JP4395210B2 - 真空ポンプの改良 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する分野】
本発明は改良真空ポンプ、特に操作のターボ−分子モードを採用した真空ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
真空ポンプの在来のターボ−分子段構造は交互のロータとステータのスタックからなる。各段は効果的には、中実ディスクからなり、複数のブレードが該ディスクから半径方向に（垂直に）垂下する。ブレードはディスクの円周の周りに等間隔をなし、そしてロータ段の回転方向に、ディスクの平面からの半径方向線を中心に曲げられている。
ロータブレード及びステータブレードは、ディスクから半径方向線で側面から見たときそれぞれ正の勾配及び負の勾配を有する。この構成はポンプの中に分子の移動を生じさせる分子流れ状態に効果を有する。
真空の異なるレベルまで排気するきに複数のチャンバーが必要である多数のタイプの装置がある。例えば、周知のタイプの質量分光計では、検出器として知られた装置の部分は普通、例えば１０^-6ｍｂｒで作動されなければならず、分析器として知られた部分は真空の異なるレベル、例えば１０^-3で作動されなければならない。
【０００３】
加えて、且つ重要なことは、装置の異なる部分からのガスの処理量が一般的に変化する。例えば、上記のタイプの代表的な質量分光器では、検出器については６０／秒の能力、そして分析器については２００／秒の能力である必要がある。
質量分光器に限るわけではないが、これを含むタイプの装置では、多数の異なる真空ポンプが通常採用される。例えば、質量分光器では、検出器及び分析器は、別々のターボ−分子真空ポンプによって排気され、かかる真空ポンプそれ自身は別々のポンプ、例えばロータリベーンポンプによって後援される必要がある。
装置の全体の寸法及び電力要求を減じるために種々の真空ポンプの使用を合理化する要望が増している。２つ（又はそれ以上の）ターボ−分子ポンプを支持するための単一のバッキングポンプが比較的普通である。加えて、２つ（又はそれ以上の）個々のポンプを、ポンプの段すべてを通過するのに必要とされるガス用の普通の入口及びポンプの後半の段だけを通過するのに必要とされるガス用の、段の間の中間入口を有する単一のポンプで置き替えるために単一のターボ−分子ポンプを採用することが最近提案された。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、装置ポンプシステムの合理化のためのこれらの提案ですら特に大きさ及び電力消費と関連した課題をすべて解消しない。
従って合理化をさらに高めることができる改良真空ポンプの要望がある。
本発明によれば、複数の真空段を有し、且つガスがポンプ段すべてを通過することができるようにする第１ポンプ入口及びガスが中間段位置でポンプに流入することができ且つポンプの引き続く段だけを通過することができるようにする第２入口を有する真空ポンプにおいて、ポンプ全体が第１入口及び第２入口にそれぞれ取り付けられる異なる装置の圧力要件／ポンプ能力に適するように中間段の前のポンプ段は中間段に続くポンプ段と異なる寸法を有している、上記真空ポンプを提供する。
【０００５】
本発明は特にターボ−分子ポンプに有利に適用できる。
異なる装置の圧力要件に適する点では、より低い圧力（より高い真空）を要求する装置は一般的には第１入口に取り付けられる必要があり、従って、排気されるガスはポンプの段すべてに曝され、これに対して、より高い圧力を要求する装置は一般的には第２の入口に取り付けられる必要があり、従って排気されるガスは中間段に続くポンプ段にだけ曝される。
例えば、より低い圧力（高真空）を必要とする装置が特に、速度及び圧縮に関してより小さいポンプ能力を要求する場合、及び例えば、より高い圧力を必要とする装置がより高いポンプ能力を要求する場合には、中間段の前の段は中間段に続く段よりも小さい寸法のものでよい。
【０００６】
特に、ターボ−分子ポンプの場合には、これは、ロータの先端直径が中間段の前の段の方が中間段の後よりも小さいことを意味する。
特に、ターボ−分子ポンプの場合には、ポンプ中間段の前と後の両方に３つ、４つ、５つ、６つ又はそれ以上の段（ロータ／ステータ対）があることが好ましい。
ターボ−分子ポンプと関連した好ましい実施形態では、１つ又はそれ以上のHolweck ポンプ段が最後のターボ−分子段とポンプ出口との間に採用される。
発明のより良い理解のために、今、操作のターボ−分子モードを採用し、且つ最終のHolweck 段を含む、本発明の真空ポンプの縦断面図を示す添付図面を参照する。
【０００７】
【発明の実施形態】
図面を参照すると、多構成部品本体を有する真空ポンプがしめされ、本体にはシャフト２が取り付けられている。シャフト２の回転はシャフト２の周りに位置決めされたモータ３によって行われる。シャフト２の位置はシャフトの基部の軸受４及びシャフトの頂部の軸受５によって制御され、すべて当該技術で周知の設計のものである。
ポンプは中間段の前後に全体的に６及び７で指示した２組のターボ−分子段を有する。
ターボ−分子段の第１組は上記の如き角形ブレード構造のそして周知構造の４つのロータ（インペラ）（そのうちの１つを８で指示する）と、再び上記の如き角形ブレード構造のそして周知構造の４つの対応したステータ（そのうちの１つを９で指示する）と、を有する。
【０００８】
ロータの先端の直径Ｄ₁ を図面に指示する。
段の第１組への入口１０は有孔入口スクリーン１１を通して第１組の４つのロータ／ステータ段に流入させる。
ターボ−分子段７の第２組は角形ブレード構造の更に６つのロータ（インペラ）（そのうちの１つを１２で指示する）と、これ又角形ブレードの６つの対応するステーター（そのうちの１つを図面に１３で指示する）とを有する。
これらのロータの先端の直径Ｄ₂ を図面に指示する。
ターボ−分子段の第１組と第２組との間の中間段位置に大有孔設計のステータブリッジ１４が位置決めされる。
第１組のターボ−分子段６から出たガスは中間段を通って第２組のターボ−分子段７に流入することができる。
【０００９】
ポンプ本体には第２入口１６が形成され、ガスをステータブリッジ１４の孔を経て中間段領域に直接流入させる。
第２組のターボ−分子段７の出口には多数のHolweck 段がある。これらのHolweck 段は２つの回転シリンダー１７，１８と、対応する環状管状ステータ１９，２０とを有し、環状ステータには螺旋溝が（ステータ１９については片側にそしてステータ２０については両側に）すべてそれ自体周知の方法で形成される。
Holweck 段を出たガスはポンプ本体１に形成された通路２１に、それ故に、ポンプ出口２２に押し入れられる。
従って、この実施形態では、ターボ、分子ポンプ段の組は入口１及び入口２に取り付けられるべきそれぞれの真空系の圧力要件及びポンプ能力を反映するように寸法決めされ、それによってより低い電力消費及びより小さい寸法の点からみてポンプ全体の改良になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の真空ポンプの縦断面図を示す。
【符号の説明】
１ 本体
２ シャフト
６ ターボ−分子段
７ ターボ−分子段
８ ロータ
９ ステータ
10 入口
12 ロータ
13 ステータ
16 入口
17 回転シリンダー
18 回転シリンダー
19 ステータ
22 ポンプ出口７

Claims (3)

1. 複数のターボ−分子段（６，７）を有し、且つ使用中、ガスがターボ分子段（６，７）すべてを通過することができるようにする第1ポンプ入口（１０）及び使用中、ガスが中間段位置でポンプに流入することができ且つポンプの引き続く段だけを通過することができるようにする第２入口（１６）を有する真空ポンプにおいて、ポンプが、第１入口（１０）及び第２入口（１６）にそれぞれ取り付けられる第１装置及び第２装置の圧力要件／ポンプ能力要件を満たすように中間段位置の前のターボ−分子段（６）が、中間段位置に続くターボ−分子段（７）の先端直径（Ｄ２）よりも小さい先端直径（Ｄ１）のものであり、前記第１装置はより低い圧力及びより小さいポンプ能力を要求し、前記第２装置はより高い圧力及びより高いポンプ能力を要求する、ことを特徴とするターボ−分子真空ポンプ。
2. 中間段位置の前と後の両方に少なくとも３つのターボ−分子段を有する、請求項１に記載のターボ−分子真空ポンプ。
3. Holweck段が、最後のターボ−分子段とポンプ出口（２２）との間に採用される、請求項１又は２に記載のターボ−分子真空ポンプ。

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