JPH05240187A - 真空ポンプ - Google Patents

真空ポンプ

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Publication number
JPH05240187A
JPH05240187A JP4324414A JP32441492A JPH05240187A JP H05240187 A JPH05240187 A JP H05240187A JP 4324414 A JP4324414 A JP 4324414A JP 32441492 A JP32441492 A JP 32441492A JP H05240187 A JPH05240187 A JP H05240187A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vacuum pump
discs
cylindrical element
disk
pump according
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.)
Pending
Application number
JP4324414A
Other languages
English (en)
Inventor
Nigel Paul Schofield
ポール ショーフィールド ナイジェル
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.)
BOC Group Ltd
Original Assignee
BOC Group Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by BOC Group Ltd filed Critical BOC Group Ltd
Publication of JPH05240187A publication Critical patent/JPH05240187A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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

Landscapes

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

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ポンプ内に軽量構造の回転円筒体を設けるこ
とに関する優れたポンプ設計を提供することにある。 【構成】 円筒状要素が個々の複数のディスクからなる
同軸組立体を有しており、各ディスクがその隣接ディス
クから間隔を隔てて配置されており、ディスク間に周方
向スロットを形成していることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は真空ポンプに関し、より
詳しくは、分子ポンプ(molecular drag pumps) として
知られているポンプに関する。
【0002】
【従来の技術】分子ポンプは、低圧では、高速移動面に
衝突するガス分子に、該移動面から速度成分が与えられ
るという一般的原理に基づいて作動する。この結果、分
子は、該分子が衝突する面と同じ移動方向に移動するよ
うになり、従って、ポンプを流れる分子によって、ポン
プ入口の近くが比較的低圧にされる。
【0003】この原理に基づいて作動する真空ポンプ
は、1910年頃Gaede により提案された。これらの真
空ポンプは、ポンプ本体内で回転できる円筒体を有して
おり、該円筒体はその周囲に複数の平行スロットを備え
ている。ポンプの一方の側において、ポンプ本体内に
は、時々「櫛」とも呼ばれているステータ要素が支持さ
れており、該ステータ要素は平行な突出部を有してい
る。突出部は、これらの全ての側面において一般的に0.
1 mmの間隙をもってスロット内に緊密に嵌入されてい
る。
【0004】従って、ステータ要素には、その上流側が
低圧で下流側が高圧になる圧力勾配が形成される。ステ
ータの低圧側にはポンプ入口が配置され且つ高圧側には
ポンプ出口が配置されており、該ポンプ出口には、一般
に別のポンプ(例えばオイルポンプ)が連結される。一
般にシリンダの回転速度は高く、例えば10,000 rpmまで
又はこれ以上の速度である。特にこの形式の比較的大形
の機械の場合には、ロータの大きなマス(質量)による
問題、すなわち大きな慣性により回転中に多量のエネル
ギが貯えられることによる安全性の問題がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ポン
プ内に軽量構造の回転円筒体を設けることに関する優れ
たポンプ設計を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、ポンプ
本体(すなわちステータ)と、円筒状要素とを有してお
り、該円筒状要素がポンプ本体内でその長手方向軸線の
回りで回転でき、円筒状要素の表面には前記長手方向軸
線と実質的に直交する複数の周方向スロットが形成され
ており、ポンプ本体に対して静止状態に保持されたステ
ータ要素を更に有しており、該ステータ要素が、前記ス
ロット内に延入してステータの近くのスロットを実質的
に充填する突出部を備えている分子吸引形真空ポンプに
おいて、前記円筒状要素が個々の複数のディスクからな
る同軸組立体を有しており、各ディスクがその隣接ディ
スクから間隔を隔てて配置されており、ディスク間に周
方向スロットを形成している真空ポンプが提供される。
【0007】ディスクは薄い金属シート、好ましくは例
えばアルミニウム又はチタン又はこれらの合金、ステン
レス鋼又は繊維強化プラスチック材料で作るのが有効で
ある。一般にディスクは、静止しているときに可撓性を
与える厚さを有している。ディスクは1mmまでの厚さを
有するのが有効であり、好ましくは0.5 mm以下、例えば
0.25mmにする。ディスクの直径は200mm以上1m まで
又はそれ以上にする。
【0008】本発明は、ディスクの直径すなわち円筒状
要素の直径が200mm以上のもの、理想的には300〜
750mmのものに有効であるが、これに限定されるもの
ではない。直径が200mm以下の場合には、本発明の利
益、特に円筒状要素の小さな慣性という利益はそれ程得
られなくなり、この場合には従来の中実円筒状要素に戻
るのが有益であろう。
【0009】円筒状要素は、各ディスクの中央孔を通る
軸の回りにディスクを取付け、次のように、すなわち、
(i)ディスクと交互にスペーサ要素(スペーサ要素の
直径はディスクの直径よりも小さく、ディスク間に周方
向スロットが形成される)を軸の回りに取付けるか、又
は、(ii) 軸に形成された溝内に各ディスクの中央孔を
配置し、例えばディスクを溝内に嵌入するか他の便利な
手段により、所定間隔を隔ててディスクを軸に固定する
(この場合には、上記(i)の場合よりも軸径が大き
く、軸面が円筒状要素のスロットの基部を形成する)こ
とによって、各ディスクを隣接ディスクから間隔を隔て
て組み立てられる。
【0010】スペーサ要素の場合には、これらのスペー
サ要素にも軸の通る中央孔を設け、またこれらのスペー
サ要素をアルミニウム又は適当な組成のプラスチックで
作るのが好ましい。円筒状要素組立体は、ディスク間に
形成された溝をもつ全体として円筒状要素を形成するよ
うに、任意の関連方法で一体に固定される。
【0011】円筒状要素組立体は、高速回転でき且つ回
転軸線を正確に位置決めできる(且つ該位置に維持でき
る)ように、その長手方向軸線の回りで回転できるよう
に取付けられなければならない。これは、円筒状要素を
軸に取付け且つ適当なベアリングを用いてポンプ本体内
に軸を取付けることによって達成される。ステータ要素
は「櫛」の形態にするのが有効であり、その歯が、円筒
状要素のスロット内に延入する突出部を構成するように
する。ステータ要素は、ステータ要素の突出部と円筒状
要素のスロットの表面壁との間の間隙ができる限り小さ
くなるようにして、ステータ要素が所定位置に固定され
るように、ポンプ本体に対して取付けられなければなら
ない。
【0012】多くの場合、円筒状要素の半径が増大する
につれて、ディスク間の間隔すなわちスロットの幅を増
大させるのが有効であることが判明している。従来技術
による中実な円筒状要素の場合には、これは、円筒状要
素にテーパ状スロットを設け且つこれと対応するテーパ
を櫛の突出部に設けることによって達成される。しかし
ながら、円筒状要素の薄いディスク組立体をもつ本発明
の場合には、この方法では達成不可能である。
【0013】本発明の好ましい実施例によれば、2種類
のサイズのディスクを設け且つ大径ディスクと小径ディ
スクとを交互に配置し、これらのディスクの間に更に小
径のステータ要素を配置するか、前述の他の手段により
ディスクを軸に固定することによってディスクの組み立
てを変更できる。このように変更すれば、ディスクサイ
ズの如何に係わらず、大径ディスク間には幅広スロット
が形成され、ディスク間の各幅広スロットの基部には幅
狭スロットが形成される。これにより、一般に、小径デ
ィスクによる小さな慣性をもたせることが可能になり、
これは、貯蔵エネルギの点で有効であり且つステータと
外側要素すなわち円筒状要素との間のシールの「長さ」
を短くする。
【0014】一般に、本発明のポンプは、最良の結果を
得るには円筒状要素の軸線を水平にして作動すべきであ
り、これにより、ディスクは特に低回転速度でも常に垂
直平面内で回転する。
【0015】
【実施例】本発明のより良き理解を可能にするため、添
付図面を参照して本発明の実施例を以下に説明する。図
面、特に図1には本発明の真空ポンプが示されており、
該真空ポンプは、円筒状要素組立体が取付けられた軸1
を有している。円筒状要素組立体は、金属シートから作
られた複数の薄いディスク2(該ディスク2は軸が通る
中央孔を備えている)を有しており、該ディスク2はプ
ラスチック材料から作られた複数のスペーサ要素3(該
スペーサ要素3も軸1が通る中央孔を備えている)によ
って間隔を隔てられている。この円筒状要素組立体は、
該組立体を形成する手段(図示せず)により一体に固定
されており且つポンプ本体4内で回転できるようにポン
プ本体4のベアリング5、6によって支持されている。
【0016】ポンプ本体4内には櫛7の形態をなすステ
ータ要素が保持されており、該ステータ要素は突出部8
を有している。突出部8は、ディスク2の表面と、櫛7
の突出部8の縁部との間に形成されたスロット内に延入
している。図2には、図1に示した構造とは幾分異なる
円筒状要素を有する本発明の別のポンプが示されてい
る。この場合には、真空ポンプは、複数の薄い小径ディ
スク13の間に交互に間隔を隔てて配置された複数の薄
い大径ディスク12を備えた円筒状要素が取付けられた
軸11を有している。これらの全てのディスク12、1
3は薄い金属シートで作られており且つ軸11が通る中
央孔を有している。またこれらのディスク12、13
は、小径ディスク13よりも小さな直径をもつプラスチ
ックのスペーサ要素14によって互いに間隔を隔てて配
置されている。
【0017】この円筒状要素組立体は、図示しない手段
により固定され且つポンプ本体15内で回転できるよう
に取付けられている。この実施例でもステータ要素は櫛
16の形態をなしており且つポンプ本体15内に保持さ
れている。また、ステータ要素は、交互のディスク1
2、13の表面と櫛16の突出部17の縁部との間に形
成されたスロット内に延入している。
【0018】図1及び図2のいずれのポンプでも、その
使用に際し、円筒状要素組立体はモータ(図示せず)に
よって軸1の回りで回転され、これにより各ディスク2
が櫛7の突出部8の間に形成されたギャップ内で高速移
動される。この形式の殆どのポンプと同様に、入口(図
示せず)は櫛7の低圧側に配置されており、使用時には
真空引きすべきチャンバに取付けられる。また、出口
(図示せず)は櫛7の高圧側に配置されている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の真空ポンプの概略断面図である。
【図2】本発明の別の真空ポンプの概略断面図である。
【符号の説明】
1 軸 2 ディスク 3 スペーサ要素 4 ポンプ本体 5 ベアリング 6 ベアリング 7 櫛 8 突出部 11 軸 12 大径ディスク 13 小径ディスク 14 スペーサ要素 15 ポンプ本体 16 櫛 17 突出部

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポンプ本体と、円筒状要素とを有してお
    り、該円筒状要素がポンプ本体内でその長手方向軸線の
    回りで回転でき、円筒状要素の表面には前記長手方向軸
    線と実質的に直交する複数の周方向スロットが形成され
    ており、ポンプ本体に対して静止状態に保持されたステ
    ータ要素を更に有しており、該ステータ要素が、前記ス
    ロット内に延入してステータの近くのスロットを実質的
    に充填する突出部を備えている分子吸引形真空ポンプに
    おいて、前記円筒状要素が個々の複数のディスクからな
    る同軸組立体を有しており、各ディスクがその隣接ディ
    スクから間隔を隔てて配置されており、ディスク間に周
    方向スロットを形成していることを特徴とする真空ポン
    プ。
  2. 【請求項2】 前記ディスクが薄い金属シートで作られ
    ていることを特徴とする請求項1記載の真空ポンプ。
  3. 【請求項3】 前記ディスクが繊維強化プラスチックで
    作られていることを特徴とする請求項1記載の真空ポン
    プ。
  4. 【請求項4】 前記ディスクが1mmまでの厚さを有して
    いることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記
    載の真空ポンプ。
  5. 【請求項5】 前記ディスクが0.5 mm以下の直径を有し
    ていることを特徴とする請求項4記載の真空ポンプ。
  6. 【請求項6】 前記円筒状要素が、各ディスクの中央孔
    を通る軸の回りにディスクを取付け且つディスクをこれ
    らの隣接ディスクから間隔を隔てることによって組み立
    てられることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項
    に記載の真空ポンプ。
  7. 【請求項7】 前記軸の回りにはディスクと交互にスペ
    ーサ要素が取付けられており、該スペーサ要素の直径が
    ディスクの直径よりも小さく、ディスク間に周方向スロ
    ットを形成していることを特徴とする請求項6記載の真
    空ポンプ。
  8. 【請求項8】 前記ディスクが、軸に形成された溝内に
    各ディスクの中央孔を配置することにより、所定間隔を
    隔てて軸に固定されることを特徴とする請求項6記載の
    真空ポンプ。
  9. 【請求項9】 前記スペーサ要素が、軸の通る中央孔を
    有していることを特徴とする請求項7記載の真空ポン
    プ。
JP4324414A 1991-12-04 1992-12-03 真空ポンプ Pending JPH05240187A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB9125850:9 1991-12-04
GB919125850A GB9125850D0 (en) 1991-12-04 1991-12-04 Improvements in vacuum pumps

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05240187A true JPH05240187A (ja) 1993-09-17

Family

ID=10705736

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4324414A Pending JPH05240187A (ja) 1991-12-04 1992-12-03 真空ポンプ

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5344282A (ja)
EP (1) EP0545719A1 (ja)
JP (1) JPH05240187A (ja)
GB (1) GB9125850D0 (ja)

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