JP2003129978A - 多段真空ポンプ - Google Patents
多段真空ポンプInfo
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- F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
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- F04C29/124—Arrangements for admission or discharge of the working fluid, e.g. constructional features of the inlet or outlet with inlet and outlet valves specially adapted for rotary or oscillating piston pumps
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- F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
- F04C18/08—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
- F04C18/12—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
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- F04C23/001—Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids of similar working principle
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- F04C29/04—Heating; Cooling; Heat insulation
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F04C29/068—Silencing the silencing means being arranged inside the pump housing
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な構成により、気体を固化することなく
圧縮された気体の排気が行える多段真空ポンプを提供す
ること、安価に気体を排気時の圧縮音を防止すること。 【解決手段】 ハウジング２ａ，２ｂ内にルーツ型のロ
ータ１５ａ、１５ｂが配設される複数のポンプ室９，１
０，１１，１２，１３を形成し、隣接するポンプ室を直
列に移送通路１６、１７、１８、１９によってつなぎ、
最終段のポンプ室１３から排気口４に気体を導く連通路
２４を備え、各ポンプ室９，１０，１１，１２，１３に
てロータ１５ａ、１５ｂの回転により気体を圧縮して、
連通路２４を介して気体を排気口４より排出し、真空対
象空間を真空状態にする多段真空ポンプ１において、最
終段のポンプ室１３から、最初に気体の圧縮を行う第１
ポンプ室９の方向に向けて延在する連通路２４をハウジ
ング２ｂに形成した。
圧縮された気体の排気が行える多段真空ポンプを提供す
ること、安価に気体を排気時の圧縮音を防止すること。 【解決手段】 ハウジング２ａ，２ｂ内にルーツ型のロ
ータ１５ａ、１５ｂが配設される複数のポンプ室９，１
０，１１，１２，１３を形成し、隣接するポンプ室を直
列に移送通路１６、１７、１８、１９によってつなぎ、
最終段のポンプ室１３から排気口４に気体を導く連通路
２４を備え、各ポンプ室９，１０，１１，１２，１３に
てロータ１５ａ、１５ｂの回転により気体を圧縮して、
連通路２４を介して気体を排気口４より排出し、真空対
象空間を真空状態にする多段真空ポンプ１において、最
終段のポンプ室１３から、最初に気体の圧縮を行う第１
ポンプ室９の方向に向けて延在する連通路２４をハウジ
ング２ｂに形成した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、多段真空ポンプに
関するものであり、特に、多段真空ポンプにおいて、気
体圧縮時に発生する圧縮熱を利用して、真空ポンプ内部
に気体の中に含まれる凝固性物質が固化しないようにし
た真空ポンプの内部構造に係わる。
関するものであり、特に、多段真空ポンプにおいて、気
体圧縮時に発生する圧縮熱を利用して、真空ポンプ内部
に気体の中に含まれる凝固性物質が固化しないようにし
た真空ポンプの内部構造に係わる。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の多段真空ポンプ（単に、
ポンプと称する）はルーツ型となった１対のロータを同
軸上に配設し、対のロータが配設されポンプ室を複数段
直列に配列して構成される。各ポンプ室に配設されるル
ーツ型のロータは、各ポンプ室の中で回転し、吸気口か
ら吸い込んだ気体をポンプ室にて圧縮し、吸気口につな
がる真空対象空間を真空状態とする。この際、気体の圧
縮に伴って、ポンプ室では圧縮熱が発生するが、その圧
縮熱を水冷もしくは空冷により冷却し、ハウジングの温
度が熱くならない様にしている。
ポンプと称する）はルーツ型となった１対のロータを同
軸上に配設し、対のロータが配設されポンプ室を複数段
直列に配列して構成される。各ポンプ室に配設されるル
ーツ型のロータは、各ポンプ室の中で回転し、吸気口か
ら吸い込んだ気体をポンプ室にて圧縮し、吸気口につな
がる真空対象空間を真空状態とする。この際、気体の圧
縮に伴って、ポンプ室では圧縮熱が発生するが、その圧
縮熱を水冷もしくは空冷により冷却し、ハウジングの温
度が熱くならない様にしている。
【０００３】通常、ポンプ駆動時には圧縮仕事を行う際
の圧縮熱によって、ポンプのハウジング温度（ポンプ温
度とも言う）は上昇する。この温度上昇は周知の様に、
圧縮熱は圧縮仕事が大きくなる排気口ほど大きくなる。
このことから、従来のポンプではハウジングの吸気口側
と排気口側との間では、大きな温度差がつく。
の圧縮熱によって、ポンプのハウジング温度（ポンプ温
度とも言う）は上昇する。この温度上昇は周知の様に、
圧縮熱は圧縮仕事が大きくなる排気口ほど大きくなる。
このことから、従来のポンプではハウジングの吸気口側
と排気口側との間では、大きな温度差がつく。
【０００４】従来では排気を行う気体の種類によって
は、例えば、塩化アンモニウム等の飽和蒸気圧曲線に基
づき、常温域またはそれに近い状態の温度域でその気体
が凝縮あるいは固化する。そのため、この様な気体が吸
入されると、温度が比較的低い第１ポンプ室等の中で気
体は固化する温度以下に冷却され、液体または固体状と
なり、ポンプ室内の各部（例えば、ロータとハウジング
との間に付着して堆積あるいは析出して、ロータの回転
に伴ないポンプが過負荷になったり、停止するという不
具合が起こり得る。
は、例えば、塩化アンモニウム等の飽和蒸気圧曲線に基
づき、常温域またはそれに近い状態の温度域でその気体
が凝縮あるいは固化する。そのため、この様な気体が吸
入されると、温度が比較的低い第１ポンプ室等の中で気
体は固化する温度以下に冷却され、液体または固体状と
なり、ポンプ室内の各部（例えば、ロータとハウジング
との間に付着して堆積あるいは析出して、ロータの回転
に伴ないポンプが過負荷になったり、停止するという不
具合が起こり得る。
【０００５】例えば、特許第３０５１５１５号公報で
は、図９に示すポンプの構成が示されている。この公報
に示される構成では、各段ごとに排気される気体による
発熱に対して、単一の冷却器４７でハウジングを冷却す
る。また、この公報に示される装置では、４つのポンプ
室４２，４３，４４，４５がハウジング内に形成されて
おり、ハウジング４０の下部には下部壁体４６が各ポン
プ室の排気口を閉塞する様に設けられ、この下部壁体４
６には冷却水が通る冷却器４７が取り付けられている。
即ち、各ポンプ室において、排気される気体は下部壁体
４６に接触した際に、冷却器４７内を通る冷却水によっ
て、壁体を通してハウジングが冷却される構成となって
いる。
は、図９に示すポンプの構成が示されている。この公報
に示される構成では、各段ごとに排気される気体による
発熱に対して、単一の冷却器４７でハウジングを冷却す
る。また、この公報に示される装置では、４つのポンプ
室４２，４３，４４，４５がハウジング内に形成されて
おり、ハウジング４０の下部には下部壁体４６が各ポン
プ室の排気口を閉塞する様に設けられ、この下部壁体４
６には冷却水が通る冷却器４７が取り付けられている。
即ち、各ポンプ室において、排気される気体は下部壁体
４６に接触した際に、冷却器４７内を通る冷却水によっ
て、壁体を通してハウジングが冷却される構成となって
いる。
【０００６】ルーツ型のポンプでは、一般的に気体の圧
縮は、ルーツ型のロータの頭部が排気口と連通する位置
に達したその瞬間、排気口側の圧力差によって、高圧気
体（例えば、大気）の急激なポンプ内への逆流が発生
し、これが原因で大きな圧縮音を発生する。この為、従
来のポンプでは、ポンプのハウジングと離間した位置
に、消音器が付加される。
縮は、ルーツ型のロータの頭部が排気口と連通する位置
に達したその瞬間、排気口側の圧力差によって、高圧気
体（例えば、大気）の急激なポンプ内への逆流が発生
し、これが原因で大きな圧縮音を発生する。この為、従
来のポンプでは、ポンプのハウジングと離間した位置
に、消音器が付加される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た公報に示される構成においては、各段のポンプ室では
圧縮仕事によって圧縮熱が発生し、ポンプの圧縮仕事は
気体を圧縮する圧力差が大きくなる高段の排気口側に行
くに従って、大きくなる。このため、吸気口に近い第１
ポンプ室から直列接続された高段の第２ポンプ室、第３
ポンプ室、第４ポンプ室へと行くに従い、気体の温度が
圧縮熱により上昇し、公報に示される構成では最後の段
である第４ポンプ室の排気口の近傍が一番高くなる。こ
の為、ポンプの吸気口側と排気口側との間で大きな温度
差が付く。従って、この様な構成においては、排気する
気体の中に、例えば、塩化アンモニウム等の凝縮性ガス
が含まれる場合、そのガスの種類によっては、気体から
固体へと変化するその気体に特有な飽和蒸気圧曲線によ
り、常温域またはそれに近い状態温度域で、その気体が
凝縮して固化する。この為、吸気口からこの様な気体が
吸入されると、温度が比較的低い第１ポンプ室等におい
て、気体は固化する温度以下に冷却されて、ハウジング
内で液または固体状になって、ポンプ室内に配設される
ロータとハウジングの内壁との間に付着して堆積し、析
出されたりする。その結果、ロータの回転に不具合が生
じ、ポンプが過負荷になり、停止するといった事が起こ
り得る。
た公報に示される構成においては、各段のポンプ室では
圧縮仕事によって圧縮熱が発生し、ポンプの圧縮仕事は
気体を圧縮する圧力差が大きくなる高段の排気口側に行
くに従って、大きくなる。このため、吸気口に近い第１
ポンプ室から直列接続された高段の第２ポンプ室、第３
ポンプ室、第４ポンプ室へと行くに従い、気体の温度が
圧縮熱により上昇し、公報に示される構成では最後の段
である第４ポンプ室の排気口の近傍が一番高くなる。こ
の為、ポンプの吸気口側と排気口側との間で大きな温度
差が付く。従って、この様な構成においては、排気する
気体の中に、例えば、塩化アンモニウム等の凝縮性ガス
が含まれる場合、そのガスの種類によっては、気体から
固体へと変化するその気体に特有な飽和蒸気圧曲線によ
り、常温域またはそれに近い状態温度域で、その気体が
凝縮して固化する。この為、吸気口からこの様な気体が
吸入されると、温度が比較的低い第１ポンプ室等におい
て、気体は固化する温度以下に冷却されて、ハウジング
内で液または固体状になって、ポンプ室内に配設される
ロータとハウジングの内壁との間に付着して堆積し、析
出されたりする。その結果、ロータの回転に不具合が生
じ、ポンプが過負荷になり、停止するといった事が起こ
り得る。
【０００８】また、ルーツ型のポンプに消音器を別途設
けると、部品点数が増え、コストアップしてしまう。ま
た、大きさの面でもその分大きくなってしまうものとな
る。
けると、部品点数が増え、コストアップしてしまう。ま
た、大きさの面でもその分大きくなってしまうものとな
る。
【０００９】よって、本発明は上記の問題点に鑑みてな
されたものであり、簡単な構成により、気体を固化する
ことなく圧縮された気体の排気が行える多段真空ポンプ
を提供すること、安価に気体を排気する際の圧縮音を防
止することを技術的課題とする。
されたものであり、簡単な構成により、気体を固化する
ことなく圧縮された気体の排気が行える多段真空ポンプ
を提供すること、安価に気体を排気する際の圧縮音を防
止することを技術的課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに講じた技術的手段は、真空対象空間から気体を吸入
する吸気口と、該気体を排出する排気口と、ハウジング
内に形成された複数のポンプ室と、隣接するポンプ室を
直列につなぎ、多段の前記ポンプ室を形成し、前記気体
を次段のポンプ室へと移送する移送通路と、最終段のポ
ンプ室から前記排気口に前記気体を導く連通路と、各ポ
ンプ室で同軸状に回転自在に配設されたルーツ型のロー
タと、同軸上のロータを回転させる回転軸と、該回転軸
を回転駆動する駆動源とを備え、前記気体を吸気口より
吸入し、各段のポンプ室にて前記ロータの回転により前
記気体を圧縮して、前記連通路を介して前記気体を前記
排気口より排出する多段真空ポンプにおいて、前記連通
路を前記ハウジングに形成し、前記最終段のポンプ室か
ら、最初に前記気体の圧縮を行う第１ポンプ室の方向に
向けて延在させたことである。
めに講じた技術的手段は、真空対象空間から気体を吸入
する吸気口と、該気体を排出する排気口と、ハウジング
内に形成された複数のポンプ室と、隣接するポンプ室を
直列につなぎ、多段の前記ポンプ室を形成し、前記気体
を次段のポンプ室へと移送する移送通路と、最終段のポ
ンプ室から前記排気口に前記気体を導く連通路と、各ポ
ンプ室で同軸状に回転自在に配設されたルーツ型のロー
タと、同軸上のロータを回転させる回転軸と、該回転軸
を回転駆動する駆動源とを備え、前記気体を吸気口より
吸入し、各段のポンプ室にて前記ロータの回転により前
記気体を圧縮して、前記連通路を介して前記気体を前記
排気口より排出する多段真空ポンプにおいて、前記連通
路を前記ハウジングに形成し、前記最終段のポンプ室か
ら、最初に前記気体の圧縮を行う第１ポンプ室の方向に
向けて延在させたことである。
【００１１】上記した手段によれば、連通路をハウジン
グに形成し、最終段のポンプ室から、最初に気体の圧縮
を行う第１ポンプ室に向けて延在させることによって、
ポンプ駆動時に圧縮熱が一番低い第１ポンプ室の方向へ
と、圧縮熱により高温となった気体を移送して、第１ポ
ンプ室等の温度を上昇させる。これにより、最終段のポ
ンプ室と第１ポンプ室との温度差が小さくなる。
グに形成し、最終段のポンプ室から、最初に気体の圧縮
を行う第１ポンプ室に向けて延在させることによって、
ポンプ駆動時に圧縮熱が一番低い第１ポンプ室の方向へ
と、圧縮熱により高温となった気体を移送して、第１ポ
ンプ室等の温度を上昇させる。これにより、最終段のポ
ンプ室と第１ポンプ室との温度差が小さくなる。
【００１２】この際、排気を行う気体の中に凝固性物質
が存在していても、複数段のポンプ室中で圧縮熱が一番
小さく、凝固性物質が最も固化し易い第１ポンプ室等に
おいても、各段のポンプ室内および移送通路内で固化す
ることが容易に防止され、ポンプの停止等の不具合が解
消され、真空対象空間を真空状態とすることが可能であ
る。
が存在していても、複数段のポンプ室中で圧縮熱が一番
小さく、凝固性物質が最も固化し易い第１ポンプ室等に
おいても、各段のポンプ室内および移送通路内で固化す
ることが容易に防止され、ポンプの停止等の不具合が解
消され、真空対象空間を真空状態とすることが可能であ
る。
【００１３】この場合、連通路の近傍に冷却通路が形成
されれば、より効率良く冷却が行える。また、冷却通路
はハウジングと熱接触したチューブの中に形成されれ
ば、冷却流体が内部に流れても、冷却流体によりハウジ
ングが腐食されない。
されれば、より効率良く冷却が行える。また、冷却通路
はハウジングと熱接触したチューブの中に形成されれ
ば、冷却流体が内部に流れても、冷却流体によりハウジ
ングが腐食されない。
【００１４】更に、連通路は各段のポンプ室の形状に沿
って形成され、軸方向に延在させれば、ポンプ室の軸方
向の温度差が小さくなるため凝固性物質の固化が防止で
き、全体としては軸方向の温度差が小さいまま冷却され
る。更にその上、ハウジングには外形に放熱フィンが形
成されれば、空冷によってもハウジングの冷却が簡単な
構成により行える。
って形成され、軸方向に延在させれば、ポンプ室の軸方
向の温度差が小さくなるため凝固性物質の固化が防止で
き、全体としては軸方向の温度差が小さいまま冷却され
る。更にその上、ハウジングには外形に放熱フィンが形
成されれば、空冷によってもハウジングの冷却が簡単な
構成により行える。
【００１５】連通路は、圧縮された気体を排気口へ排出
する途中で消音効果をもたせることが可能である。例え
ば、連通路の断面積あるいは容積をかえたり、流路に曲
がりを加えたり、流路に防音材等を設けることにより、
気体の排気時に消音効果が得られる。この場合、別途、
消音器として部品点数を増やさなくても良く、安価な方
法で消音効果を得ることが可能となる。
する途中で消音効果をもたせることが可能である。例え
ば、連通路の断面積あるいは容積をかえたり、流路に曲
がりを加えたり、流路に防音材等を設けることにより、
気体の排気時に消音効果が得られる。この場合、別途、
消音器として部品点数を増やさなくても良く、安価な方
法で消音効果を得ることが可能となる。
【００１６】また、排気口に逆止弁を設ければ、ポンプ
停止時に大気中あるいはポンプ中のゴミ等の不純物がポ
ンプ内に入り込んで、ポンプに支障をきたすことが防止
される。また、プロセス中の製品が不良となることを防
止できる。
停止時に大気中あるいはポンプ中のゴミ等の不純物がポ
ンプ内に入り込んで、ポンプに支障をきたすことが防止
される。また、プロセス中の製品が不良となることを防
止できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図面を参照して説明する。
て、図面を参照して説明する。
【００１８】(第１実施形態)図１および図２に、第１実
施形態における多段真空ポンプ(以下では、単にポンプ
と称す)１の構成を示す。図１は本発明に係わるポンプ
１の内部の構造を示し、図２は図１に示すＡ−Ａ断面図
を示す。ポンプ１は、２つのハウジング２（２ａ，２
ｂ）、ハウジングの軸方向両側に取り付けられるサイド
カバー２８、２９、サイドカバー２８に取り付けられる
モータ２０、及び、サイドカバー２９に取り付けられる
オイルカバー３９を備える。
施形態における多段真空ポンプ(以下では、単にポンプ
と称す)１の構成を示す。図１は本発明に係わるポンプ
１の内部の構造を示し、図２は図１に示すＡ−Ａ断面図
を示す。ポンプ１は、２つのハウジング２（２ａ，２
ｂ）、ハウジングの軸方向両側に取り付けられるサイド
カバー２８、２９、サイドカバー２８に取り付けられる
モータ２０、及び、サイドカバー２９に取り付けられる
オイルカバー３９を備える。
【００１９】ハウジング２の内部中央には、図２に示す
様に、回転軸１４（１４ａ，１４ｂ）が回転可能に軸方
向沿って、互いに並行に配設される。ハウジング２ａに
は、真空対象空間の内部に存在する気体を吸い込み、真
空対象空間を真空状態にする吸気口３が、ハウジング２
ａのモータ側の上部に一体で形成されている。また、ハ
ウジング２ｂには、ハウジング内を通った気体を、ポン
プ１の外部へと排出する排気口４が、モータ２０の下方
においてハウジング２ｂに一体で形成される。
様に、回転軸１４（１４ａ，１４ｂ）が回転可能に軸方
向沿って、互いに並行に配設される。ハウジング２ａに
は、真空対象空間の内部に存在する気体を吸い込み、真
空対象空間を真空状態にする吸気口３が、ハウジング２
ａのモータ側の上部に一体で形成されている。また、ハ
ウジング２ｂには、ハウジング内を通った気体を、ポン
プ１の外部へと排出する排気口４が、モータ２０の下方
においてハウジング２ｂに一体で形成される。
【００２０】２つのハウジング２（２ａ，２ｂ）は軸方
向において並行して並ぶ隔壁５，６，７，８によって、
５つのポンプ室が区画されてハウジング内に形成されて
いる。
向において並行して並ぶ隔壁５，６，７，８によって、
５つのポンプ室が区画されてハウジング内に形成されて
いる。
【００２１】このポンプ室は吸気口３から真空対象空間
内に存在する気体を吸い込み、複数のポンプ室によって
段階的に圧縮が行われる様、第１ポンプ室９、第２ポン
プ室１０、第３ポンプ室１１、第４ポンプ室１２、第５
ポンプ室１３を有する。この各ポンプ室９，１０，１
１，１２，１３には、回転軸１４ａ，１４ｂにより回転
を行う、まゆ型のロータ１５（１５ａ、１５ｂ）が互い
にわずかの隙間を保持して回転する様、ルーツ状に配設
される。また、各ポンプ室９，１０，１１，１２，１３
は、ハウジング２において周状に形成された、気体が移
送される移送通路１６，１７，１８，１９により、隣接
するポンプ室同士が直列に連結され、気体が移送される
ようになっている。更に、第１実施形態では、複数段
（図１では５段）のポンプ室により、気体を圧縮し、圧
縮熱により熱くなった気体を、ポンプ１の外部に排出口
４より排気できる構成となっている。尚、吸気口３から
気体を吸い込んで圧縮を行う各段のポンプ室９，１０，
１１，１２，１３は、ポンプ室の内周の大きさは全て同
じではあるが、高段にいくに従って、軸方向の厚みが小
さくなり、ポンプ室９，１０，１１，１２，１３の容積
が徐々に小さくなっている。
内に存在する気体を吸い込み、複数のポンプ室によって
段階的に圧縮が行われる様、第１ポンプ室９、第２ポン
プ室１０、第３ポンプ室１１、第４ポンプ室１２、第５
ポンプ室１３を有する。この各ポンプ室９，１０，１
１，１２，１３には、回転軸１４ａ，１４ｂにより回転
を行う、まゆ型のロータ１５（１５ａ、１５ｂ）が互い
にわずかの隙間を保持して回転する様、ルーツ状に配設
される。また、各ポンプ室９，１０，１１，１２，１３
は、ハウジング２において周状に形成された、気体が移
送される移送通路１６，１７，１８，１９により、隣接
するポンプ室同士が直列に連結され、気体が移送される
ようになっている。更に、第１実施形態では、複数段
（図１では５段）のポンプ室により、気体を圧縮し、圧
縮熱により熱くなった気体を、ポンプ１の外部に排出口
４より排気できる構成となっている。尚、吸気口３から
気体を吸い込んで圧縮を行う各段のポンプ室９，１０，
１１，１２，１３は、ポンプ室の内周の大きさは全て同
じではあるが、高段にいくに従って、軸方向の厚みが小
さくなり、ポンプ室９，１０，１１，１２，１３の容積
が徐々に小さくなっている。
【００２２】この様に構成されたポンプ１は、ハウジン
グ２ａに形成された吸気口３が第１ポンプ室９の内壁と
２つのロータ１５ａ，１５ｂにより形成される吸気空間
２２ａと連通する。また、第５ポンプ室１３の図２に示
す下方の内壁と２つのロータ１５ａ，１５ｂの外周によ
り形成される排気空間２２ｂが、第５ポンプ室１３の下
方に形成され孔径が小さくなっている小径部２３と連結
する。更に、小径部２３は、ハウジング２ｂの各移送通
路１６，１７，１８，１９の外側で第５ポンプ室１３の
排気空間２２ｂから第１段ポンプ室９の方向に向けて延
在するように形成された連通路２４と連通する。連通路
２４は各ポンプ室９，１０，１１，１２，１３および各
移送通路１６，１７，１８，１９の近傍を通り、排気口
４と連通して、各ポンプ室９，１０，１１，１２，１３
で圧縮された気体を、ポンプ１の外部へ排気口４から排
気することができる。
グ２ａに形成された吸気口３が第１ポンプ室９の内壁と
２つのロータ１５ａ，１５ｂにより形成される吸気空間
２２ａと連通する。また、第５ポンプ室１３の図２に示
す下方の内壁と２つのロータ１５ａ，１５ｂの外周によ
り形成される排気空間２２ｂが、第５ポンプ室１３の下
方に形成され孔径が小さくなっている小径部２３と連結
する。更に、小径部２３は、ハウジング２ｂの各移送通
路１６，１７，１８，１９の外側で第５ポンプ室１３の
排気空間２２ｂから第１段ポンプ室９の方向に向けて延
在するように形成された連通路２４と連通する。連通路
２４は各ポンプ室９，１０，１１，１２，１３および各
移送通路１６，１７，１８，１９の近傍を通り、排気口
４と連通して、各ポンプ室９，１０，１１，１２，１３
で圧縮された気体を、ポンプ１の外部へ排気口４から排
気することができる。
【００２３】また、上下２分割されたハウジング２ａ，
２ｂは、軸方向両側に配設される吸気口側のサイドカバ
ー２８と、排気口側のサイドカバー２９によりそれぞれ
第１ポンプ室９と第５ポンプ室１３の側面が閉塞され
る。更に、２つの回転軸１４ａ，１４ｂはサイドカバー
２８，２９の中央に配設された軸受３０，３１によって
並行な状態で支承される。一方の回転軸１４ａはモータ
２０の出力軸に取り付けられ、モータ２０の出力軸と一
体回転する。また、回転軸１４ａ，１４ｂのサイドカバ
ー２９側の端部は、サイドカバー２９よりも外部に突出
し、突出した回転軸１４ａ，１４ｂの端部にタイミング
ギア（図１では１つのみが図中に示される）２１が取り
付けられる。この２つのタイミングギヤ２１は、回転軸
１４ａ、１４ｂとの回転タイミングを同期させる為に設
けられている。タイミングギヤ２１はサイドカバー２９
の一側に取り付けられるオイルカバー３９により保護さ
れており、オイルカバー３９の内部には、タイミングギ
ヤ２１の回転を滑らかに行うため、タイミングギヤ２１
の下方にオイルが貯められ、回転時の潤滑が行われる構
成となっている。
２ｂは、軸方向両側に配設される吸気口側のサイドカバ
ー２８と、排気口側のサイドカバー２９によりそれぞれ
第１ポンプ室９と第５ポンプ室１３の側面が閉塞され
る。更に、２つの回転軸１４ａ，１４ｂはサイドカバー
２８，２９の中央に配設された軸受３０，３１によって
並行な状態で支承される。一方の回転軸１４ａはモータ
２０の出力軸に取り付けられ、モータ２０の出力軸と一
体回転する。また、回転軸１４ａ，１４ｂのサイドカバ
ー２９側の端部は、サイドカバー２９よりも外部に突出
し、突出した回転軸１４ａ，１４ｂの端部にタイミング
ギア（図１では１つのみが図中に示される）２１が取り
付けられる。この２つのタイミングギヤ２１は、回転軸
１４ａ、１４ｂとの回転タイミングを同期させる為に設
けられている。タイミングギヤ２１はサイドカバー２９
の一側に取り付けられるオイルカバー３９により保護さ
れており、オイルカバー３９の内部には、タイミングギ
ヤ２１の回転を滑らかに行うため、タイミングギヤ２１
の下方にオイルが貯められ、回転時の潤滑が行われる構
成となっている。
【００２４】この様な構成の動力伝達により、回転軸１
４ａ，１４ｂに同軸上に固定される１対のロータ１５
ａ，１５ｂを互いに逆方向に回転させることにより、ロ
ータ１５ａ，１５ｂを回転させ、ロータ１５ａ、１５ｂ
の回転方向によって、吸気口３に接続される真空対象空
間に存在する気体を、吸気することができる。
４ａ，１４ｂに同軸上に固定される１対のロータ１５
ａ，１５ｂを互いに逆方向に回転させることにより、ロ
ータ１５ａ，１５ｂを回転させ、ロータ１５ａ、１５ｂ
の回転方向によって、吸気口３に接続される真空対象空
間に存在する気体を、吸気することができる。
【００２５】更に、ポンプ１のハウジング２ｂの最終段
ポンプ室となる第５ポンプ室１３の排気空間２２ｂか
ら、第１段ポンプ室９の排気空間につながる移送通路１
６の方向に向けて延在する冷却通路２５（２５ａ，２５
ｂ）が、ハウジング２ｂに一緒に形成されている。この
冷却通路２５ａ，２５ｂは、圧縮熱により熱くなった気
体を排気口４へと排出する連通路２４の左右近傍に１個
または複数個形成される。そして、この冷却通路２５
ａ，２５ｂに冷却流体（例えば、冷却水等）を流すこと
によって、各ポンプ室９，１０，１１，１２，１３にて
気体を圧縮する際に発生する圧縮熱を効率良く吸収する
ことができる。
ポンプ室となる第５ポンプ室１３の排気空間２２ｂか
ら、第１段ポンプ室９の排気空間につながる移送通路１
６の方向に向けて延在する冷却通路２５（２５ａ，２５
ｂ）が、ハウジング２ｂに一緒に形成されている。この
冷却通路２５ａ，２５ｂは、圧縮熱により熱くなった気
体を排気口４へと排出する連通路２４の左右近傍に１個
または複数個形成される。そして、この冷却通路２５
ａ，２５ｂに冷却流体（例えば、冷却水等）を流すこと
によって、各ポンプ室９，１０，１１，１２，１３にて
気体を圧縮する際に発生する圧縮熱を効率良く吸収する
ことができる。
【００２６】尚、この場合、排気口４からの気体の排気
容量が小さく、しかも、圧縮熱が比較的小さい場合や、
ポンプ１を高温運転条件で気体を凝縮させ、固化させる
ことなく、ポンプ駆動できる場合等においては、冷却通
路２５ａ，２５ｂは無くても良い。
容量が小さく、しかも、圧縮熱が比較的小さい場合や、
ポンプ１を高温運転条件で気体を凝縮させ、固化させる
ことなく、ポンプ駆動できる場合等においては、冷却通
路２５ａ，２５ｂは無くても良い。
【００２７】次に、上記した構成のポンプ１の動作およ
び作用について説明する。真空対象空間において、ポン
プ駆動時に排出口４より排気される気体は、最初にポン
プ１の吸気口３から吸入される。そして、吸気口３から
吸気空間２２ａに入ってきた気体は、２つの回転軸１４
ａ，１４ｂ軸上に取り付けられたルーツ型のロータ１５
ａ、１５ｂの回転によって圧縮される。
び作用について説明する。真空対象空間において、ポン
プ駆動時に排出口４より排気される気体は、最初にポン
プ１の吸気口３から吸入される。そして、吸気口３から
吸気空間２２ａに入ってきた気体は、２つの回転軸１４
ａ，１４ｂ軸上に取り付けられたルーツ型のロータ１５
ａ、１５ｂの回転によって圧縮される。
【００２８】まず最初に、第１ポンプ室９にて圧縮され
て下方の排気空間２２ｂへと導かれ、移送通路１６を介
して、次段の第２ポンプ室１０の吸気空間に移送され、
ロータ回転により圧縮されて排気空間へと導かれるとい
う、同様な動作によって、各段の移送通路１７，１８，
１９を介して気体が移送され、第３ポンプ室１１、第４
ポンプ室１２、第５ポンプ室１３で段階的に圧縮され
る。そして、圧縮された気体は、第５ポンプ室１３の排
気空間２２ｂ、更にはハウジング２ｂに形成された小径
部２３を通り、その後、連通路２４を通って、排気口４
からポンプ１の外部へと排出される。
て下方の排気空間２２ｂへと導かれ、移送通路１６を介
して、次段の第２ポンプ室１０の吸気空間に移送され、
ロータ回転により圧縮されて排気空間へと導かれるとい
う、同様な動作によって、各段の移送通路１７，１８，
１９を介して気体が移送され、第３ポンプ室１１、第４
ポンプ室１２、第５ポンプ室１３で段階的に圧縮され
る。そして、圧縮された気体は、第５ポンプ室１３の排
気空間２２ｂ、更にはハウジング２ｂに形成された小径
部２３を通り、その後、連通路２４を通って、排気口４
からポンプ１の外部へと排出される。
【００２９】この様な気体の圧縮は、各ポンプ室にて行
われるが、この時の各段の理論圧縮仕事Ｌは、例えば、
ルーツ型のポンプ１では、Ｌ＝Ｃ×Ｑ×（Ｐ１―Ｐ２）
で表わされる。ここで、Ｌ：理論圧縮仕事、Ｃ：比例定
数、Ｑ：排気する気体流量、Ｐ１：排気圧力、Ｐ２：吸
気圧力とする。
われるが、この時の各段の理論圧縮仕事Ｌは、例えば、
ルーツ型のポンプ１では、Ｌ＝Ｃ×Ｑ×（Ｐ１―Ｐ２）
で表わされる。ここで、Ｌ：理論圧縮仕事、Ｃ：比例定
数、Ｑ：排気する気体流量、Ｐ１：排気圧力、Ｐ２：吸
気圧力とする。
【００３０】第１実施形態において、最終段である第５
ポンプ室１３の排気空間２２ｂは小径部２３を介して、
ハウジング２ｂのモータ側の下方端面に形成された排気
口４と連通路２４によって連結がされる。このため、最
終段の第５ポンプ室１３の排気空間２２ｂから、圧縮時
における気体の圧縮熱により温度が高くなった気体は、
連通路２４へと移送されるが、連通路２４に移送された
熱くなった気体は、その気体温度とハウジング２ｂとの
間の温度差によって、熱伝達がなされる。つまり、連通
路２４の内壁からその周囲に熱が伝達され、連通路２４
より内径側に位置する移送通路１６，１７，１８，１９
へ伝わると共に、更には、それより内径側に位置する第
１ポンプ室９、第２ポンプ室１０、第３ポンプ室１１、
第４ポンプ室１２、第５ポンプ室１３へと熱が伝達され
る。その結果、各ポンプ室の温度は排気される気体の圧
縮熱によって、それぞれ上昇する。
ポンプ室１３の排気空間２２ｂは小径部２３を介して、
ハウジング２ｂのモータ側の下方端面に形成された排気
口４と連通路２４によって連結がされる。このため、最
終段の第５ポンプ室１３の排気空間２２ｂから、圧縮時
における気体の圧縮熱により温度が高くなった気体は、
連通路２４へと移送されるが、連通路２４に移送された
熱くなった気体は、その気体温度とハウジング２ｂとの
間の温度差によって、熱伝達がなされる。つまり、連通
路２４の内壁からその周囲に熱が伝達され、連通路２４
より内径側に位置する移送通路１６，１７，１８，１９
へ伝わると共に、更には、それより内径側に位置する第
１ポンプ室９、第２ポンプ室１０、第３ポンプ室１１、
第４ポンプ室１２、第５ポンプ室１３へと熱が伝達され
る。その結果、各ポンプ室の温度は排気される気体の圧
縮熱によって、それぞれ上昇する。
【００３１】この場合、圧縮仕事が小さく、比較的温度
の低いポンプ１の吸気口側に位置する第１ポンプ室９
は、連通路２４内の排気される気体の温度との温度差が
ポンプ室の中で最も大きいので、その分、熱伝達量が多
くなり、温度が上昇し易くなり、第１段ポンプ室９と最
終段である第５ポンプ室１３との間の温度勾配は小さく
保持されるものとなる。
の低いポンプ１の吸気口側に位置する第１ポンプ室９
は、連通路２４内の排気される気体の温度との温度差が
ポンプ室の中で最も大きいので、その分、熱伝達量が多
くなり、温度が上昇し易くなり、第１段ポンプ室９と最
終段である第５ポンプ室１３との間の温度勾配は小さく
保持されるものとなる。
【００３２】即ち、各ポンプ室では、前述した様に、圧
縮仕事Ｌ＝Ｃ×Ｑ×（Ｐ１−Ｐ２）に基づく圧縮熱を発
生する。この場合、ポンプ１の定常運転時では圧縮仕事
の大きくなる最終段となる第５ポンプ室１３の排気空間
近傍の温度が最も高くなるが、本実施形態では、第５ポ
ンプ室１３の排気空間２２ｂより排出される一番温度の
高い気体を、ハウジング２ｂの下方に設けた連通路２４
に移送するのであるが、この場合、連通路２４の内壁を
介して、高い温度の圧縮熱を各ポンプ室９，１０，１
１，１２，１３へと伝達させる構成としている。
縮仕事Ｌ＝Ｃ×Ｑ×（Ｐ１−Ｐ２）に基づく圧縮熱を発
生する。この場合、ポンプ１の定常運転時では圧縮仕事
の大きくなる最終段となる第５ポンプ室１３の排気空間
近傍の温度が最も高くなるが、本実施形態では、第５ポ
ンプ室１３の排気空間２２ｂより排出される一番温度の
高い気体を、ハウジング２ｂの下方に設けた連通路２４
に移送するのであるが、この場合、連通路２４の内壁を
介して、高い温度の圧縮熱を各ポンプ室９，１０，１
１，１２，１３へと伝達させる構成としている。
【００３３】これにより、第１段ポンプ室９と最終段の
第５ポンプ室１３との間の温度差は、その分小さく保持
されると共に、排気される気体の凝縮・個化（昇華）を
避けることができ、その結果、ポンプ１の過負荷運転や
ポンプ１の停止を回避することができる。
第５ポンプ室１３との間の温度差は、その分小さく保持
されると共に、排気される気体の凝縮・個化（昇華）を
避けることができ、その結果、ポンプ１の過負荷運転や
ポンプ１の停止を回避することができる。
【００３４】尚、この時発生する圧縮熱は圧縮仕事が大
きい場合には、ハウジング２ｂ内で連通路２４の近傍に
形成される冷却通路２５ａ、２５ｂに冷却流体（例え
ば、冷却水）を通す事により、圧縮熱が冷却される。
きい場合には、ハウジング２ｂ内で連通路２４の近傍に
形成される冷却通路２５ａ、２５ｂに冷却流体（例え
ば、冷却水）を通す事により、圧縮熱が冷却される。
【００３５】具体的に説明すると図３の様になる。つま
り、従来では各ポンプ室９，１０，１１，１２，１３を
冷却しない場合には、全体的にポンプ１のハウジング温
度が高くなる。この場合、第１段のポンプ室９と最終段
のポンプ室１３との間では温度差が大きくなり、Ａに示
される曲線となる。この状態下で、従来の如くハウジン
グの下方を全体的に冷却水によって冷却を行うと、それ
ぞれのポンプ室９，１０，１１，１２，１３ではその中
を通る気体は冷却され、冷却を行わないＡに比べてハウ
ジングの温度が、全体的にＤに示される曲線の如く下が
るのみとなり、第1ポンプ室９と第５ポンプ室１３との
間の温度差は変化せず、大きいままである。
り、従来では各ポンプ室９，１０，１１，１２，１３を
冷却しない場合には、全体的にポンプ１のハウジング温
度が高くなる。この場合、第１段のポンプ室９と最終段
のポンプ室１３との間では温度差が大きくなり、Ａに示
される曲線となる。この状態下で、従来の如くハウジン
グの下方を全体的に冷却水によって冷却を行うと、それ
ぞれのポンプ室９，１０，１１，１２，１３ではその中
を通る気体は冷却され、冷却を行わないＡに比べてハウ
ジングの温度が、全体的にＤに示される曲線の如く下が
るのみとなり、第1ポンプ室９と第５ポンプ室１３との
間の温度差は変化せず、大きいままである。
【００３６】しかし、上記した構成によれば、最も圧縮
熱が高い第５ポンプ室１３の排気空間２２ｂからの気体
が、全ポンプ室９，１０，１１，１２，１３にわたって
流れるため、それぞれの移送通路１６，１７，１８，１
９およびポンプ室９，１０，１１，１２，１３が暖めら
れる。これによって、第1ポンプ室９から第５ポンプ室
１３との温度差が小さくなり、Ｂに示される曲線とな
る。
熱が高い第５ポンプ室１３の排気空間２２ｂからの気体
が、全ポンプ室９，１０，１１，１２，１３にわたって
流れるため、それぞれの移送通路１６，１７，１８，１
９およびポンプ室９，１０，１１，１２，１３が暖めら
れる。これによって、第1ポンプ室９から第５ポンプ室
１３との温度差が小さくなり、Ｂに示される曲線とな
る。
【００３７】更に、この状態において冷却通路２５ａ，
２５ｂに冷却流体を流して冷却を行うと、第1ポンプ室
９から第５ポンプ室１３温度差が小さい状態を保持した
まま、ハウジング温度が全体的に下がり、Ｃに示される
曲線の状態となる。よって、温度が一番低い第１ポンプ
室９は、従来に比べて温度が高くなることから、ポンプ
内を凝固性物質がたとえ流れても、それがポンプ内部に
凝固し、固化しなくなり、ポンプ１の過負荷を防止する
こと、および、凝固性物質の固化によるポンプ１の停止
を防止することができる。
２５ｂに冷却流体を流して冷却を行うと、第1ポンプ室
９から第５ポンプ室１３温度差が小さい状態を保持した
まま、ハウジング温度が全体的に下がり、Ｃに示される
曲線の状態となる。よって、温度が一番低い第１ポンプ
室９は、従来に比べて温度が高くなることから、ポンプ
内を凝固性物質がたとえ流れても、それがポンプ内部に
凝固し、固化しなくなり、ポンプ１の過負荷を防止する
こと、および、凝固性物質の固化によるポンプ１の停止
を防止することができる。
【００３８】以上、本発明の第１実施形態について説明
したが、本発明の基本的な技術思想に基づき、種々の変
形が可能である。第２実施形態以降においては、ハウジ
ングの図番を各実施形態において形状等が異なる為にか
えているが、基本的にはハウジング２ａ、２ｂの構成お
よび同様な機能を有するものとして、別の変形例につい
て以下に説明する。
したが、本発明の基本的な技術思想に基づき、種々の変
形が可能である。第２実施形態以降においては、ハウジ
ングの図番を各実施形態において形状等が異なる為にか
えているが、基本的にはハウジング２ａ、２ｂの構成お
よび同様な機能を有するものとして、別の変形例につい
て以下に説明する。
【００３９】（第２実施形態）図４に、第２実施形態の
構成を示す。第２実施形態では、第１実施形態における
ハウジング２ａ、２ｂに代わるハウジング２ａａ、２ｂ
ａを用いて、ポンプ駆動時に排気する気体を連通路２４
ａ以外に連通路２４ｒ、２４ｌによって、各ポンプ室の
周囲において熱が広範囲に伝達される構成としている。
構成を示す。第２実施形態では、第１実施形態における
ハウジング２ａ、２ｂに代わるハウジング２ａａ、２ｂ
ａを用いて、ポンプ駆動時に排気する気体を連通路２４
ａ以外に連通路２４ｒ、２４ｌによって、各ポンプ室の
周囲において熱が広範囲に伝達される構成としている。
【００４０】つまり、最終段のポンプ室の排気空間２２
ｂに連通する連通路２４ａを、ハウジング２ｂａの下方
のみならず、複数段のポンプ室を形成する２つのハウジ
ング２ａａ，２ｂａに共にまたがる様、各ポンプ室９，
１０，１１，１２，１３の内壁の形状に沿って、図４の
如く、円弧状に左右の連通路２４ｒ、２４ｌをハウジン
グ内部に形成することを特徴とする。この構成により、
各ポンプ室９，１０，１１，１２，１３が連通路２４ａ
だけでなく、周面状となった連通路２４ｒ、２４ｌによ
っても、その中を流れる圧縮熱により高温になった気体
により、均一化して暖められるので、効率良くポンプ室
内全体を暖めることができ、ポンプ内での凝固性物質の
固化を簡単な構成により防止することができる。
ｂに連通する連通路２４ａを、ハウジング２ｂａの下方
のみならず、複数段のポンプ室を形成する２つのハウジ
ング２ａａ，２ｂａに共にまたがる様、各ポンプ室９，
１０，１１，１２，１３の内壁の形状に沿って、図４の
如く、円弧状に左右の連通路２４ｒ、２４ｌをハウジン
グ内部に形成することを特徴とする。この構成により、
各ポンプ室９，１０，１１，１２，１３が連通路２４ａ
だけでなく、周面状となった連通路２４ｒ、２４ｌによ
っても、その中を流れる圧縮熱により高温になった気体
により、均一化して暖められるので、効率良くポンプ室
内全体を暖めることができ、ポンプ内での凝固性物質の
固化を簡単な構成により防止することができる。
【００４１】（第３実施形態）図５に、第３実施形態の
構成を示す。第３実施形態では、ハウジング２ａｂ、２
ｂｂを用いて、最終段のポンプ室１３から第１段のポン
プ室９の方向に向けた連通路２４の左右の近傍に冷却通
路２５ａ，２５ｂを設け、冷却水路２５ａ，２５ｂは耐
食性チューブ内に配設される点を特徴とする。
構成を示す。第３実施形態では、ハウジング２ａｂ、２
ｂｂを用いて、最終段のポンプ室１３から第１段のポン
プ室９の方向に向けた連通路２４の左右の近傍に冷却通
路２５ａ，２５ｂを設け、冷却水路２５ａ，２５ｂは耐
食性チューブ内に配設される点を特徴とする。
【００４２】つまり、この第３実施形態は、図２に示す
第１実施形態の変形例であり、連通路２４の左右両側に
設けられた冷却通路２５ａ，２５ｂに対し、ハウジング
２ｂｂに鋳込みまたはロウ付け等で熱的に接触するよう
にした耐食性チューブ３５ａ，３５ｂを内部に設けてい
る。この様な構成により、２本の耐食性チューブ３５
ａ，３５ｂにより、冷却流体が内部に流れても、冷却流
体により腐食することなく、確実に冷却通路が耐食性チ
ューブ３５ａ，３５ｂにより確保できる。尚、この場
合、耐食性チューブ３５ａ，３５ｂの連通路２４に対し
て設けられる位置および数はこれに限定されない。
第１実施形態の変形例であり、連通路２４の左右両側に
設けられた冷却通路２５ａ，２５ｂに対し、ハウジング
２ｂｂに鋳込みまたはロウ付け等で熱的に接触するよう
にした耐食性チューブ３５ａ，３５ｂを内部に設けてい
る。この様な構成により、２本の耐食性チューブ３５
ａ，３５ｂにより、冷却流体が内部に流れても、冷却流
体により腐食することなく、確実に冷却通路が耐食性チ
ューブ３５ａ，３５ｂにより確保できる。尚、この場
合、耐食性チューブ３５ａ，３５ｂの連通路２４に対し
て設けられる位置および数はこれに限定されない。
【００４３】（第４実施形態）図６に、第４実施形態の
構成を示す。第４実施形態は、図４に示す第２実施形態
の変形例であり、ハウジング２ａｃ、２ｂｃを用いて、
ハウジング２ａｃ，２ｂｃの外周部に、空冷により冷却
を行う空冷フィン２７が放射状にハウジング２ａｃ，２
ｂｃに一体で形成されている点を特徴とする。
構成を示す。第４実施形態は、図４に示す第２実施形態
の変形例であり、ハウジング２ａｃ、２ｂｃを用いて、
ハウジング２ａｃ，２ｂｃの外周部に、空冷により冷却
を行う空冷フィン２７が放射状にハウジング２ａｃ，２
ｂｃに一体で形成されている点を特徴とする。
【００４４】この構成により、自然対流による空冷、或
いは、図示しない空冷ファンの駆動によって、強制的に
ハウジング全体を空冷できる。この様に、ハウジング外
周部に均一に空冷フィン２７を形成し、自然対流または
図示しない空冷ファンで強制的に空冷されることで、ポ
ンプ駆動時における気体の圧縮により発生する圧縮熱が
簡単な構成により、除去できる様になっているが、上記
したいずれの実施形態の場合でも、第５ポンプ室１３か
ら第1ポンプ室９との間のハウジングの温度差を小さく
した状態で、冷却流体により吸熱を行うことになるの
で、勿論、その温度勾配が特に大きくなることはない。
いは、図示しない空冷ファンの駆動によって、強制的に
ハウジング全体を空冷できる。この様に、ハウジング外
周部に均一に空冷フィン２７を形成し、自然対流または
図示しない空冷ファンで強制的に空冷されることで、ポ
ンプ駆動時における気体の圧縮により発生する圧縮熱が
簡単な構成により、除去できる様になっているが、上記
したいずれの実施形態の場合でも、第５ポンプ室１３か
ら第1ポンプ室９との間のハウジングの温度差を小さく
した状態で、冷却流体により吸熱を行うことになるの
で、勿論、その温度勾配が特に大きくなることはない。
【００４５】（第５実施形態）図７に、第５実施形態を
示す。この第５実施形態では、図１に示す第１実施形態
における連通路２４の形状を変えただけで、連通路２４
の形状によって、消音効果をもたせたことを特徴とす
る。
示す。この第５実施形態では、図１に示す第１実施形態
における連通路２４の形状を変えただけで、連通路２４
の形状によって、消音効果をもたせたことを特徴とす
る。
【００４６】つまり、第５実施形態では、最終段の排気
空間２２ｂからポンプ１の第１段ポンプ室９の方向に向
けたハウジング全長にわたり形成された連通路２４に対
し、大径となった連通路２４と小径となった連通路３２
との孔径を変化させて、孔の断面形状すなわち孔の断面
積を変化させることによって、消音効果をもたせた構成
とした。
空間２２ｂからポンプ１の第１段ポンプ室９の方向に向
けたハウジング全長にわたり形成された連通路２４に対
し、大径となった連通路２４と小径となった連通路３２
との孔径を変化させて、孔の断面形状すなわち孔の断面
積を変化させることによって、消音効果をもたせた構成
とした。
【００４７】そこで、ポンプ１の消音について詳しく説
明する。ルーツ型のポンプ１における気体の圧縮は、ロ
ータ１５ａ，１５ｂの円弧状となった頂部が排気空間２
２ｂに連通するその瞬間、排気口側の高圧気体（例え
ば、大気）が、ロータ回転位置によって、まゆ型のロー
タ１５ａ，１５ｂの凹部とポンプ室内径により形成され
る圧縮空間に急激に流れ込み、逆流が発生する。これが
原因で、ロータ１５ａ，１５ｂの頂部が排気空間２２ｂ
に連通するその瞬間（例えば、図４に示すロータ１４ｂ
の状態の如くロータ位置が鉛直方向となった状態から、
ロータ１４ｂが更に回転した場合）に大きな圧縮音を発
生し、この圧縮音がポンプ駆動時には作動音の発生とし
て問題となる。
明する。ルーツ型のポンプ１における気体の圧縮は、ロ
ータ１５ａ，１５ｂの円弧状となった頂部が排気空間２
２ｂに連通するその瞬間、排気口側の高圧気体（例え
ば、大気）が、ロータ回転位置によって、まゆ型のロー
タ１５ａ，１５ｂの凹部とポンプ室内径により形成され
る圧縮空間に急激に流れ込み、逆流が発生する。これが
原因で、ロータ１５ａ，１５ｂの頂部が排気空間２２ｂ
に連通するその瞬間（例えば、図４に示すロータ１４ｂ
の状態の如くロータ位置が鉛直方向となった状態から、
ロータ１４ｂが更に回転した場合）に大きな圧縮音を発
生し、この圧縮音がポンプ駆動時には作動音の発生とし
て問題となる。
【００４８】この為、従来では、ポンプに別途消音器を
付加していたが、消音器を別途設けると、部品点数が増
え、コストアップする。また、大きさの面でも大型化し
てしまっていた。一般的に消音器には、膨張型、吸音ダ
クト型、共鳴型等色々な種類が存在するが、いずれの消
音器も適当な断面積、空洞長さ、吸音材料、機器構成等
をもつ空間が必要である。しかし、本実施形態では、図
７の如く、ハウジング２ｂｄの中で排気する気体を移送
する連通路２４において、最終段のポンプ室の排気空間
２２ｂから排気口４までの経路において、連通路２４の
孔の内径３２を変化させる。これによって、連通路２４
の形状に代表される様、消音器としての適当な断面積、
空洞長さ、吸音材料、機器構成等の選定により、連通路２
４を、気体の排出通路や熱の伝熱面としてだけでなく、
消音器として機能させることができる。よって、従来の
様に、ポンプ１とは別体で構成する消音器がとくに不要
となるので、ポンプの製造コストを低減させるととも
に、大きさも別体の消音器を備えるものと比べて小さく
出来る。尚、これ以外に、この長い空洞長の選択及び孔
の断面積の大きさと断面形状の設計自由度を有する本発
明の連通路２４では、いろいろな消音のための構成を選
択して、消音器の機能を兼用することが出来ること言う
までもない。
付加していたが、消音器を別途設けると、部品点数が増
え、コストアップする。また、大きさの面でも大型化し
てしまっていた。一般的に消音器には、膨張型、吸音ダ
クト型、共鳴型等色々な種類が存在するが、いずれの消
音器も適当な断面積、空洞長さ、吸音材料、機器構成等
をもつ空間が必要である。しかし、本実施形態では、図
７の如く、ハウジング２ｂｄの中で排気する気体を移送
する連通路２４において、最終段のポンプ室の排気空間
２２ｂから排気口４までの経路において、連通路２４の
孔の内径３２を変化させる。これによって、連通路２４
の形状に代表される様、消音器としての適当な断面積、
空洞長さ、吸音材料、機器構成等の選定により、連通路２
４を、気体の排出通路や熱の伝熱面としてだけでなく、
消音器として機能させることができる。よって、従来の
様に、ポンプ１とは別体で構成する消音器がとくに不要
となるので、ポンプの製造コストを低減させるととも
に、大きさも別体の消音器を備えるものと比べて小さく
出来る。尚、これ以外に、この長い空洞長の選択及び孔
の断面積の大きさと断面形状の設計自由度を有する本発
明の連通路２４では、いろいろな消音のための構成を選
択して、消音器の機能を兼用することが出来ること言う
までもない。
【００４９】（第６実施形態）図８に、第６実施形態を
示す。第６実施形態では、図１に示す第１実施形態の構
成における排気口４に、逆止弁４９を設けたことを特徴
としている。
示す。第６実施形態では、図１に示す第１実施形態の構
成における排気口４に、逆止弁４９を設けたことを特徴
としている。
【００５０】この逆止弁４９は連通路２４から排気口４
側へは気体が流れることは可能であるが、その逆の流れ
を禁止することにより、ポンプ１の外部からの大気が連
通路２４を通って、ポンプ内部のポンプ室に入ること
（気体の圧力差による逆流）が防止されるので、ポンプ
が停止した場合に排気側から圧力の低い真空対象空間に
逆流しようとする空気の流れを止め、急激な圧力変化に
よるポンプ、真空対象空間の損傷等の不具合を防止する
と同時に、消音効果も期待できる。
側へは気体が流れることは可能であるが、その逆の流れ
を禁止することにより、ポンプ１の外部からの大気が連
通路２４を通って、ポンプ内部のポンプ室に入ること
（気体の圧力差による逆流）が防止されるので、ポンプ
が停止した場合に排気側から圧力の低い真空対象空間に
逆流しようとする空気の流れを止め、急激な圧力変化に
よるポンプ、真空対象空間の損傷等の不具合を防止する
と同時に、消音効果も期待できる。
【００５１】以上、主だった変形例について説明した
が、本実施形態においては、吸入される気体を５段に圧
縮するポンプについて説明したが、何段のポンプにも本
発明は適用され得る。また、ポンプの駆動により、凝縮
性気体や析出性気体を排気口より排気する際に、各ポン
プ室における圧力（分圧）を下げる為に、不活性ガスを
導入する機構を設けても何ら差し支えない。
が、本実施形態においては、吸入される気体を５段に圧
縮するポンプについて説明したが、何段のポンプにも本
発明は適用され得る。また、ポンプの駆動により、凝縮
性気体や析出性気体を排気口より排気する際に、各ポン
プ室における圧力（分圧）を下げる為に、不活性ガスを
導入する機構を設けても何ら差し支えない。
【００５２】
【発明の効果】本発明によれば、連通路をハウジングに
形成し、最終段のポンプ室から、最初に気体の圧縮を行
う第１ポンプ室に向けて延在させることによって、ポン
プ駆動時に圧縮熱が一番低い第１ポンプ室の方向へと、
排気に伴う圧縮熱により高温となった気体を移送して第
１ポンプ室の温度を上昇させる。これにより、最終段の
ポンプ室と第１ポンプ室との温度差を小でき、排気を行
う気体の中に凝固性物質が存在していても、複数段のポ
ンプ室中で圧縮熱が一番小さく、凝固性物質が最も固化
し易い第１ポンプ室においても、各段のポンプ室内およ
び移送通路内で固化することが簡単な構成により防止で
き、真空対象空間を真空状態とすることができる。
形成し、最終段のポンプ室から、最初に気体の圧縮を行
う第１ポンプ室に向けて延在させることによって、ポン
プ駆動時に圧縮熱が一番低い第１ポンプ室の方向へと、
排気に伴う圧縮熱により高温となった気体を移送して第
１ポンプ室の温度を上昇させる。これにより、最終段の
ポンプ室と第１ポンプ室との温度差を小でき、排気を行
う気体の中に凝固性物質が存在していても、複数段のポ
ンプ室中で圧縮熱が一番小さく、凝固性物質が最も固化
し易い第１ポンプ室においても、各段のポンプ室内およ
び移送通路内で固化することが簡単な構成により防止で
き、真空対象空間を真空状態とすることができる。
【００５３】この場合、連通路の近傍に、冷却通路が形
成されれば、より効率良く冷却が行える。
成されれば、より効率良く冷却が行える。
【００５４】また、冷却通路はハウジングと熱接触した
チューブの中に形成されれば、冷却流体が内部に流れて
も、冷却流体によりハウジングが腐食されないにでき
る。
チューブの中に形成されれば、冷却流体が内部に流れて
も、冷却流体によりハウジングが腐食されないにでき
る。
【００５５】更に、連通路は各段のポンプ室の形状に沿
って形成され、軸方向に延在させれば、ポンプ室を部分
的ではなく、全体的に温度差が小さくなる様にして、凝
固性物が固化しない温度に暖めて冷却を行うことができ
る。
って形成され、軸方向に延在させれば、ポンプ室を部分
的ではなく、全体的に温度差が小さくなる様にして、凝
固性物が固化しない温度に暖めて冷却を行うことができ
る。
【００５６】更にその上、ハウジングには外形に放熱フ
ィンが形成されれば、空冷によってもハウジングの冷却
を簡単な構成により実現できる。
ィンが形成されれば、空冷によってもハウジングの冷却
を簡単な構成により実現できる。
【００５７】連通路は、圧縮された気体を排気口へ排出
する途中で消音効果をもたらすことが可能である。例え
ば、連通路の断面積あるいは容積をかえたり、流路に曲
がりを加えたり、流路に防音材等を設けることにより、
気体を排気時に簡単で安価な方法で消音効果が得られ
る。この場合、別途、消音器として部品点数を増やさな
くても良く、安価な方法で消音効果をもたらすことがで
きる。
する途中で消音効果をもたらすことが可能である。例え
ば、連通路の断面積あるいは容積をかえたり、流路に曲
がりを加えたり、流路に防音材等を設けることにより、
気体を排気時に簡単で安価な方法で消音効果が得られ
る。この場合、別途、消音器として部品点数を増やさな
くても良く、安価な方法で消音効果をもたらすことがで
きる。
【００５８】また、排気口に逆止弁を設ければ、ポンプ
停止時に大気中あるいはポンプ中のゴミ等の不純物がポ
ンプ内に入り込んで、ポンプに支障をきたすことが防止
できる。また、プロセス中の製品が不良となることが防
止できる。
停止時に大気中あるいはポンプ中のゴミ等の不純物がポ
ンプ内に入り込んで、ポンプに支障をきたすことが防止
できる。また、プロセス中の製品が不良となることが防
止できる。
【図１】本発明の第１実施形態における多段真空ポンプ
の要所部分断面図である。
の要所部分断面図である。
【図２】図１に示すＡ-Ａ断面図である。
【図３】本発明と従来例との各ポンプ室の温度との比較
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図４】図２の変形を示す第２実施形態の断面図であ
る。
る。
【図５】図２の変形を示す第３実施形態の断面図であ
る。
る。
【図６】図４の変形を示す第４実施形態の断面図であ
る。
る。
【図７】図１の変形を示す第５実施形態の要所部分断面
図である。
図である。
【図８】図１の変形を示す第６実施形態の要所部分断面
図である。
図である。
【図９】従来の真空ポンプの構成を示す要所部分断面図
である。
である。
１ 多段真空ポンプ（ポンプ）
２ ハウジング
２ａ，２ｂ ハウジング（第１実施形態でのハウジン
グ） ２ａａ，２ｂａ ハウジング（第２実施形態でのハウ
ジング） ２ａｂ，２ｂｂ ハウジング（第３実施形態でのハウ
ジング） ２ａｃ，２ｂｃ ハウジング（第４実施形態でのハウ
ジング） ２ａｄ，２ｂｄ ハウジング（第５実施形態でのハウ
ジング） ２ａｅ，２ｂｅ ハウジング（第６実施形態でのハウ
ジング） ３ 吸気口 ４ 排気口 ９ 第１ポンプ室 １０ 第２ポンプ室 １１ 第３ポンプ室 １２ 第４ポンプ室 １３ 第５ポンプ室 １４（１４ａ，１４ｂ） 回転軸 １５（１５ａ，１５ｂ） ロータ １６ 第１移送通路 １７ 第２移送通路 １８ 第３移送通路 １９ 第４移送通路 ２０ モータ（駆動源） ２１ タイミングギヤ ２２ａ 吸気空間 ２２ｂ 排気空間 ２３ 小径部 ２４，２４ｒ、２４ｌ 連通路 ２５（２５ａ，２５ｂ） 冷却通路 ２７ 放熱フィン ２８，２９ サイドカバー ３０，３１ 軸受 ３５ａ，３５ｂ 耐食性チューブ（チューブ） ４９ 逆止弁
グ） ２ａａ，２ｂａ ハウジング（第２実施形態でのハウ
ジング） ２ａｂ，２ｂｂ ハウジング（第３実施形態でのハウ
ジング） ２ａｃ，２ｂｃ ハウジング（第４実施形態でのハウ
ジング） ２ａｄ，２ｂｄ ハウジング（第５実施形態でのハウ
ジング） ２ａｅ，２ｂｅ ハウジング（第６実施形態でのハウ
ジング） ３ 吸気口 ４ 排気口 ９ 第１ポンプ室 １０ 第２ポンプ室 １１ 第３ポンプ室 １２ 第４ポンプ室 １３ 第５ポンプ室 １４（１４ａ，１４ｂ） 回転軸 １５（１５ａ，１５ｂ） ロータ １６ 第１移送通路 １７ 第２移送通路 １８ 第３移送通路 １９ 第４移送通路 ２０ モータ（駆動源） ２１ タイミングギヤ ２２ａ 吸気空間 ２２ｂ 排気空間 ２３ 小径部 ２４，２４ｒ、２４ｌ 連通路 ２５（２５ａ，２５ｂ） 冷却通路 ２７ 放熱フィン ２８，２９ サイドカバー ３０，３１ 軸受 ３５ａ，３５ｂ 耐食性チューブ（チューブ） ４９ 逆止弁
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 3H029 AA06 AA09 AA16 AB06 BB12
BB21 CC03 CC06 CC09 CC15
CC25 CC46
3H076 AA16 AA21 BB04 BB07 CC07
CC43 CC46 CC95 CC97
Claims (7)
- 【請求項１】 真空対象空間から気体を吸入する吸気口
と、 該気体を排出する排気口と、 ハウジング内に形成された複数のポンプ室と、 隣接するポンプ室を直列につなぎ、多段の前記ポンプ室
を形成し、前記気体を次段のポンプ室へと移送する移送
通路と、 最終段のポンプ室から前記排気口に前記気体を導く連通
路と、 各ポンプ室で同軸状に回転自在に配設されたルーツ型の
ロータと、 同軸上のロータを回転させる回転軸と、 該回転軸を回転駆動する駆動源とを備え、 前記気体を吸気口より吸入し、各段のポンプ室にて前記
ロータの回転により前記気体を圧縮して、前記連通路を
介して前記気体を前記排気口より排出する多段真空ポン
プにおいて、 前記連通路を前記ハウジングに形成し、前記最終段のポ
ンプ室から、最初に前記気体の圧縮を行う第１ポンプ室
の方向に向けて延在させたことを特徴とする多段真空ポ
ンプ。 - 【請求項２】 前記連通路の近傍に、冷却通路が形成さ
れることを特徴とする請求項１に記載の多段真空ポン
プ。 - 【請求項３】 前記冷却通路は、前記ハウジングと熱接
触したチューブの中に形成されることを特徴とする請求
項２に記載の多段真空ポンプ。 - 【請求項４】 前記連通路は、前記各段のポンプ室の形
状に沿って形成され、軸方向に延在することを特徴とす
る請求項１から請求項３のいずれかに記載の多段真空ポ
ンプ。 - 【請求項５】 前記ハウジングには、外形に放熱フィン
が形成されることを特徴とする請求項１から請求項４の
いずれかに記載の多段真空ポンプ。 - 【請求項６】 前記連通路は、圧縮された気体を前記排
気口へ排出する途中で径の大きさを変化させることを特
徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の多段
真空ポンプ。 - 【請求項７】 前記排気口に、逆止弁を設けたことを特
徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の多段
真空ポンプ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001326779A JP3758550B2 (ja) | 2001-10-24 | 2001-10-24 | 多段真空ポンプ |
| US10/278,950 US6776586B2 (en) | 2001-10-24 | 2002-10-24 | Multi-stage vacuum pump |
| GB0224759A GB2383379B (en) | 2001-10-24 | 2002-10-24 | Multi-stage vacuum pump |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001326779A JP3758550B2 (ja) | 2001-10-24 | 2001-10-24 | 多段真空ポンプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003129978A true JP2003129978A (ja) | 2003-05-08 |
| JP3758550B2 JP3758550B2 (ja) | 2006-03-22 |
Family
ID=19143101
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001326779A Expired - Fee Related JP3758550B2 (ja) | 2001-10-24 | 2001-10-24 | 多段真空ポンプ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6776586B2 (ja) |
| JP (1) | JP3758550B2 (ja) |
| GB (1) | GB2383379B (ja) |
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