JPH01237383A - Screw vacuum pump - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To forcibly discharge gas to improve vacuum conditions by disposing an impeller while it is journalled onto any one of a part of male and female rotors, at the downstream part of a discharge port on a discharge side where the rotors mesh with each other, on the discharge port side of a casing. CONSTITUTION:A pair of male and female rotors 1, 2 meshing with each other are supported by a bearing 9 inside a casing 23. This rotor 1 is rotated by a motor 8 through main- and sub-gears 7, 6, and thereby the rotor 2 is rotated through timing gears 4, 5. Discharge gas is introduced into a discharge chamber 14 through a discharge port 13 after being fed to a discharge side 12 from a suction side 11. On the discharge chamber 14, an impeller 20 is disposed while being fitted to the shaft of the rotor 2. The gas, to be discharged, introduced into the chamber 14 is pushed out toward a discharge port 15 of the casing 3 by the wheel 20 rotating in the direction of an arrow 16.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、スクリュー真空ポンプに係り、特に真空度を
向上するのに好適な吐出部の構造を備えスクリュー真空
ポンプに関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a screw vacuum pump, and particularly to a screw vacuum pump having a discharge part structure suitable for improving the degree of vacuum.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

オイルフリースクリユー真空ポンプは、一般のオイルフ
リースクリユー圧縮機の吸気口側に密閉された被真空室
を設け、この真空室内のガスを吸入、圧縮、吐出し、吸
気口側が負圧になることにより所定の真空度を得ようと
するものである。Oil-free screw vacuum pumps have a sealed vacuum chamber on the intake port side of a general oil-free screw compressor, and the gas in this vacuum chamber is sucked, compressed, and discharged, creating negative pressure on the intake port side. This is intended to obtain a predetermined degree of vacuum.

したがって、オイルフリースクリユー真空ポンプの基本
的な構造は、オイルフリースクリユー圧縮機と同じであ
る。すなわち、吸気口および排気口が形成されているケ
ーシングを備え、そのケーシング内に軸支され同期して
回転するように配設された雄雌一対のスクリューロータ
（以下単にロータという）と、それぞれのロータ軸支部
に設けられた軸封部とを備えた流体機械である。Therefore, the basic structure of an oil-free screw vacuum pump is the same as an oil-free screw compressor. In other words, a pair of male and female screw rotors (hereinafter simply referred to as rotors) are provided with a casing in which an intake port and an exhaust port are formed, and are arranged to rotate synchronously and are supported within the casing. This is a fluid machine equipped with a shaft seal provided on a rotor shaft support.

従来のスクリュー圧縮機については、例えば、「ポンプ
とコンプレッサ」　（著者：ポンプとコンプレッサ編集
委員会、発行所二日本工業出版株式％式％ 〜２７８に開示されている。Conventional screw compressors are disclosed, for example, in "Pumps and Compressors" (Author: Pumps and Compressors Editorial Committee, Published by Nippon Kogyo Shuppan Co., Ltd.).

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上記従来技術のスクリュー式流体機械は、圧縮機として
使用する場合、例えば空気圧縮機の場合、吐出ガスの圧
力は７．５〜９ｋｇｆ／ｃｍ２と大気圧よりかなり高い
ため、排気口部に構造は、ケーシングの吐出ポートから
後方（下流部）は開放状態で使用できた。When the above-mentioned conventional screw type fluid machine is used as a compressor, for example, an air compressor, the pressure of the discharged gas is 7.5 to 9 kgf/cm2, which is considerably higher than atmospheric pressure, so there is no structure at the exhaust port. The rear (downstream part) of the casing from the discharge port could be used in an open state.

しかし、真空ポンプとして使う場合、吐出ガスは大気圧
程度で、むしろ真空ポンプの運転により排気口からの大
気の侵入を防いでいる状態である。However, when used as a vacuum pump, the discharged gas is at about atmospheric pressure, and rather the operation of the vacuum pump prevents atmospheric air from entering through the exhaust port.

このため、吐出ポートないし排気口近傍は、被真空室か
ら排出してきたガスの分子流が停滞している状態になる
。また、この停滞ガスは分子流であるため、容易に逆流
する可能性があり、従来技術は、この停滞ガスの排出に
ついて配慮されておらず、真空度の向上に問題があった
。Therefore, near the discharge port or exhaust port, the molecular flow of the gas discharged from the vacuum chamber becomes stagnant. In addition, since this stagnant gas is a molecular flow, it may easily flow backwards, and the conventional technology does not take into account the discharge of this stagnant gas, resulting in a problem in improving the degree of vacuum.

本発明は、上記従来技術における課題を解決するために
なされたもので、吐出ボート近傍に停滞するガスを強制
的に排出し、これにより真空度を向上させうるスクリュ
ー真空ポンプの提供を、その目的とするものである。The present invention has been made in order to solve the above problems in the prior art, and its purpose is to provide a screw vacuum pump that can forcibly discharge gas stagnant near the discharge boat and thereby improve the degree of vacuum. That is.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記目的を達成するために、本発明の係るスクリュー真
空ポンプの構成は、吸気口および排気口が形成されてい
るケーシングと、このケーシング内に軸支され同期して
回転するように配設された互いに噛み合う雄雌一対のロ
ータと、それぞれのロータ軸支部に設けられた軸封部と
を備えたスクリュー真空ポンプにおいて、上記ケーシン
グの排気口側であって上記雄雌一対のロータの噛み合う
吐出側の吐出ポートの後流部に、雄雌いずれかのロータ
軸に嵌着された羽根車を位置せしめたものである。なお
付記すると、上記目的は、ケーシングの吐出ポート後方
に羽根車を配置し、この羽根車の回転により、排気口近
傍に停滞した被排出ガスに流速を与え、強制的にポンプ
外部へ排出することにより、達成される。In order to achieve the above object, a screw vacuum pump according to the present invention includes a casing in which an intake port and an exhaust port are formed, and a screw vacuum pump that is pivotally supported within the casing and arranged to rotate synchronously. In a screw vacuum pump equipped with a pair of male and female rotors that mesh with each other and a shaft seal provided on each rotor shaft support, a screw vacuum pump is provided on the exhaust port side of the casing and on the discharge side where the pair of male and female rotors mesh with each other. An impeller fitted to either a male or female rotor shaft is positioned downstream of the discharge port. As an additional note, the above purpose is to place an impeller behind the discharge port of the casing, and by the rotation of this impeller, give a flow velocity to the exhaust gas stagnant near the exhaust port and forcefully discharge it to the outside of the pump. This is achieved by

〔作用〕[Effect]

上記の技術的手段による働きについて第２図および第３
図を参照して説明する。Figures 2 and 3 show how the above technical means work.
This will be explained with reference to the figures.

第２図は、本発明の原理を示すスクリュー真空ポンプの
略示構成図、第３図は、第２図のＡ−Ａ矢視断面図であ
る。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a screw vacuum pump showing the principle of the present invention, and FIG. 3 is a sectional view taken along the line AA in FIG. 2.

第２図に示すように、互いに噛み合う雄雌一対のロータ
、すなわち雄ロータ１および雌ロータ２は、噛み合った
状態でケーシング３に収納されている。ケーシング３は
、ここでは図示されない吸気口と第３図に示す排気口１
５とが形成されている。As shown in FIG. 2, a pair of male and female rotors that mesh with each other, that is, a male rotor 1 and a female rotor 2, are housed in a casing 3 in an meshed state. The casing 3 has an intake port not shown here and an exhaust port 1 shown in FIG.
5 is formed.

雄ロータ１．雌ロータ２のロータ軸部は軸受９によって
支持されており、軸封部は図示を省略しである。Male rotor 1. The rotor shaft portion of the female rotor 2 is supported by a bearing 9, and the shaft seal portion is not shown.

ロータの回転は、駆動側の増速ギヤを介して行われる。Rotation of the rotor is performed via a speed increasing gear on the drive side.

すなわち、モータ８の回転は、主ギヤ７から、雄ロータ
１の吸入側軸端に設けられた従ギヤ６に伝達され、さら
に雄ロータ１の吐出側軸端に配置したタイミングギヤ４
により、雌ロータ２の吐出側軸端に配置したタイミング
ギヤ５を回転させる。これにより、雄ロータ１と雌ロー
タ２と、ケーシング３の中で噛み合いながら回転する。That is, the rotation of the motor 8 is transmitted from the main gear 7 to the slave gear 6 provided at the suction side shaft end of the male rotor 1, and further to the timing gear 4 located at the discharge side shaft end of the male rotor 1.
As a result, the timing gear 5 disposed at the discharge side shaft end of the female rotor 2 is rotated. Thereby, the male rotor 1 and the female rotor 2 rotate while meshing within the casing 3.

また、タイミングギヤ４，５により、雄ロータ１と雌ロ
ータ２とは非接触で噛み合うように同期がとられている
。Further, the male rotor 1 and the female rotor 2 are synchronized by timing gears 4 and 5 so that they mesh without contact.

被排出ガスは、雄雌ロータの噛み合いによって形成され
る圧縮作動部の吸入側１１から吸い込まれ、吐出側１２
へ送られ、吐出ポート１３を経て吐出室１４に送られる
。The gas to be exhausted is sucked in from the suction side 11 of the compression operation part formed by the meshing of male and female rotors, and is sucked into the discharge side 12.
and is sent to the discharge chamber 14 via the discharge port 13.

この吐出室１４には、雌ロータ２のロータ軸の一部に嵌
着された羽根車２０が位置しており、雌ロータ２の回転
とともに羽根車２０も回転する。An impeller 20 fitted onto a part of the rotor shaft of the female rotor 2 is located in the discharge chamber 14, and the impeller 20 also rotates as the female rotor 2 rotates.

吐出ポート１３から吐出室ｔ４に入ったガスは、第３図
に矢印で示す回転方向１６に回転する羽根車２０により
排気口１５に押し出される。Gas entering the discharge chamber t4 from the discharge port 13 is pushed out to the exhaust port 15 by the impeller 20 rotating in the rotation direction 16 shown by the arrow in FIG.

なお、羽根車２０の翼２１の形状は、被排出ガスが吐出
ポート１３から排気口１５まで、円滑に排出されるよう
に設定される必要がある。Note that the shape of the blades 21 of the impeller 20 needs to be set so that the gas to be exhausted is smoothly exhausted from the discharge port 13 to the exhaust port 15.

なお、羽根車２０は、雄ロータ１のロータ軸の一部に配
置されてもよい。Note that the impeller 20 may be arranged on a part of the rotor shaft of the male rotor 1.

上記によって、吐出ポート１３の近傍に停滞する被排出
ガスを強制的に外部へ排出することができ、真空度を２
〜１０倍以上高めることができる。As a result of the above, it is possible to forcibly discharge the gas to be discharged which is stagnant near the discharge port 13 to the outside, and the degree of vacuum can be reduced to 2.
It can be increased by ~10 times or more.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の一実施例を第１図を参照して、具体的数
値を示して説明する。Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1, showing specific numerical values.

第１図は、本発明の一実施例に係るオイルフリースクリ
ユー真空ポンプの横断面図である。図中、第２図と同一
符号のものは、先の原理説明におけるものと同一機能部
分である。FIG. 1 is a cross-sectional view of an oil-free screw vacuum pump according to an embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals as in FIG. 2 are the same functional parts as in the previous explanation of the principle.

雄ロータ１は外径６３ｍｍ、雌ロータ２は外径５３ｍｍ
で、ローブの長さは雄、雌ロータともに１５７．５ｍｍ
である。歯数は、雄ロータ１は５枚、雌ロータ２は６枚
で、雄ロータ１における全巻角は７５０”である。雄ロ
ータ１．雌ロータ２間のセンター間ピッチは４７．５ｍ
ｍである。Male rotor 1 has an outer diameter of 63 mm, female rotor 2 has an outer diameter of 53 mm.
The length of the lobes is 157.5mm for both male and female rotors.
It is. The number of teeth is 5 for the male rotor 1 and 6 for the female rotor 2, and the total winding angle of the male rotor 1 is 750''.The center-to-center pitch between the male rotor 1 and female rotor 2 is 47.5 m.
It is m.

それぞれのロータは、ケーシング３内に収納されている
。ケーシング３には冷却用のウォータージャケット３ａ
が形成され、圧縮作動部の冷却を行なっている。Each rotor is housed within a casing 3. The casing 3 has a water jacket 3a for cooling.
is formed to cool the compression operating section.

ロータの回転は、モータ（図示せず）主軸に取付けられ
た主ギヤ１９により、タイミングギヤ１７．１８を回転
させることにより行う。雄ロータ１．雌ロータ２は、タ
イミングギヤ１７，１８により非接触で噛み合って回転
するように同期がとられている。The rotor is rotated by a main gear 19 attached to the main shaft of a motor (not shown), which rotates timing gears 17,18. Male rotor 1. The female rotor 2 is synchronized by timing gears 17 and 18 so that it meshes and rotates without contact.

雄、雌ロータ１，２の各ロータ軸は、軸受９によって支
持されており、その軸支部まわりには軸封装置１０が設
けられ、圧縮作動部をシールしている。The rotor shafts of the male and female rotors 1 and 2 are supported by bearings 9, and a shaft sealing device 10 is provided around the shaft support to seal the compression operating portion.

ロータの回転数は、雄ロータ１において、１５００〜２
４００Ｏｒｐｍである。吸気口側にある被真空室からの
排出ガスは、圧縮作動部の吸入側１１から吸入され吐出
側１２にある吐出ポート１３へ排出される。吐出ポート
１３は吐出室１４に連通している。吐出ポート１３の下
流部に係る前記吐出室１４内では、雌ロータ２のロータ
軸の一部に嵌着された羽根車２０が雌ロータ２の回転に
ともなって回転しており、吐出ポート１３から送られた
被排出ガスを排気口からケーシング３外へ強制排気する
。The rotation speed of the rotor is 1500 to 2 in the male rotor 1.
It is 400 rpm. Exhaust gas from the vacuum chamber located on the suction port side is taken in from the suction side 11 of the compression operating section and is discharged to the discharge port 13 on the discharge side 12. The discharge port 13 communicates with the discharge chamber 14 . In the discharge chamber 14 located downstream of the discharge port 13 , an impeller 20 fitted onto a part of the rotor shaft of the female rotor 2 rotates as the female rotor 2 rotates. The sent exhaust gas is forcibly exhausted to the outside of the casing 3 from the exhaust port.

前記羽根車２０は、外径６０ｍｍ、幅１０ｍｍのアルミ
ニウム製の遠心送風機形のものである。The impeller 20 is a centrifugal blower made of aluminum and has an outer diameter of 60 mm and a width of 10 mm.

従来、吐出ポート後部（下流部）に羽根車の無い状態で
得られた真空度が、雄ロータの回転数が１５０００〜２
４０００ｒｐｍ　（７）範囲ニオイテ、５Ｘ　１０　”
〜５　Ｘ　１０−８Ｔｏｒｒであったのにくらべ、本実
施例のように、吐出ポート後部（下流部）にガス強制排
出用の羽根車を位置せしめたものでは、同じロータ回転
数で、２ｘｉｏ−ｚ〜３Ｘ１０−８Ｔｏｒｒの真空度を
得ることができる。Conventionally, the degree of vacuum obtained without an impeller at the rear (downstream part) of the discharge port was when the rotation speed of the male rotor was 15,000 to 2.
4000rpm (7) Range Niite, 5X 10”
~5 X 10-8 Torr, compared to this example in which the impeller for forced gas discharge is located at the rear (downstream part) of the discharge port, the torque is 2xio-8 Torr at the same rotor rotation speed. A degree of vacuum of z~3X10-8 Torr can be obtained.

なお、前述の実施例では、具体的な数字を示して単段オ
イルフリースクリユー真空ポンプの例を説明したが、あ
くまで一実施例であって、他の寸法、形状のスクリュー
真空ポンプにおいても本発明を適用できることは言うま
でもない。In the above example, an example of a single-stage oil-free screw vacuum pump was explained by showing specific numbers, but this is just one example, and the present invention applies to screw vacuum pumps of other sizes and shapes. It goes without saying that the invention can be applied.

また、前述の実施例では、羽根車は雌ロータのロータ軸
に設けた例を説明したが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、雄ロータのロータ軸の一部に配置されても
差支えない。Further, in the above-mentioned embodiment, an example was explained in which the impeller was provided on the rotor shaft of the female rotor, but the present invention is not limited to this, and the impeller may be provided on a part of the rotor shaft of the male rotor. No problem.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上述べたように、本発明によれば、吐出ポート近傍に
停滞するガス強制的に排出し、これにより真空度を向上
させうるスクリュー真空ポンプを提供することができる
。As described above, according to the present invention, it is possible to provide a screw vacuum pump that can forcibly discharge gas stagnant near the discharge port and thereby improve the degree of vacuum.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は、本発明の一実施例に係るオイルフリースクリ
ユー真空ポンプの横断面図、第２図は、本発明の原理を
示すスクリュー真空ポンプの略示構成図、第３図は、第
２図のＡ−Ａ矢視断面図である。 １・・・雄ロータ、２・・・雌ロータ、３・・・ケーシ
ング、９・・・軸受、１０・・・軸封装置、１１・・・
吸入側、１２・・・吐出側、１３・・・吐出ポート、１
４・・・吐出室、１５・・・排気口、１７．１８・・・
タイミングギヤ、２０・・・羽根車。FIG. 1 is a cross-sectional view of an oil-free screw vacuum pump according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a screw vacuum pump showing the principle of the present invention, and FIG. FIG. 2 is a sectional view taken along the line A-A in FIG. 2; DESCRIPTION OF SYMBOLS 1...Male rotor, 2...Female rotor, 3...Casing, 9...Bearing, 10...Shaft sealing device, 11...
Suction side, 12...Discharge side, 13...Discharge port, 1
4...Discharge chamber, 15...Exhaust port, 17.18...
Timing gear, 20...impeller.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] １、吸気口および排気口が形成されているケーシングと
、このケーシング内に軸支され同期して回転するように
配設された互いに噛み合う雄雌一対のロータと、それぞ
れのロータ軸支部に設けられた軸封部とを備えたスクリ
ュー真空ポンプにおいて、上記ケーシングの排気口側で
あつて上記雄雌一対のロータの噛み合う吐出側の吐出ポ
ートの下流部に、雄雌いずれかのロータ軸に嵌着された
羽根車を位置せしめたことを特徴とするスクリュー真空
ポンプ。1. A casing in which an intake port and an exhaust port are formed, a pair of male and female rotors that mesh with each other and are pivotally supported within the casing and arranged to rotate synchronously, and a rotor provided on each rotor shaft support. In a screw vacuum pump equipped with a shaft sealing portion, the rotor shaft is fitted onto either the male or female rotor shaft at a downstream portion of the discharge port on the discharge side that is on the exhaust port side of the casing and engages the pair of male and female rotors. A screw vacuum pump characterized by having an impeller positioned in the same direction.