JP2877914B2 - 鐘状ロータを備えた摩擦ポンプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は入口、出口及び鐘状のロータを備えた摩擦ポ
ンプであって、ロータの外面が、ロータを取囲む第１の
ケーシング部分と共に、入口から出口へ延びる環状のガ
ス搬送通路を形成しており、ロータの外面又は第１のケ
ーシング部分の内面が少なくとも出口近傍でねじ構造部
を有しており、鐘状のロータによって形成された室内に
突入した第２のケーシング部分が設けられており、この
ケーシング部分がロータ及び駆動モータの保持部材とし
て役立っており、第２のケーシング部分とロータとが、
別個に取付け可能なユニットを形成しており、このユニ
ットの全体が第１のケーシング部分から取出し可能であ
る形式のものに関する。

［従来の技術］ 摩擦ポンプには分子ポンプ又はターボ分子ポンプが含
まれる。分子ポンプでは、運動するロータ壁と静止して
いるステータ壁は、両壁から両壁間に位置するガス分子
へ伝達されるパルスが有利な方向を有するように形成さ
れかつ間隔をおいて配置される。ロータ壁及び／又はス
テータ壁にはねじ状の凹所又は突起が設けられるのが一
般である。ターボ分子ポンプはタービンのように互いに
内外に入り組んだステータ羽根列とロータ羽根列とを備
えている。ターボ分子ポンプはほぼ10^-2mbarの前真空圧
を必要とする。これに対して分子ポンプの吐出圧は10mb
ar以上であり、それゆえ、前真空圧を生じるのに必要な
経費は著しくわずかである。

例えばDE−OS3705912号により公知の摩擦ポンプはエ
ッチング方法、被覆方法又は他の真空処理方法又は製造
法を実施するための室内の空気排出のためにも使用され
る。このプロセスでは固形物がポンプ内に侵入するおそ
れがある。若干のプロセスではこの固形物がガスの圧縮
中に、要するに、排出すべきガスの真空室内を通過する
さいにはじめて生じる可能性がある。例えば、アルミニ
ウムエッチング方法ではアルミニウムクロライド、被覆
方法ではアンモニウムクロライドが形成される。

この種の固形物が真空ポンプのガス搬送通路内に堆積
すると、この通路の直径が減少し、これにより、真空ポ
ンプの効率が低下する。少なくとも出口側のところで分
子ポンプとして形成されている形式の摩擦ポンプでは、
不所望な固形物が出口近傍のねじ構成部に堆積する。

さらに、ダスト状の固形物がモータ室内に侵入し、こ
のモータ室内に堆積するおそれも生じる。潤滑油供給式
のころがり軸受ではダストによって摩耗が増大する。

前述のポンピングプロセスがおこなわれる摩擦ポンプ
では、すでに説明した理由で高い保守費用が必要であ
る。ガス搬送通路及びモータ室からの汚れの排除のため
にはポンプの分解が必要であり、これは高価につく。

［発明の課題］ 本発明の課題は、ガス搬送通路の掃除に必要な分解及
び組付け作業を簡単かつ迅速におこなうことができるよ
うに、冒頭に述べた形式の摩擦ポンプを提供すると共
に、軸受の汚れを大幅に排除し、さらにガス搬送通路内
でのダストの形成を阻止することのできる手段が可能と
なる構造を摩擦ポンプに与えることにある。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決した本発明の要旨は第１のケーシング
部分が内側の円筒形部分を備えており、この円筒形部分
が第２のケーシング部分の円筒形部分を取囲んでおり、
比較的狭い２つの適合案内が両円筒形部分間の接触部分
を形成していることにある。

［発明の作用・効果］ 本発明の前記構成に基づき、両ケーシング部分の両円
筒形部分間の接触が僅かな範囲に制限されていることに
よって、両ケーシング部分間に（アルミニウム製の構成
部材の場合、60℃までの）比較的高い温度勾配が維持さ
れる。これにより、駆動ユニット及び軸受ユニットを有
害な温度まで加熱するおそれなく、例えば第１のケーシ
ング部分若しくはステータを80℃に加熱することができ
る。真空ポンプの流れを案内する構成部材がほぼ80℃の
温度を有していれば、はじめ主としてガス状であった媒
体がポンプを通過する間に前述のダスト形成現象は生じ
ない。

第１のケーシング部分からこのユニットを取出した
後、ポンピング有効面（ステータ若しくは第１のケーシ
ング部分の内面、ロータの外面）が自由にアクセス可能
であり、かつ有利には簡単に現場で掃除される。ロータ
と第２のケーシング部分とから成るユニットに欠陥があ
る場合には、その場でこのユニットの交換をおこなえば
足りる。短い組付け時間で真空ポンプが再び運転準備完
了となる。ユニットに付随する固有の欠陥は製造者にお
いて排除される。不経済な組付け手段、及び運転開始手
段例えば釣り合いの調整は顧客においてもはやおこなう
必要がない。

本発明によれば、第２のケーシング部分とロータとか
ら成るユニットを特別な構造に形成し、これにより、ロ
ータと第２のケーシング部分とが、モータと軸受とを収
容した室を極めて密に取囲むことができる。カプセル状
のこの種の構造によれば、モータ・軸受室内への固形粒
子の侵入が阻止され、これにより、軸受の早期の摩耗が
削減される。

［実施例］ 第１図に示す摩擦ポンプ１は第１のケーシング部分２
を備えている。この第１のケーシング部分の構成要素と
して外側の円筒形部分３が設けられており、この円筒形
部分はフランジ４を備えている。このフランジ４によっ
て摩擦ポンプ１は直に又はフランジ５（第５図にしか示
されていない）を介して、排気すべき排気鐘に接続され
る。

第１図〜第５図に示す摩擦ポンプは第２のケーシング
部分６を備えており、このケーシング部分は駆動モータ
８のロータ７及びステータの保持のために役立つ。ロー
タは鐘状に形成されている。ロータ７はハブ９と円筒形
部分10とを備えている。第２のケーシング部分６は鐘状
のロータによって形成された室11内に突入しており、こ
の室内には駆動モータ８と、ロータの両方の軸受のうち
の少なくとも上方の軸受とが配置されている。ロータ７
の外面は外側の円筒形部分３の内面と共にポンピング有
効面若しくは環状のガス搬送通路20を形成している。搬
送すべきガスは入口13から出口14まで搬送される。出口
14には運転中に、図示しない前真空ポンプが接続され
る。

両方のケーシング部分2,6は互いに簡単に分離されか
つ組付けられることができるように形成されている。組
付け状態での相互の位置固定のためにそれぞれ締付リン
グ15が役立てられる。

第１図、第２図及び第５図の実施例では第１のケーシ
ング部分２が内側の円筒形部分18を備えており、この円
筒形部分は第２のケーシング部分６の円筒形部分17を直
接取囲んでいる。円筒形部分17はフランジ19を備えてお
り、このフランジが円筒形部分18の上方の端面上に載着
されている、円筒形部分17は円筒形部分18若しくは第１
のケーシング部分２から下方に突出しており、これによ
り、両方のケーシング部分2,6を締付リング15を用いて
互いに位置固定することが可能である。締付リングの取
外し後、ロータ７と第２のケーシング部分６とから成る
ユニットが第１のケーシング部分２から上方へ抜出し可
能である。

第２図に示す実施例では第１のケーシング部分２が円
筒形部分３を備えており、この円筒形部分が下方領域に
外向きの段部21を備えている。第２のケーシング部分６
はこの段部に相応する段部22を備えている。ケーシング
部分２の下方の縁はケーシング部分６に対して若干突出
しており、これにより、この場合も、締付リング15にる
前述の位置固定が可能である。締付リング15の取外し
後、ケーシング部分６とロータ７とから成るユニットが
ケーシング部分２から下方へ引出される。

第３図及び第４図に示す実施例では、ロータ７は内側
の円筒形部分23及び軸受12を介して定置の軸部24に支持
されている。この軸部は第２のケーシング部分６の構成
要素である。鐘状のロータ７の内側の円筒形部分23と外
側の円筒形部分10とによって形成された環状室内には下
方から円筒形部分25が突入しており、この円筒形部分は
第２のケーシング部分６の構成要素である。これによ
り、ラビリンスシールが形成され、このラビリンスシー
ルによって、軸受室内へのダストの侵入を阻止するとい
う目的が特に良好に達成される。

第３図及び第４図に示す実施例では駆動モータ８が外
ロータ形モータとして形成されている。このモータは軸
部24と円筒形部分23との間（第３図）又は鐘状のロータ
７の下方の縁のところ（第４図）に配置される。両方の
ケーシング部分の位置固定のために、第１図及び第２図
ですでに説明したように、締付リング15及び対応する段
部21,22（第４図）を含む手段が使用されている。

第１図に略示し第５図に詳細を示した本発明の１実施
例では、ロータ７とケーシング部分６とによって形成さ
れ著しく外部に対してシールされた室11の内部に軸16の
軸受12のための潤滑油供給部が設けられている。軸はそ
の下方の円錐状の部分で油だめ32内に突入しており、か
つ中央の油通路33を備えている。中央の油通路33内で上
昇した油は遠心力により側方向の孔34,35を介して軸受1
2に達する。軸受はリング板36,37を介してケーシング部
分６の円筒形部分17に支持されている。

室11をロータに対してシールするために適合部材41が
設けられており、この適合部材は円筒形部分17の上部に
ねじ42によって結合されている。この適合部材は隙間シ
ール43が生じるようにロータ７のハブ９の下面の形状に
適合されている。この隙間シールは軸受12の上方に開口
している。隙間43内への油蒸気の直接的な侵入を阻止す
るために、上方の軸受は環状の閉鎖キャップ44を備えて
いる。この閉鎖キャップ44は軸16に固定されて上方の軸
受12を覆っている。

ケーシング部分６の構成部分（円筒形部分17、適合部
材、油だめ32の底部45）は孔46,47,48を備えており、こ
の孔を通って掃除ガス（窒素、アルゴンなどのような不
活性ガス）が室11内に吹込まれる。掃除ガスは隙間シー
ル43を通り、さらにロータ７の円筒形部分10の内面と円
筒形部分18の外面との間に形成された隙間シール48を通
って出口14に達する。この種の掃除ガス流はダストによ
り負荷されたたガスがモータ・軸受室11に達するのを阻
止する。特別有利には、掃除ガスがポンプの取外し中で
も維持されるならば、この取外し過程でもモータ・軸受
室11をダストから保護することがとできる。

ロータ７の円筒形部分10の壁の肉厚は比較的薄く、従
って回転質量が小さい。ガスの搬送を生ぜしめるねじ構
造部はステータの構成部分である。円筒形部分３内には
別体のリング51,52,53が設けられており、これらのリン
グはケーシング内で段部54,55に支持されている。両リ
ング52,53はその内面にねじ構造部56,57を備えている。
このねじ構造部はロータの円筒形部分10の外面と協働し
てガスを出口14へ向かって搬送する。フランジ５によっ
て、リング51,52,53は組付け状態で位置固定される。フ
ランジの解離後にまず、ロータ７とケーシング部分６と
から成るユニットが、次いでリング51,52,53が上向きに
ケーシング部分３から取出される。

リング51は滑らかな内面を備えている。ガスを搬送す
る構造はロータの方に設けられている。この構造は例え
ばヨーロッパ特許第88116749.8号に記載のように構成さ
れており、要するに半径方向に延びるウエブが設けられ
ており、その幅及びピッチが吸込側から吐出側へ向かっ
て減少している。これにより、搬送能力の向上した有効
な充填段51,58が形成されている。

すでに述べたように、第１のケーシング部分は外側の
円筒形部分３と内側の円筒形部分18とから成る。これら
の円筒形部分3,18は出口のところにフランジ状の縁61,6
2を備えており、これらの縁はねじ63によって互いにね
じ結合されている。ケーシング部分２からはケーシング
部分６が下方に突起しており、かつ締付リング15のため
の溝64を備えている。ケーシング部分６を取囲むリング
65が付加的に設けられており、このリングは締付リング
15に支持されている。構成部分の組付け後、リングが差
はめられ、締付リング15が溝64内に挿入される。構成部
分相互の位置決めはねじ66によっておこなわれる。ねじ
はリング65に設けたねじ孔内に案内される。組付け完了
後、ねじ66の回動により、両構成部分2,6の所望の相対
位置が固定される。

ケーシング部分６の円筒形部分17はケーシング部分２
の円筒形部分18内に案内されている。そのことのため
に、比較的狭い適合案内領域71,72が設けられており、
これらの領域にはシールリング73,74が設けられてお
り、これらシールリングは適当な溝内に挿入されてい
る。両円筒形部分17,18は隙間74によって互いに隔てら
れている。この構成によれば、両方の円筒形部分17,18
間の温度勾配を維持することができる。ダスト形成阻止
のためにステータ部分を80℃に加熱することによって、
ケーシング部分６内に位置する軸受構成部分及びモータ
構成部分に過剰の熱的な負荷が生じない。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は摩擦ポンプの各実施例の略示図、第５
図は本発明の実施例の第１図の拡大断面図である。 １……摩擦ポンプ、２……第１のケーシング部分、３…
…外側の円筒形部分、４……フランジ、５……フラン
ジ、６……第２のケーシング部分、７……ロータ、８…
…駆動モータ、９……ハブ、10……円筒形部分、11……
室、12……ロータ軸受、13……入口、14……出口、15…
…締付リング、16……軸、17,18……円筒形部分、19…
…縁、20……ガス搬送通路、21,22……段部、23……円
筒形部分、24……軸部、25……円筒形部分、31……円錐
部分、33……油通路、34,35……孔、36,37……リング
板、41……適合部材、42……ねじ、43……隙間シール、
44……閉鎖キャップ、46,47,48……孔、51,52,53……リ
ング、54,55……段部、56,57……ねじ構造部、58……構
造、61,62……フランジ状の縁、63……ねじ、64……
溝、65……リング、66……ねじ、71,72……適合案内領
域、73,74……シールリング、75……隙間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マルテイン・ミユールホフ ドイツ連邦共和国ケルン40・アントーニ テルシユトラーセ ４ (56)参考文献 特開 昭62−29797（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F04D 19/04

Claims (15)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入口（13）、出口（14）及び鐘状のロータ
   （７）を備えた摩擦ポンプであって、ロータの外面が、
   ロータを取囲む第１のケーシング部分（２）と共に、入
   口から出口へ延びる環状のガス搬送通路（22）を形成し
   ており、ロータの外面又は第１のケーシング部分の内面
   が少なくとも出口近傍でねじ構造部（56,57）を有して
   おり、鐘状のロータ（７）に形成された室（11）内に突
   入した第２のケーシング部分（６）が設けられており、
   このケーシング部分がロータ及び駆動モータ（８）の保
   持部材として役立っており、第２のケーシング部分
   （６）とロータ（７）とが、別個に取付け可能なユニッ
   トを形成しており、このユニットの全体が第１のケーシ
   ング部分（２）から取出し可能である形式のものにおい
   て、第１のケーシング部分（２）が内側の円筒形部分
   （18）を備えており、この円筒形部分が第２のケーシン
   グ部分（６）の円筒形部分（17）を取囲んでおり、比較
   的狭い２つの適合案内（71,72）が両円筒形部分（17,1
   8）間の接触部分を形成していることを特徴とする鐘状
   のロータを備えた摩擦ポンプ。
2. 【請求項２】適合案内のところに、Ｏリング（73,74）
   を備えた溝が設けられている請求項１記載の摩擦ポン
   プ。
3. 【請求項３】組付け状態での両ケーシング部分（2,6）
   相互の位置固定のために締付け結合部材（15）が設けら
   れている請求項１又は２記載の摩擦ポンプ。
4. 【請求項４】ロータ（７）及び第２のケーシング部分
   （６）が、モータ（８）及びロータ軸受（12）を収容す
   る室（11）を可能な限り密に取囲んでいる請求項１、２
   又は３記載の摩擦ポンプ。
5. 【請求項５】ロータ（７）の内面と第２のケーシング部
   分（６）の外面とが隙間シールを形成している請求項４
   記載の摩擦ポンプ。
6. 【請求項６】第２のケーシング部分（６）の円筒形部分
   （17）とロータ（７）の円筒形部分（10）とが隙間シー
   ルを形成している請求項５記載の摩擦ポンプ。
7. 【請求項７】第２のケーシング部分の円筒形部分（17）
   を閉鎖する環状の適合部材（41）が設けられており、こ
   の適合部材がロータ（７）のハブ（９）と共に隙間シー
   ル（43）を形成している請求項６記載の摩擦ポンプ。
8. 【請求項８】第２のケーシング部分（６）が円筒形部分
   （17）を備えており、この円筒形部分に、ロータ（７）
   の中央の軸（16）が軸受（12）及びリング板（36,37）
   を介して支持されている請求項１から７までのいずれか
   １項記載の摩擦ポンプ。
9. 【請求項９】ハブ（９）と適合部材（41）との間に形成
   された隙間シール（43）が、上方の軸受（11）を覆う環
   状の閉鎖キャップ（44）の上方で終わっている請求項５
   及び６記載の摩擦ポンプ。
10. 【請求項１０】ロータ（７）が内側の円筒形部分（23）
    によって、定置の軸部（24）に支承されている請求項１
    から５までのいずれか１項記載の摩擦ポンプ。
11. 【請求項１１】ロータ（７）の両方の円筒形部分（10,2
    3）によって形成された室内に、第２のケーシング部分
    （６）の構成部分としてロータ（７）の円筒形部分（1
    0,23）と共にラビリンスシールを形成している定置の円
    筒形部分（25）が突入している請求項８記載の摩擦ポン
    プ。
12. 【請求項１２】ロータ（７）と第２のケーシング部分
    （６）とによって取囲まれた軸受室（11）が掃除ガス案
    内（46,47,48）を備えている請求項１から11までのいず
    れか１項記載の摩擦ポンプ。
13. 【請求項１３】ガス搬送を生ぜしめる構造（56,57）が
    少なくとも出口のところではステータ側に設けられてい
    る請求項１から12までのいずれか１項記載の摩擦ポン
    プ。
14. 【請求項１４】別体のリング（52,53）が設けられてお
    り、このリングがガスを搬送する前記構造（56,57）を
    備えている請求項13記載の摩擦ポンプ。
15. 【請求項１５】入口側に充填段（51,58）が設けられて
    おり、この充填段が、ロータ上に配置され半径方向で延
    びるウエブ（58）を備えており、このウエブの幅並びに
    ピッチが吸込側から吐出側へ向かって減少している請求
    項１から14までのいずれか１項記載の摩擦ポンプ。