JP2012520961A - 複数入口式真空ポンプ - Google Patents

Abstract

【解決手段】本発明は、第１のポンプ装置(10)及び第２のポンプ装置(12)を備えた複数入口式真空ポンプに関する。第１のポンプ装置(10)は、搬送方向(36)に連続して配置された複数の第１ロータディスク(20,21) を有する第１のロータ要素(18)を備えている。第２のポンプ装置(12)は、搬送方向(36)に連続して配置された複数の第２ロータディスク(28)を有する第２のロータ要素(26)を備えている。第１の流体流(34)が、第１のポンプ装置(10)によって主入口(32)を介して吸い込まれ、第２のポンプ装置(12)の方向に搬送される。第２の流体流(40)が、第２のポンプ装置によって中間入口(38)を介して吸い込まれ、ポンプ出口の方向に搬送される。本発明によれば、第１のポンプ装置(10)の最後のロータディスク(21)の直径が、第２のポンプ装置(12)の最初のロータディスク(28)の直径に略等しい。

Description

本発明は、複数入口式真空ポンプに関する。

複数入口式真空ポンプは、共通のハウジング内に、例えばターボ分子ポンプとして設けられた複数のポンプ装置を備えており、複数のポンプ装置は、任意にはホルベック(Holweck )段に接続されている。通常、個々のポンプ装置は共通のロータ軸によって支持されており、単一の電動機によって駆動される。ポンプハウジングは主入口を備えており、主入口を介して第１の流体流が、第１のポンプ装置の作動によって吸い込まれる。その後第１の流体流は、第１のポンプ装置を通過した後、第２のポンプ装置と、任意には更なるポンプ装置とによって出口の方向に搬送される。中間入口が、第２のポンプ装置の作動によって第２の流体流を吸い込んで取り入れるために、第１のポンプ装置と第２のポンプ装置との間に設けられている。従って、第２のポンプ装置は、第１の流体流と第２の流体流とを出口の方向に搬送する。任意には、第２の中間入口が第２のポンプ装置と第３のポンプ装置との間に設けられ得る。第３のポンプ装置の作動によって、対応する第３の流体流が出口の方向に搬送され、前記３つの流体流は全て第３のポンプ装置によって搬送される。

独国特許出願公開第19821634号明細書

本発明は、前記中間入口の吸引量が高い複数入口式真空ポンプを提供することを目的とする。

本発明によれば、上記の目的は、請求項１によって定義された特徴を有する複数入口式真空ポンプによって達成される。

本発明の好ましい実施形態では、第１のポンプ装置は、ロータディスクを備えており、好ましくは、搬送方向に見たときに最後の、直径が拡張されたロータディスクを備えている。第１のポンプ装置の最後のロータディスクの直径は、好ましくは第２のポンプ装置の最初のロータディスクの直径に等しく、第２のポンプ装置のロータディスクの全ての直径が同一であることが特に好ましい。第１のポンプ装置の最後のロータディスクの直径を第１のポンプ装置の他のロータディスクの直径より大きくすることにより、第１のポンプ装置内で第１の流体流を径方向の外側に偏移することが可能になる。従って、中間入口の領域では、第１の流体流が既に偏移されている。中間入口は、第１のポンプ装置の前記大径の最後のロータディスクと第２のポンプ装置の最初のロータディスクとの間に配置されていることが好ましい。第１のロータ段の最後のロータ翼板の大径は、出口に向かう方向への中間入口での圧縮を改善し、従って、中間入口から流体流に対して反対方向への流体の逆流を防ぐために効果的である。第１のロータ段のロータ翼板の直径と同一の直径を有するロータ翼板のロータ段を複数設けることにより、この圧縮の改善が達成され得るが、この解決法は更に費用がかかる。

本発明によれば、第１のロータ要素の少なくとも１つのロータディスクの直径が、第２のロータ要素の第２ロータディスクの直径より小さい。従って、本発明によれば、第１のロータ要素内のロータディスクの直径が階段状である。本発明によれば、第１のロータ要素は、直径が異なる複数のロータディスクを有しており、第１のロータ要素内を多段状にすることが可能である。搬送方向に見たとき、第１のロータ要素の少なくとも最初のロータディスクが、第２のロータ要素のロータディスクの直径より小さい直径を有するように構成されていることが好ましい。第１のロータ要素の複数のロータディスクの内の少なくとも50%、更に好ましくは少なくとも75%の直径が、第２のロータ要素の第２ロータディスクの直径より小さいことが特に好ましい。

第１のポンプ装置の最後のロータディスクのみの直径が、好ましくは第２のポンプ装置のロータディスクの直径と同一である拡張直径であることが好ましいわけではない。代わりに例えば、搬送方向に見たとき、第１のポンプ装置の最後の２つのロータディスク、又は最後の２つのロータディスクより更に多くのロータディスクの直径が、第１のポンプ装置の他のロータディスクの直径より大きくてもよい。更に、第１のポンプ装置の少なくとも最後の２つのロータディスクの直径が、第２のポンプ装置の最初のロータディスクの直径と略同一であり、第２のポンプ装置のロータディスクの直径が好ましくは全て同一であることが可能である。任意には、第１のポンプ装置の最後の複数のロータディスクの直径を階段状に増大させることが可能である。従って、第１のポンプ装置の最初のロータディスクの比較的小さな直径から開始して、少なくとも最後のロータディスクの直径が第２のポンプ装置のロータディスクの直径に等しくなるまで、ロータディスクの直径が階段状に大きくなる。

任意には、複数入口式真空ポンプは、複数の中間入口を更に備えることが可能である。このために、更なるポンプ装置が、搬送方向に見たときに第１のポンプ装置の上流側及び／又は第２のポンプ装置の下流側に配置される。相互に隣り合うポンプ装置間に、夫々の中間入口が設けられ得る。本発明に関連して、簡潔さのために以下第１及び第２のポンプ装置と称する相互に隣り合う２つのポンプ装置は、上述された発明性がある方法を用いて構成される。本発明によれば、複数の中間入口を備えた複数入口式真空ポンプでは、発明性がある構成を中間入口の領域に複数設けることが更に可能である。

本発明を、添付図面を参照して好ましい実施形態により更に詳細に以下に説明する。

本発明の好ましい実施形態を示す縦断面略図である。

図１は、本発明に関する複数入口式真空ポンプの一部を図示している。複数入口式真空ポンプの前記一部は、第１のポンプ装置10と更なる、すなわち第２のポンプ装置12とを備えており、これらのポンプ装置の両方が共通のハウジング14に配置されている。更に、例えばホルベック(Holweck )段のような第３のポンプ装置が、前記ハウジング14内の図１の右側に設けられ得る。

前記第１のポンプ装置10は、ロータ軸16に配置された第１のロータ要素18を備えている。図示された実施形態では、第１のロータ要素18は、外径が同一であり径方向に延びる４つのロータディスク20と、外径がより大きい１つのロータディスク21とを備えている。前記ロータディスク20,21 は、流体を、特にはガスを搬送するためのロータ翼板を有している。隣り合うロータディスク20間に、動かないステータディスク22が配置されている。前記ステータディスク22は、例えばリングによりハウジング14に固定して保持されている。

図示された実施形態では２つの軸受24に支持されたロータ軸16に、第２のポンプ装置12の更なる、すなわち第２のロータ要素26が更に取り付けられている。図示された実施形態では、前記第２のロータ要素26は５つのロータディスク28を備えている。ロータディスク28間に、ステータディスク30が配置されており、任意にはステータリングによりハウジング14に動かないように固定されている。前記ロータディスク28も、流体を搬送するためのロータ翼板を有しており、該ロータ翼板は、図１にはハッチングなしで示されている外側領域に配置されている。

第１のポンプ装置10は、ハウジング14の主入口32を介してガスを吸い込む。このようにして、第１の流体流34が第２のポンプ装置12の方向に、つまり搬送方向36に生成される。出口が、搬送方向における最後のポンプ装置の下流側、つまり、前記ハウジング14内の図１の右側に設けられており、搬送方向36は、主入口32から出口に向かう主搬送方向に相当する。

更に、ハウジング14は中間入口38を備えている。中間入口38は、ハウジング14内の第１のポンプ装置10と第２のポンプ装置12との間に配置されている。中間入口38によって、第２の流体流40が、ここでも搬送方向36に生成される。前記第２の流体流40は、第２のポンプ装置12と、任意には第２のポンプ装置12の下流側に配置された更なるポンプ装置との作動によってポンプ出口の方向に搬送される。ここに図示された例示的な実施形態に関連した複数入口式真空ポンプでは、高真空が主入口32に存在し、僅かに低い真空が中間入口38に存在する。可能な限り高い吸込性能の取得を可能とするために、つまり、中間入口38にも低い真空を生成するために、図示された実施形態では、第２のポンプ装置12のロータディスク28の半径が、第１のポンプ装置10のロータディスク20の半径より大きい。

本発明によれば、第１のポンプ装置10は追加のロータディスク21を備えており、追加のロータディスク21は、搬送方向36における最後のロータディスクであり、ロータディスク20の外径より大きな外径を有している。それにより、第１の流体流34は、第１ロータディスク20を通過した後、ロータディスク21によって径方向の外側に（矢印42の方向に）偏移される。ロータディスク21のロータ翼板の領域（ハッチングされていない領域）では、第１の流体流がロータディスク21を（矢印44の方向に）通過する。

第１のポンプ装置10の最後のロータディスク21の外径は、第２のポンプ装置12のロータディスク28の外径に略等しい。従って、複数入口式真空ポンプ全体に関してロータディスクの直径が異なるにもかかわらず、第１の流体流34と第２の流体流40とが要望通りに結合されることが保証される。

２つの第１及び第２のロータ要素18,26は、共通のロータ軸16に取り付けられており、共通の電動機によって駆動される。

本発明によれば、複数の中間入口を備えた複数入口式真空ポンプを提供することが更に可能であり、前記複数の中間入口の内の少なくとも１つは、図１を参照して上述されたように構成される。複数の中間入口は、本発明によって提供されるように構成されることが好ましい。個々の中間入口の構成に関係なく、図１に示された実施形態に関して、少なくとも１つの更なるポンプ装置が、第１のポンプ装置10の搬送方向36の上流側に配置され得る。更に、少なくとも１つの更なるポンプ装置が、第２のポンプ装置12の搬送方向36の下流側に配置され得る。

Claims (8)

1. 搬送方向(36)に連続して配置された複数の第１ロータディスク(20,21) を有する第１のロータ要素(18)を備えた第１のポンプ装置(10)と、
   前記搬送方向(36)に連続して配置された複数の第２ロータディスク(28)を有する第２のロータ要素(26)を備えた第２のポンプ装置(12)と、
   第１の流体流(34)が前記第１のポンプ装置(10)によって吸い込まれ、前記第２のポンプ装置(12)の方向に搬送されるための主入口(32)と、
   第２の流体流(40)が前記第２のポンプ装置(12)によって吸い込まれ、ポンプ出口の方向に搬送されるための中間入口(38)と
   を備えた複数入口式真空ポンプにおいて、
   前記第１のポンプ装置(10)の少なくとも最後の第１ロータディスク(21)の直径が、前記第２のポンプ装置(12)の最初の第２ロータディスク(28)の直径に略等しく、
   前記第１のロータ要素(18)の少なくとも１つの第１ロータディスク(21)の直径が、前記第２ロータディスク(28)の直径より小さいことを特徴とする複数入口式真空ポンプ。
2. 前記第１のポンプ装置(10)の少なくとも最後２つの第１ロータディスク(21)の直径が、前記第２のポンプ装置(12)の最初の第２ロータディスク(28)の直径に略等しいことを特徴とする請求項１に記載の複数入口式真空ポンプ。
3. 前記搬送方向(36)に、前記第１のロータ要素(18)の少なくとも最初の第１ロータディスク(20)の直径が、前記第２ロータディスク(28)の直径より小さいことを特徴とする請求項１又は２に記載の複数入口式真空ポンプ。
4. 前記第１のロータ要素(18)の複数の第１ロータディスク(20,21) の内の50%以上、好ましくは75%以上の直径が、前記第２ロータディスク(28)の直径より小さいことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の複数入口式真空ポンプ。
5. 前記第２のポンプ装置(12)の複数の第２ロータディスク(28)、好ましくは全ての第２ロータディスク(28)の直径が同一であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の複数入口式真空ポンプ。
6. 前記搬送方向(36)に見たとき、前記第１のポンプ装置(10)の上流側、及び／又は前記第２のポンプ装置(12)の下流側に配置された少なくとも１つの更なるポンプ装置を更に備えていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の複数入口式真空ポンプ。
7. 中間入口が、隣り合うポンプ装置間に設けられていることを特徴とする請求項６に記載の複数入口式真空ポンプ。
8. 前記搬送方向(36)の更に上流側に配置されたポンプ装置の最後のロータディスクの直径が、該ポンプ装置の前記搬送方向(36)の下流側に配置された前記ポンプ装置の最初のロータディスクの直径に等しいことを特徴とする請求項７に記載の複数入口式真空ポンプ。

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