JPH01138397A - 分子ポンプ - 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】 ［産業上の利分野］ 本発明は、多段層分子ポンプに関する。

［従来の技術］ 分子ポンプは、機械式容積形ポンプであり、その作動原
理は、可動壁から分子に衝動を伝達することを基本にし
ている。この作動原理は、Ｗ、Ｇａ’ｅｄｅ（Ａ＋＋＋
、ｄ、Ｐｈｙｓ、（４）４１．３３７　（１９Ｎ））に
記載されている。各種型式の分子ポンプが公知である。

本発明は、Ｈｏ１ｌｖｅｃｋにより発明され（Ｃｏｍｐ
ｔｅｓ　ｒｅｎｄｕｓ。

１７７．４３（＋９２３））、この発明者の名をとって
称呼されているポンプに関するものである。か力）るポ
ンプは、筒形のハウジング内に設けられた筒形ロータを
備えており、該ロータの外面、又は筒形ハウジングの内
面のいずれか一方、あるいはその双方にガスを運びかつ
案内するための溝が形成されている。

■ｏｌｌｖｅｃｋ型の分子ポンプは、例えば、ターボ分
子ポンプと共に使用されている（Ｗ、Ｂｅｃｋｅｒ。

ＶｘｋｕｕｍＬｅｃ）＋ｏｉｋ　９／１０　（１９６６
））。このｌ１ｌｏｌｌｖｅｃｋ型ポンプの有効作動範
囲は、分子流の分野に限られている。即ち、大気圧に抗
して圧送する背圧ポンプと共に使用しなければ作動不可
能である。このため、これらＨｏ１ｌｅｃｋ型ポンプは
、通常、二段式の羽根形回転ポンプとなる。

ロータと静翼間に狭小な空隙が存在するため、Ｈｏ１ｌ
ｅｃｋ型分子ポンプの作動範囲は、ターポー分子ポンプ
と比べてはるかに高圧まで可能である。

上記Ｈｏ１ｌｅｃｋ型とターボ型の２つの分子ポンプを
組合わせることにより、背圧を発生させるためのコスト
をいちじるしく削減することが出来る。例えば、プラズ
マエツチングのような特定の工程において、油密封の羽
根形回転ポンプに代えて、例えば、ダイヤ７ラムポンプ
のような乾燥状態にて作動するポンプを使用することが
出来るならば、大きな利点となり得る。

［発明が解決しようとする課題］ Ｈｏ１ｌｖｅｃｋ型分子ポンプは、各種の型式にて、特
に、ターポー分子ポンプと組合わせたものが提案されて
いる（例えば、西独特許第２４０９　Ｎ７号及び欧州特
許第０１２９７０９号）。しかし、これまで、実際上、
これらポンプを広範囲の用途に使用することは不可能で
あった。その理由は、概ね次に記載する通りである。即
ち、ら旋状の流路を有する分子ポンプにおいて、静圧比
は、作動中、流路に沿って、吸込み側から吐出側まで、
連続的に増加する。この静圧比の結果、ロータと静翼間
の空隙を介して、吐出側から吸込み側に向けて逆流が生
ずる。その結果、静圧比及び吸引み能力が、著しく低下
してしまうからである。こうした低下を防止するために
は、ロータと静翼間の空隙の大きさを極めて小さくする
必要がある。

通常、この空隙の直径は、数回分の１ミリ程度である。

良好な効率を得るために必要な高速の回転時、重大な技
術上の問題点が生じ、このため、Ｈｏｌ１ｗ−ｅｃｋｆ
ｉの分子ポンプは、極めて決定的な構成要素となる。安
全上の理由により、ロータと静翼間の空隙は、可能な限
り大きくなければならないから、ポンプの回転速度が高
速であればある程、これに伴って、逆流によるロスも又
、増大する。

本発明の目的は、上記のような欠点のない分子ポンプを
提供することである。特に、ロータと静翼間の空隙を大
きくし、信頼性の高い運転を可能にする共に、逆流を最
小にし得るようにすることにより、上記目的を達成せん
とするものである。

［課題を解決するための手段］ 従って、本発明は、ロータが静翼の内側になるように、
相互に同心状に配設されたロータ及び静翼から成る、ガ
ス取扱い用の分子ポンプにおいて、ロータ及び静翼の各
々が、組合わさって、複数のポンプ段を形成する複数の
部分から成り、各ポンプ段が、幾つかのポンプ部分から
成ることを特徴とする分子ポンプを提供するものである
。

ポンプ全体の比には、次ぎのように、個々のポンプ段に
、に！、、、に、の静圧比から構成されている。

Ｋ　−Ｋ　、ｘ　Ｋ　、１．、．４　Ｋ　、。

ロータと静翼間にて、吐出側から吸込み側に生じる逆流
は、ポンプの静圧比の増加に伴い、増大する。ポンプを
小さい静圧比の複数のポンプ段に分割することにより、
逆流を著しく軽減することが出来る。

ロータ及び静翼をテーパ付きの形状とし、又、最外側の
直径となる平滑な外面を有するロータ部分、及び最内側
の直径となる平滑な内面を有する静翼部分が、それぞれ
、同一の母面上に外方向及び内方向のテーパを有するこ
とにより、さらに、顕著な効果を得ることが出来る。

ポンプ内における静圧比の合計値を最大にする上で重要
な１つの特徴は、オプチカル緊密性（ｏｐｔｉｃａｌ　
ｔｉｇｂＬｎｅｓｓ）である。このオプチカル緊密性と
は、ポンプ段間に、直線状の自由な連通が存在しないこ
とであり、その結果、分子が、１つのポンプ段から次ぎ
のポンプ段に妨害されずに通過する可能性のないことを
意味する。かかる構造により、上述のように、個々のポ
ンプ段に分割することにより軽減させることの出来る逆
流をさらに、−層確実に防止するための手段が得られる
。

平滑な外面を有するロータ部分及び平滑な内面を有する
静翼部分が、同一の母面上に位置し、この面を越えて、
伸長していないため、即ち、ロータと静翼部分が、相互
に嵌合していないため、パポンプの組立ては、著しく容
易となる。テーパの大径側か、吸込み側にある場合には
、ロータは、上方に取外すことが出来る。逆に、テーパ
の大径側が、吐出側にある場合には、静翼を上方に取外
すことが出来る。いずれの場合でも、ロータと静翼を分
離させる必要はない。

ロータと静翼が相互に嵌合していないことにより、ロー
タ又は静翼が軸方向に膨張した場合、軸方向の衝突を防
止することが出来る。

吸込み側から始まるポンプ段から次ぎの段に移って行く
間に、ガスは、益々圧縮されていくため、ガスは、これ
に応じてポンプ内を流動する間にその体積が小さくなっ
ていく。従って、移送に必要な体積は減少できる。この
ため、溝の深さ、又は幅、及び個々のポンプユニットの
軸方向の寸法は、吸込み側から吐出側に向けて小さくす
ることが出来る。同様に、溝のピッチを吐出側に向けて
小さくすることも可能となる。こうした構成により、こ
れらの段に対する静圧比を大きくすることが可能となる
。

［実施例］ １つの実施例が２つの添付図に図示されており、以下、
この実施例について、詳細に説明する。

第１図に示すように、軸受は機構３により位置決めされ
、モータ４により駆動されるロータ２がハウジング１内
にあって、静翼５内部に配設されている。ガスは、ロー
タ及び静翼を介して、吸込み側６から吐出側７に運ばれ
る。

第２図において、各々、複数の部分から成るロータ２及
び静翼５が、より詳細に図示されている。

このロータ２は、一方が他方の後側になるようにして交
互に配設された、異なる面を有する２種類の部分から成
っている。１方の部分８は、外径部にら旋溝を有し、他
方の部分９は、平滑な面を有している。同様に、静翼は
、一方が他方の後側になるようにして交互に配設された
、異なる面を有する２種類の部分から成っている。１方
の部分１０は、内径部にら旋溝を有し、他方の部分１１
は、平滑な面を有している。

ロータ及び静翼部分同士は、次ぎのようにポンプ部分か
ら構成されるポンプ段を形成する。

ポンプ段の１つのポンプ部分は、ロータのら旋溝を有す
る部分８の一部、及び静翼の平滑な内面を有する部分１
１の一部から成っている。又、２つのポンプ部分が、各
々、ロータのら旋溝を有する部分８の一部、及び静翼の
ら旋溝を有する部分１０の一部から成っている。さらに
ｆｌｕのポンプ部分が、ロータの平滑な外面を有する部
分９、及び＃翼のら旋溝を有する部分１０の一部から成
っている。　この構造は、図示した実施例に適用される
。別の実施例の場合には、ポンプ段の各ポンプ部分の番
号及び順序は、異なるものとなるであろう。

ロータの個々の部分は、外側にテーパを付けて構成する
一方、静翼の個々の部分は、その内側にテーパを付けて
構成する。ロータ部分９の外面及び静翼部分１１の内面
は、同一の母面に位置している。

個々のポンプ部分の軸方向の伸長程度は、吸込み側から
吐出側に向けて小さくする。同様に、ら旋溝の深さ、又
は幅、及びそのピッチは、吐出側に向けて小さくする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による分子ポンプの全体図゛、及び 第２図は第１図のｒＸＪ部分の詳細図である。 １：ハウジング　　２：ロータ ３：軸受は機構　　４：モータ ５：静翼　　　　　６：吸込み側 ７：吐出側　　８．９：ロータ部分 １０．１１：静翼部分 （外４名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ロータが静翼の内側になるように、相互に同心状に
   配設されたロータ及び静翼から成る、ガス取扱い用分子
   ポンプにおいて、 ロータ（２）及び静翼（５）の各々が、組合わさること
   により複数のポンプ段を形成する、複数の部分（８、９
   ：１０、１１）から成り、各ポンプ段が、幾つかのポン
   プ部分から成ることを特徴とする分子ポンプ。 ２、前記ロータ（２）が、外側にら旋溝を設けた部分（
   ８）、及び平滑な外面を有する部分（９）を交互に設け
   て成ることを特徴とする請求項１記載の分子ポンプ。 ３、前記静翼（５）が、内側にら旋溝を設けた部分（１
   ０）、及び平滑な内面を有する部分（１１）を交互に設
   けて成ることを特徴とする請求項１又は２記載の分子ポ
   ンプ。 ４、ポンプ段の１つのポンプ部分が、ら旋溝を有するロ
   ータ部分（８）の一部、及び平滑な内面を有する静翼部
   分（１１）から形成される一方、２つのポンプ部分の各
   々が、ら旋溝を有するロータ部分（８）の一部、及びら
   旋溝を有する静翼部分（１０）の一部から形成され、 さらに、１つのポンプ部分が、平滑な外面を有するロー
   タ部分（９）、及びら旋溝を有する静翼部分（１０）の
   一部から形成されることを特徴とする請求項１乃至３の
   いずれかに記載の分子ポンプ。 ５、ロータの個々の部分が、その外側にテーパを付ける
   一方、静翼の個々の部分が、その内側にテーパを付ける
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の分
   子ポンプ。 ６、テーパのより大径の部分が、吸込み側に向けて配設
   されることを特徴とする請求項５記載の分子ポンプ。 ７、テーパのより大径の部分が、吐出側に向けて配設さ
   れることを特徴とする請求項５記載の分子ポンプ。 ８、平滑な外面を有するロータ部分、及び平滑な内面を
   有する静翼部分の外側テーパ及び内側テーパがそれぞれ
   、同一の母面上にあることを特徴とする請求項１乃至７
   のいずれかに記載の分子ポンプ。 ９、ら旋溝の深さ、又は幅が、吸込み側から吐出側に向
   けて小さくなることを特徴とする請求項１乃至８いずれ
   かに記載の分子ポンプ。 １０、個々のポンプ部分の軸方向の伸長程度が、ポンプ
   の吸込み側から吐出側に向けて小さくなることを特徴と
   する請求項１乃至９のいずれかに記載の分子ポンプ。 １１、ら旋溝のピッチが、吸込み側から吐出側に向けて
   小さくなることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれ
   かに記載の分子ポンプ。