特許 5976598 ポンプモジュール並びに容積形ポンプ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5976598

(24)【登録日】2016年7月29日

(45)【発行日】2016年8月23日

(54)【発明の名称】ポンプモジュール並びに容積形ポンプ

(51)【国際特許分類】

   F04B 43/04 20060101AFI20160809BHJP

   F04B 43/08 20060101ALI20160809BHJP

   F04B 43/12 20060101ALI20160809BHJP

【ＦＩ】

   F04B43/04 A

   F04B43/08 A

   F04B43/12 C

   F04B43/12 T

【請求項の数】11

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2013-129759(P2013-129759)

(22)【出願日】2013年6月20日

(65)【公開番号】特開2014-15930(P2014-15930A)

(43)【公開日】2014年1月30日

【審査請求日】2014年8月11日

(31)【優先権主張番号】10 2012 013 681.1

(32)【優先日】2012年7月11日

(33)【優先権主張国】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】391043675

【氏名又は名称】プファイファー・ヴァキューム・ゲーエムベーハー

(74)【代理人】

【識別番号】100069556

【弁理士】

【氏名又は名称】江崎 光史

(74)【代理人】

【識別番号】100111486

【弁理士】

【氏名又は名称】鍛冶澤 實

(74)【代理人】

【識別番号】100157440

【弁理士】

【氏名又は名称】今村 良太

(74)【代理人】

【識別番号】100173521

【弁理士】

【氏名又は名称】篠原 淳司

(74)【代理人】

【識別番号】100153419

【弁理士】

【氏名又は名称】清田 栄章

(72)【発明者】

【氏名】コンラート・アルミン

【審査官】 新井 浩士

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許第０６００７３０９（ＵＳ，Ａ）

【文献】 仏国特許発明第０１５４５９１８（ＦＲ，Ａ）

【文献】 特開昭６０−０１３９９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第４８７３０７５（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開平０５−１０６５６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０００−５０５５２１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｂ ４３／０４

Ｆ０４Ｂ ４３／０８

Ｆ０４Ｂ ４３／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも１つの流動通路（１７）を区画するケーシング（１４）を有するポンプモジュール（４、５、６；４′；４″）であって、
この少なくとも１つの流動通路が、少なくとも１つの流入口（７、８、９）を、少なくとも１つの排出口（１０、１１、１２）と結合し、且つ、
それぞれに１つの、流動方向に整向された状態で位置するポンピング装置を収容しており、
このポンピング装置が、個別に制御可能なアクチュエータを介して、部分的に偏位され得、且つ、
搬送されるべき媒体が、少なくとも１つの搬送室（１９、２０）の内側に閉じ込められることが可能であり、
前記搬送室が、これらアクチュエータのシーケンシャルな制御によって、
ポンピング装置の部分と、前記少なくとも１つの流動通路（１７）の、前記ポンピング装置の部分にそれぞれ対応する周囲部分との間で、カプセル状に閉鎖可能であり、且つ、
搬送移動において、前記少なくとも１つの流入口（７、８、９）と前記少なくとも１つの排出口（１０、１１、１２）との間で移動可能である様式の上記ポンプモジュールにおいて、
前記アクチュエータが、ケーシング（１４）によって収容されていること、および、それぞれに、流動通路（１７）の両側で、互いに相対して位置している前記アクチュエータが、アクチュエータ段（Ａ１〜Ａ６）を形成し、
これらアクチュエータ段が、流動方向に相前後して連続して設けられており、
前記ポンピング装置が、弾性的な薄膜（１８；２１；２２）として構成されており、
前記薄膜が、個別のアクチュエータ段（Ａ１〜Ａ６）の内のそれぞれに１つのアクチュエータの制御によって、
前記アクチュエータにそれぞれ対応する前記薄膜の部分でもって、
前記少なくとも１つの流動通路（１７）の、前記薄膜の部分にそれぞれ対応する周囲部分に当接可能であること、
前記ケーシング（１４）は、少なくとも２つのケーシング部材（１５、１６）から成ること、
これらケーシング部材（１５、１６）および中間に位置する前記薄膜（１８；２１；２２）が、環状の断面を有する円板として形成されていること、および、
少なくとも１つの前記流入口（７、８、９）が、リング状に形成されており、且つ、半径方向外側に設けられており、且つ、流動通路（１７）を介して少なくとも１つの排出口（１０、１１、１２）と結合状態にあり、この排出口が、半径方向において、中央に位置決めされていること、
を特徴とするポンプモジュール（４、５、６；４′；４″）。

【請求項2】

前記アクチュエータは、マグネットコイル（Ｍ１．１〜Ｍ６．２）によって形成されていることを特徴とする請求項１に記載のポンプモジュール（４、５、６；４′）。

【請求項3】

前記薄膜（１８；２１）は、磁気流動学的な伸縮性合成樹脂材料から成っているか、
または、
前記アクチュエータ段（Ａ１〜Ａ６）に対応する前記薄膜の部分内において、それぞれに強磁性の材料が混入されている、伸縮性合成樹脂材料から形成されていること
を特徴とする請求項２に記載のポンプモジュール（４、５、６；４′）。

【請求項4】

前記アクチュエータは、電極（Ｅ１．１〜Ｅ６．２）によって形成されていることを特徴とする請求項１に記載のポンプモジュール（４″）。

【請求項5】

前記薄膜（２２）は、エレクトロレオロジー的な伸縮性合成樹脂材料（２３）から成っていることを特徴とする請求項４に記載のポンプモジュール（４″）。

【請求項6】

前記アクチュエータ段（Ａ１〜Ａ６）は、流動方向において、等間隔に、または、異なる間隔で互いに位置決めされていることを特徴とする請求項１に記載のポンプモジュール（４、５、６；４′）。

【請求項7】

請求項１から６のいずれか一つに記載の、少なくとも１つのポンプモジュール（４、５、６；４′；４″）を有する、流体を搬送のための容積形ポンプ。

【請求項8】

前記ポンプケーシング（１）内において、多数のポンプモジュール（４、５、６）は、直列接続状態、及び／または、並列接続状態において設けられていることを特徴とする請求項７に記載の容積形ポンプ。

【請求項9】

少なくとも１つのポンプモジュール（４、５、６；４′；４″）のアクチュエータは、電力用電子装置（１３）を介して、制御可能であることを特徴とする請求項７に記載の容積形ポンプ。

【請求項10】

真空槽内において、低真空または中真空を達成するための方法であって、
前記低真空または中真空の達成のために、真空ポンプとして構成された、請求項７から９のいずれか一つに従う容積形ポンプが使用されることを特徴とする方法。

【請求項11】

真空ポンプとしての、および、高真空ポンプ及び／または超高真空ポンプの予備ポンプとしての、請求項７に従う容積形ポンプの使用。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、
少なくとも１つの流動通路を区画する（ｂｅｇｒｅｎｚｅｎｄｅｎ）ケーシングを有するポンプモジュールであって、
この少なくとも１つの流動通路が、少なくとも１つの流入口を、少なくとも１つの排出口と結合し、且つ、
それぞれに１つの、流動方向に整向された状態で位置するポンピング装置を収容しており、
このポンピング装置が、個別に制御可能なアクチュエータを介して、部分的に偏位され得（ａｕｓｌｅｎｋｂａｒ）、且つ、
搬送されるべき媒体が、少なくとも１つの搬送室（Ｆｏｅｒｄｅｒｒａｕｍｅｓ）の内側に閉じ込められることが可能（ｅｉｎｓｃｈｌｉｅｓｓｂａｒ）であり、
前記搬送室が、これらアクチュエータのシーケンシャルな制御によって、ポンピング装置の部分と、前記少なくとも１つの流動通路のそれぞれに対応する（所属して設けられた）周囲部分との間で、カプセル状に閉鎖可能（ｋａｐｓｅｌｂａｒ）であり、且つ、
搬送移動において、前記少なくとも１つの流入口と前記少なくとも１つの排出口との間で移動可能である様式の上記ポンプモジュールに関する。
本発明は、更に、流体を搬送のための容積形ポンプに関し、この容積形ポンプの場合、少なくとも１つの、上記ポンプモジュールが使用される。

【背景技術】

【0002】

容積形ポンプの場合、通常、流入口を通ってこのポンプの内側室内へと流入する媒体は、搬送室内においてカプセル状に収容され（ｇｅｋａｐｓｅｌｔ）、且つ、引き続いて、排出口内へと押し退けられる。
この押し退けの場合に、前記流入口内へのこの媒体の還流を防止するため、および、既に押し退けられた媒体の逆吸引を阻止するために、
少なくとも１つの流入および排出制御が、圧力制御された弁、または、その他の構造的な構成を介して行われる。
このことによって、しかしながら、構造部材の必要な数は増大され、且つ、それに加えて、低い最終圧力の達成が困難にされる。何故ならば、これら弁は、大抵の場合は、差圧制御されており、且つ、低い圧力の場合、如何なる十分に高い押圧力も、この弁の領域内において形成しないからである。
それぞれの搬送移動の導入の構造およびやり方に応じて、それに加えて、摩擦損失および振動が生じる。ところで、容積形ポンプは、部分的にポンプモジュールによって構成され、これらポンプモジュールの場合、構造部材の数が減少され、且つ、搬送移動が、可能な限り簡単に具現可能である。

【0003】

特許文献１からポンプモジュールが読み取れ、このポンプモジュールは、直方体形状の流動通路を区画するケーシングを有している。この流動通路は、その際、流入口を排出口と結合し、それ自体で、ポンピング装置を、収容している。
このポンピング装置は、その際、流動方向に整向されており、且つ、多数の圧電アクチュエータ部分片（Ｐｉｅｚｏａｋｔｏｒｅｎａｂｓｃｈｎｉｔｔｅ）によって形成されており、
これら圧電アクチュエータ部分片が、互いに接し合うように並列させられた状態で、一種の、この流動通路の内側に位置する薄片体を形成している。
個別のこれら圧電アクチュエータ部分片の制御によって、この薄片体は、部分的に（ａｂｓｃｈｎｉｔｔｓｗｅｉｓｅ）偏位され（ａｕｓｇｅｌｅｎｋｔ）、その際、この薄片体が、その際、それぞれの部分片でもって、周囲に位置するケーシングに当接し、且つ、搬送されるべき媒体を、それぞれのこれによって形成された搬送室の内側に閉じ込める。これら圧電アクチュエータが、ここで、シーケンシャルに制御される場合、それぞれの搬送室内において閉じ込められた媒体は、蠕動的な搬送移動において、流入口から排出口へと移動される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平３−８１５８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

従って、この上記公知技術を出発点として、本発明の課題は、ポンプモジュールを使用に供することであり、このポンプモジュールの場合、搬送移動が、精密な構造およびやり方で、同時に簡単な構造において導入可能である。

【課題を解決するための手段】

【0006】

この課題は、請求項１の上位概念を前提として、この請求項１の典型的な特徴との結合において解決される。
この請求項１に従属する従属請求項は、それぞれに、本発明の有利な更なる構成をそれぞれ与える。少なくとも１つの本発明に従うポンプモジュールが使用される容積形ポンプは、更に別の請求項８〜１０から明瞭である。

【発明の効果】

【0007】

本発明に従い、
ポンプモジュールは、
少なくとも１つの流動通路を区画するケーシングを有しており、その際、
この少なくとも１つの流動通路が、少なくとも１つの流入口を、少なくとも１つの排出口と結合し、且つ、自体で、それぞれに１つの、流動方向に整向された状態で位置するポンピング装置を収容している。
このポンピング装置は、個別に制御可能なアクチュエータを介して、部分的に偏位され得、且つ、その際、
搬送されるべき媒体が、少なくとも１つの搬送室の内側に閉じ込められることが可能であり、
前記搬送室が、これらアクチュエータのシーケンシャルな制御によって、ポンピング装置の部分と、前記少なくとも１つの流動通路のそれぞれに対応する（所属して設けられた）周囲部分との間で、カプセル状に閉鎖可能であり、且つ、
搬送移動において、前記少なくとも１つの流入口と前記少なくとも１つの排出口との間で移動可能である。

【0008】

前記ポンピング装置は、本発明の意味において、特に、円板状の、板状の、または類似に形成された構造部材として構成されており、且つ、個別のセグメントがアクチュエータの影響のもとで、このポンピング装置の長手方向延在に対して直角に位置移動されるというやり方で、部分的に偏位可能である。この場合、このポンピング装置の偏位される部分の数に応じて、１つまたは多数の搬送室が、流動通路の一つまたは多数の周囲部分でもって閉じ込められ、その際、１つの搬送室内において、それぞれに、１つの搬送されるべき媒体が閉じ込められている。
本発明の意味において、この媒体は流体であり、即ち、ガスもしくはガス混合物、または液体もしくは液体混合物である。
アクチュエータのシーケンシャルな制御でもって、その場合に、これに伴い区画された、少なくとも１つの搬送室は、ポンプモジュールの、少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの排出口との間で移動し、従って、同様に、閉じ込められた搬送されるべき媒体が、流入口と排出口との間で搬送される。この搬送移動は、その際、これらアクチュエータの適当な制御において、特にポンピング装置の蠕動的な移動に類似している。

【0009】

本発明は、ここで、
前記アクチュエータが、ケーシングによって収容されていること、および、それぞれに、流動通路の両側で、互いに相対して位置している前記アクチュエータが、アクチュエータ段を形成し、
これらアクチュエータ段が、流動方向に相前後して連続して設けられており、
前記ポンピング装置が、弾性的な薄膜として構成されており、
前記薄膜が、個別のアクチュエータ段の内のそれぞれに１つのアクチュエータの制御によって、
前記アクチュエータにそれぞれ対応する前記薄膜の部分でもって、
前記少なくとも１つの流動通路の、前記薄膜の部分にそれぞれ対応する周囲部分に当接可能であること、
前記ケーシングは、少なくとも２つのケーシング部材から成ること、
これらケーシング部材および中間に位置する前記薄膜が、環状の断面を有する円板として形成されていること、および、
少なくとも１つの前記流入口が、リング状に形成されており、且つ、半径方向外側に設けられており、且つ、流動通路を介して少なくとも１つの排出口と結合状態にあり、この排出口が、半径方向において、中央に位置決めされていることの技術的な教示を備えている。
換言すれば、従って、これらアクチュエータは、周囲に位置するケーシング内において位置決めされており、これらアクチュエータを介して、流動通路内において位置するポンピング装置が、部分的に偏位され得、その際、
これらアクチュエータが、この場合に、対の状態でアクチュエータ段へと統合されており、これらアクチュエータ段において、それぞれに、それぞれ対応（所属）するアクチュエータが、前記流動通路の両側で位置しており、従って、１つのアクチュエータ段の一方のアクチュエータが、この流動通路の上側に、このアクチュエータ段の他方のアクチュエータが、この流動通路の下側に位置決めされている。
総じて、これらアクチュエータ段は、その際、流動方向において、相前後して連続して設けられており、従って、流動方向に沿っての移動（Ｅｎｔｌａｎｇｗａｎｄｅｒｎ）の場合、従って、個別のアクチュエータ段が順々に通過される。
弾性的な薄膜として形成された前記ポンピング装置は、
前記個別のアクチュエータ段のそれぞれ１つのアクチュエータが制御され、且つ、この場合に、このアクチュエータ段のアクチュエータの間に位置する、前記薄膜の１つの部分が偏位され、且つ、前記流動通路のそこの周囲部分に当接されるというやり方で、
その場合に、部分的に偏位され得る。

【0010】

本発明に従うポンプモジュールは、その際、同時に信頼性の高い機能態様における機能簡単な構造によって特徴付けられている。
そこで、自体で停止状態のケーシング内における、アクチュエータの位置決め状態によって、これらアクチュエータが、簡単な構造およびやり方で、このケーシング内において延在する導線（Ｌｅｉｔｕｎｇｅｎ）を介して制御され得、その際、これら導線が、その場合に、空間的に、流動通路、およびこの流動通路内において搬送される媒体から分離されている。
この搬送移動の様式に基づいて、更に、流入口側および排出口側の弁を必要としない。何故ならば、この搬送されるべき媒体は、部分的に、弾性的な薄膜の偏位によって、この薄膜自体と、前記流動通路の周囲との間でカプセル状に収容されるからである。この薄膜は、その際、唯一の運動可能な構造部材であり、従って、適当な最適化によって、本発明に従うポンプモジュールの長い耐用期間が達成され得る。
それに加えて、この薄膜は、弾性的な構造部材として、精密に偏位され得、且つ、前記流動通路の周囲に当接され得、このことによって、それぞれの搬送室が、精確に形成され、且つ同様に密閉され得る。
更に、このポンプモジュールのポンピング周波数、並びにポンピングシーケンス、即ち、少なくとも１つの搬送室の大きさの設定は、自由に、これらアクチュエータを介して調節され得、従って、本発明に従うポンプモジュールは、その場合に、所望された搬送の様式に応じて、単にこれらアクチュエータの制御が変化され得るというやり方で、広範に、異なる使用状況に適応される。
総じて、本発明に従うポンプモジュールは、低い製造技術的な手間暇および僅かの騒音の発生における簡単な構造によって特徴付けられる。

【0011】

前記のこととは異なって、特許文献１のポンプモジュールの場合、流動通路内において位置するポンピング装置の制御は、困難に行われる。何故ならば、部分的な偏位のために、薄片板状の構造部材の上に設けられた圧電素子部分片が、相応して通電されねばならないからである。
この目的のために、相応する接触子が設けられねばならず、または、導線が、これら偏位可能なポンピング装置に導入されねばならず、このことは、このポンプモジュールの構造を相応して複雑にし、且つ、この結果として、製造技術的な手間暇を増大する。更に、圧電素子を備える薄片板は、薄膜よりも僅かに可撓性であり、とりわけ、搬送室の設定（Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）が、前記圧電素子部分片の配設および大きさに相応して、強固に予め設定されている。
上記のことに応じて、ポンピングシーケンスは、個々に、個別の使用状況に適合され得ない。同様に、前記流動通路の周囲に対するこの薄片板の密着は、弾性的な薄膜の場合よりもより不精確である。

【0012】

本発明の有利な実施形態に相応して、前記アクチュエータは、マグネットコイルによって形成されている。
これらマグネットコイルは、その際、特に、それぞれに、例えば鉄のような、高い透磁性の材料でもって囲繞されており、且つ、通電の際に、相応する磁界を形成し、この磁界を介して、弾性的な薄膜は、この薄膜のそれぞれに対応（所属）する部分でもって偏位される。
磁界内における前記薄膜の部分的な偏位を達成するために、
本発明の更に別の実施形態に従う薄膜は、磁気流動学的な伸縮性合成樹脂材料（ｍａｇｎｅｔｏｒｈｅｏｌｏｇｉｓｃｈｅｎ Ｅｌａｓｔｏｍｅｒｍａｔｅｒｉａｌ）から成っているか、または、アクチュエータ段に対応（所属）する、前記薄膜の部分内においてそれぞれに強磁性の材料が混入されている、伸縮性合成樹脂材料から形成されている。
磁気流動学的な伸縮性合成樹脂材料は、
その内において設けられた磁気的に分極可能な微粒子を有する柔軟な伸縮性合成樹脂マトリックス（Ｅｌａｓｔｏｍｅｒｍａｔｒｉｘ）から成る合成材料であり、これら微粒子に対して、磁界を介して作用可能である。
その内において混入された強磁性の材料を有する伸縮性合成樹脂材料から成る薄膜の実施形態の場合、本発明の意味において、特に、伸縮性合成樹脂材料を有する金属薄板セグメントでもって周囲を鋳込まれており（ｕｍｇｏｓｓｅｎ）、従って、結合システム（Ｖｅｒｂｕｎｄｓｙｓｔｅｍ）が構成される。

【0013】

本発明の、前記に対して選択的な実施形態に従い、前記アクチュエータは、電極によって形成されている。これら電極の相応する通電の際に、その場合に、それぞれに、それぞれ１つの電界が形成され、この電界を介して、弾性的な薄膜は、これまた同様に、部分的に偏位され得る。
この目的のために、この弾性的な薄膜は、その場合に、特に、エレクトロレオロジー的な伸縮性合成樹脂材料（ｅｌｅｋｔｒｏｒｈｅｏｌｏｇｉｓｃｈｅｎ Ｅｌａｓｔｏｍｅｒｍａｔｅｒｉａｌ）から成っており、このエレクトロレオロジー的な伸縮性合成樹脂材料が、その内において混入された微粒子を有する伸縮性合成樹脂から形成されており、これら微粒子が、電界内において、それぞれに通電された電極の方向に引っ張られ、且つ、上記のことに応じて、前記弾性的な薄膜の部分的な偏位を生じさせる。

【0014】

本発明の更に別の実施形態に相応して、前記ケーシングは、少なくとも２つのケーシング部材から成り、その際、これらケーシング部材および中間に位置する前記薄膜が、環状の円板として形成されている。更に、少なくとも１つの流入口は、半径方向外側に設けられており、且つ、流動通路を介して、少なくとも１つの排出口と結合状態にあり、この排出口が、半径方向において、中央に位置決めされている。
この場合、ポンプモジュールは、従って、環状の構造を有しており、その際、搬送されるべき媒体が、半径方向外側から、半径方向内側の排出口へと搬送される。本発明の意味において、しかしながら、同様に、良好に、同様に流入口が、中央に位置決めされることは可能であり、且つ、少なくとも１つの排出口が、半径方向外側に位置することも可能である。
前記ポンプモジュールのこの環状の構造によって、何の問題もなく、多数のポンプモジュールは、
個別の環状のポンプモジュールが軸線方向に互いに上下に積み重ねられ、且つ所望された接続に応じて個別の流入の並列な供給が具現され、または、しかしながら、１つのモジュールの少なくとも１つの排出口が後に続くモジュールの少なくとも１つの流入口と直列接続の様式に従って連結されるというやり方で、
相前後して接続され得る。
環状の円板から成る前記ポンプモジュールの環状の構造の場合、その際に、前記アクチュエータは、相応して、リング形状に形成され得、従って、例えば、リング形状のコイル、またはリング形状の電極として形成され得る。この環状の構造に対して選択的に、しかしながら、原理的に同様に、ポンプモジュールの矩形の構造も可能である。

【0015】

本発明の更なる構成において、前記アクチュエータ段は、流動方向において、等間隔に、または、異なる間隔で互いに位置決めされている。
ポンプモジュールの形状、および搬送されるべき媒体の様式に応じて、少なくとも１つの搬送室は、この場合、少なくとも１つの流入口と、少なくとも１つの排出口との間のこの搬送室の移動の際に、容積において一定に保持され得、または、しかしながら、変化され得る。
従って、ガスまたはガス混合物の様式における媒体は、前記ポンプモジュールの環状の構造の場合に、これらアクチュエータの間の間隔が、等間隔に流動方向において選択されているというやり方で、搬送の際に、少なくとも１つの流入口から、少なくとも１つの排出口へと圧縮され、
従って、少なくとも１つの搬送室が、半径方向外側に位置する流入口から中央に位置する排出口への移動の際に、これらアクチュエータ段の間のより小さくなるリングの面積に基づいて、連続的に減少し、且つ、従って、前記ガスの圧縮が行われる。
類似して、矩形の構造の場合、前記アクチュエータ段の間の異なる間隔によって、少なくとも１つの搬送室の連続的な減少が形成される。

【0016】

搬送されるべき媒体が、上記に反して、液体である場合、この液体の圧縮できない特性に基づいて、通常、少なくとも１つの搬送室の容積の減少は所望されない。
この容積は、少なくとも１つの流入口から少なくとも１つの排出口への移動の際に、
１つの環状のポンプモジュールの場合に、前記個別のアクチュエータ段が、均等なリングの面積の具現のために、異なる間隔でもって、流動方向において互いに位置決めされるか、または、
前記ポンプモジュールの矩形の構造の場合に、前記アクチュエータ段の間の不変の間隔が選択されることによって、一定に保持される。
少なくとも１つの流入口が、流動方向において、中央に、且つ少なくとも１つの排出口が半径方向外側に位置して設けられている場合、最終的に、同様に、液体の搬送は、ポンプモジュールの環状の構造の場合にも、および、等間隔に互いに位置決めされたアクチュエータ段の場合にも可能であり、従って、少なくとも１つの搬送室の容積が、流入口から排出口への移動の際に増大される。

【0017】

搬送室の可変のまたは不変の容積は、しかしながら、同様に、ポンピングシーケンスの適当な調節によっても設定され得る。それぞれの搬送室のカプセル状の閉鎖および移動が、相応するアクチュエータ段の制御によって、制御されるので、これらアクチュエータ段の操作の変化によって、搬送室の大きさおよび変化は、ほぼ自由に調節され得る。
さもないと、互いのアクチュエータ段の間隔に基づいて、およびポンプモジュールの構造によって、搬送室の移動の場合に行われる、媒体の圧縮は、従って、上記のことによって、増大され得るか、または減少され得、
従って、排出口側で、媒体のそれぞれに達成しようとされる圧力レベルは、達成可能である。

【0018】

本発明に従い、容積形ポンプは、上記された変形の実施形態の内の１つの実施形態に従って形成されている、少なくとも１つのポンプモジュールを有している。この容積形ポンプは、その際、特に真空ポンプとして形成されており、且つ、流体を搬送のために使用される。
有利には、更に、前記ポンプケーシング内において、多数のポンプモジュールが、直列接続状態、及び／または、並列接続状態において設けられており、従って、前記流体は、これら個別のポンプモジュールを介して、並列に、または連続して（ａｂｆｏｌｇｅｎｄ）、互いに共通の排出口内へと搬送される。

【0019】

本発明の、更に別の、有利な実施形態に相応して、少なくとも１つのポンプモジュールのアクチュエータは、電力用電子装置を介して制御可能である。
この様式の電力用電子装置を介して、その際、何の問題も無く、異なるポンピング周波数は、および同様にポンピングシーケンスも、前記アクチュエータの相応する制御によって具現され得、その際、この場合に、同様に、多数のポンプモジュールの互いに適合された制御が行われ得る。
この、またはこれらポンプモジュールに対応（所属）する１つの電力用電子装置は別として、同様に、例えばターボモレキュラーポンプのような他のポンプ、または他のシステムの、１つの適当な電子装置も、重要な要素である。

【0020】

上記された変形の実施形態の１つの実施形態に従って形成される容積形ポンプは、本発明に従い、特に、低真空または中真空（Ｇｒｏｂ− ｏｄｅｒ Ｆｅｉｎｖａｋｕｕｍｓ）の達成の際に、真空槽内において、真空ポンプとして使用される。
それに加えて、
本発明に従う、真空ポンプとして形成された容積形ポンプは、同様に、高真空ポンプ及び／または超高真空ポンプ（Ｈｏｃｈ− ｕｎｄ／ｏｄｅｒ Ｕｌｔｒａｈｏｃｈｖａｋｕｕｍｐｕｍｐｅ）、特にターボモレキュラーポンプ（Ｔｕｒｂｏｍｏｌｅｋｕｌａｒｐｕｍｐｅ）の予備ポンプ（Ｖｏｒｐｕｍｐｅ）として使用される。

【0021】

本発明は、並列された請求項または従属する請求項の提示された組み合わせに限定されない。更に、これら個別の特徴を、同様にその範囲では、複数の請求項から、以下に記載の本発明の実施形態の説明から、または、図面から読み取れる、個別の特徴を、互いに組み合わせることの可能性が与えられる。
参照符号の使用による、図面に対する請求項の関連付けは、これら請求項の保護範囲を制限するべきでない。

【0022】

本発明の有利な実施形態を、以下で図面に基づいて詳しく説明する。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明の第１の有利な実施形態に従う容積形ポンプの概略図である。

【図2】第１の実施形態の可能性に従う、図１の容積形ポンプの、ポンプモジュールの概略図である。

【図3】図２のポンプモジュールの個別の切換シーケンスの図である。

【図4】選択的な実施形態の可能性に相応する、図１の容積形ポンプのポンプモジュールの概略図である。

【図5】本発明の、更に別の選択的な実施形態の可能性に従う、図１の容積形ポンプのポンプモジュールの概略図である。

【図6】本発明の、第２の実施形態の可能性に従う、容積形ポンプの概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

図１から、本発明の第１の実施形態に相応する容積形ポンプの概略的な外観が見て取れ、その際、この容積形ポンプは、特に、真空ポンプであり、且つ、この場合、更に有利には、ターボモレキュラーポンプの補助ポンプである。
この容積形ポンプは、その際、ポンプケーシング１を装備し、このポンプケーシング内において、このポンプケーシング１の側方に設けられた流入口側２と、端面側の排出口側３との間に、多数の、同じに構成されたポンプモジュール４、５および６が設けられている。
これらポンプモジュール４〜６は、この場合、それぞれに、環状の回転対称的なモジュールとして構成されており、
これらポンプモジュールが、それぞれに１つの、リング状に形成された流入口７、もしくは８、もしくは９を介して、それぞれに、流入口側２と結合状態にあり、それぞれに１つの、中央に位置する排出口１０、もしくは１１、もしくは１２を介して、共通に、排出口側３へと送っている（ｆｏｅｒｄｅｒｎ）。
これらポンプモジュール４〜６は、結果として、従って、並列接続状態において前記ポンプケーシング１内において収容されており、且つ、この場合、特に空気混合物の様式の流体を、流入口側２から排出口側３へと搬送する。その他になお、前記ポンプケーシング１内において、更に１つの電力用電子装置１３が収容されており、この電力用電子装置を介して、個別のポンプモジュール４、５、および６が制御され得る。

【0025】

図２から、ここで、更に、ポンプモジュール４の概略的な個別の外観が見て取れ、このポンプモジュールは、構造において、しかも、ポンプモジュール５および６にも相応する。
認識可能なように、このポンプモジュール４は、ケーシング１４を装備しており、このケーシングが、２つのケーシング部材１５、１６から構成され、
これらケーシング部材が、それぞれに、環状の断面を有する円板として形成され、且つ、これらケーシング部材がある間隔のもとで相対して設けられているというやり方で、中間に位置する流動通路１７を区画している。
この流動通路１７は、その際、本実施例において単に示唆されているリング形状の流入口７を、中央に位置する排出口１０と結合し、その際、図２内において、見通しの理由から、半径方向において、単にこのポンプモジュール４の半分体だけが図示されている。この流動通路１７を通って、従って、流入口７から出発した流体は、ケーシング１４を半径方向に貫通流動し、且つ、排出口１０を通って、軸線方向に、共通の、図１内において見て取れる排出口側３へと到達する。

【0026】

前記流動通路１７によって、更に、薄膜１８が収容されており、この薄膜は、図２内において図示されている静止位置内において、ケーシング部材１５とケーシング部材１６との間の中央に設けられている。この目的のために、この薄膜１８は、例えば、リング形状の流入口７の領域内において、適当な方法で、ケーシング部材１５とケーシング部材１６との間で、緊張状態で固定されている。
本実施例において、この薄膜１８は、その際、同様に、環状の断面を有する円板として形成されており、且つ、伸縮性合成樹脂材料から成っており、この伸縮性合成樹脂材料内に、多数の、排出口１０を中心に同心的に位置する金属薄板状リングＢ１〜Ｂ６が一体にまとめられている。

【0027】

更に、図２から見て取れるように、半径方向において、それぞれに、個別の金属薄板状リングＢ１〜Ｂ６の高さで、更に、多数のアクチュエータ段Ａ１〜Ａ６が設けられており、これらアクチュエータ段は、流入口７から排出口１０への流動方向内において、相前後して連続して設けられている。
これらアクチュエータ段Ａ１〜Ａ６のそれぞれのアクチュエータ段は、その際、２つのアクチュエータから構成されており、これらアクチュエータが、流動通路１７の両側に、且つ同様に、それぞれに、金属薄板状リングＢ１〜Ｂ６の内の１つの金属薄板状リングの両側に設けられている。
これらアクチュエータ段Ａ１〜Ａ６のアクチュエータは、その際、互いに相対して位置している、マグネットコイルＭ１．１〜Ｍ６．２によって形成されており、これらマグネットコイルが、それぞれに、鉄でもって囲繞されており、且つ、対の状態に統合された状態で、アクチュエータ段Ａ１〜Ａ６を形成している。
これらアクチュエータ段Ａ１〜Ａ６のそれぞれのアクチュエータ段によって、その際、電力用電子装置１３を介して、
対の状態に統合されたマグネットコイルＭ１．１またはＭ１．２、もしくはＭ２．１またはＭ２．２、もしくはＭ３．１またはＭ３．２、もしくはＭ４．１またはＭ４．２、もしくはＭ５．１またはＭ５．２、もしくはＭ６．１またはＭ６．２の内のそれぞれに１つのマグネットコイルが通電可能であり、従って、それぞれのマグネットコイルによって磁界が形成され、それぞれに中間に位置する金属薄板状リングＢ１、もしくはＢ２、もしくはＢ３、もしくはＢ４、もしくはＢ５、もしくはＢ６が、それぞれのコイルに引っ張られ、且つ、従って、前記薄膜１８が部分的に偏位される。
その際、この薄膜１８は、それぞれの部分でもって、それぞれのケーシング部材１５もしくは１６に、且つ従って、流動通路１７の周囲部分に当接し、その際、個別のマグネットコイルＭ１．１〜Ｍ６．２の適当な制御によって、薄膜１８とケーシング部材１５および１６との間で、搬送室が形成され得る。

【0028】

図３内において、図２のポンプモジュール４のための、全部揃った例示的な切換シーケンスが図示されている。この場合に見て取れるように、５つの個別のシーケンスＩ〜Ｖ内において、流入口７から排出口１０への搬送移動が図示されており、その際、この個別のシーケンスＶが、その場合に、他方また、個別のシーケンスＩに相応する。
個別のアクチュエータ段Ａ１〜Ａ６によって、その際、マグネットコイルＭ１．１〜Ｍ６．２の内のそれぞれに１つのマグネットコイルが制御され、従って、
中間に位置する薄膜１８が、それぞれに対応（所属）する部分でもって、それぞれに、ケーシング部材１５または１６の内の１つのケーシング部材の方向に偏位され、且つ、引き続いて、このケーシング部材に当接する。
総じて６つのアクチュエータ段Ａ１〜Ａ６を介して、その際、一方では、薄膜１８とケーシング部材１５との間で搬送室１９および１９′が、および他方では、薄膜１８とケーシング部材１６との間で搬送室２０および２０′が形成可能であり、
これら搬送室が、それぞれに、ポンピングシーケンスの経過において、流入口７から排出口１０へと移動される。

【0029】

蠕動的な移動に類似するこの搬送移動を、ここで、例示的に、前記搬送室１９に基づいて、それぞれの個別のシーケンスＩ〜Ｖにわたって、図２および３の統合した観点のもとで説明する：即ち、
先ず第一に、第１の個別のシーケンスＩ内において、搬送室１９が、マグネットコイルＭ１．１、Ｍ２．２、Ｍ３．２、およびＭ４．１の通電によって、カプセル状に閉鎖され、且つ、ある適当な流体量が、薄膜１８とケーシング部材１５との間で閉じ込められる。 この搬送室１９は、その場合に、アクチュエータ段Ａ２において、
マグネットコイルＭ２．２の代わりに、マグネットコイルＭ２．１が、および、アクチュエータ段Ａ４において、マグネットコイルＭ４．１の代わりに、マグネットコイルＭ４．２が、並びに、アクチュエータ段Ａ５において、マグネットコイルＭ５．１が通電されるというやり方で、
個別のシーケンスＩＩ内において、更に、排出口１０の方向に移動される。
更なる個別のシーケンスＩＩＩへの移行のために、その場合に、個別のシーケンスＩＩと比較して、
アクチュエータ段Ａ３において、マグネットコイルＭ３．２の代わりに、マグネットコイルＭ３．１が、および、アクチュエータ段Ａ５において、マグネットコイルＭ５．１の代わりに、マグネットコイルＭ５．２が制御される。それに加えて、アクチュエータ段Ａ６において、マグネットコイルＭ６．１が通電されるべきである。
要するに、個別のシーケンスＩＶにおいて、個別のシーケンスＩＩＩと比較して、
アクチュエータ段Ａ４において、マグネットコイルＭ４．２の代わりに、マグネットコイルＭ４．１が、および、アクチュエータ段Ａ６において、マグネットコイルＭ６．１の代わりに、マグネットコイルＭ６．２が操作されるというやり方で、
搬送室１９内において存在する流体は、排出口１０内へと搬送される。
個別のシーケンスＶにおいて、新しいサイクルが、搬送室１９′のカプセル状の閉鎖のもとで開始する。

【0030】

図２から、この場合、アクチュエータ段Ａ１〜Ａ６が、等間隔に互いに位置決めされていることが見て取れる。
ケーシング部材１５および１６、および同様に薄膜１８の環状の構造との組み合わせにおいて、搬送室１９、１９′、２０、２０′は、半径方向の搬送移動の際に、連続的に、これら搬送室の容積において減少される。何故ならば、アクチュエータ段Ａ１〜Ａ６の間で形成されるリング状の容積は、排出口１０へと連続的により小さくなるからである。このことは、それぞれの搬送室１９、もしくは１９′、もしくは２０、もしくは２０′内において存在する流体が、流入口７から排出口１０への搬送の際に圧縮されるということを結果として招く。

【0031】

搬送室１９、１９′、２０、および２０′内における圧力変動を、排出口１０への移動の際に、可能な限り僅かに保持するために、
電力用電子装置１３を介して、その際、アクチュエータ段Ａ１〜Ａ６のそれぞれのアクチュエータ段内において、および、同様にアクチュエータ段Ａ１からアクチュエータ段Ａ６の間において、迅速な切換えが実施されるべきである。

【0032】

図４から、ポンプモジュール４′の選択的な実施形態の可能性が読み取れ、このポンプモジュールが、前記ポンプモジュール４〜６の代わりに、図１内における前記容積形ポンプにおいて使用され得る。
図２の前記ポンプモジュール４との相違において、薄膜２１は、その際、磁気流動学的な伸縮性合成樹脂材料によって形成されており、その際、この磁気流動学的な伸縮性合成樹脂材料が、その内に混入されたナノスケールの微粒子を有する伸縮性合成樹脂から成っている。１つの磁界内において、この微粒子に、その際、１つの力が作用し、このことによって、これまた同様に、図３内において記載された搬送移動と類似の偏位を具現するために、薄膜２１の、所望された部分的な偏位が具現可能である。
その他の点では、図４内において図示されたこのポンプモジュール４′は、図２の前記ポンプモジュール４に相応している。

【0033】

更に、図５から、ポンプモジュール４″の更に別の選択的な実施形態の可能性が読み取れ、このポンプモジュール４″が、同様に、ポンプモジュール４〜６の代わりに、図１内における前記容積形ポンプにおいて使用され得る。
図２の実施形態との相違において、アクチュエータ段Ａ１〜Ａ６が、この場合、対の状態で統合され且つ相対して位置している電極Ｅ１．１〜Ｅ６．２によって形成されている。これら電極Ｅ１．１〜Ｅ６．２は、蠕動的な搬送移動を具現するために、これまた同様に、個別に、電力用電子装置１３を介して制御され得る。
個別の電極Ｅ１．１〜Ｅ６．２によって誘起される電界において、薄膜２２の部分的な偏位を誘起するために、この薄膜は、本実施例において、エレクトロレオロジー的な伸縮性合成樹脂材料から形成されており、このエレクトロレオロジー的な伸縮性合成樹脂材料が、その内に混入されたナノスケールの微粒子を有する伸縮性合成樹脂から成っている。１つの電界の作用のもとで、その際、この微粒子に、その際、１つの力が作用し、このことによって、これまた同様に、薄膜２２の、部分的な偏位が誘起され得る。
その他の点では、図５内におけるこのポンプモジュール４″は、図２の前記ポンプモジュール４に相応している。

【0034】

要するに、更に、図６内において、本発明の第２の実施形態に従う、容積形ポンプの概略的な外観が図示されている。
図１の実施形態との相違において、ポンプモジュール４〜６は、この場合、並列接続状態に設けられてなく、むしろ、直列接続の様式に従って、流動方向内において相前後して位置している状態で位置決めされている。この目的のために、ポンプモジュール４の流入口７は、前記容積形ポンプの流入口側２と結合されており、これに対して、このポンプモジュール４の排出口１０が、ポンプモジュール５の流入口８と連結されている。
ポンプモジュール５の排出口１１は、これまた同様に、ポンプモジュール６の流入口９と結合状態にあり、このポンプモジュール６の排出口１２が、前記容積形ポンプの排出口側３と連結されている。この場合、それぞれの排出口１０、もしくは１１、もしくは１２は、単に、それぞれのポンプモジュール４、もしくは５、もしくは６の上側だけに設けられるべきであり、即ち、それぞれに上側に位置するケーシング部材１５だけが、中央で、軸線方向に指向する貫通穿孔でもって貫通されるべきである。
その他の点では、図６の容積形ポンプの実施形態は、しかしながら、図１に従う実施形態に相応している。

【0035】

ポンプモジュール４〜６、もしくは４′、もしくは４″の個別の実施形態を用いて、媒体の搬送は、簡単な構造および同時に信頼性の高い機能態様において可能である。その際、これらポンプモジュールは、適宜の方法において、容積形ポンプの実施形態のために互いに接続可能である。
この場合に、特に、ターボモレキュラーポンプの補助ポンプまたは補助ポンプ段の領域内における使用は、考慮に値する。

【符号の説明】

【0036】

１ ポンプケーシング
２ 流入口側
３ 排出口側
４、４′、４″ ポンプモジュール
５ ポンプモジュール
６ ポンプモジュール
７ 流入口
８ 流入口
９ 流入口
１０ 排出口
１１ 排出口
１２ 排出口
１３ 電力用電子装置
１４ ケーシング
１５ ケーシング部材
１６ ケーシング部材
１７ 流動通路
１８ 薄膜
１９、１９′ 搬送室
２０、２０′ 搬送室
２１ 薄膜
２２ 薄膜
２３ エレクトロレオロジー的な伸縮性合成樹脂材料
Ａ１〜Ａ６ アクチュエータ段
Ｂ１〜Ｂ６ 金属薄板状リング
Ｍ１．１〜Ｍ６．２ マグネットコイル
Ｅ１．１〜Ｅ６．２ 電極

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】