JP2003506630A - ポンプ作動エレメントを備えた摩擦真空ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、ポンプ作動エレメントを備えた摩擦真空ポンプ（１）であって、前記ポンプ作動エレメントが、ポンプ出口（２３）の方向に向かって縮小する横断面を備えた吸込室（２５）に突入していて、ステータ羽根列とロータ羽根列とから成っており、羽根が、吸込室（２５）の方に向けられたリング面に固定されている形式のものに関する。ポンプ特性を向上させるために、リング面の少なくとも一部分の形状を、吸込室（２５）の搬送横断面の縮小に適合させることが提案されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、ポンプ作動エレメントが設けられた摩擦真空ポンプであって、前記
ポンプ作動エレメントが、ポンプ出口の方向に向かって縮小する横断面を備えた
吸込室に突入していて、ステータ羽根列とロータ羽根列とから成っており、羽根
が、吸込室の方に向けられたリング面に固定されている形式のものに関する。

【０００２】 このような摩擦真空ポンプは、例えばドイツ連邦共和国特許第４４３８８１２
号明細書により公知である。このような摩擦真空ポンプでは、吸込室の円形リン
グ状の横断面は、入口から出口に向かって段状に縮小している。ステータ羽根と
ロータ羽根との領域に搬送されたガスは、分子の流れ特性を有している。段部の
、入口側に向けられたリング面は、したがって衝突面となっており、この衝突面
により、搬送方向とは反対側に向かう運動成分を有する分子の割合を増大させて
しまう。この衝突面が、摩擦真空ポンプの出力データを損なう。

【０００３】 本発明の課題は、冒頭に述べた形式の摩擦真空ポンプのポンプ特性（吸引力、
圧縮力）を向上させることである。

【０００４】 本発明のこの課題は、請求項に記載された手段により解決される。

【０００５】 本発明の手段を実現することで、所望の搬送方向とは反対側に向かう運動成分
をぶつかる分子に衝突後に与えてしまう前述の衝突面が著しく減じられる。

【０００６】 通常、ロータ羽根若しくはロータ羽根列は、ほぼ一体的に形成されたロータの
構成部分であり、このロータは、従来技術に基づくポンプでは、段付きの円筒形
のロータ外面を有している。本発明の構成は、吸込室の方に向けられたロータ外
面の形状を、吸込室の、縮小していく横断面に適合させることにより実現される
。このことは、有利には、ロータ羽根を保持するリング面だけでなく、ロータ羽
根列の間に延びるリング状のロータ外面にも当てはまる。効果的なポンプ効果を
得るために、ロータ外面にまで延びるステータ羽根の端面は、ロータ外面の特別
な形状に適合している。

【０００７】 有利には、ステータ羽根列は、ステータリング（又はステータ半リング）の構
成部分になっており、このステータリング（又はステータ半リング）は、中央の
２つのリング（又はリング半部）から成っていて、これらの２つのリング（又は
半リング）の間に、羽根が延びている。これら両リングは、それぞれ互いに向き
合ったリング面を有していて、これらのリング面は、その間に存在する羽根を保
持する。有利には、これらのリング面は、目指す目的を達成するために、すなわ
ち出口の方向に向かって縮小する搬送横断面への適合が得られるように、傾けら
れている。

【０００８】 第１の高真空側のターボ分子ポンプ段に、第２の背圧側に設けられた分子ポン
プ段が続いているような摩擦ポンプにおいて、本発明の構成を使用することがで
きると、特に有利である。このような形式の摩擦ポンプでは、ターボ分子ポンプ
から分子ポンプへの、若しくは分子流から粘性流への移行は臨界的である。背圧
側の羽根列（装入段、Fuellstufe）の領域で本発明の構成を使用することにより
、効果的に作用する搬送通路が実現できるのみならず、本発明の構成により、搬
送通路を半径方向に転換することも可能となる。このことは、例えば分子ポンプ
段のリング通路が、ターボ分子ポンプの吸込室の外径よりも大きな外径を有する
場合に、必要である。

【０００９】 さらなる別の利点と詳細とを、図面に基づき以下に詳細に説明する。

【００１０】 図１に示された摩擦真空ポンプ１は、ベース体２と、ケーシング３と、ステー
タ４と、ロータ５とを有している。ポンプの軸線は、符号６で示されている。入
口側（入口７）で、ポンプ１には、ターボ分子ポンプ段が設けられていて、この
ターボ分子ポンプ段は、互いに内外に交互に設けられたロータ羽根列８〜１２と
ステータ羽根列１４〜１８とを有している。ターボ分子ポンプ段には分子ポンプ
段が続いており、この分子ポンプ段は、回転する管区分２１と、ステータ側のね
じ山２２とから成っている（ホルヴェックポンプ、Holweckpumpe）。分子ポンプ
段の搬送通路が、管区分２１の下端部で終わっているか又はこの管区分２１の背
面に続いているかに応じて、ポンプ１の出口２３は、異なる形式で配置されてい
る（矢印２３，２３′）。

【００１１】 ロータ羽根列８〜１２は、一体的に形成されたロータ５の構成部分である。環
状のリング面はそれぞれ、各羽根列の羽根を保持している。ステータ羽根列１４
〜１８はそれぞれ、横断面がほぼ長方形の外リングを有しており、このリングは
、ディスタンスリング２４と共に、ケーシング３によりセンタリングされたステ
ータ４を形成している。

【００１２】 摩擦ポンプ１の吸込室は、符号２５で示されている。入口７から管区分２１の
下端部に向かって、吸込室のリング状の横断面は小さくなる。

【００１３】 ターボ分子ポンプ段の領域で、この吸込室横断面の従来の段状の縮小を、程度
の差こそあれ連続的な縮小に代えるために、本発明では、ロータ外面及び/又は
ステータ外面が変形される。このために、種々様々な手段があり、それらの手段
のいくつかを図１〜図１０に示す。

【００１４】 ロータ羽根列８，１１，１２の構成は、従来技術による解決手段である。ロー
タのリング面は、ロータ羽根列を保持していて、円筒形である。ロータ羽根の外
側の端面は、同様に円筒面に当接する。

【００１５】 ロータ羽根列９，１０の高さでは、ロータ外面は、吸込室横断面の縮小に対応
した円錐形状を有している。ステータ羽根列１４の高さに存在するロータ外面の
リング面も、この形状を有している。

【００１６】 図２〜５には、ステータ羽根リングの様々なバリエーションが示されており、
これらのステータ羽根リングは、外リングとそれぞれこのリングによって保持さ
れた羽根列とから成る。図２は、外リングの内面の図（展開図）であり、この外
リングから、羽根が突出している。

【００１７】 図３には、従来技術による解決手段が示されている。この外リング３２のリン
グ面３１の内面は、円筒形になっている。このことは、羽根３４の内側の端面３
３の構造についても同様である。

【００１８】 図４ａ及び図４ｂには、外リング３６の内面３５が円錐形状を有している実施
例が示されている。このことは、羽根３８の端面３７についてもいえることであ
り、この羽根３８は、ロータ外面の円錐形状に適合している。様々な傾角をとる
ことによって、吸込室２５が、連続的に縮小する搬送横断面を有することが可能
となる。図４ａに基づく実施例と図４ｂに基づく実施例との間の相違点は、図４
ａに基づく実施例においては、搬送横断面の半径が増加しているのに対し、図４
ｂに基づく実施例においては、減少しているということである。

【００１９】 本発明の目的を達成するためには、搬送横断面が極めて連続的に縮小している
ことは、必ずしも必要ではない。本質的なことは、搬送方向に向けられた、分子
の衝突面を回避することである。図５には、ステータ羽根列４１と外側の保持リ
ング４２とを備えたステータ羽根リングの実施例が示されている。外側の保持リ
ング４２の半径の寸法は、搬送方向に向かって非連続的に減少している。標準的
なのは、内面４３の構成であって、この内面４３は、入口側で円筒形状を有して
いて、出口側で切欠き４４に相当するほぼ四分の一円の形状を備えている。図４
ａの実施例のように、羽根列４１の羽根の端面４５は同様に、ロータ外面に適合
する円錐面に当接する。

【００２０】 図６には、外リング５１と内リング５２とを備えたステータ半リングが示され
ており、これら両リングの間に、羽根列が存在する。

【００２１】 図７に基づく拡大された部分図には、従来技術による解決手段が示されている
。外リング５１の内面５３及び内リング５２の外面５４は、羽根列５５を保持し
ており、円筒形である。

【００２２】 図８に基づく解決手段は、円筒形の内面５７を備えた外リング５６と円錐形の
外面５９を備えた内リング５８とを有している。これら両リングの間に存在する
羽根列は、符号６０により示されている。この構成は、図１による摩擦真空ポン
プ１のステータ羽根リング１５，１６及び１７の構成に相当する。

【００２３】 図９及び図１０に示された解決手段により、図４ａ，図４ｂ及び図５による実
施例のように、吸込室２５の搬送横断面の所望される縮小の効果と共に、搬送流
れの半径方向の転換も可能となる。したがって、この解決手段は、分子ポンプ段
のための装入段として特に適している。外リング６２の内面６１も、内リング６
４の外面６３も、羽根列６５を保持していて、搬送流が半径方向に内側に向かっ
て導かれるように傾斜している。

【００２４】 図１０による実施例では、外リング６７の内面６６及び内リング６９の外面６
８は、図９の実施例と比較して、別の方向に傾いており、これにより、搬送流の
方向転換が半径方向に外側に向かって起こる。この実施例は、図１に示されたポ
ンプ１における羽根列１８の構成に相当する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による摩擦真空ポンプの部分的な断面図である。

【図２】 ステータ羽根リングの内側のリング面の部分図である。

【図３】 図２の羽根リングの、内側のリング面と羽根との構成を示した断面図である。

【図４】 図２の羽根リングの、内側のリング面と羽根との別の構成を示した断面図であ
る。

【図５】 ステータ羽根列のさらに別の実施例を示した図である。

【図６】 外リングと内リングを備えたステータ半リングの平面図である。

【図７】 図３によるステータ半リングの、羽根を保持しているリング面の構成を示した
断面図である。

【図８】 図３によるステータ半リングの、羽根を保持しているリング面の別の構成を示
した断面図である。

【図９】 図３によるステータ半リングの、羽根を保持しているリング面のさらに別の構
成を示した断面図である。

【図１０】 図３によるステータ半リングの、羽根を保持しているリング面のさらに別の構
成を示した断面図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ラルフ アダミーツ ドイツ連邦共和国 ヴェルメルスキルヒェ ン ハイデヴェーク 19 (72)発明者 ギュンター シュッツ ドイツ連邦共和国 ケルン ルイーゼンシ ュトラーセ １アー Ｆターム(参考） 3H031 DA01 DA02 DA07 EA00 FA01 3H034 AA01 AA02 AA12 BB01 BB08 BB11 BB16 BB17 CC01 CC03 DD05 DD07 EE18

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポンプ作動エレメントを備えた摩擦真空ポンプ（１）であっ
   て、前記ポンプ作動エレメントが、横断面がポンプ出口の方向に向かって縮小し
   ている吸込室（２５）に突入していて、ステータ羽根列とロータ羽根列とから成
   っており、羽根が、吸込室（２５）の方に向けられたリング面に固定されている
   形式のものにおいて、 リング面の少なくとも一部分の形状が、吸込室（２５）の搬送横断面の縮小に
   適合していることを特徴とする、ポンプ作動エレメントを備えた摩擦真空ポンプ
   。
2. 【請求項２】 搬送横断面の縮小に適合したリング面が、ポンプ（１）の軸
   線に関して円錐形状を有している、請求項１記載の摩擦真空ポンプ。
3. 【請求項３】 ロータ（５）のロータ羽根列の間及び/又はステータ（４）
   のステータ羽根列の間に延びるリング面が、同様に、搬送横断面の縮小に適合し
   ている、請求項１又は２記載の摩擦真空ポンプ。
4. 【請求項４】 ステータ羽根リングが、外リングを有しており、該外リング
   が、ステータ羽根を保持している、請求項１から３までのいずれか１項記載の摩
   擦真空ポンプ。
5. 【請求項５】 当該外リングの内側のリング面が、搬送横断面の縮小に適合
   している、請求項４記載の摩擦真空ポンプ。
6. 【請求項６】 ステータ羽根列の羽根の内側の端面が、ロータ外面の傾斜に
   適合している、請求項４又は５記載の摩擦真空ポンプ。
7. 【請求項７】 ロータ羽根列の羽根の端面が、ステータ内面の傾斜に適合し
   ている、請求項１から６までのいずれか１項記載の摩擦真空ポンプ。
8. 【請求項８】 ステータ羽根リングが、外リングと内リングとを有しており
   、これら両リングの間に羽根が存在する、請求項１から３までのいずれか１項記
   載の摩擦真空ポンプ。
9. 【請求項９】 外リングの内面及び/又は内リングの外面が、搬送横断面の
   縮小に適合している、請求項８記載の摩擦真空ポンプ。
10. 【請求項１０】 ターボ分子ポンプ段に、分子ポンプ段が続いている、請求
    項１から９までのいずれか１項記載記載の摩擦真空ポンプ。
11. 【請求項１１】 分子ポンプ段に、装入段が配設されており、該装入段が、
    請求項８又は９記載のステータ羽根リングから成っている、請求項１０記載の摩
    擦真空ポンプ。