JPH07151092A - 改良真空ポンプ - Google Patents
改良真空ポンプInfo
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- JPH07151092A JPH07151092A JP6216898A JP21689894A JPH07151092A JP H07151092 A JPH07151092 A JP H07151092A JP 6216898 A JP6216898 A JP 6216898A JP 21689894 A JP21689894 A JP 21689894A JP H07151092 A JPH07151092 A JP H07151092A
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- JP
- Japan
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- stator
- stage
- vacuum pump
- disk
- molecular drag
- Prior art date
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- Pending
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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
- F04D19/046—Combinations of two or more different types of pumps
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Non-Positive Displacement Air Blowers (AREA)
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
Abstract
子段自体とともに特に有用と思われる混成真空ポンプを
提供する。 【構成】ポンプの入口端部に位置決めされ、並んだ固定
羽根から形成されたステーターと、固定羽根の間に高速
で回転するように配置されたさらに並んだ羽根から形成
されたローターとを有するターボ分子段と、ポンプの出
口(高圧)端部に位置決めされ、ディスク周縁とステー
ターとの間の間隙を最小にしてステーター内で回転する
ように配置された少なくとも2つのディスクと、ターボ
分子段をステーターとディスクの反対面との間に構成さ
れた環状溝に連結する流れ通路と、ディスクの回転中に
環状溝から圧送されるガスを偏向する装置とを有する分
子抗力段と、を有する。
Description
て知られる種類の真空ポンプの改良に関し、特に、圧力
と排気量の作動範囲を改良するために、ターボ分子段
と、異なる作動モードの段を有する“混成”すなわち複
合ポンプに関する。
ーボ分子ポンプは、例えば毎分最高6万回転の高速で回
転するように配置された(通常は)傾斜した羽根を有
し、変形例としてその羽根の間にステーターの固定羽根
が配置され、ステーターの羽根は、一般にローターの羽
根の反対の方向に傾斜している。そのようなポンプで
は、ガスは、高真空室から受け入れられ、圧縮され、か
つ通常は2つの段回転ポンプであるバッキングポンプ入
口まで送出される。バッキングポンプは、ターホ分子ポ
ンプが通常、最高約10-1mbarの排気圧で作動し、バッ
キングポンプの使用によって、この領域に背圧を作り、
圧送されたガスを大気まで送出することを必要とする。
ターボ分子段とさらなる段とが単一のポンプ内に存在す
る複合ポンプが知られている。さらなる段は、例えば、
ねじ回転段又は螺旋溝段又は所定種類の他の分子抗力段
(molecular drag stage) である。それにもかかわら
ず、改良した混成ポンプの必要性がある。本発明は、タ
ーボ分子段に加えたさらなる段が、ターボ分子段自体と
ともに特に有用と思われる混成ポンプを提供することに
関する。
の入口端部に位置決めされ、並んだ固定羽根から形成さ
れたステーターと、固定羽根の間に高速で回転するよう
に配置されたさらに並んだ羽根から形成されたローター
とを有するターボ分子段と、ポンプの出口(高圧)端部
に位置決めされ、ディスク周縁とステーターとの間の間
隙を最小にしてステーター内で回転するように配置され
た少なくとも2つのディスクと、ターボ分子段をステー
ターとディスクの反対面との間に構成された環状溝に連
結する流れ通路と、ディスクの回転中に環状溝から圧送
されるガスを偏向する装置とを有する分子抗力段と、を
有する混成真空ポンプを提供する。分子抗力段は、環状
溝が2つのディスク間に構成するように例えば3,4又
は5のような3以上のディスクを有する。次いで、流れ
通路は、通常は、分子抗力段入口を各環状溝に連結し、
次にガスを排出できる分子抗力段出口に連結するように
配置される。一般的に各環状溝と関連したガス偏向装置
がある。ステーターと、第2段の各ディスクの周縁との
間に最小の間隙があるのが好ましい。
溝に延び、かつ延びる箇所で溝を実質的に閉塞する突出
部であるのが好ましい。この突出部は、通常は、下述し
た目的のために環状溝の入口及び出口と関連している。
複数のディスクがある好ましい場合では、異なる環状溝
の突出部は、ステーターの周辺のまわりに間隔を隔て
て、各溝の入口と出口が例えばステーター本体内により
容易に収容できるのが有利である。好ましい実施例で
は、ステーター自体は、環状溝のいくつか又は(好まし
くは)すべてに突出する。そのような例では、溝内のス
テーターの一部が、ディスクとできる限り間隙がないの
が有用である。溝へのステーターのこの部分的な突出部
は、ステーターとディスクとの間の間隙を本質的に最小
にして、全体的に分子抗力段の密閉を助け、それによっ
て全体に効率的な圧送を助けると思われる。さらなる好
ましい実施例では、全体ステーター構成物を作るために
整列されかつ組み立てられる分子抗力段用のステーター
リング構成物の使用が有利であるとわかった。そのよう
なさらなる好ましい実施例は、前述したように部分的に
突出したステーターを有する多ディスク分子抗力段の場
合に特に有益である(偏向装置がステーターと一体に形
成された例では一般的に必須である)。特に、各ディス
クに隣接したステーターの部分のために“分割”固定リ
ングの使用は、ステーターを各ディスクのまわりに効率
的に作るのを可能にする。好ましい分割ステーターのほ
とんどは半円形である。
抗力段出力の方向に減少することは、電力節減(power e
conomy) その他のために便宜である。このことは、必要
ではないが、分子抗力段入口に最も近いディスクから分
子抗力段出口に最も近いディスクまで、ディスクの直径
を均一に減少するのが好ましい。本発明の重要な特徴
は、ボールベアリングのような従来のベアリングではな
く磁気ベアリングを用いる混成ターボ分子ポンプに特に
有用であることがわかる。このことは、第2段の構成
が、ステーターがディスクに隣接した溝に部分的に突出
する好ましい例を用いる実施例の時に特に良好なシール
を可能にするからである。本発明のさらなる特徴は、タ
ーボ分子段と分子抗力段との間に入口圧送ポートを含む
ことができることである。そのような“中間段”ポート
は、本発明のポンプに入れることができ、直ちに、ポン
プの分子抗力段の(一般的に第1の)環状溝になり、そ
れによって、適当な時に分子抗力段だけを利用するか、
又は真空システムを圧送するために両ポートを同時に用
いることができる。
ステーター(stator)本体内に回転自在に取り付けら
れ、主に深溝ボールベアリングレース3,バックアップ
ボールベアリングレース4及び磁気ベアリング5によっ
て本体内に支持された中心軸1を有する混成真空ポンプ
(hybird vacuum pump)を示す。ポンプは2つの基本段を
有しており、第1はターボ分子段であり、そのターボ分
子段は、ステーター本体2に取り付けられた円筒固定壁
6を有し、その壁6から7つの環状列の羽根をまとめて
構成する複数の固定羽根7が半径方向に延び、各環状列
は約20のそのような羽根を有する。ターボ分子段は
又、回転体8に取り付けられた複数の回転羽根を有し、
その回転羽根も7つの環状列の羽根を構成し、各列は約
20のそのような羽根を有する。ステーター本体と回転
体のそれぞれの羽根は、ターボ分子真空ポンプ技術の公
知の方法で、互いに対して角度をなしている。ポンプの
第2の基本段は分子抗力段(molecular drag stage) で
あり、この段は、ステーター本体2と固定壁6を連結す
る固定部分9を有し、固定部分9自体は、全体にほぼ円
筒部分9を形成するように一緒に相互に係止された4つ
の分離リング形状部分10,11,12,13を有す
る。分子抗力段は又、回転体8の下方に延びた部分18
に取り付けられた一連の4つの環状ディスク14,1
5,16,17を有し、回転体8は、全体にほぼ円形断
面である。
面は、固定部分9の内面と一緒に、各ディスクの間に環
状溝を構成する。図面に示す実施例では、固定部分9の
各個々の部分10,11,12,13はそれぞれの環状
溝に部分的に突出する。必須ではないが、ステーターの
この部分的な突出部は次に述べる理由のため有益であ
る。加えて、ステーターは、ステーターから半径方向に
延び、かつステーター突出部とそれぞれのディスク面と
の間の間隙を最小にするように溝を実質的に閉塞する突
出部の形態で、各環状溝に対してガス偏向装置を所有す
る。固定部分10からディスク14,15の間に形成さ
れた環状溝に延びる突出部19を示す。突出部は、部分
10と一体に構成され、形が実質的に方形であり、約1
5mmの厚さがあり、回転部分18の対応する部分の凸
状外面に一致すような湾曲した面を有する。固定部分1
1,12,13と関連した突出部は、それぞれの固定部
分の内周のまわりに異なる箇所で位置決めされるので、
図面に図示しない。このことによって、分子抗力段を通
りかつ特にディスク14,15,16,17の間の各環
状溝の間を通る流れ通路は、互いから間隔を隔てて各溝
(ステーター10,11,12,13に位置した)の間
のポートに関してより効果的に位置決めされる。
体として20で示すモータによって、ターボ分子ポンプ
に用いられる通常の高速度、例えば毎分最高6万回転で
作動できる。ポンプの使用中、ガスは、矢印で示す方向
に固定壁6内のターボ分子段を通って7つの環状列の固
定羽根を越えて段出口まで吸引され、それから固定部分
10のポートPを経て、突出部19の下流側の第1分子
抗力環状溝に流れ、そして、突出部19の上流側で固定
部分10のさらなるポートを経て、ディスク15,16
(関連突出部(図示せず)は、第2溝入口ポート及び出
口ポートの間に位置決めされる)の間の第2環状溝に流
れ、最後に、ディスク16,17の間の第3の環状溝に
流れる。最後に、排気ガスは、ポンプ出口21を通過す
る。
略)を示す。
Claims (7)
- 【請求項1】ポンプの入口端部に位置決めされ、並んだ
固定羽根から形成されたステーターと、固定羽根の間に
高速で回転するように配置されたさらに並んだ羽根から
形成されたローターとを有するターボ分子段と、 ポンプの出口(高圧)端部に位置決めされ、ディスク周
縁とステーターとの間の間隙を最小にしてステーター内
で回転するように配置された少なくとも2つのディスク
と、ターボ分子段をステーターとディスクの反対面との
間に構成された環状溝に連結する流れ通路と、ディスク
の回転中に環状溝から圧送されるガスを偏向する装置と
を有する分子抗力段と、を有する混成真空ポンプ。 - 【請求項2】分子抗力段は、環状溝が各ディスク間に構
成するように3以上のディスクを有する、請求項1に記
載の真空ポンプ。 - 【請求項3】ステーターと分子抗力段の各ディスクの周
縁との間に最小の間隙がある、請求項2に記載の真空ポ
ンプ。 - 【請求項4】分子抗力段のガス偏向装置は、環状溝に延
び、かつ延びる箇所で溝を実質的に閉塞する突出部であ
る、請求項1乃至3のいずれか記載の真空ポンプ。 - 【請求項5】異なる環状溝の突出部は、ステーターの周
辺のまわりに間隔を隔てている、請求項4に記載の真空
ポンプ。 - 【請求項6】分子抗力段のステーター自体は、少なくと
もいくつかの環状溝に部分的に突出する、請求項2乃至
5のいずれか記載の真空ポンプ。 - 【請求項7】分子抗力段のディスクの直径は、分子抗力
段出力の方向に減少する、請求項2乃至5のいずれか記
載の真空ポンプ。
Applications Claiming Priority (2)
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GB9318801:9 | 1993-09-10 | ||
GB939318801A GB9318801D0 (en) | 1993-09-10 | 1993-09-10 | Improved vacuum pumps |
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A131 | Notification of reasons for refusal |
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