JPS6282295A - スクリユ式真空ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、オイルフリー式スクリュ圧縮機本体を用いた
スクリュ式真空ポンプに関するものである。

（従来技術） 冴−ｔ＋、　　盲カギ・ツブシ１丁　力ｌテＩ−Ｊ’十
封オ盲四粛ンプ（特公昭５４−３７６９３号公報）、高
真空ポンプ（特公昭５７−５９９２０号公報）、２軸式
真空ポンプ（特開昭５９−１８５８８９号公報）が公知
である。

これらの真空ポンプはガスを吸込み、圧縮状態で吐出す
るという点からすれば圧縮機と機能的に共通している。

しかしながら、留意すべきは一般的に圧縮機に比べて真
空ポンプで取扱うガスは低圧であるため、吸込ガスと吐
出ガろの圧力比が大きくなり、ガスの断熱圧縮に伴う温
度上昇が著しいことである。

例えば、通常の空気圧縮機の吸込圧、吐出圧がＯａｔｇ
、　７　ａｔｇであるのに対して、真空ポンプでは吐出
圧が通常大気圧（１，０３３ａｔａ）で、吸込圧が０　
、１　ａｔａあるいはＯ，０１ａｔａ程度である。

吸込圧をＰｌ、吐出圧をＰ２、吸込ガス温度をＴｓ（”
Ｋ）、吐出ガス温度をＴｄ（’Ｋ）、ポリトロープ指数
をｋとすると、断熱圧縮の場合Ｔｄは火路次式％式％ Ｔｓを常温（すなわち、２７３＋３０　”Ｋ）、に＝０
．４として、この式により上記各場合におけるＴｄを計
算すると以下のようになる。

空気圧縮機の場合 ロー４ ＝５４４°Ｋ（２７１℃） 真空ポンプの場合 Ｔｓ＝　０　、１　ａｔａ（７６Ｔｏｒｒ）のとき０．
４ ＝５９０°Ｋ（３１７℃） Ｔｓ＝　０　、０’　１　ａｔａ（７、６Ｔｏｒｒ）の
とき０．４ ＝Ｉ　１４０　°Ｋ（８６７℃） このように、空気圧縮機に比べて真空ポンプでの仕事量
は小さいが、真空ポンプでの温度上昇の方がかなり大き
くなる。

そこで、上記水封式真空ポンプや高真空ポンプでは、ガ
ス温度の上昇を防ぐために、ガスを水あるいは浦に直接
接触させた状態で吸込口から吐出口に至らせるようにす
ることよりガスおよび装置を冷却するようにしである。

しかしながら、この種の真空ポンプによれば、吸込側に
水あるいは油のにおいが漏れ出したり、停電時等の場合
のように装置が急に停止した場合には水や油が吸込側に
逆流する事態も起こり得る。

このため、不純物の混入が許されない半導体の製造部門
や、これに加えて、特ににおいの発生を嫌う食品産業関
係（例えば真空バック）ではその使用はできない。

これに対して、上記２軸式真空ポンプにはオイルフリー
式（本明細書では、水および油を真空引きするガスに接
触させる状態では用いない形式のものをいう。）のらの
がある。

しかしながら、この形式の真空ポンプではロータ同志を
無接触に保つ必要性から構造上ロータ間の隙間が大きく
ならざるを得ない。このため、この真空ポンプは中真空
領域（１０−’〜ｌ　Ｔｏｒｒ）で使えても、低真空領
域（１〜７６０　Ｔｏｒｒ）ではロータ間からのガス漏
れが増大し、ガス温度の上昇が著しくなり、この領域で
の使用には適していない。

このため、これまで単段で低真空域から高真空域までの
使用に適したオイルフリー式の真空ポンプの開発が望ま
れていた。

ところで、上記のように圧縮機が真空ポンプと機能的に
共通する点を有していることから本発明者らはロータ間
からのガス漏れが小さいオイルフリー式のスクリュ圧縮
機本体を真空ポンプとして使用する試みを種々行なった
。

しかしながら、スクリュ圧縮機本体をそのまま真空ポン
プとして使用するだけでは、上記の数値計算例にも示さ
れるように、大気圧以上の領域と異なり、真空領域では
ガス温度の上昇が著しいため、実用としては供し得ない
という問題があった。

なお、一般的にオイルフリー式のスクリュ圧縮機本体の
ケーシングは水冷用のジャケットを有しており、断熱圧
縮されたロータ室内のガスおよびスクリュロータを水冷
するようになっている。し合、ロータ室内のガスが希薄
で、熱を伝える媒体が少なくなるため水冷の効果は殆ど
なく、これが温度上昇の一因にもなっている。

（発明の目的） 本発明は、上記従来の要望および問題点に鑑みてなされ
たもので、その目的は低真空域から高真空域まで単段で
真空引きできるオイルフリー式のスクリュ式真空ポンプ
を提供することにある。

（発明の構成） 上記目的を達成するために、本発明は、互いに噛み合う
雌雄一対のスクリュロータと、一方が吸込口に、他方が
吐出口に開口したロータ室を有し、このロータ室内にス
クリュロータを回転可能に収納したケーシングとからな
るオイルフリー式スクリュ圧縮機本体の、常時ガス閉込
み状態にあり、吸込口お上び吐出口とは連通することが
ないロータ室内の空間に面したロータ室壁部に大気に連
通ずる空気噴射孔を穿設して形成した。

（実施例） ｋｐｔ−十呑卯バー中皆ｍ１九Ｍ石ンリ＋−Ｊ、ン一プ
賠明する。

第１図、第２図は本発明に係るスクリュ式真空ポンプを
示し、オイルフリー式スクリュ圧縮機本体ｌのケーシン
グ２に、これを貫通する空気噴射孔３を穿設して形成し
である。すなわち、スクリュ圧縮機本体１のケーシング
２は水冷用ジャケット４を有するとともに、一方が吸込
口５に、他方が吐出口６に開口したロータ室７を何し、
このロータ室７内に、互いに噛み合う雌雄一対のスクリ
ュ、ロータ８が回転可能に収納しである。そして、この
スクリュロータ８の各歯溝部９は回転して位置を変える
ことにより吸込口５に開口した状態、吸込口５および吐
出口６からは遮断されたガス閉込み状態、吐出口６に開
口した状態の３つの状態を順次繰返し、各状態に対応し
てガス吸込み空間。

圧縮（閉込み）空間、吐出空間となる。

したがって、このようなスクリュ圧縮機本体ｌ特有の構
造上の特徴からロータ室７の壁部には常時ガス閉込み状
態にあり、吸込口５および吐出口６とは連通ずることが
ないロータ室７内の空間（ガス閉込み空間）である１々
７１゛４部に而しｆこ部分があり、」二足空気噴射孔３
はこの部分に穿設しである。

そして、このように空気噴射孔３を設けることにより大
気圧以下の状態にあるガス閉込み空間に、この空間内の
圧縮ガスよりもかなり低温（すなわち常温）の空気を圧
力差のみを利用して供給し、圧縮ガスを冷却するように
なっている。さらに、空気噴射孔３の周囲は水冷用ジャ
ケット・１になっており、これにより供給空気を冷却し
て、上記冷却効果を高めるようにしである。

通常、高圧ガスを発生させるために用いるスクリュ圧縮
機本体に空気噴射孔３のような孔を設けても大気圧の方
が低圧になるので圧力差のみによる空気の供給は行えな
円また何らかの装置を使って強制的にガス閉込み空間内
に空気を供給できてら消費動力の増大を招くことになる
ので、斯かる供給は好ましくない。

しかしながら、上記のように真空ポンプとして使用する
場合はガス閉込み空間内は大気圧にある吐出口６と連通
ずることはなく、常に真空域にあるため、何ら空気供給
のための池の装置は必要としない。また真空ポンプでは
ガス閉込み空間内は真空域にありガス圧縮に要する動力
は殆ど無視できろ程度で、この空間内に空気を供給する
ことによる消費動力の増大は余り問題にはならない。

また、ガス閉込み空間に吸込まれた空気は熱を伝える媒
体にもなり、真空状態では水冷用ジャケット４によるカ
スおよびスクリュロータ８の冷却は殆ど効果がなかった
のに対し、これらの水冷も効果的となり、上記空気と圧
縮ガスとの温度差による冷却効果と柑俟って空気による
圧縮ガスの冷却か効率よく行なわれる。

さらに、スクリュ圧縮機本体ｌ固有の特徴に起因するも
のであるが、ガス閉込み空間は吸込口５と連通ずること
がないため、この空間内に空気を供給しても、吸込口５
側の真空度には全く影響を与えることはない。

なお、上記実施例において空気噴射孔３からの空気の供
給量を調整する場合には、例えば空気噴射孔３の入口部
にニードル弁のような流単調整手段を設けることらでき
る。

（発明の効果） 以上の説明より明らかなように、本発明によればオイル
フリー式スクリュ圧縮機本体のカス閉込み空間に面した
ロータ室壁部に大気に連通ずる空気噴射孔を穿設して形
成しである。このため、上記本体側ａの特徴を真空ポン
プとして有効に生がして別途装置を設けろことなくカス
閉込み空間内に圧縮ガスに比へて低温の空気を供給して
効率よく圧縮ガスを冷却中ろことができ、スクリュロー
タ間の隙間を小さく保ったままで真空引きてきる結果、
単段で低真空から高真空まで幅広い領域にわたって使用
することができる。

また、オイルフリー式であるため、用途の制限なしに使
用できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るスクリュ式真空ポンプの横断面図
、第２図は第１図の！−１線断面図である。 ■・・・スクリュ圧縮機本体、２・ケーシング、３・空
気噴射孔、５・・吸込口、６・・・吐出口、７・・・ロ
ータ室、８・スクリュロータ、９・・歯溝部。 特　許　出　願　人　　株式会社神戸製鋼所代　理　人
　弁理士　　前出　葆　ほか２名第１　図 手続補正書輸釦 昭和６１年５月３０日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）互いに噛み合う雌雄一対のスクリュロータと、一
   方が吸込口に、他方が吐出口に開口したロータ室を有し
   、このロータ室内にスクリュロータを回転可能に収納し
   たケーシングとからなるオイルフリー式スクリュ圧縮機
   本体の、常時ガス閉込み状態にあり、吸込口および吐出
   口とは連通することがないロータ室内の空間に面したロ
   ータ室壁部に大気に連通する空気噴射孔を穿設して形成
   したことを特徴とするスクリュ式真空ポンプ。