CN113757139A - 涡轮分子泵、涡轮分子泵的转子及定子 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种涡轮分子泵、涡轮分子泵的转子及定子，其可抑制倒流并谋求排气性能的提升。涡轮分子泵包括：多段的转子翼(40)，形成有多个叶片(400)，设置在转子轴方向上；以及多段的定子翼，在转子轴方向上相对于多段的转子翼(40)交替地配置，形成有多个叶片；当将m设为所述多段的转子翼的总段数以下的大于1的正的实数，在m为自然数的情况下将K设为并非m的倍数的自然数，在m并非自然数的情况下将K设为自然数时，多段的转子翼(40)包含：翼间角度为α1的转子翼；以及相对于所述翼间角度为α1的转子翼的基准位置，基准位置相位移动了角度α1·K/m的转子翼。

Description

涡轮分子泵、涡轮分子泵的转子及定子

技术领域

本发明涉及一种涡轮分子泵、涡轮分子泵的转子及定子。

背景技术

涡轮分子泵使形成有涡轮翼的转子翼相对于形成有涡轮翼的定子翼进行高速旋转，由此将已从泵的进气口流入的气体分子朝泵的排气口排气。相对于形成在泵转子的多段的转子翼，在转子轴方向上交替地配置有多段的定子翼。已撞上涡轮翼的气体分子由涡轮翼赋予朝向排气下游侧运动量而朝排气下游侧移动，被从泵的排气口排气。

在高真空的条件下，可认为在气体分子穿过涡轮翼段的一段的期间内几乎不存在分子间碰撞，因此从排气侧朝向进气侧的倒流分子的大部分被涡轮翼弹回，无需那么考虑由倒流分子所引起的性能下降。但是，在大流量、高背压条件下，产生如下的问题：气体分子穿过涡轮翼段的一段的期间的分子间碰撞增加，气体分子的倒流的影响变得显著，排气性下降。因此，在专利文献1中记载的涡轮分子泵中，将转子翼及定子翼的翼形状设为发挥防倒流效果的形状，由此谋求倒流的影响的下降。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开2000-161285号公报

发明内容

[发明所要解决的问题]

但是，在专利文献1中记载的涡轮分子泵中，由于是翼的倾斜从进气侧朝排气侧变化的复杂的翼形状，因此翼加工困难且加工成本增加成为问题。另外，涡轮翼从中心轴呈放射状地形成，因此容易于在圆周方向上邻接的涡轮翼的外径侧产生间隙。在大流量、高背压条件下，变得无法忽视与倒流相关的间隙的影响。

[解决问题的技术手段]

本发明的第一形态的涡轮分子泵包括：多段的转子翼，形成有多个叶片，设置在转子轴方向上；以及多段的定子翼，在转子轴方向上相对于多段的所述转子翼交替地配置，形成有多个叶片；当将m设为所述多段的转子翼的总段数以下的大于1的正的实数，在m为自然数的情况下将K设为并非m的倍数的自然数，在m并非自然数的情况下将K设为自然数时，所述多段的转子翼包含：翼间角度为α1的转子翼；以及相对于所述翼间角度为α1的转子翼的基准位置，基准位置相位移动了角度α1·K/m的转子翼。

本发明的第二形态的涡轮分子泵包括：多段的转子翼，形成有多个叶片，设置在转子轴方向上；以及多段的定子翼，在转子轴方向上相对于多段的所述转子翼交替地配置，形成有多个叶片；当将n设为所述多段的定子翼的总段数以下的大于1的正的实数，在n为自然数的情况下将L设为并非n的倍数的自然数，在n并非自然数的情况下将L设为自然数时，所述多段的定子翼包含：翼间角度为α2的定子翼以及相对于所述翼间角度为α2的定子翼的基准位置，基准位置相位移动了角度α2·L/n的定子翼。

本发明的第三形态的涡轮分子泵的转子是包括具有多段的转子翼的转子、及具有多段的定子翼的定子的涡轮分子泵中的所述转子，所述多段的转子翼形成有多个叶片，设置在转子轴方向上，所述多段的定子翼在转子轴方向上相对于多段的所述转子翼交替地配置，形成有多个叶片，当将m设为所述多段的转子翼的总段数以下的大于1的正的实数，在m为自然数的情况下将K设为并非m的倍数的自然数，在m并非自然数的情况下将K设为自然数时，所述多段的转子翼包含：翼间角度为α1的转子翼；以及相对于所述翼间角度为α1的转子翼的基准位置，基准位置相位移动了角度α1·K/m的转子翼。

本发明的第四形态的涡轮分子泵的定子是包括具有多段的转子翼的转子、及具有多段的定子翼的定子的涡轮分子泵中的所述定子，所述多段的转子翼形成有多个叶片，设置在转子轴方向上，所述多段的定子翼在转子轴方向上相对于多段的所述转子翼交替地配置，形成有多个叶片，当将n设为所述多段的定子翼的总段数以下的大于1的正的实数，在n为自然数的情况下将L设为并非n的倍数的自然数，在n并非自然数的情况下将L设为自然数时，所述多段的定子翼包含：翼间角度为α2的定子翼以及相对于所述翼间角度为α2的定子翼的基准位置，基准位置相位移动了角度α2·L/n的定子翼。

[发明的效果]

根据本发明，可抑制倒流并谋求排气性能的提升。

附图说明

图1是示意性地表示涡轮分子泵的概略结构的剖面图。

图2是从进气侧观察形成在最上段的第一段的转子翼的图。

图3是表示第一段的定子翼的图。

图4是从进气侧表示第k段、第k+1段、第k+2段的转子翼的图。

图5是说明第k段、第k+1段及第k+2段的转子翼的叶片的位置关系的图。

图6是说明涡轮泵段中的排气的原理的图。

图7是从进气侧观察三段的间隔环的各者的平面图。

图8是表示两段的间隔环的A-A剖面的图。

图9是说明将相位移动应用于现有的4000L/s级的涡轮分子泵的转子翼、定子翼时的排气性能提升率的图。

图10是说明将相位移动应用于2000L/s～7000L/s级的现有的涡轮分子泵时的性能提升率的图。

[符号的说明]

1：涡轮分子泵

3：底座

4：旋转体

4a：泵转子

4b：轴

10：马达

30：定子翼

30A：分割定子翼

31：定子

33、33a～33c：间隔环

34～36：磁轴承

37a、37b：机械轴承

38：排气口

40：转子翼

41：圆筒部

50：螺栓

300、400：叶片

300A、400A：基准叶片

301、401：背面

302：上表面

304：内侧肋部

331：翼载置部

332：孔

333：贯穿孔

B：点

B1～B3：宽度方向中心轴

h：突出量

M1～M3：气体分子

P1：销

R1、R2：贯穿区域

R10、R10a、R10b：间隙区域

V：圆周速度(速度)

-V、Vm1、Vm2、Vm4、Vm5、Vm6：速度

Vm3：速度(射出速度)

Vm1r、Vm2r、Vm3r、Vm4r、Vm5r、Vm6r：相对速度

α：角度(翼间角度、角度间隔)

θ、2θ：角度

具体实施方式

以下，参照图对用于实施本发明的形态进行说明。图1是示意性地表示涡轮分子泵1的概略结构的剖面图。另外，在本实施方式中，以磁轴承式的涡轮分子泵为例进行说明，但本发明并不限定于磁轴承式，可应用于各种涡轮分子泵。

涡轮分子泵1具有：涡轮泵段，包含多段的定子翼30与多段的转子翼40；以及螺纹槽泵段，包含定子31与圆筒部41。在图1中所示的例子中，涡轮泵段包含八段的定子翼30与九段的转子翼40，但各段数并不限定于此。在螺纹槽泵段中，在定子31或圆筒部41形成有螺纹槽。转子翼40及圆筒部41形成在泵转子4a。泵转子4a通过多个螺栓50而紧固在作为转子轴的轴4b。利用螺栓50将泵转子4a与轴4b紧固来变成一体，由此形成旋转体4。

多段的定子翼30相对于设置在泵转子4a的轴方向的多段的转子翼40交替地配置。各定子翼30经由间隔环33而在泵轴方向上层叠。轴4b由设置在底座3的磁轴承34、磁轴承35、磁轴承36进行磁悬浮支撑。虽然省略详细的图示，但各磁轴承34～36包括电磁铁与位移传感器。通过位移传感器来检测轴4b的悬浮位置。

将泵转子4a与轴4b进行螺栓紧固而成的旋转体4由马达10进行旋转驱动。当磁轴承未运转时，轴4b由紧急用的机械轴承37a、机械轴承37b来支撑。若通过马达10来使旋转体4高速旋转，则泵进气口侧的气体由涡轮泵段(转子翼40、定子翼30)及螺纹槽泵段(圆筒部41、定子31)依次进行排气，并被从排气口38排出。在排气口38连接辅助泵。

图2是从进气侧观察形成在泵转子4a的最上段的第一段的转子翼40的图。在转子翼40，从泵转子4a呈放射状地形成有多片叶片400。一般而言，多片叶片400遍及360度的全周来等间隔地设置，在图2中所示的例子中，每隔角度α＝22.5度来等间隔地设置。以下，将所述角度α称为翼间角度。即，图2中所示的转子翼40以翼间角度α＝22.5度来形成有16片叶片400。在邻接的叶片400间形成有如由虚线表示的贯穿表背的贯穿区域R1。

图3是表示在图2中所示的转子翼40的排气下游侧邻接配置的第一段的定子翼30的图。定子翼30分割成两个分割定子翼30A，以可配置于在转子轴方向上邻接的转子翼40的翼段间。在各分割定子翼30A，设置有半环状的内侧肋部304、及呈放射状地形成在内侧肋部304的外径侧的多个叶片300。定子翼30的多个叶片300以翼间角度α(α＝22.5度)来形成，叶片300的片数为16片。在邻接的叶片300间，形成有如由虚线表示的贯穿表背的贯穿区域R2。另外，关于贯穿区域R1、贯穿区域R2，也存在根据叶片片数或翼形状的设定而不形成的情况。

图4是从进气侧表示第k段、第k+1段、第k+2段的转子翼40的平面图的图。另外，转子翼40的叶片400的形状变成对应于转子翼的轴方向高度(翼高度)、叶片400的倾斜及叶片片数的形状。一般而言，关于多段的转子翼40，针对各段来设定翼高度、叶片倾斜及叶片片数，但在图4中所示的例子中，为了使说明变得简单而设为同一片数、同一形状。

通常，当在泵转子加工形成多段的转子翼40时，考虑加工作业性，不论哪一段均从一周360度中的同一位置开始加工。若如所述那样使不同的段的加工起点一致，则例如在上下两段的转子翼40完全为同一结构(同一片数、同一形状)的情况下，如果沿着轴方向从排气侧观察，那么上下两段的转子翼40大致一致且看上去重叠。另外，在上下两段的转子翼40的片数不同的情况下，最初被加工的叶片400的位置在上下的转子翼40中大致一致。在图2中，当基准叶片400A为最初被加工的叶片时，例如点B的位置在上下的转子翼40中大致一致。

在本实施方式中，将最初被加工的叶片400或成为后述的相位移动的基准的叶片400称为基准叶片400A，相对于特定的段(进气侧的第一段)的基准叶片400A，将其他段的基准叶片400A以在圆周方向上错开的方式设定。在图4中所示的例子中，相对于第k段的基准叶片400A，第k+1段的基准叶片400A逆时针转地偏离角度θ，第k+2段的基准叶片400A逆时针转地偏离角度2θ。相对于角度间隔α，角度θ以θ＝α/3的方式设定。

以下，将相对于某个转子翼40的基准叶片400A，使其他转子翼40的基准叶片400A在圆周方向上如角度θ、角度2θ那样错开称为相位移动。即，相对于第k段的转子翼40，第k+1段的转子翼40逆时针转地相位移动了角度θ，第k+2段的转子翼40逆时针转地相位移动了角度2θ。

另外，如图4所示，关于第k段、第k+1段、第k+2段的转子翼40的基准叶片400A，也可以将基准叶片400A的宽度方向中心轴B1、宽度方向中心轴B2、宽度方向中心轴B3设为各转子翼40的基准位置。各宽度方向中心轴B2、B3相对于宽度方向中心轴B1所形成的角度是第k+1段、第k+2段的转子翼40相对于第k段的转子翼40的相位移动的移动量。即，相对于第k段的转子翼40的基准位置，第k+1段、第k+2段的转子翼40的基准位置相位移动了角度θ、角度2θ。

图5是表示相对于第k段的转子翼40的基准叶片400A的第k+1段的转子翼40的基准叶片400A(由虚线表示)、及第k+2段的转子翼40的基准叶片400A(由点划线表示)的配置的图。相对于第k段的转子翼40的基准叶片400A，以角度θ进行了相位移动的第k+1段的转子翼40的基准叶片400A、及以角度2θ进行了相位移动的第k+2段的转子翼40的基准叶片400A以在第k段的转子翼40的贯穿区域R1中重叠的方式配置。因此，关于从第k段至第k+2段为止的三段的转子翼40，无法从进气侧眺望排气侧、或无法反过来从排气侧眺望进气侧。

(涡轮泵段的排气的原理)

图6是说明涡轮泵段中的排气的原理的图，且是将涡轮分子泵段的一部分在圆周方向上切断而成的剖面图。另外，图6是表示与一般的涡轮分子泵段的情况相同的结构的涡轮分子泵段的图，转子翼40的加工起点变成同一位置。从图示上方起为第k段的转子翼40、第k段的定子翼30及第k+1段的转子翼40。第k段及第k+1段的转子翼40的加工起点变成同一位置，因此相互的贯穿区域R1隔着定子翼30而相向。转子翼40相对于定子翼30进行旋转，因此在图6中，转子翼40的叶片400相对于定子翼30的叶片300以圆周速度V朝图示左方向移动。

(1)从进气侧射入的气体分子

此处，考虑气体分子M1针对转子翼40，以速度Vm1从进气侧朝图示下方射入的情况。另外，将邻接的叶片400间的区域称为间隙区域R10。转子翼40的叶片400以圆周速度V朝图示左方向移动，因此从叶片400观察的气体分子M1的相对速度Vm1r变成将速度Vm1与速度-V合成的右下方向的速度。关于速度Vm1的气体分子M1，射入作为间隙区域R10的一部分的间隙区域R10a的气体分子M1以在朝右下方向倾斜的叶片400之间挤过去的方式，穿过第k段的转子翼40而朝第k段的定子翼30射入。另一方面，以速度Vm1射入作为间隙区域R10中的剩余的一部分的间隙区域R10b的气体分子M1撞上叶片400的背面401。

以相对速度Vm1r射入叶片400的背面401的气体分子M1由背面401反射而从背面401射出。可认为此时的射出方向未必是镜面反射方向，在其以外的方向上也以依存于射出角度(从法线的角度)的概率存在。叶片400的背面401以朝向排气侧的方式倾斜，因此射入所述背面401的气体分子M1朝排气侧射出的概率高。此处，考虑气体分子M1以相对速度Vm2r朝背面401的法线方向射出的情况。以相对速度Vm2r从以圆周速度V进行移动的叶片400射出的气体分子M1以速度Vm2射入静止的第k段的定子翼30。速度Vm2变成将相对速度Vm2r与速度V合成的速度，如图6所示，气体分子M1相对于水平方向以浅的角度朝左下方向前进。

叶片300与叶片400相反地朝左斜下方向倾斜，因此从转子翼40射入定子翼30的气体分子M1的大部分以在叶片300之间挤过去的方式穿过定子翼30、或者撞上叶片300的背面301。叶片300的背面301以朝向排气侧的方式倾斜，因此射入所述背面301的气体分子M1由背面301反射而朝第k+1段的转子翼40的方向射出的概率高。而且，从第k段的定子翼30射入第k+1段的转子翼40的气体分子M1经过与从进气侧射入第k段的转子翼40的气体分子M1的情况相同的过程，从第k+1段的转子翼40朝排气侧移动。

另外，关于射入叶片300的背面301的气体分子M1之中，以从背面301逆行的方式以速度Vm3射出并射入第k段的转子翼40的气体分子M1，从叶片400观察的相对速度Vm3r变成将射出速度Vm3与速度-V合成的速度。因此，大部分射入叶片400的背面401。

另一方面，在第k段的转子翼40的叶片400之间挤过去而朝第k段的定子翼30射入的气体分子M1的一部分在叶片300间挤过去，剩余的一部分射入叶片300的上表面302。叶片300的上表面302朝向进气侧，因此射入上表面302的气体分子M1的一部分，例如由上表面302反射，并以速度Vm6从上表面302射出的气体分子M1再次射入第k段的转子翼40。

从以圆周速度V进行移动的叶片400观察的气体分子M1的相对速度Vm6r变成将速度Vm6与速度-V合成的速度。因此，气体分子M1射入叶片400的背面401。其后，气体分子M1由叶片400的背面401反射而从背面401射出，与所述以相对速度Vm2r射出的气体分子M1的情况同样地射入第k段的定子翼30。如此，转子翼40相对于定子翼30以圆周速度V进行旋转，由此从进气侧射入的气体分子M1的大部分被朝排气侧移送。

(2)从排气侧射入的倒流分子

继而，对从排气侧射入第k+1段的转子翼40的气体分子，即倒流分子进行说明。此处，考虑如图6中所示的气体分子M2那样，气体分子M2以速度Vm4朝图示上方射入的情况。第k+1段的转子翼40的叶片400以圆周速度V朝图示左方向移动，因此从叶片400观察的气体分子M2的相对速度Vm4r变成将速度Vm4与速度-V合成的右上方向的速度。因此，气体分子M2的大部分撞上叶片400的背面401，气体分子M2在叶片400之间朝进气侧方向挤过去的概率小。

如上所述，射入叶片400的背面401的气体分子M2具有不仅朝镜面反射方向反射，也朝其以外的方向反射的概率。例如，也存在以相对速度Vm5r从叶片400的背面401射出，并射入设置在进气侧的第k段的定子翼30的情况。在此情况下，由于叶片400相对于第k段的定子翼30的叶片300以圆周速度V朝左方向移动，因此以相对速度Vm5r从叶片400射出的气体分子M2的相对于叶片300的速度Vm5变成将相对速度Vm5r与圆周速度V合成的速度。如此，进行倒流而撞上第k+1段的转子翼40的叶片400的气体分子M2的大部分如由速度Vm5所示那样，朝左斜方向移动而撞上第k段的定子翼30的叶片300的背面301。

与所述射入第k段的转子翼40的叶片400的背面401的气体分子M1的情况同样地，在射入第k段的定子翼30的叶片300的背面301的气体分子M2的情况下，大部分也朝排气侧的第k+1段的转子翼40的方向反射，极少数朝进气侧穿过第k段的定子翼30而射入第k段的转子翼40。如此，从排气侧射入第k段的转子翼40的气体分子(倒流分子)的大部分被朝排气侧排气，总体上气体分子被从进气侧朝排气侧排气。

但是，在大流量、高背压条件(有时也称为中间流、连续流条件)下，气体分子在穿过涡轮泵段的期间内正朝频繁地产生分子间碰撞的状态过渡。当然，在此种条件下，基于所述排气原理，从排气侧朝向进气侧的倒流分子的大部分也撞上在泵轴方向上排列的翼段的叶片而弹回，并被朝排气侧移送。

但是，大流量、高背压条件下的如穿过邻接段进行倒流那样的流动起因于从密度高的部分朝密度低的部分流动的密度流，所述流动由从高压侧(排气侧)朝向低压侧(进气侧)的速度矢量表示。因此，在如图6那样，可从排气侧穿过相对静止的第k段及第k+1段的转子翼40的贯穿区域R1而眺望进气侧的结构的情况下，变得无法忽视倒流的影响。

如上所述，在本实施方式中，如图4那样使第k段、第k+1段及第k+2段的转子翼40的基准位置(由宽度方向中心轴B1～宽度方向中心轴B3表示的位置)进行相位移动。由此，如图5所示，关于从第k段至第k+2段为止的三段的转子翼40，无法从排气侧眺望进气侧，可抑制倒流的影响。

如图1所示，当具有九段的转子翼40时，在加工方面优选相对于第一段的转子翼40的基准位置，从第二段至第九段为止依次如θ/3、2θ/3、0、θ/3、2θ/3、0、θ/3、2θ/3那样循环地设定相位移动的量。当然，即便不循环地设定，也同样地取得倒流抑制效果。另外，也可以对九段中的任意的三段～八段应用相位移动，而代替如使九段全部相互错开那样的相位移动。在此情况下，优选对压力范围变得更高的排气侧的段应用相位移动。

另外，在图4、图5中所示的例子中，表示将角度θ设定成叶片400的翼间角度α的1/3，相对于第k段的转子翼40使第k+1段及第k+2段的转子翼40分别相位移动θ(＝α/3)、2θ的情况，但进行相位移动的结构并不限定于此。若使用更普遍的表达，则可表达成当将m设为多段的转子翼40的总段数以下的大于1的正的实数时，多段的转子翼40包含未进行相位移动的翼间角度为α的转子翼40，及相对于未进行相位移动的翼间角度为α的转子翼40的基准位置，基准位置相位移动了角度α·K/m(其中，在m为自然数的情况下K为并非m的倍数的自然数，在m并非自然数的情况下K为自然数)的转子翼。

图4、图5是设为m＝3的情况，K从如1、2、4、5、7、……那样的不包含3的倍数的自然数中选择。另外，在m＝2的情况下，K从如1、3、5、7、……那样的不包含2的倍数的自然数中选择，在m＝4的情况下，K从如1、2、3、5、6、7、9……那样不包含4的倍数的自然数中选择。

相对于多段的转子翼40，在m＝3的的情况下，能够以包含第k段与第k+1段或第k+2段的两种转子翼40的方式将它们应用于所有段或一部分的段，也能够以包含第k段、第k+1段及第k+2段的三种转子翼40的方式将它们应用于所有段或一部分的段。例如，作为一例，若从进气侧的第一段至第五段为止应用m＝3的情况，则将第一段设为翼间角度为α的转子翼40，将第二段～第五段的转子翼40的相位移动依次设为α/3、2(α/3)、3(α/3)、4(α/3)。当然，也可以改变顺序来将角度α/3、角度2(α/3)、角度3(α/3)、角度4(α/3)应用于第二段～第五段的转子翼40。结果，从第一段至第五段为止的转子翼40包含翼间角度为α的转子翼40，及相位移动了角度α/3、角度2(α/3)的两(＝m－1)种转子翼40。另外，也可以仅利用未进行相位移动的翼间角度为α的转子翼40、及相位移动为角度α/3的转子翼40来构成从第一段至第五段为止的转子翼40。

另外，在m为大于1的实数且并非自然数的情况，例如m＝2.5的情况下，也将相位移动的角度设定成α·K/m。但是，在m并非自然数的情况下，K从自然数1、2、3、4、5、……、(总段数－1)中选择。例如，作为一例，若从进气侧的第一段至第五段为止应用m＝2.5的情况，则将第一段设为翼间角度为α的转子翼40，将第二段～第五段的转子翼40的相位移动依次设为α/2.5、2(α/2.5)、3(α/2.5)、4(α/2.5)。当然，也可以改变顺序来将角度α/2.5、角度2(α/2.5)、角度3(α/2.5)、角度4(α/2.5)应用于第二段～第五段的转子翼40。另外，也可以仅利用未进行相位移动的翼间角度为α的转子翼40、及进行了相位移动的转子翼40的一部分(例如，角度为α/2.5的转子翼40)来构成从第一段至第五段为止的转子翼40。

另外，也可以仅利用未进行相位移动的翼间角度为α的转子翼40、及进行了相位移动的转子翼40来构成转子翼40的所有段。例如，将多段的转子翼40的一端侧的段设为未进行相位移动的翼间角度为α的转子翼40，并依次如α/m、2(α/m)、3(α/m)、……那样每隔角度α/m进行相位移动。例如，在如m＝3那样m为自然数的情况下，就加工容易性方面而言，优选以相位移动从第一段起依次如0、α/3、2(α/3)、0、α/3、2(α/3)、0、……那样变成循环的方式配置转子翼40。

在m并非自然数的情况下，例如除如m＝2.5那样m的倍数包含在K中的情况以外，相位移动的表现方式不变成循环。因此，不论是m为自然数的情况，还是并非自然数的情况，均将第一段的转子翼40及(k－1)为m的倍数的k段的转子翼40设定成未进行相位移动的翼间角度为α的转子翼40，将(k－1)并非m的倍数的第k段的转子翼40设定成相位移动了角度α·(k－1)/m的转子翼40。此种设定可应用于转子翼40的所有段，也可以应用于一部分。

另外，即便在m并非自然数的情况下，例如在m＝2.5的情况下，也能够以相位移动从第一段起依次为0、α/2.5、2(α/2.5)、0、α/2.5、2(α/2.5)、0、……而变成循环的方式构成转子翼40。当然，也可以顺序不同地配置相位移动为0、α/2.5、2(α/2.5)的转子翼40。在此情况下，可表达成多段的转子翼包含翼间角度为α1的转子翼，及相对于未进行相位移动的翼间角度为α1的转子翼的基准位置，基准位置相位移动了角度α·K/m(其中，K为未满m的自然数)的|m|种转子翼。

另外，在图4、图5中所示的例子中，将从第k段至第k+2段为止的转子翼40的片数设为相同来进行了说明。但是，当在多段的转子翼40中包含翼片数(叶片片数)不同的转子翼40时，通过如所述那样使转子翼40的基准位置(基准叶片400A的位置)进行相位移动，也可以获得倒流抑制效果。一般而言，将叶片片数设定成偶数。在此情况下，当包含多段的转子翼40的叶片片数不同的转子翼40时，若各个段的基准叶片400A的位置大致一致，则至少在基准叶片400A的附近及相位从基准叶片400A偏离了180度的部位的附近，也可以从排气侧眺望进气侧。因此，在多段的转子翼40中进行将基准叶片400A的位置错开的相位移动，由此可获得倒流抑制效果。

在所述说明中，对相对静止的转子翼40彼此应用了相位移动，但针对相对静止的定子翼30彼此，也可以应用与所述转子翼40彼此的情况相同的相位移动。即，当将n设为多段的定子翼30的总段数以下的大于1的正的实数时，多段的定子翼30以包含翼间角度为α2的定子翼30，及相对于未进行相位移动的翼间角度为α2的定子翼30的基准位置，基准位置相位移动了角度α2·L/n(其中，L为并非n的倍数的自然数)的定子翼30的方式构成。而且，不仅是n＝3的情况，针对n为多段的定子翼30的总段数以下的大于1的正的实数的情况、将相位移动应用于多段的定子翼30的全部或一部分的情况、以固定的角度θ依次循环地或非循环地进行相位移动的情况等，也可以与多段的转子翼40的情况同样地应用。

一般而言，定子翼30如图3所示那样包含一对分割定子翼30A。例如如图3所示，在相当于所述转子翼40的基准叶片400A的定子翼30的基准叶片300A，设定排列成扇状的多个叶片300中的配置在一端侧的叶片300。即，在定子翼30，以180度间隔设定有一对基准叶片300A。另外，也可以将一对分割定子翼30A的边界设定成基准位置。

当组装多段的定子翼30时，以定子翼30的基准叶片300A的位置或一对分割定子翼30A的边界(即，基准位置)相互偏离的方式，例如以边界位置每隔角度θ依次进行相位移动的方式，使一对分割定子翼30A进行相位移动来配置在间隔环33上。其结果，与转子翼40的情况同样地，其他段的定子翼30的叶片300在定子翼30的贯穿区域R2中重叠，由此可减少倒流的影响。

图7、图8是表示使多段的定子翼30的基准位置分别以固定的角度θ依次进行相位移动时的定位机构的一例的图。图7是从进气侧观察载置第k段、第k+1段及第k+2段的定子翼30(一对分割定子翼30A)的三个间隔环33(33a、33b、33c)的各者的平面图。即，是将所述n设定成n＝3，以包含未进行相位移动的第k段的定子翼，及相对于第k段的定子翼的基准位置，基准位置相位移动了角度α·L/n(其中，L为并非n的倍数的自然数)的第k+1段(L＝1的情况)、第k+2段(L＝2的情况)的定子翼的方式构成的图。图8是表示图7的A-A剖面的图，表示交替地层叠的第k段及第k+1段的定子翼30、以及间隔环33。另外，为了参考，在图7、图8中利用双点划线来表示定子翼30。

在图7中所示的各间隔环33a、33b、33c，设置有用于将一对分割定子翼30A定位在间隔环33上的销P1与贯穿孔333。在此情况下，销P1的位置相当于定子翼30的基准位置。销P1以180度间隔设置有两个。贯穿孔333的位置相对于销P1，逆时针转地相位移动了角度θ。如图8所示，销P1以从形成在间隔环33的翼载置部331的孔332朝上方突出的方式设置。销P1的突出量h设定得比分割定子翼30A的翼高度更大，并进入配置在上方的间隔环33的贯穿孔333。

当在间隔环33b上载置第k+1段的一对分割定子翼30A时，如图7所示，在一对销P1的左右两侧分别载置分割定子翼30A。如此，一对分割定子翼30A的基准位置的相位通过销P1来设定。继而，在第k+1段的一对分割定子翼30A上载置间隔环33a。此时，如图8所示，以下段的间隔环33b的销P1插入间隔环33a的贯穿孔333的方式，载置间隔环33a。继而，在间隔环33a的销P1的左右两侧的翼载置部331上，分别载置分割定子翼30A。

其结果，第k+1段的定子翼30(一对分割定子翼30A)相对于第k段的定子翼30，逆时针转地相位移动了角度θ。通过设置此种定位机构(两个销P1与贯穿孔333)，可谋求装配作业性的提升、或组装错误的防止。

图7、图8是表示n＝3的情况的图，例如在n＝4的情况下，以包含未进行相位移动的定子翼30，及相位移动的角度为L＝1时的α/n、L＝2时的2(α/n)、L＝3时的3(α/n)的三种定子翼30的方式构成定子翼30。

另外，如上所述的基准位置的相位移动可仅应用于转子翼40及定子翼30的一者，也可以应用于两者。另外，在转子翼40及定子翼30的任一者的情况下，均将最接近进气侧的段设为第一段来进行了说明，但即便将最接近排气侧的段设为第一段，所述说明也同样成立。

(实施例)

图9、图10是表示将本发明的转子翼、定子翼应用于现有的涡轮分子泵时的模拟结果的图。图9表示将本发明的相位移动应用于现有的4000L/s级的涡轮分子泵的转子翼、定子翼时的排气性能(排气速度)的提升率。从第一行至第三行为止表示每隔翼间角度α的1/2循环地进行相位移动的1/2间距移动的情况，从第四行至第六行为止表示每隔翼间角度α的1/3循环地进行相位移动的1/3间距移动的情况。针对1/2间距移动及1/3间距移动的任一者，均表示仅使转子翼进行相位移动的情况、仅使定子翼进行相位移动的情况、以及使转子翼及定子翼两者进行相位移动的情况。在任一情况下，倒流的影响均得到抑制且性能提升，但与1/2间距移动相比，1/3间距移动更有效的实例多。另外，表示转子翼与定子翼相比，性能提升率变得更高的倾向。

图10是表示将相位移动应用于2000L/s～7000L/s级的现有的涡轮分子泵时的性能提升率的图。在图10中，表示在图9中效果显著的将1/3间距移动仅应用于转子翼的情况、及将1/3间距移动应用于转子翼与定子翼两者的情况。可以说通过采用本发明的相位移动，在大致所有机种中，可期待10％以上的排气性能的提升效果。

所述例示性的实施方式及实施例为以下的形态的具体例会被本领域从业人员理解。

[1]一形态的涡轮分子泵包括：多段的转子翼，形成有多个叶片，设置在转子轴方向上；以及多段的定子翼，在转子轴方向上相对于多段的所述转子翼交替地配置，形成有多个叶片；当将m设为所述多段的转子翼的总段数以下的大于1的正的实数，在m为自然数的情况下将K设为并非m的倍数的自然数，在m并非自然数的情况下将K设为自然数时，所述多段的转子翼包含：翼间角度为α1的转子翼；以及相对于所述翼间角度为α1的转子翼的基准位置，基准位置相位移动了角度α1·K/m的转子翼。

通过包含基准位置相位移动了角度α1·K/m(其中，K为并非m的倍数的自然数)的转子翼，例如如图5所示，相对于形成在邻接的叶片400A之间的贯穿区域R1，进行了相位移动的转子翼40的叶片400A、400A以重叠的方式配置。其结果，无法从进气侧眺望排气侧，因此倒流的影响得到抑制，可谋求排气性能的提升。

[2]在所述[1]中记载的涡轮分子泵中，当将n设为所述多段的定子翼的总段数以下的大于1的正的实数，在n为自然数的情况下将L设为并非n的倍数的自然数，在n并非自然数的情况下将L设为自然数时，所述多段的定子翼包含：翼间角度为α2的定子翼；以及相对于所述翼间角度为α2的定子翼的基准位置，基准位置相位移动了角度α2·L/n的定子翼。

通过如所述那样构成多段的定子翼，与所述转子翼的相位移动的情况同样地，倒流的影响得到抑制。因此，通过针对转子翼与定子翼两者进行相位移动，可谋求排气性能的进一步的提升。

[3]一形态的涡轮分子泵包括：多段的转子翼，形成有多个叶片，设置在转子轴方向上；以及多段的定子翼，在转子轴方向上相对于多段的所述转子翼交替地配置，形成有多个叶片；所述多段的定子翼包含：当将n设为所述多段的定子翼的总段数以下的大于1的正的实数，在n为自然数的情况下将L设为并非n的倍数的自然数，在n并非自然数的情况下将L设为自然数时，翼间角度为α2的定子翼以及相对于所述翼间角度为α2的定子翼的基准位置，基准位置相位移动了角度α2·L/n的定子翼。

即便在仅使定子翼进行了相位移动的情况下，通过包含进行了相位移动的定子翼，也与如所述那样仅使转子翼进行了相位移动的情况同样地，倒流的影响得到抑制，可谋求排气性能的提升。

[4]在所述[1]或[2]中记载的涡轮分子泵中，当将所述转子翼的总段数设为M，将多段的转子翼的一端侧的段的转子翼设为第一段的转子翼，将另一端侧的段的转子翼设为第M段的转子翼时，将第一段的转子翼及(k1－1)为m的倍数的k1段的转子翼设定成所述翼间角度为α1的转子翼，将(k1－1)并非m的倍数的第k1段的转子翼设定成相位移动了角度α1·(k1－1)/m的转子翼。如此，通过如所述那样构成各段的转子翼，可有效地抑制倒流的影响。

[5]在所述[2]～[4]的任一者中记载的涡轮分子泵中，当将所述定子翼的总段数设为N，将多段的定子翼的一端侧的段的定子翼设为第一段的定子翼，将另一端侧的段的定子翼设为第N段的定子翼时，将第一段的定子翼及(k2－1)为n的倍数的k2段的定子翼设定成所述翼间角度为α2的定子翼，将(k2－1)并非n的倍数的第k2段的定子翼设定成相位移动了角度α2·(k2－1)/n的定子翼。通过如所述那样构成各段的定子翼，与转子翼的情况同样地，可有效地抑制倒流的影响。

[6]在所述[2]～[5]的任一者中记载的涡轮分子泵中，还包括在泵轴方向上与多段的所述定子翼交替地层叠的多个间隔环，所述间隔环具有对定子翼的基准位置进行定位的定位构件。

如图7所示，一对分割定子翼30A的组装基准位置的相位通过在一对销P1的左右两侧分别载置分割定子翼30A，而由销P1来设定。继而，在第k+1段的一对分割定子翼30A上载置间隔环33a。此时，如图8所示，以下段的间隔环33b的销P1插入间隔环33a的贯穿孔333的方式，载置间隔环33a。继而，在间隔环33a的销P1的左右两侧的翼载置部331上，分别载置分割定子翼30A。其结果，第k段及第k+1段的定子翼30自动地以角度θ进行相位移动。因此，装配性优异、且可确实地防止与组装相关的错误的产生。

以上对各种实施方式及变形例进行了说明，但本发明并不限定于这些内容。在本发明的技术思想的范围内可想到的其他形态也包含在本发明的范围内。

Claims (8)

1.一种涡轮分子泵，其特征在于，包括：

多段的转子翼，形成有多个叶片，设置在转子轴方向上；以及

多段的定子翼，在转子轴方向上相对于多段的所述转子翼交替地配置，形成有多个叶片；

其中，当将m设为所述多段的转子翼的总段数以下的大于1的正的实数，在m为自然数的情况下将K设为并非m的倍数的自然数，在m并非自然数的情况下将K设为自然数时，

所述多段的转子翼包含：

翼间角度为α1的转子翼；以及

相对于所述翼间角度为α1的转子翼的基准位置，基准位置相位移动了角度α1·K/m的转子翼。

2.根据权利要求1所述的涡轮分子泵，其特征在于，

当将n设为所述多段的定子翼的总段数以下的大于1的正的实数，在n为自然数的情况下将L设为并非n的倍数的自然数，在n并非自然数的情况下将L设为自然数时，

所述多段的定子翼包含：

翼间角度为α2的定子翼；以及

相对于所述翼间角度为α2的定子翼的基准位置，基准位置相位移动了角度α2·L/n的定子翼。

3.一种涡轮分子泵，其特征在于，包括：

多段的转子翼，形成有多个叶片，设置在转子轴方向上；以及

多段的定子翼，在转子轴方向上相对于多段的所述转子翼交替地配置，形成有多个叶片；

其中，当将n设为所述多段的定子翼的总段数以下的大于1的正的实数，在n为自然数的情况下将L设为并非n的倍数的自然数，在n并非自然数的情况下将L设为自然数时，

所述多段的定子翼包含：

翼间角度为α2的定子翼；以及

相对于所述翼间角度为α2的定子翼的基准位置，基准位置相位移动了角度α2·L/n的定子翼。

4.根据权利要求1或2所述的涡轮分子泵，其特征在于，

当将所述转子翼的总段数设为M，将多段的转子翼的一端侧的段的转子翼设为第一段的转子翼，将另一端侧的段的转子翼设为第M段的转子翼时，

将第一段的转子翼及(k1－1)为m的倍数的k1段的转子翼设定成所述翼间角度为α1的转子翼，

将(k1－1)并非m的倍数的第k1段的转子翼设定成相位移动了角度α1·(k1－1)/m的转子翼。

5.根据权利要求2或3所述的涡轮分子泵，其特征在于，

当将所述定子翼的总段数设为N，将多段的定子翼的一端侧的段的定子翼设为第一段的定子翼，将另一端侧的段的定子翼设为第N段的定子翼时，

将第一段的定子翼及(k2－1)为n的倍数的k2段的定子翼设定成所述翼间角度为α2的定子翼，

将(k2－1)并非n的倍数的第k2段的定子翼设定成相位移动了角度α2·(k2－1)/n的定子翼。

6.根据权利要求2或3所述的涡轮分子泵，其特征在于，还包括：

多个间隔环，在泵轴方向上与多段的所述定子翼交替地层叠，

所述间隔环具有：对定子翼的基准位置进行定位的定位构件。

7.一种涡轮分子泵的转子，是包括具有多段的转子翼的转子、及具有多段的定子翼的定子的涡轮分子泵中的所述转子，所述多段的转子翼形成有多个叶片，设置在转子轴方向上，所述多段的定子翼在转子轴方向上相对于多段的所述转子翼交替地配置，形成有多个叶片，其特征在于，

当将m设为所述多段的转子翼的总段数以下的大于1的正的实数，在m为自然数的情况下将K设为并非m的倍数的自然数，在m并非自然数的情况下将K设为自然数时，

所述多段的转子翼包含：

翼间角度为α1的转子翼；以及

相对于所述翼间角度为α1的转子翼的基准位置，基准位置相位移动了角度α1·K/m的转子翼。

8.一种涡轮分子泵的定子，是包括具有多段的转子翼的转子、及具有多段的定子翼的定子的涡轮分子泵中的所述定子，所述多段的转子翼形成有多个叶片，设置在转子轴方向上，所述多段的定子翼在转子轴方向上相对于多段的所述转子翼交替地配置，形成有多个叶片，其特征在于，

当将n设为所述多段的定子翼的总段数以下的大于1的正的实数，在n为自然数的情况下将L设为并非n的倍数的自然数，在n并非自然数的情况下将L设为自然数时，

所述多段的定子翼包含：

翼间角度为α2的定子翼；以及

相对于所述翼间角度为α2的定子翼的基准位置，基准位置相位移动了角度α2·L/n的定子翼。

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