JP2008514862A - 摩擦真空ポンプ - Google Patents

Abstract

摩擦真空ポンプ（１０）が、羽根なしポンプステータを形成するケーシング（１２）と、ロータ駆動装置と、羽根（１８）を有するポンプロータ（１６）を回動可能に保持するロータ支承部とを有していている。ケーシング（１２）は、ポンプロータ（１６）とロータ駆動装置とロータ支承部との軸線方向の全長を取り囲んでいる。公知先行技術によるケーシングは、複数の部分から構成されていて、したがってケーシング部分の間にはシールを有している。シールは不完全に被層可能であり、シールは不密性の個所でありまたはそうなり得る。これに対して本発明によるケーシング（１２）は、一体に形成されているので、ケーシング（１２）の、いずれにせよ真空ガスと接触している領域はシールなしである。

Description

本発明は、羽根なしポンプステータとロータ駆動装置とロータ支承部とを有するケーシングを備えた摩擦真空ポンプに関する。

このような摩擦真空ポンプ、たとえばターボ分子ポンプまたはホルウェックポンプのケーシングは、ポンプロータとポンプ駆動装置とポンプ支承部との軸線方向の全長を取り囲む。ＷＯ２００４／０１５２７２Ａ１号明細書からスクリューポンプが公知である。このスクリューポンプのケーシングは、主として、軸線方向で互いに続いている３つの部分から成っていて、これら３つの部分は、たとえば互いに螺合されることで接合されてケーシングを形成する。３つのケーシング部分とは、ステータケーシング部分と、モータおよび／または支承部を有するカートリッジを保持する流出ケーシング部分と、軸受けケーシング部分とである。それぞれ互いに隣接する２つのケーシング部分の間には、必要なシール性を形成するために相応なシールが配置されていて、これらのシールは、場合によっては、たとえば防食性のコーティングによって容易に被層できないか、または全く被層できない。組付け時のあらゆる注意にもかかわらず、不密性はシールの領域においては完全に排除することはできない。さらに全ケーシングの温度特性は、ケーシングが複数の部分から成っているため不均一である。

米国特許出願公開第２００２／００４４８６６６号明細書から、２つの分部から成るケーシングを備えたスクリューポンプが公知である。この場合、吐出側のケーシング部分は、軸受けケーシングとモータケーシングとに一体に結合されている。ケーシングが２つの部分から成っていることにより、ここでも上述の欠点が生じる。

本発明の課題は、摩擦真空ポンプの物理的な特性を改良することである。

この課題は、本発明によれば請求項１に記載の特徴によって解決される。

本発明による摩擦真空ポンプの場合、ケーシングはその軸線方向の全長にわたって一体に形成されているので、この一体のケーシングは、ポンプロータとロータ駆動装置とロータ支承部との軸線方向の全長を取り囲んでいる。ケーシングの一体性により、ケーシングの均一な温度特性が保証される。シールの省略により、さらにケーシングの気密性は長期にわたっても保証されている。ケーシング自体を複数の部分から組み立てる必要がないので、組立て作業およびこの作業から生じる故障原因はなくなる。ケーシングの領域におけるシールの省略により、ケーシング内面は簡単かつ隙間なく被層可能である。摩擦真空ポンプケーシングは、たとえば、支持的な機能を有していない端部側のカバーしか有しておらず、したがって組付けの時の特別な正確性は必要ではない。

ケーシングの一体の構成により、摩擦真空ポンプの多くの物理的な特性、特に温度特性とシール性とケーシング内面のコーティングの質は改善される。

有利な構成によれば、ロータ支承部とロータ駆動装置とはカートリッジ内に配置されていて、このカートリッジはケーシングによって保持されており、このケーシングによりカートリッジの軸線方向の全長にわたって取り囲まれている。カートリッジとは、本例ではカートリッジケーシングから成っていて、このカートリッジケーシングがポット状または完全に閉鎖されて形成されており、カートリッジケーシング内で軸がロータ支承部において回動可能に支承されており、この軸が、カートリッジ内に位置するロータ駆動装置により駆動可能な形式のアセンブリを意味する。支承部と駆動装置とは、閉鎖されたまたはほぼ閉鎖されたカートリッジ内に予め完全に組み立てられて配置されている。摩擦真空ポンプを組み立てる際には、カートリッジから突出している軸がまずポンプロータに結合され、続いてこの装置はケーシングに装入され得る。この場合、カートリッジはケーシング内室に固定される。こうして摩擦真空ポンプの組立ては簡単かつ確実に実施可能である。摩擦真空ポンプケーシングの一体性および唯一の駆動装置・支承部カートリッジの設置が、摩擦真空ポンプのモジュール状の構造になる。両手段をまとめることで、組立てもしくは解体は簡略化され、これによりやはり組立て正確性は改良され、組立て手間は軽減され、メンテナンスもしくは修理は簡略化され促進される。

有利には、カートリッジは摩擦真空ポンプケーシングと一体に形成されているポット状のケーシングを有している。ロータ支承部とロータ駆動装置とをポット状のケーシングに装入した後で、ポット開口はカートリッジカバーにより閉鎖される。摩擦真空ポンプケーシングが、ポット状のカートリッジケーシングとの一体に形成されていることにより組立ては総じて簡略化されて、不密性は減じられ、特にカートリッジもしくはロータ駆動装置およびロータ支承部の正確な位置決めが保証される。

有利な構成によれば、カートリッジの軸線方向の長さは、ポンプロータによって少なくとも５０％取り囲まれていて、つまりカートリッジは、その軸線方向長さの少なくとも半分をポット状のポンプロータに軸線方向で突入している。こうして、軸線方向全長に関連した、摩擦真空ポンプのコンパクトな構成が実現される。

さらに有利な構成によれば、カートリッジケーシングの一部分は、摩擦真空ポンプケーシングによって形成される。カートリッジケーシングは２つの区分を有していて、つまり１つは、ケーシングにおけるカートリッジの固定個所から見てロータ側に、もう１つは、ロータと反対の側に方向付けられている。ロータと反対の側のカートリッジの区分は、摩擦真空ポンプケーシングによって形成されていてよく、すなわちポット状のカートリッジケーシングは、カートリッジに適合するカバーを有しておらず、摩擦真空ポンプケーシングにより閉じられる。これにより構成部材の数は総じて減じられる。

さらに有利な構成によれば、ケーシングは内側に環状の段部を有していて、この段部にカートリッジが有利には吸込み側で当接していて、そこに固定されている。カートリッジはロータと一緒に有利には吸込み側からケーシングに装入される。カートリッジは環状の段部に載置され、有利には段部の吐出側から適切な固定手段、たとえばねじ締結によって固定される。環状の段部は簡単に形成可能であり、ケーシングにおけるカートリッジのガス密な固定が可能になる。

さらに有利には、ポンプロータはホルウェックポンプロータである。ケーシング側のステータ壁とロータ側のハブとの間の半径方向平面面積は、吐出側に向かって縮小され得る。

これにより、摩擦真空ポンプの流入横断面は比較的大きく設定されるので、ガス流量も比較的大きい。

以下に、本発明の実施例を図面につき詳細に説明する。

図面には、スクリューポンプであり、ホルウェックポンプ（Ｈｏｌｗｅｃｋ−Ｐｕｍｐｅ）とも呼ばれる摩擦真空ポンプ１０が示してある。この摩擦真空ポンプ１０は主として、吸込み側に向かってホッパ形に狭幅しているケーシング１２と、このケーシング１２内に配置されて固定されている、ロータ支承部（図示せず）およびロータ駆動装置（図示せず）を内蔵しているカートリッジ１４と、スクリュー状に配置された多数の羽根１８を有するポンプロータ１６とから成っている。

ケーシング１２は一体、つまりワンピースで形成されていて、ポンプロータ１６と、ロータ駆動装置およびロータ支承部を内蔵するカートリッジ１４との軸線方向の全長を取り囲んでいる。ケーシング１２の吐出側の端部は、端面側のケーシングカバー２０により閉鎖されている。

ケーシング１２の内周面には環状の段部２２が設けられていて、この段部２２において、カートリッジ１４の相応な環状の段部２４がガス密に支持される。ケーシング１２およびカートリッジ１４の段部２２，２４は互いに螺合されている。

カートリッジ１４の吸込み側の端部から、ロータ１６を保持するロータ軸２６が突出していている。ロータ１６はロータ軸２６に、たとえば螺合によって結合されている。

ロータ１６のロータハブ２８は、吸込み側に向かって縮径される。ケーシング１２の内面はステータ壁３０を形成していて、このステータ壁３０は吸込み側に向かって拡大される。吸込み側に向かっての、ステータ壁３０の内径の拡大およびロータハブ２８の外径の縮小により、ステータ壁３０とロータハブ２８との間の半径方向平面面積は、吸込み側に向かって拡大され、吐出側に向かって縮小さている。

ケーシング１２の吸込み側の軸線方向の端部は、ガス流入部３２を有している。ポンプロータ１６の吐出側には、半径方向のガス流出部３４が設けられている。

ケーシング１２はその一体による構成により、真空を囲む部分では隣接するケーシング部分とのシールを有していない。これにより特にケーシング１２の真空にさらされている領域では、均一の温度特性が実現される。ステータ壁３０の被層部は不連続ではない。２つのケーシング部分の間のシールの欠如により不密性も生ぜしめられ得ない。

本発明による摩擦真空ポンプの縦断面図である。

Claims (8)

1. 摩擦真空ポンプ（１０）であって、
   羽根なしポンプステータを形成するケーシング（１２）と、
   ロータ駆動装置と、羽根（１８）を有するポンプロータ（１６）を保持するロータ支承部とが設けられており、
   ケーシング（１２）が、ポンプロータ（１６）と、ロータ駆動装置と、ロータ支承部との軸線方向の全長を取り囲む形式のものにおいて、
   ケーシング（１２）が一体に形成されていることを特徴とする、摩擦真空ポンプ。
2. ロータ支承部とロータ駆動装置とが、カートリッジ（１４）内に配置されており、該カートリッジ（１４）が、ケーシング（１２）によって保持されており、該ケーシング（１２）により、カートリッジ（１４）の軸線方向の全長にわたって取り囲まれている、請求項１記載の摩擦真空ポンプ。
3. カートリッジが、ポット状のケーシングを有しており、該ケーシングが、摩擦真空ポンプケーシングと一体に形成されている、請求項２記載の摩擦真空ポンプ。
4. カートリッジ（１４）の軸線方向の長さが、ポンプロータ（１６）によって少なくとも５０％取り囲まれている、請求項２または３記載の摩擦真空ポンプ。
5. カートリッジケーシングの一部分が、摩擦真空ポンプケーシングによって形成されている、請求項２記載の摩擦真空ポンプ。
6. ケーシング（１２）が、環状の段部（２２）を有しており、該段部（２２）にカートリッジ（１４）が固定されている、請求２から５までのいずれか１項記載の摩擦真空ポンプ。
7. ポンプロータ（１６）がスクリューポンプロータである、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. ポンプステータ（３０）と、ポンプロータ（１６）のハブ（２８）との間の半径方向平面面積が、吐出側に向かって縮小される、請求項１から７までのいずれか１項記載の摩擦真空ポンプ。

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