KR102418911B1 - 진공 펌프 및 진공 펌프에 구비되는 회전 원통체 - Google Patents

진공 펌프 및 진공 펌프에 구비되는 회전 원통체 Download PDF

Info

Publication number
KR102418911B1
KR102418911B1 KR1020187034339A KR20187034339A KR102418911B1 KR 102418911 B1 KR102418911 B1 KR 102418911B1 KR 1020187034339 A KR1020187034339 A KR 1020187034339A KR 20187034339 A KR20187034339 A KR 20187034339A KR 102418911 B1 KR102418911 B1 KR 102418911B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
vacuum pump
reduced diameter
outer diameter
rotor
screw groove
Prior art date
Application number
KR1020187034339A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190040131A (ko
Inventor
요시유키 사카구치
도오루 미와타
나호코 요시하라
Original Assignee
에드워즈 가부시키가이샤
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에드워즈 가부시키가이샤 filed Critical 에드워즈 가부시키가이샤
Publication of KR20190040131A publication Critical patent/KR20190040131A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102418911B1 publication Critical patent/KR102418911B1/ko

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D19/00Axial-flow pumps
    • F04D19/02Multi-stage pumps
    • F04D19/04Multi-stage pumps specially adapted to the production of a high vacuum, e.g. molecular pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/52Casings; Connections of working fluid for axial pumps
    • F04D29/522Casings; Connections of working fluid for axial pumps especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/526Details of the casing section radially opposing blade tips
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D19/00Axial-flow pumps
    • F04D19/02Multi-stage pumps
    • F04D19/04Multi-stage pumps specially adapted to the production of a high vacuum, e.g. molecular pumps
    • F04D19/044Holweck-type pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D19/00Axial-flow pumps
    • F04D19/02Multi-stage pumps
    • F04D19/04Multi-stage pumps specially adapted to the production of a high vacuum, e.g. molecular pumps
    • F04D19/042Turbomolecular vacuum pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/32Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/403Casings; Connections of working fluid especially adapted for elastic fluid pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D3/00Axial-flow pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2210/00Working fluids
    • F05D2210/10Kind or type
    • F05D2210/12Kind or type gaseous, i.e. compressible
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00Geometry
    • F05D2250/20Three-dimensional
    • F05D2250/29Three-dimensional machined; miscellaneous
    • F05D2250/292Three-dimensional machined; miscellaneous tapered
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00Geometry
    • F05D2250/50Inlet or outlet
    • F05D2250/52Outlet
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00Function
    • F05D2260/94Functionality given by mechanical stress related aspects such as low cycle fatigue [LCF] of high cycle fatigue [HCF]
    • F05D2260/941Functionality given by mechanical stress related aspects such as low cycle fatigue [LCF] of high cycle fatigue [HCF] particularly aimed at mechanical or thermal stress reduction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Non-Positive Displacement Air Blowers (AREA)
  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)

Abstract

[과제] 회전 원통체(회전체)의 회전수를 낮추지 않고 응력을 저감시키는 것이 가능한 진공 펌프 및 진공 펌프에 구비되는 회전 원통체를 제공한다.
[해결 수단] 본 발명과 관련되는 진공 펌프는, 진공 펌프에 구비되는 로터 원통부(회전 원통체)의 배기구측 하부에 있어서, 흡기구측의 외경보다 작은 외경을 갖는 축경부가 설치된다. 보다 상세하게는, 로터 원통부의 최하단부(배기구측 단부)를 나사 홈 배기 요소(나사 홈형 배기 기구)보다 길게 설계하여 연신부를 설치한다. 그리고, 그 로터 원통부의 연신부에, 로터 원통부의 흡기구측이며 또한 나사 홈 배기 요소와 대향하는 부분(대향부)보다 외경의 크기가 작은 축경부를 설치한다. 상술한 축경부를 갖는 구성에 의해, 회전체(로터 원통부)의 회전수를 낮추지 않고서도, 로터 원통부의 내경측에 발생하는 응력을 저감시킬 수 있다.

Description

진공 펌프 및 진공 펌프에 구비되는 회전 원통체
본 발명은, 진공 펌프 및 진공 펌프에 구비되는 회전 원통체에 관한 것이다.
상세하게는, 회전 원통체에 가해지는 응력을 저감하는 진공 펌프 및 진공 펌프에 구비되는 회전 원통체에 관한 것이다.
배치되는 진공 실내의 진공 배기 처리를 행하기 위한 진공 펌프에는, 회전체와 나사 홈 배기 요소(나사 홈형 배기 기구/나사 홈 펌프부)를 구비하고 있는 것이 있다. 당해 나사 홈 배기 요소를 구비한 진공 펌프는, 회전체에 있어서의 회전익이 배치된 하측에, 회전익이 없는 회전 원통체(로터 원통부)를 설치하고, 회전익 외측의 나사 홈 배기 요소 내의 가스를 압축하는 구성으로 되어 있다.
이러한 로터 원통부가 설치되는 진공 펌프를 포함하여, 일반적으로 진공 펌프에서는, 원심력에 의해 로터 원통부의 내경측에 대해서 응력이 생기고, 그 응력이 설계 기준치를 초과할 우려가 있었다.
도 6은, 종래의 진공 펌프(1000)를 설명하기 위한 도면이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 종래의 진공 펌프(1000)에는, 나사 홈 배기 요소(20)와 간극(클리어런스)을 개재하여 축방향으로 대향하여 로터 원통부(1001)가 배치된다. 이 로터 원통부(1001)에 응력이 생기면, 고온 하에서의 장기 운동에 의해서 로터 원통부(1001)가 서서히 변형·팽창하는 크리프 현상이 발생한다.
이 크리프 현상에 의해 나사 홈 배기 요소(20)와 로터 원통부(1001)의 클리어런스가 규정치량 작아질 때까지의 기간인 크리프 수명은, 메인테넌스 비용의 관점에서 가능한 한 긴 편이 좋다.
일본 특허공개 평10-246197호 특허 문헌 1에는, 고속으로 회전하여도 회전익이나 그것을 지지하는 부분에 있어서 국부적인 응력이나 온도 상승을 발생시키지 않는 것을 목적으로서, 회전익의 외경을 배기구측과 흡기구측에서 다르게 하는 기술에 대해 기재되어 있다.
또한, 상술한 특허 문헌 1과 같은 구성 외에, 회전체(회전익/회전 원통체)의 회전수를 낮춤으로써 응력을 저감하도록 하고 있었다.
그러나, 회전체의 회전수를 낮추면, 배기 성능은 저하해 버리고 말았다.
본 발명은, 회전 원통체(회전체)의 회전수를 낮추지 않고 응력을 저감시키는 것이 가능한 진공 펌프 및 진공 펌프에 구비되는 회전 원통체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
청구항 1에 기재된 본원 발명에서는, 흡기구와 배기구가 형성된 외장체와, 상기 외장체에 고정되며, 나사 홈을 갖는 나사 홈형 배기 기구와, 상기 외장체에 내포되며, 회전 가능하게 지지된 회전축과, 상기 회전축에 배치되며, 상기 나사 홈형 배기 기구와 간극을 개재하여 대향하는 대향부 및 상기 나사 홈형 배기 기구보다 하류측으로 연신한 연신부를 갖고, 당해 연신부에 있어서 상기 대향부의 외경보다 작은 외경을 갖는 축경부를 구비하는 회전 원통체를 구비하는 것을 특징으로 하는 진공 펌프를 제공한다.
청구항 2에 기재된 본원 발명에서는, 상기 축경부는, 당해 축경부의 외경측의 일부에 상기 회전축의 축방향과 수직인 저면을 갖고, 상기 저면과 당해 축경부의 외경면으로 형성되는 각도는 직각인 것을 특징으로 하는 청구항 1에 기재된 진공 펌프
를 제공한다.
청구항 3에 기재된 본원 발명에서는, 상기 축경부의 상기 저면의 위치는, 상기 연신부의 기점의 위치와 일치하는 것을 특징으로 하는 청구항 2에 기재된 진공 펌프를 제공한다.
청구항 4에 기재된 본원 발명에서는, 상기 축경부는, 상기 연신부의 상기 기점에서부터 종점에 걸친 적어도 일부에 구배를 설치함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 진공 펌프를 제공한다.
청구항 5에 기재된 본원 발명에서는, 상기 축경부의 상기 구배의 기점은, 상기 연신부의 상기 기점과 일치하는 것을 특징으로 하는 청구항 4에 기재된 진공 펌프를 제공한다.
청구항 6에 기재된 본원 발명에서는, 상기 청구항 1 내지 상기 청구항 5 중 어느 한 항에 기재된 진공 펌프에 구비되는 회전 원통체를 제공한다.
본 발명에 의하면, 회전 원통체에 있어서의 크리프 수명에 기인하는 부분의 응력을, 회전수를 낮추지 않고 저감할 수 있으므로, 회전수를 낮추는 설계로 하여 응력을 저감시키는 구성에 비하여, 배기 성능을 유지 또는 향상시킬 수 있다.
도 1은, 본 발명의 실시 형태와 관련되는 진공 펌프의 개략 구성예를 나타낸 도면이다.
도 2는, 본 발명의 실시 형태와 관련되는 로터 원통부를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은, 본 발명의 실시 형태와 관련되는 로터 원통부를 설명하기 위한 확대 도이다.
도 4는, 본 발명의 실시 형태와 관련되는 진공 펌프의 응력 저감 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는, 본 발명의 실시 형태와 관련되는 진공 펌프의 응력 저감 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은, 종래 기술을 설명하기 위한 도면이다.
(i) 실시 형태의 개요
본 발명의 실시 형태와 관련되는 진공 펌프에서는, 진공 펌프에 구비되는 로터 원통부(회전 원통체)의 배기구측 하부에 있어서, 흡기구측의 외경보다 작은 외경을 갖는 축경부(테이퍼/모따기)가 설치된다.
보다 상세하게는, 로터 원통부의 최하단부(배기구측 단부)를 나사 홈 배기 요소보다 길게 설계하여 연신부를 설치한다. 그리고, 그 로터 원통부의 연신부에, 로터 원통부의 흡기구측이며, 또한 나사 홈 배기 요소와 대향하는 부분(대향부)보다 외경의 크기가 작은 축경부를 설치한다.
로터 원통부에 있어서는, 회전 시에 내경측에 발생하는 응력은 외경이 작을 수록 작아지므로, 상술한 축경부를 갖는 구성에 의해, 회전체(로터 원통부 등)의 회전수를 낮추지 않고서도, 로터 원통부의 내경측에 발생하는 응력을 저감시킬 수 있다.
(ii) 실시 형태의 상세
이하, 본 발명의 적합한 실시의 형태에 대해서, 도 1에서 도 5를 참조하여 상세하게 설명한다.(진공 펌프(1)의 구성)
도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태와 관련되는 진공 펌프(1)의 개략 구성예를 도시한 도면이며, 진공 펌프(1)의 축선 방향의 단면도를 나타내고 있다.
또한, 본 발명의 실시 형태에서는, 편의상, 회전익의 직경 방향을 「경(직경·반경) 방향」, 회전익의 직경 방향과 수직인 방향을 「축선 방향(또는 축방향)」으로서 설명한다.
진공 펌프(1)의 외장체를 형성하는 케이싱(외통)(2)은, 대략 원통형의 형상을 하고 있으며, 케이싱(2)의 하부(배기구(6)측)에 설치된 베이스(3)와 함께 진공 펌프(1)의 하우징을 구성하고 있다. 그리고, 이 하우징의 내부에는, 진공 펌프(1)에 배기 기능을 발휘시키는 구조물인 기체 이송 기구가 수납되어 있다.
본 실시 형태에서는, 이 기체 이송 기구는, 회전 가능하게 지지된 회전체(회전익(9)/로터 원통부(10) 등)와, 하우징에 대하여 고정된 고정부(고정익(30)/나사 홈 배기 요소(20) 등)로 구성되어 있다.
또한, 도시하지 않지만, 진공 펌프(1)의 외장체의 외부에는, 진공 펌프(1)의 동작을 제어하는 제어 장치가 전용선을 통하여 접속되어 있다.
케이싱(2)의 단부에는, 당해 진공 펌프(1)로 기체를 도입하기 위한 흡기구(4)가 형성되어 있다. 또한, 케이싱(2)의 흡기구(4)측의 단면에는, 외주측으로 내붙인 플랜지부(5)가 형성되어 있다.
또한, 베이스(3)에는, 당해 진공 펌프(1)로부터 기체를 배기하기 위한 배기구(6)가 형성되어 있다.
회전체는, 회전축인 샤프트(7), 이 샤프트(7)에 배치된 로터(8), 로터(8)에 설치된 복수매의 회전익(9), 배기구(6)측에 설치된 로터 원통부(스커트부)(10)를 구비한다.
각 회전익(9)은, 샤프트(7)의 축선에 대해서 수직으로 방사상으로 늘어난 원판 형상의 원판 부재에 의해 구성된다.
또한, 로터 원통부(10)는, 로터(8)의 회전 축선과 동심의 원통 형상을 한 원통 부재에 의해 구성된다. 본 실시 형태에서는, 이 로터 원통부(10)에 축경부가 설치된다. 또한, 축경부에 대해서는 후술한다.
샤프트(7)의 축선 방향 중간 정도에는, 샤프트(7)를 고속 회전시키기 위한 모터부가 설치되고, 스테이터 컬럼(80)에 내포되어 있다.
또한, 스테이터 컬럼(80) 내에는, 샤프트(7)의 모터부에 대해서 흡기구(4)측과 배기구(6)측에, 샤프트(7)를 래디얼 방향(경방향)으로 비접촉으로 지지하기 위한 경방향 자기축받이 장치가 설치되어 있다. 또한, 샤프트(7)의 하단에는, 샤프트(7)를 축선 방향(액시얼 방향)으로 비접촉으로 지지하기 위한 축방향 자기축받이 장치가 설치되어 있다.
하우징(케이싱(2))의 내주측에는, 고정부(스테이터부)가 형성되어 있다. 이 고정부는, 고정익(30)과, 샤프트(7)의 축선에 대하여 수직인 평면으로부터 소정의 각도만 경사지게 케이싱(2)의 내주면으로부터 샤프트(7)로 향하여 늘어난 블레이드로 구성되어 있다. 그리고, 고정익(30)은 원통 형상을 한 고정익 스페이서(40)에 의해 서로 거리를 두게 고정되어 있다.
또한, 회전익(9)과 고정익(30)은 엇갈리게 배치되고, 축선 방향으로 복수단 형성되는데, 진공 펌프(1)에 요구되는 배출 성능을 만족시키기 위해서, 필요에 따라서 임의의 수의 로터 부품 및 스테이터 부품을 설치할 수 있다.
본 실시 형태와 관련되는 진공 펌프(1)에서는, 배기구(6)측에 나사 홈 배기 요소(20)(나사 홈형 배기 기구)가 배치된다.
나사 홈 배기 요소(20)의 로터 원통부(10)와의 대향면에는, 나사 홈(나선 홈)이 형성되어 있다.
나사 홈 배기 요소(20)에 있어서의 로터 원통부(10)와의 대향면측(즉, 진공 펌프(1)의 축선에 평행한 내주면)은, 소정의 클리어런스를 사이에 두고 로터 원통부(10)의 외주면과 대면하고 있으며, 로터 원통부(10)가 고속 회전하면, 진공 펌프(1)에서 압축된 가스가 로터 원통부(10)의 회전에 수반하여 나사 홈에 가이드되면서 배기구(6)측으로 송출되게 되어 있다. 즉, 나사 홈은, 가스를 수송하는 유로로 되고 있다.
이와 같이, 나사 홈 배기 요소(20)에 있어서의 로터 원통부(10)와의 대향면과, 로터 원통부(10)가, 소정의 클리어런스를 사이에 두고 대향함으로써, 나사 홈 배기 요소(20)의 축선 방향측 내주면에 형성된 나사 홈으로 가스를 이송하는 기체 이송 기구를 구성하고 있다.
또한, 가스가 흡기구(4)측으로 역류하는 힘을 저감시키기 위해서, 이 클리어런스는 작으면 작을수록 바람직하다.
또한, 나사 홈 배기 요소(20)에 형성된 나선 홈의 방향은, 나선 홈 내를 로터(8)의 회전 방향으로 가스가 수송되었을 경우, 배기구(6)로 향하는 방향이다.
또한, 나선 홈의 깊이는, 배기구(6)에 가까워짐에 따라 얕게 되도록 되어 있고, 나선 홈을 수송되는 가스는 배기구(6)에 가까워짐에 따라 압축되게 되어 있다.
상술한 구성에 의해, 진공 펌프(1)는, 당해 진공 펌프(1)에 배치되는 진공실(도시하지 않는다) 내의 진공 배기 처리를 실시할 수 있다.
(로터 원통부(10)의 구성)
상술한 로터 원통부(10)에 대해서, 도 2 및 도 3을 이용하여 상세를 설명한다.
도 2는, 로터 원통부(10)에 있어서의 대향부(10t), 연신부(11), 및 축경부(11a)를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은, 로터 원통부(10)에 있어서의 대향부(10t) 및 연신부(11)의 확대도이다.
도 2 및 도 3 (a)에 도시한 바와 같이, 로터 원통부(10)는, 나사 홈 배기 요소(20)와 소정의 간극을 사이에 두고 축선 방향으로 대향하는 대향부(10t), 나사 홈 배기 요소(20)보다 배기구(6)측에 연신한 연신부(11) 및 축경부(11a)를 갖는다.
또한, 본 실시 형태에서는, 로터 원통부(10)에 있어서의 대향부(10t)의 내경을 (r), 외경을 (Rt)로서 설명한다. 그리고, 축경부(11a)의 최하단부(배기구(6)측)의 외경을 (Rs), 축경부(11a)의 점화(漸化) 외경을 (m)으로서 설명한다. 또한, 본 실시 형태에서는, 「조금씩 변화하는 외경」이라는 의미로서 「점화 외경」을 이용한다.
본 실시 형태와 관련되는 진공 펌프(1)에 구비되는 로터 원통부(10)는, 나사 홈 배기 요소(20)보다 배기구(6)측으로 연신한 연신부(11)에 있어서, 연신부(11)가 아닌 부분의 로터 원통부(10)(대향부(10t))의 외경(Rt)보다 작은 점화 외경(m)(r<m<Rt)을 갖는 축경부(11a)가 형성된다. 이 점화 외경(m)은, 흡기구(4)측으로부터 배기구(6)측에 걸쳐서 값이 작아진다.
바꾸어 말하면, 본 실시 형태와 관련되는 로터 원통부(10)는, 연신부(11)의 외경측에 있어서, 소정의 각도(θa)(도 3 (a))의 구배를 갖는 부분(축경부(11a))을 갖는다. 이 구배는, 예를 들면, 연신부(11)의 외경측을 테이퍼 형상으로 설계하거나, 혹은 연신부(11)의 외경측에 모따기를 실시하는 등으로 하여 구성할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 소정의 각도(θa)는, 로터 원통부(10)의 대향부(10t)에 있어서의 외경면의 연장선(L)과 점화 외경(m)의 연장선(n)으로 형성되는 부분을 가리킨다.
또한, 본 실시 형태에서는, 연신부(11)의 기점(시점)과 축경부(11a)의 기점이 일치하는 구성으로 하였는데, 이것에 한정할 것은 없다. 즉, 대향부(10t)보다 연신시킨 연신부(11)의 흡기구(4)측의 일부를 대향부(10t)와 같은 크기의 외경(Rt)으로 하고, 계속하여, 축경해 나가는 점화 외경(m)을 갖는 축경부(11a)를 설치하는 구성으로 해도 된다. 즉, 축경부(11a)는, 연신부(11)의 적어도 일부에 형성되는 구성(후술하는 도 4의 로터 원통부(100)의 구성을 참조)으로 하면 된다.
또한, 본 실시 형태에서는, 연신부(11)의 최하단부(배기구(6)측)의 외경(Rs)과, 축경부(11a)의 최하단부(배기구(6)측)에 있어서의 점화 외경(m)의 값이 일치하는 구성으로 하였는데, 이것에 한정할 것은 없다. 즉, 축경부(11a)의 최하단부에 있어서의 점화 외경(m)의 값과 대향부(10t)의 내경(r)의 값이 일치하는 구성으로 해도 된다.
도 3 (b) 및 (c)는, 축경부(11a)(도 3 (a))의 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
도 3 (b)에는, 변형예 1과 관련되는 축경부(11b)가, 도 3 (c)에는, 변형예 2와 관련되는 축경부(11c)가 각각 도시되어 있다.
축경부는, 도 3 (b)에 도시한 바와 같이, 상술한 축경부(11a)가 갖는 소정의 각도(구배)(θa)보다 큰 각도(θb)를 갖는 축경부(11b)와 같이 구성으로 해도 된다.
혹은, 도 3 (c)에 도시한 바와 같이, 외경으로서 점화 외경(m)을 갖는 구성으로 하는 것이 아니라, 축경부 전체가 같은 외경을 갖는 축경부(11c)와 같이 구성으로 해도 된다.
즉, 축경부(11c)는, 흡기구(4)측이 진공 펌프(1)의 축방향과 수직인 면(F)(저면)를 가지고, 또한, 이 면(F)와 축경부(11c)의 외경 측면으로 형성되는 각도가 직각(R)이 되도록 축경부(11c)를 구성한다. 이 경우는, 상술한 소정의 각도(θc)는 θc = 90도가 된다.
또한, 도 3 (c)에서는, 축경부(11c)에 형성되는 흡기구(4)측의 면(F)은 연신부(11)의 기점의 위치와 일치하는 구성으로 하였는데, 이것에 한정할 것은 없다. 축경부(11c)에 형성되는 면(F)의 위치는, 연신부(11)의 기점보다 배기구(6)측에 수mm 정도 내려간 위치에 형성되는 구성으로 해도 된다. 즉, 축경부(11c)는, 연신부(11)의 적어도 일부에 형성되는 구성으로 하면 된다.
도 4 및 도 5는, 본 실시 형태와 관련되는 진공 펌프(1)의 응력 저감 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 4에는, 연신부(11)의 기점과는 기점이 다른 축경부(12)를 갖는 로터 원통부(100)가, 점선(α)으로 둘러싸인 부분의 단면확대도와 함께 도시되어 있다.
(ΔL)는, 로터 원통부(100)에 있어서의 연신부(11)의 축방향의 길이, 길이(a)는 축경부(12)에 있어서의 축방향의 길이, 그리고, 면적(A)은 축경부(12)를 형성하기 위해서 잘라내진 부분의 단면적(절취 면적/실선인 사선과 2개의 점선으로 둘러싸인 직각 삼각형의 부분)을 각각 나타내고 있다.
도 5는, 응력 저감 효과를 비교한 표이며, 세로축에 로터 원통부(100)의 내경에 있어서의 흡기구(4)측에서의 길이(p)를 취하고, 가로축에 로터 원통부(100)를 구비한 진공 펌프(1)의 로터 원통부(100)의 내경측의 응력값(시뮬레이션 시의 해석값)을 취하고 있다.
도 5에 도시한 바와 같이, 절취 면적(A)을 마련하지 않은(즉, 연신부(11) 및 축경부(12)를 마련하지 않았다) 「(면적(A))없음」의 해석값에 대해, 절취 면적(A)(잘라낸 부분이 삼각형 또는 장방형)을 마련한 구조가, 축경부(12)의 내경측에 발생하는 응력이 작아지는 것을 알 수 있다.
또한, 도 5에 도시한 해석 결과에 의해, 절취 면적(A)를 동치(同値)로 했을 경우는, 「a>m」의 구성이 가장 응력을 저감시킬 수 있는 것을 알 수 있다.
따라서, 특별한 제약이 없는 한, 로터 원통부(100)에 있어서의 연신부(11)의 축방향의 길이(ΔL)를, 축경부(12)에 있어서의 축방향의 길이(a)보다 크게 설계할 필요는 없다. 즉, 반드시 ΔL>a가 되도록 연신부(11) 및 축경부(12)를 구성하지 않아도 된다.
이와 같이, 로터 원통부(100)을 구비한 진공 펌프(1)는, 연신부(11) 및 축경부(12)의 구조에 의해, 로터 원통부(100)의 내경측에 발생하는 응력을 저감하는 것을 알 수 있다.
또한, 도 4 및 도 5에서는 일례로서 로터 원통부(100)를 이용하였는데, 로터 원통부(10)를 이용해도 동일한 결과를 말할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 축경부(12)의 구배를 단면에 있어서 직선형으로 형성하는 구성으로 하였는데, 이것에 한정될 것은 없다. 예를 들면, 도시하지 않지만, 축경부(12)의 구배를 단면에 있어서 곡선형으로 형성하는 구성으로 해도 된다.
상술한 구성에 의해, 본 실시 형태에서는, 로터 원통부(10)(100)를 포함하는 회전체의 회전수를 낮추지 않고 , 로터 원통부(10)(100)에 있어서의 크리프 수명에 기인하는 부분인 축경부(11a, 11b, 11c, 12)의 내경측에 걸리는 응력을 저감할 수 있다.
또한, 회전수를 낮추지 않고서도 크리프 현상을 방지할 수 있으므로, 회전수를 낮추는 것에 의한 진공 펌프(1)의 배기 성능의 저하를 방지할 수 있다.
혹은, 이 구성에 의해 로터 원통부(10)(100)를 포함하는 로터부의 회전수를 높일 수 있으므로, 진공 펌프(1)의 배기 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 형태 및 각 변형예는, 필요에 따라서 각각을 조합하는 구성으로 해도 된다.
또한, 본 발명은, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 한, 여러 가지의 개변을 이룰 수 있다. 그리고, 본 발명이 당해 개변된 것에 이르는 것은 당연하다.
1 진공 펌프
2 케이싱(외통)
3 베이스
4 흡기구
5 플랜지부
6 배기구
7 샤프트
8 로터
9 회전익
10 로터 원통부
10t 대향부
11 연신부
11a 축경부
11b 축경부
11c 축경부
12 축경부
20 나사 홈 배기 요소
30 고정익
40 고정익 스페이서
80 스테이터 컬럼
100 로터 원통부
1000 종래의 진공 펌프
1001 로터 원통부

Claims (8)

  1. 흡기구와 배기구가 형성된 외장체와,
    상기 외장체에 고정되며, 나사 홈을 갖는 나사 홈형 배기 기구와,
    상기 외장체에 내포되며, 회전 가능하게 지지된 회전축과,
    상기 회전축에 배치되며, 상기 나사 홈형 배기 기구와 간극을 개재하여 대향하는 대향부 및 상기 나사 홈형 배기 기구보다 하류측으로 연신한 연신부를 갖고, 당해 연신부에 있어서 상기 대향부의 외경보다 작은 외경을 갖는 축경부를 구비하는 회전 원통체,
    를 구비하고,
    상기 연신부의 외경이 축경되는 축경량이, 상기 연신부의 내경이 확경되는 양보다 크고, 상기 대향부의 외경이 변화하는 양보다 큰 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 축경부는, 당해 축경부의 외경측의 일부에 상기 회전축의 축방향과 수직인 저면을 갖고, 상기 저면과 당해 축경부의 외경면으로 형성되는 각도는 직각인 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 축경부의 상기 저면의 위치는, 상기 연신부의 기점의 위치와 일치하는 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 축경부는, 상기 연신부의 기점에서부터 종점에 걸친 적어도 일부에 구배를 설치함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 축경부는, 상기 연신부의 기점에서부터 종점에 걸친 적어도 일부에 구배를 설치함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 축경부의 상기 구배의 기점은, 상기 연신부의 상기 기점과 일치하는 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 축경부의 상기 구배의 기점은, 상기 연신부의 상기 기점과 일치하는 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
  8. 상기 청구항 1 내지 상기 청구항 7 중 어느 한 항에 기재된 진공 펌프에 구비되는 회전 원통체.
KR1020187034339A 2016-08-30 2017-08-09 진공 펌프 및 진공 펌프에 구비되는 회전 원통체 KR102418911B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016168083A JP7015106B2 (ja) 2016-08-30 2016-08-30 真空ポンプ、および真空ポンプに備わる回転円筒体
JPJP-P-2016-168083 2016-08-30
PCT/JP2017/028865 WO2018043072A1 (ja) 2016-08-30 2017-08-09 真空ポンプ、および真空ポンプに備わる回転円筒体

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190040131A KR20190040131A (ko) 2019-04-17
KR102418911B1 true KR102418911B1 (ko) 2022-07-08

Family

ID=61300606

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020187034339A KR102418911B1 (ko) 2016-08-30 2017-08-09 진공 펌프 및 진공 펌프에 구비되는 회전 원통체

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11078925B2 (ko)
EP (1) EP3524821A4 (ko)
JP (1) JP7015106B2 (ko)
KR (1) KR102418911B1 (ko)
CN (1) CN109563841A (ko)
WO (1) WO2018043072A1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020125714A (ja) * 2019-02-04 2020-08-20 エドワーズ株式会社 真空ポンプ及び真空ポンプに用いられる接続ポート
JP2022035881A (ja) 2020-08-21 2022-03-04 エドワーズ株式会社 真空ポンプ、固定翼、およびスペーサ
JP2022062902A (ja) * 2020-10-09 2022-04-21 エドワーズ株式会社 真空ポンプ、および真空ポンプに備わる回転円筒体

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5154572A (en) * 1990-01-26 1992-10-13 Hitachi Koki Company Limited Vacuum pump with helically threaded cylinders
JP5878876B2 (ja) * 2010-12-10 2016-03-08 エドワーズ株式会社 真空ポンプ

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5286576A (en) 1976-01-14 1977-07-19 Hitachi Ltd Particle pump for gas centrifugation
NL8303927A (nl) 1983-11-16 1985-06-17 Ultra Centrifuge Nederland Nv Hoog-vacuum moleculair pomp.
JPH0759955B2 (ja) 1988-07-15 1995-06-28 ダイキン工業株式会社 真空ポンプ
FR2634829B1 (fr) * 1988-07-27 1990-09-14 Cit Alcatel Pompe a vide
JPH10246197A (ja) 1997-03-05 1998-09-14 Ebara Corp ターボ分子ポンプ
JP3518343B2 (ja) 1998-06-19 2004-04-12 株式会社島津製作所 ターボ形真空排気装置
US20080131288A1 (en) * 2006-11-30 2008-06-05 Shimadzu Corporation Vacuum pump
JP5676453B2 (ja) * 2009-08-26 2015-02-25 株式会社島津製作所 ターボ分子ポンプおよびロータの製造方法
JP6390098B2 (ja) * 2013-12-25 2018-09-19 株式会社島津製作所 真空ポンプ

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5154572A (en) * 1990-01-26 1992-10-13 Hitachi Koki Company Limited Vacuum pump with helically threaded cylinders
JP5878876B2 (ja) * 2010-12-10 2016-03-08 エドワーズ株式会社 真空ポンプ

Also Published As

Publication number Publication date
CN109563841A (zh) 2019-04-02
WO2018043072A1 (ja) 2018-03-08
EP3524821A4 (en) 2020-07-22
JP2018035718A (ja) 2018-03-08
JP7015106B2 (ja) 2022-02-02
EP3524821A1 (en) 2019-08-14
US20190195238A1 (en) 2019-06-27
US11078925B2 (en) 2021-08-03
KR20190040131A (ko) 2019-04-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102418911B1 (ko) 진공 펌프 및 진공 펌프에 구비되는 회전 원통체
JP6154787B2 (ja) 真空ポンプ
JP4749054B2 (ja) ターボ分子ポンプ、およびターボ分子ポンプの組み立て方法
US9494165B2 (en) Turbo engine with improved compensating piston gasket
KR20130114566A (ko) 배기 펌프
WO2017099182A1 (ja) 連結型ネジ溝スペーサ、および真空ポンプ
CN105940224A (zh) 真空泵及在该真空泵中使用的隔热间隔件
WO2021015018A1 (ja) 真空ポンプ、及び、真空ポンプに用いられるロータ並びに回転翼
US20160053761A1 (en) Screw Pump
KR102519969B1 (ko) 어댑터 및 진공 펌프
US11448223B2 (en) Vacuum pump and spiral plate, spacer, and rotating cylindrical body each included vacuum pump
KR102167210B1 (ko) 진공 펌프
JPWO2015045748A1 (ja) ネジ溝ポンプ機構、該ネジ溝ポンプ機構を用いた真空ポンプ、並びに前記ネジ溝ポンプ機構に用いられるロータ、外周側ステータ及び内周側ステータ
RU2633278C1 (ru) Унифицированный корпус центробежного газового компрессора
KR102450928B1 (ko) 진공 펌프와 이에 이용되는 스테이터 칼럼과 그 제조 방법
WO2016024409A1 (ja) 遠心回転機械
JP5577798B2 (ja) ターボ分子ポンプ
JP5786639B2 (ja) ターボ分子ポンプ
JP2013217226A (ja) ロータ、真空ポンプ、及び、真空ポンプの組立方法
JP2011027049A (ja) ターボ分子ポンプ
WO2021010347A1 (ja) 真空ポンプ
CN101952602A (zh) 涡轮分子泵
JP2006250032A (ja) 回転真空ポンプ、およびそのロータの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant