JP2625157B2 - ポンプ - Google Patents

ポンプ

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JP2625157B2
JP2625157B2 JP63156608A JP15660888A JP2625157B2 JP 2625157 B2 JP2625157 B2 JP 2625157B2 JP 63156608 A JP63156608 A JP 63156608A JP 15660888 A JP15660888 A JP 15660888A JP 2625157 B2 JP2625157 B2 JP 2625157B2
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プファイファー・ヴァキューム・ゲーエムベーハー
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D19/00Axial-flow pumps
    • F04D19/02Multi-stage pumps
    • F04D19/04Multi-stage pumps specially adapted to the production of a high vacuum, e.g. molecular pumps
    • F04D19/042Turbomolecular vacuum pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/52Casings; Connections of working fluid for axial pumps
    • F04D29/54Fluid-guiding means, e.g. diffusers
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    • F04D29/542Bladed diffusers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ポンプに関し、特に相互に重なり合うロー
タおよびステータ・ディスクを備え、ステータ・ディス
クがスペーサ・リングにより相互に分離されたターボ分
子ポンプに関する。
〔従来の技術および解決しようとする課題〕
一般に、ターボ分子ポンプのロータおよびステータ・
ディスクは、それぞれ外側にブレードが設けられた内側
支持リングからなっている。高速度で回転するロータ・
ディスクのブレードは、ステータ・ブレードと共働して
圧縮作用を生じる。ステータ・ディスク間で外周部に位
置するスペーサ・リングにより、ロータ・ディスクがそ
の間で接触することなく回転することができるようにス
テータ・ディスクは間隔をおいて保持されている。この
ため、ステータ・ディスクおよびスペーサ・リングは、
一緒にステータを形成し、このステータはポンプ・ハウ
ジングの内壁面により中心に位置される。
一方では、ポンプ・ハウジングの内壁面で、また他方
ではステータ・ディスクおよびスペーサ・リングで仕切
られた空間が、ターボ分子ポンプ内の逆流に関して特に
厳密な場所を提供する。運転中10を何度も累乗する大き
さの非常に高い圧力比(例えば、10-10)が部分真空即
ち前真空側とポンプの真空側との間に形成されるため、
少量のガスでさえ、大きさの程度によりポンプの圧力
比、従って極限の真空状態を低下させるに充分である。
例え、ポンプ・ハウジングの内壁面およびステータ・デ
ィスクおよびスペーサ・リングの外表面が非常に慎重に
大きな費用をかけて加工されても、少量のガスが避け難
い残った間隙を介して圧縮方向に逆って高真空側に達す
ることを阻止することは不可能である。
実質的にステータ・ディスクおよびスペーサ・リング
からなるターボ分子ポンプ用のステータの構造について
は、独国特許(DE−AS)明細書第25 23 390号に記載さ
れている。組立て中、スペーサ・リング間にあるステー
タ・ブレード・リングに開口が形成される。隣接するス
ペーサ・リング間の空隙を固定するピンが、これらの開
口を経て突出している。このため、一方ではハウジング
の内壁面、他方ではステータ・ディスクおよびスペーサ
・リングの間の空間は、ステータ・ディスクを介して吸
入空間と結合される。その結果、前真空側から圧縮方向
と反対に高真空側まで流れるガスは、高真空側に達する
前に再び排出させることができる。
独国特許(DE−AS)明細書第25 23 390号に記載され
る構造は、ステータ・ディスクおよびスペーサ・リング
を正確に積重ねる問題と共に逆流することを防止する問
題の複雑かつ高価な解決法を示している。ステータ・デ
ィスクにおける凹部を別の作業でフライス加工すること
に加えて、例えば、スペーサ・リングの間隔を固定する
ピンを非常に正確に製造してスペーサ・リングに嵌合し
なければならない。これは、ピンおよびスペーサ・リン
グにおける不正確が積重ね工程中に累積するため、更に
難しい。ピンをスペーサ・リングの穴に固定する間、高
い圧力下で少量のガスが閉じ込められる小さな腔部が生
じ、ポンプが運転中このガスが後で再び図有となり真空
を損なう。更に他の問題は、ステータ・ディスクおよび
スペーサ・リングが常に交互にステータの外縁部に存在
することである。これらディスクがスペーサ・リングと
同様に全領域にわたってハウジングの内壁面に対して緊
密に当接しないため、ステータ・ディスクがハウジング
の内壁面に仕切りを生じる場所において逆流を生じるこ
とが特に大きな問題である。
独国特許公開明細書(DE−OS)第22 14 702号によれ
ば、ポンプ・ハウジングの内壁面と色々な場所における
ステータとの間に嵌合される封止リングにより逆流を防
止することは公知である。しかしこの方法は、これらの
封止リングがガスを通す故に、高真空または超高真空の
形成においては適当でない解決法である。更に、ターボ
分子ポンプは充分な真空を生じるためには一般に加熱さ
れるため、温度が上昇する問題が存在する。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、ロータの信頼できる正確な回転および逆流
の有効な減少の要件を満たすターボ分子ポンプ用のステ
ータを提供することを目的とする。更に、従来技術に比
較して、スペーサ・リングおよびステータ・ディスクの
比較的簡単かつ廉価な製造、およびポンプ装置全体の比
較的複雑でない組立てが達成される。
本発明によれば、ハウジングにおける相互に重なり合
うロータおよびステータ・ディスクを備えたポンプが提
供され、ステータ・ディスクは互いにスペーサ・リング
によって分離されており、スペーサ・リングは片側また
は両側の軸面における外径全周にわたって延在する部分
が短くなり、これによりスペーサ・リングとハウジング
壁面の内側との間にダクトが形成され、スペーサ・リン
グの片側または両側の軸面において、ダクトとポンプの
吸込み空間との間に流通を確保する半径方向に延在する
凹部が存在する。
このようなスペーサ・リングが提供された結果、ロー
タ・ディスクがその間で信頼性を以て正確に回転するこ
とができるように、ステータ・ディスクが正確に画成さ
れた空間を以て配置される効果が達成される。組立て
後、ステータとポンプ・ハウジングの内壁面との間でス
テータの周部に位置するダクトは、逆流するガスが集ま
る空間として作用する。半径方向の凹部の結果として、
ガスはステータとロータ・ディスク間の吸入空間に入
り、このため前真空部へ戻すことができる。スペーサ・
リングの外表面がブレードにより形成され、この半径に
おける逆流の大きな発生をもたらすステータ・ディスク
の部分により交互に分離されることがないため、逆流の
総量が減少させられる。この減少した部分および半径方
向の凹部を有するリングは、一回のチャック操作で旋盤
上の必要な工具により管材から作ることができる。
望ましい実施態様においては、ステータ・ディスク
は、スペーサ・リングの内径が減少した部分で保持され
る。この結果、ステータ・ディスクの半径を小径部の半
径よりもやや小さくすることが可能であり、このことは
ステータの熱膨張の場合の利点となる。この場合、逆流
を減少させるために、ステータ・ディスクがポンプ・ハ
ウジング壁面の内側に直接達しなければならないため、
従来形式のステータ構造では問題が生じる。
望ましい構造においては、外径部に薄い支持リングを
有する打抜きステータ・ディスクがスペーサ・リング間
に保持される。ロータとステータ・ディスク間のステー
タ・ディスクの外縁部と中実構造のステータ・ブレード
との間の半径における逆流を減少させるため、この領域
は小径部に突出してスペーサ・リングの内径全周にわた
って延在している。ステータ・ディスクは更に、組立て
位置および安定化の目的のため、スペーサ・リング間の
この領域に置くこともできる。
次に、本発明の望ましい実施態様について、例示とし
てのみ添付図面に関して以下に記述することにする。
〔実施例〕
第1図および第2図は、左側では断面を、右側ではタ
ーボ分子ポンプの内部の一部を示している。ロータ・デ
ィスクの番号1で示され、ステータ・ディスクは2で示
される。ステータ・ディスクは、スペーサ・リング3に
より分割される。このため、ステータ・ディスクおよび
スペーサ・リングは一緒にステータを形成し、ステータ
の中心にはポンプ・ハウジングの内壁面4がある。スペ
ーサ・リングは、片側または両側の端面の外径全周にわ
たり延在する小径部5を有する。これらの小径部は、ス
ペーサ・リングとハウジングの内壁面との間にダクトを
形成し、このダクトが半径方向の凹部6により吸入空間
8と結合されている。
第1図に示される実施例においては、例えばフスライ
ス加工により作られたステータ・ディスク2が用いら
れ、そのブレードは外縁部まで達している。これらのデ
ィスクは、スペーサ・リング3の内径における小径部7
によって軸方向および半径方向に位置される。同時に、
空隙12がこの小径部の内径とステータ・ディスクの外径
との間に残り、熱膨張を吸収する。
第2図に示された実施例においては、例えば打抜きに
より薄い金属板から作られたステータ・ディスク2が用
いられる。これらは、外側の平坦縁部9、およびこれと
中実構造のブレードとの間の遷移領域10によって囲まれ
ている。この外側の平坦縁部は、スペーサ・リング3の
面間に保持されている。遷移領域10は、スペーサ・リン
グの内径の全周にわたり延在する小径部7内に突出して
いる。ステータ・ディスク2は、中実構造のブレードの
最も大きな直径11の点に更に配置することもできる。
外径部および内径部の全周にわたり延在する小径部5
および7が図示した実施例においては矩形状の断面で示
され、半径方向凹部6は三角形状の断面で示されてい
る。しかし、小径部5および7、および凹部6は他のど
んな断面でもよい。
【図面の簡単な説明】
第1図はステータ・ディスクがスペーサ・リングの小径
部に保持される本発明の第1の実施例による構成を示す
図、第2図はスペーサ・リングの面間にステータ・ディ
スクが保持される本発明の第2の実施例による構成を示
す図、第3図はスペーサ・リングの平面図、および第4
図はスペーサ・リングの断面側面図である。 1……ロータ・ディスク、2……ステータ・ディスク、
3……スペーサ・リング、4……ポンプ・ハウジングの
内壁面、5……小径部、6……凹部、7……小径部、8
……吸入空間、9……平坦縁部、10……遷移領域、11…
…最大径部、12……空隙。

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ハウジング内の相互に重なったロータおよ
    びステータ・ディスクを備え、該ステータ・ディスクは
    相互にスペーサ・リングにより分割されるポンプにおい
    て、前記スペーサ・リングが、片側または両側の軸面に
    おける外径全周にわたって延在する小径部を有し、以て
    前記スペーサ・リングと前記ハウジングの壁面の内部と
    の間にダクトが形成され、前記スペーサ・リングの片側
    または両側の軸面には、前記ダクトとポンプの吸入空間
    との間に流通を確保する半径方向に延在する凹部が存在
    することを特徴とするポンプ。
  2. 【請求項2】前記スペーサ・リングが、片側または両側
    の軸面において内径全周にわたって延在する小径部を更
    に有し、該小径部は前記ステータ・ディスクのブレード
    の外端部により該ステータ・ディスクを収受することを
    特徴とする請求項第1項記載のポンプ。
  3. 【請求項3】前記ステータ・ディスクが、前記スペーサ
    ・リングの両間でその外縁部により保持されることを特
    徴とする請求項第1または2に項記載のポンプ。
  4. 【請求項4】各ステータ・ディスクの外縁部とそのブレ
    ードとの間における該ステータ・ディスクの遷移領域
    が、前記スペーサ・リングの内径全周にわたり延在する
    小径部に対して突出することを特徴とする請求項第2ま
    たは3に項記載のポンプ。
  5. 【請求項5】前記ブレードの最大径部の地点において、
    前記ステータ・ディスクが、前記スペーサ・リングの内
    径全周にわたり延在する小径部に保持されることを特徴
    とする請求項第2乃至4のいずれかに項記載のポンプ。
  6. 【請求項6】請求項1乃至5のいずれかに記載のターボ
    分子ポンプ。
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