JP2016114061A - Vacuum pump - Google Patents
Vacuum pump Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016114061A JP2016114061A JP2015245410A JP2015245410A JP2016114061A JP 2016114061 A JP2016114061 A JP 2016114061A JP 2015245410 A JP2015245410 A JP 2015245410A JP 2015245410 A JP2015245410 A JP 2015245410A JP 2016114061 A JP2016114061 A JP 2016114061A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pump
- vacuum pump
- gap
- holbeck
- rotor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D19/00—Axial-flow pumps
- F04D19/02—Multi-stage pumps
- F04D19/04—Multi-stage pumps specially adapted to the production of a high vacuum, e.g. molecular pumps
- F04D19/042—Turbomolecular vacuum pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D19/00—Axial-flow pumps
- F04D19/02—Multi-stage pumps
- F04D19/04—Multi-stage pumps specially adapted to the production of a high vacuum, e.g. molecular pumps
- F04D19/044—Holweck-type pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D25/00—Pumping installations or systems
- F04D25/02—Units comprising pumps and their driving means
- F04D25/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
- F04D25/0606—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven the electric motor being specially adapted for integration in the pump
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Non-Positive Displacement Air Blowers (AREA)
Abstract
【課題】真空ポンプ運転中、低いポンプ筐体温度と高いガス負荷を克服でき、高い周囲温度において使用可能であり、電気出力において低い消費量を有し、これら利点の少なくとも一つを提供する真空ポンプを提供する。【解決手段】ガスを真空ポンプのインレット70からアウトレットへとポンプチャネル10に沿ってポンピングするための少なくとも一つのポンプ機構を有する真空ポンプ、特にターボ分子ポンプであって、ポンプチャネルが、少なくとも一つの第一の間隙83a,83b,83cを通って推移し、この間隙中では真空ポンプの運転の際にポンプ機能が発揮され、そして、少なくとも一つの第二の間隙85aが設けられ、この間隙の中においては真空ポンプの運転の際にポンプ機能が発揮されず、好ましくはポンプチャネルが、第二の間隙を通って推移している真空ポンプにおいて、第二の間隙が少なくともあるファクター分、第一の間隙よりも大きい。【選択図】図1A vacuum that can overcome low pump housing temperatures and high gas loads during vacuum pump operation, can be used at high ambient temperatures, has low consumption in electrical output, and provides at least one of these advantages Provide a pump. A vacuum pump, particularly a turbomolecular pump, having at least one pumping mechanism for pumping gas along a pump channel 10 from an inlet 70 to an outlet of the vacuum pump, wherein the pump channel comprises at least one pump channel. It moves through the first gaps 83a, 83b, 83c, in which the pump function is exhibited during operation of the vacuum pump, and at least one second gap 85a is provided, In the vacuum pump in which the pump function is not exerted during the operation of the vacuum pump, and preferably the pump channel is moved through the second gap, the first gap is at least a factor of the first gap. It is larger than the gap. [Selection] Figure 1
Description
本発明は、真空ポンプ、特にターボ分子ポンプであって、少なくも一つのポンプ機構を有し、これが、ガスを真空ポンプのインレットからアウトレットへと推移するポンプチャネルに沿ってポンピングするためのポンプ機構であり、その際、ポンプチャネルが、少なくとも一つの第一の間隙を有し、該間隙内で、真空ポンプの運転の際にポンプ機能が発揮され、そしてその際、少なくとも一つの第二の間隙が設けられ、該間隙内で、真空ポンプの運転の際に、ポンプ機能が発揮されず、その際好ましくはポンプチャネルが、第二の間隙を通って推移していることを特徴とする真空ポンプに関する。 The present invention is a vacuum pump, in particular a turbo-molecular pump, having at least one pump mechanism, which pumps gas along a pump channel that transitions from the inlet to the outlet of the vacuum pump. Wherein the pump channel has at least one first gap, in which the pump function is exerted during operation of the vacuum pump, and in which case at least one second gap The vacuum pump is characterized in that the pump function is not exhibited during operation of the vacuum pump in the gap, and preferably the pump channel transitions through the second gap. About.
冒頭に記載した形式の真空ポンプは、通常、高い圧縮、高い許容予真空、及び/又は、短いランアップ時間をプロセスサイクル時間の最小化の為に提供する。しかし、いくつかの適用(分野)に対しては、真空ポンプが運転中、低いポンプ筐体温度のみに達し、高いガス負荷を克服することができ、高い周囲温度において使用可能であり、及び/又は、電気出力において低い消費量を有し、特に、1から10mbarの予真空圧力において有すると、有利である。 Vacuum pumps of the type described at the beginning usually provide high compression, high permissible pre-vacuum and / or short run-up times for minimizing process cycle times. However, for some applications (fields), the vacuum pump can only reach a low pump housing temperature during operation, can overcome high gas loads, can be used at high ambient temperatures, and / or Alternatively, it is advantageous to have a low consumption in electrical output, in particular at a pre-vacuum pressure of 1 to 10 mbar.
本発明の課題は、上述した利点のうち少なくとも一つを提供する改善された真空ポンプを提供することである。 It is an object of the present invention to provide an improved vacuum pump that provides at least one of the advantages described above.
この課題は、請求項1に記載の特徴を有する真空ポンプによって、特に、冒頭に記載した形式の真空ポンプが、真空ポンプにおいて第二の間隙が、第一の間隙よりも少なくともあるファクターだけ、特に2倍、3倍、4倍、5倍、6倍、7倍、8倍、9倍、10倍だけ大きいことによって、発展させられていることによって解決される。 This object is achieved by a vacuum pump having the features of claim 1, in particular a vacuum pump of the type described at the outset, in which the second gap is at least a factor of the first gap, in particular. Solved by being developed by being 2x, 3x, 4x, 5x, 6x, 7x, 8x, 9x, 10x larger.
第二の間隙内では、ポンプの運転の間ポンプ機能が実現されない、又は発生せず、よって第二の間隙は、第一の間隙(この間隙の中では運転の際にポンプ機能が発生する)に比較して、本発明に係る真空ポンプにおいては比率として大きく形成されている。これによって、特にガス摩擦が第二の間隙の領域内において低く保たれることが可能である。小さく形成された第二の間隙と比較して、発明に係るポンプは、よってより低い電気出力の消費のもと所定の最終圧力を達成することができる。減少された出力消費によって、真空ポンプは運転の間それほど強く加熱しない。これによってポンプ筐体の温度は、真空ポンプの運転の間低く保たれることが可能であり、このことは多くの適用分野において有利である。その上、第一の間隙(この間隙の中では真空ポンプの運転中ポンプ機能が発揮され、よってポンプ効果が発生する)は、規定されたポンプ機能、特に、十分高い圧縮性、又は十分高い吸引性能が、第一の間隙を形成する部材によって作り上げられることが可能であるよう小さく形成されている。 Within the second gap, the pump function is not realized or does not occur during the operation of the pump, so the second gap is the first gap (in which the pump function occurs during operation). Compared to the above, in the vacuum pump according to the present invention, it is formed larger as a ratio. This allows gas friction to be kept low, especially in the region of the second gap. Compared to the small formed second gap, the pump according to the invention can thus achieve a predetermined final pressure with lower consumption of electrical output. Due to the reduced power consumption, the vacuum pump does not heat as strongly during operation. This allows the temperature of the pump housing to be kept low during the operation of the vacuum pump, which is advantageous in many applications. In addition, the first gap (in which the pump function is exerted during operation of the vacuum pump, and thus the pump effect is generated) has a defined pump function, in particular a sufficiently high compressibility or a sufficiently high suction. The performance is made small so that it can be built up by the member forming the first gap.
第二の間隙は、好ましくは、当該間隙をとおってポンプチャネルが推移する間隙である。しかしその際、第二の間隙中には、真空ポンプの運転の間にポンプ機能が発生しない。第二の間隙が比率として、第一の間隙(この間隙中においては真空ポンプの運転の際にポンプ機能が発生する)に比較して大きく形成されていることによって、第二の間隙を通って搬送されるべきガスに対する抵抗は低く保たれることが可能である。 The second gap is preferably a gap through which the pump channel transitions. However, in that case, no pump function occurs in the second gap during operation of the vacuum pump. The ratio of the second gap is larger than that of the first gap (the pump function is generated during operation of the vacuum pump). The resistance to the gas to be transported can be kept low.
第二の間隙は、ポンプチャネルの外側にも位置することができる。第二の間隙は、例えばシールガスラビリンス内の間隙であることが可能である。第二の間隙が、比率として、第一の間隙に比較して大きく形成されることによって、第二の間隙内に発生するガス摩擦は低く抑えられることができる。その際、ポンプチャネルの外側に設けられる第二の間隙は、特に、回転する部材と静的な部材の間に設けられていることが可能である。代替として第二の間隙は、特にこれがポンプチャネルの外側に位置するとき、二つの静的な部材の間に形成されていることが可能である。第二の間隙が、ポンプチャネル内に設けられていることが不可能であるとしても、第二の間隙とポンプチャネルの間に、ガスを導く接続部が存在することが、例えば、シールガスラビリンスにおいてのように可能である。第二の間隙は、よっていわば分路の形式で、ポンプチャネルに接続されていることが可能である、又はポンプチャネルとガスを見ちびウ接続状態にあることが可能である。 The second gap can also be located outside the pump channel. The second gap can be, for example, a gap in the seal gas labyrinth. By forming the second gap as a ratio larger than the first gap, the gas friction generated in the second gap can be kept low. In this case, the second gap provided outside the pump channel can in particular be provided between the rotating member and the static member. Alternatively, the second gap can be formed between two static members, particularly when it is located outside the pump channel. Even if it is impossible for the second gap to be provided in the pump channel, there is a connection between the second gap and the pump channel for guiding the gas, for example a seal gas labyrinth. Is possible as in The second gap can be connected to the pump channel, in the form of a shunt, or can be connected to the pump channel and the gas.
好ましくは、上述したファクター(第一の間隙と第二の間隙の間の大きさの比率を示す)は、第一の間隙又は第二の間隙の幅に関する。第二の間隙は、よって第一の間隙の幅が前記ファクターを乗算された幅よりも大きい幅を有する。その際、間隙幅は、好ましくはポンピングすべきガスの搬送方向に対して直角に間隙を通って計測される。 Preferably, the factor described above (which indicates the size ratio between the first gap and the second gap) relates to the width of the first gap or the second gap. The second gap thus has a width where the width of the first gap is greater than the width multiplied by the factor. The gap width is then measured through the gap, preferably perpendicular to the direction of transport of the gas to be pumped.
好ましくは、「間隙」の概念は、搬送すべきガスのポンプ方向でみて任意の短い自由空間、又は例えば真空ポンプの二つの部材の間の任意の短いすき間を意味せず、例えばポンプチャネルの部分、及び/又は二つの部材の間の部分であって、特に少なくとも基本的に同じ幅を有し、少なくとも予め定められた長さにわたって、例えば少なくとも5mm又は少なくとも10mm又は少なくとも15mmの長さにわたって延在している部分を意味する。 Preferably, the concept of “gap” does not mean any short free space in the direction of the pump of the gas to be conveyed, or any short gap between two members of the vacuum pump, for example a part of the pump channel And / or a portion between two members, in particular having at least essentially the same width and extending over at least a predetermined length, for example over a length of at least 5 mm or at least 10 mm or at least 15 mm It means the part that is.
第一の間隙内でポンプ機能が発揮され、又は引き起こされるとの記述によって、特に、ポンプ運転の間に間隙中に、ポンプ効果又はポンプ作用が発生することが意味される。ポンピングすべきガスは、よって間隙を通って能動的に搬送され、そしてポンプチャネルに沿ってのみならず間隙入口から間隙出口まで流れる。 By the description that the pump function is performed or caused within the first gap, it is meant that a pumping effect or pumping action occurs, particularly in the gap during pump operation. The gas to be pumped is thus actively transported through the gap and flows from the gap inlet to the gap outlet as well as along the pump channel.
好ましくは、第一の間隙は、真空ポンプの回転する部材と静的な部材の間に設けられている。その際、両方の部材はポンプ運転の間、これらが第一の間隙中にポンプ機能を引き起こすよう協働する。回転する部材と静的な部材の相互作用によって、第一の間隙中にポンプ作用が図られる。 Preferably, the first gap is provided between the rotating member and the static member of the vacuum pump. In doing so, both members cooperate to cause pump function during the first gap during pump operation. The interaction between the rotating member and the static member provides a pumping action in the first gap.
第二の間隙は、真空ポンプの二つの部材の間に設けられていることが可能である。これらは、ポンプの運転の間、ポンプ機能を発揮するよう協働しない。好ましくは、第二の間隙がこれらの間に設けられている両方の部材は、回転する部材と静的な部材である。しかし両方の部材は、その際、ポンプ機能を第二の間隙の領域中に発揮する。代替として両方の部材が静的な部材であることも可能である。 The second gap can be provided between two members of the vacuum pump. They do not cooperate to perform the pump function during pump operation. Preferably, both members with the second gap between them are a rotating member and a static member. However, both members then perform the pump function in the region of the second gap. Alternatively, both members can be static members.
本発明の一つの態様に従い、全ての間隙(これらの中にポンプ機能が発揮されない)が、ポンプチャネルがこれを通って推移し、そしてこの中にポンプ機能が発揮されるという間隙よりも、少なくともあるファクター分大きい。これによってポンプチャネルに沿ったガス摩擦は効果的に減少され、そして所定の最終圧力を達成するための真空ポンプの出力消費は減少される。これは特に、ポンプ効果が発生しない間隙が、ポンプチャネル内に設けられているか、又はポンプチャネルがこの間隙を通って推移しているときそうである。 According to one embodiment of the present invention, all gaps (in which the pump function is not exerted) are at least more than the gap in which the pump channel travels and the pump function is exerted therein. Large by a factor. This effectively reduces gas friction along the pump channel and reduces the power consumption of the vacuum pump to achieve a predetermined final pressure. This is especially the case when a gap in which the pumping effect does not occur is provided in the pump channel or when the pump channel passes through this gap.
第一の間隙は、例えばホルベック間隙である。このホルベック間隙は、ホルベックローターのポンプ効果を発する表面と、ホルベックステーターのポンプ効果を発する表面の間に形成されている。 The first gap is, for example, a Holbeck gap. The Holbeck gap is formed between the surface of the Holbeck rotor that generates the pumping effect and the surface of the Holbeck stator that generates the pumping effect.
第二の間隙は、例えばホルベックローターの滑らかな面(これは例えばホルベックローターのポンプ効果を発する表面に対する裏面を形成する)と、静的な部材の向かい合った滑らかな表面の間の間隙であるので、回転するホルベックローターにおいて、ホルベックローターの滑らかな裏面と静的な部材の滑らかな表面の間にポンプ効果が生じないか、又はいずれにせよ低いポンプ効果のみ生じる。 The second gap is, for example, the gap between the smooth surface of the Holbeck rotor (which forms, for example, the back side against the pumping surface of the Holbeck rotor) and the opposite smooth surface of the static member. As such, in a rotating Holbeck rotor, there is no pumping effect between the smooth back surface of the Holbeck rotor and the smooth surface of the static member, or in any case only a low pumping effect.
本発明の別の態様に従い(独立した発明として請求項に記載されている)、真空ポンプ、特にターボ分子ポンプは、少なくとも一つのポンプ機構を有する。これは、ガスを真空ポンプのインレットからアウトレットへと推移するポンプチャネルに沿ってポンピングするためのものである。その際、ポンプチャネルは、少なくとも一つの第一の間隙を通って推移し、この間隙中においては、真空ポンプの運転の際、ポンプ機能が発揮される。その際、ポンプ機構は、ホルベックローターとホルベックステーターを有するホルベックポンプ機構を有する。その際、第一の間隙は、ホルベック間隙であり、これは、ホルベックステーターの側面とホルベックローターの側面の間に設けられている。そしてその際、ホルベック間隙は、特にホルベックポンプ機構の定格回転数において、0.5mmよりも狭い幅、好ましくは0.3mmよりも狭い幅を有する。 In accordance with another aspect of the invention (as claimed in the independent invention), vacuum pumps, particularly turbomolecular pumps, have at least one pump mechanism. This is for pumping gas along a pump channel that transitions from the inlet to the outlet of the vacuum pump. In doing so, the pump channel moves through at least one first gap in which the pump function is exerted during operation of the vacuum pump. In that case, the pump mechanism has a Holbeck pump mechanism having a Holbeck rotor and a Holbeck stator. In this case, the first gap is a Holbeck gap, which is provided between the side surface of the Holbeck stator and the side surface of the Holbeck rotor. At that time, the Holbeck gap has a width narrower than 0.5 mm, preferably smaller than 0.3 mm, particularly at the rated rotational speed of the Holbeck pump mechanism.
特に、狭いホルベック間隙に基づいて、ホルベックポンプ機構の早期のシールが、高い予真空圧力(アウトレットの領域に発生する可能性がある)において達成される。その上、ホルベック間隙の領域における過剰電流損失がより低いことが達成されることが可能である。これによってホルベックポンプ機構の圧縮性能が改善されることが可能である。 In particular, based on the narrow Holbeck gap, an early seal of the Holbeck pump mechanism is achieved at high pre-vacuum pressures (which can occur in the outlet area). Moreover, it is possible to achieve a lower excess current loss in the region of the Holbeck gap. This can improve the compression performance of the Holbeck pump mechanism.
好ましくは、狭いホルベック間隙は、そのインレットが、DN100またはDN160の直径を有するインレットフランジを有する真空ポンプにおいて使用される。 Preferably, a narrow Holbeck gap is used in a vacuum pump whose inlet has an inlet flange having a diameter of DN100 or DN160.
本発明の好ましい発展形に従い、ポンプ機構は、唯一のホルベック段又は最大二つのホルベック段を有するホルベックポンプ機構を有する。 In accordance with a preferred development of the invention, the pump mechanism has a Holbeck pump mechanism with only one Holbeck stage or a maximum of two Holbeck stages.
その際、真空ポンプが、特に構造空間の観点で、二つより多くの、特に入れ子式に接続されたホルベック段の為に構成されているが、しかし実際には唯一のホルベック段又は最大二つのホルベック段が実現されている一方で、他のホルベック段が、例えばホルベック段の欠落によって、又は二つのホルベックローターの一方の省略によって実現されていないことが意図され得る。 In doing so, the vacuum pump is configured for more than two, especially nested, Holbeck stages, especially in terms of structural space, but in practice only one Holbeck stage or a maximum of two While a Holbeck stage has been realized, it can be intended that no other Holbeck stage has been realized, for example, due to a missing Holbeck stage or by omitting one of the two Holbeck rotors.
好ましくは、ポンプ機構は、ホルベックポンプ機構を有する。そのポンプ効果を発する表面は、特にポンプの軸方向に沿って見て、120mmよりも短い、好ましくは95mmよりも短い全長を有する。これによって、ホルベックポンプ機構中におけるガス摩擦が最小化されることが可能であり、これによって真空ポンプの電気的出力消費はより少なく必要となる。 Preferably, the pump mechanism has a Holbeck pump mechanism. The pumping surface has a total length shorter than 120 mm, preferably shorter than 95 mm, especially when viewed along the axial direction of the pump. This allows gas friction in the Holbeck pump mechanism to be minimized, thereby requiring less electrical power consumption of the vacuum pump.
本発明の発展形に従い、ホルベックポンプ機構は、少なくとも一つの、好ましくはちょうど一つのホルベックローターを有する。その長さは、ポンプの軸方向でみて最大60mm、このましくは最大55mm、更に好ましくは最大48mmである。ホルベックポンプ機構は、よって、軸方向でみて、比率として短く形成されていることが可能である。これによってより低いガス摩擦がホルベックポンプ機構中に引き起こされる。これは、所定の最終圧力を達成するための真空ポンプの必要とされる電気的出力消費に対して有利に作用する。 In accordance with a development of the invention, the Holbeck pump mechanism has at least one, preferably just one Holbeck rotor. The length is 60 mm at maximum in the axial direction of the pump, preferably 55 mm at maximum, and more preferably 48 mm at maximum. The Holbeck pump mechanism can thus be formed short in proportion in the axial direction. This causes lower gas friction in the Holbeck pump mechanism. This has an advantageous effect on the required electrical power consumption of the vacuum pump to achieve a predetermined final pressure.
本発明の別の形態に従い(独立した発明として請求項に記載されている)、真空ポンプ、特にターボ分子ポンプは、ガスを真空ポンプのインレットからアウトレットへと推移するポンプチャネルに沿ってポンピングするための少なくとも一つのポンプ機構を有する。その際、ポンプ機構は少なくとも一つのターボ分子的ポンプ段を有する。これはローター軸に固定された複数のローターディスクと、軸方向においてローターディスクの間に回転不能に設けられた複数のステーターディスクを有する。その際、ポンプチャネルは、ターボ分子的ポンプ段を通って延在している。そしてその際、ターボ分子的ポンプ段においては、少なくとも一つのローターディスク及び/又は少なくとも一つのステーターディスクが省略されている。その結果、ポンプ段は、省略されたローターディスク又はステーターディスクの箇所において自由空間を有する。 In accordance with another aspect of the invention (claimed as an independent invention), a vacuum pump, particularly a turbomolecular pump, pumps gas along a pump channel that travels from the inlet to the outlet of the vacuum pump. At least one pump mechanism. The pump mechanism then has at least one turbomolecular pump stage. This has a plurality of rotor disks fixed to the rotor shaft and a plurality of stator disks provided so as not to rotate between the rotor disks in the axial direction. The pump channel then extends through the turbomolecular pump stage. In this case, at least one rotor disk and / or at least one stator disk is omitted in the turbomolecular pump stage. As a result, the pump stage has free space at the location of the omitted rotor disk or stator disk.
真空ポンプは、よって、実際に真空ポンプ内に組み込まれているよりも多くのローターディスク及び/又はステーターディスクの為の自由空間を提供し、そして省略された複数のディスクの代わりに相当する自由空間を有する。ローターディスク及び/又はステーターディスクの省略によって、ターボ分子的ポンプ段内のガス摩擦は減少されることが可能である。真空ポンプの規定通りの運転は、よって、より低い出力消費のもと行われることが可能である。これによって、真空ポンプの過剰な加熱は防止され、そして真空ポンプの電流消費は下げられることが可能である。 The vacuum pump thus provides more free space for the rotor disk and / or stator disk than is actually incorporated in the vacuum pump, and the corresponding free space instead of multiple disks omitted. Have By eliminating the rotor disk and / or the stator disk, gas friction in the turbomolecular pump stage can be reduced. The specified operation of the vacuum pump can thus be performed with lower power consumption. This prevents excessive heating of the vacuum pump and the current consumption of the vacuum pump can be reduced.
好ましくは、少なくとも一つのディスク対(ローターディスクと隣接し、ローターディスクと協働するステーターディスクからなる)が省略される。特に、省略されるディスク対は、ターボ分子的ポンプ段の、予真空の方向に位置するもっとも外側のディスク対である。というのは、このディスク対の省略によって、一方ではガス摩擦の減少と、他方ではターボ分子的ポンプ段の圧縮性能又は吸引性能の減少の間の良好な妥協点が得られることが可能だからである。 Preferably, at least one disk pair (consisting of a stator disk adjacent to and cooperating with the rotor disk) is omitted. In particular, the omitted disk pair is the outermost disk pair of the turbomolecular pump stage located in the direction of the pre-vacuum. This is because the omission of this disk pair can provide a good compromise between the reduction of gas friction on the one hand and the compression or suction performance of the turbomolecular pump stage on the other hand. .
好ましくは少なくとも一つのターボ分子的ポンプ段のローターディスク及び/又はステーターディスクが、球形状のディスク形状を有する。代替として、段差のあるディスク形状が意図されることも可能である。 Preferably, the rotor disk and / or the stator disk of at least one turbomolecular pump stage has a spherical disk shape. Alternatively, a stepped disk shape can be contemplated.
本発明の一つの発展形に従い、真空ポンプは、少なくとも一つ、好ましくはちょうど一つの唯一のターボ分子的ポンプ段を有する。これは最大6つのローターディスクを設けられている。その際、真空ポンプのインレットに設けられたフランジは、DN100のフランジ直径を有する。 According to one development of the invention, the vacuum pump has at least one, preferably exactly one, turbomolecular pump stage. This is provided with up to six rotor disks. In that case, the flange provided in the inlet of the vacuum pump has the flange diameter of DN100.
本発明の別の発展形に従い、真空ポンプは、少なくとも一つの、好ましくはちょうど一つの唯一のターボ分子的ポンプ段を有する。これは最大4つのローターディスクを設けられており、その際、真空ポンプのインレットにもうけられえるフランジは、DN160のフランジ直径を有する。 According to another development of the invention, the vacuum pump has at least one, preferably just one, turbomolecular pump stage. This is provided with a maximum of four rotor disks, the flange which can be provided at the inlet of the vacuum pump having a flange diameter of DN160.
本発明の別の態様に従い(独立した発明として請求項に記載されている)、真空ポンプ、特にターボ分子ポンプは、ガスを、真空ポンプのインレットからアウトレットに向かって推移するポンプチャネルに沿ってポンピングするための少なくとも一つのポンプ機構を有し、そしてポンプ機構を駆動するための電動モーターを有している。その際、電動モーターは、ステーターを有し、そしてステーターと協働する、回転軸を中心として回転可能なローターを有する。その際、ステーターは、鋼薄板のパケットを有し、ローターの逆鉄心は鋼薄板のパケットを有する。そしてその際、ステーターの及び/又はローターの逆鉄心の鋼薄板のパケットの鋼薄板は、バックラッカー(独語:Backlack)によって互いに接続されており、そして互いに溶接されておらず、またはびょう止めされていない。 In accordance with another aspect of the invention (claimed as an independent invention), a vacuum pump, particularly a turbomolecular pump, pumps gas along a pump channel that travels from the inlet to the outlet of the vacuum pump. And at least one pump mechanism, and an electric motor for driving the pump mechanism. In this case, the electric motor has a stator and a rotor that can rotate about a rotation axis and cooperates with the stator. In that case, the stator has a packet of steel sheet, and the reverse iron core of the rotor has a packet of steel sheet. And in that case, the steel sheets of the stator and / or rotor reverse core steel sheet packets are connected to each other by back lacquers (German: Backack) and are not welded to each other, or are bolstered. Absent.
ステーター及び/又はローターの鋼薄板のパケットは、バックラッカーのみよって纏められているので、特に溶接またはびょう止めが省略されているので、電動モーターの運転の間、各鋼薄板パケット中で渦電流損失が最小化されることが可能である。これによって、電動モーターの加熱が、そしてこれに伴い真空ポンプの運転中の加熱が減少されることが可能である。その上、所定の最終圧力を達成するための電動モーターの必要な電気的出力消費も減少されることが可能である。 Since the stator and / or rotor steel sheet packets are bundled only by the back lacquer, welding or bundling is omitted, so that during the operation of the electric motor, eddy current losses in each steel sheet packet Can be minimized. This can reduce the heating of the electric motor and thus the heating during operation of the vacuum pump. Moreover, the required electrical power consumption of the electric motor to achieve a predetermined final pressure can be reduced.
鋼薄板は、特に鉄薄板又は電極薄板である。 The steel sheet is in particular an iron sheet or an electrode sheet.
本発明の一つの態様に従い、ステーター及び/又はローターの鋼薄板のパケットの各鋼薄板は、0.4mmよりも薄い厚さ、このましくは0.36mmよりも薄い厚さを有する。このように薄く形成された薄板によって、ステーター及び/又はローターの鋼薄板パケット中における渦電流損失が特に低く保たれることが可能である。 According to one embodiment of the invention, each steel sheet of the stator and / or rotor sheet steel packet has a thickness of less than 0.4 mm, preferably less than 0.36 mm. With such a thin plate, the eddy current loss in the steel plate packet of the stator and / or rotor can be kept particularly low.
好ましくは、電動モーターは、予め定められた値、特に少なくとも基本的に10ワットだけ真空ポンプの規定運転の為に意図されるモーター出力の上に位置する最大モーター出力を有する。電動モーターは、よって、比較的低い駆動出力を有する。これは、特に、先行技術に従い真空ポンプ中で使用される電動モーターと比較してそうである。これらは、可能な限り短いランナップ時間のために構成されており、よって、一次的に運転ポイントに対して必要なモーター出力に対して10ワット超の出力を提供することができる。 Preferably, the electric motor has a maximum motor output located above a predetermined value, in particular at least essentially 10 watts, above the motor output intended for the specified operation of the vacuum pump. The electric motor thus has a relatively low drive output. This is especially so compared to electric motors used in vacuum pumps according to the prior art. They are configured for the shortest possible run-up time, and thus can provide more than 10 watts of power for the motor power required for the primary operating point.
真空ポンプの規定通りの運転の為に予め定められたモーター出力の上、例えば10ワットのような予め定められた値への最大モーター出力の減少は、特に、電動モーターがコンパクトに形成されることが可能であり、そして他方で電動モーターの運転の間に発生する渦電流損失が、減少されることが可能であるというメリットを有する。その上、特に電気的なコイルの形成の為にローターの側で使用される銅の使用が減少されることが可能である。 The reduction of the maximum motor output to a predetermined value, for example 10 watts, on top of a predetermined motor output for the prescribed operation of the vacuum pump, in particular, makes the electric motor compact. And, on the other hand, has the advantage that eddy current losses that occur during operation of the electric motor can be reduced. Moreover, the use of copper used on the side of the rotor, especially for the formation of electrical coils, can be reduced.
電動モーターは、少なくとも近似的に48ボルトの駆動電圧の為に構成されていることが可能である。先行技術から公知の真空ポンプにおいては、電動モーターは、通常24ボルトの駆動電圧の為に構成されているので、発明に係る電動モーターのバリエーションによって、駆動電圧は24ボルトの通常の駆動電圧に対して、少なくとも近似的に48ボルトへと二倍とされる。その際好ましくは、最大駆動電圧は、レール電圧運転(50ボルトDC)における50ボルトの安全小電圧(独語:Sicherheitskleinspannung)と同じである。24ボルトから48ボルトへの駆動電圧の倍化は、同じ出力消費のもと、電動モーターをい流れる電流の半減に通じ、これによって駆動損失の減少へも通じる。 The electric motor can be configured for a drive voltage of at least approximately 48 volts. In the vacuum pumps known from the prior art, the electric motor is usually configured for a drive voltage of 24 volts, so that the drive voltage is different from the normal drive voltage of 24 volts, depending on the variation of the electric motor according to the invention. And at least approximately doubled to 48 volts. In this case, preferably, the maximum drive voltage is the same as a safety small voltage of 50 volts (German: Sicherheitskleinspanung) in rail voltage operation (50 volts DC). The doubling of the drive voltage from 24 volts to 48 volts leads to a halving of the current flowing through the electric motor under the same power consumption, thereby reducing the drive loss.
本発明の好ましい発展形に従い、真空ポンプは、最大三つのラビリンス段を有するシールガスラビリンスを有する。真空ポンプは、その際、三つより多くのラビリンス段の為に構成されていることが可能であり、その際、最大三つのラビリンス段への減少は、別のラビリンス段が省略され、そしてこれによって(この為に意図されている構造空間にもかかわらず)取り付けられないことによって達成される。ガス摩擦の最小化の為に、好ましくは、最も大きな直径を有するラビリンス段が省略される。というのは、これにおいてシールガスラビリンスのローターとステーターの間の相対速度が、最も大きく、そしてこれによって摩擦損失も最も高いからである。 According to a preferred development of the invention, the vacuum pump has a sealing gas labyrinth with a maximum of three labyrinth stages. The vacuum pump can then be configured for more than three labyrinth stages, in which case a reduction to a maximum of three labyrinth stages is omitted for another labyrinth stage, and this (Notwithstanding the structural space intended for this purpose). In order to minimize gas friction, the labyrinth stage having the largest diameter is preferably omitted. This is because in this the relative speed between the rotor and the stator of the seal gas labyrinth is the highest and thus the friction loss is also highest.
ラビリンス段の減少は、特に、シールガスラビリンスが、回転する表面、例えばホルベックローターのハブの半径方向に延在する部材の表面と、静的な表面、例えばローターハブと向かい合った表面から形成されること、及び両方の表面が、互いに入り込み合う、リング形状の複数の隆起部を有し、その際、一方の表面が、他方の表面よりも多くの隆起部を有することによって達成されることが可能である。 The reduction of the labyrinth stage is particularly caused when the sealing gas labyrinth is formed from a rotating surface, e.g. the surface of a radially extending member of the Holbeck rotor hub, and a static surface, e.g. a surface facing the rotor hub. And that both surfaces have a plurality of ring-shaped ridges that interpenetrate each other, where one surface has more ridges than the other surface. Is possible.
本発明の別の態様に従い、真空ポンプの運転中に、より低いシールガス流(特に予め定められた閾を、特に15sccm下回る)が、シールガスラビリンスを通って流れることが意図されている。これによって、ローター温度の低下が達成されることが可能であり、そしてポンプの運転中に発生する熱が減少される。 In accordance with another aspect of the invention, it is contemplated that during operation of the vacuum pump, a lower seal gas flow (especially below a predetermined threshold, in particular 15 sccm) will flow through the seal gas labyrinth. Thereby, a reduction in rotor temperature can be achieved and the heat generated during operation of the pump is reduced.
本発明の別の態様に従い、シールガスラビリンスの代わりに、ゲーデ段又はジーグバーン段(独語:Gaedestufe、Siegbahnstufe)が使用されることが可能である。 According to another aspect of the present invention, instead of a seal gas labyrinth, a Gode stage or a Ziegburn stage (German: Gaedestuffe, Siegbahnstuffe) can be used.
発明に係るポンプは、側方チャネルポンプであるか、または側方チャネル高真空ポンプであることが可能である。その際、側方チャネル真空ポンプは、大気から高真空領域まで作動し、そして通常、側方チャネルポンプとホルベック段の組合せを有する真空ポンプである。側方チャネルポンプのポンプシステムは、外周に設けられた複数の羽根を有するローターディスクとリング形状の作動室、側方チャネルから成る。この側方チャネルは、羽根と羽根の外側に位置するハウジング壁の間に延在している。側方チャネルは、一つの箇所において中断要素によってディスクプロフィルへと狭まっている。中断要素は、ハウジング内に設けられた、側方チャネル内へのインレットを、同様にハウジングに設けられたアウトレットから分離する。ポンプ効果は、回転するローターの複数の羽根によって、インレットからアウトレットへのねじ線形状の流れを通じて引き起こされる。これによって、インレットとアウトレットの間の圧力差が生じる。より低い最終圧力は、複数のポンプ段の連続接続によって達成されることが可能である。 The pump according to the invention can be a side channel pump or a side channel high vacuum pump. In that case, the side channel vacuum pump operates from the atmosphere to the high vacuum region and is usually a vacuum pump having a combination of a side channel pump and a Holbeck stage. The pump system of the side channel pump includes a rotor disk having a plurality of blades provided on the outer periphery, a ring-shaped working chamber, and a side channel. This side channel extends between the vane and the housing wall located outside the vane. The lateral channel is narrowed to the disc profile at one point by an interrupting element. The interrupting element separates the inlet provided in the side channel into the side channel from the outlet also provided in the housing. The pump effect is caused through a thread-shaped flow from the inlet to the outlet by the rotating rotor blades. This creates a pressure difference between the inlet and outlet. The lower final pressure can be achieved by the continuous connection of multiple pump stages.
発明に係る真空ポンプにおいて有利には、特に、その最大出力消費が、先行技術より公知の真空ポンプに対して減少されており、特に、これが、電動モーターにおける渦電流損失の減少と、真空ポンプを通って搬送されるガスのガス摩擦の減少に通じるという措置によって行われている。運転中の真空ポンプの過剰な加熱は、これによって防止されることが可能であるので、発明に係る真空ポンプの実施形は、明らかに複雑な水冷の替わりに空冷との組み合わせで使用されることが可能である。その上、より高い周囲温度(例えば40度より高い温度)における空冷された使用が可能である。更に、より高いガス負荷が、同じ出力消費のもと克服されることが可能である。 In the vacuum pump according to the invention, in particular, its maximum power consumption is reduced compared to the vacuum pumps known from the prior art, in particular this reduces the eddy current loss in the electric motor and reduces the vacuum pump. This is done by measures that lead to a reduction in the gas friction of the gas conveyed through. Since excessive heating of the vacuum pump during operation can be prevented thereby, the embodiment of the vacuum pump according to the invention is obviously used in combination with air cooling instead of complicated water cooling Is possible. Moreover, it is possible to use air-cooled at higher ambient temperatures (for example, temperatures higher than 40 degrees). Furthermore, higher gas loads can be overcome under the same power consumption.
以下に本発明を添付の図面に基づき例示的に説明する。図は以下を簡略的にしめしている。 The present invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings. The figure simplifies the following.
図1に示された真空ポンプは、インレットフランジ68によって取り囲まれたポンプインレット70と、ポンプインレットに及ぶガスをポンプチャネル10を通して図示されていないポンプアウトレット10に搬送するための複数のポンプ段を有する。ポンプアウトレット内には、図1に示されたアウトレット領域71が開口している。アウトレット領域71は、図示された例においては、ポンプチャネル10の、内側のホルベック段の流れ下流の終端部に位置する部分である。真空ポンプは、静的なハウジング72を有するステーターと、該ハウジング72に設けられたローターを有する。ローターは、回転軸14を中心として回転可能に支承されたローター軸12を有する。
The vacuum pump shown in FIG. 1 has a pump inlet 70 surrounded by an
真空ポンプは、ターボ分子ポンプとして形成されており、そして互いにシリアルに接続され、ポンプ作用を奏するターボ分子的な複数のポンプ段から形成されているポンプ機構を有する。ターボ分子的ポンプ段は、ローター軸12と接続された複数のターボ分子的ローターディスク16と、ローターディスク16の間に設けられ、そしてハウジング72内に固定されたターボ分子的複数のステーターディスク26を有する。ステーターディスク26は、スペーサーリング36によって所望の軸方向間隔に保持されている。ローターディスク16とステーターディスク26は、吸い込み領域50(独語:Schoepfbereich)内に、矢印58の方向、つまりポンピング方向に向けられた軸方向のポンプ作用を提供する。ポンプチャネル10は、ターボ分子的ポンプ段を通り、そして更に、ターボ分子的ポンプ段に後続するホルベックポンプ機構を通って延在している。
The vacuum pump is formed as a turbomolecular pump and has a pumping mechanism formed of a plurality of turbomolecular pump stages connected in series with each other and performing pumping. The turbomolecular pump stage includes a plurality of
ホルベックポンプ機構は、半径方向において互いに入れ子式(独語:ineinander)に設けられ、そして互いにシリアルに接続され、ポンプ作用を奏する複数のホルベックポンプ段を有している。ホルベックポンプ段のローター側の部材は、ローター軸12と接続されたローターハブ72と、ローターハブ74に固定され、そしてこれによって担持されるシリンダー側面形状のホルベックロータースリーブ76,78を有している。これらロータースリーブは、回転軸14に対して同軸に向けられており、そして半径方向で入れ子式に接続されている。更に、シリンダー側面形状の二つのホルベックステータースリーブ80,82が設けられている。これらは、同様に回転軸14に対して同軸に向けられ、そして半径方向において入れ子式に接続されている。
The Holbeck pump mechanism has a plurality of Holbeck pump stages that are nested in each other in the radial direction (in German) and are serially connected to each other to perform pumping. The member on the rotor side of the Holbeck pump stage has a
ホルベックポンプ段のポンプ効果を発する表面は、半径方向の狭いホルベック間隙を形成しつつ互いに向かい合った、ホルベックロータースリーブ76,78およびホルベックステータースリーブ80,82の半径方向の側面によって形成されている。その際、其々、一方のポンプ効果を発する表面(この場合、ホルベックロータースリーブ76または78のそれ)は滑らかに形成されており、そしてホルベックステータースリーブ80,82の向かい合ったポンプ効果を発する表面は、ホルベックねじ部を有する。ホルベックねじ部は、ねじ線形状に回転軸14を中心として軸方向に推移する複数の溝を有する。これら溝内では、各ロータースリーブ76,78の回転によってガスが搬送され、そしてこれによってポンピングが行われる。
The pumping surface of the Holbeck pump stage is formed by the radial sides of the
図1に示すように、ホルベック間隙83aは、外側のホルベックステータースリーブ80と外側のホルベックロータースリーブ76の間を推移する。第二のホルベック間隙83bは、ホルベックロータースリーブ76と内側のホルベックステータースリーブ82の間を推移する。第三のホルベック間隙83cは、内側のホルベックステータースリーブ82と内側のホルベックロータースリーブ78の間を推移する。ホルベック間隙83cの流れ下流側の端部においては、ポンプチャネル10がアウトレット領域71内に開口しており、これを介してインレット70から搬送されたガスがアウトレット(図示せず)へとポンピングされる。内側nホルベックロータースリーブ78の半径方向内側には、別の間隙85aが設けられている。この間隙は、アウトレット領域71内の分路に開口しており、そしてアウトレット領域71をラビリンスシール130と接続する。間隙85aは、よってポンプチャネル10の部材ではない。
As shown in FIG. 1, the
表されたバリエーションにおいては、間隙85a(この中で、真空ポンプの運転の際に少なくとも基本的にポンプ機能が生じる)は、少なくとも予め定められたファクター、例えば2倍、3倍、4倍、5倍、6倍、7倍、8倍、9倍又は10倍だけ、ホルベック間隙83a,83bおよび83cよりも大きい。
In the represented variation, the gap 85a (in which at least essentially the pump function occurs during operation of the vacuum pump) is at least a predetermined factor, for example, 2, 3, 4, 5 It is larger than the
各ホルベックポンプ段の領域内には、基本的に複数の溝が、ポンピングすべきガスの為のポンプチャネルを形成する。ホルベックポンプ段は、その際、特に、ホルベックねじ部に基づいてポンプ作用を提供し、ポンプチャネルにそってターボ分子的なポンプ段によって搬送されるガスを更にホルベックポンプ段を通してアウトレットへと搬送する。 In the region of each Holbeck pump stage, basically a plurality of grooves form a pump channel for the gas to be pumped. The Holbeck pump stage then provides a pumping action, in particular based on the Holbeck thread, and carries the gas carried by the turbomolecular pump stage along the pump channel further through the Holbeck pump stage to the outlet. To do.
ローター軸12の回転可能な支承は、ポンプアウトレットの領域におけるローラー支承部84と、ポンプインレット70の領域における永久磁石支承部86によって行われる。
The
永久磁石支承部86は、ローター側の支承半部88とステーター側の支承半部90を有する。これらは、各一つのリング積層部を有する。リング積層部は、軸方向に互いに積層された永久磁石の複数のリング92,94から成る。磁石リング92,94は、その際、半径方向の支承間隙を形成しつつ互いに向かい合っている。ステーター側の磁石リング94は、ステーター側の担持部分によって担持されている。これは、磁石リング94を通って延在しており、そしてハウジング72の支柱108によって懸架されている。ステーター側の磁石リング94は、ポンプ内側に向けられた、磁石リング積層部の端部に、バランス要素114及び固定リング116によって固定されている。
The permanent magnet bearing 86 includes a rotor-side bearing half 88 and a stator-side bearing half 90. Each of these has one ring stack. The ring laminated portion is composed of a plurality of rings 92 and 94 of permanent magnets laminated together in the axial direction. In this case, the magnet rings 92 and 94 face each other while forming a radial bearing gap. The stator-side magnet ring 94 is carried by a stator-side carrying portion. This extends through the magnet ring 94 and is suspended by the
磁石支承部86内には、緊急用又は安全用支承部98が設けられている。これは潤滑されないローラー支承部として形成されている。真空ポンプの通常の運転中は、安全用支承部(独語:Fanglager)98は起立している。ローターがステーターに対して半径方向に過剰に偏向した際に初めてこれは介入し、ローターのための半径方向のストッパーを形成する。このストッパーはローター側の構造がステーター側の構造と衝突するのを防止する。
An emergency or
ローラー支承部84の領域内には、ローラー軸12に円錐形のスプラッシュナット100が設けられている。これは、ローラー支承部84の方に向かって増加する外直径を有する。スプラッシュナット100は、作動媒体貯蔵部のスキマー(独語:Abstreifer)と滑り接触している。これは、作動媒体、例えば潤滑剤のようなものを含ませられた吸収性の複数のディスク102を有している。運転中、作動媒体は毛細管効果によって作動媒体貯蔵部からスキマーを介して回転するスプラッシュナット100へと伝達され、そして遠心力によって、スプラッシュナット100にそって、大きくなる外直径の方向にローラー支承部84へと搬送される。そこで、例えば潤滑機能を発揮する。ローラー支承部84と作動媒体貯蔵部は、槽形状のインサート124と真空ポンプのカバー要素126によって囲まれている。
A
しかしまた、他の態様に形成されたローター軸12の支承部も可能である。例えば、ローター軸12の為に、五段アクティブ磁石支承部が設けられていることが可能であろう。
However, bearings for the
真空ポンプは、電動モーターとして形成された駆動モーター104を、ローターの回転駆動の為に有する。その回転子は、ローター軸12によって形成されている。制御ユニット106がモーター104を駆動する。
The vacuum pump has a
真空ポンプの個々のコンポーネントの間には複数のシールが設けられている。これらのうちいくつかのシールが描写の為に参照符号107を付されている。 A plurality of seals are provided between the individual components of the vacuum pump. Some of these seals are labeled 107 for illustration purposes.
真空ポンプは、更に、封鎖要素120によって閉じられたシールガスインレット122を有する。これは、真空ポンプ内に設けられたローラー支承部84の為の支承部室を、ポンプ外部と接続し、そしてこれを介して支承部室にシールガスを供給可能である。
The vacuum pump further has a
ローターハブ74と分離壁128(この分離壁を通ってローター軸12が半径方向の間隙を形成しつつ延在している)の間の領域には、ラビリングシール130が形成されている。そのようなラビリンスシール130は、シールガスラビリンスとも称される。シールガスラビリング130は、回転する表面132(これはローターハブ74に形成されている)およびこれと補完的である静的な表面134(これは分離壁128に形成さてている)によって形成されている。
In the region between the
表面132および134は、互いに入り込み合う、リング形状に形成された複数の隆起部を有している。これは図1に示されている。図1の真空ポンプにおいては、各表面132,134上に五つのリング形状の隆起部が設けられているので、この関係において、五段のシールガスラビリンスであるとも言える。
The
図2の真空ポンプの基礎構造は、図1の真空ポンプの構造に対応している。しかし、図2の真空ポンプは、減少された出力消費という観点において更に最適化されている。これは、特に、空気冷却の際の運転の間、ポンプの加熱(温度上昇)を低く保つ為、真空ポンプの電流消費を低く抑えるため、および同じ出力消費に対してより高いガス負荷を可能とするためである。 The basic structure of the vacuum pump in FIG. 2 corresponds to the structure of the vacuum pump in FIG. However, the vacuum pump of FIG. 2 is further optimized in terms of reduced power consumption. This keeps the pump heating (temperature rise) low, especially during operation during air cooling, keeps the current consumption of the vacuum pump low, and allows higher gas loads for the same power consumption It is to do.
これは特に、図2の真空ポンプにおいて、ポンプインレット70と反対の側のターボ分子的ポンプ段内において、ポンプインレット70から最も遠くに位置する、ローターディスク16およびステーターディスク26の対が、省略される結果、省略されたディスクの箇所に自由空間136が形成されていることによって達成される。ディスク対の省略によって、このディスク対に発生するガスの搬送に基づくガス摩擦(ポンプ段を通って推移するポンプチャネル10に沿ったガス摩擦)が生じなくなり、これによって電動モーター104のより少ない出力消費が必要となる。
This is particularly true in the vacuum pump of FIG. 2 where the pair of
図2の真空ポンプにおいては、内側のホルベックロータースリーブ(図1の参照符号78参照)が省略されるので、図2の真空ポンプは、入れ子式に接続されたホルベックロータースリーブ76を有する二つのみのホルベックポンプ段を有する。ホルベック段を例えば二段に減少することによって、ガス摩擦は減少されることが可能である。
In the vacuum pump of FIG. 2, the inner Holbeck rotor sleeve (see reference numeral 78 in FIG. 1) is omitted, so the vacuum pump of FIG. 2 has two telescopically connected
図2が更に示すように、図2の真空ポンプにおいてシールガスラビリンス130は三段に減少される。これは、ポンプ効果を発する表面134内で、分離壁128の側に、五つのリング形状の隆起部に替えて(図1参照)、三つのみのリング形状の内側の隆起部が設けられていることによって行われる。よって、シールガスラビリンス130内におけるガス摩擦の最小化の為に、両方の外側のラビリンス段が省略される。というのは、これらにおいて、固定的な分離壁128とポンプの運転中回転するローターハブ74の間の相対速度が最も大きく、よってガス摩擦損失が最も高いからである。よって、シールガスラビリンス段の省略によって、ガス摩擦は減少されることが可能である。その上、電動モーター104が所定の最終圧力を達成するために必要な出力消費が、減少されることが可能である。
As further shown in FIG. 2, the
図2の真空ポンプにおいては、電動モーター104はステーター側にもローター側にも(バックラッカー(独語:Backlack)によって覆われており、バックラッカーによって結束されている)電気薄板(独語:Elektroblechen)のパケットを有する。その結果、鋼薄板の各パケットの鋼薄板は、バックラッカーのみによって互いに接続され、そして溶接又はびょう留めによって結束されない。電気薄板の回転するパケットは、特に電動モーター104のローターの逆鉄心(または逆C字鉄心、独語:Eisenrueckschluss)である。バックラッカーによる電気薄板のコーティングによって、電気薄板は互いに絶縁され、これによってパケット内における渦電流損失が減少されることが可能である。渦電流損失のさらなる減少は、ローター及びステーターの逆鉄心の鋼シートのパケットの各鋼シートが、0.4mmよりみ薄い厚さ、好ましくは0.36mmよりも薄い厚さ、そして特に好ましくは少なくとも近似的に0.35mmの厚さを有することによって達成される。
In the vacuum pump of FIG. 2, the
図2の真空ポンプにおいては、その上、残されたホルベックロータースリーブ76が、真空ポンプの軸方向に関して、例えば46mmに短縮されているので、残された二つのホルベックポンプ段に基づいてポンプ効果を発する長さは92mmとなる。ホルベックポンプ段の短縮されたポンプ効果を発する長さによって、ガス摩擦の更なる減少と、これにともない、所定の最終圧力を達成するために必要な電動モーター104の出力消費の減少が達成される。
In the vacuum pump of FIG. 2, the remaining
更に、電動モーター104は、その最大のモーター出力が、最高で、その運転ポイントに対して必要なモーター出力より10ワット上に位置するよう、及び/又はこれが48ボルトの駆動電圧を受け入れるよう構成されている。
Furthermore, the
図2の真空ポンプにおいては、その上、これを通ってポンプチャネルが推移し、そして真空ポンプの回転する及び静的である各部材の間に存在し、その際、両方の部材が、ポンプ作用を提供するよう協働するという間隙が、そのような間隙が、少なくともあるファクター、例えば5倍分、真空ポンプのポンプ効果が発生しない間隙よりも小さいよう構成されている。ポンプ効果が発生しない全ての間隙は、特にポンプチャネルがこれを通って推移する間隙、及び/又は、可動の部材と静的な部材の間の間隙である。しかしまた、二つの静的な各部材の間に設けられている間隙であることも可能である。 In the vacuum pump of FIG. 2, the pump channel passes therethrough and also exists between the rotating and static members of the vacuum pump, both members being pumped. The gaps that cooperate to provide such are configured such that such gaps are at least a factor, e.g., five times smaller than gaps where the pumping effect of the vacuum pump does not occur. All gaps where the pumping effect does not occur are in particular gaps through which the pump channel travels and / or gaps between the movable and static members. However, it can also be a gap provided between two static members.
例えば、外側のホルベックステータースリーブ80と外側のホルベックロータースリーブ76の間を推移するホルベック間隙83aも、内側のホルベックステータースリーブ82と外側のホルベックロータースリーブ76の間を推移するホルベック間隙83bも、ホルベックステータースリーブ82の半径方向内側に延在する間隙85が、例えば5倍のファクターだけ、間隙83a及び間隙83bよりも大きいよう構成されている。
For example, the
特に、ホルベック間隙83aと83bが、ホルベックハブ74の定格回転数において0.3mmよりも小さな幅を有するよう構成されていると、特別有利である。これは、ホルベックポンプ段内で低い過電流損失に通じ、特にまたより高い圧縮に通じる。これによって、真空ポンプの出力性能が改善されることができる。
In particular, it is particularly advantageous if the
10 ポンプチャネル
12 ローター軸
14 回転軸
16 ローターディスク
26 ステーターディスク
36 スペーサーリング
50 吸い込み領域(独語:Schoepfbereich)
58 矢印
68 インレットフランジ
70 ポンプインレット
71 アウトレット領域
72 ハウジング
74 ローターハブ
76,78 ホルベックロータースリーブ
80,82 ホルベックステータースリーブ
83a,83b,83c ホルベック間隙
84 ローラー支承部
85 間隙
85a 間隙
86 永久磁石支承部
88 ローター側の支承半部
90 ステーター側の支承半部
92,94 永久磁石リング
98 安全用支承部
100 スプラッシュナット
102 吸収性のディスク
104 駆動モーター
106 制御ユニット
107 シール
108 支柱
114 バランス要素
116 固定リング
120 封鎖要素
122 シールガスインレット
124 インサート
126 カバー要素
128 分離壁
130 [ラビリンスシール
132,134 ポンプ効果を発する表面
136 自由空間
10
58
Claims (15)
第二の間隙(85,85a)が、少なくともあるファクター分、特に2倍、3倍、4倍、5倍、6倍、7倍、8倍、9倍、又は10倍だけ、第一の間隙(83a,83b,83c)よりも大きいことを特徴とする真空ポンプ。 A vacuum pump, in particular a turbomolecular pump, having at least one pumping mechanism for pumping gas along the pump channel (10) from the inlet (70) of the vacuum pump to the outlet, wherein the pump channel (10) comprises: Transitions through at least one first gap (83a, 83b, 83c), in which the pump function is exerted during operation of the vacuum pump, and at least one second gap (85, 85a), in which the pump function is not exerted during operation of the vacuum pump, preferably in the vacuum pump in which the pump channel (10) transitions through the second gap,
The second gap (85, 85a) is at least a factor, in particular by a factor of 2x, 3x, 4x, 5x, 6x, 7x, 8x, 9x, or 10x. A vacuum pump characterized by being larger than (83a, 83b, 83c).
第二の間隙(85,85b)が真空ポンプの二つの部材(82,128)の間に設けられており、これら部材が、真空ポンプの運転の際にポンプ機能を実現するよう協働せず、
好ましくは、これらの間に第二の間隙(85,85b)が設けられている両方の部材が、回転する部材と静的な部材であることを特徴とする請求項1に記載の真空ポンプ。 A first gap (83a, 83b, 83c) is provided between the rotating member (76) and the static member (80, 82) of the vacuum pump, both members (76, 80, 82). Work together to realize the pump function during the operation of the vacuum pump and / or
A second gap (85, 85b) is provided between the two members (82, 128) of the vacuum pump, and these members do not cooperate to realize the pump function during operation of the vacuum pump. ,
2. The vacuum pump according to claim 1, wherein both members, in which the second gap (85, 85b) is provided, are a rotating member and a static member.
ホルベック間隙(83a,83b,83c)が、特にホルベックポンプ機構の定格回転数において、0.5mmよりも小さい、好ましくは0.3mmよりも小さい幅を有することを特徴とする真空ポンプ。 A vacuum pump, in particular a turbomolecular pump, having at least one pumping mechanism for pumping gas along a pump channel (10) transitioning from an inlet (70) to an outlet of the vacuum pump, wherein the pump channel (10) Transits through at least one first gap (83a, 83b, 83c), in which the pump function is exhibited during the operation of the vacuum pump, and the pump mechanism is connected to the Holbeck rotor (76). A Holbeck pump mechanism having a Holbeck stator (80, 82) is provided, and the first gaps (83a, 83b, 83c) are Holbeck gaps. And between the sides of the Holbeck rotor (76), in particular according to any one of the preceding claims. In the vacuum pump,
A vacuum pump characterized in that the Holbeck gap (83a, 83b, 83c) has a width smaller than 0.5 mm, preferably smaller than 0.3 mm, particularly at the rated rotational speed of the Holbeck pump mechanism.
ターボ分子的ポンプ段内に、少なくとも一つのローターディスク(16)及び/又は少なくとも一つのステーターディスク(26)が省略されているので、ポンプ段が、省略されたローターディスク又はステーターディスク(16,26)の箇所に、自由空間(126)を有することを特徴とする真空ポンプ。 In a vacuum pump, particularly a turbomolecular pump, having at least one pump mechanism for pumping gas along a pump channel that transitions from the vacuum pump inlet (70) to the outlet, the pump mechanism is fixed to the rotor shaft. Having at least one turbomolecular pump stage having a plurality of rotor disks (16) and a stator disk (26) non-rotatably provided between the rotor disks (16) in the axial direction, and a pump In a vacuum pump according to any one of claims 1 to 8, in which the channel (10) extends through a turbomolecular pump stage.
Since at least one rotor disk (16) and / or at least one stator disk (26) is omitted in the turbomolecular pump stage, the pump stage is omitted from the rotor disk or stator disk (16, 26). A vacuum pump characterized by having a free space (126) at the location of
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102014118881.0 | 2014-12-17 | ||
| DE102014118881.0A DE102014118881A1 (en) | 2014-12-17 | 2014-12-17 | vacuum pump |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2016114061A true JP2016114061A (en) | 2016-06-23 |
Family
ID=54697495
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2015245410A Pending JP2016114061A (en) | 2014-12-17 | 2015-12-16 | Vacuum pump |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP3034882B1 (en) |
| JP (1) | JP2016114061A (en) |
| DE (1) | DE102014118881A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2579028A (en) * | 2018-11-14 | 2020-06-10 | Edwards Ltd | Molecular drag stage |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3473858B1 (en) * | 2017-10-17 | 2020-07-01 | Pfeiffer Vacuum Gmbh | Method for optimizing the life cycle of roller bearings of a vacuum pump |
| EP4549740A3 (en) * | 2025-03-19 | 2025-10-22 | Pfeiffer Vacuum Technology AG | Vacuum pump with optimised flow technology and temperature |
| EP4644703A1 (en) * | 2025-08-27 | 2025-11-05 | Pfeiffer Vacuum Technology AG | Turbomolecular pump |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60252197A (en) * | 1984-05-29 | 1985-12-12 | Hitachi Ltd | Vacuum pump |
| JPS6355396A (en) * | 1986-08-21 | 1988-03-09 | Hitachi Ltd | turbo vacuum pump |
| JPH08144992A (en) * | 1994-11-17 | 1996-06-04 | Shimadzu Corp | Molecular drag pump |
| JP2002168192A (en) * | 2000-12-01 | 2002-06-14 | Seiko Instruments Inc | Vacuum pump |
| JP2007503193A (en) * | 2003-08-18 | 2007-02-15 | フォルヴェルク・ウント・ツェーオー、インターホールディング・ゲーエムベーハー | Reluctance motor |
| JP2013174238A (en) * | 2012-02-23 | 2013-09-05 | Pfeiffer Vacuum Gmbh | Vacuum pump |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL184487C (en) * | 1977-02-25 | 1989-08-01 | Ultra Centrifuge Nederland Nv | MOLECULAR PUMP. |
| DE3627642C3 (en) * | 1985-08-14 | 1996-03-21 | Rikagaku Kenkyusho | Vacuum pump with thread channel |
| US6179573B1 (en) * | 1999-03-24 | 2001-01-30 | Varian, Inc. | Vacuum pump with inverted motor |
| US6302641B1 (en) * | 2000-01-07 | 2001-10-16 | Kashiyama Kougyou Industry Co., Ltd. | Multiple type vacuum pump |
| DE10020946A1 (en) * | 2000-04-28 | 2001-11-15 | Siemens Ag | Rotor design for high-speed induction machine |
| GB0327149D0 (en) * | 2003-11-21 | 2003-12-24 | Boc Group Plc | Vacuum pumping arrangement |
| WO2006111159A1 (en) * | 2005-04-22 | 2006-10-26 | Temic Automotive Electric Motors Gmbh | Stator/rotor sheet metal stack |
| DE102011114280A1 (en) * | 2011-09-26 | 2013-03-28 | Daimler Ag | Stator of electric machine used in e.g. electric car, has stator segments that are held by stator support, and electrical insulation film that is arranged between stator support and stator segment in axial direction |
| DE202013002969U1 (en) * | 2013-03-27 | 2014-06-30 | Oerlikon Leybold Vacuum Gmbh | vacuum pump |
| DE102013214662A1 (en) * | 2013-07-26 | 2015-01-29 | Pfeiffer Vacuum Gmbh | vacuum pump |
| DE102014113109A1 (en) * | 2014-09-11 | 2016-03-17 | Pfeiffer Vacuum Gmbh | vacuum pump |
-
2014
- 2014-12-17 DE DE102014118881.0A patent/DE102014118881A1/en active Pending
-
2015
- 2015-11-23 EP EP15195879.0A patent/EP3034882B1/en active Active
- 2015-12-16 JP JP2015245410A patent/JP2016114061A/en active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60252197A (en) * | 1984-05-29 | 1985-12-12 | Hitachi Ltd | Vacuum pump |
| JPS6355396A (en) * | 1986-08-21 | 1988-03-09 | Hitachi Ltd | turbo vacuum pump |
| JPH08144992A (en) * | 1994-11-17 | 1996-06-04 | Shimadzu Corp | Molecular drag pump |
| JP2002168192A (en) * | 2000-12-01 | 2002-06-14 | Seiko Instruments Inc | Vacuum pump |
| JP2007503193A (en) * | 2003-08-18 | 2007-02-15 | フォルヴェルク・ウント・ツェーオー、インターホールディング・ゲーエムベーハー | Reluctance motor |
| JP2013174238A (en) * | 2012-02-23 | 2013-09-05 | Pfeiffer Vacuum Gmbh | Vacuum pump |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2579028A (en) * | 2018-11-14 | 2020-06-10 | Edwards Ltd | Molecular drag stage |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3034882A2 (en) | 2016-06-22 |
| EP3034882B1 (en) | 2024-08-14 |
| EP3034882A3 (en) | 2016-10-26 |
| DE102014118881A1 (en) | 2016-06-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9869319B2 (en) | Vacuum pump | |
| CN105429328B (en) | Vacuum pump | |
| JP2020094588A (en) | Sealed configuration for a fuel cell compressor | |
| US9909592B2 (en) | Vacuum pump | |
| JP2016114061A (en) | Vacuum pump | |
| EP3102833A1 (en) | Multistage turbomachine with embedded electric motors | |
| JP2016073163A (en) | Operational method of rotary electric machine | |
| JP2015206362A (en) | Vacuum pump | |
| JP5977298B2 (en) | Fully closed rotating electrical machine | |
| JP2022550594A (en) | Fluid machine, method for operating a fluid machine | |
| CN110036207A (en) | Centrifugal pump with radial impeller | |
| EP3358146B1 (en) | Turbomachine and method of operating a turbomachine | |
| US6057619A (en) | Stress relief in a magnetic thrust bearing | |
| JP6471704B2 (en) | Electric compressor | |
| RU2633609C2 (en) | Isolated magnetic unit, gap purging method, rotary machine and oil and gas processing plant | |
| JP2008125235A (en) | Electric motor | |
| US20240003357A1 (en) | Centrifugal compressor for refrigeration system and refrigeration system | |
| CN106160282A (en) | Wet type high-speed electric expreess locomotive with helical form teeth groove | |
| JP6138897B2 (en) | Vacuum pump | |
| CN105375658A (en) | Wet high-speed rotating motor with double-toothed stator and rotor | |
| RU2461738C1 (en) | Modular electrically driven compressor plant | |
| JP2010031857A (en) | Vacuum pump | |
| CN205986382U (en) | Wet high-speed motor with spiral tooth grooves | |
| CN110107594B (en) | Electromagnetic bearing double-screw hydraulic turbine | |
| KR102780700B1 (en) | High efficiency motor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20161013 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20161019 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20170117 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20170317 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170406 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170705 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20171003 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20171227 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20180516 |