JPH07217586A - ターボ真空ポンプ - Google Patents
ターボ真空ポンプInfo
- Publication number
- JPH07217586A JPH07217586A JP1027494A JP1027494A JPH07217586A JP H07217586 A JPH07217586 A JP H07217586A JP 1027494 A JP1027494 A JP 1027494A JP 1027494 A JP1027494 A JP 1027494A JP H07217586 A JPH07217586 A JP H07217586A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotor
- pump stage
- pump
- stage
- peripheral flow
- 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
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Abstract
(57)【要約】
【構成】ターボ真空ポンプの中空ロータの内側にラジア
ル動圧気体軸受１３を配置するように構成する。 【効果】ロータの移動を押さえることができ、ロータと
ステータのクリアランスを適切に保つことができる。
ル動圧気体軸受１３を配置するように構成する。 【効果】ロータの移動を押さえることができ、ロータと
ステータのクリアランスを適切に保つことができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、排気口の圧力を大気圧
とするターボ真空ポンプに係り、特に、起動時や多量の
ガスを排気している過渡時にロータを安定して支持し得
るようにしたターボ真空ポンプに関する。
とするターボ真空ポンプに係り、特に、起動時や多量の
ガスを排気している過渡時にロータを安定して支持し得
るようにしたターボ真空ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】排気口の圧力を大気圧とするターボ形真
空ポンプは、例えば、特開平2−91499号公報に記載され
ているものが知られている。
空ポンプは、例えば、特開平2−91499号公報に記載され
ているものが知られている。
【０００３】この従来のターボ真空ポンプは、円周流羽
根車，ステータ及び蓋からなるポンプ部と、ハウジング
に軸受を介して回転自在に支持された回転軸及びその回
転軸に取り付けられた高周波モータからなる駆動部を備
えている。円周流羽根車は、一方向の円筒外面階段状に
形成され、各円筒階段状の凸部角には、複数枚の羽根が
設置されている。ステータは、円周流羽根車に細隙を持
って対向し、内面階段状の凹部角に通風路９を形成し、
周方向一ヶ所に仕切部が設けられている。仕切部の円周
流羽根車の回転方向の前方には吸入口が、回転方向の後
方には排出口が設けられている。各段の吸入口と排出口
の位置は段毎にずれており、吸入口は前段の排出口と直
列に接続されている。
根車，ステータ及び蓋からなるポンプ部と、ハウジング
に軸受を介して回転自在に支持された回転軸及びその回
転軸に取り付けられた高周波モータからなる駆動部を備
えている。円周流羽根車は、一方向の円筒外面階段状に
形成され、各円筒階段状の凸部角には、複数枚の羽根が
設置されている。ステータは、円周流羽根車に細隙を持
って対向し、内面階段状の凹部角に通風路９を形成し、
周方向一ヶ所に仕切部が設けられている。仕切部の円周
流羽根車の回転方向の前方には吸入口が、回転方向の後
方には排出口が設けられている。各段の吸入口と排出口
の位置は段毎にずれており、吸入口は前段の排出口と直
列に接続されている。
【０００４】このように構成されたターボ真空ポンプの
円周流羽根車は、高周波モータに特殊高周波入力によっ
て高速回転し、円周流羽根車と通風路により圧縮され大
気圧下に排気される。
円周流羽根車は、高周波モータに特殊高周波入力によっ
て高速回転し、円周流羽根車と通風路により圧縮され大
気圧下に排気される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前述したターボ真空ポ
ンプは、軸支持部がポンプ部にないオーバーハング構造
で高速回転することにより、羽根車と通風路により圧縮
され大気圧下に排気され、清浄な真空を得ることができ
る。ポンプ運転時は、円周流ポンプ段の各段の周方向の
圧力分布による一方向の力がポンプ段のロータに作用す
るが、その力は小さくロータが移動するほどではない。
ンプは、軸支持部がポンプ部にないオーバーハング構造
で高速回転することにより、羽根車と通風路により圧縮
され大気圧下に排気され、清浄な真空を得ることができ
る。ポンプ運転時は、円周流ポンプ段の各段の周方向の
圧力分布による一方向の力がポンプ段のロータに作用す
るが、その力は小さくロータが移動するほどではない。
【０００６】しかし、ターボ真空ポンプは半導体製造装
置等で多く使われており、多量のガスを排気しなければ
ならなく、一時的にポンプ内の圧力が上昇する。そのた
め、円周流ポンプ段の各段の周方向の圧力分布により発
生する力は大きくなり、ロータが一方向に移動してしま
い、ロータとステータ間のクリアランスが周方向に不均
一となり、所定の性能が得難い、また極端な場合にはロ
ータとステータが接触するなどの問題があった。
置等で多く使われており、多量のガスを排気しなければ
ならなく、一時的にポンプ内の圧力が上昇する。そのた
め、円周流ポンプ段の各段の周方向の圧力分布により発
生する力は大きくなり、ロータが一方向に移動してしま
い、ロータとステータ間のクリアランスが周方向に不均
一となり、所定の性能が得難い、また極端な場合にはロ
ータとステータが接触するなどの問題があった。
【０００７】本発明の目的は、ポンプの過渡的な運転時
にロータを安定して支持し得るようにしたターボ真空ポ
ンプを提供することにある。
にロータを安定して支持し得るようにしたターボ真空ポ
ンプを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のターボ真空ポンプは、電動機を有するハウ
ジングと、前記ハウジング内に回転自在に支持された回
転軸と、前記回転軸に支持された、円周流ポンプ段を有
する中空ロータと、前記中空ロータ上の羽根に細隙を持
って対向させたステータとを備え、中空ロータの内側に
ラジアル動圧気体軸受を配置したものである。
に、本発明のターボ真空ポンプは、電動機を有するハウ
ジングと、前記ハウジング内に回転自在に支持された回
転軸と、前記回転軸に支持された、円周流ポンプ段を有
する中空ロータと、前記中空ロータ上の羽根に細隙を持
って対向させたステータとを備え、中空ロータの内側に
ラジアル動圧気体軸受を配置したものである。
【０００９】
【作用】上記のように構成されたターボ形真空ポンプに
おいて、ポンプ定常状態では、ポンプ吸入口の圧力が低
くなるために、ラジアル動圧気体軸受は作用しない。し
かし、起動時や多量のガスを排気中のポンプ内部の圧力
が高いときは、円周流ポンプ段の各段の周方向の圧力分
布によりロータを一方向に移動させる力が大きくなる
が、ポンプ吸入口の圧力が高く流れが粘性流域になるた
めに中空ロータと中空ロータの内側に配置したラジアル
動圧気体軸受軸部の相対的移動により軸受部と中空ロー
タの間に圧力が発生し中空ロータを支持するようにな
る。それによって、ロータの移動が押さえられ、ロータ
とステータ間のクリアランスが適切に保たれ、ロータと
ステータが接触することなく所望の性能を確実に得るこ
とができる。
おいて、ポンプ定常状態では、ポンプ吸入口の圧力が低
くなるために、ラジアル動圧気体軸受は作用しない。し
かし、起動時や多量のガスを排気中のポンプ内部の圧力
が高いときは、円周流ポンプ段の各段の周方向の圧力分
布によりロータを一方向に移動させる力が大きくなる
が、ポンプ吸入口の圧力が高く流れが粘性流域になるた
めに中空ロータと中空ロータの内側に配置したラジアル
動圧気体軸受軸部の相対的移動により軸受部と中空ロー
タの間に圧力が発生し中空ロータを支持するようにな
る。それによって、ロータの移動が押さえられ、ロータ
とステータ間のクリアランスが適切に保たれ、ロータと
ステータが接触することなく所望の性能を確実に得るこ
とができる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面により説明す
る。
る。
【００１１】図１は本発明のターボ真空ポンプの一実施
例を示す縦断面図で、このターボ真空ポンプは、ロータ
１と排気口２Ａを有しているステータ２及び吸気口３Ａ
を有する蓋３からなるポンプ部と、ハウジング４に軸受
５を介して回転自在に支持された回転軸６及び回転軸６
に取り付けられた高周波モータ７からなる駆動部を備え
ている。ロータ１は、中空形状で外径側は一方向の円筒
階段状に形成されている円周流羽根車１Ａとねじ溝羽根
車１Ｂより構成されている。ねじ溝羽根車１Ｂと蓋３に
よりねじ溝ポンプ段８，円周流羽根車１Ａとステータ２
により円周流圧縮ポンプ段９を構成している。円周流羽
根車１Ａの円筒階段状の凸部角には、複数枚の羽根１０
が設置されている。ステータ２は、図２，図３に示すよ
うに、円周流羽根車１Ａに細隙を持って対向し、かつ円
周流羽根車１Ａの羽根１０を囲むように通風路１１があ
り、その周方向一ヶ所に仕切部１２が設けられている。
仕切部１２の円周流羽根車１Ａの回転方向の前方には吸
入口１１Ａが回転方向の後方には排出口１１Ｂが設けら
れている。各段の吸入口１１Ａと排出口１１Ｂの位置は
段毎にずれており、吸入口１１Ａは前段の排出口１１Ｂ
と直列に接続されている。このように、円周流羽根車１
Ａ及びステータ２は、円筒階段状で対向しているので、
円周流羽根車１Ａ及びステータ２は、それぞれ一体形で
形成することができる。ロータ１の内側にはラジアル動
圧気体軸受１３が設置され、蓋３に支柱１４で支えられ
ている。ラジアル動圧気体軸受１３は、図４に示すよう
に中空軸の外周に多数の溝１３Ａを設けたヘリングボー
ン形である。
例を示す縦断面図で、このターボ真空ポンプは、ロータ
１と排気口２Ａを有しているステータ２及び吸気口３Ａ
を有する蓋３からなるポンプ部と、ハウジング４に軸受
５を介して回転自在に支持された回転軸６及び回転軸６
に取り付けられた高周波モータ７からなる駆動部を備え
ている。ロータ１は、中空形状で外径側は一方向の円筒
階段状に形成されている円周流羽根車１Ａとねじ溝羽根
車１Ｂより構成されている。ねじ溝羽根車１Ｂと蓋３に
よりねじ溝ポンプ段８，円周流羽根車１Ａとステータ２
により円周流圧縮ポンプ段９を構成している。円周流羽
根車１Ａの円筒階段状の凸部角には、複数枚の羽根１０
が設置されている。ステータ２は、図２，図３に示すよ
うに、円周流羽根車１Ａに細隙を持って対向し、かつ円
周流羽根車１Ａの羽根１０を囲むように通風路１１があ
り、その周方向一ヶ所に仕切部１２が設けられている。
仕切部１２の円周流羽根車１Ａの回転方向の前方には吸
入口１１Ａが回転方向の後方には排出口１１Ｂが設けら
れている。各段の吸入口１１Ａと排出口１１Ｂの位置は
段毎にずれており、吸入口１１Ａは前段の排出口１１Ｂ
と直列に接続されている。このように、円周流羽根車１
Ａ及びステータ２は、円筒階段状で対向しているので、
円周流羽根車１Ａ及びステータ２は、それぞれ一体形で
形成することができる。ロータ１の内側にはラジアル動
圧気体軸受１３が設置され、蓋３に支柱１４で支えられ
ている。ラジアル動圧気体軸受１３は、図４に示すよう
に中空軸の外周に多数の溝１３Ａを設けたヘリングボー
ン形である。
【００１２】次に上述した一実施例の作用について説明
する。
する。
【００１３】ポンプ定常運転のときは、ロータ１が高周
波モータ７により高速回転することにより、吸気口３Ａ
から流入した気体は、ねじ溝ポンプ段８と円周流圧縮ポ
ンプ段９によって形成される流路内で順次圧縮され排気
口２Ａより大気に排出される。円周流圧縮ポンプ段９
は、大気圧から数Torrの粘性流域を受持ち、ねじ溝ポン
プ段８は、分子流，中間流域で作用する。ねじ溝ポンプ
段８は、分子ドラッグ作用で気体を圧縮する。圧縮され
た気体は、図２に示す円周流圧縮ポンプ段９の最上段の
吸入口１１Ａから通風路１１内に入り、円周流羽根車１
Ａの羽根１０に流入すると、高速で回転する羽根１０に
より気体が周方向の速度を得て遠心力によって羽根１０
間から半径方向に排出され、通風路１１内で減速して圧
力回復をした後、渦を描いて再び羽根１０間に入る。吸
入口１１Ａから流入した気体は、図３に示す通風路１１
を吸入口１１Ａから排出口１１Ｂまで通り抜ける間にこ
の作用を数回繰返し、通風路１１内を螺旋ねじ状に流れ
て円周流羽根車１Ａから十分エネルギーを得ることがで
き、最終段の排出口１１Ｂと直接接続されている排気口
２Ａから大気に排気される。この円周流ポンプ段９の圧
縮過程において、各段毎の周方向圧力分布によりロータ
を押す力が発生し、その合力がロータをある一方向に移
動させるように働くが、ポンプ定常運転時ではその力は
小さくロータを移動させるほどではない。ポンプ定常時
の吸入口の圧力は低く、流れが中間流，分子流域であ
り、ロータの内径側にあるラジアル動圧気体軸受１３は
作用しない。
波モータ７により高速回転することにより、吸気口３Ａ
から流入した気体は、ねじ溝ポンプ段８と円周流圧縮ポ
ンプ段９によって形成される流路内で順次圧縮され排気
口２Ａより大気に排出される。円周流圧縮ポンプ段９
は、大気圧から数Torrの粘性流域を受持ち、ねじ溝ポン
プ段８は、分子流，中間流域で作用する。ねじ溝ポンプ
段８は、分子ドラッグ作用で気体を圧縮する。圧縮され
た気体は、図２に示す円周流圧縮ポンプ段９の最上段の
吸入口１１Ａから通風路１１内に入り、円周流羽根車１
Ａの羽根１０に流入すると、高速で回転する羽根１０に
より気体が周方向の速度を得て遠心力によって羽根１０
間から半径方向に排出され、通風路１１内で減速して圧
力回復をした後、渦を描いて再び羽根１０間に入る。吸
入口１１Ａから流入した気体は、図３に示す通風路１１
を吸入口１１Ａから排出口１１Ｂまで通り抜ける間にこ
の作用を数回繰返し、通風路１１内を螺旋ねじ状に流れ
て円周流羽根車１Ａから十分エネルギーを得ることがで
き、最終段の排出口１１Ｂと直接接続されている排気口
２Ａから大気に排気される。この円周流ポンプ段９の圧
縮過程において、各段毎の周方向圧力分布によりロータ
を押す力が発生し、その合力がロータをある一方向に移
動させるように働くが、ポンプ定常運転時ではその力は
小さくロータを移動させるほどではない。ポンプ定常時
の吸入口の圧力は低く、流れが中間流，分子流域であ
り、ロータの内径側にあるラジアル動圧気体軸受１３は
作用しない。
【００１４】しかし、ポンプ加速中や多量のガスを排気
している過渡時では、ポンプ吸気口３Ａの圧力が高くな
るために、吸気口３Ａ付近の流れは粘性流域となり、ロ
ータ１とロータ１の内側に配置したラジアル動圧気体軸
受１３の相対的移動により、ロータ１と軸受部の間に圧
力が発生しロータ１を支持するようになる。それによっ
て、円周流ポンプ段９の周方向圧力分布によるロータ１
の移動が押さえられ、ロータ１とステータ２および蓋３
間のクリアランスを適切に保つことができ、ロータ１と
ステータ２および蓋３が接触することなく所望の性能を
確実に得ることができる。
している過渡時では、ポンプ吸気口３Ａの圧力が高くな
るために、吸気口３Ａ付近の流れは粘性流域となり、ロ
ータ１とロータ１の内側に配置したラジアル動圧気体軸
受１３の相対的移動により、ロータ１と軸受部の間に圧
力が発生しロータ１を支持するようになる。それによっ
て、円周流ポンプ段９の周方向圧力分布によるロータ１
の移動が押さえられ、ロータ１とステータ２および蓋３
間のクリアランスを適切に保つことができ、ロータ１と
ステータ２および蓋３が接触することなく所望の性能を
確実に得ることができる。
【００１５】本実施例では、ラジアル動圧気体軸受１３
の溝１３Ａを固定側に付けたが、ロータ１に付けてもそ
の効果は変らない。また、ラジアル動圧気体軸受１３は
ヘリングボーン形としたが、その他の動圧気体軸受、例
えばティルティングパッド形でも良い。
の溝１３Ａを固定側に付けたが、ロータ１に付けてもそ
の効果は変らない。また、ラジアル動圧気体軸受１３は
ヘリングボーン形としたが、その他の動圧気体軸受、例
えばティルティングパッド形でも良い。
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば、過渡時のロータの移動
を押さえることができるので、ロータとステータ間のク
リアランスを適切に保ち、ロータとステータが接触する
ことなく安定したポンプ性能が得られるターボ真空ポン
プを提供することができる。
を押さえることができるので、ロータとステータ間のク
リアランスを適切に保ち、ロータとステータが接触する
ことなく安定したポンプ性能が得られるターボ真空ポン
プを提供することができる。
【図１】本発明の一実施例を示すターボ真空ポンプの縦
断面図。
断面図。
【図２】図１に示す羽根付近の拡大縦断面図。
【図３】図２のＡ矢視拡大平面図。
【図４】ラジアル動圧気体軸受の斜視図。
１…ロータ、１Ａ…円周流羽根車、１Ｂ…ねじ溝羽根
車、２…ステータ、２Ａ…排気口、３…蓋、３Ａ…吸気
口、４…ハウジング、５…軸受、６…回転軸、７…高周
波モータ、８…ねじ溝ポンプ段、９…円周流圧縮ポンプ
段、１０…羽根、１１…通風路、１３…ラジアル動圧気
体軸受、１４…支柱。
車、２…ステータ、２Ａ…排気口、３…蓋、３Ａ…吸気
口、４…ハウジング、５…軸受、６…回転軸、７…高周
波モータ、８…ねじ溝ポンプ段、９…円周流圧縮ポンプ
段、１０…羽根、１１…通風路、１３…ラジアル動圧気
体軸受、１４…支柱。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松村 登 茨城県土浦市神立町603番地 株式会社日 立製作所土浦工場内
Claims (1)
- 【請求項１】電動機を有するハウジングと、前記ハウジ
ング内に回転自在に支持された回転軸と、前記回転軸に
支持された円筒外面階段状の凸部角に周上に固定された
複数枚の羽根を設けた多段の中空ロータと、前記中空ロ
ータの羽根に細隙を持って内面階段上の凹部を有するス
テータを対向させ多段の円周流ポンプ段を形成したター
ボ真空ポンプにおいて、前記中空ロータの内側にラジア
ル動圧気体軸受を配置したことを特徴とするターボ真空
ポンプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1027494A JPH07217586A (ja) | 1994-02-01 | 1994-02-01 | ターボ真空ポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1027494A JPH07217586A (ja) | 1994-02-01 | 1994-02-01 | ターボ真空ポンプ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07217586A true JPH07217586A (ja) | 1995-08-15 |
Family
ID=11745742
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1027494A Pending JPH07217586A (ja) | 1994-02-01 | 1994-02-01 | ターボ真空ポンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07217586A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1559914A1 (de) * | 2004-01-29 | 2005-08-03 | Pfeiffer Vacuum GmbH | Gasreibungspumpe |
| CN107255758A (zh) * | 2017-06-02 | 2017-10-17 | 中国电力科学研究院 | 一种宽带多频电气量统一测量分析系统及实现方法 |
-
1994
- 1994-02-01 JP JP1027494A patent/JPH07217586A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1559914A1 (de) * | 2004-01-29 | 2005-08-03 | Pfeiffer Vacuum GmbH | Gasreibungspumpe |
| CN107255758A (zh) * | 2017-06-02 | 2017-10-17 | 中国电力科学研究院 | 一种宽带多频电气量统一测量分析系统及实现方法 |
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