CN112867867B - 真空泵、以及真空泵构成零件 - Google Patents
真空泵、以及真空泵构成零件 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112867867B CN112867867B CN201980068548.0A CN201980068548A CN112867867B CN 112867867 B CN112867867 B CN 112867867B CN 201980068548 A CN201980068548 A CN 201980068548A CN 112867867 B CN112867867 B CN 112867867B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gas
- trap
- cooling trap
- cooling
- vacuum pump
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 215
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 92
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims abstract description 74
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 43
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 38
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 8
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 claims description 5
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 claims description 5
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 4
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract description 5
- 238000007599 discharging Methods 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 165
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 19
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 18
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 13
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 10
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 10
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 9
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 9
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 8
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 5
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 5
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride Chemical compound Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000000112 cooling gas Substances 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000012447 hatching Effects 0.000 description 1
- PSCMQHVBLHHWTO-UHFFFAOYSA-K indium(iii) chloride Chemical compound Cl[In](Cl)Cl PSCMQHVBLHHWTO-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 238000005339 levitation Methods 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000007790 scraping Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D19/00—Axial-flow pumps
- F04D19/02—Multi-stage pumps
- F04D19/04—Multi-stage pumps specially adapted to the production of a high vacuum, e.g. molecular pumps
- F04D19/042—Turbomolecular vacuum pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D17/00—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
- F04D17/08—Centrifugal pumps
- F04D17/16—Centrifugal pumps for displacing without appreciable compression
- F04D17/168—Pumps specially adapted to produce a vacuum
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D19/00—Axial-flow pumps
- F04D19/02—Multi-stage pumps
- F04D19/04—Multi-stage pumps specially adapted to the production of a high vacuum, e.g. molecular pumps
- F04D19/044—Holweck-type pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D19/00—Axial-flow pumps
- F04D19/02—Multi-stage pumps
- F04D19/04—Multi-stage pumps specially adapted to the production of a high vacuum, e.g. molecular pumps
- F04D19/046—Combinations of two or more different types of pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
- F04D29/52—Casings; Connections of working fluid for axial pumps
- F04D29/522—Casings; Connections of working fluid for axial pumps especially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/526—Details of the casing section radially opposing blade tips
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
- F04D29/52—Casings; Connections of working fluid for axial pumps
- F04D29/54—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
- F04D29/541—Specially adapted for elastic fluid pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/58—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer
- F04D29/582—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer specially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/5826—Cooling at least part of the working fluid in a heat exchanger
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/58—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer
- F04D29/582—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer specially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/5853—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer specially adapted for elastic fluid pumps heat insulation or conduction
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/70—Suction grids; Strainers; Dust separation; Cleaning
- F04D29/701—Suction grids; Strainers; Dust separation; Cleaning especially adapted for elastic fluid pumps
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Non-Positive Displacement Air Blowers (AREA)
Abstract
提供一种能够高效地冷却气体,并且检修频次较少的真空泵。具备:主体壳体(14),具有气体的进气部(12)和排气部(13);涡轮分子泵机构部(17),形成有定子翼(19)和转子翼(20);螺纹槽泵机构部(18),设置于涡轮分子泵机构部(17)的下游侧;冷却阱部(81),将从涡轮分子泵机构部(17)导出的气体冷却而使其向螺纹槽泵机构部(18)侧流出;分隔壁(29),将从涡轮分子泵机构部(17)导出的气体引导至冷却阱部(81)。
Description
技术领域
本发明涉及例如涡轮分子泵等的真空泵和其构成零件。
背景技术
一般地,作为真空泵的一种公知有涡轮分子泵。在该涡轮分子泵中,通过向泵主体内的马达通电而使转子翼旋转,通过将吸入至泵主体的气体的气体分子弹开而对气体进行排气。此外,在这样的涡轮分子泵中,存在如下的类型:具备冷却阱部(也称为“冷却部”、“阱部”等),利用冷却阱部使气体中的堆积成分积极地升华(在此为固体化的意思)。
并且,作为该类型的涡轮分子泵,存在将冷却阱部配置在排气流路的中途的方案(专利文献1)、将冷却阱部配置于排气流路之外而使一部分的气体分流的方案(专利文献2、专利文献3)等。在此,在专利文献2和专利文献3中,流经排气流路的气体用附图标记G表示,分流至冷却阱部的气体由附图标记g表示。
专利文献1 : 日本特开2003-254284号公报
专利文献2 : 日本专利第4211320号公报
专利文献3 : 日本专利第4916655号公报。
另外,在如上所述的各种涡轮分子泵中,在专利文献1示出的类型的泵中,冷却阱部被设置于排气流路的中途,冷却阱部面向排气流路。因此,由专利文献1示出的类型的涡轮分子泵与专利文献2、专利文献3示出的类型相比,能够使大量的气体与冷却阱部接触,能够使气体中的堆积成分高效地升华。
但是,由于在排气流路中堆积物析出,随着堆积物增加,排气流路逐渐被堵塞,排气性能降低。并且,不易在将冷却阱设置在壳体内的状态下去除堆积物,为了去除堆积物而将排气流路的尺寸(流路面积)复原,需要取下冷却阱而对冷却阱进行基于大修的检修。
相对于此,在如专利文献2和专利文献3所示地使气体的一部分从排气流路向冷却阱部侧分流的类型中,能够将冷却阱部从排气流路分离,不易在排气通路产生堆积物。但是,仅令用于引导排气流路的气体的一部分的流路(附图标记g的气体流路)与排气流路连通而将二者在空间上连接,不一定产生如期待那样的气体的分流。由此,由专利文献2和专利文献3示出的类型的涡轮分子泵难以高效地运用冷却阱部。
特别地,关于在冷却阱部的前级被压缩的气体,认为分子的平均自由行程为0.5mm左右,理论上,难以使气体中的分子向从排气流路离开的位置移动。因而,在如专利文献2和专利文献3示出的那样使气体分流的类型中,难以借助冷却阱部使气体中的堆积成分高效地升华。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够高效地冷却气体,并且检修频次较少的真空泵、以及真空泵的构成零件。
(1)为了达成上述目的,本发明为一种真空泵,其特征在于,
具备:
壳体,具有气体的进气部和排气部;
泵机构部,形成有静止翼和旋转翼;
螺纹槽排气机构部,被设置于前述泵机构部的下游侧;
冷却阱部,将从前述泵机构部导出的前述气体冷却而使其向前述螺纹槽排气机构部侧流出;
分隔壁部,将从前述泵机构部导出的前述气体引导至前述冷却阱部。
(2)此外,为了达成上述目的,其他的本发明是如技术方案(1)所述的真空泵,其特征在于,前述分隔壁部是设置于前述壳体内的圆板状部件。
(3)此外,为了达成上述目的,其他的本发明是如技术方案(2)所述的真空泵,其特征在于,前述分隔壁部与前述旋转翼一体地设置。
(4)此外,为了达成上述目的,其他的本发明是如技术方案(1)所述的真空泵,其特征在于,在前述分隔壁部的下游具备前述螺纹槽排气机构部。
(5)此外,为了达成上述目的,其他的本发明是如技术方案(1)所述的真空泵,其特征在于,在前述分隔壁部的上游具备前述螺纹槽排气机构部。
(6)此外,为了达成上述目的,其他的本发明是如技术方案(1)所述的真空泵,其特征在于,前述冷却阱部中的阱温度比气体成分的至少一种的升华温度低。
(7)此外,为了达成上述目的,其他的本发明是如技术方案(1)所述的真空泵,其特征在于,前述冷却阱部的安装部为隔热构造。
(8)为了达成上述目的,其他的本发明是如技术方案(1)所述的真空泵,其特征在于,具备前述冷却阱部堆积物的去除功能。
(9)为了达成上述目的,其他的本发明是如技术方案(1)所述的真空泵,其特征在于,在前述冷却阱部具备与作为前述气体的流入流出口的第一流入流出口不同的第二流入流出口。
(10)为了达成上述目的,其他的本发明是如技术方案(1)所述的真空泵,其特征在于,在前述冷却阱部中的内表面的至少一部分形成有非粘接覆层。
(11)为了达成上述目的,其他的本发明是如技术方案(1)所述的真空泵,其特征在于,将前述冷却阱部、既定的壳体部件组合而构成前述壳体,其中仅前述冷却阱部能够拆装。
(12)为了达成上述目的,其他的本发明是一种真空泵构成零件,其具有用于在真空泵的壳体内将气体向离心方向引导的上游侧气体引导面、用于将前述气体向向心方向引导的下游侧气体引导面。
根据上述发明,能够提供一种能够高效地冷却气体,并且检修频次较少的真空泵,以及真空泵的构成零件。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的涡轮分子泵的纵剖面。
图2中(a)是将第一实施方式的涡轮分子泵的一部分放大而示出的纵剖面、(b)是将第二实施方式的涡轮分子泵的一部分放大而示出的纵剖面。
图3中(a)是将没有设置冷却阱部时的气体的状态变化在蒸汽压线图上示出的图表,(b)是将设置有冷却阱部时的气体的状态变化在蒸汽压线图上示出的图表。
图4是本发明的第二实施方式的涡轮分子泵的纵剖面。
图5是本发明的第三实施方式的涡轮分子泵的纵剖面。
图6是本发明的第四实施方式的涡轮分子泵的纵剖面。
图7是本发明的第五实施方式的涡轮分子泵的纵剖面。
图8是本发明的第六实施方式的涡轮分子泵的纵剖面。
图9是本发明的第七实施方式的涡轮分子泵的纵剖面。
图10是本发明的第八实施方式的涡轮分子泵的纵剖面。
具体实施方式
以下基于附图对本发明的各实施方式的真空泵进行说明。
基于图1以及图2对本发明的第一实施方式的涡轮分子泵10进行说明。图1将作为本发明的第一实施方式的真空泵的涡轮分子泵10纵剖而概要地示出。该涡轮分子泵10连接至例如半导体制造装置、电子显微镜、质量分析装置等的对象设备的真空腔室(省略图示)。
涡轮分子泵10一体地具备圆筒状的泵主体11、箱状的电装盒(省略图示)。其中的泵主体11为,图1中的上侧为与对象设备侧相连的进气部12,下侧为连通至辅助泵等的排气部13。并且,涡轮分子泵10在如图1示出的铅直方向的垂直姿势之外,也可以使用倒立姿势、水平姿势、倾斜姿势。
在电装盒(省略图示)中收纳有用于向泵主体11进行电力供给的电源回路部、用于控制泵主体11的控制回路部,在此省略对这些的详细说明。
泵主体11具备大致圆筒状的主体壳体14。在主体壳体14内设置有排气机构部15和旋转驱动部(以下称为“马达”)16。其中,排气机构部15是由作为泵机构部的涡轮分子泵机构部17、作为螺纹槽排气机构部的螺纹槽泵机构部18构成的复合型结构。
涡轮分子泵机构部17和螺纹槽泵机构部18被配置为在泵主体11的轴向上连续,在图1中,在图1中的上侧配置有涡轮分子泵机构部17,在图1中的下侧配置有螺纹槽泵机构部18。以下,对涡轮分子泵机构部17、螺纹槽泵机构部18的基本构造概要地进行说明。
被配置于图1中的上侧的涡轮分子泵机构部17是由多个涡轮叶片进行气体的输送的结构,具备具有既定的倾斜、曲面且放射状地形成的固定翼(以下称为“定子翼”)19和旋转翼(以下称为“转子翼”)20。在涡轮分子泵机构部17中,定子翼19和转子翼20以遍及十级的程度交替地并列的方式配置。
定子翼19与主体壳体14一体地设置,在上下的定子翼19之间,插入有转子翼20。转子翼20与作为真空泵构成零件的筒状的转子28一体化,转子28以覆盖转子轴21的外侧的方式同心地固定于转子轴21。随着转子轴21的旋转,转子轴21以及转子28向相同的方向旋转。
在此,泵主体11作为主要的零件的材质而采用铝,后述的排气侧壳体14b、定子翼19、转子28等的材质也是铝。此外,在图1中,为了避免图面变得复杂,对示出泵主体11中的零件的剖面的阴影线的记载进行了省略。
在转子28的转子圆筒部23上环状地形成有作为分隔壁部的分隔壁29。该分隔壁29一体地形成于转子28中的轴向的中途的部位,在图1中的转子翼20的下部,沿径向突出。并且,分隔壁29的从转子28的突出量被设定为遍及全周而均等。
进而,分隔壁29向后述的冷却阱部41引导气体。此外,分隔壁29的材质也与转子28等同样地是铝。并且,分隔壁29随着转子28的旋转而与转子28一体地旋转,一边作为旋转圆板起作用一边进行向径向外侧(离心方向)的气体的引导。
转子轴21被加工为带台阶的圆柱状,从涡轮分子泵机构部17到达下侧的螺纹槽泵机构部18。进而,在转子轴21中的轴向的中央部配置有马达16。对于该马达16在之后进行描述。
螺纹槽泵机构部18具备转子圆筒部23和螺纹定子24。转子圆筒部23和螺纹定子24的细节在之后描述。在螺纹槽泵机构部18的后级配置有用于与排气管连接的排气口25,排气口25的内部与螺纹槽泵机构部18在空间上连通。
进而,在螺纹槽泵机构部18的外周部设置有冷却阱部41(之后描述)。螺纹槽泵机构部18的转子圆筒部23与转子28一体地形成。进而,转子圆筒部23从图1中的转子28的下端部沿径向同心地扩张而形成。
在图2(a)示出放大后的剖面,螺纹定子24形成为筒状,遍及全周地覆盖转子圆筒部23的外侧。在螺纹定子24的内周面朝向轴向(从图1的上侧朝向下侧)以既定的扭曲角度形成有弯曲齿状的多个螺旋壁部26。进而,在各螺旋壁部26之间,形成有被各螺旋壁部26隔开的螺纹槽部27。
在螺纹定子24中,螺旋壁部26的间隔以随着从图1以及图2(a)中的上方朝向下方而逐渐变窄的方式变化。因此,螺纹槽部27的宽度也以随着从图1中的上方朝向下方而逐渐变窄的方式变化。螺纹定子24以令螺旋壁部26的顶端、螺纹槽部27朝向转子圆筒部23的状态,以螺旋壁部26不与转子圆筒部23接触的方式被固定于排气侧壳体14b。
在此,作为螺纹定子24,能够采用作为霍尔拜克结构而公知的一般的定子。此外,在图2(a)中,对螺旋壁部26,省略阴影线而示出剖面,以使图示不变得复杂。此外,作为螺纹定子24的材质,采用铝。
前述的马达16具有被固定于转子轴21的外周的转子(省略附图标记)、以包围转子的方式配置的定子(省略附图标记)。用于使马达16动作的电力的供给由收纳于前述的电装盒(省略图示)的电源回路部和控制回路部进行。
对于转子轴21的支承,使用基于磁悬浮的作为非接触式的轴承的磁性轴承。作为磁性轴承,使用被配置于马达16的上下方的两组径向磁性轴承(径向上的磁性轴承)30、被配置于转子轴21的下部的一组轴向磁性轴承(轴向上的磁性轴承)31。
其中的各径向磁性轴承30由形成于转子轴21的径向电磁体靶30A、与其对置的多个(例如两个)径向电磁体30B、以及径向方向变位传感器30C等构成。径向方向变位传感器30C检测转子轴21的径向变位。并且,基于径向方向变位传感器30C的输出,控制径向电磁体30B的励磁电流,转子轴21被悬浮支承以使其能够在径向的既定位置绕轴心旋转。
轴向磁性轴承31由安装于转子轴21的下端侧部位的圆盘形状的电枢盘31A、夹着电枢盘31A而上下地对置的轴向电磁体31B、设置于从转子轴21的下端面少许离开的位置的轴向方向变位传感器31C等构成。轴向方向变位传感器31C检测转子轴21的轴向变位。并且,基于轴向方向变位传感器31C的输出,控制上下的轴向电磁体31B的励磁电流,转子轴21被悬浮支承以使其能够在轴向的既定位置绕轴心旋转。
并且,通过使用这些径向磁性轴承30和轴向磁性轴承31,当转子轴21(以及转子翼20)进行高速旋转时,实现无磨损、寿命长、并且不需要润滑油的环境。此外,在本实施方式中,通过使用径向方向变位传感器30C和轴向方向变位传感器31C,对于转子轴21,仅绕轴向(Z方向)的旋转方向(θz)自由,对其他的5轴向即X、Y、Z、θx、θy方向进行位置控制。
进而,在转子轴21上部以及下部的周围以既定间隔配置有半径方向上的保护轴承(也称为“保护轴承”、“着陆(T/D)轴承”、“ 备用轴承”等)32、33。通过这些保护轴承32、33,即使在例如万一电气系统的故障或大气侵入等的故障发生时,也不会使转子轴21的位置和姿势产生较大变化,转子翼20和其周边部位不会损伤。
接着,对前述的冷却阱部41进行说明。冷却阱部41将外主体部42、内主体部43、以及冷却板44等进行组合,以覆盖螺纹槽泵机构部18的外周的方式形成为环状。作为这些外主体部42、内主体部43、以及冷却板44的材质采用铝。
外主体部42构成主体壳体14的一部分(轴向的中间部分),内主体部43面向螺纹槽泵机构部18的螺纹定子24的外周。即,在本实施方式中,主体壳体14是将位于图1中的上部的进气侧壳体14a、冷却阱部41的外主体部42、以及位于图1中的下侧的排气侧壳体14b串联地并列而构成的。进而,冷却阱部41如后所述地在主体壳体14的内部进行气体的冷却。
进而,在外主体部42的内部环状地形成有用于使冷却水循环的冷却水流路46。经由冷却水配管47,冷却水(省略图示)被导入至冷却水流路46。并且,通过被导入至冷却水流路46的冷却水,带走外主体部42和能够导热地接触外主体部42的各零件(内主体部43、冷却板44等)的热量,冷却阱部41被冷却。在此,在图1中,导出冷却水的冷却水配管(省略图示)隐藏于主体壳体14的背后。
冷却板44在将其板面朝向主体壳体14的径向中外侧和内侧的状态下立起地设置。冷却板44的基端部(图1以及图2(a)中下方的部位)被加工为剖面L字状,以被外主体部42和内主体部43夹持的状态被固定。冷却板44的上端部(图1以及图2(a)中上方的部位)到达与前述的分隔壁29大致相同的位置,不与分隔壁29接触,并且,经由防止漏气程度的微小间隙而面向分隔壁29。
在冷却板44的基端侧,以贯通冷却板44的厚度方向的方式设置有流通孔部45,冷却板44的外侧和内侧的空间连通以使气体能够流通。并且,在冷却阱部41的内部形成有阱流路51,所述阱流路51从分隔壁29的上表面侧的空间经过冷却板44的外侧、流通孔部45、以及冷却板44的内侧而到达分隔壁29的下表面侧的空间。
在阱流路51中,分隔壁29的上表面侧的部位成为阱流路51的形成为环状的阱流入口52(第一流入流出口中的第一流入口)。此外,分隔壁29的下表面侧的部位成为阱流路51的同样地形成为环状的阱流出口53(第一流入流出口中的第一流出口)。并且,从涡轮分子泵机构部17导出的气体被分隔壁29引导而向阱流入口52流入。
进而,向阱流入口52流入的气体在阱流路51中通过冷却板44的外侧和内侧,从阱流入口52朝向螺纹槽泵机构部18流出。在此,阱流入口52和阱流出口53可以是遍及全周地连续地开口的结构,或者也可以是断续地开口的结构。
在冷却阱部41,如图1中的左侧所示(在图2(a)示出放大后的剖面),连接有构成清洗液流入管55(第二流入流出口中的第二流入口)的部件和清洗液流出管56(第二流入流出口中的第二流出口)。清洗液流入管55和清洗液流出管56通常经由阀等被关闭以使清洗液不流通。但是,在清洗冷却阱部41内时,在停止涡轮分子泵10的运转的状态下,经由清洗液流入管55,清洗液(省略图示)被导入至阱流路51内。
清洗液流入管55和清洗液流出管56的配置在将涡轮分子泵10设置为图1示出的状态(将进气部12朝上而垂直)时,清洗液流入管55的位置被设定为比清洗液流出管56低。此外,对于清洗液流入管55和清洗液流出管56,使用标准化了的配管和接头。
清洗液流出管56的配置如图1所示,清洗液流出管56的位置被设定为比分隔壁29低。并且,经由清洗液流入管55被供给至冷却阱部41而在阱流路51内流通的清洗液在阱流路51内留存,经由清洗液流出管56被排出至涡轮分子泵10的外部。并且,清洗液在阱流路51和涡轮分子泵10的外部之间循环。
通过这样地使清洗液供给至阱流路51内而使其循环,清洗液流入管55和清洗液流出管56、以及与这些相连的清洗液流路作为清洗部(发挥堆积物的去除功能的堆积物去除部)而起作用。并且,能够不将冷却阱部41从主体壳体14取下而进行清洗。进而,在冷却阱部41的内部设置有冷却板44,确保气体和冷却阱部41的接触面积较大,通过利用清洗液的清洗,能够对冷却阱部41内的较宽阔的面积(能够附着堆积物的面积)高效地进行清洗。
此外,清洗液流入管55和清洗液流出管56中,将位于上方的清洗液流出管56配置得比分隔壁29低,所以能够防止清洗液的液面到达分隔壁29和其上部。并且,能够防止清洗液的液面到达比分隔壁29靠上方,防止清洗液溢出至比分隔壁29靠上方。
在冷却阱部41中,连接的前述冷却水配管47、清洗液流入管55、以及清洗液流出管56都朝向主体壳体14的径向外侧(离心方向)突出。此外,在冷却阱部41的下方设置有排气口25和吹扫口57,这些也朝向主体壳体14的径向外侧(离心方向)突出。
吹扫口57构成吹扫气体(在此是氮气)的流路。经由吹扫口57被导入的吹扫气体在径向电磁体靶30A、径向电磁体30B之间的空间中形成向上气流。并且,借助吹扫气体的流动,包含堆积成分的气体被排出,可能会残留的堆积成分推压流动。
冷却阱部41的相对于邻接零件(在此是进气侧壳体14a以及排气侧壳体14b)的固定使用内六角螺栓58、59而进行。即,如图1以及图2(a)中所示,通过相对直径较大的内六角螺栓58,进行进气侧壳体14a的凸缘部61和冷却阱部41(外主体部42)的连结。此外,通过相对直径较小的内六角螺栓59,进行排气侧壳体14b的凸缘部62和冷却阱部41(同样地外主体部42)的连结。
此外,通过将直径较大的内六角螺栓58拧松而使其从冷却阱部41脱离,能够进行进气侧壳体14a和冷却阱部41的分离。进而,通过将直径较小的内六角螺栓59拧松而使其从冷却阱部41脱离,能够进行排气侧壳体14b和冷却阱部41的分离。
并且,在设想堆积物在冷却阱部41内蓄积至利用清洗液进行的清洗不足够的程度时等,能够将冷却阱部41取下,进行冷却阱部41的分解和清洗。此外,借助将冷却阱部41取下,被冷却阱部41覆盖而隐藏的螺纹槽泵机构部18露出。因此,在螺纹槽泵机构部18的螺纹定子24附着有堆积物时,也能够进行去除该堆积物的作业。
在这样的构造的涡轮分子泵10运转时,前述的马达16被驱动,转子翼20旋转。并且,随着转子翼20的旋转,从图1中的上侧示出的进气部12吸引气体,使气体分子与定子翼19和转子翼20碰撞,同时,向螺纹槽泵机构部18侧进行气体的输送。
从涡轮分子泵机构部17向螺纹槽泵机构部18侧导出的气体借助图1中的分隔壁29的上表面29a(上游侧气体引导面)被向水平方向的外侧(从旋转中心侧向离心方向侧)引导。并且,被旋转的分隔壁29的上表面29a引导的气体被导引至阱流入口52,流入至冷却阱部41的阱流路51。
连续地进行这样的气体输送,流入至阱流路51的气体经过冷却板44的外周面44a侧、流通孔部45,到达内周面44b侧。并且,阱流路51内的气体借助与冷却阱部41的各壁面之间的导热而被冷却,从阱流路51经过阱流出口53,朝向分隔壁29流出。并且,被冷却后的气体沿分隔壁29的下表面29b(下游侧气体引导面)流动,被吸入至前述的螺纹槽部27,被螺纹槽泵机构部18压缩。
螺纹槽部27内的气体从排气部13向排气口25进入,经由排气口25从泵主体11被排出。另外,可以将转子轴21、与转子轴21一体地旋转的转子翼20、转子圆筒部23、以及马达16的转子(省略附图标记)等统称为例如“转子部”、或者“旋转部”等。
接着,使用图3(a)、(b)的蒸汽压曲线对冷却阱部41的功能进行说明。其中,图3(a)例示在涡轮分子泵机构部(参照图1的附图标记17)、螺纹槽泵机构部(参照图1的附图标记18)之间没有设置冷却阱部41时的状态变化,图3(b)例示设置有冷却阱部41时的状态变化。
进而,各图中的纵轴表示气体中的堆积成分的分压P,横轴表示气体的温度T。在此,与零件的表面接触的气体被冷却至零件的温度,因此为了方便而将构成流路的零件的温度作为“气体的温度”处理。此外,在各图中蒸汽压曲线L以随着气体的温度T上升而堆积成分的分压P向上方突起的形状平滑地上升。并且,如图中由文字标记示出的那样,蒸汽压曲线L的上侧区域为堆积成分为固体的区域(固体区域)。进而,如同样地由图中文字标记示出的那样,蒸汽压曲线L的下侧区域为堆积成分为气体的区域(气体区域)。
在图3(a)中,点S1~S3示出在涡轮分子泵内被输送的气体、气体中的堆积成分的状态。其中S1(T=T1、P=P1)与涡轮分子泵机构部的入口(以下称为“涡轮入口”)的气体的状态对应。该S1位于比蒸汽压曲线L靠下侧,涡轮入口的堆积成分的状态处于气体区域。
接下来,S2(T2、P2)与涡轮分子泵机构部的出口(以下称为“涡轮出口”)的气体的状态对应。在涡轮分子泵机构部,气体随着输送而被压缩。由此,在涡轮出口,与涡轮入口(S1)相比,气体的温度和堆积成分的分压都上升。
在图3(a)的例子中,相对于涡轮出口的气体没有使用冷却阱(相当于图1的附图标记41),所以可以认为从涡轮出口,螺纹槽部(相当于图2(a)中的附图标记27)的入口(以下称为“螺纹槽入口”)的气体的温度相同。即,在涡轮出口和螺纹槽入口之间没有设置冷却阱时,关于气体的温度以及堆积成分的分压,可以认为涡轮出口=螺纹槽入口的关系成立。
并且,若气体在螺纹槽部内被输送,则有气体的温度和堆积成分的压力上升而气体的状态成为S3的情况。该S3与螺纹槽部的出口(以下称为“螺纹槽出口”)的气体的状态对应。进而,S3(T2、P2)位于比蒸汽压曲线L靠上侧,在涡轮出口,堆积成分的状态属于固体区域。因此,认为在螺纹槽部出口、比螺纹槽出口靠下游侧的部位存在堆积成分的体积(析出)。并且,在假设堆积物留存较多时,需要将涡轮分子泵拆解,进行为了去除堆积物的清洁。
另一方面,在如图3(b)所示地使用冷却阱(相当于图1中的附图标记41)时,通过将到达涡轮出口的气体(S2)引导至冷却阱,从而能够使气体的温度下降。并且,如S4(T4、P4)和S5(T5、P5)所示,使气体的状态向比蒸汽压曲线L更低温侧的固体区域移动,使堆积成分析出,对于被送至螺纹槽入口(S6)的气体,能够降低堆积成分的分压。
即,图3(b)中的S4与冷却阱的入口(以下称为“阱入口”)的气体的状态对应, S5与冷却阱的出口(以下称为“阱出口”)的气体的状态对应。此外,S6与螺纹槽入口的气体的状态对应, S7与螺纹槽出口的气体的状态对应。
通过将涡轮出口的气体引导至冷却阱,气体的温度降低,气体的状态从S3向S4移动。进而,气体在冷却阱内的阱流路(相当于图1中的附图标记51)流通期间,在冷却阱内产生堆积成分的析出,堆积成分的分压从P4向P5下降。在此,在图3(b)中,为使说明不变得复杂,使气体的温度在阱入口下降至T4而T4=T5。如前所述,接触零件的表面的气体被冷却至零件的温度,因此为了方便而将构成流路的零件的温度作为“气体的温度”,进而,由于冷却阱入口S4与冷却阱出口S5是相同的温度,所以令T4=T5。另外,气体的温度降低的方式不被限于图3(b)的例子。
到达冷却阱出口的气体从冷却阱部流出,被引导至螺纹槽入口。并且,气体的温度从T5上升至T6。此时堆积成分在冷却阱部进行固体化,堆积成分的分压P6低于图3(a)示出的情况(没有设置冷却阱部的情况)的螺纹槽入口的分压(P2)。
因此,气体即使与图3(a)示出的情况同样地被螺纹槽泵机构部(相当于图1中的附图标记18)压缩,在螺纹槽出口,堆积成分的分压P7也比P3低。其结果是能够防止在螺纹槽出口、其下游的部位产生堆积物。并且,不需要为了堆积物的去除的清洁,可以使清洁的频次降低。
进而,通过令冷却阱部的温度(阱温度)低于气体中的至少一个的堆积成分的升华温度,能够进一步防止在冷却阱部以外的部分析出堆积物。在此,作为气体,例如能够例示氯化铝析出的气体,相对地升华温度较高的氯化铟析出的气体等。
根据如以上说明的第一实施方式的涡轮分子泵10(图1),在冷却阱部41的前级设置有分隔壁29,所以能够借助分隔壁29积极地将气体向冷却阱部41引导。并且,通过分隔壁29,能够将气体引导至阱流入口52,进而将经由冷却阱部41而从阱流出口53流出的气体向下游侧引导。由此,与例如前述的专利文献2和专利文献3示出的类型相比,无需使气体分流,借助分隔壁29和冷却阱部41的相互作用,能够高效地冷却气体的整体。
此外,借助分隔壁29将气体向冷却阱部41引导,所以能够将排气流路以如下的方式形成:不是一条直线,而是向一度弯折的方向(能够偏离的方向)行进,经由冷却阱部41,返回到螺纹槽泵机构部18的上游。并且,阱流入口52、阱流出口53、冷却阱部41、冷却阱部41内的阱流路51这些螺纹槽泵机构部18的前级的气体流路并不是谋求压缩功能的部位,所以不易受到大小的限制。因此,通过使螺纹槽泵机构部18的前级的气体流路为足够的大小,与前述的专利文献1示出的类型相比,能够防止排气流路被堆积物堵塞。并且,可以减少冷却阱部41的检修频次。
此外,阱流入口52和阱流出口53位于分隔壁29的上下方,阱流入口52和阱流出口53被分隔壁29分隔。由此,能够防止流入气体和流出气体的碰撞,能够使气体平顺地流通。并且,能够可靠地将气体供给至冷却阱部41。
进而,因为在涡轮分子泵机构部17和螺纹槽泵机构部18之间设置分隔壁29,所以即使例如在从涡轮分子泵机构部17导出的气体中包含任何的杂物,也可以借助分隔壁29防止该杂物向螺纹槽泵机构部18侧侵入。
此外,在冷却阱部41设置有冷却板44,所以能够较大地确保气体和冷却阱部41的接触面积。并且,由此可以高效地进行气体的冷却。
此外,一般地,涡轮分子泵10内的气体的温度比大气温度高,冷却阱部41的外主体部42面向大气侧,从而通过外主体部42向大气侧进行散热。因此,可以高效地进行气体的冷却。
此外,冷却阱部41以面向螺纹槽泵机构部18的螺纹定子24的外周的方式延伸,与前述的专利文献1示出的类型相比,配置于不易受到来自泵内部的热量影响的位置。因此,可以高效地进行气体的冷却。并且,不易引起例如冷却阱部41中的冷却后的气体,受到来自泵内部的热量的影响而再次升温的问题。
更具体地,根据第一实施方式的冷却阱部41,能够将冷却阱部41自身高效地低温化。这是因为,利用被水冷的冷却阱部41中的壳体(外主体部42等)能够进行更多的散热,安装有冷却阱部41的泵壳体(进气侧壳体14a和排气侧壳体等)不易变为高温,自这些泵壳体的导热较少。
此外,根据第一实施方式的冷却阱部41,能够高效地将气体冷却。这是因为,从泵内部的高温部(马达16等发热零件、螺纹槽泵机构部18等的高温侧部件等)离开,所以不易受到热量的影响。
进而,根据该第一实施方式的涡轮分子泵10,如图3(b)所示,在冷却阱部41中,能够将气体的状态引导至固体区域,迅速地将气体的温度下降至堆积成分的升华温度(固体化温度)以下。并且,利用冷却阱部41捕捉气体中堆积成分(堆积物),能够使气体的分压降低。
由此,如图3(b)所示,即使从阱出口流出后的气体的温度上升(T5→T6→T7),也能够将在螺纹槽出口处的气体的状态(S4)保持在气体区域内。并且,能够抑制在螺纹槽出口、其下游的部位堆积物的产生以及增加。并且,由此可以减少冷却阱部41的检修频次。
接着,基于图4以及图2(b)对本发明的第二实施方式的涡轮分子泵80进行说明。另外,对与第一实施方式同样的部分附加相同的附图标记,适当省略其说明。在图4(以及图2(b))例示的第二实施方式中,排气侧壳体84b覆盖螺纹槽泵机构部18的外侧,冷却阱部81突出到主体壳体84(进气侧壳体84a以及排气侧壳体84b)的外侧。
冷却阱部81将都是铝制的外主体部82和内主体部83组合而结合,形成为环状。进而,冷却阱部81被单元化,相对于邻接的零件(在此是进气侧壳体84a以及排气侧壳体84b)的固定使用多个(仅图示两个)内六角螺栓89进行。
这些内六角螺栓89被插入进气侧壳体84a的凸缘部87,并且被拧入冷却阱部81。通过拧紧各内六角螺栓89,冷却阱部81被拉起。冷却阱部81在面向排气侧壳体84b的状态下,被固定于进气侧壳体84a以及排气侧壳体84b。进而,令形成于内主体部83的内侧的凸部83a(图2(b))与排气侧壳体84b接触,使成为空气层的微小的间隙88夹在冷却阱部81和排气侧壳体84b之间。
在冷却阱部81和排气侧壳体84b之间,未进行基于例如内六角螺栓那样的螺纹连接件的连结。由此,仅通过松开全部连结进气侧壳体84a和冷却阱部81的内六角螺栓89,可以将冷却阱部81以整个单元从主体壳体84单体地被取下。并且,能够不伴随进气侧壳体84a和排气侧壳体84b的取下而进行冷却阱部81的拆装。
此外,在内主体部83环状地形成有用于使冷却水循环的冷却水流路46,冷却水经由冷却水配管47被导入至该冷却水流路46。并且,通过冷却水,带走内主体部83以及能够导热地接触于内主体部83的各零件的热量,冷却阱部81被冷却。在此,在图1中,导出冷却水的冷却水配管隐藏于主体壳体84的背后。
在冷却阱部81以令其板面朝向主体壳体84的径向的外侧和内侧,且朝下垂吊的状态设置有铝制的冷却板85。冷却板85的上端部在冷却阱部81内被固定于划分部90。冷却板85的下端部和内主体部83的底部之间形成有成为气体的流路的流通部86。
在图4中的划分部90的上下方的部位开口有阱流入口92(第一流入流出口中的第一流入口)、阱流出口93(第一流入流出口中的第一流出口)。进而,划分部90和分隔壁29被配置于图1的相同高度的位置。阱流入口92和阱流出口93跨排气侧壳体84b的壁部和冷却阱部81的内主体部83而贯通。并且,在冷却阱部81的内部形成有从阱流入口92经过冷却板85的外侧、流通部86、以及冷却板85的内侧而到达阱流出口93的阱流路96。
上述的阱流入口92面向图4中的分隔壁29的上表面侧的部位,阱流出口93面向分隔壁29的下表面侧的部位。并且,被从涡轮分子泵机构部17导出的气体被分隔壁29引导,从阱流入口92进入至冷却阱部81内。并且,冷却阱部81内的气体从阱流出口93返回至主体壳体84内。
在图4以及图2(b)中的分隔壁29的下部设置有螺纹定子94。该第二实施方式的螺纹定子94与第一实施方式的螺纹定子24(图1)同样地形成为筒状,遍及全周地覆盖转子圆筒部23的外侧。并且,在螺纹定子94的内周面朝向周向以既定的扭曲角度形成有弯曲齿状的多个螺旋壁部26。进而,在各螺旋壁部26之间形成有被各螺旋壁部26隔开的螺纹槽部27。
螺纹定子24为,图4中的上部被配置为面向前述的阱流出口93。并且,螺纹定子24将从阱流出口93流出的冷却后的气体取入至螺纹槽部27(图2(b))内,随着转子圆筒部23的旋转一边压缩一边向下方引导。转子圆筒部23和螺纹定子24的压缩作用和第一实施方式是同样的。
此外,在该第二实施方式中,排气口25和吹扫口57朝向轴向(图4中的下侧)从主体壳体84的排气侧壳体84b向下突出。并且,螺纹槽部27内的气体从排气部13进入排气口25,经由排气口25被从泵主体11排出。
根据如以上说明的第二实施方式的涡轮分子泵80,冷却阱部81被安装于主体壳体84的外侧,冷却阱部81位于排气侧壳体84b的外侧。进而,冷却阱部81为仅拧松与进气侧壳体84a进行连结的内六角螺栓89就能够进行与进气侧壳体84a以及排气侧壳体84b的双方的分离。进而,无需进行进气侧壳体84a和排气侧壳体84b的取下,就能够进行冷却阱部81的取下。
因而,冷却阱部81的取下和安装容易。此外,排气侧壳体84b覆盖螺纹槽泵机构部18的外侧,即使将冷却阱部81取下,也能够防止螺纹槽泵机构部18比第一实施方式的方式更大地露出。并且,由此能够进行涡轮分子泵80的如下的运用。
例如,在进行冷却阱部81的清洗时,停止涡轮分子泵80的运转,使涡轮分子泵机构部17为静止的状态。进而,将冷却阱部81与新的冷却阱部81进行更换。然后,重新开始涡轮分子泵80的运转,另一方面,清洗被取下的冷却阱部81,以备下一次的冷却阱部81的更换。
此外,使主体壳体84的排气侧壳体84b与冷却阱部81的内主体部83对置,与冷却阱部81的连接部分的大小大致被控制在阱流入口92和阱流出口93相加的面积左右。由此,与第一实施方式那样地将进气侧壳体14a、冷却阱部41的外主体部42、排气侧壳体14b在轴向上串联地并列的情况相比,能够减小取下冷却阱部81时的开口部的大小。并且,无需将主体壳体84较大地开放就能够进行冷却阱部81的取下。
此外,根据第二实施方式的涡轮分子泵80,在冷却阱部81和排气侧壳体84b之间形成间隙88(图2(b)),因此能够防止冷却阱部81和排气侧壳体84b的接触面积变得过多。并且,可以良好地保持螺纹槽泵机构部18和冷却阱部81的温度。并且,能够防止在螺纹槽泵机构部18析出堆积物,防止冷却阱部81中的冷却不足。
此外,将冷却阱部81配置于排气侧壳体84b的外侧,所以从外主体部82等的零件向大气侧更多地进行散热,并且,不易受到来自涡轮分子泵80(从周边的部分)的热量的影响,由此能够高效地进行气体的冷却。
进而,根据第二实施方式的涡轮分子泵80,排气口25和吹扫口57朝向主体壳体84的轴向(图1中的下侧),所以在将环状的冷却阱部81从主体壳体84取下时、将其安装于主体壳体84时,能够防止排气口25和吹扫口57与冷却阱部81干涉。并且,可以容易地进行冷却阱部81的拆装的作业。
接着,基于图5至图10对本发明的第三实施方式的涡轮分子泵100至第八实施方式的涡轮分子泵150进行说明。另外,对与前述的第一实施方式和第二实施方式同样的部分附加相同的附图标记,适当省略其说明。
首先,在第一实施方式和第二实施方式中,分隔壁29(图1、图2(a)、图2(b)、图4)被与转子圆筒部23一体地加工。相对于此,在图5例示的第三实施方式中,作为分隔壁部(以及真空泵构成零件)的分隔壁109作为与转子圆筒部23分开的零件被加工为环状,相对于排气侧壳体84b,借助螺纹固定(螺栓固定)等机构(省略图示)被固定为同心状。
并且,在分隔壁109的内周缘部和转子圆筒部23之间存在能够尽可能地防止气体的短路的微小的间隙101。分隔壁109不旋转,作为保持静止状态的固定圆板而起作用,进行向冷却阱部81的气体的引导。通过这样地形成,转子圆筒部23的加工变得容易。另外,作为冷却阱部81,采用与第二实施方式同样的冷却阱部。
图6示出本发明的第四实施方式的涡轮分子泵110。在该第四实施方式的涡轮分子泵110中,分隔壁29与第二实施方式(图4、图2(b))同样地,被与转子圆筒部23一体加工。进而,在该第四实施方式中,转子圆筒部23在轴向上形成为比第二实施方式短。
此外,在该第四实施方式中,代替第二实施方式的螺纹定子24,采用圆板状的螺纹定子111(被称为“西格本构造”、“吉格本构造”、“齐格班构造”、或者“齐格本构造”等的类型)。在该螺纹定子111中,在圆周方向形成有多个螺旋壁部112、被螺旋壁部112分隔的螺纹槽部113。
在图6中,螺纹定子111被固定于排气侧壳体84b。进而,螺纹定子111被配置于分隔壁29的下方,令螺旋壁部112和螺纹槽部113朝向分隔壁29侧(图6中的上方)。并且,螺纹定子111使外周端侧以接近的状态(在图1中的大致相同的高度的位置)与冷却阱部81的阱流出口93对置。
螺纹定子111将从阱流出口93流出的冷却后的气体取入至螺纹槽部113内,一边在旋转的分隔壁29之间进行压缩一边向向心方向(旋转中心的方向)引导。并且,螺纹槽部113的出口(螺纹槽出口)位于螺纹定子111的内周部,在螺纹槽泵机构部114被压缩的气体被向转子圆筒部23侧导出。在此,作为螺纹定子111,可以采用作为西格本构造(或者齐格本构造)而公知的一般的定子。
根据像这样的第四实施方式的涡轮分子泵110,容易使螺纹定子111和阱流出口93的高度对合,容易使螺纹槽部113的入口(螺纹槽入口)和阱流出口93接近。进而,可以使自阱流出口93的气体的流出方向和利用螺纹定子111的气体的压缩方向(输送方向)一致(都为向心方向)。因此,从阱流出口93向螺纹定子111的气体的供给能够不改变方向而以较小的排气阻力顺畅地进行。
图7示出本发明的第五实施方式的涡轮分子泵120。在该第五实施方式的涡轮分子泵120中,螺纹定子121以外的构成与第二实施方式(图4、图2(b))是同样的。螺纹定子121是同时具有在轴向上形成螺旋壁部26和螺纹槽部27的霍尔拜克构造,以及在径向上形成螺旋壁部112和螺纹槽部113的西格本构造的双方构造的类型。
并且,螺纹定子121将从冷却阱部81的阱流出口93流出的气体吸引至朝向分隔壁29侧的螺纹槽部103,一边向向心方向压缩一边进行输送。进而,螺纹定子121将到达内周部的气体吸引至朝向转子圆筒部23侧的螺纹槽部27,一边在图7中的轴向的向下朝向进行压缩一边进行输送。
通过具备这样的类型的螺纹定子121,可以将从阱流出口93流出后的气体平顺地吸引至螺纹槽部113,并且能够以多级(在此是向心方向和轴向下侧的两级)进行压缩。
图8示出本发明的第六实施方式的涡轮分子泵130。在该第六实施方式的涡轮分子泵130中,具备与第四实施方式(图6)的涡轮分子泵110同样的螺纹定子111(西格本构造),并且在分隔壁29的上部具备其他的螺纹定子131。在以下,将与第四实施方式同样的螺纹定子称为第一螺纹定子111,将其他的螺纹定子称为第二螺纹定子131,以区别两者。
其中,第二螺纹定子131与第一螺纹定子111是同样的西格本构造,在圆周方向形成有多个螺旋壁部132、被螺旋壁部132分隔的螺纹槽部133。在图8中,第二螺纹定子131被配置于分隔壁29的上方,螺旋壁部132和螺纹槽部133朝向分隔壁29侧(图8中的下方),被固定于进气侧壳体84a。进而,第二螺纹定子131使外周端侧以接近冷的状态与冷却阱部81的阱流入口92对置。
第二螺纹定子131具有引导部134,所述引导部134以将从涡轮分子泵机构部17的出口(涡轮出口)导出的气体向旋转中心侧并且向分隔壁29侧引导气体的方式倾斜。进而,第二螺纹定子131将被引导部134引导的气体在旋转中心侧取入至螺纹槽部133内,一边在与旋转的分隔壁29之间压缩一边向离心方向引导。并且,螺纹槽部133的出口面向阱流入口92,第二螺纹定子131将从涡轮分子泵机构部17导出的气体进一步压缩而送入至冷却阱部81。
根据这样的第六实施方式的涡轮分子泵130,通过使一个分隔壁29旋转,不仅是利用第一螺纹定子111的气体的压缩,能够进行利用第二螺纹定子131的气体的压缩。并且,能够将从涡轮分子泵机构部17导出的气体顺利地送入至阱流入口92,并且能够以多级(在此是两级)进行压缩。
图9示出本发明的第七实施方式的涡轮分子泵140。在该第七实施方式的涡轮分子泵140中,采用与第四实施方式的涡轮分子泵110同样的构成,并且在冷却阱部81和进气侧壳体84a的凸缘部87之间夹入有多个隔热环141,所述隔热环141在冷却阱部81的安装部构成隔热构造。
该隔热环141可以利用例如不锈钢制的垫圈(垫片),在隔热环141中插入有固定冷却阱部81的内六角螺栓89的螺栓轴。并且,隔热环141在冷却阱部81和凸缘部87之间形成有成为空气层的空间部142。
根据这样的第七实施方式的涡轮分子泵140,可以在冷却阱部81的上表面和进气侧壳体84a的凸缘部87之间进行利用空间部142的隔热。因此,能够防止冷却阱部81和进气侧壳体84a的接触面积变得过大。并且,可以将涡轮分子泵机构部17的出口(涡轮出口)的温度保持在适当水平。进而,能够在冷却阱部81中集中地使堆积物产生,能够防止在冷却阱部81以外的部分(涡轮分子泵机构部17等)析出堆积物。
此外,能够将前述的冷却阱部81和排气侧壳体84b之间的间隙88(在此,与第二实施方式是同样的所以援用图2(b))与上述的空间部142并用而进行隔热,易于将冷却阱部81、其周边部的温度保持在适当水平。进而,作为隔热环141的材质,采用了与铝相比导热性差的不锈钢,所以能够通过隔热环141自身来提高夹着隔热环141的进气侧壳体84a和冷却阱部81之间的隔热性。
图10示出本发明的第八实施方式的涡轮分子泵150。在该第八实施方式的涡轮分子泵150中,采用与第一实施方式(图1、图2(a))的涡轮分子泵10同样的构成,并且在冷却阱部41和排气侧壳体14b的凸缘部62之间夹入多个隔热环141。
该隔热环141与第七实施方式的隔热环141同样地可以利用例如不锈钢制的垫圈(垫片)。并且,在隔热环141中插入有固定冷却阱部41的内六角螺栓59的螺栓轴。并且,隔热环141在冷却阱部41和凸缘部62之间形成有成为空气层的空间部142。
根据这样的第八实施方式的涡轮分子泵150,可以在冷却阱部41中的外主体部42的下表面和排气侧壳体14b的凸缘部62之间进行基于空间部142的隔热。因此,能够防止冷却阱部41和排气侧壳体14b的接触面积变得过大。并且,可以将螺纹槽泵机构部18的温度保持在适当水平。进而,能够防止在螺纹槽泵机构部18析出堆积物,防止冷却阱部81中的冷却不足。
另外,省略了图示,可以在冷却阱部41中的外主体部42的上表面和进气侧壳体14a的凸缘部61之间夹入隔热环,进行基于形成的空间部的隔热。进而,将这些隔热并用,可以在冷却阱部41中的外主体部42的上下方进行隔热。
另外,关于冷却,考虑为水冷式(例如第一实施方式至第八实施方式),设置冷冻机,以及为珀尔帖式(使用珀尔帖元件)。此外,关于表面积的确保,考虑在冷却阱部内设置散热片(冷却板)(例如第一实施方式至第八实施方式)。
接下来,关于去除堆积物的功能,考虑利用水洗(例如第一实施方式至第八实施方式)、用振动而脱落、物理刮擦以及每次更换冷却阱部(例如第一实施方式至第八实施方式)。其中,水洗考虑在施加超声波(振动)的同时进行。此外,关于该水洗,考虑设置清洗液的出入口,将清洗液的出口朝向比气体的出口更下方(例如第一实施方式至第八实施方式)。
此外,关于利用振动而脱落,考虑在能够析出堆积成分的位置施加非粘接覆层,弱化堆积物与和零件的结合力,易于通过振动和冲击将堆积物抖落。作为非粘接覆层,能够例示基于由特氟龙(注册商标)加工而形成的膜的覆层。
接下来,关于削减配管阻力的功能,考虑用旋转圆板送入(例如第三实施方式以外的实施方式),与西格本构造的入口连接(例如图6至图9示出的第四实施方式至第七实施方式)。
另外,本发明的实施方式以及各变形例可以是根据需要进行各种组合的构成。此外,本发明不被限定于上述的实施方式和各变形例,在不脱离主旨的范围内能够进行各种变形。
附图标记
10 涡轮分子泵(真空泵)
11 泵主体
12 进气部
13 排气部
14 壳体主体(壳体)
14a 进气侧壳体(既定的壳体部件)
14b 排气侧壳体(既定的壳体部件)
17 涡轮分子泵机构部(泵机构部)
18 螺纹槽泵机构部(螺纹槽排气机构部)
19 定子翼(静翼)
20 转子翼(旋转翼)
24 螺纹定子(配备于分隔壁部的下游的螺纹槽排气机构部的一部分)
28 转子(真空泵构成零件)
29 分隔壁(分隔壁部)
29a 分隔壁的上表面(上游侧气体引导面)
29b 分隔壁的下表面(下游侧气体引导面)
41、81 冷却阱部
52 阱流入口(第一流入流出口中的第一流入口)
53 阱流出口(第一流入流出口中的第一流出口)
55 清洗液流入管(发挥堆积物的去除功能的部分的一部分,构成第二流入流出口中的第二入口的部件)
56 清洗液流出管(发挥堆积物的去除功能的部分的一部分,构成第二流入流出口中的第二出口的部件)
87 进气侧壳体的凸缘部(冷却阱部的安装部)
92 阱流入口(第一入出口中的第一入口)
93 阱流出口(第一入出口中的第一出口)
94 螺纹定子(配备于分隔壁部的下游的螺纹槽排气机构部的一部分)
109 分隔壁(分隔壁部、圆板状部件、真空泵构成零件)
111 第一螺纹定子(配备于分隔壁部的下游的螺纹槽排气机构部的一部分)
131 第二螺纹定子(配备于分隔壁部的上游的螺纹槽排气机构部)
141 隔热环(令冷却阱部的安装部为隔热构造的部件)
80、100、110、120、130、140、150 涡轮分子泵(真空泵)。
Claims (9)
1.一种真空泵,其特征在于,
具备:
壳体,具有气体的进气部和排气部;
泵机构部,形成有静止翼和旋转翼;
转子,具有前述旋转翼,
螺纹槽排气机构部,被设置于前述泵机构部的下游侧;
冷却阱部,将从前述泵机构部导出的前述气体冷却而使其向前述螺纹槽排气机构部侧流出;
分隔壁部,将被从前述泵机构部导出的前述气体引导至前述冷却阱部,
前述分隔壁部是与前述转子一体地设置的圆板状部件。
2.如权利要求1所述的真空泵,其特征在于,在前述分隔壁部的下游具备下游侧螺纹槽排气机构部。
3.如权利要求1所述的真空泵,其特征在于,在前述分隔壁部的上游具备上游侧螺纹槽排气机构部。
4.如权利要求1所述的真空泵,其特征在于,前述冷却阱部中的阱温度比气体成分的至少一种的升华温度低。
5.如权利要求1所述的真空泵,其特征在于,前述冷却阱部的安装部为隔热构造。
6.如权利要求1所述的真空泵,其特征在于,具备前述冷却阱部中的堆积物的去除功能。
7.如权利要求1所述的真空泵,其特征在于,前述冷却阱部具备与作为前述气体的流入流出口的第一流入流出口不同的作为清洗液流入流出口的第二流入流出口。
8.如权利要求1所述的真空泵,其特征在于,在前述冷却阱部中的内表面的至少一部分形成有非粘接覆层。
9.如权利要求1所述的真空泵,其特征在于,将前述冷却阱部、既定的壳体部件组合而构成前述壳体,这些部件中仅前述冷却阱部能够拆装。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018205003A JP7150565B2 (ja) | 2018-10-31 | 2018-10-31 | 真空ポンプ、及び、真空ポンプ構成部品 |
JP2018-205003 | 2018-10-31 | ||
PCT/JP2019/041794 WO2020090632A1 (ja) | 2018-10-31 | 2019-10-24 | 真空ポンプ、及び、真空ポンプ構成部品 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112867867A CN112867867A (zh) | 2021-05-28 |
CN112867867B true CN112867867B (zh) | 2023-10-31 |
Family
ID=70463096
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201980068548.0A Active CN112867867B (zh) | 2018-10-31 | 2019-10-24 | 真空泵、以及真空泵构成零件 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US12044241B2 (zh) |
EP (1) | EP3875769B1 (zh) |
JP (1) | JP7150565B2 (zh) |
KR (1) | KR20210082165A (zh) |
CN (1) | CN112867867B (zh) |
WO (1) | WO2020090632A1 (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113499597B (zh) * | 2021-07-17 | 2022-11-22 | 海南富山油气化工有限公司 | 一种苯类生产装置及其使用方法 |
EP4443007A1 (de) * | 2024-08-09 | 2024-10-09 | Pfeiffer Vacuum Technology AG | Turbomolekularpumpe |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0220581A1 (de) * | 1985-10-24 | 1987-05-06 | Leybold-Heraeus GmbH | Vakuumpumpe mit Gehäuse und Rotor |
JPH03199699A (ja) * | 1989-12-27 | 1991-08-30 | Ntn Corp | ターボ分子ポンプ |
JPH0893687A (ja) * | 1994-07-28 | 1996-04-09 | Ebara Corp | 真空ポンプ装置 |
JP2003254284A (ja) * | 2002-03-05 | 2003-09-10 | Boc Edwards Technologies Ltd | ポンプ装置 |
JP2007113455A (ja) * | 2005-10-19 | 2007-05-10 | Tokki Corp | 真空排気システム |
CN103671138A (zh) * | 2012-09-10 | 2014-03-26 | 株式会社岛津制作所 | 涡轮分子泵 |
CN104343699A (zh) * | 2013-07-26 | 2015-02-11 | 普发真空有限公司 | 真空泵 |
CN104819158A (zh) * | 2014-02-05 | 2015-08-05 | 株式会社岛津制作所 | 涡轮分子泵 |
CN105987012A (zh) * | 2015-03-18 | 2016-10-05 | 株式会社岛津制作所 | 涡轮分子泵 |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4916655B1 (zh) | 1968-07-09 | 1974-04-24 | ||
JPH0612794U (ja) * | 1992-07-13 | 1994-02-18 | 株式会社大阪真空機器製作所 | 複合型真空ポンプの加熱装置 |
JP2002242877A (ja) | 2001-02-15 | 2002-08-28 | Stmp Kk | 真空ポンプ |
JP2003269369A (ja) * | 2002-03-13 | 2003-09-25 | Boc Edwards Technologies Ltd | 真空ポンプ |
JP4211320B2 (ja) | 2002-08-22 | 2009-01-21 | 株式会社島津製作所 | 真空ポンプ |
JP4916655B2 (ja) | 2004-11-17 | 2012-04-18 | 株式会社島津製作所 | 真空ポンプ |
US20080253903A1 (en) * | 2007-04-11 | 2008-10-16 | Varian S.P.A. | Vacuum pumps with auxiliary pumping stages |
US20130309076A1 (en) * | 2011-02-04 | 2013-11-21 | Edwards Japan Limited | Rotating Body of Vacuum Pump, Fixed Member Disposed Opposite Rotating Body, and Vacuum Pump Provided with Rotating Body and Fixed Member |
JP6484919B2 (ja) * | 2013-09-24 | 2019-03-20 | 株式会社島津製作所 | ターボ分子ポンプ |
JP6289148B2 (ja) * | 2014-02-14 | 2018-03-07 | エドワーズ株式会社 | 真空ポンプ、及びこの真空ポンプに用いられる断熱スペーサ |
DE102014102273A1 (de) | 2014-02-21 | 2015-08-27 | Pfeiffer Vacuum Gmbh | Vakuumpumpe |
JP6287475B2 (ja) * | 2014-03-28 | 2018-03-07 | 株式会社島津製作所 | 真空ポンプ |
EP3611381B1 (de) * | 2018-08-13 | 2023-10-04 | Pfeiffer Vacuum Gmbh | Verfahren zur herstellung einer vakuumpumpe |
-
2018
- 2018-10-31 JP JP2018205003A patent/JP7150565B2/ja active Active
-
2019
- 2019-10-24 CN CN201980068548.0A patent/CN112867867B/zh active Active
- 2019-10-24 EP EP19879702.9A patent/EP3875769B1/en active Active
- 2019-10-24 KR KR1020217009694A patent/KR20210082165A/ko not_active Application Discontinuation
- 2019-10-24 WO PCT/JP2019/041794 patent/WO2020090632A1/ja unknown
- 2019-10-24 US US17/286,968 patent/US12044241B2/en active Active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0220581A1 (de) * | 1985-10-24 | 1987-05-06 | Leybold-Heraeus GmbH | Vakuumpumpe mit Gehäuse und Rotor |
JPH03199699A (ja) * | 1989-12-27 | 1991-08-30 | Ntn Corp | ターボ分子ポンプ |
JPH0893687A (ja) * | 1994-07-28 | 1996-04-09 | Ebara Corp | 真空ポンプ装置 |
JP2003254284A (ja) * | 2002-03-05 | 2003-09-10 | Boc Edwards Technologies Ltd | ポンプ装置 |
JP2007113455A (ja) * | 2005-10-19 | 2007-05-10 | Tokki Corp | 真空排気システム |
CN103671138A (zh) * | 2012-09-10 | 2014-03-26 | 株式会社岛津制作所 | 涡轮分子泵 |
CN104343699A (zh) * | 2013-07-26 | 2015-02-11 | 普发真空有限公司 | 真空泵 |
CN104819158A (zh) * | 2014-02-05 | 2015-08-05 | 株式会社岛津制作所 | 涡轮分子泵 |
CN105987012A (zh) * | 2015-03-18 | 2016-10-05 | 株式会社岛津制作所 | 涡轮分子泵 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US12044241B2 (en) | 2024-07-23 |
WO2020090632A1 (ja) | 2020-05-07 |
KR20210082165A (ko) | 2021-07-02 |
US20210388840A1 (en) | 2021-12-16 |
CN112867867A (zh) | 2021-05-28 |
JP2020070749A (ja) | 2020-05-07 |
EP3875769A1 (en) | 2021-09-08 |
JP7150565B2 (ja) | 2022-10-11 |
EP3875769A4 (en) | 2022-07-27 |
EP3875769B1 (en) | 2024-07-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN112867867B (zh) | 真空泵、以及真空泵构成零件 | |
EP0228040B1 (en) | Vacuum pump | |
CN106246563B (zh) | 涡轮分子泵 | |
US10704555B2 (en) | Stator-side member and vacuum pump | |
CN114270049A (zh) | 真空泵及真空泵系统 | |
US11125244B2 (en) | Coolant pump with application-optimised design | |
CN115103964A (zh) | 真空泵 | |
JP6390478B2 (ja) | 真空ポンプ | |
JP6461735B2 (ja) | ファンスクラバー、及び、真空ポンプ装置 | |
US20120251351A1 (en) | Gas Compressor Assembly | |
US12025142B2 (en) | Vacuum pump | |
AU2016269666B2 (en) | Combined bearing and turbomachine including said bearing | |
CN115917147A (zh) | 真空排气系统的清洗装置 | |
JP5492866B2 (ja) | 軸封装置及びポンプ装置 | |
JP2004076708A (ja) | 真空ポンプ | |
CN114776608B (zh) | 真空泵 | |
WO2021230209A1 (ja) | 真空ポンプ、及び、ステータ部品 | |
JP2003336596A (ja) | ドライターボ真空ポンプ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |