JP5512913B2 - 真空ポンプ - Google Patents
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Description
成部品のフランジ結合にメタル・シールが使用されなければならない。これは、UHV装
置がそれにより加熱され且つエラストマー・シールに対しては高すぎるきわめて高い温度
に基づくものである。このとき、特殊鋼から製作され且つナイフ・エッジを有する特殊フ
ランジが使用される。このナイフ・エッジは、より軟らかい金属内に圧入され、この場合
、特に銅が使用される。このタイプのフランジ構造が、Wutz,Adam,Walch
er著、第8版、634頁に記載されている。
いのは単にフランジそれ自身だけではないことが欠点である。従来技術においては、真空
ハウジング全体を高価な材料から製作することが避けられない。真空室のような大きな装
置においてのみならず真空ポンプのような構成部品においてもまた、このことは著しい出
費を意味する。
真空ハウジングに、UHVに適しているフランジの全体またはその一部を支持するリン
グを設けることが基本的な考え方である。このリングそれ自身は、真空ハウジングと、U
HVに対して気密に結合されている。これにより、ハウジングの大部分を価格が安い材料
例えばアルミニウムおよびアルミニウム合金から製作することが可能である。
第1の変更態様においては、第1のリングがハウジングと固定結合されている。これは
高い機械荷重に対してより高い安全性を提供する。高い機械荷重は、フランジを介して真
空ハウジングと結合されているかまたは真空ハウジング内に配置されていることもあるタ
ーボ分子真空ポンプのいわゆるロータ/ステータ衝突が起こったときに発生する。
行われていてもよい。他の実施形態においては、結合が圧接結合により行われる。結合の
ために摩擦溶接を使用することもまた考えられ、その理由は、摩擦溶接は溶接方法の中で
も特に確実な結合を形成するからである。
真空ハウジングの方向に他のナイフ・エッジを有している。これにより、この装置の真空
気密性が著しく改善される。
によってもまた提供可能である。
真空気密性の改善は、さらに、第2のリングが第1のリングと真空ハウジングとの間に
配置されていることにより可能である。第2のリングは、ハウジングおよび第1のリング
より軟らかい材料から製作されている。このとき、第2のリングはシールとして働く。第
2のリングを銅から製作することが有利であり、その理由は、銅は、他の通常のフランジ
材料およびハウジング材料への熱膨張の良好な適合を可能にするからである。
ミニウムから製作されることが有利であり、その理由は、アルミニウムは良好な熱伝導性
を有しているからである。良好な熱伝導性は装置の加熱に対して有利である。
から製作される必要はなく、真空室はしばしば大きな寸法を有しているので、この場合、
節約効果は特に大きい。
低減が可能であるのみならず、真空ポンプ内におけるガスの圧縮において排出されるべき
熱を鋼よりもはるかに良好に伝導可能な材料が使用できることもまた特に有利である。
プ、略してポンプと結合されている。チャンバおよびポンプはそれぞれハウジング3ない
しは4を有している。ポンプは、この場合、略図でターボ分子真空ポンプとして示され、
ターボ分子真空ポンプは、軸および軸に固定された羽根からなるロータ10と、およびス
ペーサ・リングおよび羽根ディスクがその中に配置されているステータ11とを有してい
る。ロータは軸受12内に支持され、および駆動装置13により高速で回転される。ポン
プはフランジ6を有し、チャンバはフランジ5を有している。これらのフランジは接触さ
せられ且つ複数のフランジ・ボルト7により相互に着脱可能に結合されている。
プのハウジングであってもまたはチャンバのハウジングであってもよい。円筒部分20は
第1の材料例えばアルミニウム合金から製作されている。円筒部分20と同心に第1のリ
ング21が位置し、第1のリング21はより硬い材料例えば特殊鋼から製作されている。
円筒部分20および第1のリング21の両方は溶接継目30により相互に結合されている
。この結合を形成するために、種々の溶接方法が使用可能である。この場合、摩擦溶接が
使用されることが有利であるが、必ずしもこれに限定されない。第1のリングはナイフ・
エッジ23を有し、ナイフ・エッジ23はフランジ面26の一部を示す面上に位置し、且
つこの面上においてリング状に貫通開口を包囲している。ナイフ・エッジは、フランジを
結合したとき、メタル・シール・リング35内に圧入される。このシール・リングに対し
て、機械的に軟らかいメタル、たいていの場合銅35が使用される。
0の切欠部の内部に位置している。シール・リング35内に食い込んでいる、フランジ面
上のナイフ・エッジ23のほかに、リングは、真空ハウジングの方向に追加のナイフ・エ
ッジ24を有している。リングの周囲において半径方向外側に向かって他のナイフ・エッ
ジ25が配置されている。他のナイフ・エッジの1つのみによっても気密性および機械的
安定性が向上される。この機械的安定性には、例えば、リングおよび円筒部分の結合が、
チャンバ・フランジとポンプ・フランジとの間のフランジ結合が解放されたときにおいて
も確実に形成されたままであることが付属する。両方の有利性の向上は協働して得られる
。この例においては、第1のリングが圧入されている。
位置し且つ3辺が円筒部分20の材料により包囲されている。この円筒部分の突起部33
はリング21の内側内に突出している。突起部33は、軸方向において、フランジ面26
で終端している。溶接継目30がリング21および部分20を結合する。溶接継目30は
一方で装置を固定し、他方でガスの侵入に対して装置をきわめて良好にシールする。溶接
継目はその前面配置により特に簡単に形成可能である。この場合もまた、同様に、種々の
溶接方法が使用可能である。突起部33と第1のリング21との間に溶接継目を配置する
ことは、溶接継目がリングの内側に配置されているので有利である。これにより、場合に
よっては第1のリングと部分20との間の空間内に存在するガスが高真空領域内に到達す
ることが回避される。
置しているが、この場合には切欠部内には位置していない。メタル・シール・リング35
内に食い込んでいるナイフ・エッジ23はフランジ面26上に設けられている。円筒部分
の方向に2つのナイフ・エッジ24が設けられているが、高い気密性を達成するために、
場所的な関係に応じてそれぞれ、2つより多くのナイフ・エッジが設けられてもよい。こ
の例においては、第1のリングは、溶接継目30を介して円筒部分と結合されている。種
々の溶接方法が使用可能である。摩擦溶接が使用されることが有利であり、摩擦溶接は、
特に安定な、したがって機械的に確実な溶接継目を形成する。場所に応じてそれぞれ、円
筒部分とリングとの間の接触位置の内側にも溶接継目が設けられてもよい。
第1の手段として、円筒部分20と第1のリング21との間の切欠部内に第2のリング2
2が設けられる。第2のリング22は円筒部分および第1のリングよりも機械的に軟らか
い材料例えば銅からなっている。第2のリング22内にナイフ・エッジが圧入され、ナイ
フ・エッジは、第1のリング上のみならず円筒部分上にも設けられていてもよい。第2の
手段として、第1のリング21が、複数のボルト31を介して円筒部分と結合されている
。図において、ボルトは、円筒部分内に存在する内孔内に挿入され且つ第1のリング内の
ねじ山内にねじ込まれるように示されている。幾何比に応じてそれぞれ、第1のリング内
に内孔を、および円筒部分内にねじを設けることが有意義な場合もある。
設けられている。第1のリング21が切欠部32に圧着され、これにより、真空気密性を
向上させる段が形成されている。第1のリングはボルト31により固定され、ボルト31
は、上記の例と同様に、図示されているように第1のリング内にねじ込まれても、または
フランジ側からとは逆方向にねじ込まれてもよい。同様に、ナイフ・エッジ23がフラン
ジ面26上に設けられている。
全てまたは一部、特にナイフ・エッジ上に設けられる。これはこれらのナイフ・エッジ面
を硬化させるので、機械的安定性および気密性がさらに改善される。ナイフ・エッジに対
向する面を適切にコーティングすることもまた当然に考えられる。
されてもよい。この意味において、図示の例は、制約として理解されるものではなく、提
案として理解されるべきである。
2 真空ポンプ(超高真空ポンプ、ポンプ)
3、4 真空ハウジング
5、6 フランジ
7 フランジ・ボルト
10 ロータ
11 ステータ
12 軸受
13 駆動装置
20 円筒部分
21 第1のリング
22 第2のリング
23、24、25 ナイフ・エッジ
26 フランジ面
30 溶接継目
31 ボルト
32 切欠部
33 突起部
35 メタル・シール・リング
Claims (5)
- 真空ハウジング(3、4)を備えた真空ポンプであって、前記真空ハウジングが、真空室(1)に向いた真空ハウジングの側にフランジ(6)と、ならびにこのフランジに接続した円筒部分(20)とを備えている真空ポンプにおいて、
リング状で且つ軸方向で真空ポンプ(1)から反対の方向に向いたナイフ・エッジ(23)を、少なくともその一部がフランジ面(26)を形成する面上に有する第1のリング(21)が、円筒部分と同心に配置され、および第1のリング(21)が、高い機械荷重に対して安全性を得るために真空ポンプのハウジングより硬い材料からなり、第2のリング(22)が、真空ポンプの軸方向において、第1のリング(21)と円筒部分(20)との間に配置され、およびシールとして働く第2のリング(22)が、円筒部分および第1のリングの材料より軟らかい材料からなり、
円筒部分(20)と第1のリング(21)との間の結合が、摩擦溶接、ボルト止め及び圧接結合のいずれか1つにより形成されることを特徴とする真空ポンプ。 - 第1のリング(21)が、軸方向に且つ真空ハウジングを向く第2のナイフ・エッジ(
24)を有することを特徴とする請求項1に記載の真空ポンプ。 - 第2のリング(22)が銅合金からなることを特徴とする請求項1に記載の真空ポンプ。
- 第1のリング(21)が特殊鋼からなることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の真空ポンプ。
- 円筒部分(20)がアルミニウム合金からなることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の真空ポンプ。
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