特表 2022-522883 ターボ分子真空ポンプおよびそのパージ方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-04-20

(54)【発明の名称】ターボ分子真空ポンプおよびそのパージ方法

(51)【国際特許分類】

   F04D 19/04 20060101AFI20220413BHJP

【ＦＩ】

F04D19/04 D

F04D19/04 E

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2021552554

(86)(22)【出願日】2020-02-20

(85)【翻訳文提出日】2021-10-29

(86)【国際出願番号】 EP2020054556

(87)【国際公開番号】W WO2020178042

(87)【国際公開日】2020-09-10

(31)【優先権主張番号】1902208

(32)【優先日】2019-03-05

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【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】100060759

【弁理士】

【氏名又は名称】竹沢 荘一

(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】ニコラ ヴァレンヌ

(72)【発明者】

【氏名】アントワーヌ デングレヴィル

【テーマコード（参考）】

3H131

【Ｆターム（参考）】

3H131AA02

3H131BA03

3H131BA05

3H131CA37

(57)【要約】

本発明の主題は、ステータ（２）に設けられ、ロータ（３）とステータ（２）との間に開口する少なくとも１つの細孔（２０）を含む、パージガス注入装置（２１）を含むターボ分子真空ポンプ（１）に関するものである。前記ロータ（３）の少なくとも１つのブレードステージ（９）の下流において、ポンプ搬送されるガスの経路内にパージガスを注入するために、パージガス注入装置（２１）を備えている。このパージガス注入装置（２１）は、注入されるパージガスの流量が決定された閾値を下回るように構成されており、前記パージガスを注入しない場合と前記パージガスを注入する場合の吸入側（６）における圧力差は、０．０６６Ｐａ未満である。本発明はまた、ターボ分子真空ポンプ（１）のパージ方法にも関係する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

吸入側（６）から吐出側（８）にポンプ搬送されるガスを駆動するように構成されたターボ分子真空ポンプ（１）であって、
１つのステータ（２）と、１つのロータ（３）と、１つのホルウェックスリーブ（１３）とを備え、
前記ステータ（２）は、少なくとも１段のベーンステージ（１０）と螺旋状溝（１４）が設けられた１つのホルウェックステータ（１５）を有し、
前記ロータ（３）は、少なくとも２段のブレードステージ（９）を有しており、前記ターボ分子真空ポンプ（１）のターボ分子ステージ（４）において前記ブレードステージ（９）と前記ベーンステージ（１０）は、前記ロータ（３）の回転軸（Ｉ－Ｉ）に沿って軸方向に連続して交互に設けられており、
前記ホルウェックスリーブ（１３）は、前記ターボ分子真空ポンプ（１）の分子ステージ（５）で、前記ステータ（２）の前記螺旋状溝（１４）を通過して回転するように構成され、前記分子ステージ（５）は、前記ポンプで搬送されるガスの循環方向（Ｆ１）において前記ターボ分子ステージ（４）の下流に位置しており、
前記ターボ分子真空ポンプ（１）は、さらに
前記ステータ（２）に設けられたパージガス注入装置（２１）を備え、前記パージガス注入装置は、前記ロータ（３）と前記ステータ（２）との間に開口する少なくとも１つの細孔（２０）を有し、前記ロータ（３）の少なくとも１つの前記ブレードステージ（９）の下流において、前記ポンプで搬送されるガスが流れる経路にパージガスを注入するものであり、注入される前記パージガスの流量は決定された閾値を下回り、前記パージガスを注入しない場合と前記パージガスを注入した場合の前記吸入側（６）における圧力差が、０．０６６Ｐａ未満になるように構成されていることを特徴とするターボ分子真空ポンプ（１）。

【請求項2】

請求項１において、
前記少なくとも１つの細孔（２０）が、前記分子ステージ（５）で開口していることを特徴とするターボ分子真空ポンプ（１）。

【請求項3】

請求項１または２のいずれかにおいて、
前記細孔（２０）の軸は、前記ターボ分子ステージ（４）から前記ホルウェックステータ（１５）の高さの４分の１よりも短い距離（ｄ）において、前記ホルウェックステータ（１５）で開口していることを特徴とするターボ分子真空ポンプ（１）。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか１項において、
注入される前記パージガスの流量は、０．１６８９ Ｐａ．ｍ^３／ｓ以上であることを特徴とするターボ分子真空ポンプ（１）。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか１項において、
前記ホルウェックスリーブ（１３）の下に位置する前記ターボ分子真空ポンプ（１）の軸受（１８）に、追加のパージガスを注入するように構成された追加のパージガス注入装置（２２）を備えていることを特徴とするターボ分子真空ポンプ（１）。

【請求項6】

請求項５において、
前記追加のパージガス注入装置（２２）は、前記ロータ（３）の回転を駆動する軸（１２）の一端を収容する空洞（２４）内に前記追加のパージガスを注入するように構成された１つまたは複数の入口（２３）を備えていることを特徴とするターボ分子真空ポンプ（１）。

【請求項7】

請求項５または６のいずれか１項において、
前記追加のパージガスの流量は、前記パージガス注入装置（２１）の前記パージガスの流量以下であることを特徴とするターボ分子真空ポンプ（１）。

【請求項8】

請求項６または７のいずれか１項において、
前記入口（２３）と前記細孔（２０）との共通パイプを備えていることを特徴とするターボ分子真空ポンプ（１）。

【請求項9】

請求項１～８のいずれか１項において、
前記ロータ（３）は、４段以上の前記ブレードステージ（９）で構成されていることを特徴とするターボ分子真空ポンプ（１）。

【請求項10】

請求項１～９のいずれか１項において、
前記少なくとも１つの細孔（２０）が前記ターボ分子ステージ（４）に開口していることを特徴とするターボ分子真空ポンプ（１）。

【請求項11】

請求項９または１０のいずれか１項において、
前記細孔（２０）は、前記ポンプで搬送される前記ガスの循環方向（Ｆ１）にある最後の３段の前記ブレードステージ（９）の１つに開口していることを特徴とするターボ分子真空ポンプ（１）。

【請求項12】

請求項１～１１のいずれか１項に記載のターボ分子真空ポンプ（１）をパージするためのパージ方法であって、
前記ロータ（３）の前記少なくとも１つのブレードステージ（９）の下流の前記ポンプ搬送されるガスの経路内に、決定された閾値未満の流量の、前記パージガスを注入し、
前記パージガスを注入しない場合と前記パージガスを注入する場合の前記吸入側（６）における圧力差が０．０６６Ｐａ未満になることを特徴とするターボ分子真空ポンプ（１）のパージ方法。

【請求項13】

請求項１２において、
前記パージガスは窒素であることを特徴とするターボ分子真空ポンプ（１）のパージ方法。

【請求項14】

請求項１２または１３において、
注入される前記パージガスの流量の前記決定された閾値は０．７６Ｐａ．ｍ^３／ｓであることを特徴とするターボ分子真空ポンプ（１）のパージ方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ターボ分子真空ポンプ、およびこのターボ分子真空ポンプをパージする方法に関する。

【背景技術】

【0002】

真空チャンバー内で高真空を生成するには、ステータ内でロータが高速回転、例えば毎分２万回転を超える回転速度で駆動されるように構成された、ターボ分子真空ポンプを使用する必要がある。

【0003】

半導体やＬＥＤの製造方法等、ターボ分子真空ポンプが使用される特定の製造方法では、真空ポンプ内に堆積物の層が形成されることがある。この堆積物は、ステータとロータの間のクリアランスを狭くし、それによりロータが停止する可能性がある。この堆積物の層との摩擦によってロータが加熱され、これによりロータがクリープし、このロータに亀裂が生じる可能性がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

反応生成物が真空ポンプ内に凝縮するのを防ぐために、ステータを加熱することはよく知られている。しかし、ロータの機械的な完全性を維持するために、ステータを加熱する温度は、一般に９０℃、さらには１２０℃を超えることはできない。ステータをこれらの温度に加熱すると、真空ポンプ内の堆積物の生成を効果的に減らすことはできる。しかし、特にＡｌＣｌ_３等の、特定の化学物質を伴う場合、これを完全に回避することはできない。従って、真空ポンプを頻繁に清掃するために、定期的なメンテナンスの作業を計画する必要がある。

【0005】

本発明の目的の１つは、上記先行技術の少なくとも１つの欠点に対して少なくとも部分的に対処できる、ターボ分子真空ポンプを提案することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

この目的のために、本発明の１つの主題は、吸入側から吐出側にポンプ搬送されるガスを駆動するように構成されたターボ分子真空ポンプにおいて、このターボ分子真空ポンプが、１つのステータと、１つのロータと、１つのホルウェックスリーブとを備え、
前記ステータは、少なくとも１つのベーンステージと、螺旋状溝が形成された１つのホルウェックステータとを有しており、
前記ロータは、少なくとも２段のブレードステージを有しており、前記ターボ分子真空ポンプのターボ分子ステージにおいて、前記ブレードステージと前記ベーンステージとが、前記ロータの回転軸に沿って軸方向に交互に連続して設けられており、
前記ホルウェックスリーブは、前記ターボ分子真空ポンプの分子ステージのステータにおいて、前記ステータの前記螺旋状溝を通過して回転するように構成され、前記分子ステージは、前記ポンプで搬送されるガスの循環方向において前記ターボ分子ステージの下流に位置しており、
前記ターボ分子真空ポンプは、さらに、前記ステータに設けられ、少なくとも１つの穴を介して前記ロータと前記ステータとの間に開口する少なくとも１つの細孔を含むパージガス注入装置を備えており、
前記パージガス注入装置は、前記ロータの少なくとも１つの前記ブレードステージの下流において、前記ポンプで搬送されるガスが流れる経路にパージガスを注入し、注入される前記パージガスの流量は決定された閾値を下回り、前記パージガスを注入しない場合と前記パージガスを注入した場合の前記吸入側における圧力差が、０．０６６Ｐａ未満になるように構成されていることを特徴とする。

【0007】

前記ポンプ搬送されるガスは、前記ターボ分子真空ポンプの前記吸入側でのポンプ搬送性能に変化がないか殆ど変化することなく、希釈される。
また、凝縮性ガスの分圧を下げて、前記凝縮性ガスの分圧を凝縮値未満に保つことができる。これにより、ターボ分子真空ポンプ内の堆積物の生成のリスクを制限し、２回のメンテナンス操作間の時間を長くすることができる。
また、少なくとも１つのブレードステージの下流にパージガスを注入することにより、排気されるチャンバへのパージガスの逆流を回避することも可能になる。

【0008】

本発明の別の重要な利点は、ターボ分子真空ポンプに堆積しやすいガスの分圧を下げることにより、同じ設定値のステータ加熱温度で、ポンプ搬送されるガスの流量を増やすことができることである。ガスの分圧を下げることにより、さらなる堆積物の生成のリスクなしに、またロータの機械的リスクなしに、ポンプ搬送されるガスの流量を増加させることが可能になる。

【0009】

本発明の前記ターボ分子真空ポンプは、単独でまたは組み合わせて、以下の特徴のうちの１つまたは複数を含んでいてもよい。
前記少なくとも１つの細孔が、例えば、前記分子ステージにおいて、例えば、少なくとも１つの穴を介して開口している。
例えば、前記分子ステージの入口で、前記細孔がホルウェックステータの上部に開口するように構成されている。前記細孔の軸は、例えば、前記ターボ分子ステージから、例えば前記ホルウェックステータの高さの４分の１よりも短い距離において、前記ホルウェックステータで開口している。従って、前記分子ステージは、ほぼ完全にパージされる。
前記細孔はまた、前記分子ステージの出口において、例えば、ホルウェックステータの高さの半分よりも長く前記ターボ分子ステージから離れた距離において、前記ホルウェックステータの下部に開口していてもよい。これは、特に、前記ホルウェックステータの下半分に堆積物の生成が見られる用途に適している。
注入されるパージガスの流量は、例えば０．１６８９Ｐａ．ｍ^３／ｓ（または１００ｓｃｃｍ）以上である。

【0010】

本発明の前記ターボ分子真空ポンプは、さらに、ホルウェックスリーブの下に位置するターボ分子真空ポンプの軸受に、追加のパージガスを注入するように構成された追加のパージガス注入装置を備えていてもよい。この追加のパージガス注入装置により、モータを冷却し、かつ、ターボ分子真空ポンプのピボット要素、特に軸受、電気コネクタ、溶接部、およびバックアップ転がり軸受において、ガスを掃引することができる。これらの要素上で追加のパージガスを掃引することで、攻撃的なガスがポンプ搬送される可能性を防ぐことができる。

【0011】

例えば、追加のパージガス注入装置は、ロータの回転を駆動する軸の一端を収容する空洞内に追加のパージガスを注入するように構成された１つまたは複数の入口を備えていてもよい。
この追加のパージガス流量は、例えば、前記パージガス注入装置による前記パージガス流量よりも少なく、例えば、０．０８４４６Ｐａ．ｍ^３／ｓ（または５０ｓｃｃｍ）以下である。

【0012】

本発明の１つの例示的な実施形態によれば、前記ターボ分子真空ポンプは、追加のパージガス注入装置の入口と前記パージガス注入装置の細孔との共通のパイプを備えている。これにより、ターボ分子真空ポンプのパージガス源への接続数を制限することができる。
前記ロータは、例えば４～８段のように、４段以上のブレードステージを有している。
少なくとも１つの細孔が、例えば、少なくとも１つの穴を介して、ターボ分子ステージに通じている。
前記細孔は、例えば、ポンプ搬送されるガスの循環方向にある最後の３段のブレードステージの１つに通じている。これにより、ターボ分子ステージの最後の圧縮段において堆積物が発生する可能性が回避される。

【0013】

本発明の他の主題は、前記ターボ分子真空ポンプをパージするための方法であって、前記ロータの少なくとも１つのブレードステージの下流で、ポンプ搬送されるガスの経路内に注入されるパージガスの流量が、決定された閾値未満であり、これにより、パージガスを注入しない場合とパージガスを注入する場合の吸入側における圧力差は０．０６６Ｐａ（約０．５ｍＴｏｒｒ）未満になることを特徴とする。
前記パージガスは、例えば、窒素である。
注入されるパージガスの流量に対して決定された前記閾値は、例えば、０．７６Ｐａ．ｍ^３／ｓ（つまり約４５０ｓｃｃｍ）である。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の第１の実施例によるターボ分子真空ポンプの概略図である。

【図2】図１のターボ分子真空ポンプの軸方向断面図である。

【図3】図２のターボ分子真空ポンプの、ホルウェックステータの部分を示す図である。

【図4】本発明の第２の実施例によるターボ分子真空ポンプの、図２と同様の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

本発明のさらなる利点および特徴は、本発明の１つの特定の、しかし非限定的な実施形態についての以下の説明を読み、および以下の図面を検討することで明らかになると思う。これらの図面では、同一の要素に同じ符号と名称が付してある。
この実施形態は例である。説明は１つまたは複数の実施形態についてのみ言及しているが、それは必ずしも各符号が同じ実施形態に関連すること、または特徴が単一の実施形態にのみに適用されることを意味するわけではない。様々な実施形態の個々の特徴は、他の実施形態を形成するために等しく組み合わせたり、または交換することもできる。
本発明において、「上流」とは、ポンプ搬送されるガスの循環する方向に関して、他の要素の前方に配置された要素を意味する。対照的に、「下流」とは、ガスの循環方向に関して、後方に位置する要素であり、上流に位置する要素は、下流に位置する要素よりも圧力が低い。

【0016】

図１および図２は、本発明のターボ分子真空ポンプ１の、第１の実施形態の例を示している。
このターボ分子真空ポンプ１は、ステータ２を備えており、このステータ内でロータ３が軸の回転により高速で、例えば毎分２万回転以上で、回転するように構成されている。
ターボ分子真空ポンプ１は、ターボ分子ステージ４と、分子ステージ５とを備えている。この分子ステージ５は、ターボ分子真空ポンプ１の吸入側６から流入しポンプ搬送されるガスの循環方向（図２に矢印Ｆ１で表示）に沿って、ターボ分子ステージ４の下流側に位置している。吸入側６から流入しポンプ搬送されるガスは、最初にターボ分子ステージ４を通過し、次に分子ステージ５を通過し、さらにターボ分子真空ポンプ１の吐出側８から排出される。この吐出側８は、一次ポンプに接続されている。

【0017】

真空ポンプ１を減圧する必要のある１つのチャンバに接続するために、環状入口フランジ７が、吸入側６を取り囲んで設けられている。
ターボ分子ステージ４において、ロータ３は少なくとも２段のブレードステージ９を備え、ステータ２は少なくとも１段のベーンステージ１０を備えている。ブレードステージ９およびベーンステージ１０は、ターボ分子ステージ４のロータ３の回転軸Ｉ－Ｉに沿って軸方向に互いに連続して設けられている。
ロータ３は、例えば、４段以上のブレードステージ９、例えば、４～８段（図２に示した例では６段）のブレードステージ９を備えている。

【0018】

ロータ３の各ブレードステージ９は、それぞれ、ターボ分子真空ポンプ１の軸１２に固定されたロータ３のハブ１１から実質的に半径方向へ伸びる複数の傾斜ブレードを備えている。これら複数のブレードは、ハブ１１の周囲に均一に配置されている。
ステータ２の各ベーンステージ１０は、それぞれ１つのリングを備え、このリングの内周の周りに均等に分布して配置され、実質的に半径方向に伸びる、複数の傾斜ベーンを備えている。ステータ２のベーンステージ１０の１つの段の複数のベーンは、各々、ロータ３のブレードステージ９の連続する２つの段のブレード間に位置している。ロータ３のブレードおよびステータ２のベーンは、ポンプ搬送されるガス分子を分子ステージ５に向けてガイドするために、傾斜している。

【0019】

分子ステージ５において、ロータ３は、滑らかなシリンダーで形成されたホルウェックスリーブ１３を有しており、このホルウェックスリーブは、ステータ２のホルウェックステータ１５の螺旋状溝１４（図３参照）を通過して回転する。ステータ２の螺旋状溝１４は、移送されるガスが圧縮され、吐出側８に向かって導かれることを可能にする（図２参照）。
ロータ３は、単一の部品（モノブロック）として製造されてもよく、または複数の部品の集合体であってもよい。ロータは例えばアルミニウム製であり、ターボ分子真空ポンプ１の内部のモータ１６によってステータ２内で回転駆動される軸１２に固定されている。モータ１６は、例えば、ステータ２のベルハウジング１７の下に配置され、このベルハウジング自体は、ロータ３のホルウェックスリーブ１３の下に配置されている。ロータ３は、磁気的軸受または機械的軸受１８によって横方向および軸方向に案内される。真空ポンプ１はまた、バックアップ転動軸受１９を備えている。

【0020】

ステータ２は、例えばアルミニウム製であり、複数の部品を組み立てることによって製造されている。
ターボ分子真空ポンプ１はまた、ステータ２を設定点温度、特に１２０℃未満（９０℃等）に加熱するために、ステータ２の温度を制御する手段を備えている。

【0021】

ターボ分子真空ポンプ１は、さらに、パージガス注入装置２１を備えている。このパージガス注入装置はステータ２に設けられ、ロータ３とステータ２との間に開口する少なくとも１つの細孔２０を有しており、少なくとも１つのブレードステージ９の下流において、吸入側６からのポンプ搬送されるガスの経路内にパージガスを注入する（図２、図３参照）。
従って、凝縮性ガスの分圧を下げることより、この凝縮性ガスの分圧を凝縮値未満に保つことができる。これにより、ターボ分子真空ポンプ１における堆積物の発生のリスクを制限し、２回のメンテナンス操作間の時間間隔を長くすることができる。
また、少なくとも１つのブレードステージ９の下流にパージガスを注入することにより、排気されるチャンバへのパージガスの逆流を回避することができる。

【0022】

別の重要な利点は、ターボ分子真空ポンプ１に堆積しやすい前記ガスの分圧を下げることにより、ステータ２が加熱されるのと同じ設定値温度で、ポンプ搬送されるガスの流量を増加させることが可能になることである。ガスの分圧の低下の結果として、堆積物の発生のリスクなしに、またロータ３の機械的リスクなしに、ポンプ搬送されるガスの流量を増加させることが可能である。

【0023】

パージガスは、例えば、空気または窒素である。注入されるパージガスの流量は、例えば、０．１６８９Ｐａ．ｍ^３／ｓ（または１００ｓｃｃｍ）以上である。
パージガス注入装置２１は、注入されるパージガスの流量が決定された閾値を下回り、その結果、動作中、パージガスを注入しない場合とパージガスを注入した場合の、ターボ分子真空ポンプ１の吸入側６における圧力の差が、０．０６６Ｐａ（約０．５ｍＴｏｒｒ）未満となるように構成されている。従って、ポンプ搬送されるガスの経路内にパージガスを注入することは、ターボ分子真空ポンプ１の吸入側６のポンプ性能に全くまたは殆ど変化をもたらさない。

【0024】

窒素等の中間重量のポンプガスの場合、注入されるパージガスの流量の決定された閾値は、例えば０．７６ Ｐａ．ｍ^３ｓ（つまり約４５０ｓｃｃｍ）である。
アルゴン等のより重いガスをポンプ搬送する場合、注入されるパージガスの流量の決定された閾値は、例えば１．３５１２ Ｐａ．ｍ^３／ｓ（つまり約８００ｓｃｃｍ）である。
ヘリウム等の軽いガスをポンプ搬送する場合、注入されるパージガスの流量の決定された閾値は、例えば０．０６７５６ Ｐａ．ｍ^３／ｓ（つまり約４０ｓｃｃｍ）である。
従って、注入されるパージガスの流量についての決定された閾値は、ターボ分子真空ポンプ１の吸入側６のポンプ性能を変更しないことを可能にする。

【0025】

ステータ２には、１つまたは複数の穴、例えば円形の穴を介してロータ３の周りに開口する、複数の細孔２０が設けられている。
パージガス注入装置２１は、少なくとも１つの細孔２０を外部パージガス源に接続するために、さらに、少なくとも細孔２０の入口およびステータ２の外側に設けられた、少なくとも１つのコネクタ２５を備えていてもよい。また、パージガス注入装置２１は、パージガスの流量を調整するためのノズル（または較正されたオリフィス）、または流量調整器を備えていてもよい。

【0026】

図１～図３に示される第１の実施形態によれば、細孔２０は、分子ステージ５に開口している。
例えば、細孔２０が分子ステージ５の入口でホルウェックステータ１５の上部に開口するように構成されている（図３参照）。例えば、細孔２０の軸が、ホルウェックステータ１５の高さの４分の１未満、すなわち、ターボ分子ステージ４から距離ｄの位置で、細孔はホルウェックステータ１５に開口している（図２参照）。
従って、分子ステージ５は、ほぼ完全にパージできる。

【0027】

また、ターボ分子真空ポンプ１は、ホルウェックスリーブ１３の下に位置するターボ分子真空ポンプ１の軸受１８に、追加のパージガスを注入するように構成された追加のパージガス注入装置２２を備えていてもよい。
１つの実施形態の例によれば、この追加のパージガス注入装置２２は、ロータ３の回転を駆動する軸１２の一端を収容する空洞２４に追加のパージガスを注入するように構成された、１つまたは複数の入口２３を備えている。パージガスは、軸１２に沿って流れ、必要に応じてバックアップ転動軸受１９、軸受１８、モータ１６を通過し、ステータ２のベルハウジング１７から出て、ベルハウジング１７とホルウェックスリーブ１３との間を経て、ホルウェックスリーブ１３の下の吐出側８まで循環する（図２の矢印Ｆ２参照）。

【0028】

追加のパージガス注入装置２２は、モータを冷却し、ターボ分子真空ポンプ１のピボット要素、特に軸受１８、電気コネクタ、溶接部、およびバックアップ転動軸受１９を、ガスで掃引することを可能にする。追加のパージガスでこれらの要素を掃引することにより、攻撃的なガスがポンプ搬送される可能性を無くし、これらの要素を保護することができる。追加のパージガスの流量は少ない。
追加のパージガスの流量は、パージガス注入装置２１のパージガスの流量以下であり、例えば、０．０８４４８ Ｐａ．ｍ^３／ｓ（または５０ｓｃｃｍ）である。この追加のパージガス注入装置２２は、さらに、パージガスの流量を調整するためのノズルまたは流量調整器を備えていてもよい。

【0029】

１つの実施形態によれば、ターボ分子真空ポンプ１は、追加のパージガス注入装置２２の入口２３、およびパージガス注入装置２１の細孔２０のための、共通のパイプを備えている。これにより、ターボ分子真空ポンプ１のパージガスへ源の接続の数を制限できる。入口２３および／または細孔２０に配置された、１つまたは複数のノズルおよび／または１つまたは複数の弁は、パージ流量を追加のパージ流量から区別することを可能にする。
動作中、パージガスは、ポンプ搬送されるガスの経路内および軸受１８において、連続的に注入することができる。
それらは独立して注入することもできる。具体的には、パージガス注入装置２１は、パージガスの注入を停止／許容するための弁を備えていてもよい。例えば、ポンプ搬送されるガスがターボ分子真空ポンプ１に対してリスクを伴わない場合、ポンプ搬送されるガスの経路内へのパージガスの注入を遮断すると同時に、追加のパージガス注入装置２２による軸受１８へのパージガスの注入を可能にして、軸受を保護することもできる。

【0030】

図４は、本発明の第２の実施形態の例を示している。
この例では、細孔２０は、少なくとも１つのブレードステージ９の下流のターボ分子ステージ４で開口している。
ロータ３が４段を超えるブレードステージ９を有している場合、細孔２０は、例えば、ポンプ搬送されるガスの循環方向Ｆ１における最後の３段のブレードステージ９のうちの１つに開口している。例えば、図４に示したように、細孔２０は、ターボ分子ステージ４のロータ３の５段目のブレードステージ９に面するステータ２、すなわち、６段のブレードステージ９の最後から２段目のブレードステージ９の領域に開口している。
この構成により、ターボ分子ステージ４の最後の圧縮段における堆積物の発生の可能性も回避される。

【符号の説明】

【0031】

１ ターボ分子真空ポンプ
２ ステータ
３ ロータ
４ ターボ分子ステージ
５ 分子ステージ
６ ターボ分子真空ポンプの吸入側
７ 環状入口フランジ
８ ターボ分子真空ポンプの吐出側
９ ブレードステージ
１０ ベーンステージ
１１ ロータのハブ
１２ ターボ分子真空ポンプの軸
１３ ホルウェックスリーブ
１４ ステータの螺旋状溝
１５ ホルウェックステータ
１６ モータ
１７ ベルハウジング
１８ 軸受
１９ バックアップ転動軸受
２０ 細孔
２１ パージガス注入装置
２２ 追加のパージガス注入装置
２３ 入口
２４ 空洞
２５ コネクタ
ｄ 距離
Ｆ１ ポンプ搬送されるガスの循環方向
Ｆ２ パージガスの循環方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【手続補正書】

【提出日】2021-11-04

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

吸入側（６）から吐出側（８）にポンプ搬送されるガスを駆動するように構成されたターボ分子真空ポンプ（１）であって、
１つのステータ（２）と、１つのロータ（３）と、１つのホルウェックスリーブ（１３）とを備え、
前記ステータ（２）は、少なくとも１段のベーンステージ（１０）と螺旋状溝（１４）が設けられた１つのホルウェックステータ（１５）を有し、
前記ロータ（３）は、少なくとも２段のブレードステージ（９）を有しており、前記ターボ分子真空ポンプ（１）のターボ分子ステージ（４）において前記ブレードステージ（９）と前記ベーンステージ（１０）は、前記ロータ（３）の回転軸（Ｉ－Ｉ）に沿って軸方向に連続して交互に設けられており、
前記ホルウェックスリーブ（１３）は、前記ターボ分子真空ポンプ（１）の分子ステージ（５）で、前記ステータ（２）の前記螺旋状溝（１４）を通過して回転するように構成され、前記分子ステージ（５）は、前記ポンプで搬送されるガスの循環方向（Ｆ１）において前記ターボ分子ステージ（４）の下流に位置しており、
前記ターボ分子真空ポンプ（１）は、さらに
前記ステータ（２）に設けられたパージガス注入装置（２１）を備え、前記パージガス注入装置は、前記ロータ（３）と前記ステータ（２）との間に開口する少なくとも１つの細孔（２０）を有し、前記ロータ（３）の少なくとも１つの前記ブレードステージ（９）の下流において、前記ポンプで搬送されるガスが流れる経路にパージガスを注入するものであり、注入される前記パージガスの流量は決定された閾値を下回り、前記パージガスを注入しない場合と前記パージガスを注入した場合の前記吸入側（６）における圧力差が、０．０６６Ｐａ未満になるように構成されており、
前記ホルウェックスリーブ（１３）の下に位置する前記ターボ分子真空ポンプ（１）の軸受（１８）に、追加のパージガスを注入するように構成された追加のパージガス注入装置（２２）を備えていることを特徴とするターボ分子真空ポンプ（１）。

【請求項2】

請求項１において、
前記少なくとも１つの細孔（２０）が、前記分子ステージ（５）で開口していることを特徴とするターボ分子真空ポンプ（１）。

【請求項3】

請求項１または２のいずれかにおいて、
前記細孔（２０）の軸は、前記ターボ分子ステージ（４）から前記ホルウェックステータ（１５）の高さの４分の１よりも短い距離（ｄ）において、前記ホルウェックステータ（１５）で開口していることを特徴とするターボ分子真空ポンプ（１）。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか１項において、
注入される前記パージガスの流量は、０．１６８９ Ｐａ．ｍ^３／ｓ以上であることを特徴とするターボ分子真空ポンプ（１）。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか１項において、
前記追加のパージガス注入装置（２２）は、前記ロータ（３）の回転を駆動する軸（１２）の一端を収容する空洞（２４）内に前記追加のパージガスを注入するように構成された１つまたは複数の入口（２３）を備えていることを特徴とするターボ分子真空ポンプ（１）。

【請求項6】

請求項４または５のいずれか１項において、
前記追加のパージガスの流量は、前記パージガス注入装置（２１）の前記パージガスの流量以下であることを特徴とするターボ分子真空ポンプ（１）。

【請求項7】

請求項５または６のいずれか１項において、
前記入口（２３）と前記細孔（２０）との共通パイプを備えていることを特徴とするターボ分子真空ポンプ（１）。

【請求項8】

請求項１～７のいずれか１項において、
前記ロータ（３）は、４段以上の前記ブレードステージ（９）で構成されていることを特徴とするターボ分子真空ポンプ（１）。

【請求項9】

請求項１～８のいずれか１項において、
前記少なくとも１つの細孔（２０）が前記ターボ分子ステージ（４）に開口していることを特徴とするターボ分子真空ポンプ（１）。

【請求項10】

請求項８または９のいずれか１項において、
前記細孔（２０）は、前記ポンプで搬送される前記ガスの循環方向（Ｆ１）にある最後の３段の前記ブレードステージ（９）の１つに開口していることを特徴とするターボ分子真空ポンプ（１）。

【請求項11】

請求項１～１０のいずれか１項に記載のターボ分子真空ポンプ（１）をパージするためのパージ方法であって、
前記ロータ（３）の前記少なくとも１つのブレードステージ（９）の下流の前記ポンプ搬送されるガスの経路内に、決定された閾値未満の流量の、前記パージガスを注入し、
前記パージガスを注入しない場合と前記パージガスを注入する場合の前記吸入側（６）における圧力差が０．０６６Ｐａ未満になることを特徴とするターボ分子真空ポンプ（１）のパージ方法。

【請求項12】

請求項１１において、
前記パージガスは窒素であることを特徴とするターボ分子真空ポンプ（１）のパージ方法。

【請求項13】

請求項１１または１２において、
注入される前記パージガスの流量の前記決定された閾値は０．７６Ｐａ．ｍ^３／ｓであることを特徴とするターボ分子真空ポンプ（１）のパージ方法。

【国際調査報告】