JPH0370119B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の利用分野］ 本発明は、多段スクリユー真空ポンプ装置に関
する。

［従来の技術］ 従来、スクリユーー圧縮機において駆動ギアを
内蔵したギヤケーシングに、複数のスクリユーブ
ロツクが結合され、これらの各スクリユーブロツ
クにおける一対のロータがピニオンを介して駆動
される様に構成されたものは、例えば特開昭55−
35168号公報に示されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、このようなスクリユー圧縮機は、各ス
クリユーブロツクとも同じ構成になつており、ギ
ヤケーシングに近接して配置されるのは、両方の
スクリユーブロツクの吸入口、または、吐出口の
何れかである。

このような配置をスクリユー真空ポンプに適用
した場合、第１スクリユーブロツクの吸入口の圧
力と第２スクリユーブロツクの吸入口の圧力と
は、圧力レベルが異なるので、第１スクリユーブ
ロツクの吸入口、ギヤケーシングの内部および第
２スクリユーブロツクの吸入口との間の圧力レベ
ルの大小関係は、第１スクリユーブロツクの吸入
口圧力＜ギヤケーシング内部の圧力＜第２スクリ
ユーブロツクの吸入口の圧力のようになる。

そのため、第１スクリユーブロツクの吸入口
へ、ギヤケーシング内のオイルミストが流れ込
み、スクリユーブロツクの作動空間を油で汚染す
ることになる。

また、各スクリユーブロツクの吐出口がギヤケ
ーシング側に接近して配置された場合も、第１、
第２の各スクリユーブロツクの吐出口間には、差
圧があるので、前記と同様にスクリユーブロツク
の作動空間を油で汚染する結果になる。

さらにスクリユー真空ポンプでは両ロータが噛
合つて回転したさい、該両ロータの溝、歯および
ケーシングの内壁との間に吸気口および排気口の
いずれにも連通しない山形の部屋が形成される。
該山形の部屋のうち、両ロータが回転したさいに
容積が変化するものを圧縮室とし、両ロータが回
転しても容積の変化が起こらない場合を移送室と
すると、圧縮室にガスは、閉じ込められた状態で
両ロータの噛い合いながら回転するのにともなつ
て圧縮する。ところが従来の多段スクリユー真空
ポンプ装置においては、第１段のスクリユーブロ
ツクよりも第２段スクリユーブロツクのロータの
方が巻き角を大きくなるように構成されていない
ので、圧縮室と移送室との境界部におけるロータ
の溝上の噛合部が１箇所しか形成されていないも
のが実施されている。

そのためとくに、第２段スクリユーブロツクで
高真空を必要とする場合には、両ロータの噛合部
によつて構成される圧縮室と移送室との境界部の
シール部分から圧縮室内の高圧真空ガスが移送室
に洩れて高真空度を得ることができないという問
題がある。なおスクリユーブロツクが移送室と圧
縮室とを有すること自体は本願出願人が先に出願
した特願昭59−70830号に記載されているので参
照のこと。

本発明の目的は、ギヤケーシング内の各スクリ
ユーブロツクへの油の浸入を押え作動空間が油で
汚染されないようにすると共に、圧縮室からの高
真空ガスが移送室に洩れるのを防止し、高真空度
を可能にした多段スクリユーポンプ装置を提供す
ることにある。

［課題を解決するための手段］ 前記目的を達成するために本発明は、ポンプケ
ーシング、このポンプケーシングの作動空間に回
転自在に収納され、外周に形成された溝、歯およ
び、ポンプケーシングの内壁との間に吸気口およ
び排気口のいずれにも連通しない山形の部屋のう
ち、容積が変化する圧縮室と、容積の変化が起ら
ない移送室とを形成するおすロータおよびめすロ
ータ、これらのロータの軸部とポンプケーシング
との間に設けられた軸封装置、いずれか一方のロ
ータの軸部に取付られた同期歯車を有する少なく
とも２つのスクリユーブロツクが、ギヤケーシン
グに結合され、前記各同期歯車のそれぞれが、ギ
ヤケーシング内部の共通の駆動ギヤに噛合つてお
り、ギヤケーシングの内部とポンプケーシング内
の作動空間内とが前記軸封装置によつて離てら
れ、第１のスクリユーブロツクの排気口と第２の
スクリユーブロツクの吸気口とが連結されている
多段スクリユー真空装置ポンプ装置において、第
１のスクリユーブロツクの排気口および第２のス
クリユーブロツクの吸気口がギヤケーシングに接
近して配置され、かつ第１のスクリユーブロツク
を第１段スクリユーブロツク、第２スクリユーブ
ロツクを第２段スクリユーブロツクとしたとき第
１段スクリユーブロツクと第２段スクリユーブロ
ツクとがロータの巻き角が異なつており、第１段
スクリユーブロツクより第２段スクリユーブロツ
クの方が大きい巻き角を有し、第２段スクリユー
ブロツクの移送室と圧縮室とを両ロータの噛合い
によつてシールするように構成したものである。

［作用］ 本発明は、第１のスクリユーブロツクの排気口
と第２スクリユーブロツクの吸気口とがギヤケー
シングに接近して配置されかつ第１のスクリユー
ブロツクの排気口と吸気口とが同一圧力レベルに
なつている。

一方ギヤケーシングの内部は、運転時間の経過
とともに徐々に排気口また吸気口の圧力レベルと
等しくなつていくが前述のように排気口と吸気口
とは同一圧力レベルなので、定常運転時はギヤケ
ーシング内から吸気口または排気口にガスや油滴
が軸封装置を通して浸入する恐れがない、。

また本発明は第１のスクリユーブロツクを第２
段（低圧側）ブロツクとし、第２のスクリユーブ
ロツクを第２段（高圧側）スクリユーブロツクと
した場合、第２段スクリユーブロツクの方を第１
段スクリユーブロツクよりのロータの巻き角を大
きくしているので、第２段スクリユーブロツクの
圧縮室を構成する部分のロータの１つの溝上に２
箇所またはそれ以上の噛合部が形成される。

そのため、上記の噛合部によつて圧縮室と移送
室との間をシールするので、圧縮室内の高真空ガ
スが移送室に洩れるのを防止することができる。

本発明は上記２つの点を組合せたもので、作動
空間が油で汚染されるのを防止するとともにガス
洩れをより確実に防止することができ、これによ
つてより高真空度を得ることができる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図により説明する。
第１図、本発明における吸気口、排気口、ギヤケ
ーシングの位置関係を模式的に表したものであ
る。

ギヤケーシング１１に、第１段スクリユーブロ
ツク２、第２段スクリユーブロツク３が結合され
ている。第１段スクリユーブロツク２の吸気口２
ｉは、ロータ２ｆ，２ｍのギヤケーシング１１か
ら離れた端部２Ａ側に位置し、排気口２Ｏは、ロ
ータ２ｆ，２ｍのギヤケーシング１１に接近した
端部２Ｇ側に位置している。

第２段スクリユーブロツク３の吸気口３ｉは、
ロータ３ｆ，３ｍのギヤケーシング１１に接近し
た端部３Ｇ側に位置し、排気口３Ｏは、ロータ３
ｆ，３ｍのギヤケーシング１１から離れた端部３
Ａ側に位置している。

次に全体の具体的構成を説明する。

この実施例に係る無給油式スクリユー真空ポン
プ装置は、ギヤを組合せた増速ギヤ機構１、第１
段スクリユーブロツク、第２段スクリユーブロツ
ク３および駆動モータ４から構成されている。

増速ギヤ機構１は、ギヤケーシング１１、この
ギヤケーシング１１内に収容され、軸受１２Ａ，
１２Ｂによつてその軸部１３Ａで回転自在に支持
された駆動ギヤ１３、一方の側に、駆動モータ４
を取付けるためのフランジ１４、その反対側に、
第１段および第２段スクリユーブロツク２，３を
取付けるためのフランジ１５，１６がを有する。
これらの各フランジ１４，１５，１６に、駆動モ
ータ４、第１段および第２段スクリユーブロツク
２，３がそれぞれ結合されており、この状態で
は、ケーシング１１の内部は、外部と実質的に隔
絶された状態となる。

第１段スクリユーブロツク２は、ケーシング１
１のフランジ１５に、ボルト（図示せず）によつ
て結合されており、また、第２段スクリユーブロ
ツク３は、ケーシング１１のフランジ１６にボル
ト（図示せず）によつて結合されている。

これら第１段、第２段の各スクリユーブロツク
２，３は、吸気口、排気口の位置が互いに反対に
なつていること、雄、雌ロータのねじれ方向がそ
れぞれ反対になつていることおよび巻き角を異に
する。まづ、第１段スクリユーブロツク２の構成
について以下説明する。

スクリユーブロツク２は、第５図に示すように
交差している２つの円柱形孔で形成された作動空
間１７、この作動空間に連なる吸気孔２ｉおよび
排気口、２Ｏならびにフランジ１８を備えたケー
シング１９と、ねじれた歯２０ｌと溝２０ｔを有
し、両側に軸部２０ａ，２０ｂが延長して形成さ
れた雄ロータ２０と、雄ロータ２０の歯および溝
に噛合う歯２１ｌと溝２１ｔを有し、両側に軸部
２１ａ，２１ｂが延長して形成された雌ロータ２
１と両ロータ２０，２１を軸受２３ａ，２３ｂ，
２４ａ，２４ｂと、ケーシング１９と両ロータ２
０，２１の各軸部２０ａ，２０ｂ，２１ａ，２１
ｂとの間に設置された軸封装置２５ａ，２５ｂ，
２６ａ，２６ｂと、両ロータ２０，２１の各部２
０ｂ，２１ｂの端部に固定された一対の同期歯車
２７（２７ｍ，２７ｆ）と、ケーシング１９の端
部に固定されたエンドカバ２８とから構成されて
いる。

第１スクリユーブロツク２と、第２スクリユー
ブロツク３とは、連絡管２９によつて連絡されて
いる。

また、同期歯車同士２７ｍ，２７ｆおよび同期
歯車２７ｆと駆動ギヤ１３と噛合い部ならびに軸
受１２Ａ，１２Ｂには、ギヤケーシング１１内に
設置された給油ポンプ（図示せず）により潤滑油
が排給されている。

尚、雄ロータ２０、雄ロータ２１、軸封装置２
５ａ，２５ｂ，２６ａ，２６ｂなどの部品は、公
知のオイルリースクリユー圧縮機のものとほぼ同
じものを利用できるので詳細は、省略する。

次に、動作を説明する。

モータ４により、駆動ギヤ１３、同期歯車２７
ｆ，２７ｍを介して雄ロータ２０と雌ロータ２１
とが同期した状態でかみ合つて回転する。

噛合つて回転した際、両ロータ２０，２１の溝
２０ｔ，２１ｔ，歯２０ｌ，２１ｌおよびケーシ
ング１９の内璧との間に、吸気口２ｉおよび排気
口２Ｏのいずれにも連通していない山形の部屋３
０（たとえば第２図で互いに連通している溝２０
ｔと溝２１ｔがこれに相当する。この発明では、
このような部屋３０Ｃのうち、両ロータが回転し
たときに容積が変化する場合を圧縮室と呼び、両
ロータが回転しても容積の変化が起こらない場合
は、移送室３０Ｓと呼ぶ。従つて、圧縮室３０Ｃ
にガスが閉じ込められた状態で、両ロータ２０，
２１が噛合い回転してもガスが希薄な場合には、
ガスの圧縮は行なわれず、この圧縮室３０Ｃは移
送の機能しか発揮しない場合もある。）に取り込
まれたガスが圧縮されて排気口２Ｏから排出され
る。このような作用によつて、吸気口２ｉ→排気
口２Ｏ連絡管２９→吸気口３ｉ→排気口３Ｏの順
にガスが排気され、吸気口２ｉに連結されている
真空槽（図示せず）が真空に引かれる。

また、第１段スクリユーブロツク２の排気口２
Ｏは、両ロータ２０，２１の駆動ギヤ機構１のギ
ヤケーシング１１に接近した側に配置され、第２
段スクリユーブロツク３の吸気口３ｉは、両ロー
タのギヤケーシング１１に接近した側に配置され
ており、そして、排気口２Ｏと吸気口３ｉとは同
一圧力レベルとなつている。

一方、ギヤケーシング１１の内部は、運転時間
の経過とともに徐々に排気口２Ｏ、または吸気口
３ｉの圧力レベルと等しくなつて行くが、前述の
ように、排気口２Ｏと吸気口３ｉとは、同一圧力
レベルなので、定常運転時は、ギヤケーシング１
１内から吸気口３ｉ又は排気口２Ｏにガスや油滴
が軸封装置２５ｂ，２６ｂを通して浸入する恐れ
はない。

尚、ギヤケーシング１１の内部を、吸気口３
ｉ、排気口２Ｏと同一圧力レベルに真空ポンプ装
置の運転直前に下げておくか又は同時に下げる操
作を行うことが有効である。

つぎに、第２段スクリユーブロツクについて第
６図により説明する。この第６図に示す第２段ス
クリユーブロツク３′は、吸気口３ｉおよび排気
口に連通されない部屋４０′が雌ロータ３１の１
つの溝３１t′上に形成され、そして、この部屋４
０′は両ロータ３０′，３１′との噛部３１a′で区
切られた移送室４０S′と圧縮室４０C′との２つに
なるようにしたものである。

このように、移送室４０S′とこれに隣接する圧
縮室４０C′とを形成するには、雄ロータ３０′雌
ロータ３１′の歯３０l′，３１l′および溝３０t′，
３１t′の巻き角（ロータ３０′，３１の一方の端
から、他方の端までの歯又は溝のねじれ角度）を
360×｛（雄ロータの歯数＋２）÷雄ロータの歯数｝
以上にし、１つの溝上に２箇所又はそれ以上の噛
合部を形成すれば圧縮室と移送室との境界ぶのシ
ールを確実に行うことができる。

尚、第６図に示す第２段スクリユーブロツク
３′における雌ロータ３１′の歯数は、雄ロータ３
０′より一枚だけ多い組合せたとえば６枚−５枚
の組合せが好適である。

このような構成により真空槽内のガスは第１段
ブロツク２を経た後第２段ブロツク３′の移送室
４０S′にとり込まれ、回転にともなつて圧縮室４
０C′の段階を経て排気口３O′から大気中に排気さ
れる。

第６図に示す第２段スクリユーブロツクによれ
ば移送段階−圧縮段階を経るので、圧縮段階のみ
の場合に比べて、一桁程度以上高い真空度を得る
ことができる。

また、第１、第２に直列にガスを流すことにつ
き述べたが、第１段第２段に並列的にガスを吸気
し、排気させることにも応用できる。この場合、
吸気口２ｉ，３ｉともギヤケーシング１１に接近
した側に配置することが必要である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば作動空間
が油で汚染されるのを防止することができ、同時
にガス漏れを確実に防止して高真空度を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図はこの発明の実施例の説明図で
あつて、第１図は、ギヤケーシングに対する各ス
クリユーブロツクの吸気口と排気口との位置関係
を示す模式図、第２図は、１部を断面した平面
図、第３図は、第２図における−断面図、第
４図は、第２図の左側面図、第５図は、第２図お
よび第３図における−断面図、第６図はこの
発明の第２段スクリユーブロツクを示す要部断面
図である。 １……増速ギヤ機構、２，２′……第１段スク
リユーブロツク、３……第２段スクリユーブロツ
ク、４……駆動モータ、２ｉ，３ｉ……吸気口、
２Ｏ……，３Ｏ……排気口、１１……ギヤケーシ
ング。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ポンプケーシング、このポンプケーシングの
   作動空間に回転自在に収納され、外周に形成され
   た溝およびポンプケーシングの内壁との間に吸気
   口および排気口のいずれにも連通しない山形の部
   屋のうち、容積が変化する圧縮室と、容積の変化
   が起らない移送室とを形成するおすロータおよび
   めすロータ、これらのロータの軸部とポンプケー
   シングとの間に設けられた軸封装置、いずれか一
   方のロータの軸部に取付けられた同期歯車を有す
   る少なくとも２つのスクリユーブロツクが、ギヤ
   ケーシングに結合され、前記各同期歯車のそれぞ
   れ一方が、ギヤケーシング内の共通の駆動ギヤに
   噛合つており、ギヤケーシングの内部とポンプケ
   ーシング内の作動空間内とが前記軸封装置によつ
   て離てられ、第１のスクリユーブロツクの排気口
   と第２のスクリユーブロツクの吸気口とが連結さ
   れている多段スクリユー真空ポンプ装置におい
   て、第１のスクリユーブロツクの排気口および第
   ２のスクリユーブロツクの吸気口がギヤケーシン
   グに接近して配置され、かつ第１のスクリユーブ
   ロツクを第１段スクリユーブロツク、第２のスク
   リユーブロツクを第２段スクリユーブロツクとし
   たとき第１段スクリユーブロツクと第２段スクリ
   ユーブロツクとが互いに巻き角を異にするととも
   に第１段スクリユーブロツクより第２段スクリユ
   ーブロツクの方が大きい巻き角を有し、第２段ス
   クリユーブロツクの移送室と圧縮室とを両ロータ
   の噛合いによつてシールするように構成されたこ
   とを特徴とする多段スクリュー真空ポンプ装置。