JPH07305689A - Multistage-type vacuum pump - Google Patents
Multistage-type vacuum pumpInfo
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- JPH07305689A JPH07305689A JP8348795A JP8348795A JPH07305689A JP H07305689 A JPH07305689 A JP H07305689A JP 8348795 A JP8348795 A JP 8348795A JP 8348795 A JP8348795 A JP 8348795A JP H07305689 A JPH07305689 A JP H07305689A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、多段式真空ポンプに関
し、さらに詳細に言えば、複数のルーツポンプを用い、
各ルーツポンプのロータの回転数を各個別に設定できる
ようにした多段式真空ポンプに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multi-stage vacuum pump, and more specifically, it uses a plurality of roots pumps.
The present invention relates to a multistage vacuum pump in which the number of rotations of the rotor of each roots pump can be individually set.
【０００２】[0002]
【従来の技術】例えば半導体製造プロセスに於けるＣＶ
Ｄ装置、ドライエッチング装置、スパッリング装置等の
ように、真空環境を要求する装置は多い。吸気側が大気
圧にある状態から排気を開始できる真空ポンプとしては
油回転真空ポンプが一般的であるが、このポンプはポン
プ室に油を使用しているので、得られる真空は油で汚染
されてしまい、上記の様な装置に使用するには適切でな
い。このような要望に答えるものとして、近年所謂ドラ
イポンプの一つとしてルーツポンプが使用されている。
そして高真空を得るために複数のルーツポンプを直列多
段に配設することが行われている。2. Description of the Related Art For example, a CV in a semiconductor manufacturing process
Many devices require a vacuum environment, such as D devices, dry etching devices, and sparring devices. An oil rotary vacuum pump is generally used as a vacuum pump that can start exhausting when the intake side is at atmospheric pressure.However, since this pump uses oil in the pump chamber, the resulting vacuum is contaminated with oil. Therefore, it is not suitable for use in the above device. In order to meet such a demand, a roots pump has recently been used as one of so-called dry pumps.
In order to obtain a high vacuum, a plurality of roots pumps are arranged in multiple stages in series.
【０００３】そのような従来の多段式ルーツポンプで
は、例えば特開平４−８８９１或いは特開平４−３１１
６９６等にも示されているように、一個のケーシング内
を複数のポンプ室に分かち、各ポンプ室内に一対のロー
タ、すなわち駆動側ロータと従動側ロータとを配置し、
これら複数の駆動側ロータと従動側ロータとをそれぞれ
共通の駆動軸と従動軸上に装着し、同一回転数で回転さ
せる構成を採用している。以下の説明では、この様なタ
イプのものを一軸多段式と称する。In such a conventional multi-stage roots pump, for example, JP-A-4-8891 or JP-A-4-311 is used.
As shown in 696 etc., the inside of one casing is divided into a plurality of pump chambers, and a pair of rotors, that is, a driving side rotor and a driven side rotor are arranged in each pump chamber,
A plurality of drive side rotors and driven side rotors are mounted on a common drive shaft and driven shaft, respectively, and are rotated at the same number of revolutions. In the following description, such a type is referred to as a uniaxial multistage type.
【０００４】このような従来の一軸多段式ルーツポンプ
では、各ポンプ室が近接しているため、ポンプ室の発熱
の影響が大きく、ポンプ効率が悪く、温度コントロール
が極めて困難である。従って、高温となって駆動軸ある
いは従動軸の両端部の軸封が損なわれ、それにより軸受
け或いは駆動軸及び従動軸に取り付けられたタイミング
ギヤ用の潤滑油がポンプ室内に進入し、ドライポンプと
しての機能を損なってしまうことがある。In such a conventional single-shaft multi-stage roots pump, since the pump chambers are close to each other, the heat generated in the pump chambers has a large effect, the pump efficiency is poor, and the temperature control is extremely difficult. Therefore, the temperature becomes high and the shaft seals at both ends of the drive shaft or the driven shaft are damaged, so that the lubricating oil for the timing gear mounted on the bearing or the drive shaft and the driven shaft enters the pump chamber, and as a dry pump. Function may be impaired.
【０００５】また、この一軸多段式ポンプでは、駆動軸
及び従動軸としてそれぞれ共通の一本の軸を使用してい
るためにその軸は当然に長くなる。従って、特に発熱量
の高い低真空域で長時間運転すると、軸の熱膨張により
ロータが大きく変位し、ケーシングと接触を起こすなど
し、実質的に長時間の連続運転に支障を来すことがあ
る。Further, in this single-shaft multi-stage pump, since one common shaft is used as the drive shaft and the driven shaft, the shaft is naturally long. Therefore, when operating for a long time especially in a low vacuum area where the amount of heat generated is high, thermal expansion of the shaft causes large displacement of the rotor, which causes contact with the casing, etc., which may interfere with continuous operation for a long time. is there.
【０００６】さらに、従来の一軸多段式ルーツポンプ
は、前述のとおりケーシングを一体化し、各段のポンプ
室を繋ぐ排気通路をこのケーシングに形成している。ま
た、圧縮比を高めるために形状の複雑な３葉ロータを使
用している。また各段の排気速度を変えるために、ポン
プ室及びロータの寸法を各段毎に変える必要があり、こ
のため構造がきわめて複雑なものとなり、大型化し、き
わめて高価なものになっている。そして故障した際の補
修作業をするためには、一軸構成となっているために全
体を分解して行わなければならないという不都合もあ
る。Further, in the conventional single-shaft multi-stage roots pump, the casing is integrated as described above, and the exhaust passage connecting the pump chambers of each stage is formed in this casing. In addition, a three-lobed rotor having a complicated shape is used to increase the compression ratio. Further, in order to change the exhaust speed of each stage, it is necessary to change the dimensions of the pump chamber and the rotor for each stage, which makes the structure extremely complicated, large in size, and extremely expensive. In addition, in order to carry out repair work in the event of a failure, there is the inconvenience that the entire structure must be disassembled because it has a uniaxial structure.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】ところで、ルーツポン
プにおける発生熱量は、吸気側圧力、排気速度及び圧縮
比に比例することが知られており、また、比較的に低圧
側では圧縮比が大きくても大きな熱量は発生せず、高圧
下で大きな熱量が発生することも知られている。すなわ
ち、従来の一軸多段式ルーツポンプで発生熱量が問題と
なるのは主として後段側である。By the way, it is known that the amount of heat generated in the roots pump is proportional to the intake side pressure, the exhaust speed and the compression ratio, and the compression ratio is relatively large on the relatively low pressure side. It is also known that a large amount of heat is not generated, and a large amount of heat is generated under high pressure. That is, in the conventional single-axis multistage roots pump, the amount of heat generated is a problem mainly in the rear stage side.
【０００８】ルーツポンプは自動車のエンジン用過給器
等にも使用されており、これらにおいては形状の簡単な
繭形のロータすなわち２葉ロータが使用され、全体の構
造も簡単になっており、品質が安定している。本発明の
発明者がそのような２葉ロータを用いた、過給器として
の使用時のポンプ容量が３００リットル／分のルーツポ
ンプを使用して、各圧力領域での圧縮比がロータの回転
数によりどの様な変化をするか調べたところ、図１のグ
ラフのような結果が得られた。すなわち、圧縮比は各圧
力領域において回転数により変化する。Roots pumps are also used in superchargers for automobile engines, etc., in which cocoon-shaped rotors having a simple shape, that is, two-leaf rotors are used, and the overall structure is simplified. The quality is stable. The inventor of the present invention uses a roots pump that uses such a two-leaf rotor and has a pump capacity of 300 liters / min when used as a supercharger, and the compression ratio in each pressure region is the rotation of the rotor. As a result of examining how the number changes, the results shown in the graph of FIG. 1 were obtained. That is, the compression ratio changes depending on the rotation speed in each pressure region.
【０００９】本願発明は上記の如き知見に基づき、従来
の一軸多段式ルーツポンプの問題点を解決すべくなされ
たものであり、ポンプ効率に優れ、温度コントロールが
行いやすく、排気速度が大きく、また到達真空度の高い
多段式真空ポンプを提供することを目的とする。The present invention has been made on the basis of the above knowledge to solve the problems of the conventional single-axis multi-stage roots pump, and has excellent pump efficiency, easy temperature control, large exhaust speed, and An object is to provide a multi-stage vacuum pump having a high ultimate vacuum.
【００１０】また、本発明は、発生熱量の少ない、長時
間連続運転が可能な多段式真空ポンプを提供する。The present invention also provides a multi-stage vacuum pump which produces a small amount of heat and can be operated continuously for a long time.
【００１１】さらにまた、本発明は修理、保守作業等を
容易に行える多段式真空ポンプを提供することをも目的
とする。Still another object of the present invention is to provide a multi-stage vacuum pump which enables easy repair and maintenance work.
【００１２】さらに、補助的手段無しに大気圧状態から
高真空状態へと排気できる多段式真空ポンプを提供する
ことも本発明の目的である。Further, it is an object of the present invention to provide a multistage vacuum pump capable of evacuating from an atmospheric pressure state to a high vacuum state without auxiliary means.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明においては、一対のロータを備えたルーツポ
ンプを複数台設ける。これら複数台のルーツポンプのケ
ーシングはそれぞれ別体のものとして構成し、前段側か
ら後段側へと順次各ポンプの排気口と吸気口とを排気用
配管で繋ぎ、各ポンプのロータの回転数を各別に設定可
能とし、各段のロータをそれぞれ所望の回転数で回転さ
せられるようにした。In order to solve the above problems, in the present invention, a plurality of roots pumps having a pair of rotors are provided. The casings of these multiple roots pumps are configured separately, and the exhaust port and the intake port of each pump are sequentially connected from the front stage side to the rear stage side by exhaust pipes, and the rotation speed of the rotor of each pump is changed. Each rotor can be set separately so that each stage rotor can be rotated at a desired rotation speed.
【００１４】ある実施例においては、各互いに連結され
る二つのポンプのうち、前段側ポンプのロータの回転数
が後段側ポンプのロータの回転数より高く設定されてい
る。In one embodiment, of the two pumps connected to each other, the rotation speed of the rotor of the front stage pump is set higher than the rotation speed of the rotor of the rear stage pump.
【００１５】さらに他の実施例においては、使用される
複数のポンプの容量は同じである。In yet another embodiment, the pumps used have the same volume.
【００１６】さらに他の実施例においては、ロータは２
葉ロータを使用している。In yet another embodiment, the rotor is two.
Uses a leaf rotor.
【００１７】さらに他の実施例においては、ロータとケ
ーシングとのクリアランスは０．１ミリメータ以下にな
っている。In still another embodiment, the clearance between the rotor and the casing is 0.1 millimeter or less.
【００１８】さらに他の実施例においては、各段のポン
プに対応して、それぞれのポンプにより得られている真
空度を測定する真空計が備えられている。In still another embodiment, a vacuum gauge for measuring the degree of vacuum obtained by each pump is provided corresponding to each stage pump.
【００１９】[0019]
【実施例】以下、図面に基づき本発明の具体的実施例を
説明する。しかしながら、本発明の範囲は、以下に説明
される実施例の具体的構成に限定されるものではない。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Specific embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the scope of the present invention is not limited to the specific configurations of the embodiments described below.
【００２０】図２は、本発明の一実施例による多段式真
空ポンプ１の構成を示す模式図であり、本実施例におい
ては、４段に構成されている。そして各段のルーツポン
プ３、５、７、９は同じルーツポンプを使用しており、
すなわちその容量は同じである。FIG. 2 is a schematic diagram showing the structure of a multi-stage vacuum pump 1 according to an embodiment of the present invention. In this embodiment, there are four stages. And the roots pumps 3, 5, 7, 9 of each stage use the same roots pump,
That is, the capacity is the same.
【００２１】各ルーツポンプのケーシング１１はそれぞ
れ内部にポンプ室１３を画成しており、このポンプ室１
３内には一対の、所謂繭形と称される２葉のロータ１
５、１７が互いに噛み合って回転するようにして支承さ
れている。なお、図においては符号１１、１３、１５、
１７は第１段のポンプ３についてのみ付してあるが、第
２、３、４段のポンプ５、７、９についても同様の構成
になっている。このロータ１５、１７を支承する駆動軸
と従動軸（図示せず）の一方の端部は、各ポンプ室１３
に隣合って設けられたギヤ室（図示せず）内へと伸び、
それら端部にはそれぞれ互いに噛み合って駆動軸と従動
軸とを同期回転させるタイミングギヤが装着されてい
る。駆動軸の他端側には、ベルトプーリ等適宜装置が取
り付けられ、モータ（図示せず）により駆動軸が回転さ
せられ、ロータ１５、１７が図中矢印で示されるように
反対方向に回転するようになっている。駆動軸、従動軸
共にメカニカルシール等により軸封されている。これら
のルーツポンプの構成については公知であり、本発明の
多段式真空ポンプに使用するルーツポンプもそのような
公知の構造のものでよいので、その具体的構成の図示並
びにこれ以上の説明は省略する。The casing 11 of each roots pump defines a pump chamber 13 therein.
A pair of two-leaf rotors 1 which are so-called cocoon-shaped in 3
5, 17 are rotatably supported so that they mesh with each other and rotate. In the figure, reference numerals 11, 13, 15,
Although 17 is attached only to the first stage pump 3, the second, third, and fourth stage pumps 5, 7, and 9 have the same configuration. One end portion of a drive shaft and a driven shaft (not shown) supporting the rotors 15 and 17 is provided in each pump chamber 13
Extending into the gear chamber (not shown) adjacent to
Timing gears that mesh with each other and rotate the drive shaft and the driven shaft in synchronization are attached to the ends. An appropriate device such as a belt pulley is attached to the other end of the drive shaft, and the drive shaft is rotated by a motor (not shown) so that the rotors 15 and 17 rotate in opposite directions as indicated by arrows in the figure. It is like this. Both the drive shaft and the driven shaft are sealed by a mechanical seal or the like. The structure of these roots pumps is well known, and the roots pump used in the multi-stage vacuum pump of the present invention may have such a well-known structure. Therefore, illustration of the specific structure and further description thereof are omitted. To do.
【００２２】第１段ポンプ３の吸気口１９は排気用配管
３５により排気されるべき密閉室（図示せず）に連通さ
れるようになっており、以後隣合う各段のポンプの吸気
口と排気口とが排気用配管３７、３９、４１で接続さ
れ、第４段ポンプ９の排気口３３は配管４３を介して排
気を大気中に放出するようになっている。The intake port 19 of the first-stage pump 3 is communicated with a closed chamber (not shown) to be exhausted by the exhaust pipe 35, and thereafter, the intake port of the pump of each adjacent stage is connected. The exhaust port is connected by exhaust pipes 37, 39, 41, and the exhaust port 33 of the fourth stage pump 9 discharges the exhaust gas into the atmosphere through the pipe 43.
【００２３】符号４５はオイルポンプを備えた熱交換器
であり、各段のポンプのギヤ室に冷却オイルを送ってタ
イミングギヤを冷却すべく、図中点線矢印で示されるよ
うに冷却オイルを循環させている。熱交換器４５には、
図中実線矢印で示される配管４７により冷却水が供給さ
れる。Reference numeral 45 is a heat exchanger equipped with an oil pump, which circulates the cooling oil as indicated by the dotted arrow in the figure in order to send the cooling oil to the gear chambers of the pumps of the respective stages to cool the timing gear. I am letting you. In the heat exchanger 45,
Cooling water is supplied through a pipe 47 indicated by a solid arrow in the figure.
【００２４】符号４９、５１、５３はそれぞれ第２段、
第３段及び第４段ポンプ５、７、９の排気口２５、２
９、３１に配置された中間冷却器であり、ここで冷却し
た排気の一部をそれぞれ第２段、第３段、第４段のポン
プ室に戻し、ロータの発熱を抑制している。このような
中間冷却器も従来使用されており、その詳細な説明は省
略する。符号５５は排気用配管４３に設けられた逆止弁
であり、この多段式真空ポンプ１の運転が停止させられ
たときに、気体が逆流するのを防止する。Reference numerals 49, 51 and 53 are the second stage,
Exhaust ports 25, 2 of the third and fourth stage pumps 5, 7, 9
The intercoolers are arranged at 9, 31 and part of the exhaust gas cooled here is returned to the second, third, and fourth pump chambers to suppress the heat generation of the rotor. Such an intercooler is also conventionally used, and its detailed description is omitted. Reference numeral 55 denotes a check valve provided in the exhaust pipe 43, which prevents gas from flowing backward when the operation of the multistage vacuum pump 1 is stopped.
【００２５】ここで、各段のポンプ３、５、７、９のロ
ータは、それぞれその回転数が互いに独立的に設定可能
である。すなわち、これらのポンプの駆動軸及び従動軸
は、先に説明した従来の一軸多段式のものとは異なり、
それぞれ別個の軸であり、それぞれ異なる回転数で回転
させることが出来る。そのための手段は種々の態様が可
能であり、その形式を問わない。各段のポンプをそれぞ
れ別個のモータで駆動してもよいし、一個のモータを使
用し、ベルトとベルトプーリ或いは他の適宜な運動伝達
手段を用いて適宜の減速比で各段のポンプの回転数を変
えるようにしてもよい。勿論ギヤボックス等の使用も可
能である。Here, the rotation speeds of the rotors of the pumps 3, 5, 7, 9 at the respective stages can be set independently of each other. That is, the drive shaft and the driven shaft of these pumps are different from the conventional one-shaft multistage type described above.
They are separate shafts and can be rotated at different speeds. Various means can be used as means for that purpose, and the form thereof does not matter. The pumps of each stage may be driven by separate motors, or one motor may be used to rotate the pumps of each stage at an appropriate speed reduction ratio by using a belt and a belt pulley or other appropriate motion transmission means. You may change the number. Of course, it is also possible to use a gear box or the like.
【００２６】本実施例においては、第１段ポンプ３の回
転数がもっとも高く、第２段、第３段、第４段と後段に
なるに従い、その回転数は低くなるように設定されてい
る。この場合、先に述べたように前段側すなわち真空度
の高い低圧側では、排気速度を大きくして圧縮比を極め
て高いものとしても、余り熱の発生は問題とならない。
そこで、例えば第１段ポンプ３を毎分３６００回転と
し、第２、第３をそれぞれ１８００回転、１１７０回転
とし、最後の第４段を７６５回転とすることができる。
これにより、第１段の排気速度をきわめて大きいものと
して、この多段式真空ポンプ１の到達真空度をきわめて
高いものにできる一方、熱の発生しやすい第４段の回転
数を落とし、圧縮比を２以下にして熱の発生を顕著に抑
制することができる。In this embodiment, the rotation speed of the first-stage pump 3 is the highest, and the rotation speed is set to be lower as it goes to the second, third, fourth, and subsequent stages. . In this case, as described above, on the front stage side, that is, on the low pressure side where the degree of vacuum is high, even if the exhaust speed is increased and the compression ratio is extremely high, the generation of excessive heat does not pose a problem.
Therefore, for example, the first-stage pump 3 can be set to 3600 revolutions per minute, the second and third pumps can be set to 1800 revolutions and 1170 revolutions, respectively, and the last fourth stage can be set to 765 revolutions.
As a result, the exhaust speed of the first stage can be made extremely high, and the ultimate vacuum of the multi-stage vacuum pump 1 can be made extremely high, while the rotational speed of the fourth stage, which is apt to generate heat, can be reduced to reduce the compression ratio. When it is 2 or less, heat generation can be remarkably suppressed.
【００２７】因みに、過給器として使用したときのポン
プ容量が３００リットル／分のルーツポンプを使用し、
第１段、第２段、第３段、第４段の回転数を、それぞれ
毎分３６００、３６００、１８００、１８００回転で運
転し、図３に示されるように、排気用配管３５、３７、
３９、４１及び４３に真空計５７、５９、６１、６３及
び６５をそれぞれ設置して、その位置での到達真空度を
測定したところ、図４のような値が得られ、第４段ポン
プ９の排気口３３を大気圧にした状態で、第１段ポンプ
３の吸気口１９において、１．４／１０3 Ｔｏｒｒとい
う高い真空度を得ることが出来た。また、図には示して
ないが、５段にして運転した場合には、５／１０4 Ｔｏ
ｒｒの真空度が得られた。By the way, a roots pump having a pump capacity of 300 liters / minute when used as a supercharger is used.
The first stage, the second stage, the third stage, and the fourth stage were operated at rotation speeds of 3600, 3600, 1800, and 1800 rpm, respectively, and as shown in FIG. 3, exhaust pipes 35, 37,
When vacuum gauges 57, 59, 61, 63 and 65 were installed on 39, 41 and 43, respectively, and the ultimate vacuum at that position was measured, the values shown in FIG. 4 were obtained, and the fourth stage pump 9 It was possible to obtain a high degree of vacuum of 1.4 / 10 3 Torr at the intake port 19 of the first-stage pump 3 with the exhaust port 33 of No. 1 being at atmospheric pressure. Also, although not shown in the figure, when operating in 5 stages, 5/10 4 To
A vacuum degree of rr was obtained.
【００２８】上記実施例においては、全ての段のルーツ
ポンプは同じ容量のものを使用しているが、勿論異なる
容量のものを使用することも可能である。また、使用す
るルーツポンプは必ずしも２葉のものに限られず、３葉
或いは４葉のものも勿論使用可能である。In the above embodiment, the roots pumps of all the stages have the same capacity, but of course, different capacity can be used. Further, the roots pump to be used is not necessarily limited to the one having two leaves, and the one having three leaves or four leaves can of course be used.
【００２９】また、凝縮性ガスや反応性ガスを扱う場合
には、不活性ガスのポンプ系内への導入のための装置或
いはトラップ装置を、ポンプ本体ではなく排気用配管へ
容易に取り付けることが出来る。When a condensable gas or a reactive gas is used, a device for introducing an inert gas into the pump system or a trap device can be easily attached not to the pump body but to the exhaust pipe. I can.
【００３０】さらに、一般的にはルーツポンプそれ自体
では大気圧からの排気が出来ないとされ、そのための補
助ポンプ等を必要とするが、２葉ロータを使用したルー
ツポンプでも、ロータとケーシングとのクリアランスを
０．１ミリメータ以下にし、それらを複数段設け、前述
のように各段の回転数をそれぞれ適宜な数値に設定する
ことにより、大気圧状態から高真空状態へ排気できるこ
とも判明した。Further, it is generally said that the roots pump itself cannot exhaust from the atmospheric pressure, and an auxiliary pump or the like for that is required. It was also found that the clearance can be reduced from the atmospheric pressure state to the high vacuum state by setting the clearance of 0.1 mm or less, providing a plurality of stages, and setting the rotation speed of each stage to an appropriate value as described above.
【００３１】なお、各段のポンプに対応して、それぞれ
各段のポンプにより得られている真空度を測定する真空
計を適宜位置に設けると好都合である。例えば、図２に
おける実施例において、図３のように各段のポンプ間の
配管にそれぞれ真空計を設置しておくと、運転中にその
システムにトラブルが生じた場合、各真空計の指示か
ら、どの段のポンプの排気機能に異常が生じているのか
が即時に判明する。例えば、図３の真空計５９の指示が
異常であれば、第２段のポンプ５の排気機能に異常が生
じている。この場合、真空計５７も異常を示すであろ
う。Incidentally, it is convenient to provide a vacuum gauge corresponding to each stage pump for measuring the degree of vacuum obtained by each stage pump at an appropriate position. For example, in the embodiment shown in FIG. 2, if vacuum gauges are installed in the pipes between the pumps at the respective stages as shown in FIG. 3, when a trouble occurs in the system during operation, the instructions from the respective vacuum gauges are given. It is immediately known which stage of the pump has an abnormal exhaust function. For example, if the indication of the vacuum gauge 59 in FIG. 3 is abnormal, the exhaust function of the pump 5 in the second stage is abnormal. In this case, the vacuum gauge 57 will also show an abnormality.
【００３２】[0032]
【発明の効果】以上のように、本発明においては、各段
のルーツポンプのロータの回転数をそれぞれ別個に設定
可能にしたので、それぞれの段のポンプを最適な排気速
度で運転し、最小の軸動力で効率のよい排気を行い、全
体としてのポンプ効率の向上を図り、その全体としての
排気速度を大きく、また到達真空度を高いものとするこ
とができる。特に回転数による圧縮比の変化に着目して
各段の排気速度と温度のコントロールを行えば、きわめ
て優れたポンプ性能を備えた多段式真空ポンプが得られ
る。圧縮比が高くても発生熱量の少ない高真空側即ち第
１段のポンプの回転数を高くして、大排気速度、高到達
真空度を得る一方、熱の発生しやすい低真空側即ち後段
側特に最終段のポンプの回転数を落としてこの段での圧
縮比を低くし、それにより熱の発生を大幅に抑制でき
る。従って、軸封止が破られて潤滑油がポンプ室内へ混
入する等の問題が解消される。各段のポンプのケーシン
グが従来の一軸多段式のものと違ってそれぞれ別個にな
っているので、冷却の点で有利であり、これによっても
温度コントロールがし易い。熱の発生が抑制できるの
で、長時間の運転が可能となる。As described above, in the present invention, the number of rotations of the rotor of the roots pump of each stage can be set individually, so that the pump of each stage is operated at the optimum exhaust speed and the minimum speed is set. Efficient exhaust is performed by the shaft power of 1, the overall pump efficiency is improved, the overall exhaust speed is high, and the ultimate vacuum can be high. In particular, if the exhaust speed and temperature of each stage are controlled by paying attention to the change in the compression ratio depending on the rotation speed, a multi-stage vacuum pump having extremely excellent pump performance can be obtained. High vacuum side that generates a small amount of heat even if the compression ratio is high, that is, the rotation speed of the pump in the first stage is increased to obtain a large evacuation speed and a high ultimate vacuum, while the low vacuum side where heat is easily generated, that is, the rear stage side In particular, the rotational speed of the pump at the final stage is reduced to lower the compression ratio at this stage, and thereby heat generation can be significantly suppressed. Therefore, the problem that the shaft seal is broken and the lubricating oil is mixed into the pump chamber is solved. Unlike the conventional one-shaft multi-stage type, the casings of the pumps at the respective stages are separate from each other, which is advantageous in terms of cooling, and this also facilitates temperature control. Since the generation of heat can be suppressed, it is possible to operate for a long time.
【００３３】また、修理等の際、従来の一軸多段式と違
って、全体を分解する必要は無く、該当箇所のみを分解
して修理を行うことが出来て、好都合である。Further, unlike the conventional single-axis multi-stage type, it is not necessary to disassemble the whole when repairing or the like, and it is convenient that only the relevant part can be disassembled for repair.
【００３４】さらに、各別のルーツポンプを排気用配管
で直列に接続しているので、従来はポンプ本体に取り付
けるために複雑な加工を必要としていた凝縮性ガスや反
応性ガスへの対応としての不活性ガス供給装置或いはト
ラップ装置の取り付けが容易に出来る。また大きな一体
のケーシングを採用していた従来例に対し、設置場所に
応じて適切な排気用配管の引回しを行うことによりポン
プ形状の自由度が高まるため、適切なポンプシステムを
構成できる。Further, since the different roots pumps are connected in series by the exhaust pipes, it is possible to deal with the condensable gas and the reactive gas which have conventionally required complicated processing to be attached to the pump body. The inert gas supply device or the trap device can be easily attached. Further, as compared with the conventional example in which a large integrated casing is adopted, the degree of freedom of the pump shape is increased by appropriately laying out the exhaust pipe according to the installation location, so that an appropriate pump system can be configured.
【００３５】さらに、従来例では、異なるポンプ性能を
得る場合には、大幅な設計変更が必要とされたが、本発
明では、回転数の変更、使用するポンプのポンプ容量の
変更、或いは設置するポンプの段数の変更により容易に
対応することが出来る。Further, in the conventional example, a large design change was required to obtain different pump performances, but in the present invention, the rotation speed is changed, the pump capacity of the pump to be used is changed, or the pump is installed. This can be easily handled by changing the number of pump stages.
【００３６】さらに、設計、加工の容易な２葉のルーツ
ポンプでも十分優れたポンプ性能を得ることが出来るの
で、従来に比して品質の安定した多段式真空ポンプの提
供が可能となる。Further, even with a two-leaf roots pump which is easy to design and process, it is possible to obtain sufficiently excellent pumping performance, so that it is possible to provide a multi-stage vacuum pump with stable quality as compared with the conventional one.
【００３７】また、ロータとケーシングとの間のクリア
ランスを０．１ミリメータ以下にすることにより、大気
圧から高真空迄排気でき、従来ルーツポンプに必要とさ
れていた補助ポンプ等が不要となる。Further, by setting the clearance between the rotor and the casing to be less than 0.1 millimeter, it is possible to evacuate from atmospheric pressure to high vacuum, and the auxiliary pump and the like conventionally required for the roots pump become unnecessary.
【００３８】さらに、各段のポンプに対応して真空計を
設置することにより、システムに異常が生じたときに、
その原因となっている、排気機能に異常を起こしている
ポンプを即時に判別することができる。本発明の多段式
真空ポンプは、前述の如く複数のルーツポンプで構成
し、各ルーツポンプはハウジングがそれぞれ別体となっ
ていて、別々の軸により駆動される。したがって修理の
際には、故障した段のポンプのみ分解修理すればよいの
で、システム異常の原因になっているポンプを即時に判
別できることは、補修作業の点できわめて便宜である。
また、本発明では容量の全く同じポンプを複数使用して
構成することができるので、同じ容量のポンプを予備に
用意しておくと、故障時に、故障したポンプを交換する
だけで直ちにシステムの運転を再開でき、従来のように
長期間の運転休止といった事態を解消できる。Further, by installing a vacuum gauge corresponding to each stage pump, when an abnormality occurs in the system,
The pump causing the abnormality in the exhaust function can be immediately identified. The multi-stage vacuum pump of the present invention comprises a plurality of roots pumps as described above. Each roots pump has a separate housing and is driven by different shafts. Therefore, at the time of repair, only the pump at the failed stage needs to be disassembled and repaired, and it is extremely convenient in terms of repair work to be able to immediately identify the pump causing the system abnormality.
Further, according to the present invention, since it is possible to use a plurality of pumps having exactly the same capacity, if a pump having the same capacity is prepared as a spare, the system can be operated immediately by replacing the failed pump when a failure occurs. Can be restarted, and the situation of long-term operation suspension as in the past can be resolved.
【図１】２葉ロータルーツポンプの各圧力領域における
回転数と圧縮比との関係を示すグラフである。FIG. 1 is a graph showing a relationship between a rotation speed and a compression ratio in each pressure region of a two-leaf rotor roots pump.
【図２】本発明の一実施例に係る多段式真空ポンプの構
成を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration of a multistage vacuum pump according to an embodiment of the present invention.
【図３】各段での到達真空度を測定している状態を示す
模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing a state in which the ultimate vacuum is measured at each stage.
【図４】各段での到達真空度を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the ultimate vacuum at each stage.
１ 多段式真空ポンプ ３ 第１段ポンプ ５ 第２段ポンプ ７ 第３段ポンプ ９ 第４段ポンプ １１ ケーシング １３ ポンプ室 １５、１７ ロータ １９、２３、２７、３１ 吸気口 ２１、２５、２９、３３ 排気口 ３５、３７、３９、４１、４３ 排気用配管 ４５ 熱交換器 ４９、５１、５３ 中間冷却器 ５５ 逆止弁 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Multistage vacuum pump 3 1st stage pump 5 2nd stage pump 7 3rd stage pump 9 4th stage pump 11 Casing 13 Pump chamber 15, 17 Rotor 19, 23, 27, 31 Intake port 21, 25, 29, 33 Exhaust port 35, 37, 39, 41, 43 Exhaust pipe 45 Heat exchanger 49, 51, 53 Intercooler 55 Check valve
Claims (6)
するケーシングと、前記ポンプ室内に配置され、互いに
平行な軸上に装着され互いに噛み合って回転する一対の
ロータと、前記ポンプ室の外部で前記平行な軸の端部に
装着されて互いに噛み合い、前記一対のロータを同期回
転させるタイミングギヤとを備えてなる、複数のルーツ
ポンプと、前記複数のルーツポンプの前段側のポンプの
排気口と後段側のポンプの吸気口とを順次繋ぎ、前記複
数のポンプの前記ポンプ室を直列に連通させる排気用配
管とを備え、前記複数のルーツポンプの前記ケーシング
を各別体のものとして構成し、各ポンプの前記ロータの
回転数を各別に設定可能としたことを特徴とする、多段
式真空ポンプ。1. A casing forming a pump chamber having an intake port and an exhaust port, a pair of rotors disposed in the pump chamber, mounted on axes parallel to each other and rotating in mesh with each other, and Exhausts of a plurality of roots pumps, which are externally mounted on the ends of the parallel shafts, mesh with each other, and include timing gears that rotate the pair of rotors in synchronization, and pumps on the upstream side of the plurality of roots pumps. An exhaust pipe for connecting the pump chambers of the plurality of pumps in series to each other, and configuring the casings of the plurality of roots pumps as separate bodies. However, the multistage vacuum pump is characterized in that the rotational speed of the rotor of each pump can be set separately.
いて、各互いに連結される二つのポンプのうち、前段側
ポンプのロータの回転数が後段側ポンプのロータの回転
数より高く設定されている、多段式真空ポンプ。2. The multi-stage vacuum pump according to claim 1, wherein, of the two pumps connected to each other, the rotation speed of the rotor of the front-stage pump is set higher than the rotation speed of the rotor of the rear-stage pump. It is a multi-stage vacuum pump.
いて、前記複数のポンプの容量は同じである、多段式真
空ポンプ。3. The multi-stage vacuum pump according to claim 2, wherein the plurality of pumps have the same capacity.
段式真空ポンプにおいて、前記一対のロータは２葉ロー
タである、多段式真空ポンプ。4. The multi-stage vacuum pump according to claim 1, wherein the pair of rotors are two-leaf rotors.
いて、前記ケーシングと前記ロータとのクリアランスが
０．１ミリメータ以下である、多段式真空ポンプ。5. The multi-stage vacuum pump according to claim 4, wherein the clearance between the casing and the rotor is 0.1 millimeters or less.
段式真空ポンプにおいて、各段のポンプに対応して、そ
れぞれのポンプにより得られている真空度を測定する真
空計を備えている、多段式真空ポンプ。6. The multi-stage vacuum pump according to claim 1, further comprising a vacuum gauge corresponding to each stage pump for measuring the degree of vacuum obtained by each pump. It is a multi-stage vacuum pump.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8348795A JPH07305689A (en) | 1994-03-16 | 1995-03-16 | Multistage-type vacuum pump |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7020094 | 1994-03-16 | ||
| JP6-70200 | 1994-03-16 | ||
| JP8348795A JPH07305689A (en) | 1994-03-16 | 1995-03-16 | Multistage-type vacuum pump |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07305689A true JPH07305689A (en) | 1995-11-21 |
Family
ID=26411361
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8348795A Pending JPH07305689A (en) | 1994-03-16 | 1995-03-16 | Multistage-type vacuum pump |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07305689A (en) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6305910B1 (en) | 1999-03-30 | 2001-10-23 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Multi-stage pump device |
| WO2007088989A1 (en) * | 2006-01-31 | 2007-08-09 | Ebara Densan Ltd. | Vacuum pump unit |
| JP2007231935A (en) * | 2006-01-31 | 2007-09-13 | Ebara Densan Ltd | Vacuum pump unit |
| JP2010269301A (en) * | 2009-04-24 | 2010-12-02 | Anlet Co Ltd | Micropscopic bubble generating apparatus |
| CN106321441A (en) * | 2016-08-22 | 2017-01-11 | 中国航天空气动力技术研究院 | Self-cleaning cooling structure of Roots vacuum unit |
| JP2020037921A (en) * | 2018-09-05 | 2020-03-12 | 株式会社宇野澤組鐵工所 | Multi-stage root type pump |
| JP2020037922A (en) * | 2018-09-05 | 2020-03-12 | 株式会社宇野澤組鐵工所 | Multi-stage root type pump |
| CN111456937A (en) * | 2020-05-09 | 2020-07-28 | 江阴华西节能技术有限公司 | Vacuum system for wind tunnel test |
-
1995
- 1995-03-16 JP JP8348795A patent/JPH07305689A/en active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6305910B1 (en) | 1999-03-30 | 2001-10-23 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Multi-stage pump device |
| WO2007088989A1 (en) * | 2006-01-31 | 2007-08-09 | Ebara Densan Ltd. | Vacuum pump unit |
| JP2007231935A (en) * | 2006-01-31 | 2007-09-13 | Ebara Densan Ltd | Vacuum pump unit |
| US8251678B2 (en) | 2006-01-31 | 2012-08-28 | Ebara Corporation | Vacuum pump unit |
| JP2010269301A (en) * | 2009-04-24 | 2010-12-02 | Anlet Co Ltd | Micropscopic bubble generating apparatus |
| US8292269B2 (en) | 2009-04-24 | 2012-10-23 | Anlet Co., Ltd. | Microscopic bubble generating apparatus |
| CN106321441A (en) * | 2016-08-22 | 2017-01-11 | 中国航天空气动力技术研究院 | Self-cleaning cooling structure of Roots vacuum unit |
| CN106321441B (en) * | 2016-08-22 | 2018-06-01 | 中国航天空气动力技术研究院 | The self-cleaning cooling mechanism of Roots vacuum system |
| JP2020037921A (en) * | 2018-09-05 | 2020-03-12 | 株式会社宇野澤組鐵工所 | Multi-stage root type pump |
| JP2020037922A (en) * | 2018-09-05 | 2020-03-12 | 株式会社宇野澤組鐵工所 | Multi-stage root type pump |
| CN111456937A (en) * | 2020-05-09 | 2020-07-28 | 江阴华西节能技术有限公司 | Vacuum system for wind tunnel test |
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