JP2508668Y2 - ２段水封式真空ポンプにおけるポンプ室の構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は、２段水封式真空ポン
プに関するもので、さらに詳細には、第１段ポンプ室と
第２段ポンプ室の空気流量比に適合したポンプ室の構造
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、ポンプ室内の液体（たと
えば、水）をインペラによって回転させることにより、
その液体がインペラの半径方向へ移動するのに伴って気
体（たとえば、空気）を吸入、排出し、気体を圧送また
は排除する水封式の真空ポンプは公知であり、この真空
ポンプを複数個内部で結合し、第１段ポンプの排気口と
第２段ポンプの吸気口を連通し、１段の真空ポンプより
も高い真空度が得られるようにした２段水封式真空ポン
プも種々提案されている。

【０００３】従来、この種の２段水封式真空ポンプは、
図７に示すように、第１段ポンプ部１０１，第２段ポン
プ部１０２および軸受部１０３からなり、第１段ポンプ
部１０１と第２段ポンプ部１０２の間に連通プレート１
０４を介在させ、この連通プレート１０４により仕切ら
れた第１段ポンプ室１０５内に第１段インペラ１０６を
備えるとともに、第２段ポンプ室１０７内には第２段イ
ンペラ１０８を備え、これら両インペラ１０６，１０８
を同一回転軸にそれぞれ固定している。そして、第１段
ポンプ室１０５の排気口と第２段ポンプ室１０７の吸気
口とを、連通プレート１０４を介して連通している。な
お、この構成においては、２段水封式真空ポンプへの給
水は、直接吸気口へ供給するか、あるいは図７に示すよ
うに、給水口１０９より第１段インペラ１０６の側面を
経由して第１段ポンプ室１０５および第２段ポンプ室１
０７内へそれぞれ供給する。

【０００４】ところで、前記のような２段水封式真空ポ
ンプでは、吸入された空気は、第１段ポンプ室１０５に
おいて圧縮され、体積が減少した状態で、第２段ポンプ
室１０７に流入するため、第２段ポンプ室１０７におけ
る空気流量は、第１段ポンプ室１０５における空気流量
に比べて前記圧縮の度合いに応じて少なく設定する必要
がある。そのため、通常は、両インペラ１０６，１０８
の幅寸法のみを変更して、この空気流量の変化に対応し
ている。

【０００５】前記のように、第１段インペラ１０６と第
２段インペラ１０８の幅寸法のみを変更して空気流量の
変化に対応することは、大型の水封式真空ポンプでは容
易であるが、小型の２段水封式真空ポンプの場合は、加
工や羽根の強度上の問題もあり、第２段インペラ１０８
の幅寸法を過度に小さくすることは望ましくない。

【０００６】したがって、従来の小型の２段水封式真空
ポンプにおいては、第１段インペラ１０６と第２段イン
ペラ１０８の幅の比、すなわち空気流量の比をあまり大
きく設定することはできなかった。このため、第１段ポ
ンプ室１０５で圧縮されて体積が減少していた空気は、
第２段ポンプ室１０７に入ると忽ち膨張する。したがっ
て、吸込み真空度が高い場合、あるいは、より真空度の
高い領域で使用する場合には、第２段ポンプ室１０７に
おいてもキャビテーションが発生し易く、ポンプ構成部
品にエロージョンが発生したり、騒音が発生するという
問題を生じる。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】この考案は、前記の問
題点に鑑み、小型の２段水封式真空ポンプにおける第１
段ポンプ室と第２段ポンプ室の吸入空気流量の比を適正
にし、第２段ポンプ室にキャビテーションが発生するの
を防止するようにしたものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この考案は、前記課題を
解決するためになされたものであって、第１段ポンプ室
内に設けた第１段インペラと第２段ポンプ室内に設けた
第２段インペラとを同一回転軸に固定し、第１段ポンプ
室の排気ポートと第２段ポンプ室の吸気ポートとを連通
した２段水封式真空ポンプにおいて、前記第１段ポンプ
室の中心と前記第１段インペラの中心との偏心量より
も、前記第２段ポンプ室の中心と前記第２段インペラの
中心との偏心量を小さくしたことを特徴としている。

【０００９】

【作用】この考案によれば、第２段ポンプ室の中心と第
２段インペラの中心との偏心量を、第１段ポンプ室の中
心と第１段インペラの中心との偏心量よりも小さくし、
第１段ポンプ室と第２段ポンプ室との空気流量の比を適
正な比率としたので、第１段ポンプ室で圧縮されて体積
が減少していた空気が第２段ポンプ室に入っても急激に
膨張することがなくなる。したがって、第２段ポンプ室
の内部においてキャビテーションが発生しない。

【００１０】

【実施例】以下、この考案の具体的実施例を図面に基づ
いて詳細に説明する。図１に示すように、２段水封式真
空ポンプＡは、第１段ポンプ部Ｂ，第２段ポンプ部Ｃお
よび軸受部Ｄからなり、第１段ポンプ部Ｂと第２段ポン
プ部Ｃの間に連通プレート１を介設し、そして第１段ポ
ンプ部Ｂと第２段ポンプ部Ｃとをボルト１３により軸受
部Ｄに対して連結している。

【００１１】前記第１段ポンプ部Ｂは、一方側から吸気
し、他方側へ排気するもので、吸気側ケーシング２，連
通プレート１および両者の間に介設した１段側ポートプ
レート４からなり、連通プレート１と１段側ポートプレ
ート４とに挟まれた部分には第１段ポンプ室３が形成さ
れており、この第１段ポンプ室３内には第１段インペラ
５が回転自在に設けられている。同様に、前記第２段ポ
ンプ部Ｃは、一方側から吸気し、他方側へ排気するもの
で、連通プレート１，排気側ケーシング６および両者の
間に介設した２段側ポートプレート７からなり、連通プ
レート１と２段側ポートプレート７とに挟まれた部分に
は第２段ポンプ室８が形成されており、この第２段ポン
プ室８内には第２段インペラ９が回転自在に設けられて
いる。そして、第１段インペラ５と第２段インペラ９
は、同一回転軸１０上に配置されており、キーおよびバ
ネを介してＣ型止め輪により前記回転軸１０に固定され
ている。

【００１２】前記軸受部Ｄは、軸受ハウジング１１と回
転軸１０を回転自在に支持する軸受（図示省略）を備え
ており、前記第１段ポンプ部Ｂおよび第２段ポンプ部Ｃ
の反対側には、駆動モータ（図示省略）を配置してい
る。

【００１３】前記連通プレート１は、図１および図２に
示すように、一側面に第１段ポンプ室３を形成してお
り、この第１段ポンプ室３の中心Ｐを第１段インペラ５
の中心Ｏに対して偏心させている（その偏心量は、図２
において「ｔ」で示す）。また、この連通プレート１の
一側面に第１段ポンプ室３の排気ポート１ａを形成する
とともに、その他側面に第２段ポンプ室８の吸気ポート
１ｂを形成しており、これら排気ポート１ａおよび吸気
ポート１ｂにより第１段ポンプ室３と第２段ポンプ室８
とを連通している。

【００１４】前記吸気側ケーシング２は、図１に示すよ
うに、中心部に給水口２ａを形成しており、上側には吸
気口２ｂを吸気流路２ｃに連通するように形成してい
る。また、前記１段側ポートプレート４は、図１に示す
ように、中心部に孔４ａを形成しており、その周りに吸
気ポート４ｂを形成している。そして、前記排気側ケー
シング６は、図１に示すように、中心部にメカニカルシ
ール１２を収納する孔６ａを形成しており、上方には排
気口６ｂを設け、この排気口６ｂと連通する排気流路６
ｃを孔６ａの周りに形成している。

【００１５】さて、この考案において、連通プレート１
と２段側ポートプレート７に挟まれた第２段ポンプ室８
は、図２および図３に示すように、第１段インペラ５の
中心Ｏに対し第１段ポンプ室３の中心Ｐを偏心させた偏
心量ｔよりも小さい、所定の偏心量ｓ（第２段ポンプ室
８の中心Ｒと第２段インペラ９の中心Ｏとの偏心量）に
設定しており、その設定値としては、偏心量ｓを偏心量
ｔに対して約０．４倍ないし０．８倍に設定することが
望ましい。このように、第２段ポンプ室８の中心Ｒと第
２段インペラ９の中心Ｏとの偏心量ｓを偏心量ｔの値よ
りも小さくしたこと、および第２段インペラ９の幅を第
１段インペラ５の幅に対して約７割の割合で狭くしてい
ることにより、第２段ポンプ室８の体積が第１段ポンプ
室３の体積の約０．３〜０．４倍となり、この結果、第
１段ポンプ室３と第２段ポンプ室８との空気流量はほぼ
３：１となる。したがって、第２段ポンプ室８の内径が
第１段ポンプ室３の内径より小さいために、第２段ポン
プ室８の吸気ポート１ｂおよび２段側ポートプレート７
の側面に形成した２段側排気ポート７ａの形状は、図６
に示す従来のそれぞれの形状よりも、図５に示すよう
に、それぞれ縮小されている。

【００１６】前記第１段インペラ５および前記第２段イ
ンペラ９は、図１および図４に示すように、ほぼ放射状
に配置した複数枚の羽根５ａ，５ａ，・・および羽根９
ａ，９ａ，・・によりそれぞれ構成されている。なお、
前記のように、第１段ポンプ室３および第１段インペラ
５の方が、第２段ポンプ室８および第２段インペラ９よ
りも幅をそれぞれ広くしてある。

【００１７】つぎに、この考案の前記実施例における２
段水封式真空ポンプＡの作動および作用を説明する。吸
気側ケーシング２の給水口２ａから水を供給し、駆動モ
ータ（図示省略）により回転軸１０を回転させて第１段
インペラ５および第２段インペラ９を回転させると、第
１段ポンプ室３および第２段ポンプ室８内にそれぞれ流
入した水は、第１段ポンプ室３および第２段ポンプ室８
の内周壁に沿ってそれぞれ流れ、環状になってそれぞれ
周回する。第１段インペラ５および第２段インペラ９の
中心Ｏは、第１段ポンプ室３および第２段ポンプ室８の
各中心Ｐ，Ｒに対してそれぞれ偏心しているので、各イ
ンペラにおいて、それぞれ隣接する２枚の羽根５ａ（９
ａ）とボス部（符号省略）および水面との間にそれぞれ
空間部（図示省略）が生じ、インペラの回転によってこ
れらの空間部が膨張、収縮することによりそれぞれ空気
を吸入、排出する。

【００１８】一方、空気の流れを説明すると、まず第１
段ポンプ部Ｂにおいて、吸気側ケーシング２の吸気口２
ｂからの空気は、吸気側ケーシング２の吸気流路２ｃを
通過して１段側ポートプレート４の吸気ポート４ｂから
第１段ポンプ室３に吸い込まれる。第１段ポンプ室３か
ら排出される空気は、この第１段ポンプ室３において圧
縮され体積が減少しており、この圧縮された空気は、連
通プレート１の一側面に形成された排気ポート１ａよ
り、連通プレート１の他側面に形成された吸気ポート１
ｂを介して第２段ポンプ室８内に流入する。この際、前
述のように、各インペラ５，９の偏心量を変えてあり、
第１段ポンプ室３と第２段ポンプ室８とで空気流量の比
が適切に設定されているため、第１段ポンプ室３内で圧
縮され体積の減少した空気が、第２段ポンプ室８内に流
入しても膨張することがない。そして、この空気は、第
２段ポンプ室８内でさらに圧縮され体積を減少した状態
で、第２段ポンプ室８から排出され、２段側ポートプレ
ート７の２段側排気ポート７ａから排気側ケーシング６
の排気流路６ｃを通過し、排気側ケーシング６の排気口
６ｂを介して外部に排出されることになる。

【００１９】

【考案の効果】この考案は、以上のように構成したの
で、第１段ポンプ室と第２段ポンプ室の空気流量の比を
適正にすることができ、第２段ポンプ室における流入空
気の急激な膨張を防止し、第２段ポンプ室においてキャ
ビテーションの発生を阻止することができる。これによ
り、キャビテーションの発生に伴う種々の不具合、たと
えば、エロージョンの発生や、騒音の増大等を確実に防
止することができ、小型で効率の良い２段水封式真空ポ
ンプを提供することができる。また、比較的簡単な構成
で、かつ容易に製作することができるので、この種の真
空ポンプとしては頗る効果的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案を適用した２段水封式真空ポンプの断
面図である。

【図２】図１に示した連通プレートの正面図である。

【図３】図１に示した２段側ポートプレートの正面図で
ある。

【図４】図１に示した両インペラの概略を示す正面図で
ある。

【図５】図１に示した第２段ポンプ室，第２段インペ
ラ，吸気ポートおよび排気ポートの形状と関係位置を示
す説明図である。

【図６】図５との比較を示す説明図で、従来の形状と関
係位置を示している。

【図７】従来の２段水封式真空ポンプの断面図である。

【付号の説明】

Ａ ２段水封式真空ポンプ Ｂ 第１段ポンプ部 Ｃ 第２段ポンプ部 １ａ 第１段ポンプ室３の排気ポート １ｂ 第２段ポンプ室８の吸気ポート ３ 第１段ポンプ室 ５ 第１段インペラ ８ 第２段ポンプ室 ９ 第２段インペラ １０ 回転軸 Ｏ 第１段インペラ５および第２段インペラの中心 Ｐ 第１段ポンプ室３の中心 Ｒ 第２段ポンプ室８の中心 ｓ 第２段ポンプ室８の中心Ｒと第２段インペラ９の中
心Ｏとの偏心量 ｔ 第１段ポンプ室３の中心Ｐと第１段インペラ５の中
心Ｏとの偏心量

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１段ポンプ室３内に設けた第１段イン
   ペラ５と第２段ポンプ室８内に設けた第２段インペラ９
   とを同一回転軸１０に固定し、第１段ポンプ室３の排気
   ポート１ａと第２段ポンプ室８の吸気ポート１ｂとを連
   通した２段水封式真空ポンプＡにおいて、前記第１段ポ
   ンプ室３の中心Ｐと前記第１段インペラ５の中心Ｏとの
   偏心量ｔよりも、前記第２段ポンプ室８の中心Ｒと前記
   第２段インペラ９の中心Ｏとの偏心量ｓを小さくしたこ
   とを特徴とする２段水封式真空ポンプにおけるポンプ室
   の構造。