[0001] Die Erfindung betrifft eine Vakuumpumpe, insbesondere eine Turbomolekularpumpe, eine
Anordnung mit einer Vakuumpumpe, insbesondere mit einer Turbomolekularpumpe, und ein
Verfahren zum Betreiben einer Vakuumpumpe, insbesondere einer Turbomolekularpumpe.
[0002] Vakuumpumpen werden in verschiedenen technischen Verfahren wie zum Beispiel bei der
Halbleiterherstellung eingesetzt, um ein zu pumpendes Gas, welches auch als Pumpgas
bezeichnet wird, aus einem zu evakuierenden Volumen abzufördern und ein für das jeweilige
technische Verfahren notwendiges Vakuum zu erzeugen. Besondere Bedeutung kommt dabei
Turbomolekularpumpen zu, die mit hohen Drehzahlen betrieben werden und in der Lage
sind, ein Vakuum mit hoher Reinheit zu erzeugen.
[0003] Bei dem Betrieb der bekannten Vakuumpumpen tritt eine erhebliche Erwärmung der Vakuumpumpen
auf, welche die Pumpeigenschaften und das Leistungsverhalten der Vakuumpumpe verschlechtert,
die Wartungsanfälligkeit der Vakuumpumpe erhöht und deren Betriebslebensdauer reduziert.
Es ist bekannt, eine Vakuumpumpe mit einer Kühleinrichtung auszustatten, um eine übermäßige
Erwärmung der Vakuumpumpe zu vermeiden.
[0004] Bekannte Kühleinrichtungen wie zum Beispiel Wasserkühlungen oder Luftkühlungen, deren
Kühlwirkung auf dem Umströmen warmer Pumpenkomponenten oder daran angebrachter Kühlkörper
mit Luft basiert, sind relativ aufwändig und weisen eine begrenzte Wirksamkeit auf.
Insbesondere ist es mit den bekannten Kühleinrichtungen nur schwer möglich, Bereiche
der Pumpe, die sich besonders stark erwärmen und zum Beispiel im unteren Bereich der
Pumpe angeordnet sind, lokal gezielt derart zu kühlen, dass sich überall gewünschte
Temperaturverhältnisse einstellen. Somit tritt auch bei den auf diese Weise gekühlten
Vakuumpumpen eine übermäßige Erwärmung auf, welche die Pump- und Leistungseigenschaften
der Vakuumpumpe verschlechtert und deren Lebensdauer herabsetzt. Aufgabe der Erfindung
ist es daher, eine Vakuumpumpe, eine Anordnung mit einer Vakuumpumpe und ein Verfahren
zum Betreiben einer Vakuumpumpe anzugeben, mit denen sich mit verringertem Aufwand
eine verbesserte Pumpleistung und Betriebslebensdauer der Vakuumpumpe erreichen lässt
und mit denen insbesondere eine wirksame und ausreichende Kühlung in allen Bereichen
der Vakuumpumpe geschaffen wird, so dass die Vakuumpumpe überall wirksam vor einer
übermäßigen Erwärmung während des Betriebs geschützt ist.
[0005] In der
JP 2002 039092 A ist eine Vakuumpumpe mit einem Pumpeneinlass, einem Pumpenauslass und einem zwischen
diesen angeordneten Pumpenraum für ein zu pumpendes Gas beschrieben, welche einen
Kühlgaseinlass für ein Kühlgas zur Kühlung der Vakuumpumpe und einen Hohlbereich aufweist,
der mit dem Kühlgaseinlass gasleitend verbunden und außerhalb des Pumpenraums angeordnet
ist.
[0007] Die Aufgabe wird durch eine Vakuumpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
[0008] Die Vakuumpumpe, insbesondere Turbomolekularpumpe, umfasst einen Pumpeneinlass, einen
Pumpenauslass und einen zwischen dem Pumpeneinlass und dem Pumpenauslass angeordneten
Pumpenraum für ein zu pumpendes Gas. Die Vakuumpumpe umfasst ferner zumindest einen
Kühlgaseinlass für ein Kühlgas zur Kühlung der Vakuumpumpe und einen oder mehrere
mit dem Kühlgaseinlass gasleitend verbundene und außerhalb des Pumpenraums angeordnete
Hohlbereiche für das Kühlgas, wobei der oder jeder Hohlbereich durch wenigstens eine
Komponente der Vakuumpumpe begrenzt ist.
[0009] Über den Kühlgaseinlass wird bei dem Betrieb der Vakuumpumpe Kühlgas unmittelbar
in die im Inneren der Vakuumpumpe angeordneten Hohlbereiche eingelassen, so dass die
Vakuumpumpe und die zu kühlenden Komponenten, die den Hohlbereich begrenzen, unmittelbar
im Bereich der größen Wärmeerzeugung lokal gezielt gekühlt werden. Dadurch, dass die
für die Kühlung vorgesehenen Hohlbereiche von dem Pumpenraum der Vakuumpumpe getrennt
sind, wird eine Beeinträchtigung der Pumpwirkung durch das Kühlgas ebenso vermieden
wie eine Beeinträchtigung der Kühlwirkung durch das zu pumpende Gas, so dass eine
effiziente Kühlung bei effizientem Pumpbetrieb gewährleistet ist.
[0010] Die Vakuumpumpe lässt sich mit sehr geringem Aufwand realisieren, da lediglich ein
zusätzlicher Einlass für das Kühlgas und ein Hohlbereich oder mehrere Hohlbereiche
für das Kühlgas vorzusehen sind. Als Kühlgas kann z.B. die Atmosphärenluft nutzbar
sein, die an dem Kühlgaseinlass ansteht, so dass kein besonderes Kühlgas vorgesehen
werden muss.
[0011] Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung und
den Figuren beschrieben.
[0012] Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist zumindest ein Hohlbereich und insbesondere
jeder Hohlbereich gasleitend mit dem Pumpenauslass verbunden. Das an dem Kühlgaseinlass
anstehende Kühlgas kann dann durch den Sog einer an dem Pumpenauslass angeschlossenen
Vorvakuumpumpe in den Kühlgaseinlass eingesaugt und durch den Hohlbereich bzw. die
Hohlbereiche hindurch gesaugt werden.
[0013] Eine Vorvakuumpumpe wird insbesondere bei Vakuumpumpen, die im hochreinen Vakuumbereich
arbeiten, wie z.B. Turbomolekularpumpen, in der Regel ohnehin verwendet und kann dazu
dienen, das in einen Vorvakuumbereich bzw. Vorvakuumraum der Vakuumpumpe geförderte
Gas abzusaugen und dabei von einem in dem Vorvakuumbereich vorherrschenden Vorvakuumdruck
auf einen höheren Druck, insbesondere auf Atmosphärendruck, zu verdichten. Der Vorvakuumbereich
bildet dabei vorzugsweise den stromabwärtigen Abschluss des Pumpenraums. Der durch
die Vorvakuumpumpe aufrecht erhaltene maximale Vorvakuumdruck kann so angepasst sein,
dass die vorgelagerten Pumpstufen der Vakuumpumpe, die gegen den Vorvakuumdruck verdichten,
im Bereich ihres optimalen Pumpverhaltens betrieben werden und dass an dem Pumpeneinlass
minimale Enddrücke erzielt werden.
[0014] Bei Vorliegen einer gasleitenden Verbindung zwischen den ein oder mehreren Hohlbereichen
und dem Pumpenauslass kann das Kühlgas durch den Sog der Vorvakuumpumpe durch den
Kühlgaseinlass angesaugt und durch die Hohlbereiche gefördert werden, so dass ein
definierter Kühlgasstrom und eine Zwangskühlung der Vakuumpumpe erreicht werden, ohne
dass eine zusätzliche Fördereinrichtung für das Kühlgas notwendig ist. Der Hohlbereich
oder jeder Hohlbereich kann dabei in einen stromaufwärts des Pumpenauslasses angeordneten
Bereich, insbesondere einen Vorvakuumbereich, des Pumpenraums münden.
[0015] Angesichts der Saugleistungen von verfügbaren Vorvakuumpumpen wird trotz der Belastung
der Vorvakuumpumpe mit dem Kühlgasstrom zusätzlich zu dem Pumpgasstrom eine gute Kühlwirkung
erreicht, ohne dass der Vorvakuumdruck in der Vakuumpumpe und damit die Pumpleistung
der Vakuumpumpe wesentlich beeinträchtigt werden.
[0016] Prinzipiell ist es bevorzugt, dass der durch den Kühlgaseinlass eintretende Kühlgasstrom
regulierbar ist, zum Beispiel durch eine Einstellbarkeit des Strömungsquerschnitts
des Kühlgaseinlasses. Der gewünschte Strömungsquerschnitt kann z.B. über eine Kapillare
der Vakuumpumpe oder Ähnliches bestimmbar bzw. einstellbar sein. Der Kühlgasstrom
lässt sich dann insbesondere auch im Falle einer gasleitenden Verbindung zwischen
den Hohlbereichen und dem Pumpenauslass so einstellen, dass der Kühlgasstrom keine
störende Beeinträchtigung der Pumpwirkung hervorruft.
[0017] Gemäß einer Ausführungsform ist ein Kühlgasauslass für das Kühlgas vorgesehen, mit
dem zumindest ein Hohlbereich und insbesondere jeder Hohlbereich gasleitend verbunden
ist. Die Gaskühlung kann dann im Wesentlichen unabhängig von dem in dem Pumpenraum
stattfindenden Pumpvorgang realisiert sein und die Hohlbereiche können innerhalb der
Vakuumpumpe vollständig von dem Pumpenraum getrennt sein. Das Kühlgas kann über den
Kühlgaseinlass in die Vakuumpumpe eingelassen, durch die ein oder mehreren Hohlbereiche
gefördert und an dem Kühlgasauslass aus der Vakuumpumpe ausgelassen werden.
[0018] Ein separater Kühlgasauslass hat den Vorteil, dass zwischen verschiedenen Vorkehrungen
zur Förderung des Kühlgases durch den Hohlbereich ausgewählt werden kann. Zum Beispiel
kann zur Erzeugung des Kühlgasstromes ein Kompressor an den Kühlgaseinlass angeschlossen
werden, der das Kühlgas, zum Beispiel Atmosphärenluft, komprimiert und unter Druck
in den Kühlgaseinlass fördert. Der Kühlgasauslass kann andererseits auch mit einer
Vorvakuumpumpe verbunden werden, so dass die Förderung des Kühlgases durch den Sog
der Vorvakuumpumpe bewerkstelligt wird. Dazu kann an dem Kühlgasauslass eine Gasleitung
angeschlossen werden, die in einen Vorvakuumschlauch mündet, der den Pumpenauslass
der Vakuumpumpe mit der Vorvakuumpumpe verbindet, so dass an dem Einlass der Vorvakuumpumpe
der Gesamtgasstrom aus Pumpgasstrom und Kühlgasstrom eingeleitet wird. Die Gasleitung
kann den Kühlgasauslass der Vakuumpumpe auch direkt mit der Vorvakuumpumpe verbinden
und zum Beispiel direkt in einen Pumpenraum der Vorvakuumpumpe münden.
[0019] Bevorzugt ist zumindest ein Hohlbereich und insbesondere jeder Hohlbereich von dem
Pumpenraum im Wesentlichen gasdicht getrennt. Dadurch können eine Erhöhung des in
dem Pumpenraum vorhandenen Gasdrucks infolge des Kühlgasstromes und eine damit einhergehende
Verschlechterung der Pumpleistung weitestgehend vermieden werden. Das in die Pumpe
geförderte Kühlgas kann dabei z.B. durch einen wie vorstehend beschriebenen Kühlgasauslass
abgefördert werden. Die gasdichte Trennung umfasst auch eine Ausgestaltung, bei der
die Hohlbereiche und der Pumpenraum außerhalb der Vakuumpumpe und somit nur mittelbar
gasleitend miteinander verbunden sind, z.B. über einen Vorvakuumschlauch einer das
Pumpgas und das Kühlgas fördernden Vorvakuumpumpe.
[0020] Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist zumindest ein Hohlbereich
und insbesondere jeder Hohlbereich stromabwärts sämtlicher zum Pumpen des in dem Pumpenraum
vorhandenen Gases vorgesehenen Pumpstufen der Vakuumpumpe mit dem Pumpenraum oder
mit dem Pumpenauslass gasleitend verbunden. Von den stromaufwärts davon angeordneten
Bereichen des Pumpenraums ist der zumindest eine bzw. jeder Hohlbereich vorzugsweise
gasdicht getrennt, d.h. der Hohlbereich ist ausschließlich stromabwärts sämtlicher
Pumpstufen, z.B. im Bereich eines Vorvakuumbereichs, mit dem Pumpenraum oder dem Pumpenauslass
gasleitend verbunden. Dadurch kann eine Beeinträchtigung der Pumpleistung durch das
Kühlgas weitestgehend vermieden werden, da das in den stromabwärtigen Bereich des
Pumpenraums bzw. in den Pumpenauslass gelangende Kühlgas z.B. direkt von einer an
den Pumpenauslass angeschlossenen Vorvakuumpumpe abgefördert werden kann, ohne dass
sich der Vorvakuumdruck wesentlich erhöht.
[0021] Als Pumpstufen sind z.B. eine oder mehrere molekulare und insbesondere turbomolekulare
Pumpstufen vorgesehen. Alternativ oder zusätzlich zu einer oder mehreren turbomolekularen
Pumpstufen können, insbesondere stromabwärts der einen oder mehreren turbomolekularen
Pumpstufen, eine oder mehrere Holweck-Pumpstufen, Siegbahn-Pumpstufen, Gaede-Pumpstufen
oder Seitenkanalpumpstufen vorgesehen sein.
[0022] Gemäß einer Ausführungsform ist zumindest ein Hohlbereich und insbesondere jeder
Hohlbereich als Kanal ausgebildet. Gegenüber einem ausgedehnten Hohlbereich hat diese
Ausgestaltung den Vorteil, dass die erreichte Kühlwirkung durch eine entsprechende
Kanalführung überall in der Vakuumpumpe örtlich gezielt und genau eingestellt werden
kann. Zumindest ein Kanal und insbesondere jeder Kanal kann wenigstens über einen
Teil seiner Länge und insbesondere über zumindest annähernd seine gesamte Länge eine
längliche Form aufweisen und z.B. im Wesentlichen röhren- oder längsschlitz- bzw.
längsspaltförmig ausgebildet sein.
[0023] Prinzipiell können mehrere Kanäle für das Kühlgas vorgesehen sein, welche mit dem
Kühlgaseinlass oder miteinander gasleitend verbunden sein können. Dabei können mehrere
Kanäle in Strömungsrichtung gasleitend in Serie oder parallel zueinander miteinander
verbunden sein. Auch eine Ausgestaltung mit mehreren miteinander verästelten Kanälen
ist möglich. Um überall in der Pumpe eine ausreichende Kühlwirkung zu erzielen, ist
vorzugsweise vorgesehen, dass zumindest ein Kanal oder mehrere Kanäle zusammen genommen
eine Länge aufweisen, die wenigstens dem halben und vorzugsweise wenigstens dem einfachen,
zweifachen oder dreifachen Strömungsdurchmesser eines den Pumpeneinlass bildenden
Ansaugflansches der Vakuumpumpe entspricht.
[0024] Bevorzugt verläuft zumindest ein Kanal und insbesondere jeder Kanal im Wesentlichen
ringförmig, insbesondere kreisringförmig, oder ringsegmentförmig, insbesondere kreisringsegmentförmig,
um eine Rotationsachse der Vakuumpumpe herum. Die Vakuumpumpe kann prinzipiell zumindest
näherungsweise rotationssymmetrisch zu der Rotationsachse ausgebildet sein, um die
z.B. die rotierenden Komponenten der Pumpstufen rotieren. In diesem Fall lässt sich
durch einen ringförmigen Kanal in der gesamten Vakuumpumpe eine ausreichende und gleichmäßige
Kühlwirkung erreichen. Dazu können zumindest ein Kanal oder mehrere Kanäle zusammen
wenigstens 50 %, bevorzugt wenigstens 75 % und besonders bevorzugt zumindest näherungsweise
den gesamten relativ zu der Rotationsachse der Vakuumpumpe definierten Winkelbereich
abdecken.
[0025] Der jeweilige Kanal kann über einen Teil seiner Länge oder zumindest annähernd seine
gesamte Länge einen radialen Abstand von der Rotationsachse aufweisen und kann z.B.
in dem Abstandsbereich angeordnet sein, welcher von dem halben zu dem ganzen Außendurchmesser
der Vorvakuumpumpe reicht. Der jeweilige Kanal kann beispielsweise die Form eines
Ringspalts, eines Ringschlitzes, einer Ringröhre oder eines Segments einer entsprechenden
Ringform aufweisen.
[0026] Um überall eine ausreichende Kühlung der Vakuumpumpe zu erreichen, können zumindest
zwei Kanäle für das Kühlgas vorgesehen sein, welche insbesondere in unterschiedlichen
Richtungen um die Rotationsachse der Vakuumpumpe herum verlaufen. Die Kanäle können
dabei an einem ihrer Enden jeweils direkt gasleitend mit dem Kühlgaseinlass verbunden
sein und/oder an ihrem anderen Ende jeweils gasleitend miteinander verbunden sein
oder in einen gemeinsamen Bereich der Vakuumpumpe münden. Prinzipiell können auch
mehrere in axialer Richtung, d.h. in Rotationsachsenrichtung, beabstandete Kanäle
vorgesehen sein.
[0027] Prinzipiell kann ein Kanal zumindest abgesehen von etwaigen Abzweigungen zu weiteren
Kanälen oder zu weiteren Hohlbereichen und zumindest über einen Teil seiner Länge
und insbesondere über zumindest annähernd seine gesamte Länge einen geschlossenen
Querschnitt senkrecht zu seiner Längserstreckung aufweisen.
[0028] Gemäß einer Ausführungsform bildet zumindest ein Kanal und insbesondere jeder Kanal
wenigstens über einen Teil seiner Länge und insbesondere über zumindest annähernd
seine gesamte Länge eine Strömungsquerschnittsfläche für das Kühlgas, welche maximal
so groß ist wie die Strömungsquerschnittsfläche des Pumpenauslasses und insbesondere
kleiner ist als die Strömungsquerschnittsfläche des Pumpenauslasses. Der Vorvakuumdruck
wird dann durch die Kühlung ggf. allenfalls geringfügig erhöht und zudem wird überall
in der Vakuumpumpe eine den jeweiligen Anforderungen genügende Kühlung erreicht.
[0029] Vorzugsweise weist zumindest ein Hohlbereich und insbesondere jeder Hohlbereich zumindest
bereichsweise einen geschlossenen Querschnitt auf, welcher insbesondere vollständig
von zumindest einer statischen Komponente der Vakuumpumpe begrenzt ist. Dadurch lässt
sich eine wirksame Abdichtung des Hohlbereichs von dem Pumpenraum und eine effiziente
Kühlung der statischen Pumpenkomponenten und somit der Vakuumpumpe insgesamt erreichen.
Der Hohlbereich oder die Hohlbereiche können als Kanal ausgebildet sein, welcher wie
vorstehend beschrieben zumindest abgesehen von etwaigen Abzweigungen zu weiteren Kanälen
oder zu weiteren Hohlbereichen und zumindest über einen Teil seiner Länge und insbesondere
über zumindest annähernd seine gesamte Länge einen geschlossenen Querschnitt aufweisen
kann.
[0030] Bei einer besonders einfach zu realisierenden Ausführungsform ist der geschlossene
Querschnitt eines oder jedes Hohlbereichs, insbesondere Kanals, zumindest in einem
Abschnitt des Hohlbereichs oder zumindest in einem Längsabschnitt des Kanals und insbesondere
überall vollständig von wenigstens zwei statischen Komponenten der Vakuumpumpe begrenzt.
Der Hohlbereich bzw. Kanal ist also von mindestens zwei Komponenten umwandet, die
den Querschnitt des Hohlbereichs jeweils teilweise begrenzen. Der Hohlbereich kann
zumindest teilweise durch eine nutförmige Aussparung oder Aussackung einer Komponente
gebildet sein, welche von der anderen Komponente zur Bildung des Hohlbereichs abgedeckt
wird. Der Hohlbereich bzw. Kanal kann auch durch einen Spalt oder Schlitz, insbesondere
Ringspalt oder Ringschlitz, zwischen den Komponenten gebildet sein. Zur Abdichtung
des Hohlbereichs können die beiden Komponenten am Rand des Hohlbereichs direkt gasdichtend
aneinander und/oder jeweils an einem gemeinsamen Dichtelement anliegen.
[0031] Eine baulich besonders günstige Ausgestaltung besteht darin, dass in einem Unterteil
der Vakuumpumpe, welches zumindest teilweise in einem unteren Bereich der Pumpe angeordnet
ist und z.B. einen Teil eines Gehäuses der Vakuumpumpe bzw. eine Einhausung für ein
Drehlager und/oder einen Antrieb der Pumpe bildet, eine Nut ausgebildet ist, deren
Nutwände den Hohlbereich teilweise begrenzen. Eine weitere, bevorzugt flachförmige
Komponente kann die Nutöffnung verschließen und dadurch die Umwandung des Hohlbereichs
so vervollständigen, dass der Hohlbereich einen geschlossenen Querschnitt aufweist.
Die Nut kann dabei in axialer Richtung in das Unterteil einspringen. Die flachförmige
Komponente kann z.B. in einer vorhandenen axial einspringenden und insbesondere durchgehenden
Öffnung des Unterteils festgelegt sein, über die die Nut zugänglich ist und in die
z.B. ein Drehlager und/oder ein Antrieb der Pumpe eingesetzt sein können. Die Nut
weist dabei vorzugsweise einen im Wesentlichen kreisringförmigen oder kreisringsegmentförmigen
Verlauf auf und die weitere Komponente kann dementsprechend durch einen ebenfalls
kreisring- oder kreisringsegmentförmigen und bevorzugt flachförmigen Ring oder Teilring
gebildet sein.
[0032] Prinzipiell kann der geschlossene Querschnitt auch zumindest in einem Abschnitt des
Hohlbereichs bzw. Längsabschnitt des Kanals und insbesondere überall vollständig von
genau einer statischen Komponente der Vakuumpumpe begrenzt sein. Der Hohlbereich bzw.
Kanal kann dabei durch eine durchgehende Aussparung in dem Vollmaterial der jeweiligen
Komponente gebildet sein.
[0033] Vorzugsweise ist zumindest ein Hohlbereich und insbesondere jeder Hohlbereich zumindest
teilweise in einem Bereich der Vakuumpumpe angeordnet, welcher in Rotationsachsenrichtung
von den Pumpstufen der Vakuumpumpe beabstandet ist und welcher auch als unterer Bereich
bezeichnet wird. In dem unteren Bereich kann z.B. ein Drehlager für eine Rotorwelle
und/oder ein Antrieb der Vakuumpumpe angeordnet sein. Ein Hohlbereich oder jeder Hohlbereich
kann z.B. in einem Unterteil angeordnet bzw. zumindest teilweise davon begrenzt sein.
Ein Hohlbereich kann auch zumindest teilweise durch ein insbesondere in dem unteren
Bereich angeordnetes Leitblech oder eine flachförmige Komponente der Vakuumpumpe begrenzt
sein. Um einen guten Wärmetransport zu gewährleiten, kann die Umwandung eines oder
jedes Hohlbereichs zumindest teilweise und insbesondere vollständig durch ein wärmeleitendes
und insbesondere metallisches Material gebildet sein.
[0034] Als Kühlgas kann im einfachsten Fall die Atmosphärenluft verwendet werden, welche
an dem Kühlgaseinlass, vorzugsweise bei Atmosphärendruck und/oder Raumtemperatur,
ansteht. In jedem Fall wird ein Kühlgas in den Kühlgaseinlass eingeleitet, welches
kühler ist als die gewünschte maximale Temperatur der Pumpe. Stromaufwärts des Kühlgaseinlasses
kann das Kühlgas durch eine außerhalb der Vakuumpumpe oder am Äußeren der Vakuumpumpe
angeordnete Luftkühlung oder durch außerhalb der Vakuumpumpe angeordnete Strömungskanäle
geleitet werden.
[0035] Unter einem Einlass und einem Auslass der Vakuumpumpe ist in der vorliegenden Beschreibung
stets ein von außerhalb der Vakuumpumpe zugänglicher und das Äußere der Vakuumpumpe
gasleitend mit dem Inneren der Vakuumpumpe, welches z.B. von einem Gehäuse der Vakuumpumpe
begrenzt ist, verbindender Einlass bzw. Auslass zu verstehen. Der Kühlgaseinlass verbindet
dementsprechend das Äußere der Vakuumpumpe mit dem Inneren der Vakuumpumpe, in dem
der Hohlbereich oder die Hohlbereiche angeordnet sind. Ein Einlass bzw. Auslass kann
einen eine jeweilige Einlass- bzw. Auslassöffnung umgebenden Flansch umfassen, kann
aber auch durch eine einfache Einlass- bzw. Auslassöffnung gebildet sein.
[0036] Prinzipiell kann die Vakuumpumpe mehrere Hohlbereiche umfassen. Wenn in der vorliegenden
Beschreibung auf einen "Hohlbereich" oder "Kanal" oder "Hohlbereiche" oder "Kanäle"
Bezug genommen wird, ist die jeweilige Beschreibung sofern nicht anders angegeben
stets gleichermaßen auf zumindest einen Hohlbereich bzw. Kanal, worunter ggf. auch
der einzige Hohlbereich bzw. Kanal zu verstehen ist, auf mehrere Hohlbereiche bzw.
Kanäle und insbesondere auf alle Hohlbereiche bzw. Kanäle zu beziehen. Die Vakuumpumpe
kann auch mehrere Kühlgaseinlässe aufweisen, die jeweils gasleitend mit wenigstens
einem Hohlbereich verbunden sind.
[0037] Weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Vakuumanordnung mit einer erfindungsgemäßen
Vakuumpumpe gemäß der vorliegenden Beschreibung, wobei an dem Kühlgaseinlass der Vakuumpumpe
ein Kühlgas zur Kühlung der Vakuumpumpe bereitgestellt ist und an dem Pumpeneinlass
der Vakuumpumpe ein von dem Kühlgaseinlass getrennter Rezipient mit einem zu pumpenden
Gas angeschlossen ist. Während der Rezipient vorzugsweise ein geschlossenes, im Wesentlichen
gasdichtes Volumen bildet, das an den Pumpeneinlass angeschlossen ist, kann das an
dem Kühlgaseinlass zur Verfügung gestellte Kühlgas beispielsweise Atmosphärenluft
sein, in welchem Fall der Kühlgaseinlass einfach der normalen Atmosphäre ausgesetzt
sein kann. An dem Pumpenauslass kann eine Vorvakuumpumpe angeschlossen sein, welche
das von der Vakuumpumpe gepumpte Gas und gegebenenfalls zusätzlich das Kühlgas abfördert.
Die vorstehend in Bezug auf die Vakuumpumpe und deren Verwendung in einer Vakuumanordnung,
insbesondere mit einer Vorvakuumpumpe, beschriebenen Ausführungsformen stellen entsprechend
vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vakuumanordnung dar.
[0038] Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben einer erfindungsgemäßen
Vakuumpumpe gemäß der vorliegenden Beschreibung oder einer erfindungsgemäßen Vakuumanordnung
mit einer Vakuumpumpe gemäß der vorliegenden Beschreibung, wobei an dem Kühlgaseinlass
der Vakuumpumpe ein Kühlgas zur Kühlung der Vakuumpumpe, insbesondere Atmosphärenluft,
bereitgestellt wird und wobei an dem Pumpeneinlass der Vakuumpumpe ein von dem Kühlgas
getrenntes zu pumpendes Gas bereitgestellt wird. Das zu pumpende Gas kann dabei in
einem geschlossenen Rezipienten bereitgestellt werden, während als Kühlgas insbesondere
die normale Atmosphärenluft verwendet werden kann, wobei der Kühlgaseinlass dieser
Atmosphärenluft ausgesetzt werden kann. Die vorstehend in Bezug auf die Vakuumpumpe
und die Vakuumanordnung sowie deren Verwendung beschriebenen vorteilhaften Ausführungsformen
stellen entsprechend vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens
dar. Bevorzugt wird der Sog einer Vorvakuumpumpe verwendet, um sowohl das Kühlgas
als auch das Pumpgas zu fördern.
[0039] Nachfolgend ist die vorliegende Erfindung beispielhaft anhand vorteilhafter Ausführungsformen
unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine Vakuumpumpe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung im Axialschnitt,
- Fig. 2
- einen unteren Bereich einer Vakuumpumpe gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung
in schematischer Darstellung im Querschnitt,
- Fig. 3
- einen unteren Bereich einer Vakuumpumpe gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung
in schematischer Darstellung im Axialschnitt,
- Fig. 4
- ein Unterteil einer Vakuumpumpe gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung
in Seitenansicht,
- Fig. 5
- das in Fig. 4 gezeigte Unterteil in einer entlang der Linie A-A von Fig.4 geschnittenen
Darstellung,
- Fig. 6
- das in Fig. 4 und 5 gezeigte Unterteil in einer entlang der Linie B-B von Fig. 4 geschnittenen
Darstellung,
- Fig. 7
- einen in das in Fig. 4 bis 6 gezeigte Unterteil zur Bildung eines Kühlgaskanals einsetzbaren
Ring, und
- Fig. 8
- den in Fig. 7 gezeigten Ring in einer entlang der Linie A-A von Fig. 7 geschnittenen
Darstellung.
[0040] Die in Fig. 1 gezeigte Vakuumpumpe umfasst einen Pumpeneinlass 10, der von einem
Einlassflansch 12 umgeben ist, einen Pumpenauslass 14, der von einem Auslassflansch
16 umgeben ist, und einen dazwischen angeordneten Pumpenraum 18, durch den das zu
pumpende Gas bei dem Betrieb der Pumpe hindurchgefördert wird und der auch als Schöpfraum
bezeichnet wird. Ein Gehäuseoberteil 20 und ein Unterteil 22 bilden ein Gehäuse der
Vakuumpumpe.
[0041] Die Vakuumpumpe umfasst eine Rotorwelle 26, die durch ein Magnetlager 30 und ein
Kugellager 32, welches von einer Schmiereinrichtung 34 mit Schmiermittel versorgt
wird, um eine Rotationsachse 28 drehbar in der Vakuumpumpe gelagert ist. Ein elektrischer
Antrieb 36 dient zum drehenden Antreiben der Rotorwelle 26.
[0042] Das Magnetlager 30 und die nachstehend beschriebenen Pumpstufen sind in dem Gehäuseoberteil
20 aufgenommen. Das Unterteil 22 bildet eine Einhausung für das Kugellager 32 und
für die Schmiereinrichtung 34, welche sich im unteren Bereich 24 der Vakuumpumpe befinden,
und für den Antrieb 36. Das Unterteil 22 ist durch einen Basisabschnitt 60 und einen
Funktionsabschnitt 62 gebildet und umfasst eine durchgehende
[0043] Öffnung 72 und eine Nut 76, wobei diese Bestandteile nachstehend in Bezug auf Fig.
4 bis 6 näher erläutert sind.
[0044] Die Vakuumpumpe umfasst mehrere an der Rotorwelle 26 angeordnete, sich in radialer
Richtung erstreckende und mit radialen Schaufeln versehene Rotorscheiben 38. Ferner
sind Statorscheiben 40 vorgesehen, die sich ebenfalls in radialer Richtung erstrecken,
mit radialen Schaufeln versehen sind und die so angeordnet und in dem Gehäuse der
Vakuumpumpe festgelegt sind, dass sie den Rotorscheiben 38 in einem geringen axialen
Abstand gegenüberliegen. Eine Rotorscheibe 38 bildet dabei mit einer gegenüberliegenden
Statorscheibe 40 jeweils eine turbomolekulare Pumpstufe der Vakuumpumpe.
[0045] Stromabwärts der turbomolekularen Pumpstufen folgen drei ineinander geschachtelte
Holweck-Pumpstufen der Vakuumpumpe, welche durch mehrere zylindermantelförmige und
konzentrisch zu der Rotationsachse 28 angeordnete Holweckstatoren 42 und ebenfalls
zylindermantelförmig ausgebildete und konzentrisch zu der Rotationsachse 28 angeordnete,
mit der Rotorwelle 26 verbundene Holweckrotorhülsen 44 gebildet sind. Eine mehrere
schraubenlinienförmige Nuten ausbildende pumpaktive radiale Oberfläche eines Holweckstators
42 steht dabei jeweils einer glatten radialen Oberfläche einer Holweckrotorhülse 44
in einem geringen radialen Abstand gegenüber, so dass zwischen den Oberflächen ein
dünner Spalt ausgebildet ist. Die einander gegenüberliegenden Oberflächen bilden zusammen
jeweils eine Holweck-Pumpstufe, wobei bei dem Betreib der Vakuumpumpe die Gasmoleküle
in den schraubenlinienförmigen Nuten angetrieben und somit in axialer Richtung gefördert
werden.
[0046] Stromabwärts der drei in Strömungsrichtung in Serie geschalteten Holweck-Pumpstufen
ist ein Vorvakuumbereich 46 der Vakuumpumpe ausgebildet, in dem das durch die Pumpstufen
geförderte Gas gesammelt wird, das anschließend über den mit dem Vorvakuumbereich
46 gasleitend verbundenen Pumpenauslass 14 ausgelassen wird.
[0047] Die Vakuumpumpe umfasst außerdem einen Kühlgaseinlass 48, welcher in dem Unterteil
22 ausgebildet ist und einen im Inneren des Unterteils 22 ausgebildeten Kanal 50 für
das Kühlgas gasleitend mit dem Pumpenäußeren und der dort vorhandenen Atmosphärenluft
verbindet.
[0048] Der Kühlgaseinlass 48 erstreckt sich in radialer Richtung in die Vakuumpumpe hinein
und mündet in den Kühlgaskanal 50, welcher einen im Wesentlichen kreisrunden Querschnitt
aufweist, im Wesentlichen halbkreisringförmig um die Rotationsachse 28 herum verläuft
und in den Pumpenauslass 14 mündet.
[0049] Wenn an den Pumpenauslass 14 eine Vorvakuumpumpe angeschlossen ist, kann durch den
Sog der Vorvakuumpumpe Atmosphärenluft durch den Kühlgaseinlass 48 in die Vakuumpumpe
und durch den Kanal 50 hindurch zu dem Pumpenauslass 14 befördert und dort von der
Vorvakuumpumpe abgesaugt werden. Dabei kühlt die Atmosphärenluft die den Kanal 50
begrenzenden Bereiche des Unterteils 22, wodurch eine übermäßige Erwärmung bei dem
Betrieb der Vakuumpumpe verhindert wird.
[0050] Prinzipiell können auch mehr Kühlgaskanäle 50 und/oder mehrere Kühlgaseinlässe 48
vorgesehen sein, die jeweils gasleitend mit dem Pumpenauslass 14 verbunden sein können.
[0051] Fig. 2 zeigt einen unteren Bereich 24 einer Vakuumpumpe gemäß einer weiteren Ausführungsform
im Querschnitt, welche im Wesentlichen der in Fig. 1 gezeigten Vakuumpumpe entspricht.
Die Pumpenkomponenten, die in dem Unterteil 22 aufgenommen sein können wie z.B. ein
wie in Fig. 1 gezeigtes Drehlager oder eine Schmiereinrichtung sind in Fig. 2 nicht
dargestellt und das Unterteil 22 ist stattdessen durchgehend dargestellt.
[0052] Die in Fig. 2 gezeigte Pumpe weist zwei mit dem Kühlgaseinlass 48 jeweils gasleitend
verbundene Kühlgaskanäle 50, 52 auf, die ausgehend vom dem Kühlgaseinlass 48 in entgegengesetzten
Richtungen im Wesentlichen halbkreisringförmig um die Rotationsachse 28 herum verlaufen
und in den Pumpenauslass 14 münden. Dadurch wird über den gesamten Winkelbereich um
die Rotationsachse 28 herum eine wirkungsvolle Kühlung erreicht. Die gasleitende Verbindung
zwischen dem Vorvakuumbereich der Vakuumpumpe und dem Pumpenauslass 14 ist in Fig.
2 durch den gestrichelten Kreis 56 dargestellt.
[0053] Fig. 3 zeigt den unteren Bereich 24 einer Vakuumpumpe gemäß einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung im Axialschnitt mit einem Unterteil 22, das wie in Fig. 2 durchgehend
dargestellt ist. Die Vakuumpumpe weist mehrere Kühlgaskanäle 50, 54 auf, die jeweils
gasleitend mit einem in Fig. 3 nicht dargestellten Kühlgaseinlass verbunden sind.
[0054] Die Vakuumpumpe umfasst zum einen Kanäle 50, die vollständig durch das Vollmaterial
des Unterteils 22 begrenzt sind. Zum anderen umfasst die Vakuumpumpe Kanäle 54, die
zum einen durch die Nutwände von Nuten umwandet sind, die an den radialen Außenseiten
des Unterteils 22 vorgesehen sind, und zum anderen durch Außenbleche 58, die mit dem
Unterteil 22 gasdichtend verbunden sind und die Kanäle 54 in radialer Richtung nach
außen hin begrenzen. Die Außenbleche 58 begrenzen zusammen mit dem Unterteil 22 einen
näherungsweise dreieckförmigen Querschnitt der einzelnen Kanäle 54.
[0055] Fig. 4 zeigt ein Unterteil 22 einer Vakuumpumpe gemäß einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung in Seitenansicht. Das Unterteil 22 umfasst einen näherungsweise zylinderförmig
um die Achse 28 herum verlaufenden Basisabschnitt 60, der bei dem Einsatz des Unterteils
22 in einer Vakuumpumpe den unteren Bereich 24 der Vakuumpumpe bildet. Das Unterteil
24 umfasst außerdem einen gegenüber dem Basisabschnitt 60 in axialer Richtung stutzenförmig
hervorstehenden und zu der Achse 28 im Wesentlichen rotationssymmetrischen Funktionsabschnitt
62, welcher in der nachstehend beschriebenen Weise mit den an der Pumpfunktion unmittelbar
beteiligten Komponenten der Vakuumpumpe zusammenwirkt.
[0056] Der Funktionsabschnitt 62 umfasst einen in radialer Richtung kragenförmig hervorstehenden
Abschnitt 64 mit mehreren schraubenlinienförmig um die Achse 28 herum verlaufenden
Nuten 66. Bei dem Einsatz in der Vakuumpumpe bildet der Abschnitt 64 mit der Innenfläche
einer um die Achse 28 herum rotierenden Holweckrotorhülse 44 (siehe Fig. 1) einen
Spalt mit einer geringen radialen Spaltweite. Der Abschnitt 64 und die Holweckrotorhülse
44 arbeiten dabei nach der Art einer Holweckpumpstufe zusammen und bilden eine dynamische
Dichtung, welche den Pumpenraum gegenüber den benachbarten Hohlräumen der Pumpe abdichtet.
[0057] Der Basisabschnitt 60 umfasst einen Pumpenauslass 14 sowie einen von dem Pumpenauslass
14 gasdicht getrennten Kühlgasauslass 68.
[0058] Fig. 5 und 6 zeigen das in Fig. 4 gezeigte Unterteil 22 in einer entlang der Linie
A-A bzw. B-B von Fig. 4 geschnittenen Darstellung. Das Unterteil 22 umfasst einen
Kühlgaseinlass 48 und eine zur Begrenzung eines Kühlgaskanals 50 ausgebildete Nut
70, die in axialer Richtung einspringt und kreislinienförmig um die Achse 28 herum
zu dem Kühlgasauslass 68 verläuft, wobei die Nut 70 einen Winkelbereich von näherungsweise
220° abdeckt. Wie in Fig. 6 gezeigt ist die Nut 70 über eine Öffnung 72 des Unterteils
22 von außen zugänglich.
[0059] Fig. 7 und 8 zeigen einen kreisförmigen Ring 74 mit einem flachen Querschnitt, der
so in der Öffnung 72 festlegbar ist, dass der Ring 74 die Nut 70 verschließt und mit
den Nutwänden einen geschlossenen Querschnitt für den Kühlgaskanal 50 bildet.
[0060] Das Unterteil 22 umfasst außerdem eine Nut 76 (Fig. 5) zur Begrenzung des Vorvakuumbereichs
46 und einen damit gasleitend verbundenen Pumpenauslass 14. Wie anhand von Fig. 5
und 6 ersichtlich, verläuft der Kühlgaskanal 50 bei dieser Ausführungsform in axialer
Richtung unterhalb des Pumpenauslasses 14 und ist vollständig gasdicht von dem Vorvakuumbereich
48 und dem Pumpenraum 18 insgesamt getrennt. Zur Erzeugung einer Kühlgasströmung in
dem Kühlgaskanal 50 kann z.B. an dem Kühlgaseinlass 48 Druckluft bereitgestellt werden.
Alternativ kann der Kühlgasauslass 68 außerhalb der Vakuumpumpe und somit stromabwärts
des Pumpenauslasses 14 an eine Vorvakuumpumpe angeschlossen werden, welche auch mit
dem Pumpenauslass 14 verbunden sein kann.
[0061] Die Öffnung 72 erstreckt sich in axialer Richtung durch den Basisabschnitt 60 und
den Funktionsabschnitt 62 des Unterteils 22 hindurch, wobei im Bereich des Funktionsabschnitts
62 ein Antrieb 36 (siehe Fig. 1) und im Bereich des Basisabschnitts 60 ein Drehlager
32 der Pumpe in der Öffnung 72 festlegbar ist, so dass das Unterteil 22 eine Einhausung
für diese Komponenten bildet. Das untere Ende der Öffnung 72 ist mit einem nicht dargestellten
Deckel verschließbar.
Bezugszeichenliste
[0062]
- 10
- Pumpeneinlass
- 12
- Einlassflansch
- 14
- Pumpenauslass
- 16
- Auslassflansch
- 18
- Pumpenraum
- 20
- Gehäuseoberteil
- 22
- Unterteil
- 24
- unterer Bereich
- 26
- Rotorwelle
- 28
- Rotationsachse
- 30
- Magnetlager
- 32
- Kugellager
- 34
- Schmiereinrichtung
- 36
- Antrieb
- 38
- Rotorscheibe
- 40
- Statorscheibe
- 42
- Holweckstator
- 44
- Holweckrotorhülse
- 46
- Vorvakuumbereich
- 48
- Kühlgaseinlass
- 50, 52, 54
- Hohlbereich, Kanal
- 56
- Kreis
- 58
- Außenblech
- 60
- Basisabschnitt
- 62
- Funktionsabschnitt
- 64
- Kragenabschnitt
- 66
- Nut
- 68
- Kühlgasauslass
- 70
- Nut
- 72
- Öffnung
- 74
- Ring
- 76
- Nut
1. Vakuumpumpe, insbesondere Turbomolekularpumpe, mit einem Pumpeneinlass (10), einem
Pumpenauslass (14) und einem zwischen dem Pumpeneinlass (10) und dem Pumpenauslass
(14) angeordneten Pumpenraum (18) für ein zu pumpendes Gas,
sowie mit zumindest einem Kühlgaseinlass (48) für ein Kühlgas zur Kühlung der Vakuumpumpe
und mit zumindest zwei mit dem Kühlgaseinlass (48) gasleitend verbundenen und außerhalb
des Pumpenraums (18) angeordneten Hohlbereichen (50, 52, 54) für das Kühlgas dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlbereiche (50, 52, 54) in einem wärmeleitenden Unterteil (22) der Vakuumpumpe
angeordnet sind,
wobei die Hohlbereiche (50, 52, 54) jeweils als Kanal ausgebildet sind, wobei zumindest
zwei Kanäle (50, 52, 54) vorgesehen sind, welche in unterschiedlichen Richtungen um
eine Rotationsachse (28) der Vakuumpumpe herum verlaufen.
2. Vakuumpumpe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Hohlbereiche (50, 52, 54) gasleitend mit dem Pumpenauslass (14) verbunden sind
und insbesondere in den Pumpenauslass (14) oder in einen stromaufwärts des Pumpenauslasses
(14) angeordneten Bereich, insbesondere einen Vorvakuumbereich (46), des Pumpenraums
(18) münden.
3. Vakuumpumpe nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Kühlgasauslass (68) für das Kühlgas vorgesehen ist, mit dem die Hohlbereiche (50,
52, 54) gasleitend verbunden sind.
4. Vakuumpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlbereiche (50, 52, 54) von dem Pumpenraum (18) im Wesentlichen gasdicht getrennt
sind oder stromabwärts sämtlicher zum Pumpen des in dem Pumpenraum (18) vorhandenen
Gases vorgesehenen Pumpstufen (38, 40, 42, 44) der Vakuumpumpe mit dem Pumpenraum
(18) oder mit dem Pumpenauslass (14) gasleitend verbunden sind.
5. Vakuumpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (50, 52, 54) im Wesentlichen ringförmig oder ringsegmentförmig um eine
Rotationsachse (28) der Vakuumpumpe herum verlaufen.
6. Vakuumpumpe nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (50, 52, 54) wenigstens über einen Teil ihrer Länge und insbesondere über
zumindest annähernd ihre gesamte Länge eine Strömungsquerschnittsfläche für das Kühlgas
bilden, welche maximal so groß ist wie die Strömungsquerschnittsfläche des Pumpenauslasses
(14) und insbesondere kleiner ist als die Strömungsquerschnittsfläche des Pumpenauslasses
(14).
7. Vakuumpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlbereiche (50, 52, 54) jeweils zumindest bereichsweise und insbesondere überall
einen geschlossenen Querschnitt aufweisen, welcher vollständig von zumindest einer
statischen Komponente (22, 58, 74) der Vakuumpumpe begrenzt ist.
8. Vakuumpumpe nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
der geschlossene Querschnitt zumindest in einem Abschnitt der Hohlbereiche (50, 52,
54) und insbesondere überall vollständig von wenigstens zwei statischen Komponenten
(22, 58, 74) der Vakuumpumpe begrenzt ist.
9. Vakuumanordnung mit einer Vakuumpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei
an dem Kühlgaseinlass (48) der Vakuumpumpe ein Kühlgas zur Kühlung der Vakuumpumpe
bereitgestellt ist und an dem Pumpeneinlass (10) der Vakuumpumpe ein von dem Kühlgaseinlass
(48) getrennter Rezipient mit einem zu pumpenden Gas angeschlossen ist.
10. Verfahren zum Betreiben einer Vakuumpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8 oder einer
Vakuumanordnung mit einer Vakuumpumpe nach Anspruch 9, wobei an dem Kühlgaseinlass
(48) der Vakuumpumpe ein Kühlgas zur Kühlung der Vakuumpumpe, insbesondere Atmosphärenluft,
bereitgestellt wird und wobei an dem Pumpeneinlass (10) der Vakuumpumpe ein von dem
Kühlgas getrenntes zu pumpendes Gas bereitgestellt wird.
1. A vacuum pump, in particular a turbomolecular pump, having a pump inlet (10), a pump
outlet (14) and a pump space (18) for a gas to be pumped arranged between the pump
inlet (10) and the pump outlet (14),
as well as having at least one cooling gas inlet (48) for a cooling gas for cooling
the vacuum pump and having at least two hollow regions (50, 52, 54) for the cooling
gas connected in a gas conducting manner to the cooling gas inlet (48) and arranged
outside the pump space (18),
characterized in that
the hollow regions (50, 52, 54) are arranged in a heat conducting lower part (22)
of the vacuum pump,
wherein the hollow regions (50, 52, 54) are each formed as a passage; and
wherein at least two passages (50, 52, 54) are provided which extend in different
directions about an axis of rotation (28) of the vacuum pump.
2. A vacuum pump in accordance with claim 1,
characterized in that
the hollow regions (50, 52, 54) are connected in a gas conducting manner to the pump
outlet (14) and in particular open into the pump outlet (14) or into a region arranged
upstream of the pump outlet (14), in particular into a backing region (46), of the
pump space (18).
3. A vacuum pump in accordance with claim 1 or claim 2, characterized in that
a cooling gas outlet (68) for the cooling gas is provided to which the hollow regions
(50, 52, 54) are connected in a gas conducting manner.
4. A vacuum pump in accordance with any one of the preceding claims,
characterized in that
the hollow regions (50, 52, 54) are separated in a substantially gas tight manner
from the pump space (18) or are connected to the pump space (18) or to the pump outlet
(14) in a gas conducting manner downstream of all the pump stages (38, 40, 42, 44)
of the vacuum pump provided for pumping the gas present in the pump space (18).
5. A vacuum pump in accordance with any one of the preceding claims,
characterized in that
the passages (50, 52, 54) extend substantially in ring shape or in ring segment shape
about an axis of rotation (28) of the vacuum pump.
6. A vacuum pump in accordance with claim 5,
characterized in that
the passages (50, 52, 54) form a flow cross-sectional surface for the cooling gas
over at least a part of their length and in particular over at least approximately
their total length, said flow cross-sectional surface being so large at a maximum
as the flow cross-sectional surface of the pump outlet (14) and in particular being
smaller than the flow cross-sectional surface of the pump outlet (14).
7. A vacuum pump in accordance with any one of the preceding claims,
characterized in that
the hollow regions (50, 52, 54) each have at least regionally and in particular everywhere
a closed cross-section which is completely bounded by at least one static component
(22, 58, 74) of the vacuum pump.
8. A vacuum pump in accordance with claim 7,
characterized in that
the closed cross-section is bounded at least in one section of the hollow regions
(50, 52, 54) and in particular everywhere completely by at least two static components
(22, 58, 74) of the vacuum pump.
9. A vacuum arrangement having a vacuum pump in accordance with any one of the preceding
claims, wherein a cooling gas for cooling the vacuum pump is provided at the cooling
gas inlet (48) of the vacuum pump and a recipient having a gas to be pumped and separate
from the cooling gas inlet (48) is connected to the pump inlet (10) of the vacuum
pump.
10. A method of operating a vacuum pump in accordance with any one of the claims 1 to
8 or of operating a vacuum arrangement having a vacuum pump in accordance with claim
9, wherein a cooling gas for cooling the vacuum pump, in particular atmospheric air,
is provided at the cooling gas inlet (48) of the vacuum pump; and wherein a gas to
be pumped which is separate from the cooling gas is provided at the pump inlet (10)
of the vacuum pump.
1. Pompe à vide, en particulier pompe turbomoléculaire, comportant une entrée de pompe
(10), une sortie de pompe (14) et une chambre de pompage (18) disposée entre l'entrée
de pompe (10) et la sortie de pompe (14) et destinée à un gaz à pomper,
ainsi qu'au moins une entrée de gaz de refroidissement (48) pour un gaz de refroidissement
destiné à refroidir la pompe à vide et au moins deux zones creuses (50, 52, 54) reliées
à l'entrée de gaz de refroidissement (48) en menant un gaz et disposées à l'extérieur
de la chambre de pompage (18) pour le gaz de refroidissement,
caractérisée en ce que
les zones creuses (50, 52, 54) sont agencées dans une partie inférieure (22) thermoconductrice
de la pompe à vide,
les zones creuses (50, 52, 54) sont réalisées chacune en forme de canal, il est prévu
au moins deux canaux (50, 52, 54) qui s'étendent dans différentes directions autour
d'un axe de rotation (28) de la pompe à vide.
2. Pompe à vide selon la revendication 1,
caractérisée en ce que
les zones creuses (50, 52, 54) sont reliées à la sortie de pompe (14) en menant un
gaz et débouchent en particulier dans la sortie de pompe (14) ou dans une zone disposée
en amont de la sortie de pompe (14), en particulier dans une zone à vide préliminaire
(46) de la chambre de pompage (18).
3. Pompe à vide selon la revendication 1 ou 2,
caractérisée en ce que
il est prévu une sortie de gaz de refroidissement (68) pour le gaz de refroidissement,
à laquelle les zones creuses (50, 52, 54) sont reliées en menant un gaz.
4. Pompe à vide selon l'une des revendications précédentes,
caractérisée en ce que
les zones creuses (50, 52, 54) sont séparées de la chambre de pompage (18) de façon
sensiblement étanche aux gaz, ou bien elles sont reliées à la chambre de pompage (18)
ou à la sortie de pompe (14) en menant un gaz, en aval de tous les étages de pompage
(38, 40, 42, 44) de la pompe à vide prévus pour pomper le gaz présent dans la chambre
de pompage (18).
5. Pompe à vide selon l'une des revendications précédentes,
caractérisée en ce que
les canaux (50, 52, 54) s'étendent sensiblement en forme annulaire ou en forme de
segments d'anneau autour d'un axe de rotation (28) de la pompe à vide.
6. Pompe à vide selon la revendication 5,
caractérisée en ce que
au moins sur une partie de leur longueur et en particulier au moins approximativement
sur toute leur longueur, les canaux (50, 52, 54) forment une surface de section transversale
d'écoulement pour le gaz de refroidissement, qui est au maximum aussi grande que la
surface de section transversale d'écoulement de la sortie de pompe (14) et en particulier
plus petite que la surface de section transversale d'écoulement de la sortie de pompe
(14).
7. Pompe à vide selon l'une des revendications précédentes,
caractérisée en ce que
les zones creuses (50, 52, 54) présentent au moins localement et en particulier partout
une section transversale fermée qui est limitée complètement par au moins une composante
statique (22, 58, 74) de la pompe à vide.
8. Pompe à vide selon la revendication 7,
caractérisée en ce que
la section transversale fermée est limitée par au moins deux composants statiques
(22, 58, 74) de la pompe à vide au moins dans une portion des zones creuses (50, 52,
54) et en particulier partout complètement.
9. Ensemble à vide selon l'une des revendications précédentes,
dans lequel, à l'entrée de gaz de refroidissement (48) de la pompe à vide, un gaz
de refroidissement est mis à disposition pour refroidir la pompe à vide, et un récipient
pourvu d'un gaz à pomper et séparé de l'entrée de gaz de refroidissement (48) est
raccordé à l'entrée de pompe (10) de la pompe à vide.
10. Procédé pour faire fonctionner une pompe à vide selon l'une des revendications 1 à
8 ou un ensemble à vide selon la revendication 9, dans lequel, à l'entrée de gaz de
refroidissement (48) de la pompe à vide, on met à disposition un gaz de refroidissement
pour refroidir la pompe à vide, en particulier de l'air atmosphérique, et à l'entrée
de pompe (10) de la pompe à vide, on met à disposition un gaz à pomper séparé du gaz
de refroidissement.