JP6778231B2 - 真空ポンプ - Google Patents

Description

本発明は、真空装置、特に真空ポンプであって、潤滑剤の無い空間、及び潤滑剤を含む空間を有し、並びに、回転可能に支承されたシャフトを有するものに関する。シャフトは、部分的に両方の空間内に配置されている。

例えば真空設備の真空領域の真空ポンプのような多数の真空装置は、支承部材とギア部材を有している。これらは、潤滑剤で潤滑される。予真空領域の為の真空ポンプは、例えば一段、又は多段のローラーピストンポンプ（これらは、ルーツポンプ、又はマルチステージルーツポンプとしても知られている）、スクリューポンプ、クローポンプ、スクロールポンプ、又はロータリーベーンポンプなどである。

真空装置の運転中、潤滑剤が存在している空間も真空引きされることが可能である。これによって、潤滑剤とガスからなる混合物の流れが、真空装置の空間（潤滑剤が望まれていない空間、例えば真空ポンプの吸込み空間）内に発生する。そのような吸込み空間が真空設備の高真空領域と接続されているとき、潤滑剤とガスから成る混合物の流れによって、又は、潤滑剤の真空ポンプの吸込み空間内への移動によって、高真空領域のコンタミネーションが発生する可能性がある。潤滑剤の無い高真空を必要とする技術的なプロセス、又は学術的な調査は、よって、真空ポンプの吸込み空間内への潤滑剤の移動によって敏感に妨害される可能性がある。

その上、潤滑剤の移動は、真空装置のシャフトが支承されている領域における潤滑特性の劣化（悪化）を引き起こす。これによって、真空装置の寿命は短縮される。極短な場合、潤滑すべきコンポーネントと、ひいては真空装置の完全な故障すら発生し得る。

真空装置内の潤滑剤が望まれていない空間を、潤滑剤を伴う空間と分離するために、そして潤滑剤の移動を防止するために、しばしばラビリンスシールが使用される。これらシールは、両方の空間の間に間隙を有する。その長さは意識的に長くしてある。これによって潤滑剤、又は潤滑剤とガスからなる混合物の為の流れ経路を拡大する為である。信頼できる程度に密なラビリンスシールは、よってかなりの軸方向及び半径方向構造空間を必要とする。

欧州特許出願公開第１２７３８０１号 ドイツ連邦共和国出願公開第１０２００５０１５２１２号

本発明の課題は、コンパクトなシール装置を有する真空装置であって、潤滑剤が、潤滑剤を伴う空間から、潤滑剤の存在が望まれていない空間内へと移動することが確実に防止されるものを完成することである。

この課題は、請求項１に記載の特徴を有する真空装置によって解決され、特に、潤滑剤の無い空間と潤滑剤を含む空間の間のこの空間（この空間内に少なくとも部分的にシャフトが回転可能に支承されている）にシール装置が設けられており、これを通してシャフトが貫通していることによって解決される。シール装置は、ローター要素を有する。このローター要素は、シャフトと回転不能に接続されている。そしてシール装置は第一のステーター要素を有する。このステーター要素は空間（複数）内に回転不能に配置されている。

発明に従い、第一のステーター要素とローター要素の間には、進入開口部を有する第一の間隙が形成されている。これに対して潤滑剤を含む空間が開かれている。第一の間隙は、更に一つの退出開口部を有する。これは、進入開口部と向かい合っており、そして第一の膨張空間と接続されている。第一の膨張空間は、第一の間隙よりも大きな断面積を有し、そしてローター要素とステーター要素の壁部部分によって形成されている。

更に、第一の膨張空間は、潤滑剤サンプと接続されている。第一の膨張空間と潤滑剤サンプが互いに接しているとき、膨張空間と潤滑剤サンプの接続は、直接接続であり得るし、又は、第一の膨張空間と潤滑剤サンプの間に、シール装置の別の要素及び空間、そして場合によっては潤滑剤チャネルが配置されているとき、間接接続であり得る。よって、全体としてシール装置は、潤滑剤を含む空間からの潤滑剤を分離し、そして潤滑剤サンプ内へと導くよう形成されている。結果、シール装置は潤滑剤分離装置（独語：Ｓｃｈｍｉｅｒｍｉｔｔｅｌ−Ａｂｓｃｈｅｉｄｅｖｏｒｒｉｃｈｔｕｎｇ）として作用する。

よって、発明に係る真空装置のシール装置内には、第一の膨張空間に対する第一の間隙の移行部が設けられている。ここで断面積は、好ましくは突然増加している。これによって、ベルヌーイの法則に従い、潤滑剤の分子（第一の間隙を通って、潤滑剤を含む空間から膨張空間へと至る分子）の速度は減少する。更に、第一の膨張空間内では、真空装置の運転中、負圧領域が発生する。これら領域は、潤滑剤の分子の流れ中における乱流へと通じる。

潤滑剤の分子の速度の減少と、乱流は、潤滑剤の分子が、ローター要素とステーター要素の壁部部分（第一の膨張空間を形成する壁部部分）にあたる蓋然性が明らか上昇することに通じる。これによって、先行技術から知られている同様にコンパクトなシール装置と比べて、より多くの量の潤滑剤が分離され、そして潤滑剤サンプ内へと導かれる。逆に、潤滑剤の分子が、シール装置を通って全体として潤滑剤の無い空間へと至る蓋然性が明らかに減少させられる。

第一の間隙に比較して拡大された断面積を有する第一の膨張空間の存在によって、発明に係るシール装置においては、シール送致のシール作用を改善するために、第一の間隙の延長が必要ない。ローター要素と第一のステーター要素の間には、第一の間隙と第一の膨張空間が存在しているが、これらはよって、先行技術の相応するシール装置と比較してより小さな構造サイズを有する。

本発明の有利な実施形は、下位の請求項、明細書、及び図面に記載されている。

一つの実施形に従い、第一のステーター要素とローター要素の間には、第二の間隙が形成されている。その進入開口部は、第一の膨張空間と接続している。第二の間隙は、進入開口部と向かい合って、退出開口部を有する。この退出開口部は、第二の膨張空間と接続されている。第二の膨張空間は、ここでもまた、第二の間隙よりも大きな断面積を有し、そして第一の膨張空間と同様にローター要素及びステーター要素の壁部部分によって形成されている。

シール装置は、この実施形においては、よって経路に沿って（この経路を、潤滑剤を含む空間と潤滑剤の無い空間の間の潤滑剤の分子が戻る）、より小さな断面積の間隙とより大きな断面積の膨張空間の間に二つの移行部を有する。よって、各間隙と膨張空間の間のこの二重の移行部によって、及びこの移行部と関連する潤滑剤の分子の速度の減少によって、ガス分子がローター要素、又はステーター要素の壁部部分にあたり、そして潤滑剤サンプへと導かれる蓋然性がさらに拡大される。

更に、第一のステーター要素とローター要素の間に、別の複数の間隙が形成され、そしてこれと接続される膨張空間が形成されていることが可能であるので、全体として、第一のステーター要素とローター要素の間に、それぞれ連続する複数の間隙及び膨張空間の「カスケード部」が存在している。これによって、相応して各間隙と膨張空間の間の移行部の効果がその数量とともに倍増される。

好ましくは、ローター要素は、内側の部分（この部分を通ってシャフトが軸方向に貫通している）、中央の部分（この部分は、シャフトに関して半径方向において内側の部分に続いている）、及び外側の部分（半径方向において中央の部分い続いている）を有する。中央の部分は、軸方向において内側の部分及び外側の部分より短い長さを有する（軸方向において内側の部分及び外側の部分より短い）。換言すると、ローター要素は、この実施形においては、半径方向でみて中央の部分に締め付けられている（括られている、独語：ｅｉｎｇｅｓｃｈｎｕｅｒｔ）。

この締め付け部によって、又は軸方向における中央の部分のより短い長さによって、ローター要素は、拡大された表面を有する。これによって、潤滑剤の分子が接触可能である。更に、潤滑剤の分子は、締め付け部に基づいて内側の部分の外側において反射されるので、外側の部分の内側の方向に転向され、そして外側の部分の内側にあたる。これによって、ここでもまた、潤滑剤の分子が、ローター要素の壁部部分にあたり、そして潤滑剤サンプの方向に導かれる蓋然性が高められる。

第一のステーター要素の内側の部分は、好ましくは半径方向においてローター要素の内側の部分と外側の部分の間に配置される。その際、第一のステーター要素及びローター要素の各内側の部分の壁部部分は、第一の間隙を形成する。第一のステーター要素とローター要素は、よって「入れ子式、かみ合い式の（独語：ｉｎｅｉｎａｎｄｅｒｇｒｅｉｆｅｎｄｅ）」配置となっている。これは、潤滑剤の分子の為の、潤滑剤を含む空間と潤滑剤の無い空間の間の経路の拡大に通じる。これによって、ここでもまたこれら両方の空間の間のシールが改善される。

第一の膨張空間は、特に第一のステーター要素の内側の部分の壁部部分によって、及びローター要素の内側の部分、中央の部分、及び外側の部分の壁部部分によって形成されている。第一の膨張空間は、例えば三つの、移動する壁部部分を有する。これらは、ローター要素によって形成されている。壁部部分の移動によって、一方では、乱流が第一の膨張空間内で拡大される。他方では、潤滑剤の分子が、全体として好ましくは半径方向に移動する。ローター要素の内側の部分と比較して、軸方向において更に外側に位置する外側の部分がより大きな面積であることに基づいて、これら分子が、より高い蓋然性でローター要素の外側の部分にあたり、そしてこれに付着する、又は導き出されるからである。

ローター要素の中央の部分は、好ましくは、内側、中央、及び外側の部材部分を有する。その際、好ましくは、中央の部材部分は、軸方向において内側及び外側の部材部分よりも長く延在している。ローター要素の中央の部分（ローター要素の内側の部分及び外側の部分と比べて締め付けられている）は、よって、三つの更なる部材部分に分けられている。これらのうち中央の部材部分は、両方の他の部材部分と比べて軸方向で拡幅されている。ローター要素は、この実施形においては、半径方向で見て二つの締め付け部を有する。これらは、中央の部分の内側の部材部分及び外側の部材部分の領域に存在している。

よって、この締め付け部、及び第一のステーター要素の部分の相応する配置によって、別の間隙と膨張空間が、第一のステーター要素及びローター要素の間に形成される。更に、ここでもまた、潤滑剤を含む空間と、潤滑剤の無い空間の間の経路が、二つの締め付け部によって延長されている。第一のステーター要素とローター要素の間の複数の間隙と膨張空間によって、及び両方の空間の間の経路の延長によって、ここでもまた、潤滑剤の分子が、第一のステーター要素、又はローター要素の壁部部分にあたる蓋然性が高められるので、潤滑剤の無い空間の、潤滑剤を有する空間に対するシールが改善されている。

別の実施形に従い、第一のステーター要素は、少なくとも一つの軸方向の切欠き部を有する。その内側には、軸方向に延在するローター要素の部分が配置されている。第一のステーター要素及びローター要素は、よって、ここでもまた「入れ子式の」配置を有している。この配置において、潤滑剤の分子の為の経路は、潤滑剤を有する空間と潤滑剤の無い空間の間で延長されている。これによってここでもまた、両方の空間の間のシールが改善される。潤滑剤の分子が、より大きな蓋然性で壁部部分にあたるからである。

好ましくは、ローター要素は、シャフトに関して軸方向において少なくとも一つの狭窄部を有する。この中には、ステーター要素の軸方向の突出部が、ローター要素の狭窄部によって、及びステーター要素の軸方向の突出部によって、第一及び第二の間隙並びに第一及び第二の膨張空間が形成されているよう配置されている。この実施形においては、よって、ローター要素とステーター要素の入れ子式係合が、二つの間隙及び二つの膨張空間の形成へと通じている。これによって、シール装置は、コンパクトな構造を得る。しかし、この構造中でふたつの移行部が、各間隙と膨張空間の間に設けられている。コンパクトな構造にも拘わらず、シール装置は、各間隙と膨張空間の間の二つの移行部に基づいて上述したような、潤滑剤の分子が壁部部分にあたる蓋然性が高められ、そしてこれによって潤滑剤の無い空間と潤滑剤を有する空間の間のシールが改善されるというメリットを有する。

第一のステーター要素は、更に好ましくは、少なくとも一つの流出開口部を有する。これは潤滑剤サンプと接続している。流出開口部は、特にステーター要素の外周部に配置されている。ローター要素とステーター要素の壁部部分によって形成されている第一の膨張空間は、この実施形において間接的に潤滑剤サンプと接続している。潤滑剤は、よって流出開口部によって潤滑剤サンプの方向へと導かれており、その際、特に、回転要素の回転運動と、これと関連する潤滑剤の半径方向における優先方向が利用される。

別の実施形に従い、シール装置は、シール装置は、第二のステーター要素を有する。この第二のステーター要素は、ローター要素の、潤滑剤の無い空間の方に向けられている側に配置されており、他方で、第一のステーター要素は、ローター要素の、潤滑剤を含む空間の方に向けられている側に配置されている。ローター要素は、よって、この実施形においては、二つのステーター要素の間に配置されている。これらステーター要素は、其々、潤滑剤の無い空間、及び潤滑剤を有する空間の方に向けられている。ふたつのステーター要素によって、ローター要素と第二のステーター要素の壁部部分の間に更なる間隙と膨張空間が形成されることが可能である。

よって、第二のステーター要素によって、潤滑剤を有する空間からシール装置へと進入する潤滑剤の分子が、ローター要素、又は第一若しくは第二のステーター要素の壁部部分あたる蓋然性が略二倍となる。更に、潤滑剤の分子が、潤滑剤を有する空間から潤滑剤の無い空間まで戻らなければならない経路が、第二のステーター要素によって著しく延長される。よって全体として、第二のステーター要素が、潤滑剤を有する、又は有さない両方の空間の間のシールを更に改善する。

第一及び第二のステーター要素は、好ましくは同じ構造である。更に、第一及び第二のステーター要素は、好ましくはローター要素に関して対称に構成されており、及び／又は配置されている。両方のステーター要素の同じ構造、及び／又は対称な形成は、真空装置におけるその製造、及びその組立を簡単にする。

更に、ローター要素は、好ましくは同様に、第一及び第二のステーター要素に関して対称に構成されている。ローター要素は、よって、第一の簾エーター要素の方向にも、第二のステーター要素の方向にも同じ形状（ジオメトリー）を有する。特にこれは、上述した狭窄部、又は締め付け部を有する。これらの間には、それぞれ両方のステーター要素の部分部分が存在している。これによって、特に、ローター要素とステーター要素の間の間隙及び膨張空間の数量が二倍となり、これによってシール装置の作用が更に改善される。

真空装置は、特にハウジングを有する。その内部には、第一、及び／又は第二のステーター要素が回転不能に、そしてローター要素が回転可能に配置されている。ハウジングは、更に、潤滑剤の為の流出チャネルを有する。この流出チャネルは、第一及び／又は第二のステーター要素の少なくとも一つの流出開口部と、及び潤滑剤サンプと接続している。ハウジングの流出チャネルは、よって、潤滑剤を「収集するため」に使用される。これは特に、第一及び／又は第二のステーター要素が複数の流出開口部を有するときに使用される。

第一及び／又は第二のステーター要素、及び／又はローター要素は、好ましくは傾斜面を有する。この傾斜面は、潤滑剤を案内し、及び／又は潤滑剤を滴下させるために設けられている。傾斜面は、更に、ローター要素と両方のステーター要素の間の一、又は複数の膨張空間を拡大させることが可能である。更には、潤滑剤の搬送が、ローター要素の回転によって半径方向において補助されるように傾斜面が配置されることが可能である。その上、傾斜面と、まっすぐな面の間には、一つの角部が形成されていることが可能である。ここで潤滑剤が好ましい方向へと滴下される。

本発明を以下に、純粋に例示的に、添付の図面を参照しつつ本発明の可能な実施形に基づいて説明する。

発明に係る真空ポンプの第一の実施形の一部分の分解図 図１の真空装置のシール装置の拡大斜視図 図１の真空装置の部分の前面図 図３Ａに表された線に沿った断面図 図３Ｂにおいて参照符号Ａを付された部分の拡大図 図３Ｂにおいて参照符号Ａを付された部分の拡大図 図３Ｄにおいて参照符号Ｂを付された部分の拡大図 発明に係る真空装置の第二の実施形の一部分の前面図 図４Ａに表された線に沿う断面図 図４Ｂにおいて参照符号Ａを付された部分の拡大図

図１には、真空装置の一部分が示されている。これは例えば真空ポンプ、例えばローラーピストンポンプである。真空装置のハウジング１１内には、シャフト１３が配置されている。シャフトは、シャフト軸１４を中心として回転可能である。シャフト１３は、支承部１５により支承されている。この支承部は、図３Ｂに簡略的に表されており、そしてこの支承部は、潤滑剤を含む空間１７内で、ハウジング１１の内部に存在している。

更に、シャフト１３は、潤滑剤の無い空間１９を通って延びている。この空間は、真空装置又は真空ポンプの図示されていない吸込み空間と接続している。真空装置、又は真空ポンプの運転の際、シャフト１３はモーターによって回転駆動され、例えばガスを真空装置、又は真空ポンプのインレットからアウトレットへと搬送する。これによって吸込み空間と、潤滑剤の無い空間１９もが、真空装置、又は真空ポンプの運転の間真空引きされる。潤滑剤の無い空間１９内は、結果、潤滑剤を含む空間１７内よりも低い圧力となる。

潤滑剤１７を有する空間１７に対する潤滑剤の無い空間１９のシールの為に、シール装置２１が設けられている。このシール装置を通ってシャフト１３が通過しており、そしてシール装置は、両方の空間１７，１９の間に配置されている。シール装置２１は、第一のステーター要素２３と第二のステーター要素２５を有する。これらは、ハウジング１１内に回転不能に配置されている。更に、シール装置２１は、ローター要素２７を有する。このローター要素は、シャフト１３と回転不能に接続されている。ローター要素２７は、軸方向において第一及び第二のステーター要素２３，２５の間に配置されており、そしてシール要素２１の組み付けの後、これによって取り囲まれる。第一及び第二のステーター要素２３，２５と、ローター要素２７は、リング形状に形成されており、そしてシャフト軸１４に関してセンタリングされて配置されている（図１から３ｂ参照）。

第一及び第二のステーター要素２３，２５は、外周部に、潤滑剤の為の複数の流出開口部２９を有する。これらは、少なくとも一つの流出開口部２９が、ハウジング１１内の流出チャネル３１と接続しているように形成され、及び分配されて配置されている。これは、組立を簡単にする。ステーター要素２３，２５の相対的な角度位置の重要性が、その際、低くなるからである。第一及び第二のステーター要素２３，２５の流出開口部２９を介して、潤滑剤は、シール装置２１から流出チャネル３１内へと至り、更に、図示されていない潤滑剤サンプ内へと至る。

図２，３ｂ及び３ｃに見て取れるように、ローター要素２７は、内側の部分３３を有する。この部分は、シャフト１３と接続している。内側の部分３３の領域内では、ローター要素２７は、軸方向において、つまりシャフト軸１４に平行において、最大の長さ、又は幅を有する。シャフト軸１４に関する半径方向において、ローター要素２７の内側の部分３３に、中央の部分３５が続く。この部分において、ローター要素２７は軸方向で最も短い長さ、又は幅を有する。

更に、ローター要素２７は、外側の部分３７を有する。この部分は、中央の部分３５と比較して、また軸方向において最大の長さ、又は幅を有し、しかしこれは、軸方向における内側の部分３３の長さよりも小さい。ローター要素２７の外側の部分３７は、更に、外側に、つまり半径方向で見て、段付けされたプロフィルを有する。このプロフィルは、傾斜面３９と、半径方向に伸びる面４１によって形成されている。

第一及び第二のステーター要素２３，２５は、更に内周に、突出部４５を有する内側の部分４３を有する（図３Ｃ，３Ｄ及び３Ｅ参照）。これは、其々軸方向に延在し、そしてローター要素２７の中央の部分３５の方向に延在している。ローター要素２７の中央の部分３５の方に向けられている端部においては、第一又は第二のステーター要素２３，２５の突出部４５は、各一つの突起部４７を有する。これは、ステーター要素２３，２５の突出部４５から半径方向外側に向かって延在している。第一及び第二のステーター要素２３，２５の内側の部分４３は、よって、Ｌ字形状を有する。これは、突出部４５と突起部４７を有している。

各ステーター要素２３，２５の突出部４５と突起部４７は、よって、ローター要素２７の締め付け部の領域に配置されている。これは、ローター要素２７の中央の部分３５によって形成されている。逆に、ローター要素２７の外側の部分３７も、各ステーター要素２３，２５の切欠き部４９内に配置されている。シール装置２１の組み立ての後、よって、ローター要素２７の壁部部分は、第一及び第二のステーター要素２３，２５の壁部部分と共に、異なる大きさの断面積を有するラビリンス状の構造を形成する。

第一のステーター要素２３の突出部と、ローター要素２７の内側の部分３３の間には、第一の間隙が形成されている。これは、小さな断面積と、進入開口部５３及び退出開口部５５を有する。第一の間隙５１の進入開口部５３は、潤滑剤を含む空間１７の方に開かれており、他方で、退出開口部５５は、第一の膨張空間５７と接続されている。

第一の膨張空間５７は、第一の間隙５１より大きな断面積を有する。更に、第一の膨張空間５７は、ローター要素２７の内側、中央、及び外側の部分３３，３５，３７の各壁部部分によってと、第一のステーター要素２３の内側の部分４３の壁部部分によって形成されており、その際、この壁部部分は、突出部４５と突起部４７によって形成されている。

真空装置又は真空ポンプの運転の際、潤滑剤の無い空間１９内は、潤滑剤を含む空間１７内におけるよりも低い圧力となっているので、両方の空間１７，１９の間の圧力差に基づいて、図３Ｅに示されているように、第一の間隙５１の進入開口部５３内にガス及び潤滑剤からなる混合物が進入する。図３Ｅは、ローター要素２７と第一のステーター要素２３の領域とを拡大して表している。これは、図３Ｄには参照符号Ｂで示されている。

第一の間隙５１の内部に、ほぼ層流状の混合物（ガスと潤滑剤の混合物）の流れが存在することが分かった。第一の間隙部５１の壁部における潤滑剤の分子の通過流れの際、潤滑剤の分子は確かにこれら壁部に堆積する。しかし、潤滑剤とガスからなる混合物のほぼ層状の流れにより、第一の間隙５１の中央の領域において壁部の間を移動する潤滑剤の分子は壁部には当たらない。空間１７，１９が一定の断面積の間隙によって接続されていようときには、先行技術において通常そうであるように、潤滑剤のこれら分子は、結果として、更に潤滑剤の無い空間１９へと至る。

しかし、ガスと潤滑剤から成る混合物が、発明に係るシール装置２１において第一の間隙５１の退出開口部５５から退出すると、その速度は、ベルヌーイの法則に従い減少する。第一の膨張空間５７の断面積が、第一の間隙５１の断面積よりも大きいからである。更に、局所的な負圧領域によって、第一の膨張空間５７内に乱流が発生する。これは、第一の膨張空間５７内において、潤滑剤の分子がローター要素２７、又は第一のステーター要素２３の壁部部分にあたる蓋然性が、第一の間隙５１に対するよりも明らかに高いことに通じる。

ローター要素２７の外側の部分３７の内側面と、第一のステーター要素２３の突出部４５における突起部４７の間に、更に一つの第二の間隙５９が形成されている。第二の間隙５９の進入開口部６１は、第一の膨張空間５７と接続している一方で、第二の間隙５９の退出開口部は、第二の膨張空間６５と接続している。第二の膨張空間６５は、ここでもまた、第二の間隙５９よりも大きな断面積を有するので、ガスと潤滑剤からなる混合物の速度は、ここでもまた、第二の膨張空間６５内への進入の際よりも低くなる。更に、第二の膨張空間６５内においてもまた、乱流が局所的な負圧領域によって発生する。

第二の膨張空間は、ローター要素２７の外側の部分３７の壁部部分によって、及び第一のステーター要素２３の向かい合った壁部部分によって形成されている。ローター要素２７の外側の部分３７の特徴化された外側面（この外側面は半径方向に伸びる面４１と傾斜面３９を有する）に基づいて、第二の膨張空間６５は、狭窄部と拡張部を有する。これらは、其々異なる大きさの断面積を有している。これによって、乱流は、第二の膨張空間６５の内部で、膨張空間５７の内部と比べて追加的に高められる。第二の膨張空間６５においては、更に半径方向においては、第一及び第二のステーター要素２３、２５の流出開口部２９の一方が続き、そして軸方向においては第二のステーター要素２５の別の膨張空間が続く。

第一及び第二のステーター要素２３、２５は、構造が同じで、かつローター要素２７の異なる側に配置されているのみである。第一及び第二のステーター要素２３，２５は、更に、ローター要素２７に関して互いに対称に配置されている。図３Ｃ及び３Ｄに見て取ることができるように、よって、ローター要素２７と第二のステーター要素２５の間に、二つの更なる膨張空間と二つの更なる間隙の連続が、ローター要素２７と第一のステーター要素２３の間におけるように、しかし逆の順番で繰り返される。よって、ガスと潤滑剤からなる流れの分子（第一の間隙５１の進入開口部５３内に進入する分子）は、潤滑剤の無い空間内への進入までの経路上で、比較的長く、そしてラビリンス状の経路を通過する必要がある。この経路の内部には、小さな断面積を有する各間隙と、より大きな断面積を有する各膨張空間の間に複数の移行部が配置されている。

よって、一定の断面積を有する一、又は複数の間隙と比べて、発明に係るシール装置３２１の内部では、ローター要素２７又は第一若しくは第二のステーター要素２３，２５の壁部部分に潤滑剤の分離が当たる蓋然性が明らかに高められている。更に、潤滑剤の分子は、ローター要素２７の回転運動によって半径方向外側に向かって加速される。これによって、これらは、半径方向に伸びる面４１に沿って、ローター要素２７の外側の部分３７の傾斜面３９に沿って、及び第一又は第二のステーター要素２１，２３の傾斜面６７に沿ってステーター要素２３，２５の流出開口部２９の方へと、そしてハウジング１１内の流出チャネル３１内へと移動する。流出チャネルは、ここでもまた、図示されていない潤滑剤サンプと接続している。発明に係るシール装置２１は、よって、潤滑剤を含む空間１７からシール装置２１内へと進入するガスと潤滑剤の分離を改善する。

図４Ａ，４Ｂ及び４Ｃには、発明に係る真空装置の第二の実施形が表されている。これは、図１から図３Ｅに表される実施形とは、一方で、ローター要素２７の中央の部分３５が、三つの部に分けられている、つまり詳しく言うと、内側の部材部分７１、中央の部材部分７３、及び外側の部材部分７５に分けられている点で異なっている。その際、中央の部材部分７２は、軸方向において、内側の部材部分７１，７５よりも長い長さを有する。第一及び第二のステーター要素２３，２５は、相応する突出部を有する。よって全体として、ローター要素２７と、第一又は第二のステーター要素２３，２５の間には、全部で十の間隙と十の膨張空間を有する構造が形成されている。

更に、第二の実施形の膨張空間は、第一の実施形と反対に、追加的な傾斜面を有する。これら傾斜面は、第一又は第二のステーター要素２３，２５の相応する壁部部分によって形成されている。よって、間隙と膨張空間の数量が第一の実施形と比べてより多いことに基づいて、第二の実施形においては、潤滑剤の分子が、ローター要素２７の壁部部分、又は第一若しくは第二のステーター要素２３，２５の壁部部分あたる蓋然性が更に高められる。これによって、シール装置２１による潤滑剤の無い空間１９の潤滑剤を含む空間１７に対するシール（シール性）が、第二の実施形に従い、再度改善される。

１１ ハウジング
１３ シャフト
１４ シャフト軸
１５ 支承部
１７ 潤滑剤を含む空間
１９ 潤滑剤の無い空間
２１ シール装置
２３ 第一のステーター要素
２５ 第二のステーター要素
２７ ローター要素
２９ ステーター要素の流出開口部
３１ 流出チャネル
３３ ローター要素の内側の部分
３５ ローター要素の中央の部分
３７ ローター要素の外側の部分
３９ ローターの傾斜面
４１ ローターの半径方向に伸びる面
４３ ローター要素の内側の部分
４５ ステーター要素の突出部
４７ 突起部
４９ ステーター要素の切欠き部
５１ 第一の間隙
５３ 第一の間隙の進入開口部
５５ 第一の間隙の退出開口部
５７ 第一の膨張空間
５９ 第二の間隙
６１ 第二の間隙の進入開口部
６３ 第二の間隙の退出開口部
６５ 第二の膨張空間
６７ ステーターの傾斜面
７１ 内側の部材部分
７３ 中央の部材部分
７５ 外側の部材部分

Claims (14)

1. 真空装置、特に真空ポンプであって、潤滑剤の無い空間（１９）及び潤滑剤を含む空間（１７）を有し、並びに回転可能に支承されたシャフト（１３）を有し、このシャフトが、少なくとも部分的に両方の空間（１７，１９）の内部に配置されており、その際、当該空間（１７，１９）の間にシール装置（２１）が設けられており、このシール装置を通ってシャフト（１３）が貫通しており、その際、シール装置（２１）が、
   ローター要素（２７）を有し、このローター要素が、シャフト（１３）と回転不能に接続されており、
   シール装置（２１）が、第一のステーター要素（２３）を有し、このステーター要素が、回転不能に空間（１７，１９）の間に配置されており、
   その際、第一のステーター要素（２５）とローター要素（２７）の間に、進入開口部（５３）を有する第一の間隙（５１）が形成されており、この進入開口部が、潤滑剤を含む空間（１７）の方に向かって開かれており、
   その際、第一の間隙（５１）が、進入開口部（５３）と向かい合って退出開口部（５５）を有し、この退出開口部が、第一の膨張空間（５７）と接続されており、この第一の膨張空間が、第一の間隙（５１）よりも大きな断面積を有し、そしてローター要素（２７）と第一のステーター要素（２３）の壁部部分によって形成されており、そして、
   その際、第一の膨張空間（５７）が、潤滑剤サンプと接続しており、
   その際、シール装置（２１）が、第二のステーター要素（２５）を有し、この第二のステーター要素が、ローター要素（２７）の、潤滑剤の無い空間（１９）の方に向けられている側に配置されており、一方、第一のステーター要素（２３）が、潤滑剤を含む空間（１７）の方に向けられているローター要素（２７）の向かい合った側に配置されており、
   その際、第一及び第二のステーター要素（２３，２５）が、同じ構造であることを特徴とする真空装置。
2. 真空装置、特に真空ポンプであって、潤滑剤の無い空間（１９）及び潤滑剤を含む空間（１７）を有し、並びに回転可能に支承されたシャフト（１３）を有し、このシャフトが、少なくとも部分的に両方の空間（１７，１９）の内部に配置されており、その際、当該空間（１７，１９）の間にシール装置（２１）が設けられており、このシール装置を通ってシャフト（１３）が貫通しており、その際、シール装置（２１）が、
   ローター要素（２７）を有し、このローター要素が、シャフト（１３）と回転不能に接続されており、
   シール装置（２１）が、第一のステーター要素（２３）を有し、このステーター要素が、回転不能に空間（１７，１９）の間に配置されており、
   その際、第一のステーター要素（２５）とローター要素（２７）の間に、進入開口部（５３）を有する第一の間隙（５１）が形成されており、この進入開口部が、潤滑剤を含む空間（１７）の方に向かって開かれており、
   その際、第一の間隙（５１）が、進入開口部（５３）と向かい合って退出開口部（５５）を有し、この退出開口部が、第一の膨張空間（５７）と接続されており、この第一の膨張空間が、第一の間隙（５１）よりも大きな断面積を有し、そしてローター要素（２７）と第一のステーター要素（２３）の壁部部分によって形成されており、そして、
   その際、第一の膨張空間（５７）が、潤滑剤サンプと接続しており、
   その際、シール装置（２１）が、第二のステーター要素（２５）を有し、この第二のステーター要素が、ローター要素（２７）の、潤滑剤の無い空間（１９）の方に向けられている側に配置されており、一方、第一のステーター要素（２３）が、潤滑剤を含む空間（１７）の方に向けられているローター要素（２７）の向かい合った側に配置されており、
   その際、ローター要素（２７）が、第一及び第二のステーター要素（２３，２５）の方向において同じ形状を有することを特徴とする真空装置。
3. 第一のステーター要素（２３）とローター要素（２７）の間に、第二の間隙（５９）が形成されており、その進入開口部（６１）が、第一の膨張空間（５７）と接続していること、および、第二の間隙（５９）が、進入開口部（６１）と向かい合って退出開口部（６３）を有し、この退出開口部が、第二の膨張空間（５７）と接続しており、この第二の膨張空間が、第二の間隙（５９）よりも大きな断面積を有し、そしてローター要素（２７）と第一のステーター要素（２３）の壁部部分によって形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の真空装置。
4. ローター要素（２７）が、内側の部分（３３）を有し、この部分を通ってシャフト（１３）が、軸方向に貫通しており、ローター要素（２７）が、中央の部分（３５）を有し、この部分がシャフト（１３）に関する半径方向において内側の部分（３３）に続いており、そしてローター要素（２７）が、外側の部分（３７）を有し、この部分が、半径方向において中央の部分（３５）に続いており、その際、中央の部分（３５）が、軸方向において内側及び外側の部分（３３，３７）よりも短い長さを有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の真空装置。
5. 第一のステーター要素（２３）の内側の部分（４３）が、半径方向において、ローター要素（２７）の内側及び外側の部分（３３，３７）の間に配置されており、そして、第一のステーター要素（２３）とローター要素（２７）の各内側の部分（４３）の壁部部分が、第一の間隙（５１）を形成することを特徴とする請求項４に記載の真空装置。
6. 第一の膨張空間（５７）が、第一のステーター要素（２３）の内側の部分（４３）の壁部部分によって、並びに、ローター要素（２７）の内側、中央及び外側の部分（３３，３５，３７）の壁部部分によって形成されていることを特徴とする請求項４または５に記載の真空装置。
7. ローター要素（３７）の中央の部分（３５）が、内側、中央、及び外側の部材部分（７１，７３，７５）を有し、その際、中央の部材部分（７３）が、軸方向において、中央及び外側の部材部分（７１，７５）よりも長い長さを有することを特徴とする請求項４から６のいずれか一項に記載の真空装置。
8. 第一のステーター要素（２３）が、少なくとも一つの軸方向の切欠き部（４９）を有し、その内部に、ローター要素（２７）の軸方向に延在する部分（３７）が配置されていることを特徴とする請求項１から７の少なくとも一項に記載の真空装置。
9. ローター要素（２７）が、シャフトに関して軸方向に少なくとも一つの狭窄部（３５）を有し、ローター要素（２７）の狭窄部（３５）によって、及び第一のステーター要素（２３）の突出部（４５）によって、第一及び第二の間隙（５１，５９）と、第一及び第二の膨張空間（５７，６５）が形成されているよう、狭窄部内に、第一のステーター要素（２３）の軸方向の突出部（４５）が配置されていることを特徴とする請求項３から８のいずれか一項に記載の真空装置。
10. 第一のステーター要素（２３）が、少なくとも一つの流出開口部（２９）を有し、この流出開口部が、潤滑剤サンプと接続しており、そしてステーター要素（２３）の外周部に配置されていることを特徴とする請求項１から９の少なくとも一項に記載の真空装置。
11. 第一及び第二のステーター要素（２３，２５）が、ローター要素（２７）に関して対称に構成され、及び／又は配置されていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の真空装置。
12. ハウジング（１１）が設けられており、このハウジング内に、第一及び／又は第二のステーター要素（２３，２５）が回転不能に、そしてローター要素（２７）が回転可能に配置されており、ハウジングが、潤滑剤の為の流出チャネル（３１）を有し、この流出チャネルが、第一及び／又は第二のステーター要素（２３，２５）の少なくとも一つの流出開口部（２９）と、及び潤滑剤サンプと接続していることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の真空装置。
13. ローター要素（２７）、及び／又は第一及び第二のステーター要素（２３，２５）が、傾斜面（３９，６７）を有し、これら傾斜面が、潤滑剤を案内する為、及び／又は滴切りの為に設けられていることを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の真空装置。
14. 真空装置、特に真空ポンプであって、潤滑剤の無い空間（１９）及び潤滑剤を含む空間（１７）を有し、並びに回転可能に支承されたシャフト（１３）を有し、このシャフトが、少なくとも部分的に両方の空間（１７，１９）の内部に配置されており、その際、当該空間（１７，１９）の間にシール装置（２１）が設けられており、このシール装置を通ってシャフト（１３）が貫通しており、その際、シール装置（２１）が、
    ローター要素（２７）を有し、このローター要素が、シャフト（１３）と回転不能に接続されており、
    シール装置（２１）が、第一のステーター要素（２３）を有し、このステーター要素が、回転不能に空間（１７，１９）の間に配置されており、
    その際、第一のステーター要素（２５）とローター要素（２７）の間に、進入開口部（５３）を有する第一の間隙（５１）が形成されており、この進入開口部が、潤滑剤を含む空間（１７）の方に向かって開かれており、
    その際、第一の間隙（５１）が、進入開口部（５３）と向かい合って退出開口部（５５）を有し、この退出開口部が、第一の膨張空間（５７）と接続されており、この第一の膨張空間が、第一の間隙（５１）よりも大きな断面積を有し、そしてローター要素（２７）と第一のステーター要素（２３）の壁部部分によって形成されており、そして、
    その際、第一の膨張空間（５７）が、潤滑剤サンプと接続しており、
    その際、シール装置（２１）が、第二のステーター要素（２５）を有し、この第二のステーター要素が、ローター要素（２７）の、潤滑剤の無い空間（１９）の方に向けられている側に配置されており、一方、第一のステーター要素（２３）が、潤滑剤を含む空間（１７）の方に向けられているローター要素（２７）の向かい合った側に配置されており、
    その際、第一及び第二のステーター要素（２３，２５）が、外周部に、潤滑剤の為の複数の流出開口部（２９）を有し、これらが、少なくとも一つの流出開口部（２９）が、ハウジング（１１）内の流出チャネル（３１）と接続しているように形成され、及び分配されて配置されていることを特徴とする真空装置。

Images