JPH0571153B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、炭酸ガスレーザ光線発振器用ルーツ
ブロワーに係り、前記発振器の低圧炭酸ガスの循
環閉管路中に配置するルーツブロワーのロータ軸
から伝わつてケーシング内に侵入する外気を極く
有効に遮断するシール機構を備えるルーツブロワ
ーに関する。

（従来の技術） 炭酸ガスレーザ光線発振器用ルーツブロワーは
吸込圧が約30Torr、吐出圧が約180Torrで、か
かる差圧をかけてレーザ光線発振器に炭酸ガスの
強制通入を生じさせるものであるが、その差圧を
かけるためピストンポンプ・油封式回転ポンプ等
の真空ポンプを使用するとき、炭酸ガス中に油滴
が混入してレーザ光線発振器中のレンズ面にトラ
ブルを発生する恐れがあり、このためドライ運転
が可能で、しかも小型であつても強力な真空が得
られるルーツ式ブロワーが着目されている。

然るに従来は第３図に示すように、ルーツブロ
ワーａの、ルーツローターを嵌装したケーシング
ｂからハウジングｃに通し、そのハウジング内で
ベアリングｅにより支持してタイミングギヤー室
ｄに突出したロータ軸ｆに、前記ハウジングｃの
ベアリングｅの内側にオイルシールｈを設け、ま
たは第４図に示すようにタイミングギヤー室ｄに
接するハウジング室ｃに油止めｇをさらに設け、
或るいは第３〜４図のオイルシールｈの代わりメ
カニカルシールを使用している。

（発明が解決しようとする問題点） 前記構成のルーツブロワーを既述の閉管路中に
介装して使用するとき、真空ポンプｐによりルー
ツブロワーａの内部を真空にしてから炭酸ガスを
注入して循環させるものであるが、オイルバス式
若しくはグリスバス式ベアリングｅからロータ軸
ｆを伝つて低圧のケーシングｂに濡れる微小のオ
イルを、オイルシールｈ若しくはメカニカルシー
ルによつて防ぎ切ることが出来ず、循環の炭酸ガ
ス中にオイルを混入して炭酸ガスレーザ光線発振
器ｉのレンズに付着し、化学反応を生ずるトラブ
ルが発生し、高価なレンズを交換している。かか
る事故を防止するため定期的にルーツブロワーの
オーバーホールを行つているが、該オーバーホー
ルの周期は長くても三個月位で長持ちが出来ず、
しかもその間にベアリングｇへのオイル、グリス
の補給を絶やすことは出来ない。又、グリスを潤
滑剤に使用する場合のグリス寿命はオーバーホー
ルの定期的周期より一段と早く、その入換補給を
怠るとドライ運転になり、オイルシールｈのゴム
リツプの摩耗によるゴム微粉が飛散し、この微粉
がケーシングｂに入つて炭酸ガスに混入する危険
がある。また、メカニカルシールを使用する場合
はシール保持のための条件が難しいので、オイル
シールを使用するときより早く前記のトラブルを
招き易く、これ等により維持費増加が多いから、
改善すべき問題点が多々ある。

（問題点を解決するための手段） 前項に述べた問題点を解決するには ベアリング潤滑の油分の流出を防ぐこと シール手段を強化すること 等が挙げられるが、本発明は特にを解決するこ
とを目的とするものであつて、数種のガスを混合
した低圧炭酸ガスを、空気を駆逐したルーツブロ
ワーの吸込側から送り込み、該ブロワーにより差
圧をかけて吐出側から吐出し、該吐出ガスを炭酸
ガスレーザ光線発振器入り口に供給し、低圧に戻
つて同出口から排出される炭酸ガスを前記吸込側
に送り込む循環を閉管路に生じさせるルーツブロ
ワーにおいて、ハウジングに突出するルーツロー
タ軸に、前記ハウジングの軸挿孔内周に対応する
ラビリンスを設け、ハウジングに、軸挿孔に続け
て前記ロータ軸を取巻く環形のチヤンバー溝を形
成し、さらにロータ軸を支持するベアリングとチ
ヤンバー溝との間に四弗化エチレン樹脂製のリツ
プ状のシール材をロータ軸に接触状をなさせて設
置したことを特徴とするものである。

（作用） ハウジングに突出するルーツロータ軸に、ハウ
ジングの軸孔内面に対応するルーツブロワーにお
いて、ロータ軸にハウジングの軸孔内面に0.1mm
程度に接近するラビリンスを設けて軸封作用を生
じさせることは通常であるが、本発明のラビリン
スはかかる通常の作用の他に、前記軸孔に続けて
ハウジングのロータ軸を取巻く環形のチヤンバー
溝を形成したことに直接の関係をもつものであ
り、更に、ベアリングとチヤンバー溝との間でロ
ータ軸に接触した四弗化エチエン樹脂と言う特定
材質からなるリツプ状のシール材とも相関関係を
もち、本発明特有の作用を生ずる。前記特有の作
用は相乗作用となるもので、その詳細を述べる
に、チヤンバー溝は前記シール材を通つてロータ
軸からケーシングに入ろうとする微細物があると
き、チヤンバー溝の内空が拡がつているため一種
の膨張作用があり、微細物を該溝の底面に落下さ
せて排除し、ケーシングを内で差圧をかけられる
炭酸ガス中に吸い込まれないようにするにある
が、前記の落下排除を妨げるものはチヤンバー溝
に生ずる脈動であり、この脈動はケーシング内に
於いて回転するルーツローターの周面が吸込側と
吐出側とに回転変動することと直接の関係を持
つ。然るに前記のラビリンスはケーシングに流入
する圧力を2/3以下に抑制する通常作用を持つの
他、脈動を防ぎチヤンバー溝に脈動が起こるのを
防いで前記の落下を完全にする。また、四弗化エ
チレン樹脂からなるシール材はリツプをローター
軸に接触し、チヤンバー溝の脈動が防がれている
ことと相待つて横揺れを生ぜず、前記材質により
リツプの摩耗をさらに少なくして粉塵の発生率を
抑制し、且つシール効果を高める。

この他、本発明の要旨外であるが、ベアリング
の潤滑にシリコングリースを使用した。該グリー
スは65℃以上においてオイルミストを発生するか
ら、炭酸ガスレーザ光線発振器のルーツブロワー
としては適しなくなるが、しかし一般的なルーツ
ブロワーにおいて水冷ジヤケツト等により65℃以
下の温度に抑制することは普通であるから、本発
明はかかる冷却装置の使用によりオイルミスト発
生問題を解決する。

（実施例） 第１図は本発明のルーツブロワー使用の炭酸ガ
スレーザ光線発生装置配置図、第２図は本発明の
要部の切断側面図である。

第１、２図において、１はビルトインモータ２
を備える密閉型の炭酸ガスレーザ光線発生器用ル
ーツブロワーで、モータ２の回転子３によつて駆
動されるロータ軸４を、ケーシング５及びその両
側のハウジング６，６に通してタイミングギヤ室
７に突出し、タイミングギヤ室７においてタイミ
ングギヤ８を取付ける。なお図においてモータに
より直接駆動しないでタイミングギヤ８により連
動するロータ軸は図示されていないが、シール機
構は同一である。

ハウジング６に突出するロータ軸４には四弗化
エチレン樹脂により形成し、外周にラビリンス２
２を設けたラビリンスパイプ２１を回転不能に嵌
め、ハウジング６に設けた軸孔９に通す。１０は
軸孔９に続けてハウジング６に設け、中心に通る
ロータ軸４の周りを取巻かせて設けた環形のチヤ
ンバー溝であつて、ロータ軸４にはラビリンスパ
イプ２１に接続して、硬質金属管からなる鏡面仕
上げの套管２３を嵌合固定してチヤンバー溝１０
を横切らせる。（套管は必ずしも必要ではない）
チヤンバー溝１０は巾10mm程度、套管２３から内
周までの深さを10mm程度にする。ハウジング６に
はチヤンバー溝１０に続けてシール嵌装孔１１と
ベアリング嵌装孔１２を設ける。前記嵌装孔１２
に嵌めてロータ軸４を通したベアリング２５は、
ボール２５ａをシリコン系グリスの封入によつて
潤滑する。具体的には東芝GEシリコンTSK−
5401Lなる商品名のものを使用した。このグリス
は常温から65℃までは１×10^-3Torrまで蒸発が
なく、65℃を超すと30Torr付近でも蒸発するこ
とが分つた。このためベアリング２５は65℃以下
の温度を保持しなければならない。

２４はベアリング２５とチヤンバー溝１０の間
でシール嵌装溝１１に嵌めて套管２３にリツプを
接触状にした四弗化エチレン樹脂製シールであ
り、本実施例はN.T.Kレアテフロンの商品名の
ものを使用した。

ハウジング６とタイミングギヤー室７の境界に
はロータ軸４の周りにオイル振切部材２６を装着
し、さらにゴム製オイルシール２７によりタイミ
ングギヤー室７のオイルを封鎖した。

前記実施例のルーツブロワー１は第１図に示す
ように炭酸ガスレーザ光線発振器３１の出口側の
閉管路３２をケーシング５の吸込口に連結し、同
吐出側の閉管路３３を前記発振器３１の入口端に
接続する。閉管路３３はインタークーラー３４に
よつて冷却する。ルーツブロワー１及び閉管路３
２，３３は、炭酸ガス充填前に真空ポンプＰによ
り真空に引き、しかる後に数種のガスを混合した
炭酸ガスを充填し循環させるものであつて、閉管
路３２，３３の保持圧力は既述の通りである。な
お、従前は運転中、タイミングギヤ室圧力を真空
ポンプにより引いて真空を保持していたが、本発
明ではその必要が必ずしもない。これはラビリン
スとチヤンバー溝の関連形成と、ラビリンス、チ
ヤンバー溝及び四弗化エチレン樹脂製シールの並
列配置による相乗効果によるもので、本発明特有
である。

（発明の効果） 本発明は炭酸ガスレーザ光線発振器用という特
殊用途のルーツブロワーにおいて、ハウジングに
突出するルーツロータ軸に、前記ハウジングの軸
挿孔内周に対応するラビリンスを設け、ハウジン
グに、軸挿孔に続けて前記ロータ軸を取巻く環形
のチヤンバー溝を形成し、さらにロータ軸を支持
するベアリングとチヤンバー溝との間に四弗化エ
チレン樹脂からなるリツプ状のシール材をロータ
軸に接触状をなさせて設置する特殊構成とし、前
記に述べたように、使用用途に適応させた相乗作
用及び効果を保有させたもので、炭酸ガスレーザ
光線発振器用に極く有利な効果を持つ。

【図面の簡単な説明】

第１、２図は本発明の一実施例を示し、第１図
は本発明のルーツブロアー使用の炭酸ガスレーザ
光線発生装置配置図、第２図は本発明の要部の切
断側面図である。第３、４図は従来例の説明線図
である。 ４……ロータ軸、５……ケーシング、６……ハ
ウジング、９……軸孔、１０……チヤンバー溝、
２２……ラビリンス、２４……四弗化エチレン樹
脂製シール。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 数種のガスを混合した低圧炭酸ガスを、空気
   を駆逐したルーツブロワーの吸込側から送り込
   み、該ブロワーにより差圧をかけて吐出側から吐
   出し、該吐出ガスを炭酸ガスレーザ光線発振器入
   り口に供給し、低圧に戻つて同出口から排出され
   る炭酸ガスを前記吸込側に送り込む循環を閉管路
   に生じさせるルーツブロワーにおいて、ハウジン
   グに突出するルーツロータ軸に、前記ハウジング
   の軸挿孔内周に対応するラビリンスを設け、ハウ
   ジングに、軸挿孔に続けて前記ロータ軸を取巻く
   環形のチヤンバー溝を形成し、さらにロータ軸を
   支持するベアリングとチヤンバー溝との間に四弗
   化エチレン樹脂からなるリツプ状のシール材をロ
   ータ軸に接触状をなさせて設置したことを特徴と
   する炭酸ガスレーザ光線発振器用ルーツブロワ
   ー。