複数入口式真空ポンプ
【解決手段】本発明は、搬送方向(36)に連続的に配置された複数の第１のロータディスク(20)を有する第１のロータ要素(18)を備えた第１のポンプ装置(10)と、搬送方向(36)に連続的に配置された複数の第２のロータディスク(28)を有する第２のロータ要素(26)を備えた第２のポンプ装置(12)とを備えた複数入口式真空ポンプに関する。第２のロータディスク(28)の直径が、第１のロータディスク(20)の直径より少なくとも部分的に大きい。複数入口式真空ポンプは主入口(32)を更に備えており、主入口(32)を通って第１の流体(34)が第１のポンプ装置(10)によって吸い込まれて第２のポンプ装置(12)の方に搬送される。更に、複数入口式真空ポンプは中間入口(38)を備えており、中間入口(38)を通って第２の流体(40)が第２のポンプ装置(12)によって吸い込まれてポンプ出口の方に搬送される。第１及び第２の流体(34,40) の両方が第２のポンプ装置(12)内で混合されて、特には第２のポンプ装置(12)の２つの隣り合う第２のロータディスク(28)間で混合される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数入口式真空ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数入口式真空ポンプは、共通のハウジング内に、任意にはホルベック(Holweck )段に接続されて、例えばターボ分子ポンプとして設けられた複数のポンプ装置を備えている。個々のポンプ装置は通常、共通のロータ軸によって支持されており、単一の電動機によって駆動される。ポンプハウジングは、第１のポンプ装置の作動によって第１の流体を吸い込んで取り入れるために設けられた主入口を有している。第１の流体は、第１のポンプ装置を通過した後、第２のポンプ装置によって、任意には更なる複数のポンプ装置によって出口の方に搬送される。第１のポンプ装置と第２のポンプ装置との間に、中間入口が、第２のポンプ装置の作動によって第２の流体を吸い込んで取り入れるために設けられている。従って、第２のポンプ装置は、第１の流体と第２の流体とを出口の方に搬送する。任意には、第２の中間入口が、第２のポンプ装置と第３のポンプ装置との間に設けられ得る。第３のポンプ装置によって、相当する第３の流体が出口の方に搬送されて、その後、前記３つの流体が全て第３のポンプ装置によって搬送される。
【０００３】
欧州特許出願公開第0919726 号明細書から、複数入口式ポンプが知られており、該複数入口式ポンプでは、第１のポンプ装置のロータディスクの外径が第２のポンプ装置のロータディスクの外径より小さい。そのため、比較的高い吸引量が中間入口で実現される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】欧州特許出願公開第0919726 号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、分圧が改善されており、吸引量を中間入口で増大させ得る複数入口式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】
【０００６】
本発明によれば、上記の目的は、請求項１に定義された特徴を備えた複数入口式真空ポンプによって達成される。
【０００７】
本発明の複数入口式真空ポンプは、好ましくはターボ分子ポンプである第１のポンプ装置を備えている。第１のポンプ装置は、搬送方向に連続的に配置された複数のロータディスクを有する第１のロータ要素を備えている。複数入口式真空ポンプは、ここでも好ましくはターボ分子ポンプである更なるポンプ装置を更に備えている。この更なるポンプ装置は、搬送方向に連続的に配置された複数のロータディスクをここでも有する更なるロータ要素を備えている。本発明に係る複数入口式真空ポンプは少なくとも２つのポンプ装置を備えているが、任意には、更に多くのポンプ装置が設けられ得る。複数入口式真空ポンプは主入口を備えており、主入口を通って第１の流体が第１のポンプ装置によって吸い込まれて、その後、更なるポンプ装置、特には第２のポンプ装置に向かって搬送される。更なる流体が、中間入口を通って前記更なるポンプ装置によって吸い込まれる。任意には、複数のポンプ装置だけでなく複数の中間入口も設けられており、該複数の中間入口は、２つの隣り合うポンプ装置間に配置されていることが好ましい。好ましくは２つの流体がポンプ出口の方に搬送される。
【０００８】
本発明によれば、流体の混合が、中間入口の領域で直接行なわれるわけではない。従って、好ましくは２つの流体の混合は、中間入口内の領域ではないが真空ポンプ内で行なわれる。主入口を通って吸い込まれるガス混合物の組成が中間入口を通って吸い込まれるガス混合物の組成とは異なる可能性があるので、中間入口内ではない領域での流体の発明性がある混合は、分圧間の比率がそれ程影響されないため有利である。流体の混合は、前記更なるポンプ装置内のみで行われており、特には第２のポンプ装置の２つの隣り合うロータディスク間で行なわれることが好ましい。混合は、更なるポンプ装置の第１及び第２のロータディスク間で行われることが好ましい。
【０００９】
第２の中間入口、すなわち更なる中間入口を備えた複数入口式ポンプでは、第２及び第３のポンプ装置間の領域、一般的には隣り合うポンプ装置間の領域は、言うまでもなく上述された構成に相当するように構成され得る。ここでは、例えば第２及び第３の流体の混合は、関連した中間入口内ではない領域で行われており、好ましくは例えば第３のポンプ装置内で行われる。
【００１０】
更なるロータディスク、例えば第２のロータディスクの直径が、第１のロータディスクの直径より少なくとも部分的に大きいことが好ましい。更なるポンプ装置の複数のロータディスク、特には全てのロータディスクの直径が、第１のロータディスクの直径より大きいことが好ましい。
【００１１】
本発明の好ましい実施形態によれば、更なるポンプ装置の少なくとも第１のロータディスクは、搬送方向に、つまり、好ましくはロータ軸の軸方向に通過開口部を有して形成されている。この通過開口部を通って、第１の流体は、少なくとも部分的に好ましくは完全に、更なるポンプ装置、例えば第２のポンプ装置に流れ込む。通過開口部は、翼板を支持する更なるポンプ装置の第１のロータディスク内に好ましくは径方向に配置されている。このようにして、第１の流体が通過開口部を通過した後に流体の混合が行われる。更なるポンプ装置の第１のロータディスクのみが貫通孔を有しているので、流体の混合は、更なるポンプ装置の第１及び第２のロータディスク間で行なわれる。任意には、更なるポンプ装置の複数のロータディスクも貫通孔を有することが可能であり、それによって、流体の混合が、更なるポンプ装置の第１及び第２のロータディスク間だけでなく更なるポンプ装置の更なるロータディスク間でも行なわれる。本発明の好ましい実施形態によれば、更なるポンプ装置の複数のロータディスクの内の少なくとも一部の直径が第１のポンプ装置の複数のロータディスクの直径より大きい場合、このような通過開口部を設けることにより、ロータディスクの直径が変えてあるので、２つの流体の混合が中間入口の領域で直接生じないように第１の流体が径方向の外側に偏向される必要がないという効果が得られる。代わりに、２つの流体の混合が、例えば第２のポンプ装置の第１及び第２のロータディスク間以降に行われる。更に、第２のポンプ装置の更なるロータディスクも通過開口部を有することが可能であり、それによって、２つの流体の混合が２つのロータディスク間だけでなく更に多くのロータディスク間でも行なわれる。このため、通過開口部の搬送方向の断面積の合計を低減することが可能になり、そのため、常時、第１の流体の一部が２つの隣り合うロータディスク間で第２の流体と強制的に混合されて、第１の流体の僅かな部分が混合されない状態で流れ続けて、第２の流体との混合が次の２つの隣り合うロータディスク間でのみ行われる。
【００１２】
更なるポンプ装置の少なくとも第１のロータディスクに設けられた通過開口部は、複数の個々の開口部を有していることが好ましい。これらの個々の開口部は環状線に沿って配置されていることが好ましい。それによって、好ましくは環状線上に規則的に配置された複数の個々の開口部を設けてもロータディスクの安定性が影響されないことが保障される。
【００１３】
第１の流体の大部分が前記通過開口部を通って流れずに中間入口の方に径方向の外側に流れることを防止するために、好ましい実施形態によれば、好ましくは径方向に向いたハウジング壁が隣り合うポンプ装置間に配置されている。前記ハウジング壁は、ポンプハウジングのハウジング外壁に密閉して接続されており、通過開口部又はロータ軸に近接して延びていることが好ましい。前記ハウジング壁は、環状開口部がハウジング壁とロータ軸との間に形成されているように構成されていることが好ましい。更なるポンプ装置の一又は複数のロータディスクに形成された通過開口部は、搬送方向に見たとき前記環状開口部内に配置されている。それによって、第１の流体の偏向が前記環状開口部と通過開口部との間に生じることが回避される。従って、第１の流体は、更なるポンプ装置で第２の流体と混合されるために、第１のポンプ装置から出た後、ハウジング壁の環状開口部を通って、その後更なるポンプ装置の第１のロータディスク又は複数のロータディスクの通過開口部を通って流れる。
【００１４】
２つの流体の混合が中間入口内で生じないという発明性がある原理を更に実現するための更なる好ましい実施形態によれば、流路が隣り合うポンプ装置間に形成されている。少なくとも１つの流路は、第１のポンプ装置の出口を更なるポンプ装置内の領域に接続するために配置されている。
【００１５】
上記の作用は、少なくとも１つの流路がロータ要素を支持するロータ軸内に少なくとも部分的に配置されていることにより達成されることが好ましい。好ましい実施形態によれば、流路を形成するために、ロータ軸は好ましくは長手方向に延びる溝を有している。従って、複数の流路を設ける場合には、複数の溝が、好ましくはロータ軸の長手方向に互いに平行に延びている。ここでの溝は、ロータ軸の周囲に好ましくは対称的に設けられている。溝は、ロータ軸の外周面に例えばフライス加工によって形成されていることが好ましい。周方向に閉じた流路を形成するために、第１の実施形態によれば、溝がシェル及び／又はロータ要素の内側面によって覆われている。この特に好ましい実施形態では、第１の流体は、第１のポンプ装置を通過した後、好ましくは複数設けられた流路に好ましくは完全に流れる。第１の流体は、好ましくは更なるポンプ装置内で、更に好ましくは隣り合うポンプ装置内で流路を通過して、その後流路から再度出る。このようにして、第１の流体と中間入口を通って吸い込まれる更なる流体との混合が、中間入口内ではなく第２のポンプ装置内で行なわれる。
【００１６】
更なる実施形態によれば、ロータ軸は中空軸として形成されている。第１の流体は、第１のポンプ装置を通過した後、ロータ軸に形成された一又は複数の第１の横断孔を通って流路及びロータ軸に流れることが好ましい。複数の第１の横断孔は、中空のロータ軸の周囲に径方向に分配されていることが好ましい。少なくとも１つの、好ましくは複数の横断孔を通って、第１の流体は、好ましくは流路と中空のロータ軸の内部とから更なるポンプ装置に導かれる。特に好ましい実施形態によれば、これは、第２のポンプ装置の２つの隣り合うロータディスク間で、特には第１及び第２のロータディスク間で搬送方向に行なわれる。第２のポンプ装置の複数の領域で、つまり例えば、第１及び第２のロータディスク間と第２及び第３のロータディスク間とで第１の流体を流入させるように、複数の第２の横断孔を配置することも可能である。
【００１７】
流路、好ましくは溝を備えた本発明の上記の実施形態の変形例によれば、密閉ディスクが、第１のポンプ装置の出口領域に配置されている。好ましくは径方向に延びる前記密閉ディスクは、第１の流体の大部分が、好ましくは完全に前記少なくとも１つの流路の方に導かれることを保障するために有効である。ここで、密閉ディスクは、隣り合うロータディスク間に設けられたステータディスクに対応して構成され配置され得る。密閉ディスクは、ステータディスクの配置と同様にステータリングによってハウジング内に保持され得るか、又はハウジングに密に接続され得る。小さな密閉隙間が密閉ディスクとロータ軸との間に形成されるように、密閉ディスクはロータ軸に近い領域に延びている。密閉ディスクが設けられる場合、一又は複数の溝の入口が、搬送方向に見たときに第１のポンプ装置の最後のロータディスクと密閉ディスクとの間に配置されていることが好ましい。
【００１８】
更なる好ましい実施形態によれば、密閉ディスクを設ける代わりに、第１のポンプ装置の少なくとも最後のロータディスクが対向流を生成するように構成されている。従って、第１のポンプ装置のこの最後のロータディスクの搬送方向は、真空ポンプの主搬送方向の反対方向である。この最後のロータディスクによって、中間入口を通って吸い込まれる流体の一部が、主搬送方向の反対方向に、つまり第１のポンプ装置の方に搬送される。この更なる好ましい実施形態では、第１の横断孔及び／又は溝の入口は、第１のポンプ装置の最後の２つのロータディスク間に、つまり、対向流を生成させる最後のロータディスクと主搬送方向に搬送すべく作用するポンプ装置の最後のロータディスクとの間に配置されている。生成された対向流によって、第１の流体が、流路の方に、特には溝及び第１の横断孔の方に偏向されることが保障される。本実施形態では、上記の密閉ディスクは省略され得る。
【００１９】
本発明の好ましい実施形態によれば、中間入口を通って吸い込まれる流体は分離されて、その後、この更なる流体の一部が反対方向に流れる。本実施形態では、第１のポンプ装置の最後のロータディスクが対向流を生成すべく構成されているだけでなく、好ましくは複数のロータディスクが対向流を生成すべく構成されている。これらのロータディスクは、対向流を生成すべく作用するだけでなく同時に、対向流に流れ込む更なる流体の一部を圧縮すべく作用する。前記対向流に流れ込む更なる流体の一部は、第１のポンプ装置内で第１の流体と混合される。反対方向に搬送される更なる流体の一部と共に第１の流体は流路に流れ込む。ここでも、流路は、上述したように、ロータ軸に配置されて長手方向に延びる溝の形態で、又は横断孔の形態で設けられていることが好ましい。第１の流体は、その後、更なるポンプ装置の方に流路を通って前記更なる流体の一部と共に流れる。この流体は、更なるポンプ装置内で少なくとも１つの流路から再度出て、それにより、この流体は、中間入口を通って吸い込まれる更なる流体の第２の部分と更なるポンプ装置内で混合される。
【００２０】
更なる好ましい実施形態によれば、上述された個々の実施形態は、少なくとも部分的に互いに組み合わせられる。特に、更なるポンプ装置の少なくとも第１のロータディスクに通過孔を、第１の実施形態に関して述べたように設ける構成は、少なくとも１つの流路を設ける構成と組み合わせられることが可能であり、それによって、第１の流体の一部が少なくとも１つの通過孔を通って流れて、一部が少なくとも１つの流路を通って流れる。
【００２１】
本発明を、添付図面を参照して更に詳細に以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】複数入口式真空ポンプの一部の第１の実施形態を示す略断面図である。
【図２】複数入口式真空ポンプの一部の第２の実施形態を示す略断面図である。
【図３】複数入口式真空ポンプの一部の第３の実施形態を示す略断面図である。
【図４】複数入口式真空ポンプの一部の第４の実施形態を示す略断面図である。
【図５】図４のV-V 線に沿った略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１は、本発明に関連した複数入口式真空ポンプの一部を図示している。複数入口式真空ポンプのこの部分は、第１のポンプ装置10と更なるポンプ装置、すなわち第２のポンプ装置12とを備えており、第１のポンプ装置10及び第２のポンプ装置12は共通のハウジング内に配置されている。該ハウジングには、例えばホルベック(Holweck )段のような第３のポンプ装置が図１の右側に示されるように更に設けられ得る。
【００２４】
第１のポンプ装置10は、ロータ軸16に配置されたロータ要素18を備えている。図示された実施形態では、ロータ要素18は５つの径方向に向いたロータディスク20を有している。ロータディスク20は、流体、特にはガスを運ぶためのロータ翼板を有している。隣り合うロータディスク20間に、固定されたステータディスク22が配置されている。ステータディスク22は、ハウジング14内に例えばリングにより固定して保持されている。
【００２５】
図示された実施形態では２つの軸受24によって支持されたロータ軸16は、第２のポンプ装置12の更なるロータ要素、すなわち第２のロータ要素26を更に支持している。図示された実施形態では、前記第２のロータ要素26は同様に５つのロータディスク28を有している。該ロータディスク28間にも、ステータディスク30が、任意にはステータリングによって、ハウジング14に固定されながら静止して配置されている。ロータディスク28は、ここでも流体を運ぶための翼板を有しており、翼板は、斜め線によって示されずに図１に図示されている外側領域に配置されている。
【００２６】
第１のポンプ装置10は、ガスを主入口32を通ってハウジング14内に吸い込むべく作用する。そのため、第１の流体34が、第２のポンプ装置12の方に且つ搬送方向36に生成される。搬送方向36は、主入口32から出口に向かう主搬送方向に相当する。出口は、搬送方向に見たときに、最後のポンプ装置の後方に、つまり図１におけるハウジングの右側に設けられている。
【００２７】
ハウジング14は中間入口38を更に備えている。中間入口38は、ハウジング14内の第１のポンプ装置10と第２のポンプ装置12との間に配置されている。中間入口38を通って、第２の流体40が、ここでも搬送方向36に生成される。前記第２の流体40は、第２のポンプ装置12と第２のポンプ装置12の下流側の任意の更なるポンプ装置とによってポンプ出口の方に搬送される。特に、図示された実施形態に係る構成の複数入口式ポンプでは、高真空が主入口32に存在し、僅かに低い真空が中間入口38に存在する。図示された実施形態では、中間入口38でも最大限の可能な吸引量、つまり低真空を生成可能とするために、第２のポンプ装置12のロータディスク28の半径が、第１のポンプ装置10のロータディスク20の半径より大きい。
【００２８】
図１に図示された本発明の実施形態によれば、第１及び第２の流体34,40 の混合が第２のポンプ装置12でのみ行われる。図１に示された実施形態では、第２のポンプ装置12内の図１の左側に示された第１のロータディスク28が通過開口部42を備えていることにより、このような混合が実現される。この通過開口部42は、ロータ軸と同心の環状線に配置された複数の個々の開口部を有していることが好ましい。通過開口部42を設けることにより、第１の流体34は、まず通過開口部42を通って第２のポンプ装置12内の図１の左側に示された２つのロータディスク28の領域に流れる。その後、第２のポンプ装置12の第１及び第２のロータディスク、つまり左側のロータディスク28間で、第１の流体34は矢印44によって示されているように外側に向かって径方向に流れて、従って、第１及び第２の流体34,40 は第２のポンプ装置12の第１及び第２のロータディスク28間で混合される。第１及び第２の流体34,40 の混合が中間入口38の領域で生じないので、更に適した分圧が中間入口38の領域で達成され得る。これは、異なるガス混合物が主入口32と中間入口38とを通って吸い込まれる場合に特に有利である。
【００２９】
前記通過開口部42及び通過開口部42の個々の開口部は、第１のロータディスク28の翼板が配置されている領域内に設けられている。図面には、翼板の領域は斜め線によって示されていない。
【００３０】
第１の流体34が可能な限り完全に通過開口部42を通って流れて、その結果、中間入口38の領域での２つの流体の混合を回避することを保障するために、図示された実施形態では、ハウジング壁46が更に設けられている。このハウジング壁46は、第１及び第２のポンプ装置10,12 間に配置されており、径方向に向いている。ハウジング壁46は、ハウジング14に固定して接続されており、ロータ軸16の方に延びている。従って、第１の流体34は、第１のポンプ装置10を通過した後に環状開口部50を通って、更に第１のロータディスク28の通過開口部42を通って流れて、その後、第２のポンプ装置12の第１及び第２のロータディスク28間を通過して第２のポンプ装置12に入る。
【００３１】
図２に示されている第２の好ましい実施形態では、第１の実施形態と同一又は同様の構成要素は同一の参照番号によって示されている。
【００３２】
図２に示されている第２の実施形態の本質的な差異は、第２のポンプ装置12の第１のロータディスク28が通過開口部42を備えていないことにある。代わりに、第１の流体34は、第１のポンプ装置の端部で径方向の内側に（矢印52の方向に）偏向される。このために、密閉ディスク54が、ハウジング又はステータリングに接続されている。前記密閉ディスク54は、図１に示された実施形態におけるハウジング壁46と同様に径方向の内側に延びており、密閉隙間56を介してロータ軸16に対して密閉されている。図２に示されている第２の実施形態の更なる差異は、前記ロータ軸16が中空軸として形成されており、そのため、第１の流体34が第１の横断孔58を通って中空のロータ軸16の内部空間60に（矢印62の方向に）流れることにある。複数の第１の横断孔58は、中空のロータ軸16の周囲に好ましくは対称的に配置されていることが好ましい。
【００３３】
搬送方向36に見たときに第１の横断孔58の下流側に、第２の横断孔64が中空のロータ軸16に形成されている。ここでも、複数の第２の横断孔64がロータ軸16の周囲に対称的に配設されていることが好ましい。第２の横断孔64の位置は、流体が第２の横断孔64を通って第２のポンプ装置12に矢印67の方向に流れるように選択されており、図示されている実施形態では、流体が、第２のポンプ装置12の第１及び第２のロータディスク28間に流入する。図示された実施形態では、このようにして形成された流路58,60,64が、第１のポンプ装置10の出口を第２のポンプ装置12内の領域に接続しており、図示された実施形態では、この第２のポンプ装置12内の領域は、第２のポンプ装置12の第１及び第２のロータディスク28間の領域である。第２の横断孔64は、例えば第２のポンプ装置12のロータディスク28の内の第２及び第３のロータディスク28間、第３及び第４のロータディスク28間等で終端をなすことも可能である。更に、横断孔が例えば第２及び第３のロータディスク28間に加えて第１及び第２のロータディスク28間で終端をなすように、複数の段階の横断孔を設けることが可能である。
【００３４】
第２の流体40は、図１に示された実施形態でも提供されているように中間入口38を通って流入して、複数入口式真空ポンプの出口（不図示）の方に第２のポンプ装置12によって搬送される。第１の実施形態（図１）のように、第１及び第２の流体34,40 の混合は、例えば第２のポンプ装置12の第１及び第２のロータディスク28間で行われる。
【００３５】
図３に示されている第３の実施形態は、図２に示されている第２の実施形態と同様であり、第２の実施形態と同一又は同様の構成要素は同一の参照番号によって示されている。
【００３６】
図２及び図３に示された実施形態間の本質的な差異は、第３の実施形態（図３）が密閉ディスク54を備えていないことにある。代わりに、第１のポンプ装置10内の図３の右側に示された最後のロータディスク68が、複数入口式真空ポンプの主搬送方向36の反対に矢印70によって示された方向に流体を搬送するように設計されている。これは、ロータディスク68の翼板が反対方向に向いていることにより実現される。ロータディスク68の搬送方向のために、第１の流体34がロータディスク68を通過することができない。このため、第１の流体34は、第２の実施形態（図２）に対応して、径方向の内側に（矢印52の方向に）搬送されて、中空のロータ軸16の内部空間60に第１の横断孔58を通って流れる。従って、第２の流体40の内の僅かな部分を主搬送方向36の反対に搬送するロータディスク68は優れた密閉効果を有する。このように、第１及び第２の流体34,40 が中間入口38の領域で図らずも既に混合されてしまうことが回避される。第２の実施形態（図２）に対応して、第１の流体34は、流路58,60,64を通って第２のポンプ装置12内を搬送される。ここで、第１の流体34が第２のポンプ装置12の第１及び第２のロータディスク28間を通過することにより第２のポンプ装置12に入るように、第２の横断孔64は中空のロータ軸16内に配置されている。
【００３７】
図４及び図５に図示された第４の好ましい実施形態では、同一又は同様の構成要素はここでも同一の参照番号によって示されている。
【００３８】
本発明の更に好ましい実施形態によれば、図４に示されているように、中間入口38を通って吸い込まれる第２の流体40が、真空ポンプに入った直後に２つの流体70,71 に分離される。図３に示されている実施形態に対応して、部分的な流体70は主搬送方向36の反対方向に搬送される。それにより、対向流が第１のポンプ装置10内で生じる。この対向流は、ロータディスク21の翼板とハウジング14に固定して接続されたステータディスク23とによって生成される。図示された実施形態では、ロータディスク21及び関連したステータディスク23の直径は、第１のポンプ装置10の他のロータディスク20及びステータディスク22の直径より大きい。ロータディスク21及びステータディスク23の外径は、第２のポンプ装置、すなわち更なるポンプ装置12のロータディスク28及びステータディスク30の外径に略相当することが好ましい。
【００３９】
前記部分的な流体70によって生成される対向流により、第１の流体34は、中間入口38の領域で第１のポンプ装置から出ない。代わりに、部分的な流体70及び第１の流体34は第１のポンプ装置10の領域72で混合される。該領域72は略環状である。
【００４０】
その後、第１の流体34及び部分的な流体70からなる混合された流体は、図示された実施形態では溝74として形成されている流路を通って流れる。溝74は、ロータ軸16に直接配置され得る。図示された実施形態では、中間要素76がロータ軸16上に配置されている。前記中間要素76は、例えば焼嵌め取付処理によってロータ軸16に固定して取り付けられている。中間要素76を設けることにより、流路74をロータ軸16に対して径方向の外側にずらして配置することが可能になる。流路、すなわち溝74をこのように配置することにより、有利には第１の流体34が偏向される必要性なしに溝74に流れ込むことが可能になる。流路74を形成するために、シェル78が中間要素76の周りに配置されている。中間要素76を使用する代わりに、ロータ軸16を階段状の軸として形成することも可能である。
【００４１】
円筒として形成された前記シェル78は、流路74を形成すべく機能するだけでなく、図示された実施形態では対向流70を生成する前記ロータディスク21の支持体としても使用される。
【００４２】
図示された実施形態では、第２のポンプ装置12の第１のロータディスク27が、第２のロータ要素26ではなくここでも前記シェル78に支持されている。このため、溝74を通って流れる媒体が、第２のポンプ装置12内への流入以降に更なる流体及び部分的な流体71と簡単な方法で確実に混合されるという利点がある。図示された実施形態では、流体間の混合が、第１のロータディスク27と隣り合うロータディスク28との間で行われており、第１のロータディスク27及び隣り合うロータディスク28の両方は第２のポンプ装置12のロータディスクである。
【００４３】
第４の実施形態（図４及び図５）を参照して述べられて溝74として設けられた流路は、図２及び図３に示された実施形態にも設けられ得る。この場合、横断孔58,64 の代わりに、又は横断孔58,64 に加えて、第４の実施形態（図４及び図５）に対応して溝を有して形成されたロータ軸16を設ける必要がある。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数入口式真空ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数入口式真空ポンプは、共通のハウジング内に、任意にはホルベック(Holweck )段に接続されて、例えばターボ分子ポンプとして設けられた複数のポンプ装置を備えている。個々のポンプ装置は通常、共通のロータ軸によって支持されており、単一の電動機によって駆動される。ポンプハウジングは、第１のポンプ装置の作動によって第１の流体を吸い込んで取り入れるために設けられた主入口を有している。第１の流体は、第１のポンプ装置を通過した後、第２のポンプ装置によって、任意には更なる複数のポンプ装置によって出口の方に搬送される。第１のポンプ装置と第２のポンプ装置との間に、中間入口が、第２のポンプ装置の作動によって第２の流体を吸い込んで取り入れるために設けられている。従って、第２のポンプ装置は、第１の流体と第２の流体とを出口の方に搬送する。任意には、第２の中間入口が、第２のポンプ装置と第３のポンプ装置との間に設けられ得る。第３のポンプ装置によって、相当する第３の流体が出口の方に搬送されて、その後、前記３つの流体が全て第３のポンプ装置によって搬送される。
【０００３】
欧州特許出願公開第0919726 号明細書から、複数入口式ポンプが知られており、該複数入口式ポンプでは、第１のポンプ装置のロータディスクの外径が第２のポンプ装置のロータディスクの外径より小さい。そのため、比較的高い吸引量が中間入口で実現される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】欧州特許出願公開第0919726 号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、分圧が改善されており、吸引量を中間入口で増大させ得る複数入口式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】
【０００６】
本発明によれば、上記の目的は、請求項１に定義された特徴を備えた複数入口式真空ポンプによって達成される。
【０００７】
本発明の複数入口式真空ポンプは、好ましくはターボ分子ポンプである第１のポンプ装置を備えている。第１のポンプ装置は、搬送方向に連続的に配置された複数のロータディスクを有する第１のロータ要素を備えている。複数入口式真空ポンプは、ここでも好ましくはターボ分子ポンプである更なるポンプ装置を更に備えている。この更なるポンプ装置は、搬送方向に連続的に配置された複数のロータディスクをここでも有する更なるロータ要素を備えている。本発明に係る複数入口式真空ポンプは少なくとも２つのポンプ装置を備えているが、任意には、更に多くのポンプ装置が設けられ得る。複数入口式真空ポンプは主入口を備えており、主入口を通って第１の流体が第１のポンプ装置によって吸い込まれて、その後、更なるポンプ装置、特には第２のポンプ装置に向かって搬送される。更なる流体が、中間入口を通って前記更なるポンプ装置によって吸い込まれる。任意には、複数のポンプ装置だけでなく複数の中間入口も設けられており、該複数の中間入口は、２つの隣り合うポンプ装置間に配置されていることが好ましい。好ましくは２つの流体がポンプ出口の方に搬送される。
【０００８】
本発明によれば、流体の混合が、中間入口の領域で直接行なわれるわけではない。従って、好ましくは２つの流体の混合は、中間入口内の領域ではないが真空ポンプ内で行なわれる。主入口を通って吸い込まれるガス混合物の組成が中間入口を通って吸い込まれるガス混合物の組成とは異なる可能性があるので、中間入口内ではない領域での流体の発明性がある混合は、分圧間の比率がそれ程影響されないため有利である。流体の混合は、前記更なるポンプ装置内のみで行われており、特には第２のポンプ装置の２つの隣り合うロータディスク間で行なわれることが好ましい。混合は、更なるポンプ装置の第１及び第２のロータディスク間で行われることが好ましい。
【０００９】
第２の中間入口、すなわち更なる中間入口を備えた複数入口式ポンプでは、第２及び第３のポンプ装置間の領域、一般的には隣り合うポンプ装置間の領域は、言うまでもなく上述された構成に相当するように構成され得る。ここでは、例えば第２及び第３の流体の混合は、関連した中間入口内ではない領域で行われており、好ましくは例えば第３のポンプ装置内で行われる。
【００１０】
更なるロータディスク、例えば第２のロータディスクの直径が、第１のロータディスクの直径より少なくとも部分的に大きいことが好ましい。更なるポンプ装置の複数のロータディスク、特には全てのロータディスクの直径が、第１のロータディスクの直径より大きいことが好ましい。
【００１１】
本発明の好ましい実施形態によれば、更なるポンプ装置の少なくとも第１のロータディスクは、搬送方向に、つまり、好ましくはロータ軸の軸方向に通過開口部を有して形成されている。この通過開口部を通って、第１の流体は、少なくとも部分的に好ましくは完全に、更なるポンプ装置、例えば第２のポンプ装置に流れ込む。通過開口部は、翼板を支持する更なるポンプ装置の第１のロータディスク内に好ましくは径方向に配置されている。このようにして、第１の流体が通過開口部を通過した後に流体の混合が行われる。更なるポンプ装置の第１のロータディスクのみが貫通孔を有しているので、流体の混合は、更なるポンプ装置の第１及び第２のロータディスク間で行なわれる。任意には、更なるポンプ装置の複数のロータディスクも貫通孔を有することが可能であり、それによって、流体の混合が、更なるポンプ装置の第１及び第２のロータディスク間だけでなく更なるポンプ装置の更なるロータディスク間でも行なわれる。本発明の好ましい実施形態によれば、更なるポンプ装置の複数のロータディスクの内の少なくとも一部の直径が第１のポンプ装置の複数のロータディスクの直径より大きい場合、このような通過開口部を設けることにより、ロータディスクの直径が変えてあるので、２つの流体の混合が中間入口の領域で直接生じないように第１の流体が径方向の外側に偏向される必要がないという効果が得られる。代わりに、２つの流体の混合が、例えば第２のポンプ装置の第１及び第２のロータディスク間以降に行われる。更に、第２のポンプ装置の更なるロータディスクも通過開口部を有することが可能であり、それによって、２つの流体の混合が２つのロータディスク間だけでなく更に多くのロータディスク間でも行なわれる。このため、通過開口部の搬送方向の断面積の合計を低減することが可能になり、そのため、常時、第１の流体の一部が２つの隣り合うロータディスク間で第２の流体と強制的に混合されて、第１の流体の僅かな部分が混合されない状態で流れ続けて、第２の流体との混合が次の２つの隣り合うロータディスク間でのみ行われる。
【００１２】
更なるポンプ装置の少なくとも第１のロータディスクに設けられた通過開口部は、複数の個々の開口部を有していることが好ましい。これらの個々の開口部は環状線に沿って配置されていることが好ましい。それによって、好ましくは環状線上に規則的に配置された複数の個々の開口部を設けてもロータディスクの安定性が影響されないことが保障される。
【００１３】
第１の流体の大部分が前記通過開口部を通って流れずに中間入口の方に径方向の外側に流れることを防止するために、好ましい実施形態によれば、好ましくは径方向に向いたハウジング壁が隣り合うポンプ装置間に配置されている。前記ハウジング壁は、ポンプハウジングのハウジング外壁に密閉して接続されており、通過開口部又はロータ軸に近接して延びていることが好ましい。前記ハウジング壁は、環状開口部がハウジング壁とロータ軸との間に形成されているように構成されていることが好ましい。更なるポンプ装置の一又は複数のロータディスクに形成された通過開口部は、搬送方向に見たとき前記環状開口部内に配置されている。それによって、第１の流体の偏向が前記環状開口部と通過開口部との間に生じることが回避される。従って、第１の流体は、更なるポンプ装置で第２の流体と混合されるために、第１のポンプ装置から出た後、ハウジング壁の環状開口部を通って、その後更なるポンプ装置の第１のロータディスク又は複数のロータディスクの通過開口部を通って流れる。
【００１４】
２つの流体の混合が中間入口内で生じないという発明性がある原理を更に実現するための更なる好ましい実施形態によれば、流路が隣り合うポンプ装置間に形成されている。少なくとも１つの流路は、第１のポンプ装置の出口を更なるポンプ装置内の領域に接続するために配置されている。
【００１５】
上記の作用は、少なくとも１つの流路がロータ要素を支持するロータ軸内に少なくとも部分的に配置されていることにより達成されることが好ましい。好ましい実施形態によれば、流路を形成するために、ロータ軸は好ましくは長手方向に延びる溝を有している。従って、複数の流路を設ける場合には、複数の溝が、好ましくはロータ軸の長手方向に互いに平行に延びている。ここでの溝は、ロータ軸の周囲に好ましくは対称的に設けられている。溝は、ロータ軸の外周面に例えばフライス加工によって形成されていることが好ましい。周方向に閉じた流路を形成するために、第１の実施形態によれば、溝がシェル及び／又はロータ要素の内側面によって覆われている。この特に好ましい実施形態では、第１の流体は、第１のポンプ装置を通過した後、好ましくは複数設けられた流路に好ましくは完全に流れる。第１の流体は、好ましくは更なるポンプ装置内で、更に好ましくは隣り合うポンプ装置内で流路を通過して、その後流路から再度出る。このようにして、第１の流体と中間入口を通って吸い込まれる更なる流体との混合が、中間入口内ではなく第２のポンプ装置内で行なわれる。
【００１６】
更なる実施形態によれば、ロータ軸は中空軸として形成されている。第１の流体は、第１のポンプ装置を通過した後、ロータ軸に形成された一又は複数の第１の横断孔を通って流路及びロータ軸に流れることが好ましい。複数の第１の横断孔は、中空のロータ軸の周囲に径方向に分配されていることが好ましい。少なくとも１つの、好ましくは複数の横断孔を通って、第１の流体は、好ましくは流路と中空のロータ軸の内部とから更なるポンプ装置に導かれる。特に好ましい実施形態によれば、これは、第２のポンプ装置の２つの隣り合うロータディスク間で、特には第１及び第２のロータディスク間で搬送方向に行なわれる。第２のポンプ装置の複数の領域で、つまり例えば、第１及び第２のロータディスク間と第２及び第３のロータディスク間とで第１の流体を流入させるように、複数の第２の横断孔を配置することも可能である。
【００１７】
流路、好ましくは溝を備えた本発明の上記の実施形態の変形例によれば、密閉ディスクが、第１のポンプ装置の出口領域に配置されている。好ましくは径方向に延びる前記密閉ディスクは、第１の流体の大部分が、好ましくは完全に前記少なくとも１つの流路の方に導かれることを保障するために有効である。ここで、密閉ディスクは、隣り合うロータディスク間に設けられたステータディスクに対応して構成され配置され得る。密閉ディスクは、ステータディスクの配置と同様にステータリングによってハウジング内に保持され得るか、又はハウジングに密に接続され得る。小さな密閉隙間が密閉ディスクとロータ軸との間に形成されるように、密閉ディスクはロータ軸に近い領域に延びている。密閉ディスクが設けられる場合、一又は複数の溝の入口が、搬送方向に見たときに第１のポンプ装置の最後のロータディスクと密閉ディスクとの間に配置されていることが好ましい。
【００１８】
更なる好ましい実施形態によれば、密閉ディスクを設ける代わりに、第１のポンプ装置の少なくとも最後のロータディスクが対向流を生成するように構成されている。従って、第１のポンプ装置のこの最後のロータディスクの搬送方向は、真空ポンプの主搬送方向の反対方向である。この最後のロータディスクによって、中間入口を通って吸い込まれる流体の一部が、主搬送方向の反対方向に、つまり第１のポンプ装置の方に搬送される。この更なる好ましい実施形態では、第１の横断孔及び／又は溝の入口は、第１のポンプ装置の最後の２つのロータディスク間に、つまり、対向流を生成させる最後のロータディスクと主搬送方向に搬送すべく作用するポンプ装置の最後のロータディスクとの間に配置されている。生成された対向流によって、第１の流体が、流路の方に、特には溝及び第１の横断孔の方に偏向されることが保障される。本実施形態では、上記の密閉ディスクは省略され得る。
【００１９】
本発明の好ましい実施形態によれば、中間入口を通って吸い込まれる流体は分離されて、その後、この更なる流体の一部が反対方向に流れる。本実施形態では、第１のポンプ装置の最後のロータディスクが対向流を生成すべく構成されているだけでなく、好ましくは複数のロータディスクが対向流を生成すべく構成されている。これらのロータディスクは、対向流を生成すべく作用するだけでなく同時に、対向流に流れ込む更なる流体の一部を圧縮すべく作用する。前記対向流に流れ込む更なる流体の一部は、第１のポンプ装置内で第１の流体と混合される。反対方向に搬送される更なる流体の一部と共に第１の流体は流路に流れ込む。ここでも、流路は、上述したように、ロータ軸に配置されて長手方向に延びる溝の形態で、又は横断孔の形態で設けられていることが好ましい。第１の流体は、その後、更なるポンプ装置の方に流路を通って前記更なる流体の一部と共に流れる。この流体は、更なるポンプ装置内で少なくとも１つの流路から再度出て、それにより、この流体は、中間入口を通って吸い込まれる更なる流体の第２の部分と更なるポンプ装置内で混合される。
【００２０】
更なる好ましい実施形態によれば、上述された個々の実施形態は、少なくとも部分的に互いに組み合わせられる。特に、更なるポンプ装置の少なくとも第１のロータディスクに通過孔を、第１の実施形態に関して述べたように設ける構成は、少なくとも１つの流路を設ける構成と組み合わせられることが可能であり、それによって、第１の流体の一部が少なくとも１つの通過孔を通って流れて、一部が少なくとも１つの流路を通って流れる。
【００２１】
本発明を、添付図面を参照して更に詳細に以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】複数入口式真空ポンプの一部の第１の実施形態を示す略断面図である。
【図２】複数入口式真空ポンプの一部の第２の実施形態を示す略断面図である。
【図３】複数入口式真空ポンプの一部の第３の実施形態を示す略断面図である。
【図４】複数入口式真空ポンプの一部の第４の実施形態を示す略断面図である。
【図５】図４のV-V 線に沿った略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１は、本発明に関連した複数入口式真空ポンプの一部を図示している。複数入口式真空ポンプのこの部分は、第１のポンプ装置10と更なるポンプ装置、すなわち第２のポンプ装置12とを備えており、第１のポンプ装置10及び第２のポンプ装置12は共通のハウジング内に配置されている。該ハウジングには、例えばホルベック(Holweck )段のような第３のポンプ装置が図１の右側に示されるように更に設けられ得る。
【００２４】
第１のポンプ装置10は、ロータ軸16に配置されたロータ要素18を備えている。図示された実施形態では、ロータ要素18は５つの径方向に向いたロータディスク20を有している。ロータディスク20は、流体、特にはガスを運ぶためのロータ翼板を有している。隣り合うロータディスク20間に、固定されたステータディスク22が配置されている。ステータディスク22は、ハウジング14内に例えばリングにより固定して保持されている。
【００２５】
図示された実施形態では２つの軸受24によって支持されたロータ軸16は、第２のポンプ装置12の更なるロータ要素、すなわち第２のロータ要素26を更に支持している。図示された実施形態では、前記第２のロータ要素26は同様に５つのロータディスク28を有している。該ロータディスク28間にも、ステータディスク30が、任意にはステータリングによって、ハウジング14に固定されながら静止して配置されている。ロータディスク28は、ここでも流体を運ぶための翼板を有しており、翼板は、斜め線によって示されずに図１に図示されている外側領域に配置されている。
【００２６】
第１のポンプ装置10は、ガスを主入口32を通ってハウジング14内に吸い込むべく作用する。そのため、第１の流体34が、第２のポンプ装置12の方に且つ搬送方向36に生成される。搬送方向36は、主入口32から出口に向かう主搬送方向に相当する。出口は、搬送方向に見たときに、最後のポンプ装置の後方に、つまり図１におけるハウジングの右側に設けられている。
【００２７】
ハウジング14は中間入口38を更に備えている。中間入口38は、ハウジング14内の第１のポンプ装置10と第２のポンプ装置12との間に配置されている。中間入口38を通って、第２の流体40が、ここでも搬送方向36に生成される。前記第２の流体40は、第２のポンプ装置12と第２のポンプ装置12の下流側の任意の更なるポンプ装置とによってポンプ出口の方に搬送される。特に、図示された実施形態に係る構成の複数入口式ポンプでは、高真空が主入口32に存在し、僅かに低い真空が中間入口38に存在する。図示された実施形態では、中間入口38でも最大限の可能な吸引量、つまり低真空を生成可能とするために、第２のポンプ装置12のロータディスク28の半径が、第１のポンプ装置10のロータディスク20の半径より大きい。
【００２８】
図１に図示された本発明の実施形態によれば、第１及び第２の流体34,40 の混合が第２のポンプ装置12でのみ行われる。図１に示された実施形態では、第２のポンプ装置12内の図１の左側に示された第１のロータディスク28が通過開口部42を備えていることにより、このような混合が実現される。この通過開口部42は、ロータ軸と同心の環状線に配置された複数の個々の開口部を有していることが好ましい。通過開口部42を設けることにより、第１の流体34は、まず通過開口部42を通って第２のポンプ装置12内の図１の左側に示された２つのロータディスク28の領域に流れる。その後、第２のポンプ装置12の第１及び第２のロータディスク、つまり左側のロータディスク28間で、第１の流体34は矢印44によって示されているように外側に向かって径方向に流れて、従って、第１及び第２の流体34,40 は第２のポンプ装置12の第１及び第２のロータディスク28間で混合される。第１及び第２の流体34,40 の混合が中間入口38の領域で生じないので、更に適した分圧が中間入口38の領域で達成され得る。これは、異なるガス混合物が主入口32と中間入口38とを通って吸い込まれる場合に特に有利である。
【００２９】
前記通過開口部42及び通過開口部42の個々の開口部は、第１のロータディスク28の翼板が配置されている領域内に設けられている。図面には、翼板の領域は斜め線によって示されていない。
【００３０】
第１の流体34が可能な限り完全に通過開口部42を通って流れて、その結果、中間入口38の領域での２つの流体の混合を回避することを保障するために、図示された実施形態では、ハウジング壁46が更に設けられている。このハウジング壁46は、第１及び第２のポンプ装置10,12 間に配置されており、径方向に向いている。ハウジング壁46は、ハウジング14に固定して接続されており、ロータ軸16の方に延びている。従って、第１の流体34は、第１のポンプ装置10を通過した後に環状開口部50を通って、更に第１のロータディスク28の通過開口部42を通って流れて、その後、第２のポンプ装置12の第１及び第２のロータディスク28間を通過して第２のポンプ装置12に入る。
【００３１】
図２に示されている第２の好ましい実施形態では、第１の実施形態と同一又は同様の構成要素は同一の参照番号によって示されている。
【００３２】
図２に示されている第２の実施形態の本質的な差異は、第２のポンプ装置12の第１のロータディスク28が通過開口部42を備えていないことにある。代わりに、第１の流体34は、第１のポンプ装置の端部で径方向の内側に（矢印52の方向に）偏向される。このために、密閉ディスク54が、ハウジング又はステータリングに接続されている。前記密閉ディスク54は、図１に示された実施形態におけるハウジング壁46と同様に径方向の内側に延びており、密閉隙間56を介してロータ軸16に対して密閉されている。図２に示されている第２の実施形態の更なる差異は、前記ロータ軸16が中空軸として形成されており、そのため、第１の流体34が第１の横断孔58を通って中空のロータ軸16の内部空間60に（矢印62の方向に）流れることにある。複数の第１の横断孔58は、中空のロータ軸16の周囲に好ましくは対称的に配置されていることが好ましい。
【００３３】
搬送方向36に見たときに第１の横断孔58の下流側に、第２の横断孔64が中空のロータ軸16に形成されている。ここでも、複数の第２の横断孔64がロータ軸16の周囲に対称的に配設されていることが好ましい。第２の横断孔64の位置は、流体が第２の横断孔64を通って第２のポンプ装置12に矢印67の方向に流れるように選択されており、図示されている実施形態では、流体が、第２のポンプ装置12の第１及び第２のロータディスク28間に流入する。図示された実施形態では、このようにして形成された流路58,60,64が、第１のポンプ装置10の出口を第２のポンプ装置12内の領域に接続しており、図示された実施形態では、この第２のポンプ装置12内の領域は、第２のポンプ装置12の第１及び第２のロータディスク28間の領域である。第２の横断孔64は、例えば第２のポンプ装置12のロータディスク28の内の第２及び第３のロータディスク28間、第３及び第４のロータディスク28間等で終端をなすことも可能である。更に、横断孔が例えば第２及び第３のロータディスク28間に加えて第１及び第２のロータディスク28間で終端をなすように、複数の段階の横断孔を設けることが可能である。
【００３４】
第２の流体40は、図１に示された実施形態でも提供されているように中間入口38を通って流入して、複数入口式真空ポンプの出口（不図示）の方に第２のポンプ装置12によって搬送される。第１の実施形態（図１）のように、第１及び第２の流体34,40 の混合は、例えば第２のポンプ装置12の第１及び第２のロータディスク28間で行われる。
【００３５】
図３に示されている第３の実施形態は、図２に示されている第２の実施形態と同様であり、第２の実施形態と同一又は同様の構成要素は同一の参照番号によって示されている。
【００３６】
図２及び図３に示された実施形態間の本質的な差異は、第３の実施形態（図３）が密閉ディスク54を備えていないことにある。代わりに、第１のポンプ装置10内の図３の右側に示された最後のロータディスク68が、複数入口式真空ポンプの主搬送方向36の反対に矢印70によって示された方向に流体を搬送するように設計されている。これは、ロータディスク68の翼板が反対方向に向いていることにより実現される。ロータディスク68の搬送方向のために、第１の流体34がロータディスク68を通過することができない。このため、第１の流体34は、第２の実施形態（図２）に対応して、径方向の内側に（矢印52の方向に）搬送されて、中空のロータ軸16の内部空間60に第１の横断孔58を通って流れる。従って、第２の流体40の内の僅かな部分を主搬送方向36の反対に搬送するロータディスク68は優れた密閉効果を有する。このように、第１及び第２の流体34,40 が中間入口38の領域で図らずも既に混合されてしまうことが回避される。第２の実施形態（図２）に対応して、第１の流体34は、流路58,60,64を通って第２のポンプ装置12内を搬送される。ここで、第１の流体34が第２のポンプ装置12の第１及び第２のロータディスク28間を通過することにより第２のポンプ装置12に入るように、第２の横断孔64は中空のロータ軸16内に配置されている。
【００３７】
図４及び図５に図示された第４の好ましい実施形態では、同一又は同様の構成要素はここでも同一の参照番号によって示されている。
【００３８】
本発明の更に好ましい実施形態によれば、図４に示されているように、中間入口38を通って吸い込まれる第２の流体40が、真空ポンプに入った直後に２つの流体70,71 に分離される。図３に示されている実施形態に対応して、部分的な流体70は主搬送方向36の反対方向に搬送される。それにより、対向流が第１のポンプ装置10内で生じる。この対向流は、ロータディスク21の翼板とハウジング14に固定して接続されたステータディスク23とによって生成される。図示された実施形態では、ロータディスク21及び関連したステータディスク23の直径は、第１のポンプ装置10の他のロータディスク20及びステータディスク22の直径より大きい。ロータディスク21及びステータディスク23の外径は、第２のポンプ装置、すなわち更なるポンプ装置12のロータディスク28及びステータディスク30の外径に略相当することが好ましい。
【００３９】
前記部分的な流体70によって生成される対向流により、第１の流体34は、中間入口38の領域で第１のポンプ装置から出ない。代わりに、部分的な流体70及び第１の流体34は第１のポンプ装置10の領域72で混合される。該領域72は略環状である。
【００４０】
その後、第１の流体34及び部分的な流体70からなる混合された流体は、図示された実施形態では溝74として形成されている流路を通って流れる。溝74は、ロータ軸16に直接配置され得る。図示された実施形態では、中間要素76がロータ軸16上に配置されている。前記中間要素76は、例えば焼嵌め取付処理によってロータ軸16に固定して取り付けられている。中間要素76を設けることにより、流路74をロータ軸16に対して径方向の外側にずらして配置することが可能になる。流路、すなわち溝74をこのように配置することにより、有利には第１の流体34が偏向される必要性なしに溝74に流れ込むことが可能になる。流路74を形成するために、シェル78が中間要素76の周りに配置されている。中間要素76を使用する代わりに、ロータ軸16を階段状の軸として形成することも可能である。
【００４１】
円筒として形成された前記シェル78は、流路74を形成すべく機能するだけでなく、図示された実施形態では対向流70を生成する前記ロータディスク21の支持体としても使用される。
【００４２】
図示された実施形態では、第２のポンプ装置12の第１のロータディスク27が、第２のロータ要素26ではなくここでも前記シェル78に支持されている。このため、溝74を通って流れる媒体が、第２のポンプ装置12内への流入以降に更なる流体及び部分的な流体71と簡単な方法で確実に混合されるという利点がある。図示された実施形態では、流体間の混合が、第１のロータディスク27と隣り合うロータディスク28との間で行われており、第１のロータディスク27及び隣り合うロータディスク28の両方は第２のポンプ装置12のロータディスクである。
【００４３】
第４の実施形態（図４及び図５）を参照して述べられて溝74として設けられた流路は、図２及び図３に示された実施形態にも設けられ得る。この場合、横断孔58,64 の代わりに、又は横断孔58,64 に加えて、第４の実施形態（図４及び図５）に対応して溝を有して形成されたロータ軸16を設ける必要がある。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送方向(36)に連続的に配置された複数の第１のロータディスク(20,21) を有する第１のロータ要素(18)を備えた第１のポンプ装置(10)と、
前記搬送方向(36)に連続的に配置された複数の更なるロータディスク(27,28) を有する更なるロータ要素(26)を備えた少なくとも１つの更なるポンプ装置(12)と、
前記第１のポンプ装置(10)によって前記更なるポンプ装置(12)の方に搬送される第１の流体(34)を吸い込むための主入口(32)と、
前記更なるポンプ装置(12)によってポンプ出口の方に搬送される第２の流体(40)を吸い込むための少なくとも１つの中間入口(38)と
を備えた複数入口式真空ポンプにおいて、
該複数入口式真空ポンプ内で第１及び第２の流体(34,40) を混合する処理が、前記中間入口(38)内ではない領域で行なわれることを特徴とする複数入口式真空ポンプ。
【請求項２】
前記第１及び第２の流体(34,40) の混合は、少なくとも主として前記少なくとも１つの更なるポンプ装置(12)内で行われており、好ましくは前記更なるポンプ装置(12)の２つの隣り合う更なるロータディスク(28;27,28)間で行われることを特徴とする請求項１に記載の複数入口式真空ポンプ。
【請求項３】
２つの更なるロータディスク(27,28) の直径が、前記第１のロータディスク(20)の直径より少なくとも部分的に大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載の複数入口式真空ポンプ。
【請求項４】
前記更なるポンプ装置(12)の少なくとも第１のロータディスク(28)は、第１の流体(34)を前記更なるポンプ装置(12)内に流入するための通過開口部(42)を前記搬送方向(36)に有していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の複数入口式真空ポンプ。
【請求項５】
前記通過開口部(42)は、ロータ翼板を支持する前記更なるポンプ装置(12)の第１のロータディスク(28)内に径方向に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の複数入口式真空ポンプ。
【請求項６】
前記第１のポンプ装置(10)と前記更なるポンプ装置(12)との間に好ましくは径方向に配置されたハウジング壁(46)を更に備えており、該ハウジング壁は、外側のハウジング壁に好ましくは密閉して接続されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の複数入口式真空ポンプ。
【請求項７】
限られた密閉隙間(48)が、前記ハウジング壁(46)とロータ軸(16)との間に設けられていることを特徴とする請求項６に記載の複数入口式真空ポンプ。
【請求項８】
前記第１のポンプ装置(10)を前記更なるポンプ装置(12)内の領域に接続する少なくとも１つの流路(58,60,64,74) を更に備えていることを特徴とする請求項１に記載の複数入口式真空ポンプ。
【請求項９】
前記流路(58,60,64,74) は、前記第１のロータ要素(18)及び前記更なるロータ要素(26)を支持するロータ軸(16)内に少なくとも部分的に配置されており、前記ロータ軸は、好ましくは中空軸として形成されていることを特徴とする請求項８に記載の複数入口式真空ポンプ。
【請求項１０】
前記流路(58,60,64,74) は、前記ロータ軸(16)の長手方向に延びる少なくとも１つの溝(74)によって形成されており、該少なくとも１つの溝(74)は、好ましくはシェル(78)及び／又はロータ要素(18)によって径方向に閉じられていることを特徴とする請求項８に記載の複数入口式真空ポンプ。
【請求項１１】
前記ロータ軸(16)は、好ましくは前記ロータ軸の周囲に対称的に配設されて前記ロータ軸の長手方向に延びる複数の前記溝(74)を有していることを特徴とする請求項10に記載の複数入口式真空ポンプ。
【請求項１２】
前記第１のポンプ装置(10)の出口の領域に前記ロータ軸(16)に形成された少なくとも１つの第１の横断孔(58)を備えており、
前記ロータ軸(16)に形成されて、前記更なるポンプ装置(12)の２つの隣り合うロータディスク(28)間で終端をなす少なくとも１つの第２の横断孔(64)を好ましくは備えていることを特徴とする請求項９乃至11のいずれかに記載の複数入口式真空ポンプ。
【請求項１３】
前記第１のポンプ装置(10)の出口の領域に配置されて、ポンプハウジング(14)から前記ロータ軸(16)へと延びる密閉ディスク(54)を更に備えていることを特徴とする請求項８乃至12のいずれかに記載の複数入口式真空ポンプ。
【請求項１４】
前記第１の横断孔(58)は、前記第１のポンプ装置(10)の最後のロータディスク(20)と前記密閉ディスク(54)との間に前記搬送方向(36)に配置されていることを特徴とする請求項13に記載の複数入口式真空ポンプ。
【請求項１５】
前記第１のポンプ装置(10)の少なくとも最後のロータディスク(68)は、前記中間入口(38)を通って吸い込まれる第２の流体(40)の一部が前記第１のポンプ装置(10)の方に前記搬送方向(36)の反対に搬送されるように構成されていることを特徴とする請求項８乃至14のいずれかに記載の複数入口式真空ポンプ。
【請求項１】
搬送方向(36)に連続的に配置された複数の第１のロータディスク(20,21) を有する第１のロータ要素(18)を備えた第１のポンプ装置(10)と、
前記搬送方向(36)に連続的に配置された複数の更なるロータディスク(27,28) を有する更なるロータ要素(26)を備えた少なくとも１つの更なるポンプ装置(12)と、
前記第１のポンプ装置(10)によって前記更なるポンプ装置(12)の方に搬送される第１の流体(34)を吸い込むための主入口(32)と、
前記更なるポンプ装置(12)によってポンプ出口の方に搬送される第２の流体(40)を吸い込むための少なくとも１つの中間入口(38)と
を備えた複数入口式真空ポンプにおいて、
該複数入口式真空ポンプ内で第１及び第２の流体(34,40) を混合する処理が、前記中間入口(38)内ではない領域で行なわれることを特徴とする複数入口式真空ポンプ。
【請求項２】
前記第１及び第２の流体(34,40) の混合は、少なくとも主として前記少なくとも１つの更なるポンプ装置(12)内で行われており、好ましくは前記更なるポンプ装置(12)の２つの隣り合う更なるロータディスク(28;27,28)間で行われることを特徴とする請求項１に記載の複数入口式真空ポンプ。
【請求項３】
２つの更なるロータディスク(27,28) の直径が、前記第１のロータディスク(20)の直径より少なくとも部分的に大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載の複数入口式真空ポンプ。
【請求項４】
前記更なるポンプ装置(12)の少なくとも第１のロータディスク(28)は、第１の流体(34)を前記更なるポンプ装置(12)内に流入するための通過開口部(42)を前記搬送方向(36)に有していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の複数入口式真空ポンプ。
【請求項５】
前記通過開口部(42)は、ロータ翼板を支持する前記更なるポンプ装置(12)の第１のロータディスク(28)内に径方向に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の複数入口式真空ポンプ。
【請求項６】
前記第１のポンプ装置(10)と前記更なるポンプ装置(12)との間に好ましくは径方向に配置されたハウジング壁(46)を更に備えており、該ハウジング壁は、外側のハウジング壁に好ましくは密閉して接続されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の複数入口式真空ポンプ。
【請求項７】
限られた密閉隙間(48)が、前記ハウジング壁(46)とロータ軸(16)との間に設けられていることを特徴とする請求項６に記載の複数入口式真空ポンプ。
【請求項８】
前記第１のポンプ装置(10)を前記更なるポンプ装置(12)内の領域に接続する少なくとも１つの流路(58,60,64,74) を更に備えていることを特徴とする請求項１に記載の複数入口式真空ポンプ。
【請求項９】
前記流路(58,60,64,74) は、前記第１のロータ要素(18)及び前記更なるロータ要素(26)を支持するロータ軸(16)内に少なくとも部分的に配置されており、前記ロータ軸は、好ましくは中空軸として形成されていることを特徴とする請求項８に記載の複数入口式真空ポンプ。
【請求項１０】
前記流路(58,60,64,74) は、前記ロータ軸(16)の長手方向に延びる少なくとも１つの溝(74)によって形成されており、該少なくとも１つの溝(74)は、好ましくはシェル(78)及び／又はロータ要素(18)によって径方向に閉じられていることを特徴とする請求項８に記載の複数入口式真空ポンプ。
【請求項１１】
前記ロータ軸(16)は、好ましくは前記ロータ軸の周囲に対称的に配設されて前記ロータ軸の長手方向に延びる複数の前記溝(74)を有していることを特徴とする請求項10に記載の複数入口式真空ポンプ。
【請求項１２】
前記第１のポンプ装置(10)の出口の領域に前記ロータ軸(16)に形成された少なくとも１つの第１の横断孔(58)を備えており、
前記ロータ軸(16)に形成されて、前記更なるポンプ装置(12)の２つの隣り合うロータディスク(28)間で終端をなす少なくとも１つの第２の横断孔(64)を好ましくは備えていることを特徴とする請求項９乃至11のいずれかに記載の複数入口式真空ポンプ。
【請求項１３】
前記第１のポンプ装置(10)の出口の領域に配置されて、ポンプハウジング(14)から前記ロータ軸(16)へと延びる密閉ディスク(54)を更に備えていることを特徴とする請求項８乃至12のいずれかに記載の複数入口式真空ポンプ。
【請求項１４】
前記第１の横断孔(58)は、前記第１のポンプ装置(10)の最後のロータディスク(20)と前記密閉ディスク(54)との間に前記搬送方向(36)に配置されていることを特徴とする請求項13に記載の複数入口式真空ポンプ。
【請求項１５】
前記第１のポンプ装置(10)の少なくとも最後のロータディスク(68)は、前記中間入口(38)を通って吸い込まれる第２の流体(40)の一部が前記第１のポンプ装置(10)の方に前記搬送方向(36)の反対に搬送されるように構成されていることを特徴とする請求項８乃至14のいずれかに記載の複数入口式真空ポンプ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公表番号】特表２０１２−５１９２４７（Ｐ２０１２−５１９２４７Ａ）
【公表日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５５１４８４（Ｐ２０１１−５５１４８４）
【出願日】平成２２年２月２３日（２０１０．２．２３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２０１０／０５２２８２
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０９７３８４
【国際公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【出願人】（５０８２０６０７０）オーリコン レイボルド バキューム ゲーエムベーハー (43)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月２３日（２０１０．２．２３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２０１０／０５２２８２
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０９７３８４
【国際公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【出願人】（５０８２０６０７０）オーリコン レイボルド バキューム ゲーエムベーハー (43)
【Ｆターム（参考）】
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