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公開番号2025087589
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-10
出願番号2024185735
出願日2024-10-22
発明の名称漏れを検出する装置及び方法
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 20060101AFI20250603BHJP(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】制御動作時に可能な限り高い試験気体感度を可能にし、試験気体汚染の場合に可能な限り迅速に検出器を真空排気できる手段を提供する。
【解決手段】試験気体21用の少なくとも1つのバイパス27、28が設けられていて、バイパスは、試験気体入口25の高さに又は試験気体入口の上流側に位置する、ターボポンプ領域の外へ向かうバイパス出口29から、直接に検出器19に又はバイパス出口の上流側に位置する、ターボポンプ領域内に向かうバイパス入口31に通じ、その際、ターボポンプ領域の少なくとも一部17a、18b、18cを迂回する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
向流原理で真空法に従って漏れを検出する装置であって、
真空ポンプユニット（１１）であって、真空排気されるべき試験対象（１３）に接続可能であり、１つ又は複数のターボポンプ段（１７、１８）によって形成されたターボポンプ領域を具備するターボ真空ポンプ（１５）を有する、真空ポンプユニット（１１）と、
試験気体（２１）、特にヘリウムを検出する検出器（１９）、特に質量分析計と、
を備え、
前記ターボ真空ポンプ（１５）は、少なくとも１つの軸方向及び／又は半径方向の吸気口（２３）を介して、前記検出器（１９）に接続されていて、前記吸気口（２３）の下流側に試験気体入口（２５）を有し、
前記ターボ真空ポンプ（１５）のポンピング方向（Ｐ）で前記吸気口（２３）と前記試験気体入口（２５）との間に前記ターボポンプ領域の少なくとも一部が位置する、装置において、
試験気体（２１）用の少なくとも１つのバイパス（２７、２８）が設けられていて、前記バイパス（２７、２８）は、前記試験気体入口（２５）の高さに又は前記試験気体入口（２５）の上流側に位置する、ターボポンプ領域の外へ向かうバイパス出口（２９）から、直接に前記検出器（１９）に又は前記バイパス出口（２９）の上流側に位置する、前記ターボポンプ領域の中へ向かうバイパス入口（３１）に通じ、その際、前記ターボポンプ領域の少なくとも一部（１７ａ、１８ｂ、１８ｃ）を迂回することを特徴とする、装置。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
前記バイパス（２７、２８）の、試験気体（２１）に対するコンダクタンスを変化させる調整装置（３３）をさらに備え、前記調整装置（３３）は、前記装置の制御装置（３５）によって制御可能であり、これにより前記装置の動作状況に応じて、比較的高い値と比較的低い値との間でコンダクタンスが変化させられる、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
試験気体（２１）に対して少なくとも２つのバイパス（２７ａ、２７ｂ）が設けられていて、前記バイパス（２７ａ、２７ｂ）は、異なる位置で前記ターボポンプ領域から退出する、及び／又は異なる位置で前記検出器（１９）又は前記ターボポンプ領域に通じる、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記バイパス（２７ａ、２７ｂ）は、前記ターボポンプ領域の、異なる高さの圧縮及び／又は排気速度が得られるように設計された部分を迂回する、及び／又は前記バイパス（２７ａ、２７ｂ）のコンダクタンスは、互いに独立して変化可能である、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記ターボポンプ領域は、ポンピング方向（Ｐ）に連続して配置された複数のターボポンプ段を有し、前記試験気体入口（２５）は、１つのターボポンプ段の下流側に、特に２つのターボポンプ段の間に位置する、及び／又は
前記ターボポンプ領域は、ポンピング方向（Ｐ）に連続して配置された複数のターボポンプ段を有し、前記バイパス出口（２９）は、１つのターボポンプ段の高さに又は１つのターボポンプ段の下流側に、特に２つのターボポンプ段の間に位置する、請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記試験気体入口（２５）及び前記バイパス出口（２９）は、軸方向に、特に２つのターボポンプ段（１８ｃ、１８ｄ）の間で、少なくとも実質的に同じ高さに位置し、これにより前記試験気体入口（２５）の軸方向の高さと前記バイパス出口（２９）の軸方向高さとの間に前記ターボポンプ領域が存在しない、請求項１から５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記ターボポンプ領域は、ポンピング方向（Ｐ）に連続して配置された複数のターボポンプ段を有し、前記バイパス入口（３１）は、１つのターボポンプ段の高さに又は２つのターボポンプ段の間に位置する、請求項１から６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記ターボポンプ領域の、前記バイパス出口（２９）と前記バイパス入口（３１）との間に位置する部分（１８ｂ、１８ｃ）は、前記ターボポンプ領域の、前記バイパス入口（３１）の上流側に位置する部分（１８ａ）よりも高い圧縮及び／又は高い排気速度を得るように設計されている、請求項１から７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記ターボ真空ポンプは、専ら軸方向の吸気口（２３）を介して前記検出器（１９）に接続されていて、前記バイパス（２７）は、１つのバイパス出口（２９）から直接に前記検出器（１９）に通じ、特に、前記バイパス出口（２９）は、１つのターボポンプ段（１７ａ）の高さに又は２つのターボポンプ段（１７ａ、１７ｂ）の間に位置する、又は軸方向に２つのターボポンプ段の間の中間スペースと前記中間スペースを画定するターボポンプ段のうちの少なくとも１つの一部とを占める、請求項１から８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
前記ターボ真空ポンプ（１５）は、ポンピング方向（Ｐ）に互いに離れて位置する複数の半径方向の吸気口（２３）を介して又は１つの軸方向の吸気口（２３）とポンピング方向（Ｐ）に互いに離れて位置する１つ又は複数の半径方向の吸気口（２３）とを介して前記検出器（１９）に接続されていて、前記バイパス入口（３１）は、１つのターボポンプ段の高さに又は２つのターボポンプ段（１８ａ、１８ｂ）の間に位置する、又は軸方向に２つのターボポンプ段の間の中間スペースと前記中間スペースを画定するターボポンプ段のうちの少なくとも１つの一部とを占める、請求項１から８のいずれか一項に記載の装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、向流原理で真空法に従って漏れを検出する装置であって、真空ポンプユニットであって、真空排気されるべき試験対象に接続可能であり、１つ又は複数のターボポンプ段によって形成されたターボポンプ領域を具備するターボ真空ポンプを有する、真空ポンプユニットと、試験気体、特にヘリウムを検出する検出器、特に質量分析計と、備え、ターボ真空ポンプは、少なくとも１つの軸方向及び／又は半径方向の吸気口を介して、検出器に接続されていて、吸気口の下流側に試験気体入口を有し、ターボ真空ポンプのポンピング方向で吸気口と試験気体入口との間にターボポンプ領域の少なくとも一部が位置する、装置に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【０００２】
さらに、本発明は、真空ポンプユニットと検出器とを有し、真空ポンプユニットは、真空排気されるべき試験対象に接続可能であるとともにターボポンプ領域を具備するターボ真空ポンプを有し、ターボポンプ領域は、１つ又は複数のターボポンプ段によって形成されている、漏れ検査装置、特に本明細書内で開示されている漏れ検査装置を用いて向流原理で真空法に従って漏れを検査する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
用語の一部である「ターボ…」は、本開示の範囲内で簡素化のために、「ターボ分子…」に対する短縮形として用いられる、すなわち、例えばターボ真空ポンプ又はターボポンプ段について述べられるとき、これはターボ分子ポンプ又はターボ分子ポンプ段と解される。
【０００４】
向流原理で真空法に従った漏れ検出の構想は、真空技術において基本的に知られている。試験対象は、実際に試験されるべき、「試験体」とも称される構成要素自体であり、このことは、この構成要素がある程度の真空圧へと真空排気できることを前提とする、又は試験対象は、その都度試験されるべき構成要素が存在する真空チャンバである。後者の場合、構成要素自体ではなく、真空チャンバが真空排気される。両方の場合、検出器によって、真空チャンバ内に位置する試験ガスが検出され、具体的に述べると、試験気体が測定され、例えばいわゆる漏れ率として示される。
【０００５】
様々な漏れ検出器、特にヘリウムディレクタは、基本的に専門家に知られている。ここで言及される向流原理及びそのために使用される向流式漏れ検出器もまた、真空技術の分野で専門知識に属する。これについては、特に、“ＷｕｔｚＨａｎｄｂｕｃｈＶａｋｕｕｍｔｅｃｈｎｉｋ（Ｈｒｓｇ．ＫａｒｌＪｏｕｓｔｅｎ）”第１１版、ＳｐｒｉｎｇｅｒＶｉｅｗｅｇ及びそこでは特に第１４．４章“Ｌｅｃｋｄｅｔｅｋｔｏｒｅｎ”、第１９章“Ｌｅｃｋｓｕｃｈｔｅｃｈｎｉｋｅｎ”及び第１９．４章“ＬｅｃｋｓｕｃｈｖｅｒｆａｈｒｅｎｍｉｔＨｅｌｉｕｍｌｅｃｋｄｅｔｅｋｔｏｒｅｎ”が参照される。
【０００６】
原則として、漏れ検出装置のできるだけ高い感度を得ることが試みられ、すなわち、具象的に述べると（時間単位当たり）できるだけ多くの試験気体が検知器へ向けて通流可能であるべきである。したがって、ここで言及されるタイプの漏れ検出装置に対する要求は、ターボポンプ領域の、試験気体入口の上流側に位置する部分を通る可能な限り大量の試験気体逆流である。したがって、制御動作では、すなわち漏れ検出（ここでは漏れ検出装置の「試験モード」とも称される）の間、基本的に、その際にターボ真空ポンプが試験モードで検出器内において要求される低い圧力を維持できることが保証される場合には、ターボポンプ領域の該当する部分の、試験気体に対して比較的低い圧縮及び比較的低い排気速度が有利である。
【０００７】
しかし、同時に、実際には、特に試験対象に比較的大きな漏れがあるとき、検出器のいわゆる「試験気体汚染」が生じ得ることに留意しなければならない。この場合、検出器は、最初に真空排気しなければならない、すなわち、試験気体を検出器から排出しなければならず、そうしてさらなる漏れ検出のために新たに検出器が運転準備される。この排出プロセス（ここでは漏れ検出装置の「真空排気モード」とも称される）のために、ターボポンプ領域の、試験気体に関して高い圧縮及びこれにより促進される高い排気速度が目指される。
【０００８】
したがって、このような背景から、実際には、漏れ検出装置と特にターボ真空ポンプのターボポンプ領域とで相反する要求が生じる。すなわち、試験気体汚染の場合に有利であり、高い排気速度及び高い圧縮へ向けて最適化されるターボポンプ領域は、比較的わずかな試験気体逆流しか可能とせず、これにより、試験モード中、すなわち制御動作時、検出器のできるだけ高い試験気体感度の要求の妨げとなる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
“ＷｕｔｚＨａｎｄｂｕｃｈＶａｋｕｕｍｔｅｃｈｎｉｋ（Ｈｒｓｇ．ＫａｒｌＪｏｕｓｔｅｎ）”第１１版、ＳｐｒｉｎｇｅｒＶｉｅｗｅｇ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、本発明の課題は、制御動作時に可能な限り高い試験気体感度を可能にし、試験気体汚染の場合に可能な限り迅速に検出器を真空排気できる手段を提供することである。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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