JPH0569397U - ポンプ - Google Patents

ポンプ

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JPH0569397U
JPH0569397U JP069968U JP6996891U JPH0569397U JP H0569397 U JPH0569397 U JP H0569397U JP 069968 U JP069968 U JP 069968U JP 6996891 U JP6996891 U JP 6996891U JP H0569397 U JPH0569397 U JP H0569397U
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アルツール・ファイフェル・ヴァークウムテクニック・ヴェッツラー・ゲーエムベーハー
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    • 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
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
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    • F16C32/044—Active magnetic bearings
    • F16C32/0474—Active magnetic bearings for rotary movement
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    • F16C2360/00—Engines or pumps
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 全ての周波数に対して効果的な減衰が得られ
るポンプを提供する。 【構成】 ラジアルベアリングとアクシャルベアリング
とを備え、ラジアルベアリング（単数又は複数）はマグ
ネットベアリングでロータ１とステータ３とを有し、ス
テータは導電性リング形態の減衰手段６，６’を設けら
れ、少くとも一つのマグネットベアリングのステータ
５’が、ばね９の上に装着されて振動減衰手段１０によ
りポンプハウジングに連結されたプラットフォーム８に
より支持されている。

Description

【考案の詳細な説明】
【０００１】 本考案はマグネットベアリングを備えたポンプに関し、より特別には受動（ｐ ａｓｓｉｖｅ）ラジアルマグネットベアリングとメカニカル或は電磁力によるア クシャルベアリングとを備えたターボ分子ポンプ（ｔｕｂｏ−ｍｏｌｅｃｕｌａ ｒ ｐｕｍｐ）に関する。
【０００２】
【従来の技術及びその課題】
ターボ分子ポンプのロータの為の非潤滑方式支持には、種々のマグネットベア リングが使用される。ドイツ特許（ＤＡＳ）第２３４９０３３号およびフランス 特許第１４７５７６５号には能動（ａｃｔｉｖｅ）電気制御マグネットベアリン グを備えたターボ分子ポンプが記載されている。ドイツ特許（ＤＡＳ）２８２５ ５５１号にはハイブリッドサポートを備えたターボ分子ポンプを開示している。 ロータは受動マグネットベアリングによってラジアル方向に支持され、アクシャ ル方向にはステップベアリングとして知られているメカニカルベアリングが設け られている。なお、本考案において能動および受動なる用語は、それぞれ電気的 な制御手段を含むものおよび含ないものを意味する。
【０００３】 いずれのベアリング形式においても、ロータは弾性的に拘束されたジャイロス コープのごとく挙動する。それ故、種々の生起し得る振動モードが存在する。該 振動は外的振動手段により刺激することができ、或は該振動はドイツ特許第２８ ２５５５１号の装置におけるように軸方向のメカニカルステップベアリングにお ける摩擦力のために生じ得る。次の形式のロータの振動が異なった周波数領域で 生じ得る。
【０００４】 １．ほゞ０．１Ｈｚ〜１０Ｈｚの周波数での歳差振動（ｐｒｅｃｅｓｓｉｏｎ ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ）： 周波数は回転速度、慣性モーメントおよびロータベアリングのばね定数に依存 する。
【０００５】 ２．回転軸に直角なロータの平行振動（ｐａｒａｌｌｅｌ ｏｓｃｉｌｌａｔｉ ｏｎ）： この振動の周波数はマグネットベアリングのばね定数とロータの質量によって 決定され、３０Ｈｚ〜１００Ｈｚの間に存在する。
【０００６】 ３．回転速度と、回転軸に平行な慣性モーメントと回転軸を横切る方向の慣性モ ーメントとの関数とに依存する章動的振動： これらの振動は３００Ｈｚ〜１５００Ｈｚの領域で生ずる。
【０００７】 起り得る振動を回避すべく、能動的にコントロールされるマグネットベアリン グを電気的に抑制することができる。例えばドイツ特許第２８２５５５１号に示 すように、能動的マグネットベアリングは強力な振動或は衝撃時に上述したタイ プの一つ又はそれ以上の振動を起しがちである。特に、摩擦力は、メカニカルス テップベアリングが設けられているとき章動的振動を刺激する可能性がある。も しもマグネットベアリング内の振動の振幅が設けられた遊び量を超えると、ロー タはキャッチベアリングによってスタート位置に戻されねばならなず、これは結 果的に強力なブレーキ作用を伴いキャッチベアリングを摩耗させる。このことは 、軸方向ベアリングのタイプに関係なく受動ラジアルマグネットベアリングを有 する全てのロータに当てはまる。
【０００８】 本考案の目的は振動が減少されるマグネットベアリングを有するポンプを提供 することにある。より特別には、本考案は受動ラジアルマグネットベアリングを 有するターボ分子ポンプにおける振動を抑制し、それによって外的振動とポンプ 自身により刺激される振動との両者を抑制することを目的とする。これによりポ ンプの作用は振動が無いことを保証され、定格速度迄全ての周波数で安全でかつ 安定している。
【０００９】
【課題を解決するための手段】 本考案によれば、ラジアル方向およびアクシャル方向ベアリングを有するポン プであって、ラジアル方向ベアリングがマグネットベアリングであり、かつロー タとステータとを有し、該ステータが導電性リング形態の振動抑制手段を設けら れているポンプが提供される。
【００１０】 少くとも一つのマグネットベアリングステータがプラットフォームにより支持 され、該プラットフォームのばねの上に設けられておりかつ振動減衰手段によっ てポンプハウジングに連結されている。すなわち、本考案は２つの異った減衰装 置の組合わせを有する。高周波のための減衰装置は渦電流にる減衰で作用する。 該装置は銅又は他の良好な導電性材料のリングよりなり、該リングはラジアルマ グネットベアリングのマグネットベアリングステータ上に嵌合されている。振動 が生ずると、これらのリング内で磁界変動が生じ、これは減衰力を伴った渦電流 を生ぜしめる。
【００１１】 これらの減衰力は生起する振動の周波数に比例し、それ故特に高周波の振動の 減衰に適している。
【００１２】 低周波の振動に対しては、マグネットベアリングステータを支持しているプラ ットフォームよりなり、かつポンプの軸方向に直角な運動を許すにすぎないばね に支持された減衰装置が設けられている。プラットフォームは振動吸収手段によ り固定ハウジングに連結されている。このようにしてロータはラジアルマグネッ トベアリングによりプラットフォームに接続されている。このマグネットベアリ ングはまた減衰力をロータに伝達する。減衰装置は低周波に対して十分な減衰作 用を与えるように設計されている。プラットフォームの自然周波数の領域（それ はマグネットベアリングステータを含むプラットフォームの質量とばね定数によ り与えられるが）において、減衰力は最大である。該減衰力はより高周波の領域 で減少する。
【００１３】 減衰作用は特にマグネットベアリング面の方向で効果的である。
【００１４】 図２に振動周波数による減衰力がグラフ表示されている。曲線Ａは直接減衰（ すなわち、導電性リングに生ずる渦電流による減衰）の減衰力のプロットを示し 、曲線Ｂは間接減衰（すなわち、ばねおよび振動吸収手段による減衰）の減衰力 プロットを示している。曲線Ｃは振動周波数の関数として直接減衰と間接減衰と よりなる組合わされた減衰装置の減衰力をグラフ表示している。この組合わせに より生起する振動の全領域に亘って効果的な減衰作用が得られる。マグネットベ アリングのエアギャップ内の限られたスペースのために、効果的な直接減衰は高 周波に対してのみ実現される。
【００１５】 低周波での間接減衰は直接減衰よりも大きい。
【００１６】 最適の関係を得るために、プラットフォームが支持されるばねのばね定数は相 応するマグネットベアリングのばね定数に合わせられる。また、２つのマグネッ トベアリングの一方だけ、好ましくはポンプの前方真空側、に間接減衰装置を取 付けることができる。
【００１７】
【実施例】
以下、例示的に本考案の好適な実施例を添附図面を参照して説明する。
【００１８】 図１を参照すると、そこにはロータ１とロータディスク２を有するターボ分子 ポンプが示されている。ロータディスク２の相互間にはステータディスク３が配 置されている。ラジアルマグネットベアリングは、マグネットベアリングロータ ４，４’およびマグネットベアリングステータ５，５’よりなる。本実施例では 、アクシャルベアリングはメカニカルなアクシャルステップ或はサポートベアリ ング７，７’である。代りにアクシャルベアリングとして電磁装置を使用するこ ともできる。マグネットベアリングステータ５，５’には銅又は他の良好な導電 性材料よりなるリング６，６’が嵌合されている。撹乱が生じた際に、磁界変化 がこれらのリングに渦電流を生ぜしめ、これは周波数に比例した減衰力を生ぜし める。
【００１９】 低周波の間接的な減衰については、垂直なスタンドばね９上に配置されロータ の振動により刺激されるプラットフォーム８が、通常の流体ダンパ１０により効 果的に抑制される。ばね９はプラットフォーム８を軸方向に案内するが、軸に直 角方向の運動を許す。
【００２０】 図２において、減衰力のプロットは振動周波数に応じて合成的（ｌｏｇｏｒｉ ｔｈｍｉｃａｌｌｙ）に示されている。曲線Ａは直接減衰のプロットを示し、こ れは周波数に比例しており、それゆえ高周波で有効である。曲線Ｂは間接的減衰 力を示し、これは最大の効果をプラットフォームの自然周波数領域の低周波領域 にもつ。曲線Ｃは曲線ＡおよびＢの合成を示す。これにより生じ得る全ての振動 周波数に対して効果的な減衰が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本考案によるポンプを示す図である。
【図２】 振動周波数による減衰力の依存性を示すグラ
フである。
【符号の説明】
１：ロータ ２：ロータディスク ３：ステータディスク ４，４’：マグネットベア
リングロータ ５，５’：マグネットベアリングステータ ６，６’：リング ７，７’：サポートベアリ
ング ８：プラットフォーム ９：ばね １０：流体ダンパ
フロントページの続き (72)考案者 ヴィリ・ベッカー ドイツ連邦共和国デー6333 ブラウンフェ ルス，ヴァイルブルガー・シュトラーセ 40

Claims (8)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ラジアルベアリングとアクシャルベアリ
    ングとを備え、ラジアルベアリング（単数又は複数）は
    マグネットベアリングでロータとステータとを有し、ス
    テータは導電性リング形態の減衰手段を設けられ、少く
    とも一つのマグネットベアリングのステータが、ばねの
    上に装着されて振動減衰手段によりポンプハウジングに
    連結されたプラットフォームにより支持されているポン
    プ。
  2. 【請求項２】 ばねがポンプの軸方向に垂直方向の運動
    をゆるす第１項のポンプ。
  3. 【請求項３】 マグネットベアリングが受動的である第
    １項又は第２項によるポンプ。
  4. 【請求項４】 アクシャルベアリングがメカニカルベア
    リングである第１項乃至第３項のいずれかによるポン
    プ。
  5. 【請求項５】 アクシャルベアリングが電磁ベアリング
    である第１項乃至第３項のいずれかによるポンプ。
  6. 【請求項６】 各々に対してばねのばね定数がマグネッ
    トベアリングのばね定数にほゞ等しい２つのマグネット
    ベアリングステータを含む第１項のポンプ。
  7. 【請求項７】 一方に対して前記リングよりなる減衰手
    段が設けられ、かつ他方に対してばねのばね定数がマグ
    ネットベアリングのばね定数にほゞ等しい２つのマグネ
    ットベアリングステータを含む第１項のポンプ。
  8. 【請求項８】 当該ポンプがターボ分子ポンプである第
    １項乃至第７項のいずれかによるポンプ。
JP1991069968U 1982-10-23 1991-09-02 ポンプ Expired - Lifetime JPH078879Y2 (ja)

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JP (2) JPS5993995A (ja)
BE (1) BE898011A (ja)
CH (1) CH661100A5 (ja)
DE (1) DE3239328C2 (ja)
FR (1) FR2534980B1 (ja)
GB (1) GB2129068B (ja)
IT (1) IT1167198B (ja)
NL (1) NL8303081A (ja)

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