JP2006348765A - ターボ分子ポンプ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 ケーシング7内には、吸気口3Aから排気口4Aへ向かって、多段のロータ翼5c、多段のステータ翼6および複数のスペーサリング10(11〜19)が配置されている。複数のスペーサリング10は、上下に隣接するもの同士が端面の一部分を接触させて積み上げられており、全体として筒状を呈している。隣接するスペーサリング10の接触部分は円環状を呈している。排気口4A側の後段スペーサリング群10Bに属するスペーサリング15〜19の各下面の接触面積S2を吸気口3A側の前段スペーサリング群10Aに属するスペーサリング11〜14の各下面の接触面積S1よりも大きく設定することにより、高温側のスペーサリング11〜14の温度上昇が抑制され、低温側のスペーサリング15〜19の伝熱が促進され、結果的に、各ロータ翼5cの温度上昇を抑制する。
【選択図】 図2
Description
(2)請求項2によるターボ分子ポンプは、回転軸方向に多段に配設される複数のロータ翼と、複数のロータ翼と交互に配設され、外周部に環状リブを有する複数のステータ翼と、複数のステータ翼の各々を、環状リブの上下面で回転軸方向にそれぞれ挟み込んで位置決めする部材であって、上下面が互いに非接触である複数の環状のスペーサとを備え、吸気口から吸入した気体を排気口から排出するターボ分子ポンプにおいて、スペーサと環状リブとを挟み込む際の両者の接触面積を決定するにあたり、吸気口側から排気口側へ伝熱する際の温度勾配が吸気口側でより大きくなるように、排気口側での接触面積を吸気口側での接触面積よりも大きくしたことを特徴とする。
(3)請求項3によるターボ分子ポンプは、回転軸方向に多段に配設される複数のロータ翼と、複数のロータ翼と交互に配設される複数のステータ翼と、複数のステータ翼の各々を、回転軸方向に挟み込んで位置決めする複数の環状のスペーサとを備え、吸気口から吸入した気体を排気口から排出するターボ分子ポンプにおいて、吸気口側に配設される複数のステータ翼は外周環状リブを有しないものであり、それら複数のステータ翼の各々は、複数のスペーサによりその外周縁で回転軸方向にそれぞれ挟み込んで位置決めされ、このとき、複数のスペーサの上下面が互いに接触し、排気口側に配設される複数のステータ翼は外周環状リブを有するものであり、それら複数のステータ翼の各々は、複数のスペーサにより環状リブの上下面で回転軸方向にそれぞれ挟み込んで位置決めされ、複数のスペーサは上下面が互いに非接触であり、吸気口側から排気口側へ伝熱する際の温度勾配が吸気口側でより大きくなるように、吸気口側において複数のスペーサが互いに当接する箇所の接触面積を、排気口側においてスペーサと環状リブとを挟み込む際の両者の接触面積よりも小さくしたことを特徴とする。
(4)請求項4の発明は、請求項1〜3のいずれか一項に記載のターボ分子ポンプにおいて、吸気口側の複数のスペーサは、部分的に厚肉化されていることを特徴とする。
(5)請求項5の発明は、請求項1〜4のいずれか一項に記載のターボ分子ポンプにおいて、複数のスペーサは、吸気口側に配設される吸気口側スペーサ群と、排気口側に配設される排気口側スペーサ群とから成り、排気口側スペーサ群での接触面積を、吸気口側スペーサ群での接触面積よりも大きくしたことを特徴とする。
〈第1の実施の形態〉
図1は、第1の実施の形態によるターボ分子ポンプの概略構成を模式的に示す縦断面図である。
図2を参照すると、ケーシング7内には、吸気口3Aから排気口4Aへ向かって、多段のロータ翼5c、多段のステータ翼6および複数のスペーサリング11〜19(代表符号を10で表す)が配置されている。複数のスペーサリング10は、上下に隣接するもの同士が端面の一部分を当接させて積み上げられており、全体として筒状を呈している。隣接するスペーサリング10の当接部分は円環状を呈している。また、隣接するスペーサリング10により形成される段差に、ステータ翼6の外周部を挟み込むことによりステータ翼6の位置決めと固定が同時に行われる。
Q=λ×S/L×(T1−T2) ・・・・(1)
但し、Qは熱量[W]、λは熱伝導率[W/m℃]、Sは伝熱断面積[m2]、Lは伝熱長さ[m]、T1,T2は温度[℃](T1>T2)である。
式1を(T1−T2)について解くと、式2となる。
T1−T2=(Q×L)/(λ×S) ・・・・(2)
式2では、熱量Q、熱伝導率λ、伝熱長さLを一定としたとき、伝熱断面積Sを小さくするほど伝熱長さLに対する温度勾配(T1−T2)が大きくなり、逆に、伝熱断面積Sを大きくするほど伝熱長さLに対する温度勾配(T1−T2)が小さくなることが示されている。
図4は、第1の実施の形態によるターボ分子ポンプの各スペーサリングの温度をプロットしたグラフである。このグラフでは、横軸にスペーサリング11〜19の段数をとり、縦軸に各スペーサリングの下面(次段のスペーサリングとの接触面)の温度をとったものである。スペーサリングの段数0に相当する箇所は、スペーサリング11と吸気側フランジ3とが接触する箇所であり、その温度は120℃である。スペーサリングの段数9に相当する箇所は、スペーサリング19とベース筐体2aとが接触する箇所であり、その温度は40℃である。後段スペーサリング群10Bのスペーサリング15〜19の接触面積S2は、前段スペーサリング群10Aのスペーサリング11〜14の接触面積S1の1.5倍に設定されている。また、参考例として挙げる破線の曲線Bは、スペーサリングの段数はスペーサリング11〜19と同じ9段であるが、スペーサリング同士の接触面積を一律とした場合、すなわちS1=S2とした場合の温度をプロットしたものである。
図5は、第2の実施の形態によるターボ分子ポンプの構造を模式的に示す部分縦断面図である。図6は、第2の実施の形態によるターボ分子ポンプのステータ翼の構造を模式的に示す部分斜視図である。この第2の実施の形態のターボ分子ポンプ200が第1の実施の形態のターボ分子ポンプ100と異なる点は下記の2つであり、その他の構成は同じであるので、主として相違点を説明する。
3:吸気側フランジ 4:排気側フランジ
5:ロータ 5c:ロータ翼
6,6A:ステータ翼 7:ケーシング
10,20,30,40:スペーサリング
11〜19,21〜29,41〜44:スペーサリング
10A,20A,40A:前段スペーサリング群
10B,20B:後段スペーサリング群
61:内周リブ 62:ブレード
63:外周リブ 62a,63a:接触面
100,200,300,400:ターボ分子ポンプ
S1,S2:接触面積
Claims (5)
- 回転軸方向に多段に配設される複数のロータ翼と、
前記複数のロータ翼と交互に配設され、外周部に環状リブを有しない複数のステータ翼と、
前記複数のステータ翼の各々を、その外周縁で回転軸方向にそれぞれ挟み込んで位置決めする部材であって、上下面が互いに当接する複数の環状のスペーサとを備え、
吸気口から吸入した気体を排気口から排出するターボ分子ポンプにおいて、
前記複数のスペーサが互いに当接する箇所の接触面積を決定するにあたり、前記吸気口側から前記排気口側へ伝熱する際の温度勾配が前記吸気口側でより大きくなるように、前記排気口側での接触面積を前記吸気口側での接触面積よりも大きくしたことを特徴とするターボ分子ポンプ。 - 回転軸方向に多段に配設される複数のロータ翼と、
前記複数のロータ翼と交互に配設され、外周部に環状リブを有する複数のステータ翼と、
前記複数のステータ翼の各々を、前記環状リブの上下面で回転軸方向にそれぞれ挟み込んで位置決めする部材であって、上下面が互いに非接触である複数の環状のスペーサとを備え、
吸気口から吸入した気体を排気口から排出するターボ分子ポンプにおいて、
前記スペーサと前記環状リブとを挟み込む際の両者の接触面積を決定するにあたり、前記吸気口側から前記排気口側へ伝熱する際の温度勾配が前記吸気口側でより大きくなるように、前記排気口側での接触面積を前記吸気口側での接触面積よりも大きくしたことを特徴とするターボ分子ポンプ。 - 回転軸方向に多段に配設される複数のロータ翼と、
前記複数のロータ翼と交互に配設される複数のステータ翼と、
前記複数のステータ翼の各々を、回転軸方向に挟み込んで位置決めする複数の環状のスペーサとを備え、
吸気口から吸入した気体を排気口から排出するターボ分子ポンプにおいて、
前記吸気口側に配設される複数のステータ翼は外周環状リブを有しないものであり、
それら複数のステータ翼の各々は、前記複数のスペーサによりその外周縁で回転軸方向にそれぞれ挟み込んで位置決めされ、このとき、複数のスペーサの上下面が互いに接触し、
前記排気口側に配設される複数のステータ翼は外周環状リブを有するものであり、
それら複数のステータ翼の各々は、前記複数のスペーサにより前記環状リブの上下面で回転軸方向にそれぞれ挟み込んで位置決めされ、前記複数のスペーサは上下面が互いに非接触であり、
前記吸気口側から前記排気口側へ伝熱する際の温度勾配が前記吸気口側でより大きくなるように、前記吸気口側において前記複数のスペーサが互いに当接する箇所の接触面積を、前記排気口側において前記スペーサと前記環状リブとを挟み込む際の両者の接触面積よりも小さくしたことを特徴とするターボ分子ポンプ。 - 請求項1〜3のいずれか一項に記載のターボ分子ポンプにおいて、
前記吸気口側の複数のスペーサは、部分的に厚肉化されていることを特徴とするターボ分子ポンプ。 - 請求項1〜4のいずれか一項に記載のターボ分子ポンプにおいて、
前記複数のスペーサは、前記吸気口側に配設される吸気口側スペーサ群と、前記排気口側に配設される排気口側スペーサ群とから成り、前記排気口側スペーサ群での前記接触面積を、前記吸気口側スペーサ群での前記接触面積よりも大きくしたことを特徴とするターボ分子ポンプ。
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