JP5027352B2 - 真空ポンプの改良 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する分野】
本発明は、真空ポンプに関し、特に、操作のターボ−分子モードを採用する真空ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
真空ポンプ野在来のターボ−分子段構造は交互のロータとステータのスタックからなる。各段は中実のディスクを有し、複数のブレードが該ディスクから（公称的に）半径方向に垂下し、ブレード゛は、ディスクの円周のまわりに等間隔をなし、且つロータ段の回転方向に半径線の「まわり」にディスクの平面から傾けられている。
【０００３】
ロータブレードとステータブレードは、ディスクから半径線において側面から眺めたとき、正の勾配と負の勾配それぞれ有する。この構成は、ポンプの中を分子を移動させる分子流れ状態に影響を及ぼす。
【０００４】
複数の室又はシステムを異なる真空レベルまで排気する必要がある多数のタイプの装置がある。例えば、周知の質量分析計では、検出器として知られた装置の部分は、例えば、１０^-6ミリバールで作動されなければならず、分析器として知られた装置の部分は、異なる真空レベル、例えば１０^-3で作動されなければならない。
【０００５】
加えて、重要なこととして、装置の異なる部分からのガスの押出量も一般的には変化する。例えば、上記タイプの代表的な質量分析計では、検出器については６０ｌ／秒の容量、そして分析器については２００ｌ／秒の容量である必要がある。
【０００６】
質量分析計を含むが、これに限られないタイプの装置では、多数の異なる真空ポンプが通常採用される。例えば、質量分析計では、検出器と分析器は別々のターボ−分子真空ポンプによって排気され、ターボ−分子真空ポンプはそれ自体別々のポンプ、例えば、回転羽根式ポンプによって支持される必要がある。
【０００７】
装置の大きさや動力の要求を全体的に減ずるために、種々の真空ポンプの使用を合理化する必要性が絶えず増している。単一のバッキングポンプが２つ（又はそれ以上）のターボ−分子ポンプを支持するのに比較的一般的である。加えて、単一のターボ−分子ポンプを採用して、２つ（又はそれ以上）の個々のポンプを、ポンプの段全てを通るのに必要とされるガスのための通常のための流入口及びポンプの後の方の段だけを通るのに必要とされるガスのための、段と段の間の中間流入口を有する単一のポンプで置き替えることがより最近提案された。
【０００８】
ヨーロッパ特許第Ａ−０９１９７２６号には、複数の真空段を有し、且つガスがポンプ段の全てを通ることができる第1ポンプ流入口及びガスが中間段位置でポンプに入り、ポンプの次の段だけを通ることができる第２流入口を有する真空ポンプが記載されている。中間段位置の前のポンプ段は、第1流入口と第2流入口にそれぞれ取り付けられた異なる系の圧力要件／ポンプ容量に適した中間段位置に続く段とは大きさが異なる。
【０００９】
しかしながら、この周知の「スプリットフロー」ポンプは、例えば、ポンプの軸線、もっと詳細には、ポンプのシャフト軸線が、排気すべき質量分析計の流出口フランジの平面と平行か、垂直のいずれかであるようにして、在来の方法で質量分析計に取り付けられるとき、ガス流れの問題が観察されるという欠点を受ける。例えば、真空ポンプが、シャフト軸線が質量分析計の流出口フランジの平面と平行であるように質量分析計に対して配向されるとき、ガスは、ポンプの流入口に入るのに直角のベンドの周りを流れなければならず、その結果、圧力損失及びそれと関連したポンプ容量のロスをもたらす。
【００１０】
真空ポンプが、そのシャフト軸線が流出口フランジの流入口の平面と垂直であるように向けられるとき、流れは第1流入口に容易に流入するが、第2流入口はポンプの軸線からオフセット去れなければならず、その結果、流れは第２ポンプ流入口に入るために、2つのベンドの周りに流れなければならない。
【００１１】
本発明の目的は、排気すべき系に対する真空ポンプの向きを、真空ポンプのシャフトの長手方向軸線が排気すべき系のガス流出口フランジの各々に対して傾けられるようにすることである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、真空ポンプは、モータによって回転させるシャフトと、シャフトに取り付けられた少なくとも２つの間隔を隔てたポンプ段と、ガスが第1系を排気するためにポンプ段の全てを通ることができる第1ポンプ流入口と、ガスが中間段位置でポンプに入って第2系を排気するためにポンプの次の段だけを通ることができる第2ポンプ流入口と、を有し、前記第1及び第２系は各々第１ポンプ又は第2ポンプとの取付け用のガス流出口フランジを有し、真空ポンプは、シャフトの長手方向軸線がガス流出口フランジの各々に対して傾けられるようにそれぞれの第1系及び第2系に対して取り付けられる、
シャフトは10度と80度と間の角度、好ましくは、実質的に４５度の角度に傾けられるのがよい。
【００１３】
好ましい実施形態では、ポンプ段は大きさが異なり、最も大きい段直径の０．１倍と０．９倍の間に等しい距離互いに間隔を隔てられる。
【００１４】
今、本発明の実施形態を、操作のターボ−分子モードを採用する真空ポンプの縦断面である添付概略図を参照して説明する。
【００１５】
【発明の実施形態】
図示のように、真空ポンプは多構成部品本体を有し、シャフト２がこの本体内に設けられている。シャフト２の回転は、全体的に３で指示したモータで行われる。シャフト２は各端が下部（図示のように）軸受４及び上部（図示のように）軸受５によって支持されている。
【００１６】
シャフト２には、中間段位置８の前後に置かれ、全体的に６及び７で指示した２組のターボ−分子段が取り付けられている。
【００１７】
第１組のターボ−分子段は、１つを９で指示し、上記のような傾斜ブレード構造の且つ周知構造の４つのロータ（インペラー）と、１つを１０で指示し、上記のような傾斜ブレード構造の且つ周知構造の４つの対応した段と、からなる。
【００１８】
流入口１１により、ガスが先ずターボ−分子段の組６に流入し、引き続いて、ターボ−分子段の組７に流入する。第2のターボ−分子段７は、１つを１２で指示した傾斜ブレード構造の６つのロータ（インペラー）と、１つを１３で指示した傾斜ブレード構造の対応した６つの段と、からなる。組６のターボ−分子段の先端直径は組７の段の先端直径よりも小さい直径の物であることが観察されよう。
【００１９】
第2流入口１４により、ガスは、中間段位置８を経て流入し、ターボ−分子段の第2組７の中だけを通る。
【００２０】
本発明によれば、真空ポンプは、シャフト２の長手方向軸線が第１系２０からの流出口且つ又第２系２２からの流出口に対して傾けられるように、排気すべき系、例えば質量分析計の検出器及び分析器に対して配向される。この配向を採用することによって、ガスは、鈍角のベンドの周りを流れることによって両段の流入口に流入することができ、その結果、圧力降下がほとんどなく、両段の効率的なポンピング速度は比較的大きくなる。更に、シャフトが傾斜角度をなしているから、真空ポンプの長さも高さも過度に大きくない。
【００２１】
好ましい実施形態では、ポンプ段６と７は、最大の段直径、即ち段７のロータの直径の０．１倍と０．９倍の間に等しい距離互いに間隔を隔てられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 操作のターボ−分子モードを採用した真空ポンプの縦断面である。
【符号の説明】
２ シャフト
３ モータ
４ 軸受
５ 軸受
６ ターボ−分子段の組
７ ターボ−分子段の組
８ 中間段位置
９ ロータ
10 段
11 流入口
12 ロータ
13 段
14 流入口
20 第1系
22 第2系

Claims (2)

1. モータによって回転させるシャフトと、シャフトに取り付けられた少なくとも２つの間隔を隔てたポンプ段と、ガスが第１系を排気するためにポンプ段の全てを通ることができる第１ポンプ流入口と、ガスが中間段位置でポンプに入って第２系を排気するためにポンプの次の段だけを通ることができる第２ポンプ流入口と、を有し、前記第１及び第２系は各々第１ポンプ流入口又は第２ポンプ流入口との取付け用のガス流出口フランジを有し、真空ポンプは、シャフトの長手方向軸線がガス流出口フランジの各々に対して４５度に傾けられるようにそれぞれの第１系及び第２系に対して取り付けられる、真空ポンプ。
2. ポンプ段は大きさが異なり、且つより大きい段のロータの直径の０．１倍と０．９倍の間に等しい距離互いに間隔を隔てられる、請求項１に記載の真空ポンプ。

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