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公開番号2025048693
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-03
出願番号2023213953
出願日2023-12-19
発明の名称モジュール式に構成されたホルベックポンプ段を有する真空ポンプ
出願人プファイファー・ヴァキューム・テクノロジー・アクチエンゲゼルシャフト
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類F04D 19/04 20060101AFI20250326BHJP(液体用容積形機械;液体または圧縮性流体用ポンプ)
要約【課題】ポンプ設計に際して例えば排気速度及び/圧縮性能並びに消費電力などの特性値に関して構成の自由度を高める。
【解決手段】真空ポンプ111、特にターボ分子真空ポンプであって、ホルベックステータとホルベックロータとを有する少なくとも1つのホルベックポンプ段を備え、ホルベックステータは、ステータスリーブ10、169を有し、ステータスリーブは、真空ポンプの定位置のハウジング部分12に取り付けられた固定側の端部14と、固定側の端部とは軸方向に反対側に位置する自由側の端部14とを有し、ホルベックロータは、ロータスリーブ163を有し、ロータスリーブは、ホルベック間隙173を形成しながらステータスリーブを取り囲む、真空ポンプにおいて、ステータスリーブは、複数の部分から形成されている。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
真空ポンプ（１１１）、特にターボ分子真空ポンプ（１１１）であって、
ホルベックステータとホルベックロータとを有する少なくとも１つのホルベックポンプ段を備え、
ホルベックステータは、ステータスリーブ（１０、１６９）を有し、前記ステータスリーブ（１０、１６９）は、前記真空ポンプ（１１）の定位置のハウジング部分（１２）に取り付けられた固定側の端部（１４）と、前記固定側の端部（１４）とは軸方向で反対側に位置する自由側の端部（１６）とを有し、
前記ホルベックロータは、ロータスリーブ（１６３）を有し、前記ロータスリーブ（１６３）は、ホルベック間隙（１７３）を形成しながら前記ステータスリーブ（１０，１６９）を取り囲む、真空ポンプ（１１１）において、
前記ステータスリーブ（１０、１６９）は、複数の部分から形成されていることを特徴とする、真空ポンプ（１１１）。
続きを表示（約 1,800 文字）【請求項２】
前記ステータスリーブ（１０、１６９）は、第１の端部（２２）と前記第１の端部（２２）とは反対側に位置する第２の端部（２４）とを有する第１のスリーブ部分（１８）と、第１の端部（２６）と前記第１の端部（２６）とは反対側に位置する第２の端部（２８）とを有する少なくとも１つの第２のスリーブ部分（２０）と具備し、前記第１のスリーブ部分（１８）の前記第１の端部（２２）は、定位置の前記ハウジング部分（１２）に取り付けられていて、前記第２のスリーブ部分（２０）の前記第１の端部（２６）は、前記第１のスリーブ部分（１８）の前記第２の端部（２４）に取り付けられていることを特徴とする、請求項１に記載の真空ポンプ（１１１）。
【請求項３】
前記第１のスリーブ部分（１８）の前記第１の端部（２２）は、第１の端輪郭部（３０）を有し、前記第２のスリーブ部分（２０）の前記第１の端部は、前記第１のスリーブ部分（１８）の前記第１の端輪郭部（３０）に相当する第１の端輪郭部（３０）を有する、及び／又は
前記第１のスリーブ部分（１８）の第２の端部（２４）は、第２の端輪郭部（３２）を有し、前記第２のスリーブ部分（２０）の前記第２の端部（２８）は、前記第１のスリーブ部分（１８）の前記第２の端輪郭部（３２）に相当する第２の端輪郭部（３２）を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の真空ポンプ（１１１）。
【請求項４】
前記第１のスリーブ部分（１８）の前記第１の端部（２２）は、第１の端輪郭部（３０）を有し、前記第２のスリーブ部分（２０）の前記第２の端部は、前記第１のスリーブ部分（１８）の前記第１の端輪郭部（３０）に対して補完的に形成された第２の端輪郭部（３２）を有する、及び／又は
前記第２のスリーブ部分（２０）の前記第１の端部（２６）は、第１の端輪郭部（３０）を有し、前記第１のスリーブ部分（１８）の前記第２の端部は、前記第２のスリーブ部分（２０）の前記第１の端輪郭部（３０）に対して補完的に形成された第２の端輪郭部（３２）を有す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真空ポンプ（１１１）。
【請求項５】
それぞれの前記第１の端輪郭部（３０）は、第１の端面（３４）と、前記第１の端面（３４）に対して軸方向に引っ込んでいる第２の端面（３６）とを有する、及び／又は
それぞれの前記第２の端輪郭部（３２）は、第１の端面（３４）と、前記第１の端面（３４）に対して軸方向に引っ込んでいる第２の端面（３６）とを有することを特徴とする、請求項３又は４に記載の真空ポンプ（１１１）。
【請求項６】
前記第１の端輪郭部（３０）の前記第１の端面（３４）と前記第２の端輪郭部（３２）の前記第２の端面（３６）との間の距離は、前記第１の端輪郭部（３０）の前記第２の端面（３６）と前記第２の端輪郭部（３２）の前記第１の端面（３４）との間の距離に相当することを特徴とする、請求項５に記載の真空ポンプ（１１１）。
【請求項７】
前記第１の端輪郭部（３０）の前記第１の端面（３４）は、円筒内側表面（３８）を介して前記第１の端輪郭部（３０）の前記第２の端面（３６）に接続されていて、前記第２の端輪郭部（３２）の前記第１の端面（３４）は、前記第１の端輪郭部（３０）の前記円筒内側表面（３８）よりも大きな直径を有する円筒外側表面（４０）を介して前記第２の端輪郭部（３２）の前記第２の端面（３６）に接続されていることを特徴とする、請求項５又は６に記載の真空ポンプ（１１１）。
【請求項８】
前記ステータスリーブ（１０、１６９）に複数のねじ溝を持つ雄ねじ山が形成されていて、前記ねじ溝は、前記ステータスリーブ（１０、１６９）に形成されたねじ山部と、前記ステータスリーブ（１０、１６９）によって形成された溝底とによって画定されていて、前記第１のスリーブ部分（１８）の雄ねじ山は、前記第２のスリーブ部分（２０）の雄ねじ山とは少なくとも１つのねじ山係数で異なり、少なくとも１つのねじ山係数は、ねじ山部の数と、ねじピッチと、ねじ溝の幅と、ねじ山部の幅と溝底上のねじ山部の高さとからなるねじ山係数の群から選択されていることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の真空ポンプ（１１１）。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、内側のホルベックポンプ段を有する、請求項１の上位概念に記載された、ここでは単にポンプとも称される真空ポンプ、特にターボ分子真空ポンプに関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
真空ポンプは、さまざまな技術分野で使用される。要求に応じて、真空ポンプは、１つ又は複数のポンプ段を有してよい。一般的に、ホルベックポンプ段は、分子真空ポンプの種類に属し、固定のホルベックステータに対して相対的にホルベックロータを回転させることによって分子の流れを形成する。基本的に、真空ポンプは、１つ又は複数のホルベックポンプ段を有してよく、この場合、複数のホルベックポンプ段は、互いに直列と並列との両方で運転できる。典型的には、ホルベックポンプ段は、ターボ分子真空ポンプに使用され、この場合、ホルベックポンプ段は、流れ方向で１つ又は複数のターボ分子ポンプ段の下流側に接続されている。
【０００３】
ホルベックポンプは、通常、ホルベックロータとホルベックステータとを有し、この場合、ホルベックロータは、ロータシャフトを有し、ロータシャフトには、例えばディスク状のホルベックハブによって、１つ又は複数のホルベックロータスリーブが同心的に設けられている。この場合、ホルベックハブとホルベックロータスリーブとは、一体に又はワンピースに構成されてよく、これに対して代替的に、ホルベックハブとホルベックロータスリーブとは、まずは別個に製造された部分であってよく、これらの部分は、後で例えば溶接によって互いに結合される。それぞれのホルベックロータスリーブに割り当てられたホルベックステータスリーブは、１条又は多条のホルベックねじ山を有し、それぞれのホルベックロータスリーブと共にホルベック間隙を形成する。圧送されるべき気体分子は、ホルベックステータに対して相対的なホルベックロータの回転運動によって、ねじ条部に沿ってそれぞれのホルベックポンプ段の吸気口から排気口へ圧送される。ねじ条部は、ねじ山部の壁によって画定されたらせん状に周回するねじ溝の形態のホルベックチャネルを有し、ロータスリーブがステータスリーブに対して相対的に回転すると、ねじ条において、気体分子が圧送される。
【０００４】
さらに、いわゆる「折り畳まれた」ホルベック配置が知られていて、「折り畳まれた」ホルベック配置では、複数のホルベックポンプ段が、互いに同心に配置されているとともに互いに内外に係合しているので、半径方向に直接連続する複数のホルベックポンプ段のポンピング方向は、互いに逆向きである。したがって、流れ方向で連続する２つのホルベックポンプ段、すなわち半径方向外側のホルベックポンプ段及び半径方向内側のホルベックポンプ段は、半径方向で２つのロータスリーブの間に位置する、共通の、両側でそれぞれホルベックねじ山が設けられたホルベックステータスリーブを有する。半径方向外側のロータスリーブは、それ自体は同様に外側のステータスリーブによって取り囲まれてよく、これにより、外側のロータスリーブと共にさらなるホルベックポンプ段が形成される。外側のロータスリーブの半径方向外側に位置するステータスリーブとは異なり、本明細書の文脈において、外側のロータスリーブの半径方向内側に位置するステータスリーブは、当然のこととして、場合によってはそれ自体が内側のロータスリーブを取り囲まなくても、内側のステータスリーブとも称される。
【０００５】
基本的に、ホルベック幾何形状及び特にホルベックねじ山の構成は、例えばホルベックポンプ段の排気速度及び／又は圧縮性能並びにポンプモータの消費電力などのそれぞれのポンプ段の特性値に影響を与える。しかし、通常、ホルベック幾何形状は、ホルベックステータスリーブの軸方向延伸長さにわたって変化しないので、言及している特性値は、ポンプ設計において制限された範囲でしか調整できない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、本発明の基礎をなす課題は、冒頭で述べた真空ポンプにおいて、ポンプ設計に際して例えば排気速度及び／圧縮性能並びに消費電力などの特性値に関して構成の自由度を高めることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題は、請求項１の特徴を有する真空ポンプによって、特に内側の又は内側に位置するステータスリーブが複数の部分から形成されていることによって解決される。
【０００８】
したがって、ステータスリーブは、製造の範囲内で別個に取扱い可能な、軸方向に相前後して又は互いに直接隣接して配置された複数のスリーブ部分から構成されてよい。この場合、個々のスリーブ部分は、例えばねじ山部の数又はねじ山部によって形成されるねじ条部に関して異なってよく、これにより、言及している特性値に的確に影響を与えることができる。
【０００９】
例えば、内側の又は内側に位置するステータスリーブは、第１の端部と第１の端部とは反対側に位置する第２の端部とを有する第１のスリーブ部分と、同様に第１の端部と第１の端部とは反対側に位置する第２の端部とを有する少なくとも１つの第２のスリーブ部分とを具備し、この場合、第１のスリーブ部分の第１の端部は、真空ポンプの定位置のハウジング部分に取り付けられていて、したがってステータスリーブの固定側の端部を形成する。これに対して、第２のスリーブ部分の第１の端部は、第１のスリーブ部分の第２の端部に取り付けられている。したがって、第２のスリーブ部分の第２の端部に別のスリーブ部分が取り付けられていない場合には、第２のスリーブ部分の第２の端部が、ステータスリーブの自由側の端部を形成する。
【００１０】
したがって、ステータスリーブが複数のスリーブ部分から構成されていることによって、例えば第１のスリーブ部分は、第２のスリーブ部分のねじ山幾何形状とは異なるねじ山幾何形状において際立っていてよい。したがって、スリーブ部分にそれぞれ異なるねじ山幾何形状が利用されてよく、この場合、必要に応じてホルベックステータを構成でき、そうすることにより、ホルベックポンプ段の排気速度及び／又は圧縮性能を的確にモデル化できる。例えば第１のスリーブ部分及び／又は第２のスリーブ部分を、別のねじ山幾何形状を有する別のスリーブ部分と交換することも可能であり、これにより、既存の真空ポンプの特性値を変更できる。
（【００１１】以降は省略されています）

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