載のポンプ。
【請求項３９】
ターボ分子段のためのロータ要素を含む、請求項２７ないし３８のいずれかに記載のポンプ。
【請求項４０】
ターボ分子段のロータ要素は、インペラーと一体である、請求項３９に記載のポンプ。
【請求項４１】
請求項２７ないし４０のいずれかに記載のインペラーを含むポンプ。
【請求項４２】
分子ドラッグ排気機構及び再生排気機構と、分子ドラッグ排気機構のためのロータ要素及び再生排気機構のためのロータ要素が置かれる駆動シャフトと、再生排気機構と分子ドラッグ排気機構の少なくとも一部の両方に共通のステータと、を含む真空ポンプ。
【請求項４３】
分子ドラッグ排気機構のロータ要素は、ロータ要素を取り囲む、請求項４２に記載のポンプ。
【請求項４４】
ターボ分子排気機構のロータ要素は、再生排気機構のロータ要素とともに回転運動可能に取り付けられたシリンダからなる、請求項４２又は４３に記載のポンプ。
【請求項４５】
シリンダは、多段ホルウィック排気機構の一部を形成する、請求項４４に記載のポンプ。
【請求項４６】
分子ドラッグ排気機構のロータ要素及び再生排気機構のロータ要素はインペラーの共通のロータに置かれる、請求項４２ないし４５のいずれかに記載のポンプ。
【請求項４７】
駆動シャフトに取り付けられたインペラーを含み、ロータは、インペラーと一体である、請求項４６に記載のポンプ。
【請求項４８】
ロータは、駆動シャフトと実質的に直交するディスクからなる、請求項４７に記載のポンプ。
【請求項４９】
再生排気機構のロータ要素は、ロータの片側に環状列をなして位置決めされた一連のブレードからなる、請求項４６ないし４８のいずれかに記載のポンプ。
【請求項５０】
ブレードは、ロータと一体である、請求項４９に記載のポンプ。
【請求項５１】
分子ドラッグ排気機構のロータ要素は、ロータの前記片側に取り付けられる、請求項４９又は５０に記載のポンプ。
【請求項５２】
再生排気機構は、ロータの前記片側に同心の環状列をなして位置決めされた少なくとも２連のブレードを含み、ロータは、対応する数のチャンネルを有し、ブレードはチャンネル内で回転することができる、請求項４９ないし５１のいずれかに記載のポンプ。
【請求項５３】
環状列に位置決めされた複数のロータ要素を有するゲーデ排気機構を更に含み、ロータはチャンネルを有し、ゲーデ排気機構のロータ要素はチャンネル内で回転することができる、請求項４２乃至５２のいずれかに記載のポンプ。
【請求項５４】
分子ドラッグ排気機構のロータ要素はゲーデ排気機構のロータ要素を取り囲む、請求項５３に記載のポンプ。
【請求項５５】
真空ポンプ用のインペラーであって、インペラーは、これと一体の、ターボ分子排気段のロータ要素、再生排気機構の複数のロータ要素、及び分子ドラッグ排気機構のロータ要素を受け入れるためのロータを有する、真空ポンプ用のインペラー。
【請求項５６】
ロータは、インペラーの長手方向軸線と実質的に直交するディスクからなる、請求項５５に記載のポンプ。
【請求項５７】
再生排気機構のロータ要素は、ロータの片側に環状列をなして位置決めされた一連のブレードからなる、請求項５５又は５６に記載のポンプ。
【請求項５８】
再生排気機構のロータ要素は、ロータの前記片側に同心の環状列をなして位置決めされた少なくとも２連のブレードからなる、請求項５７に記載のポンプ。
【請求項５９】
ロータは、該ロータの前記片側で分子ドラッグ排気機構のロータ要素を受け入れるように構成されている、請求項５７又は５８に記載のポンプ。
【請求項１】
分子ドラッグ排気機構と、その下流の再生排気機構と、を含み、分子ドラッグ排気機構のロータ要素が再生排気機構のロータ要素を取り囲む、真空ポンプ。
【請求項２】
分子ドラッグ排気機構のロータ要素は、再生排気機構のロータ要素とともに回転運動可能に取り付けられたシリンダからなる、請求項１に記載のポンプ。
【請求項３】
シリンダは、多段のホルウィック排気機構の一部を形成する、請求項２に記載のポンプ。
【請求項４】
分子ドラッグ排気機構のロータ要素及び再生排気機構のロータ要素は、ポンプの共通のロータに置かれる、請求項１ないし３のいずれかに記載のポンプ。
【請求項５】
ポンプの駆動シャフトに取り付けられたインペラーを含み、ロータは、インペラーと一体である、請求項４に記載のポンプ。
【請求項６】
ロータは、駆動シャフトと実質的に直交するディスクからなる、請求項５に記載のポンプ。
【請求項７】
再生排気機構のロータ要素は、ロータの片側に環状列をなして位置決めされた一連のブレードからなる、請求項４ないし６のいずれかに記載のポンプ。
【請求項８】
ブレードは、ロータと一体である、請求項７に記載のポンプ。
【請求項９】
分子ドラッグ排気機構のロータ要素は、ロータの前記片側に取り付けられる、請求項７又は８に記載のポンプ。
【請求項１０】
再生排気機構は、ロータの前記片側に同心の環状列をなして位置決めされた少なくとも２連のブレードを含む、請求項７ないし９のいずれかに記載のポンプ。
【請求項１１】
再生排気機構及び分子ドラッグ排気機構の少なくとも一部のための共通のロータを含む、請求項１ないし１０のいずれかに記載のポンプ。
【請求項１２】
ゲーデ排気機構を更に含み、分子ドラッグ排気機構のロータ要素は、ゲーデ排気機構のロータ要素を取り囲む、請求項１ないし１１のいずれかに記載のポンプ。
【請求項１３】
分子ドラッグ段から上流に追加の排気機構を含む、請求項１ないし１２のいずれかに記載のポンプ。
【請求項１４】
追加の排気機構は少なくとも１つのターボ分子排気段からなる、請求項１３に記載のポンプ。
【請求項１５】
追加の排気機構のロータ要素は、インペラーに置かれる、請求項１３又は１４に記載のポンプ。
【請求項１６】
追加の排気機構のロータ要素は、インペラーと一体である、請求項１５に記載のポンプ。
【請求項１７】
追加の排気機構から上流に置かれたポンプ入口と、再生排気機構から下流に置かれたポンプ出口と、を含む、請求項１３ないし１６のいずれかに記載のポンプ。
【請求項１８】
追加の排気機構と再生排気機構の間に置かれた第２ポンプ入口を含む請求項１７に記載のポンプ。
【請求項１９】
第２ポンプ入口は、追加の排気機構と分子ドラッグ排気機構の間に置かれる、請求項１８に記載のポンプ。
【請求項２０】
第２ポンプ入口は、分子ドラッグ排気機構の少なくとも一部と再生排気機構の間に置かれる、請求項１８に記載のポンプ。
【請求項２１】
第２入口は、流体が第１ポンプ入口からポンプに入るのではなくポンプに入る流体が、分子ドラッグ排気機構を通して異なる路をたどるように、位置決めされる、請求項１８又は２０に記載のポンプ。
【請求項２２】
第２ポンプ入口は、流体が上記の第１ポンプ入口からポンプに入るのではなくポンプに入る流体が、分子ドラッグ排気機構を通して前記路の一部だけをたどるように位置決めされる、請求項２１に記載のポンプ。
【請求項２３】
追加の排気機構と分子ドラッグ排気機構の間に置かれた第３のポンプ入口を含む、請求項２０ないし２２のいずれかに記載のポンプ。
【請求項２４】
追加の排気機構の上流にターボ分子排気機構を更に含む、請求項１３ないし２３のいずれかに記載のポンプ。
【請求項２５】
ターボ分子排気機構のロータ要素は、インペラーに置かれる、請求項５に従属するときには、請求項２５に記載のポンプ。
【請求項２６】
追加の排気機構のロータ要素は、インペラーと一体である、請求項２５に記載のポンプ。
【請求項２７】
ターボ分子排気機構から上流に位置させたポンプ入口を含む、請求項２４ないし２６のいずれかに記載のポンプ。
【請求項２８】
使用中、ポンプからの流体排気の圧力は、１ミリバールと等しい或いは１ミリバールよりも大きい、請求項１ないし２７のいずれかに記載のポンプ。
【請求項２９】
真空ポンプ用のインペラーであって、インペラーは、分子ドラッグ排気機構のロータ要素と、再生排気機構の複数のロータ要素と、を含み、分子ドラッグ排気機構のロータ要素は、再生排気機構のロータ要素を取り囲む、真空ポンプ用のインペラー。
【請求項３０】
ターボ分子排気機構のロータ要素は、再生排気機構のロータ要素とともに回転運動可能に取り付けられたシリンダからなる、請求項２９に記載のポンプ。
【請求項３１】
シリンダは、多段ホルウィック排気機構の一部を形成する、請求項３０に記載のポンプ。
【請求項３２】
分子ドラッグ排気機構のロータ要素及び再生排気機構のロータ要素はインペラーの共通のロータに置かれる、請求項２９ないし３１のいずれかに記載のポンプ。
【請求項３３】
ロータは、インペラーと一体である、請求項３２に記載のポンプ。
【請求項３４】
ロータは、インペラーの長手方向軸線と実質的に直交するディスクからなる、請求項３３に記載のポンプ。
【請求項３５】
再生排気機構のロータ要素は、ロータの片側に環状列をなして位置決めされた一連のブレードからなる、請求項３２ないし３４のいずれかに記載のポンプ。
【請求項３６】
ブレードは、ロータと一体である、請求項３５に記載のポンプ。
【請求項３７】
分子ドラッグ排気機構のロータ要素は、ロータの前記片側に取り付けられる、請求項３５又は３６に記載のポンプ。
【請求項３８】
再生排気機構は、ロータの前記片側に同心の環状列をなして位置決めされた少なくとも２連のブレードを含む、請求項３５ないし３７のいずれかに記載のポンプ。
【請求項３９】
ターボ分子段のためのロータ要素を含む、請求項２７ないし３８のいずれかに記載のポンプ。
【請求項４０】
ターボ分子段のロータ要素は、インペラーと一体である、請求項３９に記載のポンプ。
【請求項４１】
請求項２７ないし４０のいずれかに記載のインペラーを含むポンプ。
【請求項４２】
分子ドラッグ排気機構及び再生排気機構と、分子ドラッグ排気機構のためのロータ要素及び再生排気機構のためのロータ要素が置かれる駆動シャフトと、再生排気機構と分子ドラッグ排気機構の少なくとも一部の両方に共通のステータと、を含む真空ポンプ。
【請求項４３】
分子ドラッグ排気機構のロータ要素は、ロータ要素を取り囲む、請求項４２に記載のポンプ。
【請求項４４】
ターボ分子排気機構のロータ要素は、再生排気機構のロータ要素とともに回転運動可能に取り付けられたシリンダからなる、請求項４２又は４３に記載のポンプ。
【請求項４５】
シリンダは、多段ホルウィック排気機構の一部を形成する、請求項４４に記載のポンプ。
【請求項４６】
分子ドラッグ排気機構のロータ要素及び再生排気機構のロータ要素はインペラーの共通のロータに置かれる、請求項４２ないし４５のいずれかに記載のポンプ。
【請求項４７】
駆動シャフトに取り付けられたインペラーを含み、ロータは、インペラーと一体である、請求項４６に記載のポンプ。
【請求項４８】
ロータは、駆動シャフトと実質的に直交するディスクからなる、請求項４７に記載のポンプ。
【請求項４９】
再生排気機構のロータ要素は、ロータの片側に環状列をなして位置決めされた一連のブレードからなる、請求項４６ないし４８のいずれかに記載のポンプ。
【請求項５０】
ブレードは、ロータと一体である、請求項４９に記載のポンプ。
【請求項５１】
分子ドラッグ排気機構のロータ要素は、ロータの前記片側に取り付けられる、請求項４９又は５０に記載のポンプ。
【請求項５２】
再生排気機構は、ロータの前記片側に同心の環状列をなして位置決めされた少なくとも２連のブレードを含み、ロータは、対応する数のチャンネルを有し、ブレードはチャンネル内で回転することができる、請求項４９ないし５１のいずれかに記載のポンプ。
【請求項５３】
環状列に位置決めされた複数のロータ要素を有するゲーデ排気機構を更に含み、ロータはチャンネルを有し、ゲーデ排気機構のロータ要素はチャンネル内で回転することができる、請求項４２乃至５２のいずれかに記載のポンプ。
【請求項５４】
分子ドラッグ排気機構のロータ要素はゲーデ排気機構のロータ要素を取り囲む、請求項５３に記載のポンプ。
【請求項５５】
真空ポンプ用のインペラーであって、インペラーは、これと一体の、ターボ分子排気段のロータ要素、再生排気機構の複数のロータ要素、及び分子ドラッグ排気機構のロータ要素を受け入れるためのロータを有する、真空ポンプ用のインペラー。
【請求項５６】
ロータは、インペラーの長手方向軸線と実質的に直交するディスクからなる、請求項５５に記載のポンプ。
【請求項５７】
再生排気機構のロータ要素は、ロータの片側に環状列をなして位置決めされた一連のブレードからなる、請求項５５又は５６に記載のポンプ。
【請求項５８】
再生排気機構のロータ要素は、ロータの前記片側に同心の環状列をなして位置決めされた少なくとも２連のブレードからなる、請求項５７に記載のポンプ。
【請求項５９】
ロータは、該ロータの前記片側で分子ドラッグ排気機構のロータ要素を受け入れるように構成されている、請求項５７又は５８に記載のポンプ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公表番号】特表２００７−５０７６５７（Ｐ２００７−５０７６５７Ａ）
【公表日】平成１９年３月２９日（２００７．３．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５３０５５７（Ｐ２００６−５３０５５７）
【出願日】平成１６年９月２３日（２００４．９．２３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＧＢ２００４／００４１１０
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０３３５２０
【国際公開日】平成１７年４月１４日（２００５．４．１４）
【出願人】（５９１００４４４５）ザ ビーオーシー グループ ピーエルシー (59)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年３月２９日（２００７．３．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月２３日（２００４．９．２３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＧＢ２００４／００４１１０
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０３３５２０
【国際公開日】平成１７年４月１４日（２００５．４．１４）
【出願人】（５９１００４４４５）ザ ビーオーシー グループ ピーエルシー (59)
【Ｆターム（参考）】
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