JPH0264296A - ターボ形真空ポンプ - 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〕 本発明は排気口を大気圧とする真空ポンプに係り、特に
清浄な真空を作り出すのに好適なターボ形真空ポンプに
関する。

〔従来の技術〕

従来のターボ形真空ポンプとして、特開昭６１−２４７
８９３号公報に記載されたものが知られている。

この従来のターボ形真空ポンプは、吸気口および排気口
を有するハウジングと、このハウジング内に軸受を介し
て回転自在に支持された回転軸と吸気口側から排気口側
に至る間のハウジング内に順次配設された遠心圧縮ポン
プ段および円周流圧縮ポンプ段とを備えている。回転軸
はこれに連結したモータにより駆動される。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術のターボ形真空ポンプにおいて、真空ポン
プが定常運転状態に達したとき、遠心圧縮ポンプ段は主
として分子流、中間流で働き、円周流圧縮ポンプ段は粘
性流中で働くため、排気口圧力を大気圧力に保ち、吸入
口圧力を十分に低い圧力にすることができる。

しかし、遠心圧縮ポンプ段が作用するためには。

円周流圧縮ポンプ段の圧縮比を大きくとることが必要で
あり１円周流圧縮ポンプを多段にすることが不可避であ
るが、軸系の危険速度を考慮すると軸方向寸法を長くで
きない、すなわち段数をあまり増やすことができない、
そこで１円周流圧縮ポンプ段の段当りの圧縮比を大きく
とるため、羽根形状の改良や羽根車と固定円板の間の隙
間を狭くする等の工夫をしていた。しかし、そのために
羽根車と固定円板の隙間管理が難しく、組立てに時間を
要しコスト高になり、さらに性能が安定し難い等の問題
があった。

本発明の目的は、粘性流中で大きな圧縮比がとれ、安定
な性能が得られ１段数を低減し、組立を容易にすること
ができるようにすることにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、排気口から直接大気に排気することのでき
るターボ形真空ポンプにおいて、排気口側の粘性流中の
高圧側で締切圧縮比の大きい軸流翼形円周流圧縮ポンプ
段を、粘性流中の低圧側に締切圧縮比の最大値を有する
円周流圧縮ポンプ段を配置し、さらに分子流、中間流中
で大きな圧縮比が得られる遠心圧縮ポンプ段を順次配置
したことにより達成される。

〔作用〕

本発明のターボ形真空ポンプは、徘圧口付近の大気圧か
ら３０Ｔｏｒｒ（らいまでで大きな圧縮比が得られる軸
流翼形同周流圧線ポンプ段とそれ以下の圧力で圧縮比が
大きい円周流圧縮ポンプ段を組合せることにより、従来
より少ない段数で円周流圧縮ポンプ段の入口圧力を数Ｔ
ｏｒｒ以下の中間流域にすることができ、遠心圧縮ポン
プ段の作用によりポンプ吸入口の圧力を十分低い圧力に
することができる。

（実施例〕 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明のターボ形真空ポンプの一実施例を示す
もので、この第１図において、この真空ポンプは、吸気
口２１Ａおよび排気口２１Ｂを有するハウジング２１と
、このハウジング内に軸受２２を介して回転自在に支持
された回転＠２３と吸気口２１Ａ側から排気口２１Ｂ側
に至る間のハウジング内２１内に順次配設された遠心圧
縮ポンプ段２４９円周流圧縮ポンプ段２５および軸流翼
形円周圧縮ポンプ段２７を備えている。回転軸２３はこ
れに連結したモータ２６により駆動される。前記遠心圧
縮ポンプ段２４は、第２図および第３図に示すように、
表面に複数の後退羽根２８を有し、かつ回転軸２３に取
付けられたオープン形羽根車２４Ａと、第２図および第
４図に示すようにハウジング２１に取付けられ、かつ前
記羽根車２４Ａの裏面に対向する面に複数の羽根２９を
設けた固定円板２４Ｂとを交互に直列に配置して構成さ
れている。円周流圧縮ポンプ段２５は、第５図および第
６図に示すように、回転軸２３に取付けられ、外周面に
複数個の羽根３０を放射状に設けた羽根車２５Ａとハウ
ジング２１に取付けられ。

かつ前記羽根車２５Ａと対向する面にＵ字状の溝３１を
有する固定円板２５Ｂとを交互に配置して構成されると
共に、通風路３２を形成している。

軸流翼形円周流圧縮ポンプ段２７は、第７図および第８
図に示すように、回転軸２３に取付けられだ円筒形の羽
根車２７Ａ外周部に回転方向に対して凹形の円弧状の羽
根３２が複数個設けられた羽根車２７Ａと、その羽根３
２の全周上に近接して。

リング状のコア３３が取付けられ、かつ前記羽根車２７
Ａの羽根３２を囲むような溝３４を有する固定円板２７
Ｂとを交互に配置して構成されている。

次に上述した本発明の実施例の作用について説明する。

ポンプ運転初期の過渡状態において、ポンプ内部は全体
が大気圧に近い圧力下にあり、気体の流れは粘性流とな
るので、遠心圧縮ポンプ段２４は遠心圧縮機として作用
する。すなわち、遠心圧縮ポンプ段２４の羽根車２４Ａ
は圧縮機羽根車として働き１羽根車２４Ａと固定円板２
４Ｂとの羽根２９によりはさまれて形成される流路は、
流れを外径側から内径側に案内するリターンチャンネル
として働く、真空ポンプが定常運転状態になると。

気体は遠心圧縮ポンプ段２４で十分に圧縮されるため、
遠心圧縮ポンプ段２４より下流側の円周流圧縮ポンプ段
２５．軸流翼形円周流圧縮ポンプ段２７に流入する気体
の体積流量はほとんど零に近く、締切圧縮比が大きい円
周流圧縮ポンプ段に送り込むというマツチングが非常に
うまくいき、遠心圧縮ポンプ段と円周流圧縮ポンプ段の
特性を生かすことができる０円周流圧縮ポンプ段２５に
流入した気体は１羽根車２５Ａにより遠心力を受は調光
から調光に向かって流れ固定円板２５ＢのＵ字状の溝３
１に流出する。固定円板２５ＢのＵ字状の溝３１に流出
した気体は１周方自速度成分によって通風路３２を流れ
溝３１に沿ってふたたび羽根車２５Ａ内に流入し、同じ
運動を繰り返す。

羽根車２５Ａに出たり入ったりを繰り返すことにより、
大きい圧力上昇を得て、軸流翼形円周流圧縮ポンプ段２
７に流入する。軸流翼形円周流圧縮ポンプ段２７に流入
した気体は１羽根車２７Ａからエネルギーを受けとり羽
根車２７Ａの羽根３２から固定円板２７Ｂの溝３４にコ
ア３３を沿って流れる。固定円板２７Ｂの溝３４に流入
した気体分子は、周方向速度成分により固定円板２７Ｂ
の溝３４を周方向に移動しながらコア３３を中心に回転
しふたたび羽根車２７Ａの羽根３２にもどり、同じ運動
を繰り返しながら、溝３４を流れる間に気体分子は渦流
を描きながら、何回も羽根車２７Ａの羽根３２と固定円
板２７Ｂの溝３４を出入し大きい圧力上昇を得て排気口
より排出される０本実施例のポンプによれば、粘性流中
で作用する円周流圧縮ポンプ段と軸流翼形円周流圧縮ポ
ンプ段を、適切な圧力域で使用することができ、ポンプ
性能を安定にすることができる。また、粘性流中で、円
周流圧縮ポンプ段だけのものと同じ圧縮比を得る場合、
段数を低減することができ、コストを下げることができ
る。

〔発明の効果〕

本発明によれば、粘性流ポンプ要素の圧力域の最適化に
よって、粘性流ポンプ要素の段当り圧縮比を従来形より
も大きくとることができるので。

安定したポンプ性能が得られる。また、同じ圧縮比を得
る場合１段数を低減でき、組立を容易にしコストを下げ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のターボ形真空ポンプの一実施例の縦断
面図、第２図は本発明を構成する遠心圧縮ポンプ段の一
部を拡大して示す断面図、第３図は第２図に示す遠心圧
縮ポンプ段の羽根車の平面図、第４図はその固定円板の
平面図、第５図は本発明を構成する円周流圧縮ポンプ段
の断面図、第６図は円周流圧縮ポンプ段の羽根車の平面
図、第７図は本発明を構成する軸流翼形円周流圧縮ポン
プ段の断面図、第８図は軸流翼形円周流圧縮ポンプ段の
羽根車の正面図である。 ２１・・・ハウジング、２１Ａ・・・吸気口、２１Ｂ・
・・排気口、２３・・・回転軸、２４・・・遠心圧縮ポ
ンプ段、２５・・・円周流圧縮ポンプ段、２６・・・モ
ータ、２７・・・軸流翼形円周流圧縮ポンプ段。 第　　１ 図 第２図 ３図 罫４図 Ｚｌ−一一ハクジシフ゛ ２３−ｍ−回転軸 ＺｄＡ−−一羽猥車 ２４Ｂ−一固定一円販 ｚｇ−一獲遅羽寂 Ｚｌ−一一羽狭 篤　５　図 嘉　６　図 ３θ Ｚ５Ａ−−一羽級車 ｚ５ｂ−−一固史１円極 ３θ−−一羽脹 ３１−溝 ３２−−一孟ＪｉＬＪ＆

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、吸気口および排気口を有するハウジングと、そのハ
   ウジング内に回転自在に支持された回転軸と、ハウジン
   グ内壁に取付けられた複数枚の固定体および回転軸に取
   付けられた複数枚の回転体とを備え、前記の固定体と回
   転体とを交互に組合せてポンプ段を構成し、前記吸気口
   から吸込んだ気体を排気口から直接大気に排出すること
   ができるターボ形真空ポンプにおいて、前記吸気口側か
   ら遠心圧縮ポンプ段、円周流圧縮ポンプ段、軸流翼形円
   周流圧縮ポンプ段を配置したことを特徴とするターボ形
   真空ポンプ。