JPH0733834B2 - ロータ内蔵ハウジングの外周温度が安定化された内部分流逆流冷却多段式の三葉式真空ポンプ - Google Patents
ロータ内蔵ハウジングの外周温度が安定化された内部分流逆流冷却多段式の三葉式真空ポンプInfo
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- JPH0733834B2 JPH0733834B2 JP61300150A JP30015086A JPH0733834B2 JP H0733834 B2 JPH0733834 B2 JP H0733834B2 JP 61300150 A JP61300150 A JP 61300150A JP 30015086 A JP30015086 A JP 30015086A JP H0733834 B2 JPH0733834 B2 JP H0733834B2
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
- F04C29/04—Heating; Cooling; Heat insulation
- F04C29/042—Heating; Cooling; Heat insulation by injecting a fluid
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
- F04C18/08—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
- F04C18/12—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
- F04C18/126—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with radially from the rotor body extending elements, not necessarily co-operating with corresponding recesses in the other rotor, e.g. lobes, Roots type
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ロータ内蔵ハウジングの外周温度が安定化さ
れた内部分流逆流冷却多段式の三葉式真空ポンプに関す
る。本発明は吸込圧力が、大気圧から10-3Torrレベルま
での領域において、高圧縮比状態で運転され運転時の温
度が比較的高温となる逆流冷却多段式の三葉式真空ポン
プに適用されることができる。
れた内部分流逆流冷却多段式の三葉式真空ポンプに関す
る。本発明は吸込圧力が、大気圧から10-3Torrレベルま
での領域において、高圧縮比状態で運転され運転時の温
度が比較的高温となる逆流冷却多段式の三葉式真空ポン
プに適用されることができる。
一般に、一対のロータがそれらを包括するハウジングと
微少な隙間を保ちながら回転し、気体の吸込、吐出を行
う三葉式真空ポンプ等においては、できる限りその隙間
を微少に保ち運転することが、高性能なポンプを実現す
るうえで重要となる。従来、特に高圧縮比状態で運転さ
れ、その圧縮熱により運転時の温度が比較的高温となる
多段式の三葉式真空ポンプ等においては、予め予想され
る運転時のロータとハウジングの温度に基づき隙間の設
定が行われるが、ハウジングは、直接外気と接している
ためポンプ運転時のハウジングの温度は、周囲の温度変
化の影響を受ける。このため設定隙間は、この周囲温度
の変化によるハウジングの熱膨張量の変化分を考慮した
値となり、できる限り微少な隙間を実現する上で障害と
なってきた。
微少な隙間を保ちながら回転し、気体の吸込、吐出を行
う三葉式真空ポンプ等においては、できる限りその隙間
を微少に保ち運転することが、高性能なポンプを実現す
るうえで重要となる。従来、特に高圧縮比状態で運転さ
れ、その圧縮熱により運転時の温度が比較的高温となる
多段式の三葉式真空ポンプ等においては、予め予想され
る運転時のロータとハウジングの温度に基づき隙間の設
定が行われるが、ハウジングは、直接外気と接している
ためポンプ運転時のハウジングの温度は、周囲の温度変
化の影響を受ける。このため設定隙間は、この周囲温度
の変化によるハウジングの熱膨張量の変化分を考慮した
値となり、できる限り微少な隙間を実現する上で障害と
なってきた。
従来この隙間温度に変化が隙間に及ぼす影響を出来る限
り小さくすると同時にポンプの冷却を行うために、ハウ
ジングの外周部に水冷用ジャケットを設けこれに流す冷
却水を温度センサー等を設け流量又は温度を制御するこ
とにより、ハウジングの温度を出来る限り一定に保つこ
とが試みられているが、温度センサーや冷却水の流量又
は温度の制御装置が必要となるため、有利ではない。
り小さくすると同時にポンプの冷却を行うために、ハウ
ジングの外周部に水冷用ジャケットを設けこれに流す冷
却水を温度センサー等を設け流量又は温度を制御するこ
とにより、ハウジングの温度を出来る限り一定に保つこ
とが試みられているが、温度センサーや冷却水の流量又
は温度の制御装置が必要となるため、有利ではない。
また従来第８図に示すように、三葉式真空ポンプにおい
て、ポンプ運転時のハウジングの温度が、外気への放熱
により、内部のロータの温度より低くなり、ハウジング
の熱膨張量が、ロータの熱膨張量に比較し小さくなるこ
とから、ハウジングとロータ間の隙間が減少し、接触を
引き起す事を防止するために、ポンプのハウジング101
の外周部にジャケット103を設け、ジャケット103の一端
を吐出口112に連通する開放口131を設け、圧縮熱により
温度が上昇した吐出気体を、ロータにより流れの乱れに
より、ジャケット103内を循環させ、ハウジングの温度
をロータの温度と等しい温度に保とうとする試みが行な
われているが、ジャケットの開放口が一箇所であり、吐
出気体が充分にジャケット内を流れず、充分な効果が得
られない。
て、ポンプ運転時のハウジングの温度が、外気への放熱
により、内部のロータの温度より低くなり、ハウジング
の熱膨張量が、ロータの熱膨張量に比較し小さくなるこ
とから、ハウジングとロータ間の隙間が減少し、接触を
引き起す事を防止するために、ポンプのハウジング101
の外周部にジャケット103を設け、ジャケット103の一端
を吐出口112に連通する開放口131を設け、圧縮熱により
温度が上昇した吐出気体を、ロータにより流れの乱れに
より、ジャケット103内を循環させ、ハウジングの温度
をロータの温度と等しい温度に保とうとする試みが行な
われているが、ジャケットの開放口が一箇所であり、吐
出気体が充分にジャケット内を流れず、充分な効果が得
られない。
また従来第９図に示すように、ジャケットの一部からポ
ンプの吐出管路へ、外部配管104を設け、吐出気体がジ
ャケット内に流入しやすくする事が試みられているが、
外部配管が必要となり、また外部配管の上流側と下流側
の圧力差が小さいため充分な気体の流量が確保されず、
有利ではない。
ンプの吐出管路へ、外部配管104を設け、吐出気体がジ
ャケット内に流入しやすくする事が試みられているが、
外部配管が必要となり、また外部配管の上流側と下流側
の圧力差が小さいため充分な気体の流量が確保されず、
有利ではない。
また従来、例えば米国特許第2489887号明細書に示され
るように、単一段高温ガス用ロータリーポンプにおいて
冷却用ガスをケーシング内へ導入しインペラーと直接接
触させインペラーの過熱を防止する逆流冷却形態のポン
プが提案されているが、ポンプの多段配置を適切に構成
することは考慮されておらず、逆流冷却多段式の三葉式
真空ポンプとして満足なものの実現を期待することはで
きない。
るように、単一段高温ガス用ロータリーポンプにおいて
冷却用ガスをケーシング内へ導入しインペラーと直接接
触させインペラーの過熱を防止する逆流冷却形態のポン
プが提案されているが、ポンプの多段配置を適切に構成
することは考慮されておらず、逆流冷却多段式の三葉式
真空ポンプとして満足なものの実現を期待することはで
きない。
また従来第10図に示すように、一般に逆流冷却多段式の
真空ポンプにおいては、各ポンプ区分の吐出口と次段の
ポンプ区分の吸込口を連結する連結管路が設けられ、こ
の連結管路には、冷却器が設けられ、この冷却器の下流
側の連結管路からは、前段側の各ポンプ区分へ逆流冷却
用気体を導く逆流管路が分岐し配管されるものが、提案
されている（特開昭59−115489）。
真空ポンプにおいては、各ポンプ区分の吐出口と次段の
ポンプ区分の吸込口を連結する連結管路が設けられ、こ
の連結管路には、冷却器が設けられ、この冷却器の下流
側の連結管路からは、前段側の各ポンプ区分へ逆流冷却
用気体を導く逆流管路が分岐し配管されるものが、提案
されている（特開昭59−115489）。
第10図に示されている多段式の真空ポンプにおいては、
第１ポンプ区分201の吐出口214と第２のポンプ区分204
の吸込口243は、連結管路231,232,233により連結し、連
結管路231と232の間に冷却器236を設け、連結管路232か
ら分岐し第１ポンプ区分201のハウジングへ逆流冷却用
気体を導く逆流管路234,235が設けられている。第２ポ
ンプ区分204の吐出口244と第３ポンプ区分207の吸込口2
73は、連結管路261,262,263により連結し、連結管路261
と262の間に冷却器266を設け、連結管路262から分岐し
第２ポンプ区分204のハウジングへ逆流冷却用気体を導
く逆流管路264,265が設けられている。第３ポンプ区分2
07の吐出口274に吐出管路281と282を連結し、吐出管路2
81と282の間に冷却器285を設け、吐出管路282から分岐
し第３ポンプ区分207のハウジングに連結する逆流配管2
83,284が設けられる。
第１ポンプ区分201の吐出口214と第２のポンプ区分204
の吸込口243は、連結管路231,232,233により連結し、連
結管路231と232の間に冷却器236を設け、連結管路232か
ら分岐し第１ポンプ区分201のハウジングへ逆流冷却用
気体を導く逆流管路234,235が設けられている。第２ポ
ンプ区分204の吐出口244と第３ポンプ区分207の吸込口2
73は、連結管路261,262,263により連結し、連結管路261
と262の間に冷却器266を設け、連結管路262から分岐し
第２ポンプ区分204のハウジングへ逆流冷却用気体を導
く逆流管路264,265が設けられている。第３ポンプ区分2
07の吐出口274に吐出管路281と282を連結し、吐出管路2
81と282の間に冷却器285を設け、吐出管路282から分岐
し第３ポンプ区分207のハウジングに連結する逆流配管2
83,284が設けられる。
第10図の逆流冷却多段式の真空ポンプにおいては、逆流
冷却用気体を導く逆流管路は、ポンプの外部配管として
各段間の連結管路から分岐し配管されている。このため
外部配管が比較的複雑となり、ポンプの小型化、配管の
製作費の点において必ずしも有利ではない。更に逆流管
路は、板厚の比較的薄い可撓管等の配管材料により製作
されるため、騒音発生源の一つとなる。また、ハウジン
グは、直接外気と接しているため、ポンプ運転時のハウ
ジングの温度は、周囲の温度変化の影響を無視しえず、
ロータとハウジングの隙間の設定は、この周囲温度の変
化によるハウジングの熱膨張量の変化分を考慮した値と
なり、できる限り微少な隙間を実現する上で問題とな
る。このため、この隙間を通して漏れる気体の量をでき
る限り少なくし、高性能なポンプを実現することが望ま
れている。
冷却用気体を導く逆流管路は、ポンプの外部配管として
各段間の連結管路から分岐し配管されている。このため
外部配管が比較的複雑となり、ポンプの小型化、配管の
製作費の点において必ずしも有利ではない。更に逆流管
路は、板厚の比較的薄い可撓管等の配管材料により製作
されるため、騒音発生源の一つとなる。また、ハウジン
グは、直接外気と接しているため、ポンプ運転時のハウ
ジングの温度は、周囲の温度変化の影響を無視しえず、
ロータとハウジングの隙間の設定は、この周囲温度の変
化によるハウジングの熱膨張量の変化分を考慮した値と
なり、できる限り微少な隙間を実現する上で問題とな
る。このため、この隙間を通して漏れる気体の量をでき
る限り少なくし、高性能なポンプを実現することが望ま
れている。
本発明の目的は、前述の従来形における問題点に鑑み、
特別な制御装置等を使用せずに、冷却器により一定の温
度に冷却された気体をハウジング外周部の気体流路に流
し、ポンプ運転時のハウジングの温度をポンプ周囲温度
の変化にかかわらず安定に保つことにより、ポンプ周囲
温度の変化によるハウジングの熱膨張量の変化量を小さ
く抑え、運転中のポンプにおけるロータの外周及び両端
面とハウジング間の隙間の変化量を少なくし、その結
果、ロータとハウジングの接触を引き起すことなしに隙
間をより微少に設定することを可能とし、この隙間を通
して漏れる気体の量を減少せしめ、逆流冷却多段式の三
葉式真空ポンプとしての性能の向上をはかることにあ
る。
特別な制御装置等を使用せずに、冷却器により一定の温
度に冷却された気体をハウジング外周部の気体流路に流
し、ポンプ運転時のハウジングの温度をポンプ周囲温度
の変化にかかわらず安定に保つことにより、ポンプ周囲
温度の変化によるハウジングの熱膨張量の変化量を小さ
く抑え、運転中のポンプにおけるロータの外周及び両端
面とハウジング間の隙間の変化量を少なくし、その結
果、ロータとハウジングの接触を引き起すことなしに隙
間をより微少に設定することを可能とし、この隙間を通
して漏れる気体の量を減少せしめ、逆流冷却多段式の三
葉式真空ポンプとしての性能の向上をはかることにあ
る。
また本発明の他の目的は、従来、外部配管としてなされ
ていた、逆流冷却用気体を導く逆流管路を無くすことに
より、外部配管を簡略化し、ポンプの小型化、配管の製
作費の低減を実現すると共に、逆流管路から生じていた
騒音を減少せしめ、ポンプの騒音低減をはかることにあ
る。
ていた、逆流冷却用気体を導く逆流管路を無くすことに
より、外部配管を簡略化し、ポンプの小型化、配管の製
作費の低減を実現すると共に、逆流管路から生じていた
騒音を減少せしめ、ポンプの騒音低減をはかることにあ
る。
本発明においては、三葉式真空ポンプが複数のポンプ区
分により形成され、各ポンプ区分に共通の２個の軸が設
けられ、これらの軸に支承されるロータが設けられ、各
ポンプ区分を構成しロータを内蔵するハウジングには、
各ポンプ区分の吐出口と次段のポンプ区分の吸込口を連
結する連結管路が設けられ、該連結管路には冷却器が設
けられている三葉式真空ポンプにおいて、該ハウジング
の外周部には、吸込口に連通する上部外周気体流路と、
ハウジング内部に逆流冷却用気体を導く流入口に連通す
る下部外周気体流路が設けられ、該上部、下部外周気体
流路の間には、隔壁が設けられ、隣接する各ポンプ区分
を仕切る仕切壁には、前段のポンプ区分におけるハウジ
ング内部逆流冷却用気体を導く流入口に連通する下部外
周気体流路と、次段のポンプ区分における吸込口に連通
する上部外周気体流路、とを連通する連通口が設けら
れ、該各ポンプ区分のハウジングには該冷却器により冷
却された気体を該連結管路を経て流入させるハウジング
吸込口が設けられ、ハウジング外周部の上部および下部
外周気体流路には一定の温度に冷却された気体が流れる
ようにしたことを特徴とするロータ内蔵ハウジングの外
周温度が安定化された内部分流逆流冷却多段式の三葉式
真空ポンプ、が提供される。
分により形成され、各ポンプ区分に共通の２個の軸が設
けられ、これらの軸に支承されるロータが設けられ、各
ポンプ区分を構成しロータを内蔵するハウジングには、
各ポンプ区分の吐出口と次段のポンプ区分の吸込口を連
結する連結管路が設けられ、該連結管路には冷却器が設
けられている三葉式真空ポンプにおいて、該ハウジング
の外周部には、吸込口に連通する上部外周気体流路と、
ハウジング内部に逆流冷却用気体を導く流入口に連通す
る下部外周気体流路が設けられ、該上部、下部外周気体
流路の間には、隔壁が設けられ、隣接する各ポンプ区分
を仕切る仕切壁には、前段のポンプ区分におけるハウジ
ング内部逆流冷却用気体を導く流入口に連通する下部外
周気体流路と、次段のポンプ区分における吸込口に連通
する上部外周気体流路、とを連通する連通口が設けら
れ、該各ポンプ区分のハウジングには該冷却器により冷
却された気体を該連結管路を経て流入させるハウジング
吸込口が設けられ、ハウジング外周部の上部および下部
外周気体流路には一定の温度に冷却された気体が流れる
ようにしたことを特徴とするロータ内蔵ハウジングの外
周温度が安定化された内部分流逆流冷却多段式の三葉式
真空ポンプ、が提供される。
本発明による真空ポンプの作用は、以下の通りである。
各ポンプ区分の吸込口から吸い込まれた気体は、吸込口
において、各ポンプ区分で圧縮される気体と前段のポン
プ区分へ逆流する逆流冷却用気体とに分れる。
において、各ポンプ区分で圧縮される気体と前段のポン
プ区分へ逆流する逆流冷却用気体とに分れる。
各ポンプ区分で圧縮される気体は、外周気体流路を通り
逆流冷却用気体の流入口から各ポンプ区分のハウジング
内に流入する次段のポンプ区分からの逆流冷却用気体に
より圧縮され、吐出口から吐き出される。吐き出された
気体、連結管路を通り冷却器に入り、一定の温度に冷却
され、連結管路を通って次段のポンプ区分の吸込口から
吸い込まれる。
逆流冷却用気体の流入口から各ポンプ区分のハウジング
内に流入する次段のポンプ区分からの逆流冷却用気体に
より圧縮され、吐出口から吐き出される。吐き出された
気体、連結管路を通り冷却器に入り、一定の温度に冷却
され、連結管路を通って次段のポンプ区分の吸込口から
吸い込まれる。
他方、前段のポンプ区分へ逆流する逆流冷却用気体は、
前段のポンプ区分の吸込圧力と吐出圧力の圧力差により
充分な流量が確保され、ロータを内蔵するハウジングの
温度を安定で且つ適切な温度に保ちながら、各ポンプ区
分のハウジングの外周部に設けられた外周気体流路を通
り、各ポンプ区分と前段のポンプ区分を仕切る仕切壁の
連通口を経て、前段のポンプ区分の外周気体流路からハ
ウジング内部へ流入し、前段の吸込口から吸い込まれた
気体の温度の上昇を低く抑えながら圧縮し、吐出口から
吐き出される。以上の作用が各ポンプ区分において順次
行われる。
前段のポンプ区分の吸込圧力と吐出圧力の圧力差により
充分な流量が確保され、ロータを内蔵するハウジングの
温度を安定で且つ適切な温度に保ちながら、各ポンプ区
分のハウジングの外周部に設けられた外周気体流路を通
り、各ポンプ区分と前段のポンプ区分を仕切る仕切壁の
連通口を経て、前段のポンプ区分の外周気体流路からハ
ウジング内部へ流入し、前段の吸込口から吸い込まれた
気体の温度の上昇を低く抑えながら圧縮し、吐出口から
吐き出される。以上の作用が各ポンプ区分において順次
行われる。
本発明の一実施例として、第１ポンプ区分１、第２ポン
プ区分４、第３ポンプ区分７、を持つロータ内蔵ハウジ
ングの外周温度が安定化された内部分流逆流冷却多段式
の三葉式真空ポンプの構成図が、第１図に示されてい
る。第２図は、第１図に示されるポンプ本体のII−II断
面図であり、第３図は、III−III断面図、第４図は、IV
−IV断面図、第５図は、Ｖ−Ｖ断面図、第６図は、VI−
VI断面図、第７図は、VII−VII断面図である。
プ区分４、第３ポンプ区分７、を持つロータ内蔵ハウジ
ングの外周温度が安定化された内部分流逆流冷却多段式
の三葉式真空ポンプの構成図が、第１図に示されてい
る。第２図は、第１図に示されるポンプ本体のII−II断
面図であり、第３図は、III−III断面図、第４図は、IV
−IV断面図、第５図は、Ｖ−Ｖ断面図、第６図は、VI−
VI断面図、第７図は、VII−VII断面図である。
本ポンプ装置の構成について説明すると以下の通りであ
る。
る。
第１図において、隔壁２で第１ポンプ区分１と第２ポン
プ区分４に区切られ、隔壁５で第２ポンプ区分４と第３
ポンプ区分７に仕切られており、第２図において、第１
シャフト91と第２シヤト92は、各ポンプ区分を貫通して
軸受機構94で支承され、タイミングギヤセット93で互い
に反対方向に回転するように組込まれている。第１シャ
フト91は、軸封機構95を貫通し電動機により駆動される
ことができる。また第１図において、第１ポンプ区分１
の吐出口14と第２ポンプ区分４の吸込口43は、連結管路
31,32で連結し、連結管路31,32の間に冷却器36を設け
る。第２ポンプ区分４の吐出口44と第３ポンプ区分７の
吸込口73は、連結管路61と62で連結し、連結管路61と62
の間に冷却器66を設ける。第３ポンプ区分７の吐出口74
に吐出管路81と82を連結し、吐出管路81と82の間に冷却
器85を設け、吐出管路82から分岐し第３ポンプ区分７の
ハウジング71に連結する逆流配管83,84が設けられる。
プ区分４に区切られ、隔壁５で第２ポンプ区分４と第３
ポンプ区分７に仕切られており、第２図において、第１
シャフト91と第２シヤト92は、各ポンプ区分を貫通して
軸受機構94で支承され、タイミングギヤセット93で互い
に反対方向に回転するように組込まれている。第１シャ
フト91は、軸封機構95を貫通し電動機により駆動される
ことができる。また第１図において、第１ポンプ区分１
の吐出口14と第２ポンプ区分４の吸込口43は、連結管路
31,32で連結し、連結管路31,32の間に冷却器36を設け
る。第２ポンプ区分４の吐出口44と第３ポンプ区分７の
吸込口73は、連結管路61と62で連結し、連結管路61と62
の間に冷却器66を設ける。第３ポンプ区分７の吐出口74
に吐出管路81と82を連結し、吐出管路81と82の間に冷却
器85を設け、吐出管路82から分岐し第３ポンプ区分７の
ハウジング71に連結する逆流配管83,84が設けられる。
各ポンプ区分の構造について説明すると以下の通りであ
る。
る。
第３図において、第１ポンプ区分１は、吸込口13と吐出
口14と逆流冷却用気体の流入口15A,15Bを有し、外周部
に吸込口13と連通する上部外周気体流路16A,16Bと逆流
冷却用気体の流入口15A,15Bにそれぞれ連通する下部外
周気体流路17A,17Bを有し、外周気体流路16A,16Bと17A,
17Bの間には隔壁18A,18Bを有するハウジング11と一対の
軸91,92に支承されるロータ12から成る。
口14と逆流冷却用気体の流入口15A,15Bを有し、外周部
に吸込口13と連通する上部外周気体流路16A,16Bと逆流
冷却用気体の流入口15A,15Bにそれぞれ連通する下部外
周気体流路17A,17Bを有し、外周気体流路16A,16Bと17A,
17Bの間には隔壁18A,18Bを有するハウジング11と一対の
軸91,92に支承されるロータ12から成る。
第５図において、第２ポンプ区分４は、吸込口43と吐出
口44と逆流冷却用気体の流入口45A,45Bを有し、外周部
に吸込口43と連通する外周気体流路46A,46Bと逆流冷却
用気体の流入口45A,45Bにそれぞれ連通する外周気体流
路47A,47Bを有し、外周気体流路46A,46Bと47A,47Bの間
には隔壁48A,48Bを有するハウジング41と一対の軸91,92
に支承されるロータ42から成る。
口44と逆流冷却用気体の流入口45A,45Bを有し、外周部
に吸込口43と連通する外周気体流路46A,46Bと逆流冷却
用気体の流入口45A,45Bにそれぞれ連通する外周気体流
路47A,47Bを有し、外周気体流路46A,46Bと47A,47Bの間
には隔壁48A,48Bを有するハウジング41と一対の軸91,92
に支承されるロータ42から成る。
第７図において、第３ポンプ区分７は、吸込口73と吐出
口74と逆流冷却用気体の流入口75A,75Bを有し、外周部
に吸込口73と連通する外周気体流路76A,76Bと逆流冷却
用気体の流入口75A,75Bにそれぞれ連通する外周気体流
路77A,77Bを有し、外周気体流路76A,76Bと77A,77Bの間
には隔壁78A,78Bを有し、また外周気体流路77A,77Bの外
壁には逆流冷却用気体流入口79A,79Bを有するハウジン
グ71と一対の軸91,92に支承されるロータ72から成る。
口74と逆流冷却用気体の流入口75A,75Bを有し、外周部
に吸込口73と連通する外周気体流路76A,76Bと逆流冷却
用気体の流入口75A,75Bにそれぞれ連通する外周気体流
路77A,77Bを有し、外周気体流路76A,76Bと77A,77Bの間
には隔壁78A,78Bを有し、また外周気体流路77A,77Bの外
壁には逆流冷却用気体流入口79A,79Bを有するハウジン
グ71と一対の軸91,92に支承されるロータ72から成る。
各仕切壁について説明すると下記の通りである。
第４図において、第１・第２ポンプ区分間の仕切壁２
は、第２ポンプ区分４のハウジング41の外周気体流路46
A,46Bと第１ポンプ区分１のハウジングの外周気体流路1
7A,17Bを連通する仕切壁の連通口21A,21Bを有する。
は、第２ポンプ区分４のハウジング41の外周気体流路46
A,46Bと第１ポンプ区分１のハウジングの外周気体流路1
7A,17Bを連通する仕切壁の連通口21A,21Bを有する。
第６図において、第２、第３ポンプ区分間の仕切壁５
は、第３ポンプ区分のハウジング71の外周気体流路76A,
76Bと第２ポンプ区分４のハウジング41の外周気体流路4
7A,47Bを連通する仕切壁の連通口51A,51Bを有する。
は、第３ポンプ区分のハウジング71の外周気体流路76A,
76Bと第２ポンプ区分４のハウジング41の外周気体流路4
7A,47Bを連通する仕切壁の連通口51A,51Bを有する。
本ポンプ装置の動作を第１図〜第７図を用いて説明する
と下記の通りである。
と下記の通りである。
第１ポンプ区分１において、第１図及び第３図に示すよ
うに、気体は、吸込口13から吸込気体G13として吸込ま
れ、ロータ12,12の動作にもとづき移送されるが、この
とき該気体は外周気体流路17A,17Bを通り逆流冷却用気
体の流入口15A,15Bからハウジング11の内部に流入する
第２ポンプ区分からの逆流冷却用気体R1A,R1Bにより逆
流圧縮され、吐出口14から吐出気体G14として吐出され
る。該吐出された気体は連結管路31を通って冷却器36に
入り、安定で且つ適切な温度に冷却された連結管路32を
通って第２ポンプ区分４の吸込口43から吸込気体G43と
して吸込まれる。
うに、気体は、吸込口13から吸込気体G13として吸込ま
れ、ロータ12,12の動作にもとづき移送されるが、この
とき該気体は外周気体流路17A,17Bを通り逆流冷却用気
体の流入口15A,15Bからハウジング11の内部に流入する
第２ポンプ区分からの逆流冷却用気体R1A,R1Bにより逆
流圧縮され、吐出口14から吐出気体G14として吐出され
る。該吐出された気体は連結管路31を通って冷却器36に
入り、安定で且つ適切な温度に冷却された連結管路32を
通って第２ポンプ区分４の吸込口43から吸込気体G43と
して吸込まれる。
第２ポンプ区分４において、第１図及び第５図に示すよ
うに、吸込気体G43は、吸込口43で第２ポンプ区分４で
圧縮される気体G42と第１ポンプ区分１へ転送される逆
流冷却用気体R1A,R1Bとに分れる。
うに、吸込気体G43は、吸込口43で第２ポンプ区分４で
圧縮される気体G42と第１ポンプ区分１へ転送される逆
流冷却用気体R1A,R1Bとに分れる。
第２ポンプ区分で圧縮される気体G42は、ロータ42,42の
動作にもとづき移送されるが、このとき該気体は外周気
体流路47A,47Bを通り逆流冷却用気体の流入口45A,45Bか
らハウジング41の内部に流入する第３ポンプ区分からの
逆流冷却用気体R4A,R4Bにより逆流圧縮され、吐出口44
からの吐出気体G44として吐出される。該吐出された気
体は連結管路61を通って冷却器66に入り、安定でかつ適
切な温度に冷却され、連結管路62を通って第３ポンプ区
分７の吸込口73から吸込気体G73として吸込まれる。
動作にもとづき移送されるが、このとき該気体は外周気
体流路47A,47Bを通り逆流冷却用気体の流入口45A,45Bか
らハウジング41の内部に流入する第３ポンプ区分からの
逆流冷却用気体R4A,R4Bにより逆流圧縮され、吐出口44
からの吐出気体G44として吐出される。該吐出された気
体は連結管路61を通って冷却器66に入り、安定でかつ適
切な温度に冷却され、連結管路62を通って第３ポンプ区
分７の吸込口73から吸込気体G73として吸込まれる。
他方、逆流冷却用気体R1A,R1Bは、ロータを内蔵するハ
ウジングの温度を安定で且つ適切な温度に保ちながら第
２ポンプ区分４の外周気体流路46A,46Bを通り、第４図
に示す第１・第２ポンプ区分間の仕切壁２の連通口21A,
21Bを経て、第３図に示す第１ポンプ区分１の外周気体
流路17A,17Bに致り、逆流冷却用気体の流入口15A,15Bか
ら第１ポンプ区分のハウジング11の内部に流入し、吸込
気体G13を温度の上昇を低く抑えながら逆流圧縮し吐出
気体G14として吐出される。
ウジングの温度を安定で且つ適切な温度に保ちながら第
２ポンプ区分４の外周気体流路46A,46Bを通り、第４図
に示す第１・第２ポンプ区分間の仕切壁２の連通口21A,
21Bを経て、第３図に示す第１ポンプ区分１の外周気体
流路17A,17Bに致り、逆流冷却用気体の流入口15A,15Bか
ら第１ポンプ区分のハウジング11の内部に流入し、吸込
気体G13を温度の上昇を低く抑えながら逆流圧縮し吐出
気体G14として吐出される。
第３ポンプ区分７において、第１図及び第７図に示すよ
うに、吸込気体G73は、吸込口73で第３ポンプ区分７で
圧縮される気体G72と第２ポンプ区分４へ転送される逆
流冷却用気体R4A,R4Bとに分れる。
うに、吸込気体G73は、吸込口73で第３ポンプ区分７で
圧縮される気体G72と第２ポンプ区分４へ転送される逆
流冷却用気体R4A,R4Bとに分れる。
第３ポンプ区分で圧縮される気体G72は、ロータ72,72の
動作にもとづき移送されるが、このとき該気体は外周気
体流路77A,77Bを通り逆流冷却用気体の流入口75A,75Bか
らハウジング71の内部に流入する吐出管路からの逆流冷
却用気体R7A,R7Bにより逆流圧縮され、吐出口74からの
吐出気体G74として吐出される。該吐出された気体は連
結管路81を通って冷却器85に入り、安定で且つ適切な温
度に冷却され、吐出管路82を通って一部は、外気に吐出
され、一部は、吐出管路82から分岐された逆流管路83,8
4へ流入する。逆流管路へ流入した気体R7A,R7Bは第３ポ
ンプ区分７の外周気体流路への流入口79A,79Bを通って
外周気体流路77A,77Bに入りハウジングの温度を安定で
且つ適当な温度に保ちながら逆流冷却用気体の流入口75
A,75Bを経て第３ポンプ区分７のハウジング71の内部に
流入する。該流入した気体は第３ポンプ区分７で圧縮さ
れる気体G72を温度の上昇を低く抑えながら逆流圧縮
し、吐出気体G74として吐出される。
動作にもとづき移送されるが、このとき該気体は外周気
体流路77A,77Bを通り逆流冷却用気体の流入口75A,75Bか
らハウジング71の内部に流入する吐出管路からの逆流冷
却用気体R7A,R7Bにより逆流圧縮され、吐出口74からの
吐出気体G74として吐出される。該吐出された気体は連
結管路81を通って冷却器85に入り、安定で且つ適切な温
度に冷却され、吐出管路82を通って一部は、外気に吐出
され、一部は、吐出管路82から分岐された逆流管路83,8
4へ流入する。逆流管路へ流入した気体R7A,R7Bは第３ポ
ンプ区分７の外周気体流路への流入口79A,79Bを通って
外周気体流路77A,77Bに入りハウジングの温度を安定で
且つ適当な温度に保ちながら逆流冷却用気体の流入口75
A,75Bを経て第３ポンプ区分７のハウジング71の内部に
流入する。該流入した気体は第３ポンプ区分７で圧縮さ
れる気体G72を温度の上昇を低く抑えながら逆流圧縮
し、吐出気体G74として吐出される。
他方、逆流冷却用気体R4A,R4Bは、ハウジングの温度を
安定で且つ適切な温度に保ちながら第３ポンプ区分７の
外周気体流路76A,76Bを通り、第６図に示す第２・第３
ポンプ区分間の仕切壁５の連通口51A,51Bを経て、第５
図に示す第２ポンプ区分４の外周気体流路47A,47Bに到
り逆流冷却用気体の流入口45A,45Bから第２ポンプ区分
４のハウジング41の内部に流入し第２ポンプ区分４で圧
縮される気体G42を温度の上昇を低く抑えながら逆流圧
縮し吐出気体G44として吐出される。
安定で且つ適切な温度に保ちながら第３ポンプ区分７の
外周気体流路76A,76Bを通り、第６図に示す第２・第３
ポンプ区分間の仕切壁５の連通口51A,51Bを経て、第５
図に示す第２ポンプ区分４の外周気体流路47A,47Bに到
り逆流冷却用気体の流入口45A,45Bから第２ポンプ区分
４のハウジング41の内部に流入し第２ポンプ区分４で圧
縮される気体G42を温度の上昇を低く抑えながら逆流圧
縮し吐出気体G44として吐出される。
このように、本発明による逆流冷却多段式の三葉式真空
ポンプにおいては、各ポンプ区分の吸込口から吸い込ま
れた気体は、吸込口において、各ポンプ区分で圧縮され
る気体と前段のポンプ区分へ転送される逆流冷却用気体
とに分れる。
ポンプにおいては、各ポンプ区分の吸込口から吸い込ま
れた気体は、吸込口において、各ポンプ区分で圧縮され
る気体と前段のポンプ区分へ転送される逆流冷却用気体
とに分れる。
この分れた気体のうち各ポンプ区分で圧縮される気体
は、外周気体流路を通り逆流冷却用気体の流入口から各
ポンプ区分のハウジング内へ流入する次段のポンプ区分
からの逆流冷却用気体により逆流圧縮され、吐出口から
吐出される。吐出された気体は、連結管路を通り冷却器
に入り、安定で且つ適切な温度に冷却され、連結管路を
通って次段のポンプ区分の吸込口から吸込まれる。他
方、該分れた気体のうち、前段のポンプ区分へ転送され
る逆流冷却用気体は、前段のポンプ区分の吸込圧力と吐
出圧力の圧力差により充分な流量が確保され、ロータを
内蔵するハウジングの温度を安定で且つ適切な温度に保
ちながら、各ポンプ区分のハウジングの外周部に設けら
れた外周気体流路を通り、各ポンプ区分と前段のポンプ
区分を仕切る仕切壁の連通口を経て、前段のポンプ区分
の外周気体流路からハウジング内部へ流入し、前段の吸
込口から吸い込まれた気体の温度の上昇を低く抑えなが
ら逆流圧縮し、吐出口から吐出される。以上の作用が各
ポンプ区分において順次行われる。
は、外周気体流路を通り逆流冷却用気体の流入口から各
ポンプ区分のハウジング内へ流入する次段のポンプ区分
からの逆流冷却用気体により逆流圧縮され、吐出口から
吐出される。吐出された気体は、連結管路を通り冷却器
に入り、安定で且つ適切な温度に冷却され、連結管路を
通って次段のポンプ区分の吸込口から吸込まれる。他
方、該分れた気体のうち、前段のポンプ区分へ転送され
る逆流冷却用気体は、前段のポンプ区分の吸込圧力と吐
出圧力の圧力差により充分な流量が確保され、ロータを
内蔵するハウジングの温度を安定で且つ適切な温度に保
ちながら、各ポンプ区分のハウジングの外周部に設けら
れた外周気体流路を通り、各ポンプ区分と前段のポンプ
区分を仕切る仕切壁の連通口を経て、前段のポンプ区分
の外周気体流路からハウジング内部へ流入し、前段の吸
込口から吸い込まれた気体の温度の上昇を低く抑えなが
ら逆流圧縮し、吐出口から吐出される。以上の作用が各
ポンプ区分において順次行われる。
本発明によれば、高圧縮状態で運転され、運転時の温度
が比較的高温となる、逆流冷却多段式の三葉式真空ポン
プにおいて、各ポンプ区分の吸込圧力と吐出圧力の圧力
差により充分な流量が確保され、冷却器により一定の温
度に冷却された逆流冷却用気体を各ポンプ区分のハウジ
ングの外周部に設けられた外周気体流路と仕切壁の連通
口を通してハウジングの内部に流入させることにより、
ポンプ運転時のハウジングの温度をポンプ周囲温度の変
化にかかわらず安定に保つことが可能となる。このた
め、ポンプ周囲温度の変化によるハウジングの熱膨張量
の変化量が小さく抑えられ、運転中のポンプにおけるロ
ータの外周及び両側面とハウジング間の隙間の変化量を
少なくすることが可能となる。その結果、ロータとハウ
ジングの接触をひきおこすことなしに、隙間をより微少
に設定することが可能となり、この隙間を通して漏れる
気体の量を減少させることが可能となり、逆流冷却多段
式の三葉式真空ポンプとしての性能が向上する。
が比較的高温となる、逆流冷却多段式の三葉式真空ポン
プにおいて、各ポンプ区分の吸込圧力と吐出圧力の圧力
差により充分な流量が確保され、冷却器により一定の温
度に冷却された逆流冷却用気体を各ポンプ区分のハウジ
ングの外周部に設けられた外周気体流路と仕切壁の連通
口を通してハウジングの内部に流入させることにより、
ポンプ運転時のハウジングの温度をポンプ周囲温度の変
化にかかわらず安定に保つことが可能となる。このた
め、ポンプ周囲温度の変化によるハウジングの熱膨張量
の変化量が小さく抑えられ、運転中のポンプにおけるロ
ータの外周及び両側面とハウジング間の隙間の変化量を
少なくすることが可能となる。その結果、ロータとハウ
ジングの接触をひきおこすことなしに、隙間をより微少
に設定することが可能となり、この隙間を通して漏れる
気体の量を減少させることが可能となり、逆流冷却多段
式の三葉式真空ポンプとしての性能が向上する。
また本発明によれば、外部配管としてなされていた逆流
配管が不要となることから、ポンプの小型化、配管製作
費の低減が可能となり、また外周気体流路を有するハウ
ジングを鋳物製とすることができるため、逆流管路が板
厚の比較的薄い可撓管等の配管材料により製作されて騒
音発生源の一つとなっていた場合に比して騒音発生量が
少なく、ポンプの騒音低減が可能である。
配管が不要となることから、ポンプの小型化、配管製作
費の低減が可能となり、また外周気体流路を有するハウ
ジングを鋳物製とすることができるため、逆流管路が板
厚の比較的薄い可撓管等の配管材料により製作されて騒
音発生源の一つとなっていた場合に比して騒音発生量が
少なく、ポンプの騒音低減が可能である。
第１図は、本発明の一実施例としてロータ内蔵ハウジン
グの外周温度が安定化された内部分流逆流冷却多段式の
三葉式真空ポンプの構成図、第２図は、第１図に示され
るポンプ本体のII−II断面図であり、第３図は、III−I
II断面図、第４図は、IV−IV断面図、第５図は、Ｖ−Ｖ
断面図、第６図は、VI−VI断面図、第７図は、VII−VII
断面図、であり、第８図及び第９図は、従来の三葉式真
空ポンプの一実施例、第10図は、従来の逆流冷却多段式
の真空ポンプの一例の概要図、を示したものである。 〔符号の説明〕 １……第１ポンプ区分、11……ハウジング、 12……ロータ、13……吸込口、 14……吐出口、 15A,15B……逆流冷却用気体の流入口、 16A,16B……吸込口に連通する外周気体流路、 17A,17B……逆流冷却用気体の流入口に連通する外周気
体流路、 18A,18B……外周気体流路の隔壁、 ２……第１・第２ポンプ区分間仕切壁、 21A,21B……仕切壁の連通口、 ３……第１・第２ポンプ区分間管路、 31,32……連結管路、36……冷却器、 ４……第２ポンプ区分、41……ハウジング、 42……ロータ、43……吸込口、 44……吐出口、 45A,45B……逆流冷却用気体の流入口、 46A,46B……吸込口に連通する外周気体流路、 47A,47B……逆流冷却用気体の流入口に連通する外周気
体流路、 48A,48B……外周気体流路の隔壁、 ５……第２・第３ポンプ区分間仕切壁、 51A,51B……仕切壁の連通口、 ６……第２・第３ポンプ区分間管路、 61,62……連結管路、66……冷却器、 ７……第３ポンプ区分、71……ハウジング、 72……ロータ、73……吸込口、 74……吐出口、 75A,75B……逆流冷却用気体の流入口、 76A,76B……吸込口に連通する外周気体流路、 77A,77B……逆流冷却用気体の流入口に連通する外周気
体流路、 78A,78B……外周気体流路の隔壁、 79A,79B……外周気体流路への逆流冷却用気体の流入
口、 ８……第３ポンプ区分吐出管路、 81,82……吐出管路、83……逆流管路、 85……冷却器、91……第１シャフト、 92……第２シャフト、 93……タイミングギヤセット、 94……軸受機構、95……軸封機構、 G13……第１ポンプ区分の吸込気体、 G14……第１ポンプ区分の吐出気体、 G42……第２ポンプ区分で圧縮される気体、 G43……第２ポンプ区分の吸込気体、 G44……第２ポンプ区分の吐出気体、 G72……第３ポンプ区分で圧縮される気体、 G73……第３ポンプ区分の吸込気体、 G74……第３ポンプ区分の吐出気体、 R1A,R1B……第１ポンプ区分へ流入する逆流冷却用気
体、 R4A,R4B……第２ポンプ区分へ流入する逆流冷却用気
体、 R7A,R7B……第３ポンプ区分へ流入する逆流冷却用気
体、 101……ハウジング、111……吸込口、 112……吐出口、102……ロータ、 103……ジャケット、 131……ジャケットの開放口、 104……外部配管、 201……第１ポンプ区分、213……吸込口、 214……吐出口、 203……第１・第２ポンプ区分間管路、 231,232,233……連結管路、 234,235……逆流管路、236……冷却器、 204……第２ポンプ区分、243……吸込口、 244……吐出口、 206……第２・第３ポンプ区分間管路、 261,262,263……連結管路、 264,265……逆流管路、266……冷却器、 207……第３ポンプ区分、273……吸込口、 274……吐出口、 208……第３ポンプ区分間吐出管路、 281,282……吐出管路、283,284……逆流管路、 285……冷却器。
グの外周温度が安定化された内部分流逆流冷却多段式の
三葉式真空ポンプの構成図、第２図は、第１図に示され
るポンプ本体のII−II断面図であり、第３図は、III−I
II断面図、第４図は、IV−IV断面図、第５図は、Ｖ−Ｖ
断面図、第６図は、VI−VI断面図、第７図は、VII−VII
断面図、であり、第８図及び第９図は、従来の三葉式真
空ポンプの一実施例、第10図は、従来の逆流冷却多段式
の真空ポンプの一例の概要図、を示したものである。 〔符号の説明〕 １……第１ポンプ区分、11……ハウジング、 12……ロータ、13……吸込口、 14……吐出口、 15A,15B……逆流冷却用気体の流入口、 16A,16B……吸込口に連通する外周気体流路、 17A,17B……逆流冷却用気体の流入口に連通する外周気
体流路、 18A,18B……外周気体流路の隔壁、 ２……第１・第２ポンプ区分間仕切壁、 21A,21B……仕切壁の連通口、 ３……第１・第２ポンプ区分間管路、 31,32……連結管路、36……冷却器、 ４……第２ポンプ区分、41……ハウジング、 42……ロータ、43……吸込口、 44……吐出口、 45A,45B……逆流冷却用気体の流入口、 46A,46B……吸込口に連通する外周気体流路、 47A,47B……逆流冷却用気体の流入口に連通する外周気
体流路、 48A,48B……外周気体流路の隔壁、 ５……第２・第３ポンプ区分間仕切壁、 51A,51B……仕切壁の連通口、 ６……第２・第３ポンプ区分間管路、 61,62……連結管路、66……冷却器、 ７……第３ポンプ区分、71……ハウジング、 72……ロータ、73……吸込口、 74……吐出口、 75A,75B……逆流冷却用気体の流入口、 76A,76B……吸込口に連通する外周気体流路、 77A,77B……逆流冷却用気体の流入口に連通する外周気
体流路、 78A,78B……外周気体流路の隔壁、 79A,79B……外周気体流路への逆流冷却用気体の流入
口、 ８……第３ポンプ区分吐出管路、 81,82……吐出管路、83……逆流管路、 85……冷却器、91……第１シャフト、 92……第２シャフト、 93……タイミングギヤセット、 94……軸受機構、95……軸封機構、 G13……第１ポンプ区分の吸込気体、 G14……第１ポンプ区分の吐出気体、 G42……第２ポンプ区分で圧縮される気体、 G43……第２ポンプ区分の吸込気体、 G44……第２ポンプ区分の吐出気体、 G72……第３ポンプ区分で圧縮される気体、 G73……第３ポンプ区分の吸込気体、 G74……第３ポンプ区分の吐出気体、 R1A,R1B……第１ポンプ区分へ流入する逆流冷却用気
体、 R4A,R4B……第２ポンプ区分へ流入する逆流冷却用気
体、 R7A,R7B……第３ポンプ区分へ流入する逆流冷却用気
体、 101……ハウジング、111……吸込口、 112……吐出口、102……ロータ、 103……ジャケット、 131……ジャケットの開放口、 104……外部配管、 201……第１ポンプ区分、213……吸込口、 214……吐出口、 203……第１・第２ポンプ区分間管路、 231,232,233……連結管路、 234,235……逆流管路、236……冷却器、 204……第２ポンプ区分、243……吸込口、 244……吐出口、 206……第２・第３ポンプ区分間管路、 261,262,263……連結管路、 264,265……逆流管路、266……冷却器、 207……第３ポンプ区分、273……吸込口、 274……吐出口、 208……第３ポンプ区分間吐出管路、 281,282……吐出管路、283,284……逆流管路、 285……冷却器。
Claims (1)
- 【請求項１】三葉式真空ポンプが複数のポンプ区分によ
り形成され、各ポンプ区分に共通の２個の軸が設けら
れ、これらの軸に支承されるロータが設けられ、各ポン
プ区分を構成しロータを内蔵するハウジングには、各ポ
ンプ区分の吐出口と次段のポンプ区分の吸込口を連結す
る連結管路が設けられ、該連結管路には冷却器が設けら
れている三葉式真空ポンプにおいて、該ハウジングの外
周部には、吸込口に連通する上部外周気体流路と、ハウ
ジング内部に逆流冷却用気体を導く流入口に連通する下
部外周気体流路が設けられ、該上部、下部外周気体流路
の間には、隔壁が設けられ、隣接する各ポンプ区分を仕
切る仕切壁には、前段のポンプ区分におけるハウジング
内部逆流冷却用気体を導く流入口に連通する下部外周気
体流路と、次段のポンプ区分における吸込口に連通する
上部外周気体流路、とを連通する連通口が設けられ、該
各ポンプ区分のハウジングには該冷却器により冷却され
た気体を該連結管路を経て流入させるハウジング吸込口
が設けられ、ハウジング外周部の上部および下部外周気
体流路には一定の温度に冷却された気体が流れるように
したことを特徴とするロータ内蔵ハウジングの外周温度
が安定化された内部分流逆流冷却多段式の三葉式真空ポ
ンプ。
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