JP2009500549A - 真空ポンプ装置 - Google Patents

Abstract

真空ポンプ装置、特にターボ分子ポンプ装置が、ポンプハウジング（１０）内にロータ（１４）とステータ（１６）とを有している。ポンプハウジング（１０）はポンプフランジ（２０）を介して真空室ハウジング（２６）に結合されている。結合のためには、保持エレメント（３４）が設けられている。ロータ（１４）のロック時のような故障発生時に高いトルクが生じることにより保持エレメント（３４）が回動することを回避するために、保持エレメント（３４）は真空室ハウジング（２６）と協働する回動防止装置（４０）を有している。

Description

本発明は、真空ポンプ装置、特にターボ分子ポンプ装置に関する。

たとえばターボ分子ポンプのような真空ポンプは、真空室中に真空を発生させるために真空室ハウジングに結合されている。この結合はポンプハウジングに結合されたポンプフランジと、対応する保持エレメント、たとえば「つめ（クロー）」とを介して行われる。これらのつめはポンプフランジに結合されており、この場合、たとえばつめに設けられた付設部が、ポンプフランジに設けられた溝内に係合する。真空室ハウジングにおけるつめの固定は、ねじを介して行われる。このような真空ポンプは最大６５ｋｇの重量を有していてよく、そしてポンプハウジング内に配置されたロータは３００００〜１０００００ｒ．ｐ．ｍ．の範囲の回転数に到達し得るので、安全性に対しては高い要求が課せられる。高い重量および高いロータ速度に基づき、高い安全性を持ってオペレータの被る危険を排除するためには、真空室ハウジングにおける真空ポンプの確実な固定が保証されていなければならない。特にロータのロックによる故障発生時では、突発的に高いトルクが発生する。このトルクはロータからステータを介してポンプハウジングへ伝達され、そしてこのポンプハウジングからつめを介して真空室ハウジングへ伝達される。数千Ｎｍの範囲となり得るこのような大きなトルクでは、真空室ハウジングに対するポンプハウジングの回動が行われる恐れがある。このことは、つめの固定部の範囲において真空室ハウジングの損傷を招く恐れがある。特に真空室ハウジングの損傷は不都合となる。なぜならば、真空ポンプの交換に加えて真空室ハウジングの修理も必要となるからである。このことはコストがかかるだけではなく、場合によっては長い時間にわたって生産を中断させてしまう。場合によってはそれどころか、ポンプフランジに設けられたつめが完全に破損し、真空ポンプがもはや真空室ハウジングに保持されなって、真空ポンプが落下してしまう危険が生じ得る。これにより、真空室ハウジングの損傷の他に、オペレータの高い負傷危険が生じる。

実験により、特に１６０ｍｍのフランジ直径を超えると上記問題が発生する危険があることが判った。

本発明の課題は、故障発生時に真空ポンプ装置の安全性を高めることである。

この課題は本発明によれば、請求項１の特徴部に記載の特徴により解決される。

特にターボ分子ポンプ装置である本発明による真空ポンプ装置は、特にロータの高い重量および／または高い回転速度を有するポンプを有している。当該真空ポンプ装置はポンプハウジングを有しており、このポンプハウジング内にはロータとステータとが配置されている。ポンプハウジングにはポンプフランジが結合されており、この場合、ポンプフランジは直接にハウジングの一部として形成されていてもよい。ポンプハウジングを真空室ハウジングに固定するためには、保持エレメントが設けられている。本発明によれば、少なくとも１つの保持エレメントが、真空室ハウジングと協働する回動防止装置を有している。このような回動防止装置を設けることにより、故障発生時、特にロータの突発的なロックの際に高いトルクが発生しても保持エレメント、たとえばクローもしくはつめ（Pratze）の回動が行われないことが確保されている。これにより、特にポンプフランジと真空室ハウジングとの間の結合の解離が回避されているので、安全性は改善されている。さらに、保持エレメントの固定部の範囲における真空室ハウジングの損傷の危険は減じられている。

本発明による回動防止装置を備えた少なくとも１つの保持エレメントが設けられていると有利である。回動防止装置を備えた、特に互いに向かい合って位置する２つの保持エレメントが設けられていると有利である。この場合、回動防止装置を備えた本発明による保持エレメントは慣用の単独型保持エレメントと組み合わされていてよい。回動防止装置を備えた複数の保持エレメント、特にポンプフランジの周面に分配されて配置された少なくとも３つの保持エレメントが設けられていると有利である。この場合、ポンプフランジは円環状に形成されていると有利である。

回動防止装置として保持エレメントはピンを有していてよい。このピンは、ポンプ室ハウジングに設けられた切欠きもしくは孔内に係合する。付加的に、保持エレメントが固定エレメント、たとえばねじを有していると有利である。したがって、本発明による保持エレメントの有利な構成は、たとえば切欠き内に係合するピンの形の回動防止装置と、固定エレメントとを有しており、この固定エレメントは真空室ハウジングに設けられたねじ山にねじ込まれる。別の有利な構成では、回動防止装置も固定エレメント、特にねじとして形成されているので、本発明による保持エレメントは特に同一に形成された少なくとも２つの固定エレメントを有している。両固定エレメントは、真空室ハウジングに設けられた切欠き、たとえばねじ山付孔内に係合するので、両固定エレメントは固定装置としても回動防止装置としても働く。

ポンプハウジングに結合されたポンプフランジまたはポンプハウジングの一部として形成されたポンプフランジは、円環状の溝を有していると有利である。この溝は中断されていてよいが、しかし有利には全周にわたって延びている。保持エレメントは、この溝内に係合する、特に円環セグメント状の付設部を有していると有利である。これにより、ポンプの組付けは著しく簡単化される。なぜならば、真空室ハウジングに対して相対的なポンプハウジングの位置を、保持エレメントの位置を変える必要なしに変化させることができるからである。

周方向に延びる前記溝の半径は前記付設部に与えられた半径にほぼ相当していると有利である。このことには特に次のような利点がある。すなわち、故障発生時における極めて大きなトルクの発生時に、発生したトルクによってポンプフランジと保持エレメントの付設部との間に発生した力がこの範囲における摩擦力よりも大きくなるやいなや、ポンプハウジングが保持エレメントに対して回転を実施し得る。

以下に、本発明の有利な１実施例を図面につき詳しく説明する。

図１は、真空ポンプ装置の概略的な断面図であり、
図２は、ポンプハウジングの概略的な斜視図であり、
図３は、本発明による保持エレメントの概略的な斜視図であり、
図４は、公知先行技術による保持エレメントを備えた真空ポンプ装置の一部を故障発生時の状態で示す概略的な平面図である。

図面には、真空ポンプ装置が図示されている。この真空ポンプ装置はポンプハウジング１０を有しており、このポンプハウジング１０内には、長手方向軸線１２を中心にして回転するロータ１４が配置されている。ロータ１４の個々のロータブレード（動翼）の間には、ポンプハウジング１０に結合されたステータ１６のステータブレード（静翼）が配置されている。ロータ１４は結合エレメント１８を介して駆動軸２０に固く結合されている。相応して、ステータ１６は結合エレメント２２を介してポンプハウジング１０に固く結合されている。

真空室２４内に真空を発生させるためには、ポンプハウジング１０が真空室ハウジング２６に開口２８の範囲で固定されている。

固定のためには、ポンプハウジング１０が、図示の実施例では円環状に形成されているポンプフランジ３０を有している。このポンプフランジ３０は横断面Ｌ字形に形成されているので、円環状の溝３２が形成されている。

保持エレメント３４を用いて、ポンプハウジング１０はポンプフランジ３０を介して真空室ハウジング２６に固定される。このためには、図示の実施例では、保持エレメント３４が特に円環セグメント状の付設部３６を有しており、この付設部３６がポンプフランジ３０の溝３２内に係合する。

真空室ハウジング２６に保持エレメント３４を固定するためには、固定エレメントとしてねじ３８が設けられている。この場合、本発明による保持エレメント３４（図２）は固定エレメント３８ならびに回動防止装置４０を有しており、この場合、図示の実施例では、固定エレメント３８も回動防止装置４０も、ねじとして形成されている。回動防止装置４０は切欠き４２内に係合する。この切欠き４２は、図示の実施例では真空室ハウジング２６に設けられたねじ山付孔である。

本発明による保持エレメント３４は固定エレメント３８の他に回動防止装置４０を有しているので、故障発生時には、固定エレメント３４の回動が生じないことが保証されている。ロータ１４のロックのような故障発生時にロータ１４からステータ１６を介してポンプハウジング１０へ伝達される高いトルクが発生したにもかかわらず、固定エレメントしか有しない相応する単独型保持エレメント４４（図２）の場合に行われ得るような保持エレメント３４の回動は行われない。

図２に示したポンプハウジング１０の斜視図は、ポンプハウジングのフランジ側を斜め上から見た図である。この場合、円環状のポンプフランジ３０には４つの本発明による保持エレメント３４ならびに４つの単独型保持エレメント４４が配置されている。本発明による保持エレメント３４はそれぞれ１つの円環状の付設部３６を有しており、この付設部３６はポンプフランジ３０の溝３２（図１）内に係合する。さらに、保持エレメント１つ当たり２つのねじ３８，４０が設けられており、これらのねじは固定エレメントもしくは回動防止装置として働く。

ねじ３８，４０は、保持エレメント３４に設けられた貫通孔４６によって案内されている。

公知先行技術を明示するために、図４には、単独型保持エレメント４４が故障発生時の状態で図示されている。単独型保持エレメント４４は、ねじ４８を介して真空室ハウジング２６に固定されている。故障発生時に生じる高いトルクに基づき、図面で見て矢印５０の方向におけるポンプハウジング１０の回動が行われる。これにより、図面で見て逆時計回り方向での単独型保持エレメント４４の回動が行われる。このことはポンプフランジ３０ならびに真空室ハウジング２６の損傷を招く。

真空ポンプ装置の概略的な断面図である。 ポンプハウジングの概略的な斜視図である。 本発明による保持エレメントの概略的な斜視図である。 公知先行技術による保持エレメントを備えた真空ポンプ装置の一部を故障発生時の状態で示す概略的な平面図である。

Claims (6)

1. 真空ポンプ装置、特にターボ分子ポンプ装置であって、
   ポンプハウジング（１０）内に配置されたロータ（１４）と、ステータ（１６）と、
   ポンプハウジング（１０）に結合されたポンプフランジ（３０）と、
   ポンプハウジング（１０）と真空室ハウジング（２６）とに結合された、ポンプハウジング（１０）を真空室ハウジング（２６）に固定するための少なくとも１つの保持エレメント（３４）とが設けられている形式のものにおいて、
   保持エレメント（３４）が、真空室ハウジング（２６）と協働する回動防止装置（４０）に結合されていることを特徴とする真空ポンプ装置。
2. 回動防止装置（４０）が、真空室ハウジング（２６）に設けられた切欠き（４２）内に係合している、請求項１記載の真空ポンプ装置。
3. 保持エレメント（３４）が、回動防止装置（４０）に対して付加的に設けられた固定エレメント（３８）を有している、請求項１または２記載の真空ポンプ装置。
4. 回動防止装置（４０）が、付加的に別の固定エレメントとして形成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の真空ポンプ装置。
5. 有利には円環状に形成されているポンプフランジ（３０）の周面に少なくとも３つの保持エレメント（３４）が配置されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の真空ポンプ装置。
6. ポンプフランジ（３０）が、特に円環状の溝（３２）を有しており、該溝（３２）内に、保持エレメント（３４）に設けられた特に円環セグメント状の付設部（３６）が係合している、請求項１から５までのいずれか１項記載の真空ポンプ装置。

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