DE2229724A1 - Turbomolekularpumpe - Google Patents
TurbomolekularpumpeInfo
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- F04D19/00—Axial-flow pumps
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- F04D19/04—Multi-stage pumps specially adapted to the production of a high vacuum, e.g. molecular pumps
- F04D19/042—Turbomolecular vacuum pumps
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- F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
- F04D29/32—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
- F04D29/321—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps for axial flow compressors
- F04D29/324—Blades
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- F04D29/54—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
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- F04D29/542—Bladed diffusers
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Description
72.013
LEYBOLD-HERAEUS GMBH. & CO.KG.
Köln-Bayental
Turbomolekularpumpe
Die Erfindung betrifft eine Turbomolekularpumpe, bei der
an Rotor und Stator ineinandergreifende Schaufelkränze mit gegenüber der Schaufelkranzebene schräg liegenden Schaufeln
vorgesehen sind, deren-Anstellwinkel in radialer Richtung
verändert ist.
Die bekannten Ausführungsformen von Turbomolekularpumpen
besitzen einen mit hoher Drehgeschwindigkeit antreibbaren Rotor, dessen Schaufelkränze als Laufräder mit den feststehenden
Schaufelkränzen des am Pumpengehäuses befestigten Stators turbinenartig zusammenwirken.
Derartige Turbomolekularpumpen zeigen hinsichtlich der auszuwählenden
Beschaufelung verschiedene Schwierigkeiten. Wegen der hohen Drehzahlen, die gegebenenfalls HO 000 Umdrehungen/
Min. und mehr betragen, muß die Anordnung zureichst unter dem Gesichtspunkt einer ausreichenden Festi^eit ^egenüber
den einwirkenden Zentrifugalkräften getroffen werden. Weiterhin ist es zur Erzeugung einer hinreichenden Saugleistung
erforderlich, innere Verluste im S'trömungsweg der Gasmoleküle
zwischen den aus jeweils einem drehbaren und einem feststehenden Schaufelkranz gebildeten Pumpenstufen zu
vermeiden. Zur Verbesserung der mechanischen Festigkeit bei vereinfachtemllerstellungsverfahren ist es bereits bekannt,
Schaufelkränze mit geraden Schaufeln derart auszubilden,daß
sich der Anstellwinkel zwischen der Schaufeloberfläche und der Schaufelradebene vom Befestigungspunkt der Schaufeln am
Rotor bis zum Schaufelrand verringert. Dadurch soll eine
Abnahme der Fliehkraftbeanspruchung erreicht werden.
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Eine Betrachtung der Strömungsverhältnisse innerhalb einer Pumpenstufe zeigt, daß die Saugleistung und das Kompressionsverhältnis im wesentlichen von der Umfangsgeschwindigkeit,
dem Anstellwinkel und dem Überlappungsgrad (d.h. dem Verhältnis von Schaufelabstand zur Schaufelbreite) abhängig
sind. Da jedoch die Umfangsgeschwindigkeit längs des Schaufelradius linear ansteigt, ergeben sich unterschiedliche
Werte der Saugleistung und des Kompressionsverhältnissos längs der Schaufeln einer Pumpenstufe. Dadurch entsteht
im Randbereich einehöhere Saugleistung und ein höheres Kompressionsverhältnis, das zu einer Druckausgleichsströmung
gegenüber dem Ansatzbereich der Schaufel mit geringerer Umfangsgeschwindigkeit Anlaß gibt. Bei relativ
langen Schaufelblättern, wie sie in der Hochvakuumstufe zur Erzielung eines genügend großen Ansaugspaltes verwendet
werden müssen, ist daher gegebenenfalls die Differenz der Umfangsgeschwindigkeiten und deren Auswirkung
auf die Pumpenkenngrößen nicht mehr vernachlässigbar. Die Ausgleichsströmung zwischen dem Bereich höheren
Kompressionsverhältnisses am Schaufelrand und dem Bereich geringeren Kompressionsverhältnisses am Schaufelansatz
wirkt der Erreichung eines optimalen Pumpeffektes entgegen.
Die Erfindung geht daher von der Aufgabenstellung aus,
eine innere Ausgleichsströmung wie sie durch das in radialer Schaufelrichtung unterschiedliche Kompressionsverhältnis
hervorgerufen wird, zu verhindern, und die Saugleistung einer Turbomolekularpumpe zu verbessern. Das Kennzeichnende
der Erfindung ist darin zu sehen, daß der Anstellwinkel der Schaufeln wenigstens in einer einen Rotorschaufelkranz
und einen Statorschaufelkranz enthaltenden Pumpenstufe in radialer Richtung nach außen derart vergrößert ist, daß
das Kompressionsverhältnis der Pumpenstufe in radialer
Richtung wenigstens annähernd konstant bleibt. Eine solche Ausbildung vermeidet unerwünschte Ausgleichsströmungen und
verbessert die Pumpwirkung.
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■ - 3 -
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann es zweckmäßig sein, daß die Schaufeln wenigstens einer hochvakuumseitigen
Pumpenstufe wenigstens in ihrem Randbereich nicht mit optischer Oberdeckung, d.h. mit einem Verhältnis von Schaufelabstand
zu Schaufelbreite größer 1 ausgebildet sind. Das Verhältnis von Schaufelabstandzu Schaufelbreite, das Überlappungsgrad
genannt wird, kann aber zweckmäßig über die ganze Schaufellänge konstant bzw. annähernd konstant gewählt
werden. Es bietet sich ferner die zweckmäßigeMöglichkeit, den
Anstellwinkel bei über den Radius gleichbleibendem Kompressionsverhältnis gegenüber den bekannten Ausführungsformen
zu vergrößern und dadurch eine zusätzliche Steigerung des Saugvermögens zu erreichen.
Es kann ferner gegebenenfalls zweckmäßig sein, nur die hochvakuumseitigenStufen
der Turbomolekularpumpe mit radial verändertem Schaufelanstellwinkel und damit radial konstantem
Kompressionsverhältnis auszurüsten. In den in Förderrichtung nachfolgenden Pumpenstufen erscheint eine solche Ausbildung
wegen der bereits eingetretenen Vorverdichtung weniger wirkungsvoll, so daß in diesem Bereich gegebenenfalls eine einfacher
aufgebaute Beschaufelung für Rotor, undStator mit radial verändertem Kompressionsverhältnis zugelassen werden kann.
Die Änderung des Anstellwinkels der Schaufeln kann zweckmäßig wenigstens abschnittweise kontinuierlich erfolgen. Es sind
jedoch für bestimmte Anwendungszwecke auch solche Schaufeln vorteilhaft herstellbar, bei denen die Änderung des Anstellwinkels
abschnittsweise diskontinuierlich, z.B. durch Verschränken in verschiedene AnstellwinkelbereiciE erfolgt. Die
Schaufelkränze des Rotors und des Stators werden vorteilhaft in gleicher Weise mit radial verändertem Anstellwinkel ausgebildet.
Bei Anwendung der Merkmale der Erfindung wird durch die Erniedrigung des Kompressionsverhältnisses im Mittel- und
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Randbereich der Schaufeln eine unerwünschte Ausgleichsströmung des Fördermediums verhindert, und es ergibt
sich eine wesentliche Verbesserung des Saugvermögens.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung schematisch dargestellt. Aus
diesem ergeben sich weitere Erfindungsmerkmale; es zeigen:
Figur 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Turbomolekularpumpe gemäß der
Erfindung;
Figur 2 einen abgewickelten Schnitt durch einen Schaufelkranz in der Zylinderfläche I;
Figur 3 einen Schnitt entsprechend Figur 2 in der Zylinderfläche II;
Figur 4 einen Schnitt entsprechend Figur 2 in der Zylinderfläche III.
In der Ansicht der Figur 1 ist ein mit dem Pumpengehäuse verbundener Stator 1 gezeigt, der einen vertikal drehbar
gelagerten Rotor 2 umschließt.. An dem Stator 1 befinden sich Statorschaufelkränze 3, während an dem Rotor 2 Rotorschaufelkränze
4 vorgesehen sind. Das mit dem Stator verbundene Pumpengehäuse geht hochvakuumseitig in einen Anschlußflansch
5 über. Die weiteren technischen Einzelheiten der Anordnung entsprechen hinsichtlich der Antriebsaggregate,
der Abdichtungen und der Rotorlagerung den üblichen Ausführungen,
wie sie beispielsweise in der US-PS 3 168 dargestellt sind.
Die Betrachtung der Schnittdarstellungen nach Figur 2,
und H zeigt in der Zylinderfläche I einen relativ geringen
Anstellwinkel öO^ von etwa 20°, während in der
mittleren Zylinderfläche II ein vergrößerter Anstellwinkel^,
# von etwa 35° und am Schaufelrand in der äußeren
• - 5 -
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Zylinderfläche III ein größter Anstellwinkel von c/C 7ZU annähernd
45 gegeben ist. Die Schaufelbreite b ist in den einzelnen radialen Bereichen bei dem hier vorliegenden
Ausführungsbeispiel mit Rücksicht auf die zunehmenden Schaufeldbs tände S1 <
s^ <r\ s-zur Erreichung des annähernd konstanten
Überlappungsgrades und s:b ebenfalls zunehmend b. <". br>
*■ b„ gehalten. Es sind jedoch auch andere Formgestaltungen
mit radial konstanter Schaufelbreite anwendbar und gegebenenfalls zweckmäßig.
Die Schaufel kränze können nach verschiedenen bekannten Herstellungsverfahren
vorteilhaft aus kreisförmigen, radial geschlitzten Blechzuschnitten gebildet sein. Die Anwendung
des beschriebenen Prinzips beschränkt sich nicht auf die im Ausführungsbeispiel gezeigte einflutige Ausführungsform
einer Turbomolekularpumpe mit vertikal-drehbar gelagertem Rotor. Es kann auch bei den vorbekannten zweiflutigen Ausführungsformen
angewendet werden,bei denen der Rotor im allgemeinen mit horizontal liegender Drehachse angeordnet
ist.
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- O
Claims (3)
- A N S P R O C H ETurbomolekularpumpe, bei <ler απ Rotor und Stator ineinandergreifende Schauf elkr-inze mit gegenüber der Schaut elkranzebene schräg liegenden Schaufeln vorgesehen sind, deren Anstellwinkel in radialer Richtung verändert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Anstellwinkel der Schaufeln wenigstens in einer einen Rotorschaufelkranz (1I-) und einen Statorschaufelkranz (3), enthaltenden Pumpenstufe in radialer Richtung nach außen derart vergrößert ist, daß das Kompressionsverhältnis der Pumpenstufe in radialer Richtung wenigstens annähernd konstant bleibt.
- 2. Turbomolekularpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Anwendung der Pumpenstufen mit radial verändertem Anstellwinkel auf die Hochvakuumseite der Pumpe beschränkt.
- 3. Turbomolekularpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens abschnittweise eine kontinuierliche Änderung des Anstellwinkels vorgesehen ist.H. Turbomolekularpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Überdeckungsgrad innerhalb einer Pumpenstufe annähernd konstant ist.8AD 309882/0088
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4770574A (en) * | 1985-03-01 | 1988-09-13 | Arthur Pfeiffer Vakuumtechnik Wetzlar Gmbh | Discs with blades |
Families Citing this family (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2518201C3 (de) * | 1975-04-24 | 1979-03-15 | Battelle-Institut E.V., 6000 Frankfurt | Vorrichtung zum Trennen von Gasgemischen in Bestandteile unterschiedlicher Molekülmassen |
US4422822A (en) * | 1980-08-11 | 1983-12-27 | Norman Milleron | Rotating fiber array molecular driver and molecular momentum transfer device constructed therewith |
GB2128687B (en) * | 1982-10-13 | 1986-10-29 | Rolls Royce | Rotor or stator blade for an axial flow compressor |
DE3317868A1 (de) * | 1983-05-17 | 1984-11-22 | Leybold-Heraeus GmbH, 5000 Köln | Reibungspumpe |
US5052887A (en) * | 1988-02-26 | 1991-10-01 | Novikov Nikolai M | Turbomolecular vacuum pump |
JPH0261387A (ja) * | 1988-08-24 | 1990-03-01 | Seiko Seiki Co Ltd | ターボ分子ポンプ |
IT1238201B (it) * | 1989-11-03 | 1993-07-09 | Varian Spa | Metodo di fabbricazione mediante elettroerosione di una girante o di un rotore a una o piu' giranti di una turbopompa, particolarmente di una pompa turbomolecolare, e prodotti cosi' ottenuti. |
IT1241177B (it) * | 1990-02-16 | 1993-12-29 | Varian Spa | Statore per pompa turbomolecolare. |
WO1994007033A1 (en) * | 1992-09-23 | 1994-03-31 | United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Turbo-molecular blower |
JPH1089284A (ja) * | 1996-09-12 | 1998-04-07 | Seiko Seiki Co Ltd | ターボ分子ポンプ |
JP3092063B2 (ja) * | 1998-06-17 | 2000-09-25 | セイコー精機株式会社 | ターボ分子ポンプ |
JP4104098B2 (ja) * | 1999-03-31 | 2008-06-18 | エドワーズ株式会社 | 真空ポンプ |
DE10046506A1 (de) * | 2000-09-20 | 2002-03-28 | Leybold Vakuum Gmbh | Turbomolekularvakuumpumpe mit Rotorschaufelreihen und Statorschaufelreihen |
US8668436B2 (en) * | 2008-02-15 | 2014-03-11 | Shimadzu Corporation | Turbomolecular pump |
JP5369591B2 (ja) | 2008-10-03 | 2013-12-18 | 株式会社島津製作所 | ターボ分子ポンプ |
EP2757266B1 (de) * | 2013-01-22 | 2016-03-16 | Agilent Technologies, Inc. | Rotationsvakuumpumpe |
JP6241223B2 (ja) * | 2013-03-13 | 2017-12-06 | 株式会社島津製作所 | 真空ポンプ |
GB2558921B (en) * | 2017-01-20 | 2020-06-17 | Edwards Ltd | A multiple stage turbomolecular pump with inter-stage inlet |
JP7052752B2 (ja) * | 2019-01-30 | 2022-04-12 | 株式会社島津製作所 | ターボ分子ポンプ |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2035063C3 (de) * | 1970-07-15 | 1974-05-30 | Arthur Pfeiffer-Vakuumtechnik Gmbh, 6330 Wetzlar | Laufrad für eine Turbomolekularpumpe |
-
1972
- 1972-06-19 DE DE2229724A patent/DE2229724B2/de not_active Withdrawn
-
1973
- 1973-03-28 CH CH448873A patent/CH564692A5/xx not_active IP Right Cessation
- 1973-06-15 FR FR7322024A patent/FR2190184A5/fr not_active Expired
- 1973-06-18 GB GB2890673A patent/GB1397179A/en not_active Expired
- 1973-06-19 US US00371372A patent/US3826588A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4770574A (en) * | 1985-03-01 | 1988-09-13 | Arthur Pfeiffer Vakuumtechnik Wetzlar Gmbh | Discs with blades |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2229724B2 (de) | 1980-06-04 |
GB1397179A (en) | 1975-06-11 |
CH564692A5 (de) | 1975-07-31 |
US3826588A (en) | 1974-07-30 |
FR2190184A5 (de) | 1974-01-25 |
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Legal Events
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---|---|---|---|
OD | Request for examination | ||
8230 | Patent withdrawn |