特開 2023-88357 多段ルーツ式真空ポンプ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023088357

(43)【公開日】2023-06-27

(54)【発明の名称】多段ルーツ式真空ポンプ

(51)【国際特許分類】

   F04C 25/02 20060101AFI20230620BHJP

【ＦＩ】

F04C25/02 K

【審査請求】有

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021203004

(22)【出願日】2021-12-15

(71)【出願人】

【識別番号】000127123

【氏名又は名称】株式会社アンレット

(74)【代理人】

【識別番号】100090239

【弁理士】

【氏名又は名称】三宅 始

(74)【代理人】

【識別番号】100100859

【弁理士】

【氏名又は名称】有賀 昌也

(72)【発明者】

【氏名】横井 隆志

(72)【発明者】

【氏名】竹田 昌史

(72)【発明者】

【氏名】横井 亮知

【テーマコード（参考）】

3H129

【Ｆターム（参考）】

3H129AA06

3H129AB06

3H129AB12

3H129BB12

3H129BB43

3H129CC02

3H129CC09

3H129CC13

3H129CC23

(57)【要約】

【課題】少ないスペースで設置できるコンパクトな形態の多段ルーツ式真空ポンプ１０を提供すること。
【解決手段】ロータ室１７，１８，１９，２０の吐出口３３，３４，３５，３６と次段のロータ室１８，１９，２０，２１の吸込口２９，３０，３１，３２を連通する流体通路３８，３９，４０，４１をケーシング１１の外部に配管するのではなくて、ロータ室１７，１８，１９，２０，２１の外周部に形成しする。ポンプ形態がコンパクトになり、少ないスペースで多段ルーツ式真空ポンプ１０を設置できる。ロータ室１７，１８，１９，２０，２１の外周部に形成した流体通路３８，３９，４０，４１に隣接して水冷ジャケット４２を設け、流体通路３８，３９，４０，４１を通過する圧縮流体を効率良く冷却する。最終段のロータ室２１に冷却用気体を導入する冷却気体導入通路４３を設け、冷却気体導入通路４３から最終段のロータ室２１に冷却用気体を導入することにより圧縮流体を直接冷却して多段ルーツ式真空ポンプ１０の温度低減を図る。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ケーシングに複数段のロータ室を設けて各ロータ室にルーツロータを回転可能に組み付け、一のロータ室の吐出口と次段のロータ室の吸込口を流体通路で連通し、流体通路を通して初段のロータ室から順次、最終段のロータ室へ流体を吸引し、各段のロータ室で流体を圧縮する多段ルーツ式真空ポンプであって、
ロータ室の外周部を形成するケーシングの部位に流体通路を形成したことを特徴とする多段ルーツ式真空ポンプ。

【請求項2】

流体通路に隣接するように水冷ジャケットを設け、水冷ジャケットに貯えた冷却水で流体通路を通過する圧縮流体を冷却するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の多段ルーツ式真空ポンプ。

【請求項3】

最終段のロータ室に冷却用気体を導入する冷却気体導入通路を設けたことを特徴とする請求項１に記載の多段ルーツ式真空ポンプ。

【請求項4】

中間段のロータ室の外周部に設けた流体通路と最終段のロータ室の吐出口をバイパス管で接続するとともに、バイパス管に逆止弁を設け、ポンプ内圧が所定圧力を超えたとき逆止弁を開いて中間段のロータ室の圧力流体の一部が最終段の吐出口で合流するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の多段ルーツ式真空ポンプ。

【請求項5】

ケーシングにおける各段のロータ室の下部にドレン口を設け、上部に均圧口を設け、ドレン口と均圧口を配管接続し、各段のロータ室の下部と上部の間を均圧状態にしたことを特徴とする請求項１に記載の多段ルーツ式真空ポンプ。

【請求項6】

ケーシングを、吸込口を設けたアッパケーシングと吐出口を設けたロアケーシングから成り、両ケーシングを合体した２分割構造とし、
両ケーシングの接合面にシールボンドを塗布し、
余剰のシールボンドが流体通路に侵入するのを防止するため接合面に開口する流体通路の開口端面を溝で囲ったことを特徴とする請求項１に記載の多段ルーツ式真空ポンプ。

【請求項7】

ケーシングにルーツロータのシャフトが貫通するハウジングを組み付け、
ハウジングにシャフトを回転可能に支持するベアリングを組み込み、
シャフトに被せたシャフトスリーブに第１オイルシールと第２オイルシールが装着され、両オイルシールで中間室を区画形成し、
ハウジングから突出するシャフトの端部に組み付けたタイミングギヤを覆うとともに、タイミングギヤとベアリングへ給油される潤滑油の貯留部を内部に設けたギヤカバーをハウジングに組み付け、
中間室の内部に、初段のロータ室に隣接する第１オイルシールとベアリングに隣接する第２オイルシールを、カラーを介してシャフトに装着して中間室を軸封したことを特徴とする請求項１に記載の多段ルーツ式真空ポンプ。

【請求項8】

中間室にハウジングのドレンを排出するハウジングドレン口と、不活性ガス又は大気の導入口を設けたことを特徴とする請求項７に記載の多段ルーツ式真空ポンプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は多段ルーツ式真空ポンプに関する。

【背景技術】

【0002】

多段ルーツ式真空ポンプの一形式として、特開２００１－２７１９０号公報には、ケーシングに３段のロータ室を設けて各ロータ室にルーツロータを回転可能に組み付け、初段のロータ室の吐出口と２段目のロータ室の吸込口、２段目のロータ室の吐出口と最終段のロータ室の吸込口をそれぞれ流体通路で連通し、流体通路を通して初段のロータ室から順次、最終段のロータ室へ流体を吸引し、各段のロータ室で流体を圧縮する多段ルーツ式真空ポンプが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００１－２７１９０号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記した従来の多段ルーツ式真空ポンプでは、一のロータ室の吐出口と次段のロータ室の吸込口を連通する流体通路として管路をケーシングの外部に配置しているため、ポンプ形態が嵩張り、設置に広いスペースが必要となる。
本発明はかかる点に鑑み、少ないスペースで設置できるコンパクトな形態の多段ルーツ式真空ポンプを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

請求項１に記載の発明は、ケーシングに複数段のロータ室を設けて各ロータ室にルーツロータを回転可能に組み付け、一のロータ室の吐出口と次段のロータ室の吸込口を流体通路で連通し、流体通路を通して初段のロータ室から順次、最終段のロータ室へ流体を吸引し、各段のロータ室で流体を圧縮する多段ルーツ式真空ポンプであって、
ロータ室の外周部を形成するケーシングの部位に流体通路を形成したことを特徴とする。

【0006】

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の多段ルーツ式真空ポンプにおいて、流体通路に隣接するように水冷ジャケットを設け、水冷ジャケットに貯えた冷却水で流体通路を通過する圧縮流体を冷却するようにしたことを特徴とする。

【0007】

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の多段ルーツ式真空ポンプにおいて、
最終段のロータ室に冷却用気体を導入する冷却気体導入通路を設けたことを特徴とする。

【0008】

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の多段ルーツ式真空ポンプにおいて、
中間段のロータ室の外周部に設けた流体通路と最終段のロータ室の吐出口をバイパス管で接続するとともに、バイパス管に逆止弁を設け、ポンプ内圧が所定圧力を超えたとき逆止弁を開いて中間段のロータ室の圧力流体の一部が最終段の吐出口で合流するようにしたことを特徴とする。

【0009】

請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の多段ルーツ式真空ポンプにおいて、
ケーシングにおける各段のロータ室の下部にドレン口を設け、上部に均圧口を設け、ドレン口と均圧口を配管接続し、各段のロータ室の上部と下部の間を均圧状態にしたことを特徴とする。

【0010】

請求項６に記載の発明は請求項１に記載の多段ルーツ式真空ポンプにおいて、
ケーシングを、吸込口を設けたアッパケーシングと吐出口を設けたロアケーシングから成り、両ケーシングを合体した２分割構造とし、
両ケーシングの接合面にシールボンドを塗布し、
余剰のシールボンドが流体通路に侵入するのを防止するため接合面に開口する流体通路の開口端面を溝で囲ったことを特徴とする。

【0011】

請求項７に記載の発明は、 請求項１に記載の多段ルーツ式真空ポンプにおいて、
ケーシングにルーツロータのシャフトが貫通するハウジングを組み付け、
ハウジングにシャフトを回転可能に支持するベアリングを組み込み、
シャフトに被せたシャフトスリーブに第１オイルシールと第２オイルシールを装着され、両オイルシールで中間室を区画形成し、
ハウジングから突出するシャフトの端部に組み付けたタイミングギヤを覆うとともに、タイミングギヤとベアリングへ給油される潤滑油の貯留部を内部に設けたギヤカバーをハウジングに組み付け、
中間室の内部に、初段のロータ室に隣接する第１オイルシールとベアリングに隣接する第２オイルシールを、カラーを介してシャフトに装着して中間室を軸封したことを特徴とする。

【0012】

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の多段ルーツ真空ポンプにおいて、中間室にハウジングのドレンを排出するハウジングドレン口と、不活性ガス又は大気の導入口を設けたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0013】

請求項１に記載の発明によれば、ロータ室の吐出口と次段のロータ室の吸込口を連通する流体通路をケーシングの外部に配管するのではなくて、ロータ室の外周部に形成したので、ポンプ形態がコンパクトになり、少ないスペースで多段ルーツ式真空ポンプを設置できる。

【0014】

請求項２に記載の発明によれば、ロータ室の外周部に形成した流体通路に隣接して水冷ジャケットを設けたので、流体通路を通過する圧縮流体を効率良く冷却できる。

【0015】

請求項３に記載の発明によれば、最終段のロータ室に冷却用気体を導入する冷却気体導入通路を設けたので、冷却気体導入通路から最終段のロータ室に冷却用気体を導入することにより採取圧縮流体を直接冷却して多段ルーツ式真空ポンプの温度低減を図ることがでる。

【0016】

請求項４に記載の発明によれば、、ポンプ内圧が所定圧力を超えたとき中間段のロータ室の圧力流体の一部を最終段の吐出口で合流させるので、多段ルーツ式真空ポンプの内部の圧力が低減され、所要動力の増大を抑制し、省エネ運転が可能となる。

【0017】

請求項５に記載の発明によれば、各段のロータ室の上部と下部の間を配管接続して均圧状態にしたので、ロータ室に溜まったドレンを効率的に排出回収できる。

【0018】

請求項６に記載の発明によれば、ケーシングの組み立て時、アッパケーシングとロアケーシングの接合面に塗布したシールボンドが流体通路に侵入するのを溝で防止でき、組み立て作業が容易になる。

【0019】

請求項７に記載の発明によれば、第１オイルシールによってロータ室の流体がベアリング側へ漏出するのを防止するとともに、第２オイルシールでベアリングから潤滑油がロータ室に侵入するのを防止できる。

【0020】

請求項８に記載の発明によれば、中間室にハウジングのドレンを排出するハウジングドレン口と、不活性ガス又は大気の導入口を設けたので、中間室を不活性ガスで加圧し、あるいは大気圧にすることで、ハウジングのドレンを効率的に排出できる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の一実施例に係る多段ルーツ式真空ポンプの主要部を示す断面図である。

【図2】図１の２－２線から切断した断面図である。

【図3】図１の３－３線から切断した断面図である。

【図4】図１の４－４線から切断した断面図である。

【図5】同多段ルーツ式真空ポンプを示す平面図である。

【図6】同多段ルーツ式真空ポンプを示す底面図である。

【図7】図１の７－７線から切断した断面図である。

【図8】同多段ルーツ式真空ポンプのハウジングを示す拡大断面図である。

【実施例0022】

以下に本発明を図面に基づき説明する。図１には本発明の一実施例に係る多段ルーツ式真空ポンプ１０が示されている。当該多段ルーツ式真空ポンプ１０はケーシング１１、左右のハウジング１２、ギヤカバー１３及び駆動モータ１４を備えている。ケーシング１１はアッパケーシング１５とロアケーシング１６を合体して構成されている。

【0023】

ケーシング１１には５段のロータ室１７，１８，１９，２０，２１が形成され、各ロータ室１７，１８，１９，２０，２１には前後２本のシャフト２２（図２、図４参照）のそれぞれに一体に設けた三葉のルーツロータ２３，２４，２５，２６，２７が回転可能に組み込まれている。

【0024】

アッパケーシング１５には各ロータ室１７，１８，１９，２０，２１にそれぞれ連通する吸込口２８，２９，３０，３１，３２が形成され、ロアケーシング１６には各ロータ室１７，１８，１９，２０，２１にそれぞれ連通する吐出口３３，３４，３５，３６，３７が形成されている。

【0025】

図２及び図３に示すように、ケーシング１１には一段目のロータ室の１７の吐出口３３と二段目のロータ室１８の吸込口２９を連通する流体通路３８が１段目のロータ室１７の外周部から２段目のロータ室１８の外周部にかけて形成されている。同様に、２段目のロータ室１８の吐出口３４と３段目のロータ室１９の吸込口３０を連通する流体通路３９が２段目のロータ室１８の外周部から３段目のロータ室１９の外周部にかけて形成され、３段目のロータ室１９の吐出口３５と４段目のロータ室２０の吸込口３１を連通する流体通路４０が３段目のロータ室１９の外周部から４段目のロータ室２０の外周部にかけて形成され、４段目のロータ室２０の吐出口３６と５段目のロータ室２１の吸込口３２を連通する流体通路４１が４段目のロータ室２０の外周部から５段目のロータ室２１の外周部にかけて形成されている。

【0026】

図２に示すように、流体通路３９の下半分にはこれに隣接するように水冷ジャケット４２が設けられている。同様に、他の流体通路３８，４０，４１にも水冷ジャケット４２が隣接して設けられている。

【0027】

図４に示すように、最終段のロータ室２１には外部から冷却用気体を導入する冷却気体導入通路４３が設けられている。

【0028】

３段目のロータ室１９の外周部から４段目のロータ室２０の外周部にかけて設けた流体通路４０と最終段である５段目のロータ室２１の吐出口３７がケーシング１１の外部に配管したバイパス管４４で接続されている。このバイパス管４４には逆止弁４５が設けられている。ポンプ内圧が所定圧力を超えたとき逆止弁４５を開いて３段目のロータ室１９の圧力流体の一部が５段目の吐出口３７で合流する。

【0029】

図１に示すように、ケーシング１１の下部には、ロータ室１７，１８，１９からドレンを排出するドレン口４６，４７，４８、４９が設けられ、ケーシンク１１上部に均圧口５０、５１，５２、５３が設けられている。そして、図５及び図６に示すように、ドレン口４６と均圧口５０が管路５４で接続されている。同様に、ドレン口４７と均圧口５１、ドレン口４８と均圧口５２、ドレン口４９と均圧口５３がそれぞれ各管路５４，５５，５６，５７で接続されている。

【0030】

吸込口２８，２９，３０，３１，３２を設けたアッパケーシング１５と、吐出口３３，３４，３５，３６，３７を設けたロアケーシング１６の接合面５８（図２、図４参照）にはシールボンドが塗布されている。そして、接合面５８に開口する流体通路３８，３９，４０，４１の開口端面を囲むように溝５９、６０，６１，６２、が形成されている。そのため、余剰のシールボンドは溝に溜まるので、流体通路３８，３９，４０，４１に侵入するのを防止できる。

【0031】

ケーシング１１に組み付けた左右のハウジング１２にルーツロータ２３，２４，２５，２６，２７のシャフト２２が貫通している。このハウジング１２にはシャフト２２を回転可能に支持するベアリング６６が組み込まれている。また、シャフト２２に被せたシャフトスリーブ６３に第１オイルシール７０と第２オイルシール７１が装着され、両オイルシール７０，７１で中間室６５が区画形成されている。

【0032】

右側のハウジング１２から突出するシャフト２２の端部にはタイミングギヤ６７が組み付けられ、タイミングギヤ６７とベアリング６６へ給油される潤滑油６８の貯留部を内部に設けたギヤカバー１３がタイミングギヤ６７に被せるようにハウジング１２に組み付けられている。
中間室６５にはハウジング１２のドレンを排出するハウジングドレン口７３と、不活性ガス又は大気の導入口７４が設けられている。

【0033】

本実施例に係る多段ルーツ式真空ポンプ１０の構造は以上の通りであって、ロータ室１７，１８，１９，２０の吐出口３３，３４，３５，３６と次段のロータ室１８，１９，２０，２１の吸込口２９，３０，３１，３２を連通する流体通路３８，３９，４０，４１をケーシング１１の外部に配管するのではなくて、ロータ室１７，１８，１９，２０，２１の外周部に形成したので、ポンプ形態がコンパクトになり、少ないスペースで多段ルーツ式真空ポンプ１０を設置できる。

【0034】

ロータ室１７，１８，１９，２０，２１の外周部に形成した流体通路３８，３９，４０，４１に隣接して水冷ジャケット４２を設けたので、流体通路３８，３９，４０，４１を通過する圧縮流体を効率良く冷却できる。

【0035】

最終段のロータ室２１に冷却用気体を導入する冷却気体導入通路４３を設けたので、冷却気体導入通路４３から最終段のロータ室２１に冷却用気体を導入することにより圧縮流体を直接冷却して多段ルーツ式真空ポンプ１０の温度低減を図ることがでる。

【0036】

ポンプ内圧が所定圧力を超えたとき３段目のロータ室１９の圧力流体の一部を最終段のロータ室２１の吐出口３７で合流させるので、多段ルーツ式真空ポンプ１０の内部の圧力が低減され、所要動力の増大を抑制し、省エネ運転が可能となる。

【0037】

各段のロータ室１７，１８，１９，２０，２１の上部と下部の間を配管接続して均圧状態にしたので、ロータ室１７，１８，１９，２０，２１に溜まったドレンを効率的に排出回収できる。

【0038】

ケーシング１１の組み立て時、アッパケーシング１５とロアケーシング１６の接合面５８に塗布したシールボンドが流体通路３８，３９，４０，４１に侵入するのを溝で防止でき、組み立て作業が容易になる。

【0039】

第１オイルシール７０によってロータ室１７、１８，１９，２０，２１の流体がベアリング６６側へ漏出するのを防止するとともに、第２オイルシール７１でベアリング６６から潤滑油６８がロータ室１７、１８，１９，２０，２１に侵入するのを防止できる。

【0040】

中間室６５にハウジングのドレンを排出するハウジングドレン口７３と、不活性ガス又は大気の導入口７４を設けたので、中間室６５を不活性ガスで加圧し、あるいは大気圧にすることで、ハウジング１２のドレンを効率的に排出できる。

【符号の説明】

【0041】

１０…多段ルーツ式真空ポンプ
１１…ケーシング
１２…ハウジング
１３…ギヤカバー
１４…駆動モータ
１５…アッパケーシング
１６…ロアケーシング
１７，１８，１９，２０，２１…ロータ室
２２…シャフト
２３、２４、２５、２６、２７…ルーツロータ
２８、２９，３０，３１，３２…吸込口
３３、３４，３５，３６，３７…吐出口
３８，３９，４０，４１…流体通路
４２…水冷ジャケット
４３…冷却気体導入通路
４４…バイパス管
４５…逆止弁
４６，４７，４８、４９…ドレン口
５０、５１，５２、５３…均圧口
５４、５５，５６，５７…管路
５８…接合面
５９、６０，６１，６２…溝
６３…シャフトスリーブ
６５…中間室
６６…ベアリング
６７…タイミングギヤ
６８…潤滑油
７０…第１オイルシール
７１…第２オイルシール
７３…ハウジングドレン口
７４…不活性ガス又は大気の導入口

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】