JPH0381000B2 - - Google Patents
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- JPH0381000B2 JPH0381000B2 JP59144392A JP14439284A JPH0381000B2 JP H0381000 B2 JPH0381000 B2 JP H0381000B2 JP 59144392 A JP59144392 A JP 59144392A JP 14439284 A JP14439284 A JP 14439284A JP H0381000 B2 JPH0381000 B2 JP H0381000B2
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- Japan
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- rotor
- rotor blade
- blades
- blade
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Links
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- 230000006835 compression Effects 0.000 description 19
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 19
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- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
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- 238000000342 Monte Carlo simulation Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
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- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
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
- F04D19/00—Axial-flow pumps
- F04D19/02—Multi-stage pumps
- F04D19/04—Multi-stage pumps specially adapted to the production of a high vacuum, e.g. molecular pumps
- F04D19/042—Turbomolecular vacuum pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
- F04D29/32—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
- F04D29/321—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps for axial flow compressors
- F04D29/324—Blades
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2250/00—Geometry
- F05D2250/70—Shape
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Non-Positive Displacement Air Blowers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
この発明は、ターボ分子ポンプに関する。
（従来の技術）
ターボ分子ポンプは、JIS Z8127−1981に説明
され、また石井博著「真空ポンプ」（真空技術講
座第２巻、昭和40年２月25日初版、日刊工業新聞
社発行）およびジヨンF.オハロン著、野田保他２
名訳「真空技術マニユアル」（昭和58年７月30日
初版、産業図書株式会社発行）に開示されている
ように、タービン形の羽根を持つロータおよびス
テータからなる分子ポンプであつて、分子流領域
での気体輸送に特に有効な、運動量輸送式真空ポ
ンプの１種である。
され、また石井博著「真空ポンプ」（真空技術講
座第２巻、昭和40年２月25日初版、日刊工業新聞
社発行）およびジヨンF.オハロン著、野田保他２
名訳「真空技術マニユアル」（昭和58年７月30日
初版、産業図書株式会社発行）に開示されている
ように、タービン形の羽根を持つロータおよびス
テータからなる分子ポンプであつて、分子流領域
での気体輸送に特に有効な、運動量輸送式真空ポ
ンプの１種である。
その１例の一般的構造について、第３図を参照
しながら説明すると、円筒状内面１０を有するス
テータ１１の中に、円筒状外面１２を有するロー
タ１３が、ステータと同一の垂直軸線Ａを有する
ように収容される。ステータ１１の内面１０とロ
ータ１３の外面１２との間の環状断面のポンプ空
間１４の中には、ロータ外面１２から半径方向外
向きに多くのロータ羽根１５が突出し、ステータ
内面１０から半径方向内向きに多くのステータ羽
根１６が突出する。ロータ羽根１５は、軸線方向
に順次相離れたいくつかの段（図示の例では12
段）として配列され、ロータ羽根１５の各段は、
周方向に等間隔に順次相離れた多くのロータ羽根
１５からなる。ステータ羽根１６は、軸線方向に
ロータ羽根１５の段と１つ置き配置で順次相離れ
たいくつかの段（図示の例では12段）として配列
され、ステータ羽根の各段も、周方向に等間隔に
順次相離れた多くのステータ羽根１６からなる。
ステータ１１には、ポンプ空間１４の上方に連通
する吸気口１７と、ポンプ空間１４の下方に連通
する排気口１８とが取付けられる。ロータ１３
は、モータ１９に連結され、モータ１９の駆動に
よつて軸線Ａを中心として高速回転する。
しながら説明すると、円筒状内面１０を有するス
テータ１１の中に、円筒状外面１２を有するロー
タ１３が、ステータと同一の垂直軸線Ａを有する
ように収容される。ステータ１１の内面１０とロ
ータ１３の外面１２との間の環状断面のポンプ空
間１４の中には、ロータ外面１２から半径方向外
向きに多くのロータ羽根１５が突出し、ステータ
内面１０から半径方向内向きに多くのステータ羽
根１６が突出する。ロータ羽根１５は、軸線方向
に順次相離れたいくつかの段（図示の例では12
段）として配列され、ロータ羽根１５の各段は、
周方向に等間隔に順次相離れた多くのロータ羽根
１５からなる。ステータ羽根１６は、軸線方向に
ロータ羽根１５の段と１つ置き配置で順次相離れ
たいくつかの段（図示の例では12段）として配列
され、ステータ羽根の各段も、周方向に等間隔に
順次相離れた多くのステータ羽根１６からなる。
ステータ１１には、ポンプ空間１４の上方に連通
する吸気口１７と、ポンプ空間１４の下方に連通
する排気口１８とが取付けられる。ロータ１３
は、モータ１９に連結され、モータ１９の駆動に
よつて軸線Ａを中心として高速回転する。
第２図には、ポンプ空間１４におけるロータ羽
根１５およびステータ羽根１６の配置の１部分が
展開図示される。第２図において、矢印Ｂは、吸
気口１７から排気口１８へ向う気体輸送方向を示
し、矢印Ｃは、ロータ１３が回転するときにロー
タ羽根１５が進行する方向を示す。この図には、
いくつかのロータ羽根段のうちの２段といくつか
のステータ羽根段のうちの２段とが図示され、ま
た各羽根段に含まれる多くの羽根のうちの各５個
が図示される。各羽根１５，１６は平坦な一枚板
であつて、気体輸送方向Ｂおよびロータ羽根進行
方向Ｃに対して傾斜するように指向される。詳し
く言えば、ロータ羽根１５は、その気体輸送方向
Ｂと反対方向の縁すなわち吸気口１７の側の縁２
０が、ロータ羽根進行方向Ｃについて、気体輸送
方向Ｂの縁すなわち排気口１８の側の縁２１より
も先行するように指向され、また、ステータ羽根
１６は、気体輸送方向Ｂの縁すなわち排気口１８
の側の縁２２が、ロータ羽根進行方向Ｃについ
て、気体輸送方向Ｂと反対方向の縁すなわち吸気
口１７の側の縁２３よりも先行するように指向さ
れる。
根１５およびステータ羽根１６の配置の１部分が
展開図示される。第２図において、矢印Ｂは、吸
気口１７から排気口１８へ向う気体輸送方向を示
し、矢印Ｃは、ロータ１３が回転するときにロー
タ羽根１５が進行する方向を示す。この図には、
いくつかのロータ羽根段のうちの２段といくつか
のステータ羽根段のうちの２段とが図示され、ま
た各羽根段に含まれる多くの羽根のうちの各５個
が図示される。各羽根１５，１６は平坦な一枚板
であつて、気体輸送方向Ｂおよびロータ羽根進行
方向Ｃに対して傾斜するように指向される。詳し
く言えば、ロータ羽根１５は、その気体輸送方向
Ｂと反対方向の縁すなわち吸気口１７の側の縁２
０が、ロータ羽根進行方向Ｃについて、気体輸送
方向Ｂの縁すなわち排気口１８の側の縁２１より
も先行するように指向され、また、ステータ羽根
１６は、気体輸送方向Ｂの縁すなわち排気口１８
の側の縁２２が、ロータ羽根進行方向Ｃについ
て、気体輸送方向Ｂと反対方向の縁すなわち吸気
口１７の側の縁２３よりも先行するように指向さ
れる。
このような羽根１５，１６の配置によれば、ロ
ータ１３を例えば毎分20000〜60000回転させたと
きに、特に分子流領域において、ロータ羽根１５
およびステータ羽根１６の表面に衝突する気体分
子が、衝突の際に、主として吸気口１７の側から
排気口１８の側へ向うような運動量を受け、これ
によつて、全体としてＢで示したような方向に、
気体が圧縮されながら輸送される。
ータ１３を例えば毎分20000〜60000回転させたと
きに、特に分子流領域において、ロータ羽根１５
およびステータ羽根１６の表面に衝突する気体分
子が、衝突の際に、主として吸気口１７の側から
排気口１８の側へ向うような運動量を受け、これ
によつて、全体としてＢで示したような方向に、
気体が圧縮されながら輸送される。
（発明が解決しようとする問題点）
上述したターボ分子ポンプは、従来、特に水素
のような分子量の小さい軽量気体に対する圧縮比
（すなわち、排気側圧力／吸気側圧力）が著しく
小さく、従つて、輸送すべき気体が軽量気体を含
有していれば、ターボ分子ポンプの吸気側で致達
できる最低圧力が、軽量気体の小さな圧縮比に支
配されて、充分に低くはならない、という欠点を
有する。この欠点を除去するために、ロータの回
転速度を上げてロータ羽根の進行速度を大にし、
これによつて圧縮比を増大させることも考えられ
るが、前述したようにロータの回転速度はすでに
かなり大きいので、これをさらに増大させること
は、ロータの強度、軸受の強度、モータのトル
ク、モータの制御などの点で制約を受け、実際
上、技術的に困難である。
のような分子量の小さい軽量気体に対する圧縮比
（すなわち、排気側圧力／吸気側圧力）が著しく
小さく、従つて、輸送すべき気体が軽量気体を含
有していれば、ターボ分子ポンプの吸気側で致達
できる最低圧力が、軽量気体の小さな圧縮比に支
配されて、充分に低くはならない、という欠点を
有する。この欠点を除去するために、ロータの回
転速度を上げてロータ羽根の進行速度を大にし、
これによつて圧縮比を増大させることも考えられ
るが、前述したようにロータの回転速度はすでに
かなり大きいので、これをさらに増大させること
は、ロータの強度、軸受の強度、モータのトル
ク、モータの制御などの点で制約を受け、実際
上、技術的に困難である。
（問題点を解決するための手段）
上述した従来の問題点を解決するため、この発
明では、通常のターボ分子ポンプの作動条件にお
いて特に軽量気体について、 「気体分子の分子量をｍ、ボルツマンの常数を
ｋ、気体の絶対温度をＴ、ロータ羽根の進行速度
をVbとしたときに Ｓ−Vb／√2 で定義される羽根速度比Ｓが Ｓ≦１ なる関係を満たす。」という条件が成立つことを
考慮し、さらに、Ｓ≦１が成立つ場合には、実験
によれば、従来では平坦な板状体であつたロータ
羽根およびステータ羽根またはそのいずれかの形
状を特定の実質上三角形の断面を有する形状に変
えることによつて、圧縮比が増大するという事実
に著目して、 「ロータ羽根およびステータ羽根またはそのいず
れかが実質的に三角形の断面形状を備え、前記三
角形において、その第２頂点および第３頂点がい
ずれも、気体輸送方向について第１頂点より吸気
口側に位置し、第３頂点が、気体輸送方向につい
て第２頂点より排気口側に位置し、さらに第１頂
点と第３頂点を結ぶ辺の長さが、第２頂点と第３
頂点を結ぶ辺の長さより大きいターボ分子ポンプ
において、ロータ羽根の前記三角形においては、
その第２頂点および第３頂点がいずれも、ロータ
羽根の進行方向について第１頂点より前方に位置
し、第１頂点と第２頂点を結ぶ辺が、ロータ羽根
の進行方向について、第１頂点と第３頂点を結ぶ
辺より前方に位置し、ステータ羽根の前記三角形
においては、その第２頂点および第３頂点がいず
れも、ロータ羽根の進行方向について第１頂点よ
り後方に位置し、第１頂点と第２頂点を結ぶ辺
が、ロータ羽根の進行方向について第１頂点と第
３頂点を結ぶ辺より後方に位置すること、を特徴
とするターボ分子ポンプ」 が提供される。
明では、通常のターボ分子ポンプの作動条件にお
いて特に軽量気体について、 「気体分子の分子量をｍ、ボルツマンの常数を
ｋ、気体の絶対温度をＴ、ロータ羽根の進行速度
をVbとしたときに Ｓ−Vb／√2 で定義される羽根速度比Ｓが Ｓ≦１ なる関係を満たす。」という条件が成立つことを
考慮し、さらに、Ｓ≦１が成立つ場合には、実験
によれば、従来では平坦な板状体であつたロータ
羽根およびステータ羽根またはそのいずれかの形
状を特定の実質上三角形の断面を有する形状に変
えることによつて、圧縮比が増大するという事実
に著目して、 「ロータ羽根およびステータ羽根またはそのいず
れかが実質的に三角形の断面形状を備え、前記三
角形において、その第２頂点および第３頂点がい
ずれも、気体輸送方向について第１頂点より吸気
口側に位置し、第３頂点が、気体輸送方向につい
て第２頂点より排気口側に位置し、さらに第１頂
点と第３頂点を結ぶ辺の長さが、第２頂点と第３
頂点を結ぶ辺の長さより大きいターボ分子ポンプ
において、ロータ羽根の前記三角形においては、
その第２頂点および第３頂点がいずれも、ロータ
羽根の進行方向について第１頂点より前方に位置
し、第１頂点と第２頂点を結ぶ辺が、ロータ羽根
の進行方向について、第１頂点と第３頂点を結ぶ
辺より前方に位置し、ステータ羽根の前記三角形
においては、その第２頂点および第３頂点がいず
れも、ロータ羽根の進行方向について第１頂点よ
り後方に位置し、第１頂点と第２頂点を結ぶ辺
が、ロータ羽根の進行方向について第１頂点と第
３頂点を結ぶ辺より後方に位置すること、を特徴
とするターボ分子ポンプ」 が提供される。
（作用）
上述したように構成された分子ポンプにおいて
は、特にＳ≦１の場合に、気体分子が羽根（ロー
タ羽根またはステータ羽根）との衝突によつて排
気口側へ向うような運動量を受ける確率が、平坦
な板状の羽根を備えた従来のターボ分子ポンプよ
りも大きく、従つて圧縮比が従来のものより大に
なる。圧縮比が増大すれば、ターボ分子ポンプの
吸気側で到達できる最低圧力が低くなる。
は、特にＳ≦１の場合に、気体分子が羽根（ロー
タ羽根またはステータ羽根）との衝突によつて排
気口側へ向うような運動量を受ける確率が、平坦
な板状の羽根を備えた従来のターボ分子ポンプよ
りも大きく、従つて圧縮比が従来のものより大に
なる。圧縮比が増大すれば、ターボ分子ポンプの
吸気側で到達できる最低圧力が低くなる。
（実施例）
以下、図面を参照しながらこの発明の実施例に
ついて説明する。
ついて説明する。
この発明のターボ分子ポンプは、ロータ羽根１
５およびステータ羽根１６またはそのいずれかの
断面形状を除いて、第３図および第２図に図示し
たものと全く同一に構成できる。
５およびステータ羽根１６またはそのいずれかの
断面形状を除いて、第３図および第２図に図示し
たものと全く同一に構成できる。
ロータ羽根１５が第２図に図示されるような平
坦状とは異なる場合には、このロータ羽根１５の
実施例は、第１図に図示されるように実質的に三
角形の断面を有する。この第１図には、１つのロ
ータ羽根段に属する相並ぶ３個のロータ羽根１５
が示される。ロータ羽根１５の断面三角形は、第
１頂点２４、第２頂点２５および第３頂点２６の
３個の頂点を有し、 この断面三角形において、 (1) 第２頂点２５および第３頂点２６はいずれ
も、気体輸送方向Ｂについて、第１頂点２４よ
り吸気口１７の側に位置し、かつ、ロータ羽根
１５の進行方向Ｃについて、第１頂点２４より
前方に位置し、 (2) 第１頂点２４と第２頂点２５を結ぶ辺２４，
２５が、ロータ羽根の進行方向Ｃについて、第
１頂点２４と第３頂点２６を結ぶ辺２４，２６
より前方に位置し、 (3) 第３頂点２６が、気体輸送方向Ｂについて、
第２頂点２５より排気口１８の側に位置し、 (4) 第１頂点２４と第３頂点２６を結ぶ辺２４，
２６の長さが、第２頂点２５と第３頂点２６を
結ぶ辺２５，２６の長さより大になつている。
坦状とは異なる場合には、このロータ羽根１５の
実施例は、第１図に図示されるように実質的に三
角形の断面を有する。この第１図には、１つのロ
ータ羽根段に属する相並ぶ３個のロータ羽根１５
が示される。ロータ羽根１５の断面三角形は、第
１頂点２４、第２頂点２５および第３頂点２６の
３個の頂点を有し、 この断面三角形において、 (1) 第２頂点２５および第３頂点２６はいずれ
も、気体輸送方向Ｂについて、第１頂点２４よ
り吸気口１７の側に位置し、かつ、ロータ羽根
１５の進行方向Ｃについて、第１頂点２４より
前方に位置し、 (2) 第１頂点２４と第２頂点２５を結ぶ辺２４，
２５が、ロータ羽根の進行方向Ｃについて、第
１頂点２４と第３頂点２６を結ぶ辺２４，２６
より前方に位置し、 (3) 第３頂点２６が、気体輸送方向Ｂについて、
第２頂点２５より排気口１８の側に位置し、 (4) 第１頂点２４と第３頂点２６を結ぶ辺２４，
２６の長さが、第２頂点２５と第３頂点２６を
結ぶ辺２５，２６の長さより大になつている。
かかる形状のロータ羽根１５を有するターボ分
子ポンプにおいて、１つのロータ羽根１５と（ロ
ータ羽根の進行方向Ｃ）についてこれに後続する
ロータ羽根１５ａとの間の間隙２７に向つて、吸
気口１７の側または排気口１８の側から気体分子
が入射して来たとする。この気体分子は、間隙２
７を通過するものを除き、ロータ羽根１５の後側
の面２５，２６（辺２５，２６を含む面を指す、
以下同様）および２４，２６と、ロータ羽根１５
ａの前側の面２４ａ，２５ａとに衝突する。面２
４ａ，２５ａに衝突した気体分子は面２４ａ，２
５ａで反射されるが、前述した条件によれば、面
２４ａ，２５ａは面２５，２６よりも面２４，２
６に向いているので、また面２４，２６が面２
５，２６よりも大きいので、反射した気体分子
は、主として面２４，２６に再衝突する。この再
衝突した気体分子は面２４，２６から再反射され
るが、辺２４，２６が排気口１８の側の間隙口を
見込む立体角が吸気口１７の側の間隙口を見込む
立体角よりも大きいので、再反射された気体分子
は、主として排気口１８の方向へ向う。かくし
て、間隙２７に入射して面２４ａ，２５ａに衝突
した気体分子は、主に排気口１８の方向に進めら
れ、圧縮比の向上に役立つ。
子ポンプにおいて、１つのロータ羽根１５と（ロ
ータ羽根の進行方向Ｃ）についてこれに後続する
ロータ羽根１５ａとの間の間隙２７に向つて、吸
気口１７の側または排気口１８の側から気体分子
が入射して来たとする。この気体分子は、間隙２
７を通過するものを除き、ロータ羽根１５の後側
の面２５，２６（辺２５，２６を含む面を指す、
以下同様）および２４，２６と、ロータ羽根１５
ａの前側の面２４ａ，２５ａとに衝突する。面２
４ａ，２５ａに衝突した気体分子は面２４ａ，２
５ａで反射されるが、前述した条件によれば、面
２４ａ，２５ａは面２５，２６よりも面２４，２
６に向いているので、また面２４，２６が面２
５，２６よりも大きいので、反射した気体分子
は、主として面２４，２６に再衝突する。この再
衝突した気体分子は面２４，２６から再反射され
るが、辺２４，２６が排気口１８の側の間隙口を
見込む立体角が吸気口１７の側の間隙口を見込む
立体角よりも大きいので、再反射された気体分子
は、主として排気口１８の方向へ向う。かくし
て、間隙２７に入射して面２４ａ，２５ａに衝突
した気体分子は、主に排気口１８の方向に進めら
れ、圧縮比の向上に役立つ。
同様の検討をすると、間隙２７に入射して面２
４，２６に衝突した気体分子は、面２４ａ，２５
ａに衝突した気体分子と同様に、主に排気口１８
の方向に進められ、圧縮比の向上に役立つが、間
隙２７に入射して面２５，２６に衝突した気体分
子は、主として吸気口１７の方向に進められ、圧
縮比を低下させる。しかしながら、前述したよう
に、ロータ羽根の進行方向Ｃについてロータ羽根
１５ａがロータ羽根１５に後続してい移動してい
るので、間隙２７に入射する気体分子は、主とし
て、面２５，２６および面２４，２６ではなく面
２４ａ，２５ａに衝突するから、面２５，２６へ
の衝突による圧縮比の低下の程度は、面２４ａ，
２５ａおよび面２４，２６への衝突による圧縮比
の向上の程度と比べて僅かなものである。、以上
に定性的に説明したように、間隙２７に入射する
気体分子は、主として排気口１８の側へ向うよう
な運動量を衝突の際に受け、その確率は、以上の
説明から明らかなように、ロータ羽根１５が平坦
な板状の場合（すなわち、頂点２６が辺２４，２
５に重なるまで三角形が平らになつた場合）の確
率よりも大きい。このようにして、この発明のロ
ータによれば圧縮比の大きいターボ分子ポンプが
得られる。
４，２６に衝突した気体分子は、面２４ａ，２５
ａに衝突した気体分子と同様に、主に排気口１８
の方向に進められ、圧縮比の向上に役立つが、間
隙２７に入射して面２５，２６に衝突した気体分
子は、主として吸気口１７の方向に進められ、圧
縮比を低下させる。しかしながら、前述したよう
に、ロータ羽根の進行方向Ｃについてロータ羽根
１５ａがロータ羽根１５に後続してい移動してい
るので、間隙２７に入射する気体分子は、主とし
て、面２５，２６および面２４，２６ではなく面
２４ａ，２５ａに衝突するから、面２５，２６へ
の衝突による圧縮比の低下の程度は、面２４ａ，
２５ａおよび面２４，２６への衝突による圧縮比
の向上の程度と比べて僅かなものである。、以上
に定性的に説明したように、間隙２７に入射する
気体分子は、主として排気口１８の側へ向うよう
な運動量を衝突の際に受け、その確率は、以上の
説明から明らかなように、ロータ羽根１５が平坦
な板状の場合（すなわち、頂点２６が辺２４，２
５に重なるまで三角形が平らになつた場合）の確
率よりも大きい。このようにして、この発明のロ
ータによれば圧縮比の大きいターボ分子ポンプが
得られる。
ステータ羽根１６が第２図に図示される平坦状
とは異なる場合には、相対的に言つてステータ羽
根はロータ羽根に対してＣ方向と逆の方向に進行
すると見なすことができるので、ステータ羽根１
６の実施例は、要約すれば、「実質的に三角形の
断面形状を備え、前記三角形において、その第２
頂点および第３頂点がいずれも、気体輸送方向に
ついて第１頂点より吸気口側にかつロータ羽根の
進行方向について第１頂点より後方に位置し、第
１頂点と第２頂点を結ぶ辺が、ロータ羽根の進行
方向について第１頂点と第３頂点を結ぶ辺より後
方に位置し、また第３頂点が気体輸送方向につい
て第２頂点より排気口側に位置し、さらに第１頂
点と第３頂点を結ぶ辺の長さが、第２頂点と第３
頂点を結ぶ辺の長さより大きい」ように構成され
る。
とは異なる場合には、相対的に言つてステータ羽
根はロータ羽根に対してＣ方向と逆の方向に進行
すると見なすことができるので、ステータ羽根１
６の実施例は、要約すれば、「実質的に三角形の
断面形状を備え、前記三角形において、その第２
頂点および第３頂点がいずれも、気体輸送方向に
ついて第１頂点より吸気口側にかつロータ羽根の
進行方向について第１頂点より後方に位置し、第
１頂点と第２頂点を結ぶ辺が、ロータ羽根の進行
方向について第１頂点と第３頂点を結ぶ辺より後
方に位置し、また第３頂点が気体輸送方向につい
て第２頂点より排気口側に位置し、さらに第１頂
点と第３頂点を結ぶ辺の長さが、第２頂点と第３
頂点を結ぶ辺の長さより大きい」ように構成され
る。
（発明の効果）
この発明によるターボ分子ポンプのロータは、
ターボ分子ポンプの圧縮比を特にＳ≦１の場合に
増大させる効果を有する。
ターボ分子ポンプの圧縮比を特にＳ≦１の場合に
増大させる効果を有する。
モンテカルロシミユレーシヨンによつてさらに
詳しく検討した結果によれば、ロータ羽根の進行
方向Ｃに対する辺２４，２５および辺２５，２６
の角度をそれぞれαおよびβとし（第１図）、進
行方向Ｃに直交する面に対する辺２４，２５の投
影の長さおよび辺２４，２６の投影の長さをそれ
ぞれＴおよびＳとした場合に、羽根速度比Ｓ≦１
として、 「(1)αが35゜であれば、β＝25゜、Ｓ／Ｔ＝0.75の
ときに最大圧縮比が得られ、 (2)αが20゜であれば、β＝11゜、Ｓ／Ｔ＝0.73のと
きに最大圧縮比が得られる」 という結果が得られた。これらの条件において、
１段のロータ羽根の圧縮比Ｋと羽根速度比Ｓの関
係は、第４図のグラフ(1)および(2)に実線Ａで示す
通りになつた。なお、これらグラフ(1)および(2)の
破線Ｂは、従来の平坦な板状体のロータ羽根で、
ロータ羽根の進行方向Ｃに対するロータ羽根の面
の角度をそれぞれ35゜および20゜としたときのＫと
Ｓの関係を示す。
詳しく検討した結果によれば、ロータ羽根の進行
方向Ｃに対する辺２４，２５および辺２５，２６
の角度をそれぞれαおよびβとし（第１図）、進
行方向Ｃに直交する面に対する辺２４，２５の投
影の長さおよび辺２４，２６の投影の長さをそれ
ぞれＴおよびＳとした場合に、羽根速度比Ｓ≦１
として、 「(1)αが35゜であれば、β＝25゜、Ｓ／Ｔ＝0.75の
ときに最大圧縮比が得られ、 (2)αが20゜であれば、β＝11゜、Ｓ／Ｔ＝0.73のと
きに最大圧縮比が得られる」 という結果が得られた。これらの条件において、
１段のロータ羽根の圧縮比Ｋと羽根速度比Ｓの関
係は、第４図のグラフ(1)および(2)に実線Ａで示す
通りになつた。なお、これらグラフ(1)および(2)の
破線Ｂは、従来の平坦な板状体のロータ羽根で、
ロータ羽根の進行方向Ｃに対するロータ羽根の面
の角度をそれぞれ35゜および20゜としたときのＫと
Ｓの関係を示す。
上述したグラフ(1)および(2)によれば、ロータの
直径が0.1ｍでロータの回転数が毎分50000回の標
準的なターボ分子ポンプにおいて、この発明によ
れば、ロータ羽根１段当りの圧縮比が、(1)の35゜
羽根の場合に、温度300〓のH2に対して5.8％、
また温度300〓のN2に対して7.3％、(2)の20゜羽根
の場合に、温度300〓のH2に対して5.2％、また
温度300〓のN2に対して11.5％、 だけ従来のものより増大することが判る。
直径が0.1ｍでロータの回転数が毎分50000回の標
準的なターボ分子ポンプにおいて、この発明によ
れば、ロータ羽根１段当りの圧縮比が、(1)の35゜
羽根の場合に、温度300〓のH2に対して5.8％、
また温度300〓のN2に対して7.3％、(2)の20゜羽根
の場合に、温度300〓のH2に対して5.2％、また
温度300〓のN2に対して11.5％、 だけ従来のものより増大することが判る。
これから判断すると、吸気口側に35゜羽根を６
段（そのうちでロータ羽根３段）また排気口側に
20゜羽根を18段（そのうちでロータ羽根９段）を
設けた典型的な構成のターボ分子ポンプにおい
て、ポンプ全体の圧縮比が、この発明によれば従
来のものと比べて温度300〓のH2に対して3.5倍
また温度300〓のN2に対して10.8倍にできる。こ
の値は、実験的にも確認された。
段（そのうちでロータ羽根３段）また排気口側に
20゜羽根を18段（そのうちでロータ羽根９段）を
設けた典型的な構成のターボ分子ポンプにおい
て、ポンプ全体の圧縮比が、この発明によれば従
来のものと比べて温度300〓のH2に対して3.5倍
また温度300〓のN2に対して10.8倍にできる。こ
の値は、実験的にも確認された。
第１図はこの発明によるロータのロータ羽根の
断面図、第２図は従来のロータ羽根およびステー
タ羽根の断面図、第３図はターボ分子ポンプの１
例の垂直断面図、第４図は圧縮比と羽根速度比の
関係を示すグラフである。 図面において、１５はロータ羽根、１６はステ
ータ羽根、１７は吸気口、１８は排気口、２４は
第１頂点、２５は第２頂点、２６は第３頂点、Ｂ
は気体輸送方向、Ｃはロータ羽根の進行方向を示
す。
断面図、第２図は従来のロータ羽根およびステー
タ羽根の断面図、第３図はターボ分子ポンプの１
例の垂直断面図、第４図は圧縮比と羽根速度比の
関係を示すグラフである。 図面において、１５はロータ羽根、１６はステ
ータ羽根、１７は吸気口、１８は排気口、２４は
第１頂点、２５は第２頂点、２６は第３頂点、Ｂ
は気体輸送方向、Ｃはロータ羽根の進行方向を示
す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ロータ羽根およびステータ羽根またはそのい
ずれかが実質的に三角形の断面形状を備え、前記
三角形において、その第２頂点および第３頂点が
いずれも、気体輸送方向について第１頂点より吸
気口側に位置し、第３頂点が気体輸送方向につい
て第２頂点より排気口側に位置し、さらに第１頂
点と第３頂点を結ぶ辺の長さが、第２頂点と第３
頂点を結ぶ辺の長さより大きい、ターボ分子ポン
プにおいて、 ロータ羽根の前記三角形においては、その第２
頂点および第３頂点がいずれも、ロータ羽根の進
行方向について第１頂点より前方に位置し、第１
頂点と第２頂点を結ぶ辺が、ロータ羽根の進行方
向について第１頂点と第３頂点を結ぶ辺より前方
に位置し、 ステータ羽根の前記三角形においては、その第
２頂点および第３頂点がいずれも、ロータ羽根の
進行方向について第１頂点より後方に位置し、第
１頂点と第２頂点を結ぶ辺が、ロータ羽根の進行
方向について第１頂点と第３頂点を結ぶ辺より後
方に位置すること、 を特徴とするターボ分子ポンプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14439284A JPS6125995A (ja) | 1984-07-13 | 1984-07-13 | タ−ボ分子ポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14439284A JPS6125995A (ja) | 1984-07-13 | 1984-07-13 | タ−ボ分子ポンプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6125995A JPS6125995A (ja) | 1986-02-05 |
| JPH0381000B2 true JPH0381000B2 (ja) | 1991-12-26 |
Family
ID=15361079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14439284A Granted JPS6125995A (ja) | 1984-07-13 | 1984-07-13 | タ−ボ分子ポンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6125995A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6706553B2 (ja) * | 2015-12-15 | 2020-06-10 | エドワーズ株式会社 | 真空ポンプ及び該真空ポンプに搭載される回転翼、反射機構 |
| WO2017104541A1 (ja) * | 2015-12-15 | 2017-06-22 | エドワーズ株式会社 | 真空ポンプ及び該真空ポンプに搭載される回転翼、反射機構 |
| GB2612781B (en) * | 2021-11-10 | 2024-04-10 | Edwards Ltd | Turbomolecular pump bladed disc |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57191492A (en) * | 1981-05-22 | 1982-11-25 | Hitachi Ltd | Molecular turbo-pump |
-
1984
- 1984-07-13 JP JP14439284A patent/JPS6125995A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57191492A (en) * | 1981-05-22 | 1982-11-25 | Hitachi Ltd | Molecular turbo-pump |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6125995A (ja) | 1986-02-05 |
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