WO2021065584A1 - 真空ポンプ - Google Patents

真空ポンプ Download PDF

Info

Publication number
WO2021065584A1
WO2021065584A1 PCT/JP2020/035600 JP2020035600W WO2021065584A1 WO 2021065584 A1 WO2021065584 A1 WO 2021065584A1 JP 2020035600 W JP2020035600 W JP 2020035600W WO 2021065584 A1 WO2021065584 A1 WO 2021065584A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
rotor
vacuum pump
shaft portion
shielding portion
stator
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/035600
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
三輪田　透
慶行 高井
Original Assignee
エドワーズ株式会社
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 エドワーズ株式会社 filed Critical エドワーズ株式会社
Priority to CN202080064814.5A priority Critical patent/CN114364880A/zh
Priority to KR1020227004199A priority patent/KR20220066250A/ko
Priority to US17/762,992 priority patent/US11994137B2/en
Priority to EP20872037.5A priority patent/EP4043734A4/en
Publication of WO2021065584A1 publication Critical patent/WO2021065584A1/ja

Links

Images

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
    • F04D19/042—Turbomolecular vacuum pumps
    • 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
    • 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
    • F04D19/044—Holweck-type pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/05—Shafts or bearings, or assemblies thereof, specially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/053—Shafts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/08—Sealings
    • F04D29/083—Sealings especially adapted for elastic fluid pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/08—Sealings
    • F04D29/10—Shaft sealings
    • F04D29/102—Shaft sealings especially adapted for elastic fluid pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/58—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer
    • F04D29/582—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer specially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/584—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer specially adapted for elastic fluid pumps cooling or heating the machine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2210/00—Working fluids
    • F05D2210/10—Kind or type
    • F05D2210/12—Kind or type gaseous, i.e. compressible
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/60—Fluid transfer
    • F05D2260/607—Preventing clogging or obstruction of flow paths by dirt, dust, or foreign particles

Definitions

  • the present invention relates to a vacuum pump.
  • a protective member is replaceably provided in the exhaust pipe that discharges gas from the pump section, which allows the accumulation of reaction products on the gas contact surface (wall surface) where deposits tend to adhere. It is suppressed (see, for example, Patent Document 1).
  • This protective member is fixed to the base via a heat insulating material, and the temperature becomes higher than when it is directly fixed to the base due to radiation from the rotor cylindrical portion or the stator.
  • the protective member in the above-mentioned turbo molecular pump has a shape that follows the shape of the base wall surface, but since the upper end thereof is separated from the opposing rotor, the protective member and the rotor are separated from the gap between the protective member and the rotor.
  • Exhaust gas enters between the rotor and the shaft stator or between the protective member and the shaft stator, and the exhaust gas touches a relatively low temperature part (such as the wall surface of the shaft stator extending from the head). This may result in the deposition of exhaust gas components and the formation of deposits at the site.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to obtain a vacuum pump that suppresses the generation of deposits caused by exhaust gas.
  • the vacuum pump according to the present invention has a pump portion including a shaft portion and a rotor arranged on the outer peripheral side of the shaft portion and a stator arranged on the outer peripheral side of the rotor, and an exhaust gas flow from the pump portion to the exhaust port. It is provided with a path and a shielding portion that suppresses contact of exhaust gas with the shaft portion in the flow path. Then, the end portion of the shielding portion has a surface facing the rotor.
  • a vacuum pump that suppresses the generation of deposits caused by exhaust gas can be obtained.
  • FIG. 1 is a diagram showing an internal configuration of a vacuum pump according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating details of the shape of the shielding portion in FIG.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating details of a shielding portion in the vacuum pump according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a top view showing an example of a groove structure provided on the surface of the shielding portion in the vacuum pump according to the third embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram showing an internal configuration of a vacuum pump according to a first embodiment of the present invention.
  • the vacuum pump shown in FIG. 1 is provided with a turbo molecular pump portion 10a and a thread groove pump portion 10b in the subsequent stage, and has a casing 1, a stator blade 2, a rotor blade 3a, a rotor inner cylinder portion 3b, and a rotor shaft 4.
  • a bearing portion 5, a motor portion 6, an intake port 7, a screw groove 8, and an exhaust port 9 are provided.
  • the rotor 11 is composed of the rotor blades 3a and the rotor inner cylinder portion 3b, and the rotor 11 is connected to and fixed to the rotor shaft 4 by screwing or the like.
  • the casing 1 has a substantially cylindrical shape, and a rotor 11, a bearing portion 5, a motor portion 6, and the like are housed in the internal space thereof, and a plurality of stages of stator blades 2 are fixed to the inner peripheral surface thereof.
  • the stator blades 2 are arranged at a predetermined elevation angle.
  • the casing 1 and the stator blades 2 form a stator for the turbo molecular pump portion 10a.
  • a plurality of stages of rotor blades 3a and a plurality of stages of stator blades 2 are alternately arranged in the height direction of the rotor shaft (rotor shaft direction).
  • Each rotor blade 3a extends from the rotor inner cylinder portion 3b and has a predetermined elevation angle.
  • the bearing portion 5 is a bearing of the rotor shaft 4, for example, a magnetically levitated bearing, a sensor for detecting the deviation of the rotor shaft 4 in the axial and radial directions, and a rotor shaft 4 in the axial and radial directions. It is equipped with an electromagnet that suppresses the deviation of the bearing.
  • the bearing method of the bearing portion 5 is not limited to the magnetic levitation type.
  • the motor unit 6 rotates the rotor shaft 4 by electromagnetic force.
  • the bearing portion 5 and the motor portion 6 are arranged in a hollow portion in the shaft portion 13 (stator column).
  • the shaft portion 13 is integrated with the base portion 13a, the base portion 13a is provided with a cooling pipe 14, and a refrigerant such as water is conducted through the cooling pipe 14.
  • the shaft portion 13 (and the base portion 13a) is made of an aluminum material having good thermal conductivity. As a result, the base portion 13a and eventually the shaft portion 13 are cooled, and the electrical components such as the motor portion 6 operate soundly.
  • the intake port 7 is an upper end opening of the casing 1, has a flange shape, and is connected to a chamber or the like (not shown). Gas molecules fly into the intake port 7 from the chamber or the like due to thermal motion or the like.
  • the exhaust port 9 has a flange shape and discharges gas molecules and the like sent from the rotor blades 3a and the stator blades 2.
  • the vacuum pump shown in FIG. 1 is a composite blade type in which a screw groove pump portion 10b with a screw groove 8 is provided after the turbo molecular pump portion 10a with the stator blade 2 and the rotor blade 3a described above.
  • the vacuum pump may be a flying wing type.
  • the thread groove pump portion 10b includes a shaft portion 13, a rotor 11 arranged on the outer peripheral side of the shaft portion 13, and a stator 21 arranged on the outer peripheral side of the rotor 11.
  • the flow path of the gas (exhaust gas) to be exhausted is from the intake port 7 to the exhaust port 9, and the intake port 7, the rotor 11 of the turbo molecular pump portion 10a, and the stator (stator blade).
  • the space between 2 and the casing 1), the space between the stator 21 (specifically, the screw groove 8) of the threaded groove pump portion 10b and the rotor 11 (specifically, the rotor inner cylinder portion 3b), and the exhaust. Includes mouth 9.
  • a heater 22 is provided on the stator 21 of the screw groove pump portion 10b, and the stator 21 is heated by the heater 22.
  • a heat insulating member 23 is provided between the stator 21 and the base portion 3b in a state of being contact-sealed between the two.
  • the shielding portion 24 is connected to the stator 21.
  • the shielding portion 24 is a substantially annular member and has a cross-sectional shape as shown in FIG. 1, for example.
  • the shielding portion 24 is provided to suppress contact of the exhaust gas with the shaft portion 13 in the exhaust gas flow path 31 from the thread groove pump portion 10b to the exhaust port 9 in the final stage.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining the details of the shape of the shielding portion 24 in FIG.
  • the shielding portion 24 is configured such that its end portion 24a has a surface 24a1 facing the rotor 11, and the surface 24a1 and the rotor 11 have a gas inflow suppression structure.
  • the gap between the end portion 24a of the shielding portion 24 (the surface 24a1 facing the rotor 11 described above) and the rotor 11 (the bottom surface 11a facing the end portion 24a) is made a minute width.
  • the gas inflow suppression structure is formed.
  • the width of the gap (that is, the distance between the surface 24a1 and the rotor 11) is, for example, about 1 to 1.5 mm.
  • the width of the gap may be substantially the same as or less than the distance from the wall surface 13b of the shaft portion 13 to the inner peripheral surface of the shielding portion 24.
  • the gas inflow suppression structure may be, for example, a non-contact seal structure.
  • the shielding portion 24 includes an intermediate portion 24b extending along the wall surface 13b of the shaft portion 13 (here, upward in the vertical direction) to the end portion 24a, and the wall thickness TB of the intermediate portion 24b is increased. It is formed so as to be smaller than the wall thickness TA of the end portion 24a. As a result, heat conduction from the stator 21 to the rotor 11 via the shielding portion 24 is suppressed, and the flow path area of the flow path 31 is increased.
  • the distance LS from the wall surface 13b of the shaft portion 13 to the outer peripheral surface of the end portion 24a of the shielding portion 24 is the distance LR from the wall surface 13b of the shaft portion 13 to the outer peripheral surface of the rotor 11 (the portion in the screw groove pump portion 10b).
  • the shielding portion 24 is configured and arranged so as to be substantially the same as or shorter than the above. As a result, the flow path near the outlet of the thread groove pump portion 10b is not obstructed by the end portion 24a of the shielding portion 24.
  • the distance between the shaft portion 13 and the shielding portion 24 and the distance between the shaft portion 13 and the rotor 11 may be substantially the same. Further, the distance between the shaft portion 13 and the shielding portion 24 and the distance between the end portion 24a of the shielding portion 24 and the rotor 11 may be substantially the same as each other. As a result, the above-mentioned gas inflow suppression structure is strengthened.
  • the stator 21 is a heating member provided with a heater 22, and is made of, for example, an aluminum material, and faces the flow path 31.
  • the shielding portion 24 is made into one member, and is fixed to the stator 21 as the heating member by, for example, screwing so as to be directly joined (without using a heat insulating material).
  • the shielding portion 24 may be realized by molding a part of the stator 21 as the heating member (that is, in that case, the shielding portion 24 becomes a part of the heating member). By doing so, heat is transferred from the stator 21 to the shielding portion 24, so that the temperature of the shielding portion 24 is controlled to be higher than that of the shaft portion 13.
  • the temperature of the stator 21 and the like is controlled by using the temperature sensor 25 provided on the stator 21.
  • a chamber or the like is connected to the intake port 7 of the vacuum pump, and the motor unit 6 operates according to a command from a control device (not shown), so that the rotor shaft 4 rotates and the rotor 11 also rotates.
  • the gas molecules that have flown through the intake port 7 are advanced to the flow path by the rotor blades 3a and the stator blades 2, and the rotor 11 and the rotor blades 10b in the subsequent thread groove pump unit 10b.
  • the gas molecules are discharged from the flow path 31 as exhaust gas by the stator 21, pass through the flow path 31, and are discharged from the exhaust port 9.
  • the shielding portion 24 becomes hotter than the shaft portion 13 by being supplied with heat from the stator 21 as a heating member, whereby the generation of deposits in the shielding portion 24 is suppressed.
  • the temperature of the stator 21 is controlled to be higher than about 100 degrees Celsius, and the temperature of the base portion 13a is controlled to be lower than about 60 degrees Celsius.
  • the thread groove pump portion 10b includes the shaft portion 13, the rotor 11 arranged on the outer peripheral side of the shaft portion 13, and the stator arranged on the outer peripheral side of the rotor 11. 21 and.
  • the shielding portion 24 suppresses contact of the exhaust gas with the shaft portion 13 in the flow path of the exhaust gas from the pump portion 10b to the exhaust port 9. Then, the end portion 24a of the shielding portion 24 has a surface 24a1 facing the rotor 11.
  • the progress of the exhaust gas is restricted by the shielding portion 24, and the exhaust gas is less likely to come into contact with the wall surface of the shaft portion 13 and the upper surface of the base portion 13b at a relatively low temperature. Occurrence is suppressed.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating details of a shielding portion in the vacuum pump according to the second embodiment of the present invention.
  • the rotor 52 is provided on the outer peripheral side of the shaft portion 51, and the stator 53 of the thread groove pump portion is provided on the outer peripheral side of the rotor 52, as in the first embodiment. Further, a spacer 54 to be joined to the stator 53 is provided, and a heater 55 is provided on the spacer 54.
  • the shaft portion 51 is joined to the head portion 56, and the shaft portion 51 is also cooled by cooling the head portion 56 as in the first embodiment.
  • a heat insulating member 57 is provided between the spacer 54 as a heating member and the head portion 56.
  • the spacer 54 since the spacer 54 is provided as a member separate from the stator 53, the spacer 54 may be made of, for example, stainless steel in order to secure the strength at high temperature.
  • the shielding portion 58 is fixed to the spacer 54 as shown in FIG. 3, for example.
  • the shielding portion 58 also has a substantially annular shape.
  • the shielding portion 58 is configured so that its end portion has a gas inflow suppression structure with the rotor 52.
  • the gas inflow suppression structure is formed by making the gap between the end of the shielding portion 58 and the rotor 52 a minute width.
  • the shielding portion 58 includes an intermediate portion extending along the wall surface of the shaft portion 51 to the end portion of the shielding portion 58, and is formed so that the wall thickness of the intermediate portion is smaller than the wall thickness of the end portion.
  • the distance from the wall surface of the shaft portion 51 to the outer peripheral surface of the end portion of the shielding portion 58 is substantially the same as or shorter than the distance from the wall surface of the shaft portion 51 to the outer peripheral surface of the rotor 52 (the portion in the screw groove pump portion).
  • the shielding portion 58 is configured and arranged.
  • FIG. 4 is a top view showing an example of the groove structure 24a2 provided on the surface 24a1 of the shielding portion 24 in the vacuum pump according to the third embodiment.
  • the groove structure 24a2 shown in FIG. 4 has a shape that suppresses the inflow of exhaust gas to the shaft portions 13, 51 side through the gap between the shielding portion 24 (surface 24a1) and the rotors 11, 52 (bottom surface 11a). ..
  • the groove structure 24a2 includes a plurality of grooves inclined in the radial direction, and the wall surface (plane or curved surface) of the plurality of grooves is relative to the shielding portion 24 and the rotors 11 and 52.
  • the exhaust gas (gas molecules, etc.) that has entered the groove is inclined at an angle and direction according to the rotation direction of the rotors 11 and 52 so as to be discharged to the outside of the rotors 11 and 52.
  • each groove in the groove structure 24a2 is, for example, a substantially rectangular shape, a substantially triangular shape, or the like, and is not particularly limited.
  • each groove in the groove structure 24a2 may be linear or spiral.
  • the groove structure 24a2 is provided on the surface 24a1 of the shielding portion 24, but a similar groove structure may be provided on the bottom surface 11a of the rotor 11, or the surface 24a1 and the bottom surface. It may be provided on both of 11a. Further, the groove structure 24a2 may be provided not in the entire area of the surface 24a1 of the shielding portion 24, but only in a part of the outer peripheral side, for example.
  • the purge gas is introduced from the purge gas port 26 to conduct the purge gas through the gap between the rotor 11 and the shaft portion 13, and the purge gas is passed through the shielding portion 24 (surface 24a1) and the rotors 11, 52 (surface 24a1). It may be discharged through the gap between the bottom surface 11a).
  • the purge gas is efficiently discharged to the exhaust gas flow path through the gap due to the drag effect of the groove structure 24a2 or the like, so that the exhaust gas comes into contact with the wall surface of the shaft portion 13 or the upper surface of the base portion 13b. It becomes difficult.
  • the gas inflow suppression structure may be, for example, a labyrinth seal structure.
  • the present invention is applicable to, for example, a vacuum pump.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Non-Positive Displacement Air Blowers (AREA)

Abstract

【課題】　排気ガスに起因する堆積物の発生を抑制する真空ポンプを得る。 【解決手段】　当該真空ポンプは、軸部１３と、軸部１３の外周側に配置されたロータ１１と、ロータ１１の外周側に配置されたステータ２１とを備えたポンプ部１０ｂと、そのポンプ部１０ｂから排気口９までの排気ガスの流路と、その流路において軸部１３への排気ガスの接触を抑制する遮蔽部２４とを備える。そして、遮蔽部２４の端部がロータ１１と相対する面を有する。

Description

真空ポンプ
　本発明は、真空ポンプに関するものである。
　あるターボ分子ポンプでは、ポンプ部から気体を排出する排気管に保護部材が交換可能に設けられており、これにより、堆積物の付着しやすい接ガス面（壁面）での反応生成物の堆積が抑制されている（例えば特許文献１参照）。この保護部材は、断熱材を介してベースに固定されており、ロータ円筒部やステータからの輻射によって、ベースに直接固定した場合に比べ高温となる。
特開２０１７－２８５６号公報
　上述のターボ分子ポンプにおける保護部材は、ベース壁面の形状に沿うような形状を有しているが、その上端が、対向するロータから離間しているため、保護部材とロータとの間の空隙から、ロータと軸部ステータとの間や保護部材と軸部ステータとの間に排気ガスが進入し、排気ガスが、比較的温度の低い部位（ヘッドから延びる軸部ステータの壁面など）に触れてしまう可能性があり、これに起因して、排気ガスの成分が析出して当該部位に堆積物が生じる可能性がある。
　本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、排気ガスに起因する堆積物の発生を抑制する真空ポンプを得ることを目的とする。
　本発明に係る真空ポンプは、軸部と軸部の外周側に配置されたロータとロータの外周側に配置されたステータとを備えたポンプ部と、ポンプ部から排気口までの排気ガスの流路と、流路において軸部への排気ガスの接触を抑制する遮蔽部とを備える。そして、遮蔽部の端部がロータと相対する面を有する。
　本発明によれば、排気ガスに起因する堆積物の発生を抑制する真空ポンプが得られる。
　本発明の上記又は他の目的、特徴および優位性は、添付の図面とともに以下の詳細な説明から更に明らかになる。
図１は、本発明の実施の形態１に係る真空ポンプの内部構成を示す図である。 図２は、図１における遮蔽部の形状の詳細を説明する図である。 図３は、本発明の実施の形態２に係る真空ポンプにおける遮蔽部の詳細を説明する図である。 図４は、実施の形態３に係る真空ポンプにおける遮蔽部の面に設けられる溝構造の一例を示す上面図である。
　以下、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
実施の形態１．
　図１は、本発明の実施の形態１に係る真空ポンプの内部構成を示す図である。図１に示す真空ポンプは、ターボ分子ポンプ部１０ａを備え、その後段にネジ溝ポンプ部１０ｂを備えており、ケーシング１、ステータ翼２、ロータ翼３ａ，ロータ内筒部３ｂ、ロータ軸４、軸受部５、モータ部６、吸気口７、ネジ溝８、および排気口９を備える。ロータ翼３ａおよびロータ内筒部３ｂによってロータ１１が構成されており、ロータ１１は、ネジ止めなどでロータ軸４に接続され固定されている。
　ケーシング１は、略円筒形状を有し、その内部空間に、ロータ１１、軸受部５、モータ部６などを収容し、その内周面に複数段のステータ翼２を固定されている。ステータ翼２は、所定の仰角で配置されている。ケーシング１およびステータ翼２で、ターボ分子ポンプ部１０ａのステータが構成されている。
　ケーシング１内では、複数段のロータ翼３ａと複数段のステータ翼２とが、ロータ軸の高さ方向（ロータ軸方向）において交互に配置されている。各ロータ翼３ａは、ロータ内筒部３ｂから延び、所定の仰角を有する。
　軸受部５は、ロータ軸４の軸受であって、例えば、磁気浮上式の軸受であり、軸方向および半径方向のロータ軸４の偏位を検出するセンサ、軸方向および半径方向のロータ軸４の偏位を抑制する電磁石などを備える。なお、軸受部５の軸受方式は、磁気浮上式に限定されるものでない。モータ部６は、電磁力でロータ軸４を回転させる。
　軸受部５およびモータ部６は、軸部１３（ステータコラム）内の中空部に配置されている。この実施の形態では、軸部１３は、ベース部１３ａと一体となっており、ベース部１３ａには冷却管１４が設けられ、冷却管１４には水などの冷媒が導通される。例えば、軸部１３（およびベース部１３ａ）は良熱伝導性のアルミ材とされる。これにより、ベース部１３ａ、ひいては軸部１３が冷却され、モータ部６などの電装品が健全に動作する。
　吸気口７は、ケーシング１の上端開口部であって、フランジ形状を有し、図示せぬチャンバなどに接続される。吸気口７には、熱運動などで、そのチャンバなどから気体分子が飛来してくる。排気口９は、フランジ形状を有し、ロータ翼３ａおよびステータ翼２から送られてきた気体分子などを排出する。
　なお、図１に示す真空ポンプは、上述のステータ翼２およびロータ翼３ａによるターボ分子ポンプ部１０ａの後段にネジ溝８によるネジ溝ポンプ部１０ｂを備える複合翼式である。なお、当該真空ポンプは全翼式でもよい。
　図１に示すように、このネジ溝ポンプ部１０ｂは、軸部１３と、軸部１３の外周側に配置されたロータ１１と、ロータ１１の外周に配置されたステータ２１とを備えている。
　図１に示す真空ポンプにおいて、排気すべき気体（排気ガス）の流路は、吸気口７から排気口９までであって、吸気口７、ターボ分子ポンプ部１０ａのロータ１１とステータ（ステータ翼２およびケーシング１）との間の空間、ネジ溝ポンプ部１０ｂのステータ２１（具体的にはネジ溝８）とロータ１１（具体的にはロータ内筒部３ｂ）との間の空間、および排気口９を含む。
　ネジ溝ポンプ部１０ｂのステータ２１にはヒーター２２が設けられ、ヒーター２２によってステータ２１が加熱される。なお、ステータ２１とベース部３ｂとの間には断熱部材２３が、両者との間で接触シールされた状態で設けられている。これにより、最終段のネジ溝ポンプ部１０ｂの出口から排気口９までの流路の外周側の温度が高められ、排気ガスに起因する堆積物の発生が抑制される。
　さらに、この実施の形態では、遮蔽部２４がステータ２１に接続されている。遮蔽部２４は、略円環状の部材であって、例えば図１に示すような断面形状を有する。遮蔽部２４は、最終段のネジ溝ポンプ部１０ｂから排気口９までの排気ガスの流路３１において軸部１３への排気ガスの接触を抑制するために設けられている。
　図２は、図１における遮蔽部２４の形状の詳細を説明する図である。
　例えば図２に示すように、遮蔽部２４は、その端部２４ａがロータ１１と相対する面２４ａ１を有し、その面２４ａ１とロータ１１とでガス流入抑制構造を有するように構成されている。この実施の形態では、遮蔽部２４の端部２４ａ（上述のロータ１１と相対する面２４ａ１）とロータ１１（端部２４ａと相対する底面１１ａ）との間の空隙を微小幅とすることで、当該ガス流入抑制構造が形成されている。当該空隙の幅（つまり、面２４ａ１とロータ１１との間の距離）は、例えば１～１．５ｍｍ程度とされる。なお、当該空隙の幅は、軸部１３の壁面１３ｂから遮蔽部２４の内周面までの距離と略同一か、それ未満としてもよい。また、当該ガス流入抑制構造は、例えば非接触シール構造とされてもよい。
　また、この実施の形態では、遮蔽部２４は、軸部１３の壁面１３ｂに沿って（ここでは垂直方向に上方へ）端部２４ａまで延びる中間部２４ｂを備え、中間部２４ｂの肉厚ＴＢが端部２４ａの肉厚ＴＡより小さくなるように形成されている。これにより、遮蔽部２４を介する、ステータ２１からロータ１１への熱の伝導が抑制されるとともに、流路３１の流路面積が大きくなる。
　さらに、軸部１３の壁面１３ｂから遮蔽部２４の端部２４ａの外周面までの距離ＬＳは、軸部１３の壁面１３ｂからロータ１１（ネジ溝ポンプ部１０ｂにおける部分）の外周面までの距離ＬＲと略同じか短くなるように、遮蔽部２４は構成され配置される。これにより、ネジ溝ポンプ部１０ｂの出口付近の流路が遮蔽部２４の端部２４ａで阻害されずに済む。
　ここで、軸部１３と遮蔽部２４との間隔および軸部１３とロータ１１との間隔は略同一としてもよい。また、軸部１３と遮蔽部２４との間隔と、遮蔽部２４の端部２４ａとロータ１１との間隔とは互いに略同一としてもよい。これにより、上述のガス流入抑制構造が強化される。
　ここでは、ステータ２１は、ヒーター２２を備えた加熱部材であって、例えばアルミ材とされ、流路３１に面している。そして、実施の形態１では、遮蔽部２４は、１つの部材とされ、この加熱部材としてのステータ２１に（断熱材を介さずに）直接接合するように例えばネジ止めなどで固定される。なお、遮蔽部２４は、この加熱部材としてのステータ２１の一部分を成形して実現されていてもよい（つまり、その場合、遮蔽部２４は、加熱部材の一部となる）。このようにすることで、ステータ２１から遮蔽部２４へ熱が伝わるため、遮蔽部２４の温度が、軸部１３より高く管理される。
　なお、ステータ２１などの温度管理は、ステータ２１に設けられた温度センサ２５を使用して行われる。
　例えば、遮蔽部２４の端部２４ａとロータ１１との空隙の幅は１．５ｍｍ程度、ＴＡ＝４ｍｍ程度、およびＬＲ＝８ｍｍ程度に設定される。
　次に、実施の形態１に係る真空ポンプの動作について説明する。
　当該真空ポンプの吸気口７にチャンバなどが接続され、図示せぬ制御装置からの指令に従ってモータ部６が動作することで、ロータ軸４が回転し、ロータ１１も回転する。これにより、ターボ分子ポンプ部１０ａにおいて、ロータ翼３ａおよびステータ翼２によって、吸気口７を介して飛来した気体分子が、流路に進行させられ、後段のネジ溝ポンプ部１０ｂにおいて、ロータ１１およびステータ２１によって、その気体分子が、排気ガスとして流路３１に排出され、流路３１を通過して排気口９から排出される。
　さらに、遮蔽部２４は、加熱部材としてのステータ２１から熱を供給されることで軸部１３より高温となり、これにより、遮蔽部２４における堆積物の発生が抑制される。例えば、ステータ２１は、摂氏１００度程度より高く温度管理され、ベース部１３ａは摂氏６０度程度より低く温度管理される。
　以上のように、上記実施の形態１によれば、ネジ溝ポンプ部１０ｂは、軸部１３と、軸部１３の外周側に配置されたロータ１１と、ロータ１１の外周側に配置されたステータ２１とを備える。遮蔽部２４は、そのポンプ部１０ｂから排気口９までの排気ガスの流路において、軸部１３への排気ガスの接触を抑制する。そして、遮蔽部２４の端部２４ａがロータ１１と相対する面２４ａ１を有する。
　これにより、遮蔽部２４によって排気ガスの進行が制限され、排気ガスが比較的低温な軸部１３の壁面やベース部１３ｂの上面に接触しにくくなっているため、排気ガスに起因する堆積物の発生が抑制される。
実施の形態２．
　図３は、本発明の実施の形態２に係る真空ポンプにおける遮蔽部の詳細を説明する図である。
　図３に示す真空ポンプでは、実施の形態１と同様に、軸部５１の外周側にロータ５２が設けられ、ロータ５２の外周側にネジ溝ポンプ部のステータ５３が設けられている。さらに、ステータ５３に接合するスペーサ５４が設けられ、スペーサ５４にヒーター５５が設けられる。軸部５１は、ヘッド部５６に接合し、実施の形態１と同様に、ヘッド部５６が冷却されることで、軸部５１も冷却される。加熱部材としてのスペーサ５４とヘッド部５６との間には断熱部材５７が設けられている。ここでは、ステータ５３とは別部材としてスペーサ５４が設けられているので、高温時の強度を確保するためにスペーサ５４は例えばステンレス材としてもよい。
　そして、実施の形態２では、遮蔽部５８が、例えば図３に示すようにスペーサ５４に固定されている。遮蔽部５８も略円環状の形状を有する。
　実施の形態２において、遮蔽部５８は、その端部がロータ５２との間でガス流入抑制構造を有するように構成されている。この実施の形態では、遮蔽部５８の端部とロータ５２との間の空隙を微小幅とすることで、ガス流入抑制構造が形成されている。
　また、遮蔽部５８は、軸部５１の壁面に沿って遮蔽部５８の端部まで延びる中間部を備え、中間部の肉厚が端部の肉厚より小さくなるように形成されている。
　さらに、軸部５１の壁面から遮蔽部５８の端部の外周面までの距離は、軸部５１の壁面からロータ５２（ネジ溝ポンプ部における部分）の外周面までの距離と略同じか短くなるように、遮蔽部５８は構成され配置される。
　なお、実施の形態２に係る真空ポンプのその他の構成および動作については実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。
実施の形態３．
　図４は、実施の形態３に係る真空ポンプにおける遮蔽部２４の面２４ａ１に設けられる溝構造２４ａ２の一例を示す上面図である。
　図４に示す溝構造２４ａ２は、遮蔽部２４（面２４ａ１）とロータ１１，５２（底面１１ａ）との間の空隙を介する軸部１３，５１側への排気ガスの流入を抑制する形状を有する。溝構造２４ａ２は、例えば図４に示すように、径方向に対して傾斜した複数の溝を備え、その複数の溝の壁面（平面または曲面）は、遮蔽部２４とロータ１１，５２との相対的な回転によって、その溝内に入り込んだ排気ガス（ガス分子等）をロータ１１，５２外側へ排出するように、ロータ１１，５２の回転方向に応じた角度および向きで傾斜している。
　なお、溝構造２４ａ２における各溝の断面形状は、例えば略矩形、略三角形などであって、特に限定されない。
　また、溝構造２４ａ２における各溝の形状は、直線状でも、渦巻き状でもよい。
　なお、実施の形態３に係る真空ポンプのその他の構成および動作については実施の形態１または実施の形態２と同様であるので、その説明を省略する。
　なお、上述の実施の形態に対する様々な変更および修正については、当業者には明らかである。そのような変更および修正は、その主題の趣旨および範囲から離れることなく、かつ、意図された利点を弱めることなく行われてもよい。つまり、そのような変更および修正が請求の範囲に含まれることを意図している。
　例えば、上記実施の形態３では、溝構造２４ａ２が遮蔽部２４の面２４ａ１に設けられているが、同様の溝構造が、ロータ１１の底面１１ａに設けられていてもよいし、面２４ａ１および底面１１ａの両方に設けられていてもよい。また、溝構造２４ａ２は、遮蔽部２４の面２４ａ１の全域ではなく、例えば外周側の一部のみに設けられていてもよい。
　また、例えば、上記実施の形態３において、パージガスポート２６からパージガスを導入してロータ１１と軸部１３との空隙に導通させ、そのパージガスを、遮蔽部２４（面２４ａ１）とロータ１１，５２（底面１１ａ）との間の空隙を介して排出させるようにしてもよい。その場合、パージガスが、溝構造２４ａ２などによるドラッグ効果によって効率的に当該空隙を介して排気ガス流路に排出されるため、排気ガスが、軸部１３の壁面やベース部１３ｂの上面により接触しにくくなる。
　例えば、上記実施の形態１，２において、上述のガス流入抑制構造は、例えばラビリンスシール構造とされてもよい。
　本発明は、例えば、真空ポンプに適用可能である。
　９　排気口
　１０ｂ　ネジ溝ポンプ部（ポンプ部の一例）
　１１，５２　ロータ
　１３，５１　軸部
　２１，５３　ステータ（ステータおよび加熱部材の一例）
　２４，５８　遮蔽部
　２４ａ　端部
　２４ａ１　面
　２４ａ２　溝構造
　２４ｂ　中間部
　３１　流路
　５４　スペーサ（加熱部材の一例）

Claims (5)

  1. 　軸部と前記軸部の外周側に配置されたロータと前記ロータの外周側に配置されたステータとを備えたポンプ部と、
    　前記ポンプ部から排気口までの排気ガスの流路と、
    　前記流路において前記軸部への前記排気ガスの接触を抑制する遮蔽部とを備え、
    　前記遮蔽部の端部が前記ロータと相対する面を有すること、
    　を特徴とする真空ポンプ。
  2. 　前記遮蔽部は、前記軸部の壁面に沿って前記端部まで延びる中間部を備え、
    　前記中間部の肉厚は、前記端部の肉厚より小さいこと、
    　を特徴とする請求項１記載の真空ポンプ。
  3. 　前記軸部の壁面から前記遮蔽部の端部の外周面までの距離は、前記軸部の壁面から前記ロータの外周面までの距離以下であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の真空ポンプ。
  4. 　前記遮蔽部の前記面および前記面に相対する前記ロータの面の少なくとも一方に、前記遮蔽部と前記ロータとの間の空隙を介する前記軸部側への前記排気ガスの流入を抑制する溝構造をさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の真空ポンプ。
  5. 　ヒーターを備えた加熱部材をさらに備え、
    　前記軸部は、冷却されており、
    　前記遮蔽部は、前記加熱部材に固定された１つの部材、または前記加熱部材の一部分であること、
    　を特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載の真空ポンプ。
    　
PCT/JP2020/035600 2019-09-30 2020-09-18 真空ポンプ WO2021065584A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202080064814.5A CN114364880A (zh) 2019-09-30 2020-09-18 真空泵
KR1020227004199A KR20220066250A (ko) 2019-09-30 2020-09-18 진공 펌프
US17/762,992 US11994137B2 (en) 2019-09-30 2020-09-18 Vacuum pump
EP20872037.5A EP4043734A4 (en) 2019-09-30 2020-09-18 VACUUM PUMP

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019179931 2019-09-30
JP2019-179931 2019-09-30
JP2020-153767 2020-09-14
JP2020153767A JP2021055673A (ja) 2019-09-30 2020-09-14 真空ポンプ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021065584A1 true WO2021065584A1 (ja) 2021-04-08

Family

ID=75270252

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2020/035600 WO2021065584A1 (ja) 2019-09-30 2020-09-18 真空ポンプ

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11994137B2 (ja)
EP (1) EP4043734A4 (ja)
JP (1) JP2021055673A (ja)
KR (1) KR20220066250A (ja)
CN (1) CN114364880A (ja)
WO (1) WO2021065584A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023199880A1 (ja) * 2022-04-15 2023-10-19 エドワーズ株式会社 真空ポンプ

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7356869B2 (ja) * 2019-11-05 2023-10-05 エドワーズ株式会社 真空ポンプ
JP2022134773A (ja) * 2021-03-04 2022-09-15 エドワーズ株式会社 真空ポンプ

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5968196U (ja) * 1982-10-29 1984-05-09 株式会社大阪真空機器製作所 タ−ボ分子ポンプ
JPH09310696A (ja) * 1996-03-21 1997-12-02 Osaka Shinku Kiki Seisakusho:Kk 分子ポンプ
JPH10306789A (ja) * 1997-05-08 1998-11-17 Daikin Ind Ltd 分子ポンプ
JPH11336691A (ja) * 1998-05-25 1999-12-07 Shimadzu Corp ターボ分子ポンプ
JP2000131476A (ja) * 1998-10-27 2000-05-12 Japan Atom Energy Res Inst 核融合炉の排気装置
WO2014050648A1 (ja) * 2012-09-26 2014-04-03 エドワーズ株式会社 ロータ、及び、このロータを備えた真空ポンプ
JP2014062480A (ja) * 2012-09-20 2014-04-10 Shimadzu Corp 真空ポンプおよびその製造方法
JP2015143513A (ja) * 2013-12-27 2015-08-06 株式会社島津製作所 真空ポンプ
JP2017002856A (ja) 2015-06-12 2017-01-05 株式会社島津製作所 ターボ分子ポンプ
WO2018164013A1 (ja) * 2017-03-10 2018-09-13 エドワーズ株式会社 真空ポンプの排気システム、真空ポンプの排気システムに備わる真空ポンプ、パージガス供給装置、温度センサユニット、および真空ポンプの排気方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5968196A (ja) 1982-10-12 1984-04-18 株式会社東芝 ア−ク炉電極昇降制御装置
CN104870825B (zh) 2013-01-31 2018-07-31 埃地沃兹日本有限公司 真空泵
JP6666696B2 (ja) * 2015-11-16 2020-03-18 エドワーズ株式会社 真空ポンプ
JP7048391B2 (ja) * 2018-03-30 2022-04-05 エドワーズ株式会社 真空ポンプ
JP7514609B2 (ja) * 2019-10-28 2024-07-11 エドワーズ株式会社 真空ポンプ
JP7356869B2 (ja) * 2019-11-05 2023-10-05 エドワーズ株式会社 真空ポンプ

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5968196U (ja) * 1982-10-29 1984-05-09 株式会社大阪真空機器製作所 タ−ボ分子ポンプ
JPH09310696A (ja) * 1996-03-21 1997-12-02 Osaka Shinku Kiki Seisakusho:Kk 分子ポンプ
JPH10306789A (ja) * 1997-05-08 1998-11-17 Daikin Ind Ltd 分子ポンプ
JPH11336691A (ja) * 1998-05-25 1999-12-07 Shimadzu Corp ターボ分子ポンプ
JP2000131476A (ja) * 1998-10-27 2000-05-12 Japan Atom Energy Res Inst 核融合炉の排気装置
JP2014062480A (ja) * 2012-09-20 2014-04-10 Shimadzu Corp 真空ポンプおよびその製造方法
WO2014050648A1 (ja) * 2012-09-26 2014-04-03 エドワーズ株式会社 ロータ、及び、このロータを備えた真空ポンプ
JP2015143513A (ja) * 2013-12-27 2015-08-06 株式会社島津製作所 真空ポンプ
JP2017002856A (ja) 2015-06-12 2017-01-05 株式会社島津製作所 ターボ分子ポンプ
WO2018164013A1 (ja) * 2017-03-10 2018-09-13 エドワーズ株式会社 真空ポンプの排気システム、真空ポンプの排気システムに備わる真空ポンプ、パージガス供給装置、温度センサユニット、および真空ポンプの排気方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP4043734A4

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023199880A1 (ja) * 2022-04-15 2023-10-19 エドワーズ株式会社 真空ポンプ

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220066250A (ko) 2022-05-24
EP4043734A4 (en) 2023-10-18
US11994137B2 (en) 2024-05-28
US20220412369A1 (en) 2022-12-29
EP4043734A1 (en) 2022-08-17
CN114364880A (zh) 2022-04-15
JP2021055673A (ja) 2021-04-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2021065584A1 (ja) 真空ポンプ
JP6735058B2 (ja) 真空ポンプ
KR102214002B1 (ko) 진공 펌프
JP6287475B2 (ja) 真空ポンプ
JP2019178655A (ja) 真空ポンプ
KR20220092858A (ko) 진공 펌프
US20170152893A1 (en) A cooling system for axial magnetic bearing
EP2894347B1 (en) Stator member and vacuum pump
JP6331491B2 (ja) 真空ポンプ
CN109690089B (zh) 真空泵以及真空泵所具备的固定圆板
KR20160119758A (ko) 진공 펌프, 및 이 진공 펌프에 이용되는 단열 스페이서
JP2002242876A (ja) 磁気軸受式ポンプ
JP5463037B2 (ja) 真空ポンプ
JP6390478B2 (ja) 真空ポンプ
JP2016017454A (ja) ターボ分子ポンプ
WO2020090632A1 (ja) 真空ポンプ、及び、真空ポンプ構成部品
JP2021116735A (ja) 真空ポンプおよびステータコラム
JP2865959B2 (ja) ターボ分子ポンプ
JP4899598B2 (ja) ターボ分子ポンプ
JP6390098B2 (ja) 真空ポンプ
TWM616858U (zh) 高效率的渦輪分子泵裝置
JP2014029129A (ja) 真空ポンプ
JP2021134660A (ja) ターボ分子ポンプ
JP7546410B2 (ja) 真空ポンプおよび真空ポンプ用回転翼
TW202242261A (zh) 高效率的渦輪分子泵裝置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20872037

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020872037

Country of ref document: EP

Effective date: 20220502