JPH04276197A - マルチターボ型真空ポンプ - Google Patents

マルチターボ型真空ポンプ

Info

Publication number
JPH04276197A
JPH04276197A JP3854491A JP3854491A JPH04276197A JP H04276197 A JPH04276197 A JP H04276197A JP 3854491 A JP3854491 A JP 3854491A JP 3854491 A JP3854491 A JP 3854491A JP H04276197 A JPH04276197 A JP H04276197A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
turbo
sub
pump
rotor
vacuum pump
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP3854491A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2865888B2 (ja
Inventor
Tetsuya Abe
哲也 阿部
Yoshio Murakami
村上 義夫
Takashi Arai
貴 新井
Harushige Osawa
晴繁 大澤
Satoshi Hata
聰 秦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Japan Atomic Energy Agency
Original Assignee
Japan Atomic Energy Research Institute
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Atomic Energy Research Institute, Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Japan Atomic Energy Research Institute
Priority to JP3854491A priority Critical patent/JP2865888B2/ja
Priority to DE19924206972 priority patent/DE4206972A1/de
Publication of JPH04276197A publication Critical patent/JPH04276197A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2865888B2 publication Critical patent/JP2865888B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • 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
    • 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
    • F04D19/046Combinations of two or more different types of pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D25/00Pumping installations or systems
    • F04D25/16Combinations of two or more pumps ; Producing two or more separate gas flows

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Non-Positive Displacement Air Blowers (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高真空から大気圧まで
一気に大容量の排気を行なうことができる大容量のマル
チターボ型真空ポンプに関する。
【0002】
【従来の技術】従来の真空ポンプを図3に示す。図3に
おいて、高真空ポンプ15はターボ分子ポンプであり、
補助ポンプ16と配管17で接続されている。高真空ポ
ンプ15で圧縮されたガスは配管17を介し補助ポンプ
16でさらに圧縮され、外部に排気される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ターボ分子ポンプで排
気容量を大きくするためには、気体の掻き込み面積を大
きくし、かつ、その回転翼の回転速度を大きくする必要
がある。掻き込み面積を大きくするためには、回転翼の
直径を大きくして面積その物を大きくすると共に高真空
側の翼の傾き角度αをほぼ40〜45°にして、気体の
分子が翼列に飛び込む開口面積とその排気効率を大きく
することが必要である。
【0004】しかし、ターボ分子ポンプの回転翼18は
、図4及び図5に示すように、放射状に広がっており、
外径側に行く程放射状の回転翼片18aの隙間は広がっ
てしまい、結局は図6に示すように、上部から下部が見
えるようなシースルーの状態となる。回転翼の外径周速
は材料強度上の制限から300〜400m/s程度が限
界であるが、軽ガス(水素,ヘリウム等)の気体の分子
速度は1000〜1500m/sと早いため、シースル
ー部があれば、その隙間を自由に通過出来るので圧縮・
排気の効率は悪くなる。
【0005】これを避けるためには、図7に示すように
回転翼片18aの傾き角度αを小さくし、また回転翼片
18aの軸方向長さを長くすることが必要になるが、前
者では排気容量を低下させ、後者では回転体が長くなり
回転性能面・コスト面等の不具合が生じる。また、回転
翼片18aの傾き角度αを外周にいくにつれて変えてい
くという方法もあるが、製作コスト及び遠心力によるね
じりモーメントの発生等の不具合がある。
【0006】なお、以上の各種の諸元と排気速度の関係
の解析結果を図8に示す。以上のような制限から、現在
市販されているターボ分子ポンプの排気容量は数千 l
/sec程度であり、最近発表されたものでも2万 l
/sec程度に止まっている。また、その圧縮比は低く
、数Torr程度までしか圧縮できないために、大気圧
排気するには、図3に示すように補助ポンプを排気側に
連結した二段構成にする必要があった。
【0007】本発明は、これらの問題点を解決すること
により、大容量で、かつ、大気圧排気可能なマルチター
ボ型真空ポンプを提供しようとするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明のマルチターボ型
真空ポンプは次の手段を講じた。 1  吸気口及び排気口を設けたケーシングの内部に、
複数のターボ型回転体を多軸に内蔵した。 2  前記1の本発明において、ターボ型回転体の一つ
はターボ分子ポンプであり、その最下段翼の下方に複数
のターボ型回転体を円周状に配置した。 3  前記2の本発明において、ターボ分子ポンプの最
下段の下方に配置された複数のターボ型回転体の各々は
、スパイラル方向の溝を設けた回転円盤を多段に組合せ
た粘性真空ポンプである。
【0009】
【作用】前記1の本発明においては、複数のターボ型回
転体を多軸に吸気口と排気口をもつケーシング内部に内
蔵しているために、途中の配管を必要とせず、複数のタ
ーボ型回転体によって効率の良い排気が行なわれ、かつ
小型で大容量の排気が可能になる。
【0010】前記2の本発明では、ターボ分子ポンプの
最下段翼の下方に複数のターボ回転体を配置したことに
よって、前記1の本発明の作用に加えて、ガスがターボ
分子ポンプ翼間を通過して逆拡散することが防止される
。また、複数のターボ回転体は円周状に配置されており
、ターボ回転体は小さいスペースに配置されると共に、
ターボ分子ポンプの翼径を大きくして排気量を大きくし
ガスの圧縮比を向上させることができる。
【0011】前記3の本発明では、前記2の本発明の作
用に加えて、気体の分子としての挙動を利用して排気す
るターボ分子ポンプの最下段翼の下方には、スパイラル
方向の溝をもつ回転円盤を多段に組合せ、気体の粘性を
利用して圧縮し、スパイラル方向の溝によって排気を行
なう複数の粘性真空ポンプが配置されており、気体の相
異る特性を利用して連続的に高圧縮比の排気が行なわれ
る。
【0012】
【実施例】本発明の一実施例を図1及び図2によって説
明する。本実施例はメインターボをターボ分子ポンプと
し、サブターボを粘性ポンプとしたマルチターボ型真空
ポンプに係る。
【0013】図1において、メインターボ吸気口1を上
端にもつケーシング4の中にメインターボ回転体6及び
多段のメインターボ静翼5を上下方向に配し、メインタ
ーボ回転体6はメインターボ軸受9でラジアル方向とス
ラスト方向を支持され、メインターボモータ8で駆動さ
れる。また、停止時、異常時にはメインターボ危急軸受
7に接触して安全に停止できる構造としている。また、
各メインターボ回転体6には多段の放射状のメインター
ボ回転体動翼6aが取付けられており、各メインターボ
回転体の動翼6aはケーシング4に固定されたメインタ
ーボ静翼5間に配置され、両者の相互作用により気体分
子を下向きに叩き落とすことにより真空排気を行うよう
になっている。
【0014】最下段のメインターボ回転体動翼6aの下
方には複数台のサブターボ回転体11が円周状に配置し
てあり、これらは全てケーシング4の中に内蔵され、多
軸で非接触に回転できる構造となっている。サブターボ
回転体11は、上端にサブターボ吸気口2をもちケーシ
ング4内に配置されたサブターボケーシング12の中に
入っており、サブターボ軸受14でラジアル方向とスラ
スト方向を支持され、サブターボモータ13により駆動
されるようになっている。サブターボ回転体11には多
段のサブターボ回転体動翼11aがついており、各サブ
ターボ回転体動翼11aは、図2に示すように、その上
下の面の全面に等間隔に設けられたスパイラル状の複数
の溝11bを有する円盤形状をしている。そのサブター
ボ回転体動翼11aと互い違いに組み合わさった状態で
サブターボケーシング4内に固定されたサブターボ静翼
10が配置されている。またケーシング4の下部には、
大気側のサブターボ排気口3が設けられている。
【0015】前記メインターボ回転体6は繊維強化金属
(FRP)、繊維強化セラミックス(FRC)等の複合
材料で作られて高周速回転を可能としており、また大気
側のサブターボ回転体11はセラミックスで作られ、熱
による膨張を小さくなるようにしている。また、メイン
ターボ軸受9は磁気軸受型であり、サブターボ軸受14
は気体軸受型とすることにより、オイルフリーの構造と
している。
【0016】以上のように構成された本実施例では、メ
インターボ吸気口1からの気体分子は多段のメインター
ボ回転体動翼6aとメインターボ静翼5との相互作用に
よって下方へ叩き落されて、真空排気が行なわれる。こ
の叩き落された気体は、サブターボ吸気口2からサブタ
ーボケーシング4内へ入る。この気体は、その粘性力に
よって、各サブターボ回転体11のサブターボ回転体動
翼11aとサブターボ静翼10の間において圧縮される
と共にスパイラル状の溝11bを通ってサブターボ回転
体動翼11aの外方へ排気され、多段のサブターボ回転
体動翼11aによって徐々に下方に圧縮・排気される。 このようにして、サブターボ回転体11において、気体
は最終的に大気圧となってサブターボ排気口3より排出
される。
【0017】以上説明したように、本実施例では、メイ
ンターボ回転体6における気体分子の叩き落しと、サブ
ターボ回転体11における気体の粘性による圧縮・排気
との両者を組合せて連続的に排気を行なっており、高圧
縮比の排気が可能である。
【0018】また、メインターボ回転体6とサブターボ
回転体11は、ケーシング4内に上下に配置され、その
間の配管を必要とせず、効率の良い圧縮・排気を行なう
ことができると共に、装置の小形化が可能である。
【0019】また、メインターボ回転体の最下段の動翼
6aの下方にサブターボ回転体11が配置されているた
めに、ガスが前記メインターボ回転体の動翼6a間のシ
ースルー部を通過して最拡散することを防止できる。こ
れに加えて、サブターボ回転体11は円周上に複数個配
置されているために、配置スペースを小さくすることが
できると共に、メインターボ回転体の動翼6aの翼径を
大きくして排気量とガスの圧縮比を高めることができる
【0020】また更に、メインターボ回転体6が複合材
料で作られることによって、その高周速回転を可能にし
て排気性能が向上し、かつ、排気する気体の粘性力と圧
縮作用によって高温となる大気側のサブターボ回転体を
熱膨張が小さいセラミックス製とすることによって、微
小なクリアランスで使用する気体軸受や放熱性が悪く熱
膨張が問題となる磁気軸受を使用することができ、軸受
に油を使用しないオイルフリー化が可能である。
【0021】
【発明の効果】本発明は次の効果を奏することができる
【0022】(1) 請求項1の本発明では、吸気口及
び排気口を設けたケーシングの内部に、複数の多軸ター
ボ型回転体を内蔵してマルチターボ型とすることで途中
の配管を不要にできるので、排気ロス、スペースロスを
小さくでき、排気効率が良い小型で大容量排気の真空ポ
ンプとすることができる。
【0023】(2) 請求項2の本発明では、前記に加
えて、高真空側のターボ分子ポンプの最下段翼の下方に
複数のターボ型回転体を円周状に配置することにより、
ガスがターボ分子ポンプ翼の間を通過して逆拡散するこ
とを防止でき、かつ、ターボ分子ポンプの翼径を大きく
して排気容量を大きくすることができる。また、複数の
ターボ型回転体を円周状に配置することによって、小形
化が可能である。
【0024】(3) 請求項3の本発明では、前記に加
えて気体の分子としての挙動を利用して排気するターボ
分子ポンプの最下段翼の下方に、気体の粘性を利用して
排気するスパイラル方向の溝を設けた回転円盤を多段に
組み合わせた粘性真空ポンプを複数台配置することによ
り、気体の相異なる特性を利用して連続的な排気が行な
われ、ターボ分子ポンプの構造的欠陥・宿命による性能
低下をカバーした高圧縮比な真空ポンプとすることがで
き、高真空から一気に大気圧等の圧力までの排気が可能
である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係わるマルチターボ型真空
ポンプの縦断面図である。
【図2】同実施例のサブターボ回転体動翼の平面図であ
る。
【図3】従来の真空ポンプの概念図である。
【図4】従来のターボ分子ポンプの翼形状の外観図であ
る。
【図5】従来のターボ分子ポンプの翼の縦断面図である
【図6】従来のターボ分子ポンプの翼の側面図である。
【図7】シースルーを無くした場合の従来のターボ分子
ポンプの翼の側面図である。
【図8】ターボ分子ポンプの最大排気速度効率に関する
解析結果を示すグラフである。
【符号の説明】
1    メインターボ吸気口 2    サブターボ吸気口 3    サブターボ排気口 4    ケーシング 5    メインターボ静翼 6    メインターボ回転体 6a  メインターボ回転体動翼 7    メインターボ危急軸受 8    メインターボモータ 9    メインターボ軸受 10  サブターボ静翼 11  サブターボ回転体 11a  サブターボ回転体動翼 12  サブターボケーシング 13  サブターボモータ 14  サブターボ軸受

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  吸気口及び排気口を設けたケーシング
    の内部に、複数のターボ型回転体を多軸に内蔵したこと
    を特徴とするマルチターボ型真空ポンプ。
  2. 【請求項2】  ターボ型回転体の一つはターボ分子ポ
    ンプであり、その最下段翼の下方に複数のターボ型回転
    体を円周状に配置したことを特徴とする請求項1に記載
    のマルチターボ型真空ポンプ。
  3. 【請求項3】  ターボ分子ポンプの最下段翼の下方に
    配置された複数のターボ型回転体の各々は、スパイラル
    方向の溝を設けた回転円盤を多段に組合わせた粘性真空
    ポンプであることを特徴とする請求項2に記載のマルチ
    ターボ型真空ポンプ。
JP3854491A 1991-03-05 1991-03-05 マルチターボ型真空ポンプ Expired - Fee Related JP2865888B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3854491A JP2865888B2 (ja) 1991-03-05 1991-03-05 マルチターボ型真空ポンプ
DE19924206972 DE4206972A1 (de) 1991-03-05 1992-03-05 Mehrturbinen-vakuumpumpe

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3854491A JP2865888B2 (ja) 1991-03-05 1991-03-05 マルチターボ型真空ポンプ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04276197A true JPH04276197A (ja) 1992-10-01
JP2865888B2 JP2865888B2 (ja) 1999-03-08

Family

ID=12528229

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3854491A Expired - Fee Related JP2865888B2 (ja) 1991-03-05 1991-03-05 マルチターボ型真空ポンプ

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2865888B2 (ja)
DE (1) DE4206972A1 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE29715035U1 (de) * 1997-08-22 1997-10-30 Leybold Vakuum GmbH, 50968 Köln Reibungsvakuumpumpe
DE10149366A1 (de) * 2001-10-06 2003-04-17 Leybold Vakuum Gmbh Axial fördernde Reibungsvakuumpumpe
DE10354204B4 (de) * 2003-11-20 2016-03-10 Leybold Vakuum Gmbh Molekularpumpe
DE102004012713A1 (de) 2004-03-16 2005-10-06 Pfeiffer Vacuum Gmbh Turbomolekularpumpe

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3826710A1 (de) * 1987-08-07 1989-02-16 Japan Atomic Energy Res Inst Vakuumpumpe
JPH01277698A (ja) * 1988-04-30 1989-11-08 Nippon Ferrofluidics Kk 複合型真空ポンプ

Also Published As

Publication number Publication date
DE4206972C2 (ja) 1993-08-12
JP2865888B2 (ja) 1999-03-08
DE4206972A1 (de) 1992-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4173637B2 (ja) ステータとロータを備えた摩擦真空ポンプ
US4668160A (en) Vacuum pump
KR20000062974A (ko) 터보 분자 펌프
JPH11230085A (ja) 真空ポンプの改良
US6698929B2 (en) Turbo compressor
JP4584420B2 (ja) 真空ポンプ
JPH04224295A (ja) ターボ分子ポンプ
JPS62113887A (ja) 真空ポンプ
US6409468B1 (en) Turbo-molecular pump
US20100266426A1 (en) Increased volumetric capacity of axial flow compressors used in turbomolecular vacuum pumps
JPH04276197A (ja) マルチターボ型真空ポンプ
US20020136643A1 (en) Gas friction pump
JPS6355396A (ja) タ−ボ真空ポンプ
WO1995028571A1 (fr) Pompe moleculaire
JPS60182394A (ja) タ−ボ分子ポンプ
JP3978001B2 (ja) ターボ分子ポンプ
USRE33129E (en) Vacuum pump
JPH02264196A (ja) ターボ真空ポンプ
JP2006509955A (ja) 真空ポンプ排出システム及び真空ポンプ排出装置の作動方法
JPH11230084A (ja) ターボ分子ポンプ
CN103244438A (zh) 牵引级复合分子泵
JPS61283794A (ja) タ−ボ分子ポンプ
JPH05141389A (ja) 真空ポンプ
KR100379497B1 (ko) 터보 압축기의 구동축
JP3856576B2 (ja) 核融合炉の排気装置

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 19981117

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071218

Year of fee payment: 9

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R360 Written notification for declining of transfer of rights

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071218

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081218

Year of fee payment: 10

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081218

Year of fee payment: 10

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081218

Year of fee payment: 10

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091218

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091218

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101218

Year of fee payment: 12

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees