JPS63227989A - タ−ボ分子ポンプ - Google Patents

タ−ボ分子ポンプ

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JPS63227989A
JPS63227989A JP6068687A JP6068687A JPS63227989A JP S63227989 A JPS63227989 A JP S63227989A JP 6068687 A JP6068687 A JP 6068687A JP 6068687 A JP6068687 A JP 6068687A JP S63227989 A JPS63227989 A JP S63227989A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rotor
trunk
fixed
blades
pump
Prior art date
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Pending
Application number
JP6068687A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasukazu Sumi
泰和 墨
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.)
Seiko Instruments Inc
Original Assignee
Seiko Instruments Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Instruments Inc filed Critical Seiko Instruments Inc
Priority to JP6068687A priority Critical patent/JPS63227989A/ja
Publication of JPS63227989A publication Critical patent/JPS63227989A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Non-Positive Displacement Air Blowers (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、真空排気に用いられるターボ分子ポンプに
関する。
〔発明の概要〕
この発明は、固定翼を冷却する手段を設けることにより
、最大圧縮率の向上とガス放出率の低減を図り、到達真
空度の高いターボ分子ポンプを得るものである。
〔従来の技術〕
従来、軸受は部を水冷または空冷する手段を有するター
ボ分子ポンプが知られていたが、固定翼を積極的に0℃
以下に冷却する手段を有するターボ分子ポンプは知られ
ていなかった。
〔発明が解決しようとする問題点〕
近年to−”pa程度からIQ−”Pa程度にいたる広
い圧力範囲で清浄な真空を得る手段としてターボ分子ポ
ンプがひろく使用されている。しかし従来のターボ分子
ポンプでは10−”Pa以上の超高真空を得る目的で使
用するには、以下にあげるような欠点があった。
ターボ分子ポンプにおいては、高速で回転する回転翼と
固定翼により、気体分子が背圧側から吸気側に進むこと
を妨げる。この結果吸気側に入った気体分子が背圧側に
抜ける確率(Pl)に比べ背圧側に入った気体分子が吸
気側に抜ける確率(P2)が著しく小さくなる。このた
め排気作用が生ずる。Plと22との比(PI/P2)
を最大圧縮率αという、最大圧縮率αに大きな影響を与
えるパラメータとして気体分子の運動の速さ(Vm)と
回転翼の周速度(Vt)の比(β−Vm/Vt)がある
、最大圧縮率αはβに著しく依存しβが小さいほどαは
大きい、即ち、分子運動の速い気体に対しては最大圧縮
率αは小さい、一方気体の分子運動の速さは、分子量(
M)の平方根に反比例する。従ってターボ分子ポンプで
は、分子量の小さい気体にたいしては最大圧縮率が著し
く小さくなる(図3参照)、このため従来のターボ分子
ポンプでは、超高真空領域では、真空度が良くなるにし
たがい、背圧側からの水素の逆流が無視できな(なり、
実効的な排気速度が低下する欠点があった。この欠点を
解決するために、従来回転翼、固定翼の段数を増やす、
ターボ分子ポンプの背圧側を他の高真空用ポンプで排気
するなどの手段がとられた。しかしこれらの手段ではコ
ストがかかる欠点があった。
さらに、従来のターボ分子ポンプでは以下に説明する欠
点もあった。一般の真空系では、壁面から放出されるガ
スの量と真空ポンプの排気速度との比で真空度が決まる
、従って超高真空を得るには壁面からの放出ガスを小さ
くする必要がある。
このため、通常ベーキングとよばれる加熱脱ガスの過程
が行われる。たとえば真空チェンバーを10Pa以下に
排気した後、超高真空ポンプで排気を続けながら真空チ
ェンバー全体を200℃に40時間保持することにより
、チェンバーに収着した気体分子を十分117)%する
事ができる。この後、真空チェンバーを室温まで冷却す
ると超高真空をうろことができる。一方、ターボ分子ポ
ンプはあまり高温でベーキングすることができない、こ
れは以下の理由による0回転翼は毎分致方回転という高
速で回転しているため大きな遠心力が働いている。この
ため回転翼には通常比強度の大きなアルミ合金が用いら
れているが、このアルミ合金が150℃以上で急激に強
度が低下してしまう。したがってベーキングのさいには
、回転翼の温度が150℃をこえないようにする必要が
あり、真空系の他の部分に比ベベーキングの効率が悪い
、また、回転翼、固定翼とも形状が複雑であるので、表
面積が大きく、真空特性を改善するための表面処理が満
足になされていない、このため従来のターボ分子ポンプ
で超高真空を得るには、ターボ分子ポンプ自身からの放
出ガスを小さくするために長い時間を必要とする欠点が
ありた。
〔問題点を解決するための手段〕
上記問題点を解決するため本発明では、ターボ分子ポン
プの固定翼を0℃以下に冷却する手段を設けた。
〔作用〕
上記のように固定翼を0℃以下に冷却する手段を設ける
ことにより、固定翼80℃以下に冷却することができ、
そのため、回転翼の温度をも通常のターボ分子ポンプよ
り低くすることができる。
翼を十分に冷却することにより、ターボ分子ポンプ内で
の気体も冷却され、分子の運動の速さくVm)も遅くな
る。たとえば、77にでは、水素分子(分子量−2)の
速さは、室温での分子量8の分子の速さと等しくなる。
このため低分子量の気体にたいしても、十分な圧縮率が
得られる(図3参照)、また、一般にガス放出は温度が
低いほど小さいので、本発明によれば、ポンプ本体から
のガス放出を小さくおさえることができる。このため到
達真空度の高いターボ分子ポンプを得ることができる。
〔実施例〕
以下にこの発明の実施例を図面にもとづいて説明する0
図において、複数段の回転翼1と固定翼2とが交互に配
されている。固定翼2は、胴3に固定され、回転翼1は
、軸対称な形状をもつローター4に固定されている0回
転翼!、固定l!2の各段は、ローター4の中心軸に対
して等しい角度をもって円周状に配された複数枚の金属
板5よりなる0回転翼lおよび固定翼2の各段を構成す
る金属板5のローター4の中心軸に対する角度は、所用
の排気特性が得られるよう、回転翼1、固定翼2それぞ
れの各段にたいして最適の値となるよう定められる。ロ
ーター4と対向してローター4の中心軸と等しい中心軸
を持った固定軸6があり固定軸6とローター4の対向面
のそれぞれにローター駆動モーター7と磁気軸受け8が
構成されている、胴3の一端には取付はフランジ9があ
り、他の一端付近には背圧側ポート10が設けられてい
る。胴3の外周には銅バイブ11がロー付けされている
。銅バイブ11の一端は液体窒素タンクと接続可能とな
っており他の一端は開放されている0w4パイプ11と
胴3を覆うように断熱材17が設けられている。
本発明のこの実施例のターボ分子ポンプによる排気の動
作を以下に説明する。取付はフランジ9によりターボ分
子ポンプ12を真空チェンバー13に取付け、背圧側ポ
ー)10を真空配管14を介しロータリーポンプ15と
接続する。真空チェンバー13には電離真空計16が取
付けられ、真空チェンバー13内の圧力がモニターでき
る。ロータリーポンプ15により排気を開始し、真空チ
ェンバー13の圧力が100Paに達した後磁気軸受け
8を作動させる。磁気軸受け8によりローター4は完全
に宙に浮く、その後ローター駆動モーター7によりロー
ター4を始動した。ローター4はしだいに回転速度を増
し約10分後に定常回転速度に達した。この時、電離真
空計16により圧力の測定を開始した。真空チェンバー
13内の圧力は10−’Paであった。この後ローター
4が定常回転速度で回転を続け、ターボ分子ポンプ12
は規定の排気速度を維持する。排気開始後3時間室温で
排気した後、真空チェンバーを200℃、ターボ分子ポ
ンプを120℃で40時間ベーキングした。ここで、タ
ーボ分子ポンプのベーキングは、銅パイプ11に120
℃のオイルを循環させることにより行った。ベーキング
終了後真空チェンバー13およびターボ分子ポンプ12
を空冷したところ圧力は徐々に下がり、24時間後に2
×10””Paに達し以後変化しなくなった。真空チェ
ンバー内の圧力に変化がなくなったのを確認した後、銅
バイブ11の一端を液体窒素タンクに接続し、銅バイブ
11に液体窒素を流すことにより、胴3、固定翼2、を
−190℃程度まで冷却したところ、真空チェンバー1
3内の圧力は7X10−雫paにまで低下した。ターボ
分子ポンプ12のうち鋼バイブ11と断熱材17を除い
た部分は従来知られているターボ分子ポンプと同じであ
る。
したがって、銅バイブ11と断熱材17よりなる冷却機
構によって、本発明のこの実施例のターボ分子ポンプは
、従来知られているターボ分子ポンプより高い到達真空
度を持つことがわかる。
C発明の効果〕 この発明は以上説明したように、簡単な構造により、到
達真空度の高いターボ分子ポンプを得る効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例であるターボ分子ポンプの構造
を表す断面図であり、第2図は本発明のターボ分子ポン
プを用いた真空チェンバーの排気の様子を表すブロック
図、第3図は従来のターボ分子ポンプの最大圧縮率の分
子量依存性の関係図である0図において、1は回転翼、
2は固定翼、3は胴、4はローター、5は金属板、6は
固定軸、7はローター駆動モーター、8は磁気軸受け、
9は取付はフランジ、10は背圧側ボート、11は綱バ
イブ、12は本発明の実施例であるターボ分子ポンプ、
13は真空チェンバー、14は真空配管、15はロータ
リーポンプ、16は電離真空計、17は断熱材である。 以上 出願人 セイコー電子工業株式会社 本発明の4再遣乞ホT直面図 第1図 ’i1%2図 第3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 固定翼と回転翼を有するターボ分子ポンプにおいて、固
    定翼を0℃以下に冷却する手段を有するターボ分子ポン
    プ。
JP6068687A 1987-03-16 1987-03-16 タ−ボ分子ポンプ Pending JPS63227989A (ja)

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JP6068687A JPS63227989A (ja) 1987-03-16 1987-03-16 タ−ボ分子ポンプ

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JPS63227989A true JPS63227989A (ja) 1988-09-22

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ID=13149434

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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