專利名稱：渦輪分子泵的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于制造超高真空裝置及IC和半導體等中所需的
真空發(fā)生裝置上的渦輪分子泵。
背景技術：
渦輪分子泵具有由轉子和定子組成的泵功能部。其中，該轉子具有 類似于軸流壓縮機形狀的多層動葉柵，該定子具有與該動葉柵相交替排 列的多層靜葉柵。
公知如下例子通過在該渦輪分子泵的葉柵設計中應用新的理論， 使得不僅在自由分子流區(qū)域，而且在中間流區(qū)域中也具有有效的壓縮性 能和排氣速度(例如參照專利文獻l)。
專利文獻1:日本專利第3532653號7>才艮

發(fā)明內容
發(fā)明所要解決的問題
圖9表示現(xiàn)有渦輪分子泵的一例縱向剖視圖。在此，轉子a在中 心部b通過將由多個軸流葉c構成的軸流葉柵以多層向外側突出而形
成o
上述軸流葉柵的葉c由平板狀的葉(平板葉)構成，圖10表示該 軸流葉柵的圓周方向剖面上的展開圖的一例。
上述專利文獻1的專利公報中所公開的渦輪分子泵的葉柵也是如 該公報的第2圖中顯示的那樣，由平板葉構成。
這樣的平板葉，由于彎曲剛性小，在上游側的真空部發(fā)生突發(fā)性 的真空損壞，空氣沖入轉子部時，葉的變形大。因此，導致動葉和靜 葉相接觸，有發(fā)生大事故的危險性。
另外，為了避免上述空氣沖入時，動葉和靜葉相接觸，有必要加 厚動葉的厚度，但是，這樣存在會增大轉子中心內周的應力的問題。本發(fā)明目的是，消除這些問題，提供一種如下渦輪分子泵彎曲剛性強，而在轉子的中心部也不會產(chǎn)生過大的內部應力，并且，具備其排氣性能比平板葉更優(yōu)異的動葉。
解決課題的方法
技術領域：
本發(fā)明為了達成上述目的，采用由多層軸流葉柵構成的渦輪分子泵，其特征在于，形成轉子的至少一個動葉層的動葉在所述轉子的圓周方向上的葉剖面形狀以如下方式形成該葉剖面的上游側部分以凸狀向旋轉方向的后方彎曲，并且該葉剖面的下游側部分以凸狀向旋轉方向的前方彎曲，從而該葉剖面的剖面形狀形成為S字形或者反S字形。
發(fā)明效果
通過本發(fā)明，在不增大轉子的中心內周應力的情況下增強了葉的彎曲剛性，從而能夠防止空氣沖入時動葉與靜葉的接觸。另外，可以增加粘性流區(qū)域中的排氣速度。


圖l是本發(fā)明實施例1中渦輪分子泵動葉層的圓周方向剖面的展開圖。
圖2是圖1中沿I-I線的剖面圖。
圖3是用于說明實施例1的性能的說明圖。
圖4是用于說明上述性能的表格。
圖S是實施例2的渦輪分子泵動葉層的圓周方向的展開圖。圖6是圖5中沿II-II線的剖面圖。
圖7是實施例3的渦輪分子泵動葉層的圓周方向的展開圖。
圖8是圖7中沿III-III線的剖面圖。
圖9是現(xiàn)有渦輪分子泵的一例的縱向剖面圖。
圖IO是現(xiàn)有渦輪分子泵的軸流葉柵的圓周方向剖面的展開圖。
符號說明
1、 11、 21動葉層2a 葉剖面12a、 22b 葉的前端部12b、 22b葉的才艮部22e、 22h 葉的背面?zhèn)?2f、 22g 葉的內面?zhèn)萙 旋轉方向
具體實施例方式
用于實施本發(fā)明的最佳實施例如下。實施例1
根據(jù)圖1至圖4對本發(fā)明的實施例1進行說明。
圖l表示，本實施例中渦輪分子泵的動葉層1的任意半徑的圓周方向剖面的展開圖，圖2表示構成該動葉層1的動葉2的縱向剖面圖(圖1中沿I-I線的剖面圖)。
另外，箭頭Z表示動葉層1的旋轉方向，A表示上述動葉2的上游側，B表示上述動葉2的下游側。
如圖1和圖2所示，各動葉2以如下方式固定在轉子的中心部3:使其葉剖面2a的上方側即泵的吸氣口側的上游側部分成為旋轉方向的斜前方，并使該葉剖面2a的下方側即泵的排氣口側的下游側部分成為旋轉方向的斜后方。并且，各動葉2的上述轉子的圓周方向的葉剖面2a以如下方式形成上述上游側部分以凸狀向旋轉方向后方彎曲，并且上述下游側部分以凸狀向旋轉方向前方彎曲，從而4吏葉剖面2a的中心線成為反S字形。進一步，各動葉2以如下方式形成該葉剖面2a的形狀從中心部至兩端部，其厚度逐漸減少，從而兩端部的葉厚變得最薄。
此外，在本實施例中，雖然將葉剖面2a變成反S字形，但這是動葉層1的旋轉方向如箭頭Z那樣左旋轉時的情況，若動葉層的旋轉方向與圖l相反的作為Z，方向的右旋轉時，葉剖面2a，的形狀如雙點劃線圖所示那樣成為S字形。
另外，上述動葉2從前端部(葉頂部)到根部具有與上述葉剖面2a所示的剖面形狀相同的剖面形狀。
其次，對具有本實施例動葉層1的渦輪分子泵的作用及效果進行說明。由于動葉2的葉剖面2a的中心線成反S字形的波形葉，因此動葉2的彎曲剛性與現(xiàn)有平板葉相比遠遠增大了，從而可防止空氣沖入時動葉與靜葉的接觸。
另外，使葉剖面2a的形狀向兩端部逐漸減小厚度，因此與現(xiàn)有平板葉相比動葉的重量反而變輕，能夠在不增加中心部3的內周應力的情況下提高葉的彎曲剛性。
另外，由于傾斜了葉剖面2a的上游側端部和下游側端部的葉角度，因此能夠通過增加粘性流區(qū)域的排氣速度，增加渦輪分子泵的排氣性能。
對于該排氣性能增加的理由，根據(jù)圖3和圖4進行說明。
在渦輪分子泵中，葉間流動的是分子流或者粘性流，與一般的軸流渦輪機械不同，氣體的慣性力與壓力差和粘性力相比可以忽略不計。
下面，以節(jié)弦比(pitch chord ratio)為1、平板葉時基準葉角度ct為35度的情況作為例子說明其作用。
如圖4表中所示，波形葉(本發(fā)明中的葉)、平板葉、反波形葉、向旋轉方向的前方凸出的葉、向旋轉方向后方凸出的葉，對這5種葉用計算機進行流動模擬分析，比較了無量綱的排氣流量和無量綱的反向速度。
此外，這里的"反波形葉"是指，與本發(fā)明的波形葉相反，向旋轉方向前方以凸狀彎曲葉剖面的上游側，且向旋轉方向后方以凸狀彎曲下游側，從而使葉剖面形狀形成為s字形或反s字形的波形葉。
其結果，流動的流量以"反波形葉<向旋轉方向前方凸出的葉<向旋轉方向后方凸出的葉〈平板葉〈波形葉"的順序增大，其比例是0. 75:0. 93: 0.94: 1: 1.17。
即，由于圖4表中的無量綱的排氣流量是平均流入流出速度的v成分與葉速度之比，因此，波形葉的平均流入流出角度是以旋轉方向為基準約為16度。從而，葉的吸入側的葉角度(％ )和排氣側的葉角度(a。)與平均的流入流出角度一樣約為16度時，氣體能夠無障礙地流動。也就是，與基準葉角a為33. l度相比，吸入側和排氣側的葉角度約小17度為最為適用。
如此，通過將葉剖面的上游側部分以凸狀向旋轉方向后方彎曲使葉端部的葉角度(a)傾斜，并通過將葉剖面的下游側部分以凸狀向
6旋轉方向前方彎曲使葉端部B的葉角度(a。)傾斜，由此，比直線狀的平板葉更能增加排氣性能。實施例2
根據(jù)圖5及圖6對本發(fā)明的實施例2進行說明。
圖5表示本實施例的渦輪分子泵的動葉層11的圓周方向的展開圖，12表示形成該動葉層11的動葉。
另夕卜，圖6是圖5中沿II-II線的剖面圖(動葉12的縱向剖面圖)。
就本實施例的動葉12而言，葉剖面形狀與上述實施例1中葉的剖面形狀一樣，葉剖面的中心線以成反S字形的方式形成，并從該剖面圖的中央部至兩端部逐漸減小厚度，使兩端部的葉厚變薄，進一步，以從該動葉12的前端部(葉頂部)12a向該動葉12的才艮部12b <吏葉的中央部的厚度逐漸增大的方式形成。
如此，從動葉12的前端部12a至根部12b，使葉的剖面面積逐漸變大，因此，本實施例的動葉12,進一步增強了彎曲剛性，從而減少了意外空氣沖入時動葉和靜葉相接觸的危險。
實施例3
根據(jù)圖7和圖8對本發(fā)明的實施例3進行說明。
圖7表示本實施例的渦輪分子泵的動葉層21的圓周方向展開圖。22表示構成該動葉層的動葉。
另外，圖8表示，圖7中沿III-III線的剖面圖(動葉22的縱向剖面圖)。
就動葉22而言，前端部(葉頂部)22a的形狀如上述實施例1中葉的剖面形狀那樣，形成為反S字形，并以使兩端部的葉厚變薄的方
式形成o
而且，該動葉22的才艮部22b的剖面形狀以如下方式形成該4艮部葉剖面的上游側部分的背面?zhèn)?2e以凸狀向旋轉方向后方膨脹凸出，并且該上游側部分的內面?zhèn)?2f成直線狀，進一步，該根部22b的葉剖面的下游側部分的內面?zhèn)?2g以凸狀向旋轉方向前方膨脹凸出，并使該下游側部分的背面?zhèn)?2h成直線狀，從而使該根部22b的剖面變成猶如蝶形領結形狀。
并且，動葉22的上述前端部22a與上述根部22b的中間部分的剖面，通過連接上述前端部22a和上述根部22b的包絡線形成剖面形狀。此外，這里的包絡線是由連接葉前端部22a的外形曲線和葉根部22b的外形曲線的曲線群構成，通過該曲線群形成的包絡面構成動葉22的側面形狀。
另外，本實施例的動葉22也是，從前端部22a至根部22b,葉的剖面面積逐漸變大，因此，可以得到彎曲剛性增大的效果，同時，是擁有更好的排氣性能的渦輪分子泵。
本發(fā)明的渦輪分子泵用于制造超高真空裝置及IC和半導體裝置等所必要的真空發(fā)生裝置上。
權利要求
1.一種渦輪分子泵，由多層軸流葉柵構成，其特征在于，形成轉子的至少一個動葉層的動葉在所述轉子的圓周方向上的葉剖面形狀以如下方式形成該葉剖面的上游側部分以凸狀向旋轉方向的后方彎曲，并且該葉剖面的下游側部分以凸狀向旋轉方向的前方彎曲，從而使該葉剖面的剖面形狀形成為S字形或者反S字形。
2. 如權利要求l所述的渦輪分子泵，其中，上述葉剖面的形狀以 從該葉剖面的中央部向該葉剖面的上游側及下游側的兩端部，使厚度 逐漸減小的方式形成。
3. 如權利要求1或者權利要求2所述的渦輪分子泵，其中，上述 葉剖面的形狀以從上述葉的前端部向該葉的才艮部，使該葉剖面中央部 的厚度逐漸增大的方式形成。
4. 如權利要求1或者權利要求2所述的渦輪分子泵，其中， 上述葉的前端部的剖面形狀以如下方式形成該前端部葉剖面的上游側部分的背面?zhèn)纫酝範钕蛐D方向后方膨脹凸出，并且該上游側 部分的內面?zhèn)纫园紶钕蛐D方向后方凹陷，該前端部葉剖面下游側部 分的背面?zhèn)纫酝範钕蛐D方向前方膨脹凸出，并該下游側部分的內面 側以凹狀向旋轉方向前方凹陷，從而^J亥前端部葉剖面的形狀形成為 S字形或反S字形；上述葉的根部剖面形狀以如下方式形成該根部的葉剖面的上游 側部分的背面?zhèn)纫酝範钕蛐D方向后方膨脹凸出，并且該上游側部分 的內面?zhèn)刃纬蔀闊o凹處的直線狀，該根部葉剖面的下游側部分的內面 側以凸狀向旋轉方向前方膨脹凸出，并該下流側部分的背面?zhèn)刃纬蔀?無凹處的直線狀；進一步，上述葉的前端部和上述根部的中間部分的葉剖面形狀構成的剖面形狀,
全文摘要
本發(fā)明提供一種動葉層和靜葉層交互配置而成的渦輪分子泵，該渦輪分子泵可以防止因真空破壞而發(fā)生空氣沖入運轉中的裝置的情況時動葉層與靜葉層的葉發(fā)生接觸的事故，而且轉子中心部也不會受到過大的離心力，并且泵的排氣性能也比現(xiàn)有的提高了。動葉層(1)的動葉(2)中，圓周方向的葉剖面(2a)的形狀以如下方式形成該葉剖面(2a)的前半部分以凸狀向旋轉方向后方彎曲，并該葉剖面(2a)的后半部以凸狀向旋轉方向前方彎曲，從而使該葉剖面(2a)的剖面形狀形成為S字形或反S字形。
文檔編號F04D19/04GK101634307SQ200910161320
公開日2010年1月27日 申請日期2009年7月20日 優(yōu)先權日2008年7月22日
發(fā)明者大林哲郎, 正司毅 申請人:株式會社大阪真空機器制作所