JPS5993993A - Rotor for turbo molecular pump - Google Patents

Rotor for turbo molecular pump

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JPS5993993A
JPS5993993A JP20363182A JP20363182A JPS5993993A JP S5993993 A JPS5993993 A JP S5993993A JP 20363182 A JP20363182 A JP 20363182A JP 20363182 A JP20363182 A JP 20363182A JP S5993993 A JPS5993993 A JP S5993993A
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JP
Japan
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rotor
hollow rotor
turbine
disk
shaped member
Prior art date
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Pending
Application number
JP20363182A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuji Ikenaga
池永 勝次
Naoyuki Tamura
直行 田村
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPS5993993A publication Critical patent/JPS5993993A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Non-Positive Displacement Air Blowers (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a high efficiency turbo molecular pump, light in weight and with lesser deformation, by fixing a substantially disc shaped member to a hollow rotor across the revolving center of the rotor. CONSTITUTION:A turbine blade is given a circular form, while a spacer 11 is a solid disc of metal. A hollow rotor with a plurality of said spacers 11 fastened as in a single piece by vacuum brazing does not give reason to the periphery of turbine blades 3 being elongated outward even under high speed rotation. Accordingly the exterior surfaces of the turbine blades 3 can be approached to the interior surface of the casing 1, to provided a reduced gap therebetween.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はターボ分子ポンプ用ロータに係り、特に、中空
ロータの改良に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a rotor for a turbomolecular pump, and more particularly to an improvement in a hollow rotor.

〔従来技術〕[Prior art]

中空のロータを有するターボ分子ポンプの構造は、例え
ば特開昭1’i4 117919号に示されでいる次の
、Lうな溝道であった。第1図は従来のターボ分子ポン
プの正面図で、その一部を切欠いて内部構造を示してい
るが、ポンプ本体のケーシングlの上部には吸入口フラ
ンジ2を形成している。この吸入口フランジ2と被排気
容器とはガスケットを介在させて接続される。ケーシン
グlの内部には加工成形したタービン翼3とスペーサ4
とが交互に積層され、真空ろう付等によって固着一体化
されて中空ロータを構成している。この中空ロータは図
示されていない軸受によって上下2個所を回転自在に支
持され、この軸受部には中空ロータに設けた油孔を通っ
て油だめ8から潤滑油が循環供給されるようになってい
る。
The structure of a turbomolecular pump having a hollow rotor was, for example, the following L-eel groove structure as shown in Japanese Patent Application Laid-open No. 1'i4 117919. FIG. 1 is a front view of a conventional turbomolecular pump, with a portion thereof cut away to show the internal structure, in which an inlet flange 2 is formed at the upper part of a casing l of the pump body. This suction port flange 2 and the container to be evacuated are connected with a gasket interposed therebetween. Inside the casing l there are a turbine blade 3 and a spacer 4 that have been processed and formed.
are laminated alternately and fixed and integrated by vacuum brazing or the like to form a hollow rotor. This hollow rotor is rotatably supported at two positions, upper and lower, by bearings (not shown), and lubricating oil is circulated and supplied from an oil sump 8 to these bearings through oil holes provided in the hollow rotor. There is.

おのおの隣接するタービン翼3の間には静翼5が交互に
位置するように配置されており、各静翼5はスペーサ6
によって交互に積層されてケーシング1の内面に固定さ
れている。ケーシングlの底部の油だめ8の近傍(こは
電動機および潤滑油を冷却する冷却水出入口部9が設け
られ、その左側には吸入気体の排出管10が取り付けて
あり、その7ランジを用いて後続の真空ポンプに気密に
接続される。なお、7は内蔵する電動機に接続される給
電線であり、これに通電すると中空ロータは回転する。
Stator blades 5 are arranged alternately between adjacent turbine blades 3, and each stator blade 5 is separated by a spacer 6.
are alternately stacked and fixed to the inner surface of the casing 1. Near the oil sump 8 at the bottom of the casing 1 (this is where a cooling water inlet/outlet 9 for cooling the electric motor and lubricating oil is provided, and an intake gas exhaust pipe 10 is attached to the left side of the inlet/outlet 9). It is airtightly connected to a subsequent vacuum pump. Note that 7 is a power supply line connected to a built-in electric motor, and when energized, the hollow rotor rotates.

このように構成されたターボ分子ポンプは、後段に接続
した真空ポンプによってほぼ分子流域になるまで真空排
気を行った後に給電線10より通電する。ターボ分子ポ
ンプの電動機は特殊高周波入力によって高速回転し、上
記タービン翼3を取り付けた中空ロータを毎分1万から
6万回の速度で回転させる。このようにタービン翼3が
高速回転すると、タービン翼3とは反対方向に傾斜して
配列された静翼5と上記タービン翼3との間の気体分子
が衝突し、吸入7ランジ2から流入する気体を順次に下
方へ移行させ、多段の翼列によって高い圧縮比な得て後
段のポンプ側へ排出される。即ち、このターボ分子ポン
プによって吸入口フランジ2に接続した被排気容器内を
高真空状態に排気することができる。
The turbo-molecular pump configured in this manner is energized from the power supply line 10 after evacuation is performed by the vacuum pump connected at the subsequent stage until the pump reaches almost the molecular region. The electric motor of the turbomolecular pump rotates at high speed by special high-frequency input, and rotates the hollow rotor to which the turbine blades 3 are attached at a speed of 10,000 to 60,000 times per minute. When the turbine blade 3 rotates at high speed in this manner, gas molecules between the turbine blade 3 and the stationary blade 5 arranged at an inclination in the opposite direction to the turbine blade 3 collide, and gas molecules flow into the suction 7 from the flange 2. The gas is sequentially moved downward and is discharged to the pump in the latter stage after achieving a high compression ratio using the multi-stage blade rows. That is, the inside of the container to be evacuated connected to the inlet flange 2 can be evacuated to a high vacuum state by this turbo-molecular pump.

!かるに第1図のターボ分子ポンプは、環状のタービン
翼3と小径環状のスペーサ4とを交互に積層し真空ろう
付等で一体化して中空のロータを構成しているので、こ
れを高速回転させると遠心力によってタービン翼3が外
方にたわむ。したがりで、この変形を考慮してポンプケ
ーシング内面との間隙を太きくしなければならないこと
にとになり、それだけポンプ性能を低下させていた。こ
れの対策としてター ビン翼3を厚くするとロータの重
量が増して消費電力を増加させるという欠点を生じてい
た。
! The turbo-molecular pump shown in Figure 1 consists of a hollow rotor made by alternately stacking annular turbine blades 3 and small-diameter annular spacers 4 and integrating them by vacuum brazing. When this happens, the centrifugal force causes the turbine blades 3 to deflect outward. Therefore, in consideration of this deformation, the gap between the inner surface of the pump casing and the inner surface of the pump casing had to be increased, which reduced pump performance accordingly. As a countermeasure for this, if the turbine blades 3 were made thicker, the weight of the rotor would increase, resulting in an increase in power consumption.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は上記従来技術の欠点を解消し、軽量で^、゛ 変形が少く高能率なター;シン分子ポンプ用ロータを提
供することを目的とする。
It is an object of the present invention to overcome the above-mentioned drawbacks of the prior art and to provide a rotor for a thin molecular pump that is lightweight, has little deformation, and is highly efficient.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は中空ロータの回転中心を横切って実質的な円板
状部材を中空ロータに固定して構成したことにある。
The present invention resides in that a substantially disk-shaped member is fixed to the hollow rotor across the center of rotation of the hollow rotor.

1ζ 一般にタービア分子ポンプの効率はそのロータの回転質
量GD”値で判定されるので、中空ロータは軽くて小径
であることが消費電力の節約となる。
1ζ Generally, the efficiency of a turbine molecular pump is determined by the rotational mass GD'' value of its rotor, so a hollow rotor that is light and has a small diameter will save power consumption.

しかしこのように小径にすると中空ロータは高速回転時
に変形するので、だれを防ぐためには中空ロータを強化
しなければならない。そのために中空ロータの回転中心
を横切る実質的な円板状部材を設けたものである。なお
、この円板状部材は中実の金属円板に限らず、機械的な
強度が得られるものであれば孔を有する金属円板でもよ
い。
However, with such a small diameter, the hollow rotor deforms during high speed rotation, so the hollow rotor must be strengthened to prevent sagging. For this purpose, a substantially disk-shaped member is provided that crosses the center of rotation of the hollow rotor. Note that this disc-shaped member is not limited to a solid metal disc, but may be a metal disc with holes as long as it provides mechanical strength.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

第2図は本発明の一実施例であるロータの平面図で、f
f13図は第2図のA−B断面図である。第1図と同じ
部品には同一符号を付しである。この場合のタービンR
3は第1図の場合と同様に円環状であるが、スペーサ1
1は中実の金属円板としである。このようなスペーサ1
1を複数個所設けて一体に真空ろう付した中空ロータは
、高速回転させても遠心力でタービン翼3の外周が外側
に伸びることは少ない。したがって、タービン翼3の外
径をケーシングlの内面により接近させてその隙間を減
少させ、排気効率を向上させることができる。
FIG. 2 is a plan view of a rotor that is an embodiment of the present invention.
Figure f13 is a sectional view taken along line A-B in Figure 2. The same parts as in FIG. 1 are given the same reference numerals. Turbine R in this case
3 has an annular shape as in the case of FIG. 1, but spacer 1
1 is a solid metal disk. Spacer 1 like this
1 provided in a plurality of locations and vacuum-brazed together, the outer periphery of the turbine blade 3 is unlikely to extend outward due to centrifugal force even when rotated at high speed. Therefore, the outer diameter of the turbine blade 3 can be brought closer to the inner surface of the casing l to reduce the gap therebetween and improve exhaust efficiency.

また、このようにしそも中実スペーサ11の数は全体の
スペーサの約14であるので、中空ロータの重量はそれ
程増加しない。
Also, since the number of solid spacers 11 is approximately 14 of the total spacers, the weight of the hollow rotor does not increase significantly.

第4図は本発明の他の実施例であるロータの平面図で、
第5図は1TlJ図のC−D断面図である。
FIG. 4 is a plan view of a rotor according to another embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a sectional view taken along the line C-D of the 1TlJ diagram.

この場合は内径1)1(を肉厚にした環状円板12(タ
ービンR)を複数枚重ねた後に肉薄の円板スペーサ15
を介在させ、これらの環状円板12および円板スペーサ
15の4個所に孔を設け、ボルト13およびナツト14
で締結して一体に構成している。第2図の場合と同様に
中空ロータの複数個所の中実部が介在しているので、高
速運転しても外径の拡大変形が抑制されて第3図の場合
と同様の利点が得られる。
In this case, after stacking a plurality of annular disks 12 (turbine R) with a thick inner diameter 1) 1, a thin disk spacer 15
holes are provided at four locations in the annular disk 12 and the disk spacer 15, and bolts 13 and nuts 14 are inserted.
It is fastened together and constituted as one piece. As in the case of Fig. 2, since the hollow rotor has multiple solid parts intervening, expansion deformation of the outer diameter is suppressed even during high-speed operation, and the same advantages as in the case of Fig. 3 can be obtained. .

第6図は第3図の変形例であるロータの断面図で、この
場合は円板スペーサ11の代りに円板スペーサの周囲に
タービン翼を取り付けた円板状タービンJFt16を介
在させている。
FIG. 6 is a sectional view of a rotor that is a modification of the rotor shown in FIG. 3. In this case, instead of the disk spacer 11, a disk-shaped turbine JFt16 with turbine blades attached around the disk spacer is interposed.

第7図は第5図の変形例であるロータの断面図で、この
場合は円板スペーサ150代りに中実の円板状タービン
翼17を用いている。即ち、この場合はスペーサは省略
され、2種のタービンIA含有する部材なボルト13.
ナツト14で1体に組立てている。
FIG. 7 is a sectional view of a rotor that is a modification of FIG. 5, in which a solid disc-shaped turbine blade 17 is used instead of the disc spacer 150. That is, in this case, the spacer is omitted and the bolt 13. which is the member containing the two types of turbine IAs is used.
It is assembled into one body with 14 nuts.

第8図は本発明の他の実施例であるロータの断面図であ
る。この場合は1個の中空円筒体の円筒側面から複数枚
のタービンR3を突出させた削り出し形中空ロータ18
となっている。即ち、1個の大径の丸棒材を機械加工し
て得られ、端部の端板19によって中空ロータの変形を
防止している。なお、端板19の中心孔はロータの強度
な低下させる程の大きさではなく、実質的には中空円板
と同じ強度をもっている。
FIG. 8 is a sectional view of a rotor according to another embodiment of the present invention. In this case, a machined hollow rotor 18 has a plurality of turbines R3 protruding from the cylindrical side surface of one hollow cylindrical body.
It becomes. That is, it is obtained by machining a single large-diameter round bar, and the hollow rotor is prevented from deforming by the end plate 19 at the end. The center hole of the end plate 19 is not large enough to reduce the strength of the rotor, and has substantially the same strength as the hollow disk.

上記第2図から第8図までの中空ロータは、中実円板又
は実質的に中実円板の部分をもっているので、高速回転
時におけるロータの変形を防止できる。したがって、タ
ービンケーシングとの間隙を小さくして能高を向上させ
ることが可能となる。
Since the hollow rotors shown in FIGS. 2 to 8 have a solid disk or a substantially solid disk portion, deformation of the rotor during high-speed rotation can be prevented. Therefore, it becomes possible to reduce the gap with the turbine casing and improve the capacity.

本実施例の中実円板部1設けたターボ分子ポンプ用ロー
タは、タービン翼とケーシング内面との間隙含縮少でき
るので、ポンプ性能は向上し消費電力を減少させること
ができるという効果が得られる。
The rotor for a turbomolecular pump provided with the solid disk portion 1 of this embodiment can reduce the gap between the turbine blade and the inner surface of the casing, resulting in improved pump performance and reduced power consumption. It will be done.

上記実施例はいずれも中空ロータの回転時における変形
な中実円板部分を複数個所設けることによって防止した
もので、これによって見掛は上の剛性が増加しているこ
とになる。したがって、中空ロータの肉厚な減少させて
より軽量とすることができるので、消費電力含更に減少
させることが可能となる。一般に、ターボ分子ポンプは
長時間連続運転されるので、動力節減による省エネルギ
効果は大である。
In all of the above embodiments, deformation during rotation of the hollow rotor is prevented by providing a plurality of solid disk portions, which apparently increases the rigidity. Therefore, the thickness of the hollow rotor can be reduced and the weight can be made lighter, so that power consumption can be further reduced. Generally, since turbomolecular pumps are operated continuously for long periods of time, the energy saving effect of power saving is significant.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

上記本発明のターボ分子ポンプ用ロータは、中空ロータ
の複数個所に中実円板部を設けるという比較的簡単な改
良によって高速回転時の変形含防止し、効率の良い構造
とすることができるという効果が得られる。
The rotor for a turbomolecular pump according to the present invention can be made to have an efficient structure by preventing deformation during high-speed rotation by a relatively simple improvement of providing solid disk portions at multiple locations on the hollow rotor. Effects can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来のターボ分子ポンプの正面図、第2図は本
発明の一実施例であるロータの平面図、第3図は第2図
のA−B断面図、第4図は本発明の他の実施例であるロ
ータの平面図、第5図は第4図のC−D断面図、第6図
は第3図の変形例で゛あるロータの断面図、!87図は
第5図の変形例であるロータの断面図、第8図は本発明
の他の実施例であるロータの断面図である。 l・・・・・・ケーシング、2・・・・・・吸入口7ラ
ンジ、3・・・・・・タービンR,4,6,11・・・
・・・スペーサ、5・・・静興、7・・・・・・給電線
、8・・・・・・油だめ、9・・・・・・冷却水出入口
部、10・・・・・・排出管、12・・・・・・環状円
板、13・・・・・・ボルト、14・・曲ナツト、15
・・・・・・円板スペーサ、16.17・・・・・・円
板状タービン翼、18・・・・・・削り出し形中空ロー
タ、19・・端板 士10 f2図 f4図
Fig. 1 is a front view of a conventional turbomolecular pump, Fig. 2 is a plan view of a rotor which is an embodiment of the present invention, Fig. 3 is a sectional view taken along line A-B in Fig. 2, and Fig. 4 is a diagram of the present invention. FIG. 5 is a sectional view taken along line CD in FIG. 4, and FIG. 6 is a sectional view of a rotor that is a modification of FIG. 3. FIG. 87 is a sectional view of a rotor that is a modification of FIG. 5, and FIG. 8 is a sectional view of a rotor that is another embodiment of the present invention. l...Casing, 2...Suction port 7 lange, 3...Turbine R, 4, 6, 11...
...Spacer, 5...Shizuko, 7...Power line, 8...Oil sump, 9...Cooling water inlet/outlet section, 10...・Discharge pipe, 12... Annular disc, 13... Bolt, 14... Bent nut, 15
... Disc spacer, 16.17... Disc-shaped turbine blade, 18... Machined hollow rotor, 19... End plate engineer 10 f2 figure f4 figure

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 円筒内面にそれぞれ所定の間隔を置いて複数枚の静
翼な取り付けたケーシングと、上記静翼の間にそれぞれ
挿入される複数枚のタービン翼を取り付け、上記ケーシ
ング内で回転する中空ロータとを有するターボ分子ポン
プにおいて、上記中空ロータの回転中心を横切って実質
的な円板状部材を上記中空ロータに固定してなることを
特徴とするターボ分子ポンプ用ロータ。 2、上記実質的な円板状部材が、環状の上記タービン翼
の間に介在させた円板状のスペーサである特許請求の範
囲第1項記載のターボ分子ポンプ用ロータ。 3、上記実質的な円板状部材が、上記タービン翼を周辺
に固定している円板である特許請求の範囲第1項記載の
ターボ分子ポンプのロータ。 4、上記実質的な円板状部材が、上記タービン翼を形成
した円筒体の端部な中心部を残して封止する端板である
特許請求の範囲第1項記載のターボ分子ポンプ用ロータ
[Claims] 1. A casing with a plurality of stator blades attached at predetermined intervals on the inner surface of a cylinder, and a plurality of turbine blades each inserted between the stator blades, 1. A rotor for a turbo-molecular pump having a rotating hollow rotor, characterized in that a substantially disk-shaped member is fixed to the hollow rotor across the center of rotation of the hollow rotor. 2. The rotor for a turbomolecular pump according to claim 1, wherein the substantially disk-shaped member is a disk-shaped spacer interposed between the annular turbine blades. 3. The rotor of a turbomolecular pump according to claim 1, wherein the substantially disk-shaped member is a disk around which the turbine blade is fixed. 4. The rotor for a turbo-molecular pump according to claim 1, wherein the substantially disk-shaped member is an end plate that seals the cylindrical body forming the turbine blade except for the center portion thereof. .
JP20363182A 1982-11-22 1982-11-22 Rotor for turbo molecular pump Pending JPS5993993A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009049988A1 (en) * 2007-10-11 2009-04-23 Oerlikon Leybold Vacuum Gmbh Multi-stage pump rotor for turbo-molecular pump
US9053917B2 (en) 2013-03-29 2015-06-09 Agilent Technologies, Inc. Vacuum fired and brazed ion pump element

Cited By (3)

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