JP2002180989A - ガス摩擦ポンプ - Google Patents
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- 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
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- 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
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- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
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Abstract
通常の構造に比較して明らかにより高い排気速度を有す
るガス摩擦ポンプを提供する。 【解決手段】 本発明は、吸込開口(2)側に追加ポン
プ・ユニット(20)を備えているガス摩擦ポンプに関
するものである。このポンプ・ユニットはハウジング
(1)の内部に存在し且つ凹形に形成されている。この
ポンプ・ユニットは、ガス供給が半径方向にも行われる
ように形成されている。反射された分子の大部分は再び
捕獲され、したがって供給機構に再び戻される。
Description
に記載のガス摩擦ポンプに関するものである。
ス摩擦ポンプが既知である。その作動方式は可動壁から
気体粒子への力積の伝達に基づいている。このようにし
て、ガス流れが希望方向に発生される。気体分子の平均
自由飛行距離がポンプの幾何形状寸法より大きい圧力範
囲即ち分子流れ領域において作動するガス摩擦ポンプは
分子ポンプと呼ばれる。
デ(文献、W.Gaede,Ann.Phys.41
(1913)337−)により紹介され、この基本原理
を有するその他の技術的変更態様が、ジークバーン(文
献、M.Siegbahn,Arch.Math.As
tr.Fys.30B(1943))、ホルベック(文
献、F.Holweck,Comptes redus
Acad.Science 177(1923)43
−)およびベッカー(文献、W.Becker,Vak
uum Technik 9/10(1966))の構
造である。後者はターボ分子ポンプとして既知であり且
つ技術および科学の広い分野において高く評価されてい
る。したがって、本発明を説明するために例としてター
ボ分子ポンプが引用される。
および本発明の範囲におけるこれらの欠点の除去は他の
ガス摩擦ポンプに対しても同様に適用される。ターボ分
子ポンプの排気速度は、本質的に、吸込フランジの入口
断面積の関数であり、ポンプ吐出空間の方向を向くロー
タ羽根リングの平均周速およびロータ羽根リングの幾何
形状構造の関数であり、さらには個々の段の間の圧縮比
および排気速度の大きさがそれにより決定されるポンプ
の内部構造の関数であり、およびもとよりポンプまたは
ポンプ複合体の大気圧に排気する部分の関数である。上
記のロータ羽根リングに衝突した分子の大部分がポンプ
により排出可能なように、これらの関係を最適に形成し
且つ技術的に可能な範囲で回転速度をさらに上昇させる
ことができる。この場合、吸込フランジの入口断面積に
到達したすべての分子は捕獲されない。この面積の大部
分の領域は、ガス供給構造を有していないロータ前面に
より形成される。ロータ羽根リングがロータ前面の領域
までさらに拡大されたときにおいても、排気速度は吸込
フランジの断面積により制限されたままとなる。入口段
のガス供給構造に衝突した分子よりも多量の分子はポン
プにより排出することができない。しかしながら、入口
段からも大部分が表面において跳ね返り、したがって、
供給機構により捕獲されない。
が同じままであっても通常の構造に比較して明らかによ
り高い排気速度を有するガス摩擦ポンプを提供すること
が本発明の課題である。
徴項に記載の特徴により解決される。請求項2ないし5
は本発明のその他の実施態様を示す。
多段で構成されてもよい追加ポンプ・ユニットが設けら
れ、これによりガス供給構造において跳ね返された分子
のほとんど大部分はこの構造の他の領域へ反射され、し
たがって供給機構に再び戻される。この効果は、ガス供
給構造のほぼ凹形の構造方式により達成される。このよ
うな構造方式は半径方向供給を可能にする。これによ
り、反射された分子を再び捕獲し且つその先に供給する
ことができる。これは、同じ入口断面積において排気速
度を著しく上昇させることを意味する。
伴っている。凹形に形成された吸込空間は、吸込口から
内方に突出可能で且つきわめて有効なポンプ効果を与え
る構造部分のための場所を提供する。
の例で詳細に説明する。これらの図は、本発明による装
置をそれぞれ、鉢形、円錐形および半球形の形状で示し
ている。
出開口3が設けられているハウジング1を有するガス摩
擦ポンプを示す。ロータ軸4は軸受5および6内に固定
され且つモータ7により駆動される。ロータ軸4上にタ
ーボ分子ポンプのロータ・ディスク12が固定されてい
る。ロータ・ディスク12はガス供給構造を備え、およ
び同様にこのような構造を備えているステータ・ディス
ク14と共にポンプ効果を与える。
・ユニット20が装着されている。ポンプ・ユニット2
0はこの実施態様においては単段で設計され且つ鉢形形
状を有している。ロータ構造部分21およびステータ構
造部分22はそれぞれ円筒部分25、26およびディス
ク形状底部部分23、24からなり、およびガス供給構
造が設けられている。
びステータ構造部分32を有する追加ポンプ・ユニット
30の円錐形構造形式が示され、および図3に、ロータ
構造部分41およびステータ構造部分42を有する追加
ポンプ・ユニット40の半球形構造形式が示されてい
る。
構造部分のガス供給構造により捕獲され且つその先に供
給され、およびその一部がBにおいて反射される。一方
で、反射された分子の大部分はCにおいてガス供給構造
に衝突し、これによりその先にポンプで供給されるかま
たは再び反射される。この結果として、表面から反射さ
れた分子の大部分は供給機構に再び供給される。
6内に、排気および/またはガス抜きのために、構造部
分を吸込口から内部に埋没させることができる。この場
合、構造部分はほとんどポンプ作用構造により包囲され
ているので、きわめて有効なポンプ作用を与える。
る。
る。
ット) 22、32、42 ステータ構造部分(追加ポンプ・ユ
ニット) 23、24 底部部分 25、26 円筒部分
Claims (5)
- 【請求項1】 吸込開口(2)およびガス流出開口
(3)を有するハウジング(1)からなり、この場合、
ハウジング内に、ガスを供給し且つ圧縮比を形成するた
めのロータ構造部分(12)およびステータ構造部分
(14)が存在するガス摩擦ポンプにおいて、 ハウジング(1)の内部で吸込開口(2)側に凹形に形
成された単段または多段ポンプ・ユニット(20、3
0、40)が装着され、ポンプ・ユニット(20、3
0、40)は、ガス供給が半径方向に行われるように形
成されているガス供給構造を有することと、およびこの
ポンプ・ユニットのロータ構造部分(21、31、4
1)およびその他のガス摩擦ポンプのロータ構造部分
(12)が同じロータ軸(4)上に存在することと、を
特徴とするガス摩擦ポンプ。 - 【請求項2】 ポンプ・ユニット(20、30、40)
によりガス供給が軸方向および半径方向に行われること
を特徴とする請求項1のガス摩擦ポンプ。 - 【請求項3】 ポンプ・ユニット(20)のロータ構造
部分(21)およびステータ構造部分(22)がそれぞ
れ鉢形形状を有することを特徴とする請求項1または2
のガス摩擦ポンプ。 - 【請求項4】 ポンプ・ユニット(30)のロータ構造
部分(31)およびステータ構造部分(32)がそれぞ
れ円錐形形状を有することを特徴とする請求項1または
2のガス摩擦ポンプ。 - 【請求項5】 ポンプ・ユニット(40)のロータ構造
部分(41)およびステータ構造部分(42)がそれぞ
れ半球形形状を有することを特徴とする請求項1または
2のガス摩擦ポンプ。
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