特許 7396561 ドライ真空ポンプおよびポンプ設備

(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】

(24)【登録日】2023-12-04

(45)【発行日】2023-12-12

(54)【発明の名称】ドライ真空ポンプおよびポンプ設備

(51)【国際特許分類】

   F04C 25/02 20060101AFI20231205BHJP

   F04C 18/18 20060101ALI20231205BHJP

【ＦＩ】

F04C25/02 A

F04C18/18 B

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2021559147

(86)(22)【出願日】2020-03-30

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-05-24

(86)【国際出願番号】 EP2020058968

(87)【国際公開番号】W WO2020201218

(87)【国際公開日】2020-10-08

【審査請求日】2023-01-05

(31)【優先権主張番号】1903682

(32)【優先日】2019-04-05

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR

(73)【特許権者】

【識別番号】511148259

【氏名又は名称】ファイファー バキユーム

(74)【代理人】

【識別番号】100083389

【弁理士】

【氏名又は名称】竹ノ内 勝

(74)【代理人】

【識別番号】100198317

【弁理士】

【氏名又は名称】横堀 芳徳

(72)【発明者】

【氏名】ヤニク グルニエ

【審査官】大瀬 円

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－３４３４６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１５－５２２７５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１７－５２０７１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６０－０９７３９５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特表２０１７－５３１１２５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０４Ｃ ２５／０２

Ｆ０４Ｃ １８／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

－少なくとも１つのポンプ段（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆ）と、
－前記少なくとも１つのポンプ段（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆ）内に延び、それぞれ少なくとも１つのロータ（５）を担持する２本の回転軸（４）とを備える真空ポンプ（１）であって、
前記ロータ（５）は、前記真空ポンプ（１）の吸入口（７）と吐出口（８）との間で圧送すべきガスを駆動するために、反対方向に同期して回転するように構成されているものにおいて、
前記真空ポンプ（１）は、さらに、
－前記回転軸（４）の少なくとも１本が貫通する補助ステータ（１３； ２２；２４）と、
－制御可能な入口弁（１５）を有する入口通路（１４）と、
－前記回転軸（４）によって担持される少なくとも１つの補助ロータ（１６；２３）とを備え、
前記入口通路（１４）は、前記補助ステータ（１３；２２；２４）の入口（１７）を前記真空ポンプ（１）の前記吐出口（８）と連絡している最終のポンプ段（３ｆ）に接続するように構成されており、
前記制御可能な入口弁（１５）が開くように命令されたときに、前記補助ステータ（１３；２２；２４）内での前記補助ロータ（１６；２３）の回転により、前記補助ステータ（１３；２２；２４）の前記入口（１７）と出口（１８）との間で、ポンプ圧送すべきガスを駆動し、前記最終のポンプ段（３ｆ）の圧力を下げるようになっており、
前記制御可能な入口弁（１５）が閉じるように命令されたとき、前記少なくとも１つの補助ロータ（１６；２３）と前記補助ステータ（１３；２２；２４）は、前記吐出口（８）と連絡している前記最終のポンプ段（３ｆ）から流体的に隔離されるようになっていることを特徴とするドライ真空ポンプ。

【請求項2】

請求項１に記載の真空ポンプ（１）であって、
前記補助ステータ（１３）は、該補助ステータの中を貫通する２本の回転軸（４）を有し、
前記真空ポンプ（１）は、前記補助ステータ（１３）内に配置され、それぞれの回転軸（４）によって担持される２つの補助ロータ（１６）を備え、前記２つの補助ロータは、反対方向に同期して回転するように構成されていることを特徴とするドライ真空ポンプ。

【請求項3】

請求項２に記載の真空ポンプ（１）であって、
前記補助ロータ（１６）は、ルーツ型であることを特徴とするドライ真空ポンプ。

【請求項4】

請求項１に記載の真空ポンプ（１）であって、
前記補助ステータ（２２）は、前記真空ポンプ（１）のオイルケーシング（１０）内に形成され、
前記真空ポンプ（１）は、同期歯車（６）のそれぞれの歯車（３１）によって形成されている２つの前記補助ロータを含み、
前記同期歯車（６）と前記補助ステータ（２２）とで１つの歯車ポンプを形成し、
前記同期歯車（６）は、さらに、前記回転軸（４）の回転を同期させるように構成されていることを特徴とするドライ真空ポンプ。

【請求項5】

請求項１に記載の真空ポンプ（１）であって、
前記補助ロータ（２３）は、前記補助ステータ（２４）と共に前記真空ポンプ（１）のオイルケーシング（１０）のチャンバ（２５）内に受け入れられたロータリーベーンポンプを形成するロータリーベーンポンプのロータであることを特徴とするドライ真空ポンプ。

【請求項6】

請求項１～５のいずれか１項に記載の真空ポンプ（１）であって、
前記補助ステータ（１３；２２；２４）の前記出口（１８）が、制御可能な出口弁（２１）を有する補助出口通路（２０）によって、前記真空ポンプの吐出口（８）と連絡するように構成されていることを特徴とするドライ真空ポンプ。

【請求項7】

請求項１～６のいずれか１項に記載の真空ポンプ（１）であって、
前記真空ポンプは、大気圧でガスを排出するように構成された粗引き真空ポンプ（１）であることを特徴とするドライ真空ポンプ。

【請求項8】

請求項１～７のいずれか１項に記載の真空ポンプ（１）であって、
前記真空ポンプは、制御ユニット（１９）を含み、
前記制御ユニットは、前記真空ポンプ（１）の吸入口の圧力、および／または前記真空ポンプ（１）によって消費される電力の測定値の関数として、前記制御可能な入口弁（１５）を開くように命令するように構成されていることを特徴とするドライ真空ポンプ。

【請求項9】

請求項１～８のいずれか１項に記載の真空ポンプ（１）であって、
前記ロータ（５）は、ルーツ型または爪型であることを特徴とするドライ真空ポンプ。

【請求項10】

１つのロードロック（１０１）を備えるポンプ設備（１００）であって、
前記ロードロック（１０１）内の圧力を交互に上下させるために、前記ロードロック（１０１）に接続された請求項１～９のいずれか１項に記載のドライ真空ポンプ（１）を含んでいることを特徴とするポンプ設備。

【請求項11】

請求項１０に記載のポンプ設備（１００）であって、
前記ロードロック（１０１）は、前記制御可能な入口弁（１５）の制御手段（１０２）を備えており、前記制御手段は、前記ロードロック（１０１）がアイドル段階にあるとき、前記制御可能な入口弁（１５）を開くように命令するように構成されていることを特徴とするポンプ設備。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば、ルーツ型ポンプ、爪型ポンプ、またはスクリュー型ポンプのような粗引き真空ポンプ等の、ドライ真空ポンプに関する。また、本発明は、真空ポンプに接続されたロードロックを含む、ポンプ設備にも関するものである。

【背景技術】

【0002】

ガスの圧縮に必要な電力は、真空ポンプのエネルギー消費における重要なパラメータの１つである。このガスの圧縮のための電力は、ルーツ型または爪型の多段粗引き真空ポンプの場合、主に圧縮ステージの最終の２つの段で使用される。

【0003】

ロードロックポンプ装置は、特に、エネルギー消費量が比較的多い。このロードロックは、処理室内に何らかの不純物が混入するのを防ぐために、基板が低圧に維持された処理室内へ搬出される前に、ロードロックのチャンバ内における基板の周囲の圧力を下げるのに使用される。
したがって、基板をロードする毎に、ロードロックのチャンバ内の圧力を、交互に下げてから上げる必要がある。この圧力を下げる度に、その後基板が処理室内へ搬送されるまでの間、ロードロックのチャンバ内の圧力は下がったままである。ロードロックが低圧に維持されたこのアイドル段階は比較的長い時間となる可能性があり、エネルギーの面でコストがかかる。

【0004】

電気エネルギーの消費を削減するための公知の１つの解決策は、例えばロードロックのこれらのアイドル段階の間、外部のポンプ装置の助けを借りて、真空ポンプの最終の圧縮ステージの圧力を下げることである。

【0005】

この外部のポンプ装置としては、例えば、エジェクター、ダイアフラムポンプおよびロータリーベーンポンプがある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

この解決策の１つの欠点は、異なる２種類のポンプ装置を使用する必要があるため、使いづらく、コストがかかり、電気エネルギーやガスを消費し、かつ、ポンプシステムがかさばる可能性があることである。

【0007】

本発明の１つの目的は、上記従来技術の欠点の１つを少なくとも部分的に解決した、ドライ真空ポンプを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

この目的のために、本発明のドライ真空ポンプは、
－少なくとも１つのポンプ段と、
－前記少なくとも１つのポンプ段内に延び、それぞれ少なくとも１つのロータを担持する２本の回転軸とを備え、前記ロータは、前記真空ポンプの吸入口と吐出口との間で圧送すべきガスを駆動するために反対方向に同期して回転するように構成されており、さらに、
この真空ポンプは、
－前記回転軸の少なくとも１本が貫通している補助ステータと、
－制御可能な入口弁を有する入口通路と、
－前記回転軸によって担持されている少なくとも１つの補助ロータとを備え、
前記入口通路は、前記補助ステータの入口を前記真空ポンプの前記吐出口と連絡している最終のポンプ段に接続するように構成されており、
前記制御可能な入口弁が開くように命令されたとき、前記補助ステータ内での前記補助ロータの回転により、前記補助ステータの前記入口と出口との間で、ポンプ圧送すべきガスを駆動し、前記最終のポンプ段の圧力を下げるように構成されており、
前記制御可能な入口弁が閉じるように命令されているとき、前記少なくとも１つの補助ロータと前記補助ステータは、前記吐出口と連絡している前記最終のポンプ段から流体的に隔離されていることを特徴としている。

【0009】

本発明によれば、真空ポンプの吐出口と連絡している最終のポンプ段の圧力を下げるために制御可能な入口弁が開くように命令されたときに、真空ポンプのロータを駆動するための回転軸の回転が、前記少なくとも１つの補助ロータを駆動して回転させるのにも使用される。これにより、真空ポンプの外部に新たなポンプ装置を設ける必要はなくなり、真空ポンプの電力消費を減らすことができる。
制御可能な入口弁を閉じるように命令されると、真空ポンプの動作を妨げることなく、補助ロータ自体がオンとなる。したがって、補助ポンプ段はバイパスされ、この補助ポンプ段は真空ポンプにおけるガスのポンプ作用に関与しなくなる。

【0010】

制御可能な入口弁を開くように命令されると、正確な瞬間に、選択した時間だけ、真空ポンプの吐出口と連絡しているポンプ段の圧力を下げることができる。したがって、制御可能な入口弁の使用により、動作の柔軟性が大幅に向上する。

【0011】

本発明の真空ポンプは、コンパクトであり、設置が簡単であり、制御も簡単である。

【0012】

この真空ポンプは、例えば、大気圧でガスを排出するように構成された粗引き真空ポンプである。前記ロータは、例えばルーツ型や爪型のロータである。

【0013】

補助ステータの出口は、制御可能な出口弁が取り付けられた補助出口通路によって、真空ポンプの吐出口と連絡される。
制御可能な出口弁を使用すると、最終のポンプ段の圧力を下げるのに使用されていないときに、少なくとも１つの補助ロータを真空下に維持することができる。少なくとも１つの補助ロータは、エネルギーを殆どまたは全く消費せずに、それ自体がオンとなる。このとき、ガスが新たに入ることなく、真空ポンプの少なくとも１つのポンプ段におけるポンプ作用を阻害することもない。

【0014】

真空ポンプは、制御ユニットを含んでおり、この制御ユニットは、この真空ポンプの吸入口の圧力、および／またはこの真空ポンプによって消費される電力の測定値の関数として、制御可能な入口弁および／または制御可能な出口弁を開くべく命令するように構成されている。

【0015】

本発明の別の実施例によれば、真空ポンプに接続されたロードロックなどのエンクロージャは、制御可能な入口弁および／または制御可能な出口弁の制御手段を含んでいる。この制御手段は、例えば、ロードロックがアイドル段階にあるとき、例えば、予め設定された、アイドル段階の開始から終了までの所定の期間にわたって、制御可能な入口弁および／または制御可能な出口弁を開くように命令する。また、制御可能な弁は、例えば、電力がその閾値を下回ると、すぐに閉じるように命令されるようにすることができる。

【0016】

第１の実施形態の真空ポンプは、補助ステータの中を貫通する２本の回転軸と、この補助ステータ内に配置され、それぞれの回転軸によって担持される２つの補助ロータとを有しており、これら２つの補助ロータは、反対方向に同期して回転するように構成されている。補助ロータは、例えば、ルーツ型、ねじ型または爪型である。この実施形態では、補助ステータは、追加のドライポンプ段と同様の構成である。

【0017】

本発明の第２の実施形態によれば、補助ステータが、真空ポンプのオイルケーシング内に設けられ、真空ポンプは、この真空ポンプの同期歯車のそれぞれの歯車によって形成される２つの補助ロータを含み、同期歯車と補助ステータとで１つの歯車ポンプを構成している。同期歯車は、さらに２本の回転軸の回転を同期させるように構成されている。この実施形態では、２本の回転軸の同期のために既に存在する同期歯車が、最終のポンプ段の圧力を下げる必要がある場合の、追加のポンプ手段としても使用される。

【0018】

本発明の第３の実施形態によれば、補助ロータは、補助ステータと共に真空ポンプのオイルケーシングのチャンバ内に配置されたロータリーベーンポンプを形成する、ロータリーベーンポンプのロータである。
この実施形態では、ロータリーベーンポンプと一体化された真空ポンプは、非常に良好な圧縮比で、最終のポンプ段の圧力を下げることを可能にする。

【0019】

本発明はまた、ロードロックを含むポンプ設備であって、前記ロードロック内の圧力を交互に上下させるためにこのロードロックに接続された前記ドライ真空ポンプを備えるポンプ設備にも関係する。
本発明の他の利点および特徴は、本発明の例示的であるが限定されない各実施例の説明を、添付の図面を参照して読むことにより明らかになると思う。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】一般的なポンプ設備の概略を示す図である。

【図2】図１のポンプ設備に適用した、本発明の第１の実施形態によるドライ粗引き真空ポンプの概略を示す図である。

【図3】本発明の第２の実施形態によるドライ粗引き真空ポンプの概略を示す図である。

【図4】図３のＡ－Ａ断面における、真空ポンプのオイルケーシングを示す概略図である。

【図5】本発明の第３の実施形態によるドライ粗引き真空ポンプの概略を示す図である。

【図6】図５のＡ－Ａ断面における、真空ポンプのオイルケーシングを示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下の実施形態は例示である。説明は１つまたは複数の実施形態に言及しているが、これは、必ずしも各参照符号が同じ実施形態に関係すること、または特徴が１つの実施形態にのみ適用されることを意味するものではない。異なる実施形態の単一の特徴を組み合わせたり、交換したりして、他の実施形態を提供することもできる。

【実施例1】

【0022】

図１は、一般的なポンプ設備１００を示している。このポンプ設備は、１つのロードロック１０１と、このロードロック１０１のチャンバ内の圧力を交互に上下させるためにこのロードロック１０１に接続された１つのドライ真空ポンプ１とを含んでいる。ロードロック１０１は、処理室内へ不純物が混入するのを防ぐために、基板がロードロックのチャンバから、低圧に維持された処理室へ搬出される前に、このチャンバ内の基板の周りの圧力を下げるのに使用される。前記基板は、例えば、フラットパネルディスプレイ、光起電性基板、半導体ウェーハ、または半導体製造フォトマスクである。

【0023】

真空ポンプ１は、大気圧でガスを排出するように構成された粗引き真空ポンプである。
粗引き真空ポンプは、１対のロータを用いて、圧送すべきガスを吸引、移送し、大気圧で排出する、容積式の真空ポンプとして定義される。
図２に示すように、真空ポンプ１は、少なくとも１段のポンプ段３ａ～３ｆ、および２本の回転軸４を備えている。
これらの回転軸４は、少なくとも１段のポンプ段３ａ～３ｆ内まで延び、それぞれ、少なくとも１つのロータ５を担持している。
この実施例では、真空ポンプ１は、複数の、例えば６段のポンプ段３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆを備えており、これらのポンプ段は、真空ポンプ１の１つの吸入口７と１つの吐出口８との間に直列に設けられており、ポンプ圧送すべきガスが、この複数のポンプ段の間において循環する。

【0024】

各ポンプ段３ａ～３ｆは、それぞれ、１対のロータ５を受け入れる圧縮チャンバによって構成され、これらの圧縮チャンバは、それぞれの入口および出口を有する。連続するポンプ段３ａ～３ｆは、前段のポンプ段の出口を後段のポンプ段の入口に接続する、それぞれのステージ間通路によって、次々に直列に接続されている。
この種の多段ポンプでは、入口が真空ポンプ１の吸入口７と連絡している第１のポンプ段３ａは、吸引ステージとも呼ばれる。出口が真空ポンプ１の吐出口８と連絡している最終のポンプ段３ｆは、排出ステージとも呼ばれ、その排出圧力は、一般に、周囲圧力（または大気圧）のオーダーである。

【0025】

１対のロータ５は、各段において、その動作中、反対方向に同期して回転し、吸入口７と吐出口８との間で、ポンプ圧送すべきガスを駆動する。
真空ポンプの回転中、吸入口から吸引されたガスは、真空ポンプ１のロータ５およびステータ９によって形成される容積内に閉じ込められ、次いで、ロータ５によって次のステージに向かって駆動される（ポンプ圧送するべきガスの循環方向は、図１および図２に矢印で示されている）。
ロータ５は、例えば、同じプロファイルを有するローブを有する、例えばルーツ型、例えば８字型または豆型の断面のロータ、または爪型、またはねじ型のロータ、または、容積式真空ポンプの原理に従う他の同様のロータである。
ロータ５を担持する各回転軸４は、真空ポンプ１のモータＭによって駆動される。各回転軸は、真空ポンプ１の少なくとも１つのオイルケーシング１０内の潤滑剤によって潤滑される軸受けによって支持され、潤滑されている同期歯車６により同期して駆動される。オイルケーシング１０は、その中で回転軸４が常に回転することができるシーリング手段により、ドライポンプ部分から隔離されている。

【0026】

本発明の一つの実施形態によれば、真空ポンプ１は、最終のポンプ段３ｆの出口を吐出口８に接続する主出口通路１１を有している。主出口通路１１には、ポンプ圧送するべきガスの真空ポンプ１への逆流を防ぐために、逆止弁１２が配置されている。

【0027】

真空ポンプ１は、さらに、補助ステータ１３と、制御可能な入口弁１５を備える入口通路１４、および、補助ステータ１３内に配置された少なくとも１つの補助ロータ１６を備えている。
補助ステータ１３は、１つの入口１７および１つの出口１８を備えており、回転軸４のうちの少なくとも１本が、この補助ステータの中を貫通している。
入口通路１４は、補助ステータ１３の入口１７を、真空ポンプ１の吐出口８と連絡している最終のポンプ段３ｆに、例えば、このポンプ段３ｆの入口のレベルで接続している。このステージは、真空ポンプが多段真空ポンプ１の場合には、ポンプ圧送されるガスの流れの方向にある最終のポンプ段であり、単段スクリュー型の真空ポンプの場合には、ポンプ圧送されるガスの流れの方向の最終スクリューピッチによって形成されている。

【0028】

少なくとも１つの補助ロータ１６が、補助ステータ１３の中を貫通する回転軸４によって担持されている。この補助ロータは、制御可能な入口弁１５が開くように命令されたとき、補助ステータ１３内での回転により、補助ステータ１３の入口１７と出口１８との間で圧送すべきガスを駆動して、吐出口８と連絡している最終のポンプ段３ｆ内の圧力を下げるように構成されている。
制御可能な入口弁１５が閉じるように命令されたときには、少なくとも１つの補助ロータ１６および補助ステータ１３は、吐出口８と連絡している最終のポンプ段３ｆから流体的に隔離されている。

【0029】

したがって、真空ポンプ１のロータ５を駆動する回転軸４の回転は、制御可能な入口弁１５が開くように命令されたときに、真空ポンプ１の吐出口と連絡しているポンプ段３ｆの圧力を下げるために、少なくとも１つの補助ロータ１６を回転駆動するためにも使用される。これにより、真空ポンプ１の外部に新たなポンプ装置を設ける必要が無いので、真空ポンプ１の電力消費を低減させることができる。
制御可能な入口弁１５が閉じるように命令されると、真空ポンプの動作を妨げることなく、補助ステータ内において補助ロータ自体がオンとなる。したがって、補助ポンプ段はバイパスされ、もはや真空ポンプにおけるガスのポンプ圧送に関与しなくなる。
この真空ポンプ１は、コンパクトであり、設置が簡単であり、制御も簡単である。

【0030】

制御可能な入口弁１５は、例えば空気圧弁、またはソレノイド、例えば電磁弁または圧電弁であり、特にオン／オフ弁、すなわち、開いているか閉じているかのどちらかの機能を有する弁である。
真空ポンプ１は、制御可能な入口弁１５を制御するために、１つまたは複数のコントローラ、またはマイクロコントローラ、またはプロセッサとメモリとを含む制御ユニット１９を備えている。

【0031】

制御ユニット１９は、例えば、真空ポンプ１の吸入口の圧力、および／または真空ポンプ１によって消費される電力の測定値の関数として、制御可能な入口弁１５の開放を制御するように構成されている。
この目的のために、制御ユニット１９は、圧力および／または電力が、閾値を超えたかどうかを監視する。例えば、真空ポンプ１の吸入口の圧力が低圧の閾値を超えたかどうか、および／または、モータＭの電力（または電流）が所定の時間にわたって電力閾値を超えたかどうかを監視する。この状況は、一般に、ロードロック１０１の低圧でのアイドル段階に対応し、真空ポンプ１が、限界真空でポンプ作用をしている状況（ガス注入なし）、または低圧で、少量のパージ流のポンプ作用をしている状況にある。

【0032】

別の実施例によれば、ロードロック１０１は、制御可能な入口弁１５用の制御手段１０２を備えており、この制御手段は、制御可能な入口弁１５を直接制御することができ、あるいはまた、制御可能な入口弁１５を制御するために真空ポンプ１の制御ユニット１９に接続されている。
制御手段１０２は、例えば、ロードロック１０１がアイドル段階にあるときに、制御可能な入口弁１５を開くように命令する。制御手段１０２の信号は、例えば電気スイッチから来る信号、または数値コードである。
制御可能な入口弁１５は、限られた時間、すなわち、所定の期間、例えば５分未満の間だけ、開くように命令される。制御可能な入口弁１５は、アイドル段階の開始時（開くように命令される）と終了時にトリガーされる。制御可能な入口弁１５はまた、例えば、電力が電力閾値を下回ったときは、直ちに閉じるように命令される。
制御可能な入口弁１５を開くように命令することにより、正確な時間に、選択された期間だけ、真空ポンプの吐出口と連絡しているポンプ段３ｆ内の圧力を下げることが可能になる。したがって、制御可能な入口弁１５の使用は、ポンプの動作に大きな柔軟性を与える。

【0033】

本発明の一つの実施形態によれば、補助ステータ１３の出口１８は、制御可能な出口弁２１を備える補助出口通路２０によって、真空ポンプ１の吐出口８と連絡している。
補助出口通路２０の出口は、例えば、ポンプ圧送すべきガスの流れの方向における主出口通路１１の逆止弁１２の下流側で、真空ポンプ１の吐出口８に接続されている。
主出口通路１１と補助出口通路２０の出口は独立している。

【0034】

制御可能な出口弁２１の制御は、制御可能な入口弁１５の制御とリンクしている。これら２つの弁１５、２１は、同じ手段によって、同時に開閉するように命令される。できれば、補助ステータ１３の容積を隔離する前にこの容積を排気するために、入口弁１５が閉じられた直後、少しのオフセットを伴って、出口弁２１が閉じられるか、または、入口弁１５が開く直前に出口弁２１が開かれる。
したがって、制御可能な出口弁２１は、例えば、真空ポンプ１の吸入口の圧力、および／または真空ポンプ１によって消費される電力の測定値の関数として、制御ユニット１９によって開くように命令される。または、制御可能な出口弁２１は、例えば、ロードロック１０１がアイドル段階にあるとき、ロードロック１０１の制御手段１０２によって、開くように命令される。
少なくとも１つの補助ロータ１６は、それが最終のポンプ段の圧力を下げるのに使用されていないときは、真空状態に維持することができる。少なくとも１つの補助ロータ１６は、ガスの新たな流入なしに、それ自体をオンにする。このとき、真空ポンプ１のポンプ段３ａ～３ｆにおけるポンプ作用を妨げることはなく、エネルギーを全くまたはほとんど消費しない。

【0035】

図２に示す第１の実施形態においては、真空ポンプ１は、補助ステータ１３内に配置された１対の補助ロータ１６を有している。この１対の補助ロータ１６は、補助ステータ１３の中を貫通する真空ポンプ１のそれぞれの回転軸４、すなわち、補助ステータ１３の中を貫通する２本の回転軸４によってそれぞれ担持されている。この１対の補助ロータ１６は、反対方向に同期して回転し、補助ステータ１３の入口１７と出口１８との間で、ポンプ圧送すべきガスを駆動するように構成されている。
補助ロータ１６は、例えば、ルーツ型、ねじ型または爪型である。

【0036】

補助ステータ１３は、例えば、真空ポンプ１の真空ポンプ１の吐出口と連通しているポンプ段３ｆのステータ９の寸法と同じか、それよりも小さい寸法を有する。例えば、補助ステータ１３は、最終のポンプ段のステータ９よりも薄いか、または、補助ステータ１３の回転軸４が、真空ポンプの回転軸より大きな直径を有していても良い。
補助ステータ１３は、例えば、ポンプ段３ａ～３ｆの端部に、例えば、真空ポンプの吐出口と連通しているポンプ段３ｆに沿って配置されている。例えば、補助ステータは、オイルケーシング１０と最終のポンプ段３ｆとの間に配置されている。
また、補助ステータ１３は、２つの連続するポンプ段３ａ～３ｆの間、例えば、最終のポンプ段３ｆと最終のポンプ段から２番目のポンプ段３ｅの間に配置されても良い。
この実施形態では、補助ステータ１３は、追加のドライポンプ段と同様の構成であり、最終のポンプ段の圧力を下げる必要がある場合にのみ使用される。

【実施例2】

【0037】

図３および図４に示す第２の実施形態においては、真空ポンプ１は、補助ステータ２２内に配置された、２つの補助ロータ１６を備えており、これらの補助ロータは、同期歯車６のそれぞれの歯車３１によって形成されている。
同期歯車６の１対の歯車３１は、それぞれの回転軸４によって担持され、これら真空ポンプ１の２本の回転軸４は、オイルケーシング１０内に設けられた補助ステータ２２の中を貫通している。
１対の歯車３１は、２本の回転軸４の回転を同期させ、補助ステータ２２の入口１７と出口１８との間で、ポンプ圧送すべきガスを駆動するように構成されている。したがって、同期歯車６の１対の歯車３１と補助ステータ２２は、１つの歯車ポンプを形成している。

【0038】

この歯車ポンプは、１対の歯車３１の組み合わされたプロファイルを利用して、圧送するべきガスを駆動する。歯車ポンプの動作中、圧送されるべきガスは、歯車ポンプの歯車３１の各歯と補助ステータ２２との間に収容される。１対の歯車３１の反対方向への回転は、これらの歯車３１の外側の周りにおいて、ガスを駆動する。
この実施形態では、１対の回転軸４を同期させるために既に存在している１対の同期歯車６が、最終のポンプ段の圧力を下げる必要があるときの追加のポンプ手段として使用される。
補助ステータ２２の入口１７と制御可能な入口弁１５との間に、オイルトラップを追加することにより、ドライポンプ部分への潤滑剤の移動を防止できる。

【実施例3】

【0039】

図５および図６に示す第３の実施形態においては、補助ロータ２３は、ロータリーベーンポンプのロータである。
この補助ロータ２３は、補助ステータ２４とにより、真空ポンプ１のオイルケーシング１０のチャンバ２５内に収容された、ロータリーベーンポンプを構成している。
図６から分かるように、ロータリーベーンポンプのロータは、良く知られているような１つのスロット内でスライドする２つのベーン２６と、それらを互いに押し離すことで互いを接続する１つのばねとを有している。このロータリーベーンポンプのロータは、補助ステータ２４のシリンダ内で偏心して回転する。補助ステータ２４は、オイルケーシング１０のチャンバ２５に収容されているオイルなどの液体の潤滑剤２７の中に設置されている。補助ステータ２４の入口１７は、チャンバ２５の内側へ延びているが、液体の潤滑剤２７からは隔離されている。補助ステータ２４の出口１８には、液体潤滑剤２７に浸ったリリーフ弁（または逆止弁）２９が設けられている。
回転ベーンポンプのロータは、補助ステータ２４の中を貫通する真空ポンプ１の回転軸４によって担持され、この回転軸の回転に伴って駆動される。

【0040】

このポンプが動作を開始すると、補助ロータ２３と補助ステータ２４によって形成される容積が増大し、入口１７からガスを吸引する。ベーン２６が垂直位置にあるときに、吸引容積は最大になる。次に、この容積はベーン２６の回転に伴って減少し、したがって、前記容積内に閉じ込められたガスの圧力を増加させる。その後、このガスは出口１８から排出される。このガスは、リリーフ弁２９を介して逃げ、液体の潤滑剤２７を経て、補助出口通路２０に接続されたチャンバ２５の出口３０へ向かって上昇する。

【0041】

ロータリーベーンポンプを内蔵した真空ポンプ１は、非常に良好な圧縮比で最終のポンプ段の圧力を下げることができる。
補助ステータ２４の入口１７と制御可能な入口弁１５との間にオイルトラップを追加することにより、潤滑剤がドライポンプ部分に移動するのを防ぐことができる。

【符号の説明】

【0042】

１ 真空ポンプ
３ａ～３ｆ ポンプ段
４ 回転軸
５ 真空ポンプのロータ
６ 同期歯車
７ 真空ポンプの吸入口
８ 真空ポンプの吐出口
９ 真空ポンプのステータ
１０ オイルケーシング
１１ 出口通路
１２ 逆止弁
１３ 補助ステータ
１４ 入口通路
１５ 制御可能な入口弁
１６ 補助ロータ
１７ 補助ステータの入口
１８ 補助ステータの出口
１９ 制御ユニット
２０ 補助出口通路
２１ 制御可能な出口弁
２２ 補助ステータ
２３ 補助ロータ
２４ 補助ステータ
２５ オイルケーシングのチャンバ
２６ ベーン
２７ 液体の潤滑剤
２９ リリーフ弁
３０ チャンバの出口
３１ 歯車ポンプの歯車
１００ ポンプ設備
１０１ ロードロック
１０２ 制御手段
Ｍ モータ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】