JPH0278793A - 多段渦流型真空ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、多数の放射状翼を有する複数段の羽根車と、
該羽根車の放射状翼を囲んで流体流路を形成するケーシ
ングとを備え、初段側の吸込口から吸込んだ流体を最終
段側の吐出口から直接大気に吐出するようにした多段渦
流型真空ポンプに関する。

［従来の技術］ 多数の放射状翼を有する複数段の羽根車と、該羽根車の
放射状翼を囲んで流体流路を形成するケーシングとを備
えた多段渦流型圧縮機は、１段当りの圧縮比が大きく、
しかも一般の容積型圧縮機と異なり特に流体シールを必
要としない非接触型の圧縮機構のため、周知のように圧
縮機又は真空ポンプとして利用されている。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来の渦流型真空ポンプにおいては、回転体の支持
に玉軸受を使用しているため（特開昭６１−２４７８９
３号公報参照）、潤滑油蒸気を真空中に放出させない手
段として、羽根車の吐出側（大気圧側）に玉軸受を配置
する片持ち支持構造を採用しているが、高速回転体の振
動特性や安定性を考慮した場合、片持ち支持は好ましく
ない。

また、回転体の軸径を大きくすると玉軸受の許容回転数
が下がるため、高い回転数が必要な場合に軸径を太くで
きないという難点があった。更に、高速回転の場合、玉
軸受の寿命が比較的短時間となるため、交換可能な複雑
な構造となっていた。

又、周知のように渦流型真空ポンプの性能は、羽根車と
ケーシングとの間のシール性能に負うところが大きいた
め、羽根車とケーシングとの間の微小間隙は小さいほど
好ましい、しかし、多段にした場合、は、圧縮による発
熱により回転軸が軸方向に熱膨張するため、前記の微小
間隙を充分に小さくすることができず、したがってポン
プ性能が低く、１０’Ｔｏｒｒ以下の真空度を単体のポ
ンプで得ることはできなかった。

本発明は、単体で１Ｏ−３Ｔｏｒｒ以下の真空度が得ら
れる多段渦流型真空ポンプを提供することを目的として
いる。

［課題を解決するための手段］ 本発明によれば、多数の放射状翼を有する複数段の羽根
車と、該羽根車の放射状翼を囲んで流体流路を形成する
ケーシングとを備え、初段側の吸込口から吸込んだ流体
を最終段側の吐出口から直接大気に吐出するようにした
多段渦流型真空ボン１において、前記羽根車の軸とこれ
を駆動する電動機ロータとを一体の回転軸に形成し、該
回転軸の両端部をラジアル磁気軸受で支持し、前記最終
段の羽根車付近に軸方向位置センサを配設してスラスト
磁気軸受で支持すると共に、該回転軸の一部を中空部に
形成して前記電動機ロータ側から液体供給用の導管を該
中空部と非接触に設け、該導管で供給する液体により該
回転軸を冷却する冷却手段を設けている。

［作用］ 上記のように構成された多段渦流型真空ポンプにおいて
は、潤滑油を必要としない磁気軸受により、真空になる
吸込側の回転軸端部をも支持し、高速回転体を両持ち支
持して振動特性や安定性を向上することができる。

また、磁気軸受は非接触なので回転数には特に制限はな
く、軸径を太くして必要な剛性を得て高速回転をさせる
ことができる。更に、軸受の交換が不要なので、構造を
簡単化することができる。

また、最終段の羽根車付近を軸方向変位の基準点とする
とともに、回転軸を冷却手段により冷却し、回転体とケ
ーシングの相対的変位を小さくし、したがって羽根車と
ケーシングとの間の微小間隙を充分小さくしてポンプ性
能を向上することができる。

［実施例］ 以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図において、吸込口１と吐出ロアとが形成されたハ
ウジング３内には、多数の放射状翼２０（第２図）を有
する多段の羽根車軸５と、その羽根車軸５の羽根車５ａ
を囲んで流体通路を形成するケーシング４とが設けられ
、これらにより多段渦流型ポンプが形成されている０図
示の例では羽根車段数は６段に構成されているが、この
構成は羽根車軸５の回転速度によって変り得るものであ
り、６段に陽定されるものではない。

その羽根車５と電動機ロータ９とは一体の回転軸６に形
成されている。この回転軸６の両端部とハウジングとの
間にはラジアル磁気軸受２．２−がそれぞれ設けられ、
又、軸受２゛の付近には、スラスト磁気軸受１０が設け
られている。そして、羽根車軸５の最終段羽根車の付近
には軸方向位置検出用のフランジ５ｂが形成され、ハウ
ジング３にはフランジ５ｂに対向して軸方向位置にセン
サ８が設けられている。

その回転軸６の電動機ロータ９側は中空部６ａに形成さ
れ、その内部には冷却液供給用導管１１が中空部６ａと
非接触に設けられている。この導管１１の端部は冷却液
入口１３を介して図示しない冷却液ポンプに接続され、
中空部６ａの冷却液出口１２は図示しない冷却液タンク
に接続されている。これら中空部６ａ、導管１１、冷却
液ポンプおよびタンクにより冷却手段が構成され、冷却
液は矢印で示すように流れるようになっている。

なお、図中の符号１４は電動機ステータ、１５は電動機
冷却水通路、１６はケーシング冷却水通路であり、それ
ぞれ図示しない冷却水ポンプに接続されている。

第２図において、羽根車うａには多数の放射状！に２０
が形成されている。この羽根車５ａは、放射状翼２０を
囲んで流体通路３０を形成するケーシング４と微小間隙
１７（第１図）を設けて対向し、１つの羽根車５ａで１
段の渦流型ポンプが形成されている。

第３図において、流体通路３０はストリッパ３３により
低圧（吸込）側と高圧（吐出）側とに分けられ、羽根車
５ａが矢印Ａ方向に回転すると、流体は吸込ボート３１
から昇圧されながら吐出ボート３２に流れる。その吐出
ボート３２は次段のケーシングの吸込ボート３１に接続
され、流体は逐次昇圧されながら最終段ケーシングの吐
出ロアから大気に放出される。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、磁気軸受により
回転軸を両持ち支持し、高速回転を可能にするとともに
、玉軸受に必要な軸受交換作業を不要にすることができ
る。

また、軸方向変位の基準位置を最終段羽根車付近に設け
るとともに、回転軸を冷却して軸方向変位を小さくし、
微小間隙を充分小さくしてポンプ性能を向上し、単体で
１Ｏ−３Ｔｏｒｒ以下の真空度を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す側断面図、第２図は羽
根車の平面図、第３図は流体通路を説明する平面図であ
る。 １・・・吸込口　　２．２−・・・ラジアル磁気軸受　
　４・・・ケーシング　　５・・・羽根車軸　　５ａ・
・・羽根車　　５ｂ・・・軸方向位置検出用フランジ　
　６・・・回転軸　　６ａ・・・回転軸の中空部　　７
・・・吐出口　　８・・・軸方向位置センサ　　９・・
・電動機ロータ　　１０・・・スラスト磁気軸受　　１
１・・・冷却液供給用導管　　１７・・・微小間隙２０
・・・放射状翼　　３０・・・流体通路第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 多数の放射状翼を有する複数段の羽根車と、該羽根車の
   放射状翼を囲んで流体流路を形成するケーシングとを備
   え、初段側の吸込口から吸込んだ流体を最終段側の吐出
   口から直接大気に吐出するようにした多段渦流型真空ポ
   ンプにおいて、前記羽根車の軸とこれを駆動する電動機
   ロータとを一体の回転軸に形成し、該回転軸の両端部を
   ラジアル磁気軸受で支持し、前記最終段の羽根車付近に
   軸方向位置センサを配設してスラスト磁気軸受で支持す
   ると共に、該回転軸の一部を中空部に形成して前記電動
   機ロータ側から液体供給用の導管を該中空部と非接触に
   設け、該導管で供給する液体により該回転軸を冷却する
   冷却手段を設けたことを特徴とする多段渦流型真空ポン
   プ。