複合分子ポンプの開発

概要

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ねじ溝真空ポンプとターボ分子ポンプを一体化する事により,通常のターボ分子ポンプで得られる排気性能をけた違いに高い吸入圧までのばして十分な圧縮比を保つ性能を実現する複合分子ポンプを開発した.ねじ溝真空ポンプの設計は,従来はねじ溝の山部と対向する円筒壁面とのすきまを小さくして逆流を抑える事を第1としていた.その結果,高い圧縮比と最大許容背圧を得ても,ロータとステータのすきまを小さくする事になり,接触する危険が高く信頼性に乏しかった.特に大流量を吸入する事は発熱による熱膨張のために全く不可能であった.そこで,ねじ溝の山部の逆流と溝部の排気速度の増加との理論式を連立して扱う事により,吸入側から背圧側に向かって寸法形状の変化するねじ溝をロータに切削し,その山部とステータ内壁面とのすきまを十分にとった新しい構造のねじ溝真空ポンプを開発した.これと通常より段数の少ないターボ分子ポンプとを一体化した構成の複合分子ポンプを製作し,所期の性能を得た.その排気速度は吸入圧10Pa(7.5×10^<-2> Torr)でもあまり低下せず,従来の同口径のターボ分子ポンプに比べて数十倍の大流量を吸入して300〜500Pa(2.3〜4.1 Torr)の背圧でも十分な圧縮比を保って連続運転できる画期的な性能である.図2に吸入圧の高い領域でのTG550の排気速度を同口径(φ150mm)のターボ分子ポンプTH520と比較して示す.Sforeは組合わせた補助真空ポンプの排気速度である.新技術によるこのポンプは,油拡散ポンプとルーツ真空ポンプの役割を兼ね,流量制御が容易でオイルフリーの排気系を構成できる事を示し,真空技術上優れたコンポーネント機器となる.既に半導体製造真空装置のうち,国内だけで数百台実動している状況にあり,アメリカおよびヨーロッパから注目されている.
一般社団法人日本機械学会の論文
1986-05-05

複合分子ポンプの開発

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