JP3386202B2 - 2段式油回転真空ポンプ - Google Patents

2段式油回転真空ポンプ

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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は2段式油回転真空ポン
プ、特に冷却方法の改良された2段式油回転真空ポンプ
に関するものである。 【0002】 【従来の技術及びその問題点】油によって潤滑とシール
を保ちながらシリンダ内でロータを回転させて容積排気
を行ない、大気中へ放出し得る油回転真空ポンプは手軽
であり多用されているが、中でもポンプ2台を直列に接
続して2段式としたものは圧縮比が高く、到達真空度が
高いので各方面で常用されている。 【0003】代表的な2段式油回転真空ポンプの横断面
図を図4に、縦断面図を図5に示した。図4に見られる
ように、容積の大きい第1段のポンプ10と、容積の小
さい第2段のポンプ20とが、前カバー2、中間板3、
後ろカバー4に挟まれ、主軸5を共通させて直列に接続
され、ポンプケース21の内部において殆ど油の中に浸
漬され配置されている。また、前カバーから出る主軸
5には冷却ファン7が取り付けられており、この主軸5
はカップリング8を介してモータ9に連結されている。 【0004】図5は第1段のポンプ10の断面を示し、
概してはシリンダ12と、その内部において偏心位置で
回転されるロータ14とからなっている。ロータ14は
内部のコイルスプリングによって2枚のベーン15を逆
方向に突出させており、図5においてロータ14を時計
方向に回転させた時に、コイルスプリングの力と遠心力
とによってベーン15がシリンダ12の内壁上を摺動し
て、吸気口11から気体を吸入し、圧縮し、排気口16
へ排出することによってポンプとして機能する。この排
気の原理は第2段のポンプ20についても同様で、ポン
プ20はベーン25を有するロータ24とシリンダ22
とから構成されており、かつ第1段のポンプ10の排気
口16が第2段のポンプ20の図示されていない吸気口
と接続されている。 【0005】なお、ロータ14の回転中は摺動部分の潤
滑とシールのためにポンプケース21内の油が供給、循
環されるが、この油は油送りポンプ、すなわち、後カバ
ー4内を貫通する主軸5の後端に設けられており、この
主軸5を駆動軸とする図示しない小さい油送りポンプに
よって、図示しない経路を経て、第2段のポンプ20の
シリンダ22から中央板3を経て第1段のポンプ10の
シリンダ12へ送られる。 【0006】以上は2段式油回転真空ポンプの代表例で
あるが、周知のように、油回転真空ポンプの到達圧力は
使用している油の蒸気圧によって定まり、ポンプの作動
中に油の温度が上昇すると到達圧力が上昇するので、油
の冷却、特に到達圧力と直接に関連するシリンダ内の油
の冷却、すなわちシリンダの冷却は極めて重要な意味を
持っており、そのためにも上述したように冷却ファンが
取り付けられている。 【0007】シリンダの冷却という立場からみた、上述
の代表例の2段式油回転真空ポンプの組立て構造を第1
従来例として図2に示した。すなわちモータ9に接続さ
れている主軸5に冷却ファン7が取り付けられ、その主
軸5を共通させて第1段のポンプ10、第2段のポンプ
20が接続されており(ポンプ10、20としては図示
されていない)、それらのシリンダ12、22はケース
21内において油oに殆ど浸漬するように配置されてい
る。またポンプケース21の外周には多数のフィン26
が設けられている。 【0008】この第1従来例の作用を説明するに、モー
タ9が回転されると、主軸5に取り付けられた冷却ファ
ン7によって発生した風はポンプケース21のフィン2
6に沿って矢印のように流れてポンプケース12とその
内部に含まれる油を冷却し、その冷却された油によって
第1シリンダ12、第2シリンダ22が間接的に冷却さ
れる。 【0009】この油による間接冷却は冷却効率が低いの
で、第1シリンダ12、第2シリンダ22は共に比較的
高温に保たれる。各シリンダ12、22の温度が高いと
いうことは、それらの内部に存在する潤滑、シールのた
めの油が蒸気圧の高い状態にあることを意味し、これに
よって到達圧力が制限される。特に第1シリンダ12内
の油の蒸気圧の高いことは被排気容器への油蒸気の逆流
(いわゆるベーパーバック)を生じて被排気容器を汚染
するほか、第1シリンダ12内は油送りポンプから最も
遠い位置にあって循環油量も少ないので、油膜切れを起
こし易く、時として第1段のポンプ10の焼き付きを発
生するという問題がある。中でも被排気容器の汚染は純
度の高いことが要求される半導体の製造ラインに使用す
る場合には致命的な欠陥となる。 【0010】これに対処するものとして、第2従来例の
直接空冷方式による2段式油回転真空ポンプがあり、そ
の組立て構造を図3に示した。モータ9に第1段のポン
プ10、第2段のポンプ20が共通の主軸5を直結させ
ており、その主軸5に冷却ファン7が取り付けられてい
ることは第1従来例と同様であるが、各段のポンプ1
0、20を構成する第1シリンダ12、第2シリンダ2
2は直接に大気と接しており、かつそれらの表面にはフ
ィン33が設けられている。また、これらの全周は間隙
(大気)をあけて構造体としての側面パネル34で覆わ
れている。そして側面パネル34の一部に一体的に油タ
ンク35が設けられており、ここに貯留される油oは油
送りポンプによって各シリンダ12、22へ供給循環さ
れる。 【0011】第2従来例の作用を説明すれば、モータ9
の回転により冷却ファン7で発生する風が第1シリンダ
12、第2シリンダ22の表面と側面パネル34との間
をフィン33に沿い、矢印のように流れることによっ
て、各シリンダ12、22が直接に冷却される。 【0012】このように直接的に空冷すると、第1シリ
ンダ12、第2シリンダ22は共に比較的低温に保た
れ、従って各シリンダ12、22内に存在する油は蒸気
圧が低い状態に保たれる。その点では第1従来例と異な
って、到達圧力が低くなるほか、ベーパーバック、潤滑
油の油膜切れも抑制されるのであるが、温度が低いため
に第1従来例では僅かであった凝縮性ガスの液化が大で
あるという欠点を持っている。すなわち、凝縮性ガス
(例えば水蒸気)が液化して油中に混入して来ると、到
達圧力や排気速度に代表されるポンプの排気性能が低下
し、油の潤滑性、防錆性も低下するので、短期間の中に
ポンプの分解整備が必要となる。 【0013】 【発明が解決しようとする問題点】本発明は上述の問題
に鑑みてなされたものであり、ベーパーバックや油膜切
れによる機械的焼き付きを防ぎ、かつ凝縮性ガスの液化
をも防ぐことの出来る2段式油回転真空ポンプを提供す
ることを目的とする。 【0014】 【問題点を解決するための手段】以上の目的は、被排気
容器側に接続される第1段のポンプと、該第1段のポン
プから排気される気体を吸入して大気へと放出する第2
段のポンプとを有する2段式油回転真空ポンプにおい
て、 前記第1段のポンプのシリンダは大気に接してお
り、直接空冷されて、前記第2段のポンプのシリンダよ
りも低温とされ、 前記第2段のポンプのシリンダは油に
浸漬されており、該油を介して間接的に冷却されて、前
記第1段のポンプのシリンダよりも高温とされることを
特徴とする2段式油回転真空ポンプ、によって達成され
る。 【0015】 【作用】被排気容器側、すなわち高真空側の第1段のポ
ンプのシリンダを直接空冷しているので、間接油冷され
る第2段のポンプのシリンダよりも低温に保たれて、ベ
ーパーバックやシリンダの油膜切れを防ぐことが出来、
低真空側の第2段のポンプのシリンダを間接油冷してい
るので、直接空冷される第1段のポンプのシリンダより
高温に保たれて、凝縮性ガスの液化を防止することが
出来る。 【0016】 【実施例】以下、本発明の実施例による2段式油回転真
空ポンプについて、特にシリンダの冷却という立場か
ら、図面を参照して説明する。 【0017】すなわち、図1は本発明の実施例による2
段式油回転真空ポンプの組立て構造を示す図である。第
1段のポンプ10と第2段のポンプ20は直列に接続さ
れてモータ9とは共通の主軸5によって直結されている
(ポンプ10、20としては図示されていない)。そし
て第1段のポンプ10のシリンダである第1シリンダ1
2は表面にフィン43を備えて大気に接しており、その
周囲は間隙(大気)をあけて構造体を兼ねる側面パネル
44に覆われている。第2段のポンプ20のシリンダで
ある第2シリンダ22はポンプケース41内に配置され
て、その殆どを油oに浸漬されており、ポンプケース4
1の外周には多数のフィン46が設けられている。第1
段のポンプ10と第2段のポンプ20とをモータ9に直
結する主軸5に冷却ファン7が取り付けられていること
は、第1従来例、第2従来例と同様である。 【0018】本実施例の作用を以下に説明するに、モー
タ9が回転され、主軸5に取り付けられている冷却ファ
ン7によって発生する風は、図1の矢印で示すように、
先ず第1シリンダ12と側面パネル44との間をフィン
43に沿って流れて第1シリンダ12を直接的に空冷し
た後に、第2シリンダ22が油oに浸漬されているポン
プケース41の外周に設けられたフィン46に沿って流
れてポンプケース41及びその内部に貯留されている油
oを冷却し、そしてその冷却された油oによって第2シ
リンダ22が冷却される。すなわち、冷却ファン7から
の風は油oを介して第2シリンダ22を間接的に冷却す
るようになっている。 【0019】本実施例の2段式油回転真空ポンプによれ
ば、被排気容器への油蒸気の逆流(ベーパーバック)を
防ぐために、また油膜切れを防ぐためにも、油の蒸気圧
を低く保ちたい、換言すれば油の温度を低く保ちたい第
1シリンダ12を比較的低温に保ち、かつ凝縮性ガスの
液化を防ぐために、温度を高く保ちたい第2シリンダ2
2を比較的高温に保つことが出来て、それらの温度差は
20℃〜30℃にも達する。そしてその効果は、例えば
第1シリンダ12における油の蒸気圧は第1従来例の場
合と比較して1桁〜2桁低下させ得る程でありながら、
凝縮性ガスの液化は第1従来例と同様に少ない。 【0020】以上、本発明の実施例について説明した
が、勿論、本発明はこれに限定されることなく、本発明
の技術的思想に基いて種々の変形が可能である。 【0021】例えば実施例においては、第1段のポンプ
10と第2段のポンプ20とを直接に接続し、かつ共通
の主軸5をモータ9に直結して作動させるようにした
が、各段のポンプは夫々独立に設置して運転するものと
し、第1段のポンプ10の排気口を第2段のポンプ20
の吸気口へ接続してもよい。 【0022】また実施例においては油送りポンプを主軸
5の端部に設けたが、他の場所であってもよい。その場
合には油送りポンプは主軸から駆動力を伝達される。 【0023】また、実施例においては、各段のポンプ1
0、20を駆動する主軸5に対しモータ9をカップリン
グ8で直結したが、カップリング8の代わりにベルトで
伝達するようにしてもよい。 【0024】また、実施例においては、回転翼型の油回
転真空ポンプを採り上げたが、本発明の技術的思想はカ
ム型および揺動ピストン型の2段式油回転真空ポンプに
も適用され得る。 【0025】 【発明の効果】以上述べたように、本発明の2段式油回
転真空ポンプによれば、第2段のポンプのシリンダとの
比較で温度を低めに冷却したい第1段のポンプのシリン
ダを低温に保つことが出来、ベーパーバックやシリンダ
内での油膜切れを防止出来るので、被排気容器の汚染や
ポンプの機械的焼き付きを防止することが出来、かつ
1段のポンプのシリンダとの比較で温度を高めに冷却し
たい第2段のポンプのシリンダを高温に保つことが出
来、凝縮性ガスの液化を防止することが出来るので、ポ
ンプの排気性能の低下による分解整備の間隔を長期化し
得る。また、油を新しく補給する場合、新油に含まれて
いる水分を除去する効果もある。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の実施例による2段式油回転真空ポンプ
の組立て構造を示す概略断面図である。 【図2】間接油冷される第1従来例の2段式油回転真空
ポンプの組立て構造を示す概略断面図である。 【図3】直接空冷される第2従来例の2段式油回転真空
ポンプの組立て構造を示す概略断面図である。 【図4】代表的な間接油冷による2段式油回転真空ポン
プの横断面図である。 【図5】同ポンプの縦断面を示し、図4の[5]−
[5]線方向の断面図である。 【符号の説明】 7 冷却ファン 9 モータ 12 第1シリンダ 22 第2シリンダ 41 ポンプケース o 油
フロントページの続き (72)発明者 立野 俊一 鹿児島県姶良郡横川町上ノ3313 アルバ ック精機株式会社内 (56)参考文献 特開 平3−279683(JP,A) 特開 昭61−87991(JP,A) 特開 昭60−212687(JP,A) 特開 昭55−123389(JP,A) 実開 昭49−142608(JP,U) 実開 昭53−39807(JP,U) 実開 昭55−17920(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F04C 23/00 - 29/10

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 被排気容器側に接続される第1段のポン
    プと、該第1段のポンプから排気される気体を吸入して
    大気へと放出する第2段のポンプとを有する2段式油回
    転真空ポンプにおいて、 前記第1段のポンプのシリンダは大気に接しており、直
    接空冷されて、前記第2段のポンプのシリンダよりも低
    温とされ、 前記第2段のポンプのシリンダは油に浸漬されており、
    該油を介して間接的に冷却されて、前記第1段のポンプ
    のシリンダよりも高温とされる ことを特徴とする2段式
    油回転真空ポンプ。
JP24755693A 1993-09-08 1993-09-08 2段式油回転真空ポンプ Expired - Lifetime JP3386202B2 (ja)

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CN941151344A CN1065026C (zh) 1993-09-08 1994-09-08 两级旋转真空泵

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