JP3045418B2 - Turbo vacuum pump - Google Patents

Turbo vacuum pump

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JP3045418B2
JP3045418B2 JP3292906A JP29290691A JP3045418B2 JP 3045418 B2 JP3045418 B2 JP 3045418B2 JP 3292906 A JP3292906 A JP 3292906A JP 29290691 A JP29290691 A JP 29290691A JP 3045418 B2 JP3045418 B2 JP 3045418B2
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impeller
stage
compression pump
circumferential
pump stage
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誠二 坂上
隆司 長岡
新次郎 上田
正弘 真瀬
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Hitachi Ltd
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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
    • F04D23/00Other rotary non-positive-displacement pumps
    • F04D23/008Regenerative pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D17/00Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
    • F04D17/08Centrifugal pumps
    • F04D17/16Centrifugal pumps for displacing without appreciable compression
    • F04D17/168Pumps specially adapted to produce a vacuum

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  • Non-Positive Displacement Air Blowers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、排気口の圧力を大気圧
とするターボ真空ポンプに係り、特にコンパクトで清浄
な真空を作り出すために好適なターボ真空ポンプに関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a turbo vacuum pump having an exhaust port at atmospheric pressure, and more particularly to a turbo vacuum pump suitable for producing a compact and clean vacuum.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の排気口を大気圧とするターボ真空
ポンプとしては、例えば特開昭62−258186号公
報、特開平2−91499号公報に記載されているもの
が知られている。
2. Description of the Related Art As conventional turbo vacuum pumps having an exhaust port at atmospheric pressure, those described in, for example, JP-A-62-258186 and JP-A-2-91499 are known.

【0003】特開昭62−258186号公報に記載さ
れているターボ真空ポンプは、吸気口および排気口を有
するハウジング内に遠心圧縮ポンプ段および円周流圧縮
ポンプ段とを備えている。前記遠心圧縮ポンプ段は、ハ
ウジングの内壁に固定されたステータと、回転軸に固嵌
支持された羽根車とを交互に組み合わせて構成されてい
る。前記円周流圧縮ポンプ段は、ハウジングの内壁に固
定された固定板と、回転軸に固嵌支持された羽根車とを
交互に組み合わせて構成されている。
A turbo vacuum pump described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-258186 is provided with a centrifugal compression pump stage and a circumferential flow compression pump stage in a housing having an intake port and an exhaust port. The centrifugal compression pump stage is configured by alternately combining a stator fixed to an inner wall of a housing and an impeller fixedly supported on a rotating shaft. The circumferential compression pump stage is configured by alternately combining a fixed plate fixed to an inner wall of a housing and an impeller fixedly supported on a rotating shaft.

【0004】また、特開平2−91499号公報に記載
されているターボ真空ポンプは、図6に示すように、円
周流羽根車30、ステータ31および蓋32からなる円
周流圧縮ポンプ段と、ハウジング33に軸受34を介し
て回転自在に支持された回転軸35およびこの回転軸3
5上の高周波モータ36からなる駆動部とを備えてい
る。前記円周流羽根車30は、一方向の円筒階段状に形
成され、各円筒階段状の凸部角には、複数枚の羽根37
が設置されている。前記ステータ31は、円周流羽根車
30に細隙を保って対向配置され、内面階段状の凹部角
には通風路38が形成されている。
As shown in FIG. 6, a turbo vacuum pump described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-91499 has a circumferential flow compression pump stage comprising a circumferential flow impeller 30, a stator 31, and a lid 32. , A rotating shaft 35 rotatably supported by a housing 33 via a bearing 34, and the rotating shaft 3
And a driving unit including the high frequency motor 36 on the drive unit 5. The circumferential flow impeller 30 is formed in a cylindrical step shape in one direction, and a plurality of blades 37 are formed at each convex step angle of the cylindrical step shape.
Is installed. The stator 31 is opposed to the circumferential flow impeller 30 with a small gap kept therebetween, and a ventilation passage 38 is formed at an inner stepped concave corner.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】前述した特開昭62−
258186号公報に記載されているターボ真空ポンプ
は、遠心圧縮ポンプ段のディフューザ固定板と羽根車、
および円周流圧縮ポンプ段の固定板と羽根車とを交互に
組み合わせて構成されているので、固定側を半割れ構造
にしなければならず、加工精度の維持が難しく、さらに
部品点数が多くなるとともに、組立性が良好でない。
Problems to be Solved by the Invention
The turbo vacuum pump described in Japanese Patent No. 258186 discloses a centrifugal compression pump stage having a diffuser fixing plate and an impeller,
Also, since the fixing plate and the impeller of the circumferential flow compression pump stage are alternately combined, the fixed side must have a half-split structure, which makes it difficult to maintain the processing accuracy and increases the number of parts. In addition, the assemblability is not good.

【0006】また、特開平2−91499号公報に記載
されているターボ真空ポンプは、ステータを一体形にで
きるため、組立性が良好で、さらに加工精度を向上させ
ることができるので、安定したポンプ性能を得ることが
できる。しかし、円筒階段状に形成された各段の羽根車
外径寸法の増分の比率を規定しておらず、所望の性能を
得るために、増分の比率を大きく一定にとれば、各段の
羽根車の外径が大きくなるため、各段の圧縮機能が大き
くなり、段数を少なくできるが、各段の円板摩擦損失が
大きくなり、結果としてポンプの軸動力が大きくなり、
モータ容量を大きくしなければならない。また、増分の
比率を小さくすれば、羽根車の外径を小さくできるの
で、ポンプの軸動力は小さくなり、モータ容量は小さく
できるが、所望の性能を得るためには段数を多くしなけ
ればならず、軸方向寸法が長くなり、コンパクト性が良
好でない。
Further, the turbo vacuum pump described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-91499 has a stable pump because the stator can be integrally formed, so that the assemblability is good and the processing accuracy can be improved. Performance can be obtained. However, the ratio of the increment of the outer diameter of the impeller of each stage formed in a cylindrical step shape is not specified, and in order to obtain a desired performance, if the ratio of the increment is set to be large and constant, the impeller of each stage is Since the outer diameter of the cylinder increases, the compression function of each stage increases, and the number of stages can be reduced, but the disk friction loss of each stage increases, and as a result, the shaft power of the pump increases,
Motor capacity must be increased. Also, if the increment ratio is reduced, the outer diameter of the impeller can be reduced, so that the shaft power of the pump can be reduced and the motor capacity can be reduced, but the number of stages must be increased to obtain the desired performance. In addition, the dimension in the axial direction becomes long, and the compactness is not good.

【0007】本発明の主目的は、製作性および組立性が
良好で、しかも少ない段数で所望の性能を得ることがで
き、さらにコンパクト化を図り得るターボ真空ポンプを
提供することにある。
A main object of the present invention is to provide a turbo vacuum pump which has good manufacturability and assemblability, can obtain desired performance with a small number of stages, and can be made more compact.

【0008】本発明の他の目的は、円周流圧縮ポンプ段
では低下してしまう中間流や分子流の圧力域において
も、ポンプの軸動力を大きくすることなく、ポンプの到
達圧力を高真空にし、排気速度を大きくなし得るターボ
真空ポンプを提供することにある。
Another object of the present invention is to increase the ultimate pressure of a pump to a high vacuum without increasing the axial power of the pump even in a pressure range of an intermediate flow or a molecular flow, which is reduced in a circumferential flow compression pump stage. And a turbo vacuum pump capable of increasing the pumping speed.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】前記主目的は、ハウジン
グと、多段の円周流羽根車と、ステータとを備え、前記
ハウジングには円周流羽根車の回転軸およびモータを支
持し、前記円周流羽根車には円筒階段状の凸部角と、こ
の凸部角の周上に固定された複数枚の羽根とを設け、前
記ステータには吸気口および排気口と、内面階段状の凹
部角と、この凹部角に形成された圧縮空気用の通風路と
を設け、前記円周流羽根車とステータとにより円周流圧
縮ポンプ段を形成したターボ真空ポンプにおいて、前記
排気口側から吸気口側へ至る間の羽根車外径寸法の増分
の比率を排気口側では小さく、吸気口側で大きくしたこ
とにより、達成される。
The main object is to provide a housing, a multi-stage circumferential impeller, and a stator, wherein the housing supports a rotating shaft and a motor of the circumferential impeller, The circumferential flow impeller is provided with a convex step angle having a cylindrical step shape, and a plurality of blades fixed on the circumference of the convex angle, and the stator has an intake port and an exhaust port, and an inner surface stepped. A concave angle and a ventilation path for compressed air formed at the concave angle are provided, and in the turbo vacuum pump in which a circumferential flow compression pump stage is formed by the circumferential flow impeller and the stator, from the exhaust port side, This is achieved by increasing the ratio of the increment of the outer diameter of the impeller to the intake port side, which is small on the exhaust port side and large on the intake port side.

【0010】また、前記他の目的は、前記円周流圧縮ポ
ンプ段の低圧側に、ねじ溝圧縮ポンプ段と、遠心圧縮ポ
ンプ段と、軸流圧縮ポンプ段の少なくとも一つを設置し
たことにより、達成される。
Another object is to provide at least one of a thread groove compression pump stage, a centrifugal compression pump stage and an axial flow compression pump stage on the low pressure side of the circumferential flow compression pump stage. Is achieved.

【0011】[0011]

【作用】本発明では、ロータである円周流羽根車を、円
筒階段状に形成しているため、ステータを半割れ構造に
形成する必要がなく、一体構造化が可能で、製作性が良
好であり、またステータに円周流羽根車を軸方向から抜
き差しできるので、組立性が良好である。
According to the present invention, since the circumferential impeller, which is the rotor, is formed in the shape of a cylindrical step, there is no need to form the stator in a half-split structure. In addition, since the circumferential impeller can be inserted into and removed from the stator in the axial direction, the assemblability is good.

【0012】さらに、本発明では圧力の高い排気側の羽
根車外径寸法の増分の比率を小さくし、圧力の低い吸気
側の羽根車外径寸法の増分の比率を大きくしているの
で、高圧側で羽根車外径寸法が小さくなるため、円板摩
擦損失が小さく、ポンプの軸動力は小さくなる。羽根車
外径寸法の増分の比率が小さいままでは、羽根車の外径
が小さいため、各段毎の圧縮比は小さく、所望の性能を
得ることができないが、増分の比率の小さな数段の羽根
車によって数十Torrから数百Torrの圧力まで圧
縮したところで、羽根車外径寸法の増分を大きくしてい
るため、羽根車外径寸法を大きくしたことにより圧縮比
を稼ぎ、所望の性能を得ることができる。羽根車外径寸
法が大きくなっても、数百Torr以下の圧力域であ
り、ポンプの軸動力はあまり増加しない。よって、少な
い段数で所望の性能を得ることができ、しかもポンプの
軸動力を小さくできるので、モータ容量の小さなものが
使用可能となり、ポンプのコンパクト化を図ることがで
きる。
Further, in the present invention, the ratio of the increase in the outer diameter of the impeller on the exhaust side with a high pressure is reduced, and the ratio of the increase in the outer diameter of the impeller on the intake side with a low pressure is increased. Since the outer diameter of the impeller is reduced, the disc friction loss is reduced and the shaft power of the pump is reduced. If the ratio of the increment of the impeller outer diameter remains small, the compression ratio of each stage is small and the desired performance cannot be obtained because the outer diameter of the impeller is small. When the vehicle is compressed to a pressure of several tens Torr to several hundred Torr, the increase in the outer diameter of the impeller is increased. it can. Even if the impeller outer diameter becomes large, the pressure range is several hundred Torr or less, and the shaft power of the pump does not increase much. Therefore, the desired performance can be obtained with a small number of stages, and the shaft power of the pump can be reduced. Therefore, a motor having a small motor capacity can be used, and the pump can be downsized.

【0013】また、本発明では円周流圧縮ポンプ段の低
圧側に、ねじ溝圧縮ポンプ段と、遠心圧縮ポンプ段と、
軸流圧縮ポンプ段の少なくとも一つを設置しており、円
周流圧縮ポンプ段では低下してしまう中間流や分子流の
圧力域で、前記ねじ溝圧縮ポンプ段、遠心圧縮ポンプ段
や軸流圧縮ポンプ段の作用により、ポンプの軸動力を大
きくすることなく、ポンプの到達圧力を高真空にし、排
気速度を大きくすることが可能となる。
In the present invention, a thread groove compression pump stage, a centrifugal compression pump stage,
At least one of the axial-flow compression pump stages is installed, and in the pressure range of the intermediate flow and the molecular flow, which decreases in the circumferential-flow compression pump stage, the screw groove compression pump stage, the centrifugal compression pump stage, and the axial flow By the action of the compression pump stage, it is possible to increase the ultimate pressure of the pump to a high vacuum and increase the exhaust speed without increasing the axial power of the pump.

【0014】[0014]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0015】図1は本発明ターボ真空ポンプの一実施例
を示す縦断面図、図2は図1に示す実施例の羽根付近の
拡大縦断面図、図3は図2のA矢視拡大平面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of the turbo vacuum pump of the present invention, FIG. 2 is an enlarged longitudinal sectional view showing the vicinity of a blade of the embodiment shown in FIG. 1, and FIG. FIG.

【0016】その図1に示す実施例のターボ真空ポンプ
は、円周流羽根車30、ステータ31および蓋32から
なるポンプ機構部と、ハウジング33内に軸受34によ
って回転自在に支持された回転軸35および前記回転軸
35上の高周波モータ36からなる駆動部とを備えてい
る。蓋32には吸気口32Aが設けられ、ステータ31
には排気口32Bが設けられている。
The turbo vacuum pump of the embodiment shown in FIG. 1 has a pump mechanism comprising a circumferential impeller 30, a stator 31 and a lid 32, and a rotating shaft rotatably supported by a bearing 34 in a housing 33. 35 and a drive unit including a high-frequency motor 36 on the rotating shaft 35. The lid 32 is provided with an intake port 32A, and the stator 31
Is provided with an exhaust port 32B.

【0017】前記円周流羽根車30は、一方向の円筒階
段状に形成され、排気側の羽根車外径寸法の増分の比率
が小さく、吸気側の羽根車外径寸法の増分の比率が大き
くなっている。各円筒階段状の凸部角には、複数枚の羽
根37が配置され、固定されている。前記ステータ31
は、図2,図3に示すように、前記円周流羽根車30に
細隙を保って対向配置され、かつ円周流羽根車30の羽
根37を囲むように通風路38の周方向1カ所に仕切り
部39が設けられている。仕切り部39の円周流羽根車
30の回転方向の前方には吸入口38Aが設けられ、回
転方向の後方には排出口38Bが設けられている。各段
の吸入口38Aと排出口38Bの位置は段毎にずれてお
り、吸入口38Aは前段の排出口38Bと直列に接続さ
れている。
The circumferential flow impeller 30 is formed in the shape of a cylindrical step in one direction. The ratio of the increase in the outer diameter of the impeller on the exhaust side is small, and the ratio of the increase in the outer diameter of the intake side is large. ing. A plurality of blades 37 are arranged and fixed to each cylindrical stepped convex corner. The stator 31
As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the circumferential direction impeller 30 is arranged so as to face the circumferential flow impeller 30 with a small gap, and surrounds the blade 37 of the circumferential flow impeller 30 in the circumferential direction 1 of the ventilation passage 38. Partition portions 39 are provided at various places. A suction port 38A is provided at the front of the partition portion 39 in the rotation direction of the circumferential flow impeller 30, and a discharge port 38B is provided at the rear in the rotation direction. The positions of the inlet 38A and the outlet 38B of each stage are shifted for each stage, and the inlet 38A is connected in series with the outlet 38B of the preceding stage.

【0018】このように、前記円周流羽根車30および
ステータ31は、一方向の円筒階段状の周上で対向して
いるので、前記円周流羽根車30およびステータ31
は、各々一体成形にて形成することができる。
As described above, since the circumferential impeller 30 and the stator 31 are opposed to each other on the circumference of the cylindrical stepped shape in one direction, the circumferential impeller 30 and the stator 31 are opposed to each other.
Can be formed by integral molding.

【0019】前記円筒階段状の凸部角に複数枚の羽根3
7を固定した円周流羽根車30と、この円周流羽根車3
0との間に細隙を保って対向配置されかつ内面階段状の
通風路38を有するステータ31とにより、円周流圧縮
ポンプ段が形成されている。
A plurality of blades 3 are provided at the cylindrical stepped convex corners.
7 and the circumferential impeller 3
A circumferential compression pump stage is formed by the stator 31 having the air passage 38 having a stepped inner surface and opposed to each other while maintaining a small gap between the inner surface and the inner space.

【0020】次に、前記実施例のターボ真空ポンプの作
用について説明する。
Next, the operation of the turbo vacuum pump of the embodiment will be described.

【0021】円周流羽根車30を高周波モータ36によ
り高速駆動することにより、吸気口32Aから吸入され
た気体は、吸入口38Aから通風路38内に入り、円周
流羽根車30の羽根37に流入すると、高速で回転する
羽根37により気体が周方向の速度を得て、遠心力によ
って羽根37間から半径方向に排出され、通風路38内
で減速して圧力回復をしたのち、渦を描いて再び羽根3
7間に入る。吸入口38Aから流入した気体は、通風路
38を吸入口38Aから排出口38Bまで通り抜ける間
に前述の作用を数回繰り返し、通風路38内をらせんね
じ状に流れて円周流羽根車30から十分エネルギーを得
ることができ、最終段の排出口38Bと直接接続されて
いる排気口32Bから大気に排気される。
When the circumferential flow impeller 30 is driven at a high speed by the high frequency motor 36, the gas sucked in from the intake port 32A enters the ventilation passage 38 through the suction port 38A, and the blade 37 of the circumferential flow impeller 30 is moved. When the gas flows into the air, the gas attains a circumferential velocity by the blades 37 rotating at a high speed, and is discharged radially from between the blades 37 by centrifugal force. Draw and Feather 3 again
Enter between 7. The gas flowing in from the suction port 38A repeats the above-described operation several times while passing through the ventilation path 38 from the suction port 38A to the discharge port 38B, flows in a spiral screw shape in the ventilation path 38, and flows out from the circumferential flow impeller 30. Sufficient energy can be obtained, and the air is exhausted to the atmosphere from the exhaust port 32B directly connected to the final-stage exhaust port 38B.

【0022】図4(a)に羽根車外径寸法の増分を高圧
側で小さく、低圧側で大きくした時(本発明の実施例)
の軸動力の予測値を示し、図4(b)に羽根車外径寸法
の増分を大きくした時の軸動力の予測値を示し、図4
(c)に羽根車外径寸法の増分を小さくした時の軸動力
の予測値を示す。横軸は段数を表し、縦軸は各段の羽根
車半径寸法と軸動力を表したもので、実線42は羽根車
の半径寸法を示し、破線43は軸動力の予測値を示す。
ただし、吐出側の羽根車外径寸法と吸入圧力が同じにな
るように軸動力の予測を行っているため、段数がそれぞ
れ異なっている。
FIG. 4A shows a case where the increment of the impeller outer diameter is small on the high pressure side and large on the low pressure side (embodiment of the present invention).
4B shows the predicted value of the shaft power, and FIG. 4B shows the predicted value of the shaft power when the increment of the outer diameter of the impeller is increased.
(C) shows a predicted value of the shaft power when the increment of the impeller outer diameter is reduced. The horizontal axis represents the number of stages, the vertical axis represents the impeller radius and the shaft power of each stage, the solid line 42 indicates the radius of the impeller, and the broken line 43 indicates the predicted value of the shaft power.
However, since the shaft power is predicted so that the outer diameter of the impeller on the discharge side and the suction pressure are the same, the number of stages is different.

【0023】本発明のこの実施例では、図4(a)に示
すように、圧力の高い排気側の羽根車外径寸法の増分の
比率を小さくし、圧力の低い吸気側の羽根車外径寸法の
増分の比率を大きくしているので、高圧側で羽根車外径
寸法が小さくなるため、円板摩擦損失が小さく、これに
よりポンプの軸動力を小さくすることができる。高圧側
では外径が小さいため、各段毎の圧縮比は小さいが、増
分の比率の小さな数段(図では4段)の羽根車によって
数十Torrから数百Torrの圧力まで圧縮したとこ
ろで、羽根車外径寸法の増分を大きくしているため、羽
根車外径寸法が大きくなることにより圧縮比を稼ぎ、所
望の性能を得ることができる。羽根車外径寸法が大きく
なっても、数百Torr以下の圧力域であり、ポンプの
軸動力はあまり増加しない。よって、少ない段数で所望
の性能を得ることができ、かつポンプの軸動力を小さく
できるので、モータ容量の小さなものを使用することが
できる。図4(b)は羽根車外径寸法の増分の比率を大
きくしているため、段数は少なくできるが、円板摩擦損
失が大きく、ポンプの軸動力が大きくなっている。ま
た、図4(c)は羽根車外径寸法の増分の比率が小さい
ままで多段にしているため、段数が多くなっている。
In this embodiment of the present invention, as shown in FIG. 4A, the ratio of increment of the outer diameter of the impeller on the exhaust side with a high pressure is reduced, and the outer diameter of the impeller on the intake side with a low pressure is reduced. Since the ratio of the increment is increased, the outer diameter of the impeller is reduced on the high pressure side, so that the disc friction loss is small and the shaft power of the pump can be reduced. Since the outer diameter is small on the high pressure side, the compression ratio of each stage is small, but when the pressure is reduced from several tens Torr to several hundred Torr by impellers of several stages (four stages in the figure) with small increment ratios, Since the increment of the impeller outer diameter is increased, the compression ratio can be increased and the desired performance can be obtained by increasing the impeller outer diameter. Even if the impeller outer diameter becomes large, the pressure range is several hundred Torr or less, and the shaft power of the pump does not increase much. Therefore, desired performance can be obtained with a small number of stages, and the shaft power of the pump can be reduced, so that a motor having a small motor capacity can be used. In FIG. 4 (b), the number of stages can be reduced because the ratio of the increment of the outer diameter of the impeller is increased, but the disc friction loss is large and the shaft power of the pump is large. In FIG. 4C, the number of stages is large because the number of stages is large because the ratio of increments of the outer diameter of the impeller is small.

【0024】ついで、図5は本発明ターボ真空ポンプの
他の実施例を示す縦断面図である。
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing another embodiment of the turbo vacuum pump of the present invention.

【0025】この図5に示す実施例では、円周流羽根車
30とステータ31からなる円周流圧縮ポンプ段40の
ほかに、ねじ溝圧縮ポンプ段41が設置されている。前
記図1に示す実施例においては、既に説明したように、
円周流ポンプ段が気体に速度エネルギーを与えて圧力に
変換する作用で高圧縮比を得ることができる。したがっ
て、粘性流圧力域では良い性能を発揮することができる
が、中間流や分子流の圧力域では作用が低下してしま
う。そのため、真空ポンプの到達圧力は、低真空領域に
限定される。
In the embodiment shown in FIG. 5, a thread groove compression pump stage 41 is provided in addition to a circumferential flow compression pump stage 40 comprising a circumferential impeller 30 and a stator 31. In the embodiment shown in FIG. 1, as described above,
A high compression ratio can be obtained by the action of the circumferential pump stage imparting velocity energy to the gas and converting it into pressure. Therefore, good performance can be exhibited in the viscous flow pressure range, but the effect is reduced in the intermediate flow or molecular flow pressure range. Therefore, the ultimate pressure of the vacuum pump is limited to a low vacuum region.

【0026】そこで、図5に示す実施例では分子流圧力
域までの到達圧力を得て、さらに排気速度を大きくする
ために、円周流圧縮ポンプ段40の低圧側に中間流,分
子流で有効に作用するねじ溝圧縮ポンプ段41を設置し
ている。中間流,分子流域では、円板摩擦損失はほとん
どなく、ポンプの軸動力は大きくならない。したがっ
て、この図5に示す実施例においては、ねじ溝圧縮ポン
プ段41と円周流圧縮ポンプ段40により、ポンプの軸
動力を大きくすることなく、ポンプの到達圧力を高真空
にし、排気速度を大きくすることができる。
Therefore, in the embodiment shown in FIG. 5, in order to obtain a pressure reaching the molecular flow pressure range and further increase the pumping speed, the intermediate flow and the molecular flow are applied to the low pressure side of the circumferential flow compression pump stage 40. An effectively acting thread groove compression pump stage 41 is provided. In the intermediate flow region and the molecular flow region, there is almost no disc friction loss, and the shaft power of the pump does not increase. Therefore, in the embodiment shown in FIG. 5, the ultimate pressure of the pump is made high vacuum without increasing the axial power of the pump, and the pumping speed is reduced by the thread groove compression pump stage 41 and the circumferential flow compression pump stage 40. Can be bigger.

【0027】この図5に示す実施例の他の構成,作用
は、前記図1に示す実施例と同様である。
The other structure and operation of the embodiment shown in FIG. 5 are the same as those of the embodiment shown in FIG.

【0028】なお、図5に示す実施例においては中間
流,分子流域にねじ溝圧縮ポンプ段41を用いたが、こ
れに限定されるものではなく、例えば遠心圧縮ポンプ
段、軸流圧縮ポンプ段を単独または組み合わせて用いる
ことも可能である。
In the embodiment shown in FIG. 5, the screw groove compression pump stage 41 is used in the intermediate flow and molecular flow regions. However, the present invention is not limited to this. For example, a centrifugal compression pump stage and an axial flow compression pump stage are used. May be used alone or in combination.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上説明した本発明の請求項1記載の発
明によれば、ロータである円周流羽根車の形状を円筒階
段状に形成しているため、ステータを半割れ構造に形成
する必要がなく、一体構造化が可能となり、製作性を向
上させ得る効果を有するほか、ステータに円周流羽根車
を軸方向から抜き差しできるので、組立性を向上させ得
る効果がある。さらに、請求項1記載の発明によれば、
排気口側から吸気口側へ至る間の羽根車外径寸法の増分
の比率を排気口側では小さく、吸気口側で大きくしたこ
とにより、少ない段数で所望の性能が得られる効果があ
り、高圧側の羽根車外径寸法を小さくできるので、円板
摩擦損失が小さくなり、モータ容量の小さいものを使用
できる結果、ポンプのコンパクト化を図り得る効果があ
る。
According to the first aspect of the present invention described above, since the shape of the circumferential flow impeller, which is the rotor, is formed in a cylindrical stepped shape, the stator is formed in a half-split structure. This eliminates the need for an integral structure, has the effect of improving manufacturability, and also has the effect of improving the ease of assembly because the circumferential flow impeller can be inserted into and removed from the stator in the axial direction. Further, according to the first aspect of the present invention,
By increasing the ratio of the increase in the outer diameter of the impeller from the exhaust port side to the intake port side at the exhaust port side and increasing it at the intake port side, the desired performance can be obtained with a small number of stages. Can reduce the outer diameter dimension of the impeller, thereby reducing the disc friction loss and using a motor having a small motor capacity. As a result, the pump can be downsized.

【0030】また、本発明の請求項2記載の発明によれ
ば、円周流圧縮ポンプ段の低圧側に、ねじ溝圧縮ポンプ
段と、遠心圧縮ポンプ段と、軸流圧縮ポンプ段の少なく
とも一つを設置しており、円周流圧縮ポンプ段では低下
してしまう中間流や分子流の圧力域で、前記ねじ溝圧縮
ポンプ段、遠心圧縮ポンプ段や軸流圧縮ポンプ段の作用
により、軸動力を大きくなし得る効果がある。
According to the second aspect of the present invention, at least one of a thread groove compression pump stage, a centrifugal compression pump stage, and an axial flow compression pump stage is provided on the low pressure side of the circumferential compression pump stage. In the pressure range of intermediate flow or molecular flow, which decreases in the circumferential flow compression pump stage, the shaft groove is operated by the action of the thread groove compression pump stage, centrifugal compression pump stage and axial flow compression pump stage. This has the effect of increasing the power.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明ターボ真空ポンプの一実施例を示す縦断
面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing one embodiment of a turbo vacuum pump of the present invention.

【図2】図1に示す実施例における羽根付近の拡大縦断
面図である。
FIG. 2 is an enlarged vertical sectional view near a blade in the embodiment shown in FIG.

【図3】図2のA矢視拡大平面図である。FIG. 3 is an enlarged plan view as viewed from an arrow A in FIG. 2;

【図4】(a),(b),(c)は各々ターボ真空ポン
プの軸動力の予測値である。
FIGS. 4A, 4B, and 4C are predicted values of shaft power of a turbo vacuum pump, respectively.

【図5】本発明ターボ真空ポンプの他の実施例を示す縦
断面図である。
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing another embodiment of the turbo vacuum pump of the present invention.

【図6】従来のターボ真空ポンプを示す縦断面図であ
る。
FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a conventional turbo vacuum pump.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

30…円周流羽根車、31…ステータ、32…蓋、32
A…吸気口、32B…排気口、33…ハウジング、34
…軸受、35…回転軸、36…高周波モータ、37…羽
根、38…通風路、38A…吸入口、38B…排出口、
39…仕切り部、40…円周流圧縮ポンプ段、41…ね
じ溝圧縮ポンプ段、42…羽根車半径寸法、43…ポン
プの軸動力の予測値。
Reference numeral 30: circumferential flow impeller, 31: stator, 32: lid, 32
A: intake port, 32B: exhaust port, 33: housing, 34
... bearing, 35 ... rotating shaft, 36 ... high frequency motor, 37 ... blades, 38 ... ventilation path, 38A ... suction port, 38B ... discharge port,
39: partition part, 40: circumferential compression pump stage, 41: screw groove compression pump stage, 42: impeller radius dimension, 43: predicted value of pump shaft power.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 真瀬 正弘 茨城県土浦市神立町603番地 株式会社 日立製作所土浦工場内 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F04D 19/04 F04D 23/00 F04D 25/16 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Masahiro Mase 603, Kandamachi, Tsuchiura-shi, Ibaraki Hitachi, Ltd. Tsuchiura Plant (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) F04D 19/04 F04D 23/00 F04D 25/16

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ハウジングと、多段の円周流羽根車と、
ステータとを備え、前記ハウジングには円周流羽根車の
回転軸およびモータを支持し、前記円周流羽根車には円
筒階段状の凸部角と、この凸部角の周上に固定された複
数枚の羽根とを設け、前記ステータには吸気口および排
気口と、内面階段状の凹部角と、この凹部角に形成され
た圧縮空気用の通風路とを設け、前記円周流羽根車とス
テータとにより円周流圧縮ポンプ段を形成したターボ真
空ポンプにおいて、前記排気口側から吸気口側へ至る間
の羽根車外径寸法の増分の比率を排気口側では小さく、
吸気口側で大きくしたことを特徴とするターボ真空ポン
プ。
1. A housing, a multi-stage circumferential impeller,
A stator, and the housing supports a rotating shaft and a motor of a circumferential flow impeller, and the circumferential flow impeller has a cylindrical stepped convex portion angle, and is fixed on the circumference of the convex portion angle. A plurality of blades, and the stator is provided with an intake port and an exhaust port, an inner stepped concave angle, and a ventilation path for compressed air formed at the concave angle. In a turbo vacuum pump in which a circumferential flow compression pump stage is formed by a car and a stator, a ratio of an increment of an outer diameter of an impeller between the exhaust port side and the intake port side is small on an exhaust port side,
A turbo vacuum pump characterized in that it is enlarged on the intake side.
【請求項2】 前記円周流圧縮ポンプ段の低圧側に、ね
じ溝圧縮ポンプ段と、遠心圧縮ポンプ段と、軸流圧縮ポ
ンプ段の少なくとも一つを設置したことを特徴とする請
求項1記載のターボ真空ポンプ。
2. The method according to claim 1, wherein at least one of a thread groove compression pump stage, a centrifugal compression pump stage and an axial flow compression pump stage is provided on the low pressure side of the circumferential flow compression pump stage. The described turbo vacuum pump.
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