JP2587506B2 - 真空ポンプ - Google Patents
真空ポンプInfo
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- JP2587506B2 JP2587506B2 JP32067889A JP32067889A JP2587506B2 JP 2587506 B2 JP2587506 B2 JP 2587506B2 JP 32067889 A JP32067889 A JP 32067889A JP 32067889 A JP32067889 A JP 32067889A JP 2587506 B2 JP2587506 B2 JP 2587506B2
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- spiral
- vacuum pump
- disk
- rotating disk
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D17/00—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
- F04D17/08—Centrifugal pumps
- F04D17/16—Centrifugal pumps for displacing without appreciable compression
- F04D17/168—Pumps specially adapted to produce a vacuum
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D23/00—Other rotary non-positive-displacement pumps
- F04D23/008—Regenerative pumps
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Non-Positive Displacement Air Blowers (AREA)
Description
部に設置する真空ポンプ(油等のシーラントを使用しな
いでクリーンな真空を作る真空ポンプ)に関するもので
ある。
油のベーパが真空排気すべき装置,例えば半導体製造装
置や食品製造装置へ逆拡散すると,これらの半導体製造
装置や食品製造装置で作る製品に悪影響を与えるので,
これら装置の真空排気部に油等のシーラントを使用しな
いでクリーンな真空を作る真空ポンプを設置している。
や食品製造装置の圧力が大気圧から10-4〜10-7まで一台
で排気できるように,狭い間隙を置いて対向する回転円
板と静止円板とを複数段に組み合わせている。しかも広
範囲の真空領域を扱う必要があり,乱流域から分子流域
までの全てにおいて,良好な排気性能を得るため,大気
圧に近い段では,回転円板と静止円板との対向面のそれ
ぞれにスパイラル状溝を設けて,両面スパイラル溝の摩
擦ポンプを構成し,高真空側では,回転円板と静止円板
との対向面の何れか一方だけにスパイラル状溝を設け
て,片面スパイラル溝の摩擦ポンプを構成している。そ
して回転円板を高速回転させることにより,一台の真空
ポンプで大気圧から高真空までの排気を可能にしてお
り,この真空ポンプを使用すると,油のベーパが真空排
気すべき装置,例えば半導体製造装置や食品製造装置へ
逆拡散しないという利点がある。
と,(01)がロータ,(01a)が同ロータ(10)の外周
面に多段に設けた回転円板,(02)がケーシング,(02
a)が同ケーシング(02)の内周面に多段に設けた静止
円板,(02a1)が同各静止円板(02a)の回転円板対向
面に設けたスパイラル状溝で,同各静止円板(02a)と
上記各回転円板(01a)とが狭い間隙を置いて対向して
いる。また(03)が上記ロータ(01)を支持した主軸,
(010)がモータケーシング,(04)が上記主軸(03)
に取付けたモータ回転子,(05)が上記モータケーシン
グ(010)に取付けたモータステータ,(06)が上記主
軸(03)の上部軸受,(07)が上記主軸(03)の下部軸
受,(08)が上記ケーシング(02)の上部に設けた吸入
口,(09)が上記ケーシング(02)の下部に設けた排気
口,(011)が上記モータケーシング(010)の周りに設
けた冷却用ジヤケツト,(012)が同冷却用ジヤケツト
(011)の冷却水排出口,(015)が上記モータケーシン
グ(010)の下部に取付けた油タンク兼下部ケーシン
グ,(016)が同下部ケーシング(015)の下部に取付け
た台板,(014)が上記油タンク兼下部ケーシング(01
5)内の潤滑油である。
テータ(05)とにより,主軸(03)とロータ(01)と各
回転円板(01a)とを回転させて,大気圧状態の半導体
製造装置や食品製造装置から吸入口(08)を経て吸入し
たガスをガスの粘性により加速させ,また各静止円板
(02a)の回転円板対向面に設けたスパイラル状溝(02a
1)により旋回させながら,排気口(09)を経て排気す
るようにしている。
油回転ポンプのように油等の液体を使用しないので,前
述のように油のベーパを真空排気すべぎ装置,例えば半
導体製造装置や食品製造装置へ逆拡散させることがな
い。
イラル溝の摩擦ポンプと片面スパイラル溝の摩擦ポンプ
とを組み合わせている。これら摩擦ポンプのうち,大気
圧に近い乱流域では,両面スパイラル溝の摩擦ポンプを
もつ段が大きな排気仕事をし,層流域及び分子流域で
は,片面スパイラル溝の摩擦ポンプをもつ段が大きな仕
事をするが,スリツプ流域では,片面スパイラル溝の摩
擦ポンプの排気速度が低下する。このため,多くの段数
を必要として,真空ポンプが大型化する。また大気圧か
ら高真空までの排気過度時には,10〜0.1Torrの間の排気
速度が小さくなり,この間の排気に多くの時間を必要と
するという問題があった。参考までに排気速度と真空度
との関係を第6図に示した。
の目的とする処は,10〜0.1Torrの範囲でも排気速度
を低下させず、定格真空条件で運転するときの中間段
の効率を向上でき,段数を減らすことができて,小型化
でき,大きな圧力比と排気量とを得ることができるる
真空ポンプを提供しようとする点にある。
置いて対向する回転円板と静止円板とを複数段に組み合
わせ,高真空側の円板には回転円板と静止円板との何れ
か一方にスパイラル状溝を設けたいわゆる片溝型スパイ
ラル溝付真空ポンプとし,大気圧に近い低真空ポンプ段
には回転円板と静止円板との相対する面の両方に方向の
異なるスパイラル状溝を設けたいわゆる両溝型スパイラ
ル溝付真空ポンプとし,その中間部の回転円板に断面が
半円形または弓形の凹みを複数個円周方向に沿って設け
て,隣接する凹みの間に半径方向の羽根を形成し,同中
間段の静止円板に断面が円弧状の渦巻室を複数個円周方
向に沿って設け,同各渦巻室に吸入室と吐出室とを設け
て,これら中間段の回転円板と静止円板とにより低圧側
渦巻室の吐出口と高圧側吸入口とを共通とする渦流型真
空ポンプを形成して,高真空側に片溝型スパイラル溝付
真空ポンプを,中間段に渦流型真空ポンプを,低真空域
側に両溝型スパイラル溝付真空ポンプを,それぞれ配設
して互いを組み合わせている。
層流域,スリツプ流域,分子流域を分担する片面スパイ
ラル溝付真空ポンプは,その最適排気性能により,回転
円板と静止円板との隙間の数倍以下のスパイラル溝深さ
を選定する必要があり,溝深さが比較的浅くなり,流れ
を支配するレイノズル数Reやクタードセン数Knが小さく
なる傾向があるが,中間段の渦巻型真空ポンプは,渦巻
室の溝深さをスパイラル溝深さの数倍から十数倍にでき
る。しかも回転円板が作り出す半径方向の流れ−二次流
れにより,渦巻室内の流れを乱して,渦巻室の隙間が大
きくても,旋回方向の速度を大きくすることができる。
この結果,片溝型スパイラル溝付真空ポンプで排気性能
を得にくい10〜0.1Torrの範囲でも排気速度が低下しな
い。
により説明すると,第1図の(1A)(1B)(1C)が回転
円板,(4B)(4C)が同回転円板(1A)(1B)(1C)に
狭い間隙を置いて対向した静止円板で,回転円板(1A)
と静止円板(4B)との対向面には,片面スパイラルをも
つ摩擦ポンプが構成され,静止円板(4B)と回転円板
(1B)との対向面,及び回転円板(1B)と静止円板(4
C)との対向面には,渦巻摩擦ポンプが構成され,静止
円板(4C)と回転円板(1C)との対向面には,片面スパ
イラルをもつ摩擦ポンプが構成されている。
ように断面が半円形または弓形の凹み(X)(Y)を複
数個円周方向に沿って設けて,隣接する凹み(X)
(Y)の間に半径方向の羽根(Z)を形成する。また第
1,3図に示すように中間段の静止円板(4B)には,断面
が円弧状の低圧側渦巻室(R)及び高圧側渦巻室(S)
を円周方向に沿って設け,同低圧側渦巻室(R)に吸入
口(U)と吐出口(V)とを設け,上記高圧側渦巻室
(S)に吐出口(V′)を設け,上記低圧側渦巻室
(R)の吐出口(V)を上記高圧側渦巻室(S)の吸入
口に兼用しており,静止円板(4B)と回転円板(1B)と
の対向面には,半径方向に2段の渦巻摩擦ポンプが構成
され,回転円板(1B)と静止円板(4C)との対向面に
は,半径方向に3段の渦巻摩擦ポンプが構成されてい
る。
に向かい浅くなっている。
いる。また上記渦巻摩擦ポンプでは,渦巻室(R)から
渦巻室(S)に向かい圧力が高くなって,気体の密度が
大きくなるので,渦巻室(R)の流路面積>渦巻室
(S)の流路面積にして,気体の旋回方向の流速を略一
定にするようにしている。
置に大きさ,形状の同じものを2個ずつ配設している。
また一段の渦巻摩擦ポンプの圧力比は,小さくて,直列
に複数段組み合わせる必要がある。本実施例では,1枚の
回転円板(1B)の上下面で合計5段になっているが,片
面で少なくとも2段にすることにより,吸入口及び吐出
口を合理的に,コンパクトに纒めることができる。
気圧側には,回転円板と静止円板との相対する両方の面
に方向の異なるスパイラル状の溝を設けた両溝型スパイ
ラル溝付真空ポンプを設ける。
空ポンプを,中間段には,円弧状の凹みを円周方向に設
けるとともに複数段の翼を半径方向に設けた渦流型真空
ポンプを,下流側低真空域には,回転円板と静止円板と
の両側に方向の異なるスパイラル溝を設けた両溝型スパ
イラル溝付真空ポンプを,それぞれ配設して,これら3
種類の形式の真空ポンプを上記の順番に組み合わせる。
に説明する。
イラル溝の摩擦ポンプ(回転円板(1A)と静止円板(4
B)との対向面に構成した摩擦ポンプと,回転円板(1
B)と静止円板(4C)との対向面に構成した摩擦ポン
プ)は,その最適排気性能により,回転円板(1A)と静
止円板(4B)との隙間,及び回転円板(1B)と静止円板
(4C)との隙間の数倍以下のスパイラル溝深さを選定す
る必要があり,比較的溝深さが浅くなり,流れを支配す
るレイノズル数Reやクタードセン数Knが小さくなる傾向
がある。
粘性係数Kn=h/λ ここでλ:気体分子の平均自由行程 渦巻摩擦ポンプは,渦巻室(R)(S)の溝深さをスパ
イラル溝深さの数倍から十数倍にできる。しかも回転円
板(1B)が作り出す半径方向の流れ−二次流れにより,
渦巻室(R)(S)内の流れを乱して,渦巻室(R)
(S)の隙間が大きくても,旋回方向の速度を大きくす
ることができる。この結果,片面スパイラル溝の摩擦ポ
ンプで排気性能を得にくい10〜0.1Torrの範囲でも排気
速度が低下しない。
ち,中間段の回転円板に断面が半円形または弓形の凹み
を複数個円周方向に沿って設けて,隣接する凹みの間に
半径方向の羽根を形成し,同中間段の静止円板に断面が
円弧状の渦巻室を複数個円周方向に沿って設け,同各渦
巻室に吸入室と吐出室とを設けて,これら中間段の回転
円板と静止円板とにより低圧側渦巻室の吐出口と高圧側
吸入口とを共通とする渦巻型真空ポンプ(渦巻摩擦ポン
プ)を形成している。この中間段の渦巻型真空ポンプ
は,渦巻室の溝深さをスパイラル溝深さの数倍から十数
倍にできる。しかも回転円板が作り出す半径方向の流れ
−二次流れにより,渦巻室内の流れを乱して,渦巻室の
隙間が大きくても,旋回方向の速度を大きくすることが
できる。この結果,片面スパイラル溝の摩擦ポンプで排
気性能を得にくい10〜0.1Torrの範囲でも排気速度を低
下させない。
り,定格真空条件で運転するときの中間段の効率を向上
でき,段数を減らすことができて,真空ポンプを小型化
できる。
溝型スパイラル溝付真空ポンプにしたので,大きな圧力
比と排気量とを得ることができる。
図,第2図は第1図の矢視II-II線に沿う横断平面図,
第3図は第1図の矢視III-III線に沿う横断底面図,第
4,5図は従来の真空ポンプを示す縦断側面図,第6図は
同真空ポンプの排気速度と真空度との関係を示す説明図
である。 (1A)(1B)(1C)……回転円板,(4B)(4C)……静
止円板,(X)(Y)……半円形または弓形の凹み,
(Z)……羽根,(R)(S)……渦巻室,(U)……
渦巻室(R)の吸入口,(V)……渦巻室(R)の吐出
口兼渦巻室(S)の吸入口,(V′)……渦巻室(S)
の吐出口。
Claims (1)
- 【請求項1】狭い間隙を置いて対向する回転円板と静止
円板とを複数段に組み合わせ,高真空側の円板には回転
円板と静止円板との何れか一方にスパイラル状溝を設け
たいわゆる片溝型スパイラル溝付真空ポンプとし,大気
圧に近い低真空ポンプ段には回転円板と静止円板との相
対する面の両方に方向の異なるスパイラル状溝を設けた
いわゆる両溝型スパイラル溝付真空ポンプとし,その中
間部の回転円板に断面が半円形または弓形の凹みを複数
個円周方向に沿って設けて,隣接する凹みの間に半径方
向の羽根を形成し,同中間段の静止円板に断面が円弧状
の渦巻室を複数個円周方向に沿って設け,同各渦巻室に
吸入室と吐出室とを設けて,これら中間段の回転円板と
静止円板とにより低圧側渦巻室の吐出口と高圧側吸入口
とを共通とする渦流型真空ポンプを形成して,高真空側
に片溝型スパイラル溝付真空ポンプを,中間段に渦流型
真空ポンプを,低真空域側に両溝型スパイラル溝付真空
ポンプを,それぞれ配設して互いを組み合わせたことを
特徴とする真空ポンプ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32067889A JP2587506B2 (ja) | 1989-12-12 | 1989-12-12 | 真空ポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32067889A JP2587506B2 (ja) | 1989-12-12 | 1989-12-12 | 真空ポンプ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03182697A JPH03182697A (ja) | 1991-08-08 |
JP2587506B2 true JP2587506B2 (ja) | 1997-03-05 |
Family
ID=18124111
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32067889A Expired - Fee Related JP2587506B2 (ja) | 1989-12-12 | 1989-12-12 | 真空ポンプ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2587506B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS50133510A (ja) * | 1974-04-10 | 1975-10-22 | ||
JPS5347552A (en) * | 1976-10-08 | 1978-04-28 | Yotsuchiyan Shiyokuhin Kougiyo | Production of puffsnack food having multiple taste |
JPS6361798A (ja) * | 1986-09-01 | 1988-03-17 | Hitachi Ltd | 多段一体羽根車 |
JPS63266191A (ja) * | 1987-04-24 | 1988-11-02 | Osaka Shinku Kiki Seisakusho:Kk | 真空ポンプ |
-
1989
- 1989-12-12 JP JP32067889A patent/JP2587506B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH03182697A (ja) | 1991-08-08 |
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