JP2003083282A - ターボ分子ポンプ - Google Patents

ターボ分子ポンプ

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハウジングからステータ・ディスクへの熱伝
達および逆方向への熱伝達が明らかに改善されたターボ
分子ポンプの構造を提供する。 【解決手段】 本発明は相前後して交互に配置されたロ
ータ・ディスク（１２）およびステータ・ディスク（１
４）を有するターボ分子ポンプに関するものである。デ
ィスクに支持リング（１６、１８）が設けられ、支持リ
ング（１６、１８）に羽根が装着されている。高いほう
の圧力範囲に向けられたステータ・ディスク（２０）の
支持リング（２２）は広い面でハウジング構造部分（２
４）と結合され、または支持リング（２２）はハウジン
グ構造部分（２４）と共に一体構造ユニットを形成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は請求項１の上位概念
に記載のターボ分子ポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ターボ分子ポンプのタイプの真空ポンプ
は一般にそれぞれロータ・ディスクおよびステータ・デ
ィスクを有する複数の段から構成され、ロータ・ディス
クおよびステータ・ディスクは相前後して交互に配置さ
れている。最大ガス流量および最大圧縮のような最適ポ
ンプ特性を達成するために、ロータ・ディスクは高速で
回転されなければならない。このために必要な駆動エネ
ルギーは一部運動エネルギーに変換される。運動エネル
ギーの大部分は損失熱として放出される。その他の好ま
しくない熱量が軸受支持により（玉軸受内の摩擦による
機械的損失または磁気軸受内の電気的損失）またはガス
の圧縮において放出される。これにより重要な構造部分
が過熱する危険性がある。この過熱の危険性は必ず防止
されなければならない。このために、有効な熱排出手段
を設けることが必要である。
【０００３】真空内でのロータ構造部分からステータ構
造部分への熱伝達は本質的に輻射により行われる。ロー
タ・ディスクおよびステータ・ディスクは広い面で対面
しているので、このようにして大部分の熱はロータ・デ
ィスクからステータ・ディスクへ伝達させることができ
る。ステータ・ディスクはスペーサ・リングを介してハ
ウジングと結合されている（ドイツ特許公開第３７２２
１６４号）。ここでは最小接触面が与えられているにす
ぎないので、ステータ・ディスクからハウジングへの熱
伝達したがって外部への熱伝達は不十分である。
【０００４】課題設定の根拠とみなされるその他の観点
は次の事実から得られる。ターボ分子ポンプは、多量の
プロセス・ガスが発生する、例えば化学プロセスのよう
な工程または半導体製造においてますます使用されてき
ている。これらのガスは一般に容易に凝縮可能であり、
凝縮は低温になるほど顕著になる。これにより、液体と
固体との分離が大量に行われ、最終的に腐食過程および
エッチング過程を発生し、これらの過程は個々の構造部
分またはポンプ全体を損傷させることがある。
【０００５】対応領域の加熱により、液体と固体との分
離を十分に防止することができる（ドイツ特許公開第１
９７０２４５６号）。加熱は、ポンプのハウジング上ま
たはハウジング内に組み込まれている対応構成要素によ
り行われる。上記のような通常の構造により、ハウジン
グ、スペーサ・リングおよびステータ・ディスクの接触
面積は最小となっているので、ハウジングからステータ
・ディスクへの熱伝達は不十分である。
【０００６】ステータ・ディスクからハウジングへの熱
伝達および逆方向への熱伝達というこれらの２つの観点
は、ターボ分子ポンプの確実且つ信頼できる運転のため
の重要な事項であり、両方とも同じ課題を設定してい
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ハウジングからステー
タ・ディスクへの熱伝達および逆方向への熱伝達が明ら
かに改善されたターボ分子ポンプの構造を提供すること
が本発明の課題である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この課題は請求項１の特
徴項に記載の特徴により解決される。請求項２−８は本
発明のその他の実施態様を示している。
【０００９】最終段のステータ・ディスクがハウジング
構造部分と広い面で結合されていることにより、従来の
構造よりも明らかにより良好な熱伝達が達成される。請
求項２に対応して両方の部分が一体に形成されていると
き、さらに最適な設計が可能となる。ステータ・ディス
クとロータ・ディスクとの広い対向面積と組み合わせ
て、ロータからハウジングへの全熱流およびその逆方向
の全熱流は本質的に上昇される。本発明による手段は、
同じロータ温度において、より多いガス量を供給するこ
とを可能にする。
【００１０】ステータ・ディスクの支持リング内または
ハウジング構造部分内の冷却水通路は熱流を増大させ
る。ステータを加熱するために、ハウジング構造部分内
または支持リング内にそれほど場所をとらずにヒータを
埋め込むことも可能である。このために、その他のハウ
ジングの対応構造部分は熱的に絶縁されていることが有
利である。ポンプの重要な領域の加熱はそれほど大きな
熱伝導損失なしに可能である。
【００１１】ステータ・ディスクの支持リングは、内側
リングとしてのみでなく外側リングとして形成されても
よい。これにより、本発明による装置を全体ポンプの種
々の構造に適合させることが可能となる。
【００１２】図１−５により本発明を詳細に説明する。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１にガス摩擦ポンプが示されて
いる。ハウジング１に吸込開口２およびガス流出開口３
が設けられている。ロータ軸４が軸受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
ロータ・ディスク１２が固定されている。ロータ・ディ
スク１２はポンプ作用構造を備え、および同様にポンプ
作用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。
【００１４】図２は本発明による装置を有する図１から
の切取図を示す。高いほうの圧力範囲に向けられたステ
ータ・ディスク２０は内側支持リング２２を有してい
る。本発明の他の実施態様においては、ハウジング構造
部分２４内に冷却水通路２６が組み込まれている。冷却
水通路２６は、それがステータ・ディスク２０の支持リ
ング２２と接触をなすように設けられている。代替態様
として、冷却水通路は直接ステータ・ディスク２０の支
持リング２２内に存在していてもよい。
【００１５】図３に、ステータ・ディスク２０およびハ
ウジング構造部分２４が一体に形成されている実施態様
が示されている。図４はヒータ３０を備えた実施態様を
示す。目的とする熱的手段として、ハウジング構造部分
は熱絶縁体３２によりその他のハウジングから遮断され
ている。この場合もまた、本発明により、ステータ・デ
ィスク２０とハウジング構造部分２４との一体形成が可
能である。
【００１６】図５の実施態様においては、支持リング２
３が外側リングとして形成されているステータ・ディス
クが示されている。この実施態様により、ハウジング構
造部分との一体構造、冷却水通路、ヒータおよび熱的絶
縁のような上記の特徴はすべて実行可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による装置を有するターボ分子ポンプの
全体図である。
【図２】本発明の第１の実施態様を有する図１からの切
取図である。
【図３】本発明の第２の実施態様を有する図１からの切
取図である。
【図４】本発明の第３の実施態様を有する図１からの切
取図である。
【図５】本発明の第４の実施態様を有する図１からの切
取図である。
【符号の説明】
１ ハウジング ２ 吸込開口 ３ ガス流出開口 ４ ロータ軸 ５、６ 軸受 ７ モータ １２ ロータ・ディスク １４ ステータ・ディスク １６ ロータ・ディスクの支持リング １８ ステータ・ディスクの支持リング ２０ 高いほうの圧力範囲に向けられたステータ・ディ
スク ２２ ステータ・ディスクの内側支持リング ２３ ステータ・ディスクの外側支持リング ２４ ハウジング構造部分 ２６ 冷却水通路 ３０ ヒータ ３２ 熱絶縁体

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ハウジング（１）内にロータ・ディスク
    （１２）およびステータ・ディスク（１４）が相前後し
    て交互に配置され、この場合、ステータ・ディスク（１
    ４）に、支持リング（１６、１８）上に装着された羽根
    が設けられている、前記ハウジング（１）を有するター
    ボ分子ポンプにおいて、 高いほうの圧力範囲に向けられたステータ・ディスク
    （２０）がその支持リング（２２）により広い面でハウ
    ジング構造部分（２４）と結合されていることを特徴と
    するターボ分子ポンプ。
  2. 【請求項２】 ハウジング（１）内にロータ・ディスク
    （１２）およびステータ・ディスク（１４）が相前後し
    て交互に配置され、この場合、ステータ・ディスク（１
    ４）に、支持リング（１６、１８）上に装着された羽根
    が設けられている、前記ハウジング（１）を有するター
    ボ分子ポンプにおいて、 高いほうの圧力範囲に向けられたステータ・ディスク
    （２０）の支持リング（２２）とハウジング構造部分
    （２４）とが一体に形成されていることを特徴とするタ
    ーボ分子ポンプ。
  3. 【請求項３】 ハウジング構造部分（２４）に冷却水通
    路（２６）が設けられていることを特徴とする請求項１
    または２のターボ分子ポンプ。
  4. 【請求項４】 高いほうの圧力範囲に向けられたステー
    タ・ディスク（２０）に冷却水通路（２６）が設けられ
    ていることを特徴とする請求項１または２のいずれかの
    ターボ分子ポンプ。
  5. 【請求項５】 ハウジング構造部分（２４）にヒータ
    （３０）が設けられていることを特徴とする請求項１ま
    たは２のターボ分子ポンプ。
  6. 【請求項６】 ハウジング構造部分（２４）がその他の
    ハウジング（１）から熱的に絶縁されていることを特徴
    とする請求項５のターボ分子ポンプ。
  7. 【請求項７】 ステータ・ディスク（２０）の支持リン
    グが内側リング（２２）として形成されていることを特
    徴とする請求項１−６のいずれかのターボ分子ポンプ。
  8. 【請求項８】 ステータ・ディスク（２０）の支持リン
    グが外側リング（２３）として形成されていることを特
    徴とする請求項１−６のいずれかのターボ分子ポンプ。
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