Volume transfer type vacuum pump

【発明の詳細な説明】 本発明は、ステータと該ステータ内で所定の漏洩間隙をもって回転するロータとを含む容積移送式真空ポンプ又は低真空ポンプに係わる。

発明の背景 容積移送式真空ポンプは、大気圧に逆らって排気を行いながら0.001ミリバール〜0.0001ミリバールの圧力を発生させることができる。 この種のポンプの圧力Ｐ（ミリバール）の関数としてm ³ /時で表わされる体積流量Ｓの曲線特性は、そのポンプのロータとステータとの間に存在する間隙に依存する。 第１図は体積流量Ｓを圧力Ｐの関数として示している。 各曲線は所与の間隙に対応し、
この間隙は矢印ｊ方向で曲線毎に増加している。

周知のように、真空ポンプを製造する場合は、２つの相反する目標をバランス良く達成するように考慮しながらロータ及びステータ間の間隙の値を選択する。 例えばステータとロータとの間の膨張差に起因する焼付けを防止するためには、前記間隙を大きくしなければならない。
これに対し、ポンプの特性を改善するためには、第１図の特性曲線からも明らかなように、前記間隙をできるだけ小さくしなければならない。

ロータ及びステータ間の間隙を最小限にしながら焼付けを起こさないポンプを実現するというのは、ポンプ製造業者に課せられた永遠の問題である。

本出願人の仏国特許出願第89 11302号は、ロータ及び／
又はステータの壁の一部分を弾性的に変形し得るようにするか、又はロータをステータに対して相対移動させ得るようにして、ポンピング中に前記間隙を変化させることができるようにしたポンプを提案している。

このようなポンプは前記問題を解決することはできるが、ポンプに幾つかの機械的修正を施さなければならないためコストが高くなる。

本発明の目的は、ポンプの機械的修正を必要とせずに最適のポンピング効率が得られる真空ポンプを提供することにある。

この目的は、ポンピングされるガスより大きい分子質量のガスをロータとステータとの間の間隙に注入する手段をポンプに備えることによって達成される。

欧州特許EP 0 320 956号には、窒化ケイ素の製造中に発生する塩化アンモニウムの分圧を低下させるべく、例えば窒素のような不活性ガスをポンプの作動チャンバ内に注入するようにした容積移送式真空ポンプが開示されている。 このポンプの高圧部分では塩化アンモニウムがステータ及びロータの壁に堆積するため、窒素を注入して塩化アンモニウムの分圧を低下させ、それによって塩化アンモニウムの堆積を防止するのである。

この場合の注入ガス、特に窒素は、ポンピングされるガスより小さい分子質量を有する。

発明の概要 本発明は、ステータ内で所与の間隙をもって回転するロータを含む容積移送式真空ポンプであって、所与の分子質量のガス又はガス混合物をポンピングするのに使用され、ポンピングされるガス又はガス混合物より大きい分子質量を有するガスを前記間隙に注入する手段を備えた容積移送式真空ポンプを提供する。

好ましい実施例の１つでは、前記注入手段が、ステータを貫通してロータ及びステータ間の間隙に連通する少なくとも１つの注入口を含み、この注入口が流量調整可能なガス源に接続される。

一変形例では、前記注入手段がステータの複数のオリフィス、ステータの壁に設けられた１つ以上のスロット、
又はステータの多孔質部分を含み、これらの開口部が流量調整可能なガス源に接続される。

特定実施例の１つでは、ポンプが複数の段を有し、そのうち少なくとも１つの段が前記注入手段を含む。

注入ガスの流量は、ポンピングされるガスの３倍〜15倍にするのが好ましい。

以下、添付図面に基づき非限定的実施例を挙げて本発明をより詳細に説明する。

実施例 第１図は既に説明した通りである。

ここでは特定タイプのポンプ、即ち多段式ルーツポンプを例にとって本発明を説明するが、本発明はこれに限定されず、あらゆるタイプの容積式ポンプ、例えばベーンポンプ、円筒形もしくは円錐形の螺旋溝（切欠き）ポンプ、スクリューポンプ等に適用し得る。

第２図は３つの段10、20及び30を有する多段式ルーツポンプを簡単に示している。 前記段はいずれもステータ1
1、21及び31と、ロータ対12−13、22−23及び32−33とを含む。 符号４は段10の吸気口であり、符号14は段10の排気口及び段20の吸気口を示し、符号24は段20の排気口及び段30の吸気口を表し、符号34は段30の排気口を示す。

本発明では、前記ポンプの第３段を示す第３図から明らかなように、その段のロータとステータとの間の間隙35
にガスを直接注入するための注入手段を備える。 注入ガスはポンピングされるガスより大きい分子質量を有する。 この注入は、例えば、ステータを貫通して流量調整可能な補助ガス源（図示せず）に接続された注入口40を介して行われる。

勿論、他の任意のガス注入手段、例えばステータの壁を貫通する複数のオリフィス、ステータの壁に設けたスロット、ステータの壁の多孔質部分等を使用してもよい。
一具体例として、分子質量４のヘリウムをポンピングする場合には、分子質量28の窒素を注入し得る。 この注入ガスは、ポンピングされるガスの数倍に等しい流量、例えばポンピングされるガスの３〜15倍の流量で注入すると有利である。

注入されたガスは一種の分子シールを形成して、ポンピングされるガスの分子が排気口から吸気口方向に流動するのを防止するため、ポンピング効率が向上する。

ポンピング特性は変えることができ、特にポンプの作動点は、注入ガスの流量及び／又は分子質量を調整するだけで、ポンプの間隙を変えたかのように第１図の所与の曲線から別の曲線に移すことができる。

注入はポンプの１つ以上の段、例えば少なくとも２つの段で行うようにし得る。

本発明はあらゆるタイプの容積移送式真空ポンプに適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はポンプの様々な間隙に対応する体積流量Ｓを圧力Ｐの関数として示す曲線グラフ、第２図は多段式ルーツポンプの簡単な原理説明図、第３図は本発明を適用したルーツポンプの段の１つを示す軸線方向断面図である。 31……ステータ、32,33……ロータ、35……間隙、40…
…注入口。