JP2741863B2 - ターボ真空ポンプ - Google Patents

ターボ真空ポンプ

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JP2741863B2 JP63091444A JP9144488A JP2741863B2 JP 2741863 B2 JP2741863 B2 JP 2741863B2 JP 63091444 A JP63091444 A JP 63091444A JP 9144488 A JP9144488 A JP 9144488A JP 2741863 B2 JP2741863 B2 JP 2741863B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、大気圧から排気可能なターボ真空ポンプに
係り、特に清浄な真空を得るのに好適な真空ポンプに関
する。
〔従来の技術〕
従来の大気圧から排気可能なターボ真空ポンプは、特
開昭62−153597号に記載のように軸受としては玉軸受が
使用されていた。このため、軸受の潤滑に用いている油
が排気流路内に流れ込まないようにねじシールやパージ
ガスを用いる特殊な軸封機構が、排気流路とモータ室の
間に設けられていた。また、油による汚染を防ぐ方法と
しては特開昭61−210292号に記載のように真空中に油潤
滑の必要がない電磁軸受を配置する方法も考えられてい
るが、この方法はモータ負荷の小さいターボ分子ポンプ
等にだけ用いられていた。
〔発明が解決しようとする課題〕 上記の特殊な軸封機構を用いる従来技術は、パージガ
ス供給源の圧力低下等の異常時のことについて配慮され
ておらず、異常時に軸受の潤滑油により排気流路が汚染
されるおそれがあるという問題があつた。また、ターボ
分子ポンプ等に用いられている電磁軸受を真空中に配置
する方法は、潤滑油を用いていないので油汚染の心配は
全くないが、この方法を大気圧から排気可能なターボ真
空ポンプに用いるとモータ負荷や電磁軸受の負荷がター
ボ分子ポンプに比べ大きいためにモータや電磁軸受から
発生する熱を真空中では十分に取り除けないという問題
があつた。
本発明の目的は、大気圧から排気可能なターボ真空ポ
ンプに電磁軸受の使用を可能にし、異常時も含めて完全
に清浄な大気圧から排気可能なターボ真空ポンプを提供
することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的は、段の翼車を有するロータと、このロータ
が締結されるシャフトと、ロータ部及びステータ部を有
しロータ部が前記シャフトに締結される電磁軸受と、前
記シャフトを回転駆動するモータと、前記ロータを収容
し排気口と吸気口を備えたケーシングとを備え、大気圧
から排気可能なターボ真空ポンプにおいて、前記翼車を
真空を生成する真空室側に、前記電磁軸受と前記モータ
とを大気圧中にそれぞれ配置するとともに、前記電磁軸
受と前記モータを冷却する冷却手段を備え、この冷却手
段により送風された冷却ガスを前記排気口に導き前記真
空室をシールすることにより達成される。
〔作用〕
電磁軸受とモータを大気圧中に配置し、フアン等の空
冷手段を備えると、電磁軸受とモータを特に、そのロー
タ部分を効果的に冷却することができる。従つて、大気
圧から排気可能なターボ真空ポンプに電磁軸受を適用す
ることができ、異常時も含めて完全に清浄な大気圧から
排気可能なターボ真空ポンプを得ることができる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を図面により説明する。
第1図は本発明の一実施例を示すもので、この第1図
において、ロータ1は、ケーシング2内に配置され、シ
ヤフト3に焼きばめされている。ロータ1の外周には吸
気口側から軸流ロータ4,遠心ロータ5,渦流ロータ6が備
えられている。軸流ロータ4に対向してステータリング
7に支えられる軸流ステータ8が備えられている。遠心
ロータ5のリターン流路には遠心ステータ9が備えられ
ている。渦流ロータ6に対向して通風路10が設けられて
いる。通風路10内には渦の形成を容易にするためにコア
11が設けられている。また、通風路のまわりには水冷ジ
ヤケツト12が設けられている。シヤフト3の下部には、
ケーシング13に支えられる制御型のラジアル軸受のステ
ータ部14a,14bに対向して制御型のラジアル軸受のロー
タ部14a′,14b′が備えられている。ラジアル軸受の間
にはモータステータ15,モータロータ15′が備えられて
いる。ラジアル軸受14a,14a′の上部には、差動トラン
ス形のラジアルセンサのステータ部16a,ロータ部16a′
が配置されている。ラジアル軸受14b,14b′の下部には
差動トランス形のラジアルセンサのステータ部16b、ロ
ータ部16b′が配置されている。ラジアルセンサ16b,16
b′の下部には、スラスト軸受のステータ部17、ロータ
部17′及びタツチダウン軸受18が備えられている。スラ
ストセンサ19は、キヤツプ20の中央部にシヤフト下端に
対向して設けられている。キヤツプには通風口21が設け
られている。シヤフト下端部にはフアン22が設けられて
いる。ケーシング13には、送風路23が設けられている。
また、モータ,ラジアル軸受のステータ部の周囲に冷却
水路30が設けられている。タツチダウン軸受24を支えて
いるベース25には排気路26が設けられている。以上の構
成において、ロータ1をモータ15,15′で高速駆動する
と気体分子を吸気口27より大気圧の排気口28へと排気す
ることができる。大気圧まで排気するのに必要な駆動力
は、一般的に数KWでありターボ分子ポンプの駆動に必要
な駆動力のほぼ10倍になる。このため、モータは負荷が
大きいものとなる。また、電磁軸受14a,14a′,14b,14
b′,17,17′もターボ分子ポンプの場合とは違つてロー
タの自重、ロータのアンバランス力の他にロータが受け
る流体力及びモータ負荷の増大に伴つて大きくなるモー
タから外乱として発生する力も支えなければならないの
で負荷が大きいものとなる。以上の理由で、大気圧から
排気可能なターボ真空ポンプにおいては、ターボ分子ポ
ンプの場合に比べて電磁軸受、モータではるかに大きい
熱が発生する。従つて、ターボ分子ポンプの場合のよう
に電磁軸受、モータを真空中に配置していると電磁軸受
及びモータのロータ部分の冷却は熱放射によるものしか
できず、電磁軸受、モータを120℃程度の使用限界温度
以下に保つのが困難である。本実施例では、電磁軸受、
モータのステータ部の周囲に冷却水路を設けるとともに
電磁軸受、モータを大気圧中に配置し、さらにシヤフト
3の下端部にフアン22を設けているので、電磁軸受、モ
ータ特にそのロータ部を効果的に冷却することができる
ので電磁軸受、モータの温度を使用限界温度以下に保つ
ことができる。従つて、大気圧から排気可能なターボ真
空ポンプに電磁軸受の適用が可能になり、その結果とし
て異常時も含めて完全に清浄な大気圧から排気可能なタ
ーボ真空ポンプを得ることができる。なお、本実施例で
はフアンをシヤフト下端部に設けその駆動をモータ15,1
5′で行つているのでフアンを駆動するために別の電源
を設ける必要がないばかりか送風が翼車の流路に向かつ
てなされているので半導体製造装置等で用いる腐食性ガ
スを排気する場合には、流路内の腐食ガスが軸受モータ
等が納められているケーシング13内に侵入しないという
効果もある。また、フアンはフイン構造をしているので
締結されているシヤフト3より熱を取り除く効果もあ
る。さらに、フアンの上下に生じる圧力差によりフアン
に下向きのスラスト力がかかるので、ロータ1に吸気側
と排気側の圧力差によりかかるスラスト力を軽減すると
いう効果もある。
第2図は本発明の他の一実施例を示すものである。こ
の実施例では、シヤフトに締結したフアンの代わりにキ
ヤツプ20′の下部に別電源のフアン22′を設けている。
また、翼車の組み合せとしては、遠心翼の代わりにねじ
溝29を用い、軸流翼,ねじ溝,渦流翼の組み合せになつ
ている。
本実施例によれば、フアンの電源をロータ駆動のため
の電源と別にしているのでロータが低速時でも十分に冷
却を行えるという効果がある。従つて、ロータの急加速
時にモータ、電磁軸受で発生する熱を十分に取り除ける
ので起動時間を短かくできるというメリツトがある。
第3図は本発明のさらに他の実施例を示すものであ
る。この実施例では、シヤフトに締結したフアン22をモ
ータ15,15′とラジアル軸受14b,14b′の間に配置すると
ともにポンプの駆動電源と別電源のフアン22′を設けて
いる。また、冷却に使用するガスの回収配管33a、熱交
換器32、ガス供給配管33b、ガスのリザーバー部31を設
けている。
以上の構成により冷却のために使用するガス、例え
ば、窒素の使用量を多くすることなく冷却のためのガス
の送風量を大きくすることができるので軸受、モータを
さらに効果的に冷却することができる。
以上の実施例では、翼車の組み合せとしては軸流翼を
用いたもので説明してきたが、軸流翼を用いない遠心
翼,渦流翼の組み合せ、或はねじ溝,渦流翼の組み合せ
を用いてもよい。
〔発明の効果〕
本発明によれば、大気圧から排気可能なターボ真空ポ
ンプに電磁軸受の使用が可能になるので異常時も含めて
完全に清浄な大気圧から排気可能なターボ真空ポンプが
提供できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の縦断面図、第2図および第
3図はそれぞれ本発明の他の実施例の縦断面図である。 1……ロータ、2……ケーシング、3……シヤフト、4
……軸流ロータ、5……遠心ロータ、6……渦流ロー
タ、7……ステータリング、8……軸流ステータ、9…
…遠心ステータ、10……通風路、11……コア、12……水
冷ジヤケツト、13……ケーシング、14a,14b……ラジア
ル軸受ステータ部、14a′,14b′……ラジアル軸受ロー
タ部、15……モータステータ、15′……モータロータ、
16a,16b……ラジアルセンサステータ部、16a′,16b′…
…ラジアルセンサロータ部、17……スラスト軸受ステー
タ部、17′……スラスト軸受ロータ部、18……タツチダ
ウン軸受、19……スラストセンサ、20……キヤツプ、21
……通風口、22……フアン、23……送風路、24……タツ
チダウン軸受、25……ベース、26……排気路、27……吸
気口、28……排気口、29……ねじ溝、30……冷却水路。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】多段の翼車を有するロータと、このロータ
    が締結されるシャフトと、ロータ部及びステータ部を有
    しロータ部が前記シャフトに締結される電磁軸受と、前
    記シャフトを回転駆動するモータと、前記ロータを収容
    し排気口と吸気口を備えたケーシングとを備え、大気圧
    から排気可能なターボ真空ポンプにおいて、 前記翼車を真空を生成する真空室側に、前記電磁軸受と
    前記モータとを大気圧中にそれぞれ配置するとともに、
    前記電磁軸受と前記モータを冷却する冷却手段を備え、
    この冷却手段により送風された冷却ガスを前記排気口に
    導き前記真空室をシールすることを特徴とするターボ真
    空ポンプ。
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