JPS6336086A - 多段型スクリユウ式真空ポンプ - Google Patents
多段型スクリユウ式真空ポンプInfo
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- JPS6336086A JPS6336086A JP17774786A JP17774786A JPS6336086A JP S6336086 A JPS6336086 A JP S6336086A JP 17774786 A JP17774786 A JP 17774786A JP 17774786 A JP17774786 A JP 17774786A JP S6336086 A JPS6336086 A JP S6336086A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C25/00—Adaptations of pumps for special use of pumps for elastic fluids
- F04C25/02—Adaptations of pumps for special use of pumps for elastic fluids for producing high vacuum
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- 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
- F04C18/14—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 with toothed rotary pistons
- F04C18/16—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 with toothed rotary pistons with helical teeth, e.g. chevron-shaped, screw type
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C23/00—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
- 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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- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C2220/00—Application
- F04C2220/10—Vacuum
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
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。
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、それぞれ１本の主動軸及び駆動軸に複数段の
スクリュウ部を設けた多段型スクリュウ式真空ポンプに
関する。
スクリュウ部を設けた多段型スクリュウ式真空ポンプに
関する。
近年真空技術の進歩は著しく、その応用分野も半導体、
蒸着、電子工業、金属、化学、医薬品、原子カニ業等に
拡がっている。
蒸着、電子工業、金属、化学、医薬品、原子カニ業等に
拡がっている。
真空をつくり出す真空ポンプも、その種類は多く、水封
式、油回転式、ルーツ式、スクリュウ式、往復運動式、
エジェクタ一式、油拡散式、物理吸着式、化学吸着式と
その種類は数多く存在する。
式、油回転式、ルーツ式、スクリュウ式、往復運動式、
エジェクタ一式、油拡散式、物理吸着式、化学吸着式と
その種類は数多く存在する。
しかしながら、水封式や油回転式等の湿式（ポンプ内に
水や油を注入）は不純物の混入を嫌う半導体、食品、化
学、医薬品工業等の産業分野では徐々に使用されなくな
り、代って乾式（ポンプ内に水や油を注入しない）の真
空ポンプが次第に使用され始めた。
水や油を注入）は不純物の混入を嫌う半導体、食品、化
学、医薬品工業等の産業分野では徐々に使用されなくな
り、代って乾式（ポンプ内に水や油を注入しない）の真
空ポンプが次第に使用され始めた。
容積式の乾式真空ポンプの場合、４００ Ｔ ｏ ｒｒ
（−０，５ｋｇ ｒ ／ｃｏｌＧ）以下の吸引に使用
するには、１段でこれを達成することは難かしく、通常
はロータの焼付を防止する為に、真空ポンプの段数を増
やして１段当りの圧力比を下げて極力真空ポンプの発熱
を抑制しているのが現状である。
（−０，５ｋｇ ｒ ／ｃｏｌＧ）以下の吸引に使用
するには、１段でこれを達成することは難かしく、通常
はロータの焼付を防止する為に、真空ポンプの段数を増
やして１段当りの圧力比を下げて極力真空ポンプの発熱
を抑制しているのが現状である。
しかし、真空ポンプの段数が増加すると、当然それに付
属した部品点数やモータ等の付属品がふえるため、コス
ト高となる問題を生じ、更に、ポンプ据付床面積も広く
要する欠点があった。
属した部品点数やモータ等の付属品がふえるため、コス
ト高となる問題を生じ、更に、ポンプ据付床面積も広く
要する欠点があった。
ルーツ式に関しては、既に複数段の真空ポンプを小型化
したものが市場に身受けられる。
したものが市場に身受けられる。
従来単段型のルーツ式真空ポンプは、第３図に示すよう
に、モータ出力軸からカプリングを介して回転駆動力を
受けるシャフト１の略中夫に瓢箪形状のロータ２を端部
にパイロットギヤ３を固着し、シャフト１に平行に配設
された従動側シャフト（図示しない）にも同様にロータ
２と噛み合う同形のロータ及びパイロットギヤ３と噛み
合う同歯数の歯車を固着して回転部を構成し、上記一対
のロータの外周、左側面及び右側面をケイシング４、サ
イドケース（Ａ）５及びサイドケース（Ｂ）６にて密閉
し、一対のロータの回転により吸込ロアより吸引した気
体を吐出口８へ排出する真空ポンプである。
に、モータ出力軸からカプリングを介して回転駆動力を
受けるシャフト１の略中夫に瓢箪形状のロータ２を端部
にパイロットギヤ３を固着し、シャフト１に平行に配設
された従動側シャフト（図示しない）にも同様にロータ
２と噛み合う同形のロータ及びパイロットギヤ３と噛み
合う同歯数の歯車を固着して回転部を構成し、上記一対
のロータの外周、左側面及び右側面をケイシング４、サ
イドケース（Ａ）５及びサイドケース（Ｂ）６にて密閉
し、一対のロータの回転により吸込ロアより吸引した気
体を吐出口８へ排出する真空ポンプである。
符号９はパイロットギヤ３等を覆うギヤケースであり、
符号１０はシャツＩ−１を支承する軸受である。
符号１０はシャツＩ−１を支承する軸受である。
このように構成されたルーツ式真空ポンプを２段とする
場合には、従来、第４図に示すように、モータ１１を中
心として２台のポンプを対向して配置していた。
場合には、従来、第４図に示すように、モータ１１を中
心として２台のポンプを対向して配置していた。
吸引される気体の流れは、第１段のポンプＡの吸込ロア
より吐出口８へ排出され、更にインタークーラ１２を経
由して圧縮熱を冷却されて第２段のポンプＢの吸込口１
３より吐出口１４へ排出される。
より吐出口８へ排出され、更にインタークーラ１２を経
由して圧縮熱を冷却されて第２段のポンプＢの吸込口１
３より吐出口１４へ排出される。
このような対向型ではモータ１台にて両ポンプのシャフ
トを駆動することができるため、モータ１台のみ機器数
を減少させ得るにすぎない。
トを駆動することができるため、モータ１台のみ機器数
を減少させ得るにすぎない。
そこで、最近では、第５図に示すような多段式ルーツ型
真空ポンプが身受けられるに至った。
真空ポンプが身受けられるに至った。
即ち、一本のシャフト１上に第１段ロータ２Ａ、第２段
ロータ２Ｂ及び第３段ロータ２Ｃを配設し、それぞれの
ロータ２Ａ、２Ｂ及び２Ｃの間に密閉する隔壁を設けた
ものである。
ロータ２Ｂ及び第３段ロータ２Ｃを配設し、それぞれの
ロータ２Ａ、２Ｂ及び２Ｃの間に密閉する隔壁を設けた
ものである。
吸引する気体は第１段吸込口９、第１段吐出ロｌＯ２第
２段吸込ロ１３、第二段吐出口１４、第三段吸引口１５
を経て第３段吐出口１６へ排出される。
２段吸込ロ１３、第二段吐出口１４、第三段吸引口１５
を経て第３段吐出口１６へ排出される。
従って、主及び従の２本のシャフト１上に、圧力比相当
に等比的に分割された巾のロータを配設することによっ
て、容易に複数段のロータを集約することができること
となり、部品点数の減少、所要床面積の減少の効果が得
られるに至った。
に等比的に分割された巾のロータを配設することによっ
て、容易に複数段のロータを集約することができること
となり、部品点数の減少、所要床面積の減少の効果が得
られるに至った。
しかしながら、ルーツ型よりも効率の高いスクリュウ式
の真空ポンプについては未だこのようなポンプのコンパ
クト化は身受けられない。
の真空ポンプについては未だこのようなポンプのコンパ
クト化は身受けられない。
本発明は、特性の優れたスクリュウポンプに複数段のロ
ータを集約してコンパクト化した多段型スクリュウ式真
空ポンプを提供するものである。
ータを集約してコンパクト化した多段型スクリュウ式真
空ポンプを提供するものである。
１対の主動軸及び従動軸上に各段においてそれぞれ噛み
合う複数段のスクリュウをタンデム状に配設し、各段の
正味の送給気体量が同一となるように各段のスクリュウ
の寸法形状を定めることにある。
合う複数段のスクリュウをタンデム状に配設し、各段の
正味の送給気体量が同一となるように各段のスクリュウ
の寸法形状を定めることにある。
本考案の実施例を図面を参照して説明する。
２段弐の真空ポンプの概念図を第６図に示す。
第１段のポンプＡに於ける吸込圧力、吸込側温度（絶対
）、風量及び圧力比をそれぞれＰｓ、ＴｓＱｓ 、γ１
とし、第１段のポンプＡから排出された気体がインター
クーラー１２を経て第２段のポンプＢの入口における中
間圧力、中間温度、中間風量及び第２段ポンプＢの圧力
比をＰ ｍ 、Ｔｍ ）Ｑゆ 、γ２と、圧力損失を
無視すると次の関係式％式％ 即ち、第１段目の吸込温度がＴ、で圧力比がＴ。
）、風量及び圧力比をそれぞれＰｓ、ＴｓＱｓ 、γ１
とし、第１段のポンプＡから排出された気体がインター
クーラー１２を経て第２段のポンプＢの入口における中
間圧力、中間温度、中間風量及び第２段ポンプＢの圧力
比をＰ ｍ 、Ｔｍ ）Ｑゆ 、γ２と、圧力損失を
無視すると次の関係式％式％ 即ち、第１段目の吸込温度がＴ、で圧力比がＴ。
のときの第１段ポンプの風量がＱ、であれば、第２段目
の温度がＴ。で圧力比がＴ２のときの第２段ポンプの風
量は（２）式である必要がある。
の温度がＴ。で圧力比がＴ２のときの第２段ポンプの風
量は（２）式である必要がある。
従って、第１段目と第２段目は当然に理論風量が異なり
、 Ｑ３ ｆ：ＱＩＩ となり、ロータ諸元も同一でない。
、 Ｑ３ ｆ：ＱＩＩ となり、ロータ諸元も同一でない。
周知のように、従来の方法であれば、ロータ諸、元が異
なればスクリュウロータは同一軸心上では噛み合わせる
ことが出来ないのが通常である。
なればスクリュウロータは同一軸心上では噛み合わせる
ことが出来ないのが通常である。
然しスクリュウロータは次の関係式を満足させれば噛み
合わせることが出来る。
合わせることが出来る。
Ｄａｄ ＋ Ｄｂ＋ ＝ Ｄａｚ ＋ Ｄｂｚ＝ ２
Ｈ−−ｆ３）ここに、Ｄａ＋ｉ第１段目のロータ外径Ｄ
装置第１段目のロータ底径 Ｄｏ；第２段目のロータ外径 Ｄｂ□；第２段目のロータ底径 又、（２）式より次の式が成立する。
Ｈ−−ｆ３）ここに、Ｄａ＋ｉ第１段目のロータ外径Ｄ
装置第１段目のロータ底径 Ｄｏ；第２段目のロータ外径 Ｄｂ□；第２段目のロータ底径 又、（２）式より次の式が成立する。
但し、η７□ ；第２段目の真空ポンプ容積効率Ｖい２
；第２段目の理論風量 η、 ；第１段目の真空ポンプ容積効率Ｖい、；第１
段目の理論風量 γ、 ；第１段目の圧力比 Ｔ、 ；中間の気体温度（絶対温度）上記の（３）式
及び（４）弐を満足すれば、同一軸上に風量の異なるス
クリュウを噛み合わせることが可能となる。
；第２段目の理論風量 η、 ；第１段目の真空ポンプ容積効率Ｖい、；第１
段目の理論風量 γ、 ；第１段目の圧力比 Ｔ、 ；中間の気体温度（絶対温度）上記の（３）式
及び（４）弐を満足すれば、同一軸上に風量の異なるス
クリュウを噛み合わせることが可能となる。
又、２段以上のスクリュウポンプにおいても２を（ｉ
−１）に置換えれば１段目のスクリュウの関係式を得る
ことが出来る。
−１）に置換えれば１段目のスクリュウの関係式を得る
ことが出来る。
本発明はかかる関係式を誘導してなされたもので、本発
明のロータを第１図に示す。
明のロータを第１図に示す。
モータから回転駆動力を受ける主動軸１７とこれと平行
をなす従動輪１８はそれぞれ端部に相互に噛み合うギヤ
ー１９及び２０を有する。
をなす従動輪１８はそれぞれ端部に相互に噛み合うギヤ
ー１９及び２０を有する。
又、主動軸１７上の第一段スクリュウ２１及び第二段ス
クリュウ２２はそれぞれ従動輪１８上の第一段スクリュ
ウ２３及び第二段スクリュウ２４と噛み合う。
クリュウ２２はそれぞれ従動輪１８上の第一段スクリュ
ウ２３及び第二段スクリュウ２４と噛み合う。
噛み合うためには、第（３）式に示すように、第１段の
ロータ外径Ｄ□と底径Ｄｂｌの和は第２段のロータ外径
Ｄ３□と底径Ｄｂｚの和に等しくなければならないが、
第（４）式に示すように第１段と第２段のスクリューポ
ンプの風量は同一ではない。
ロータ外径Ｄ□と底径Ｄｂｌの和は第２段のロータ外径
Ｄ３□と底径Ｄｂｚの和に等しくなければならないが、
第（４）式に示すように第１段と第２段のスクリューポ
ンプの風量は同一ではない。
然し、ロータ外径を大きくし、底径を小さくすれば風量
が増大すること、並びにスクリューのリードを大きくす
れば風量が増大することに着目して、 Ｄａｄ＞Ｄａｚ（従ってＤ ｂ ＋ ＜ Ｄ ｂｚ）と
し、且つ ＰＩ ＞ｐ２ 但し、Ｐ、；第１段のスクリュウのり−ドＰ２ ；第２
段のスクリュウのリード とすることにより、第１段のスクリュウポンプの風量を
増大することができる。
が増大すること、並びにスクリューのリードを大きくす
れば風量が増大することに着目して、 Ｄａｄ＞Ｄａｚ（従ってＤ ｂ ＋ ＜ Ｄ ｂｚ）と
し、且つ ＰＩ ＞ｐ２ 但し、Ｐ、；第１段のスクリュウのり−ドＰ２ ；第２
段のスクリュウのリード とすることにより、第１段のスクリュウポンプの風量を
増大することができる。
以上の対策は第１段と第２段の関係のみならず第３段移
行のスクリュウポンプについても同様である。
行のスクリュウポンプについても同様である。
以上の対策を実施したポンプを第２図に示す。
符号２５は主動軸１７をカプリング２６を介して回転駆
動するモータである。
動するモータである。
主動軸１７は軸受２７及び２８により支承され外径の大
きい第１段ロータ２１及び外径の小さい第２段ロータ２
２を有する。
きい第１段ロータ２１及び外径の小さい第２段ロータ２
２を有する。
主動軸１７の端部に固着された固定ギヤ１９は主動軸１
７に平行に配設された従動軸１８の端部に固着された調
整ギヤ２０と噛み合う。
７に平行に配設された従動軸１８の端部に固着された調
整ギヤ２０と噛み合う。
従動軸１８は第１段ロータ２３及び第２段ロータ２４を
有し軸受２９及び３０によって支承される。
有し軸受２９及び３０によって支承される。
外径の大きい第１段ロータ２１及び２３を収容する第１
段ケイシング３１の吐出側は、外径の小さい第２段ロー
タ２２及び２４を収容する第２段ケイシング３２の吸込
側に接続する。
段ケイシング３１の吐出側は、外径の小さい第２段ロー
タ２２及び２４を収容する第２段ケイシング３２の吸込
側に接続する。
符号３３及び３４はそれぞれ第１段ケイシング３１に設
けられた吸込ボート及び吐出ボートである。
けられた吸込ボート及び吐出ボートである。
又、符号３５は第２段ケイシング３２に設けられた吸込
ボートである。
ボートである。
第２段ケイシング３２の吐出側には第２段吐出ボート３
６を有しモータフレーム３７に接続する第２段サイドケ
ース３８が取付けられる。
６を有しモータフレーム３７に接続する第２段サイドケ
ース３８が取付けられる。
第１段ケイシング３１の吸込側にはギヤケース３９を組
付けた第１段サイドケース４０が結合する。
付けた第１段サイドケース４０が結合する。
サイドケース４０には大気が吸込まれぬように軸封４１
が設けられる。
が設けられる。
以上のように構成された複数段型のスクリュウ式真空ポ
ンプは、モータ２５の駆動によって主動軸１７及び従動
軸１８が回転し、第１段の吸込ボート３３から吸込まれ
た気体は第１段の吐出ボート３４へ送給され、１度ケイ
シング外に排出されて冷却器（図示しない）を経て第２
段吸込ポートに送入される。
ンプは、モータ２５の駆動によって主動軸１７及び従動
軸１８が回転し、第１段の吸込ボート３３から吸込まれ
た気体は第１段の吐出ボート３４へ送給され、１度ケイ
シング外に排出されて冷却器（図示しない）を経て第２
段吸込ポートに送入される。
第２段のスクリュウ２２．２４に沿って吐出ボート３６
に送られた気体は真空ポンプの外に排出される。
に送られた気体は真空ポンプの外に排出される。
本発明は、一対の主動軸及び従動軸上に各段のスクリュ
ウを配設し、スクリュウの形状寸法を変えることによっ
て、噛み合ったまま異なる風量を送給できるようにした
ため、性能の優れたポンプ効率を落とすことなく、構成
部品の少く据付面積も小さいコンパクトなポンプを得る
ことが可能となった。
ウを配設し、スクリュウの形状寸法を変えることによっ
て、噛み合ったまま異なる風量を送給できるようにした
ため、性能の優れたポンプ効率を落とすことなく、構成
部品の少く据付面積も小さいコンパクトなポンプを得る
ことが可能となった。
第１図及び第２図は本発明の実施例を示し、第１図は２
段型スクリュウ式ロータの説明図、第２図は２段型スク
リュウ式真空ポンプの縦断面図、第３図は従来の単段型
ルーツ式真空ポンプの縦断面図、第４図は従来の対向型
の２段型ルーツ式真空ポンプの正面図、第５図は従来の
多段型のルーツ式真空ポンプの縦断面図、第６図は２段
型真空ポンプの説明図である。 １７・・・主軸、１８・・・従動輪、２１．２３・・・
第１段スクリュウ、２２．２４・・・第２段スクリュウ
、１９・・・固定ギヤ、２０・・・調整ギヤ、３１・・
・第１段ケイシング、３２・・・第２段ゲイシング、３
３・・・第１段吸込ボート、３４・・・第１段吐出ポー
ト、３５・・・第２段吸込ボート、３６・・・第２段吐
出ボート、３７・・・モータフレーム、３８・・・第２
段サイドケース、３９・・・ギヤケース、４０・・・第
１段サイドケース。 特許出願人 大晃機械工業株式会社 第３図 第５図
段型スクリュウ式ロータの説明図、第２図は２段型スク
リュウ式真空ポンプの縦断面図、第３図は従来の単段型
ルーツ式真空ポンプの縦断面図、第４図は従来の対向型
の２段型ルーツ式真空ポンプの正面図、第５図は従来の
多段型のルーツ式真空ポンプの縦断面図、第６図は２段
型真空ポンプの説明図である。 １７・・・主軸、１８・・・従動輪、２１．２３・・・
第１段スクリュウ、２２．２４・・・第２段スクリュウ
、１９・・・固定ギヤ、２０・・・調整ギヤ、３１・・
・第１段ケイシング、３２・・・第２段ゲイシング、３
３・・・第１段吸込ボート、３４・・・第１段吐出ポー
ト、３５・・・第２段吸込ボート、３６・・・第２段吐
出ボート、３７・・・モータフレーム、３８・・・第２
段サイドケース、３９・・・ギヤケース、４０・・・第
１段サイドケース。 特許出願人 大晃機械工業株式会社 第３図 第５図
Claims (1)
- １対の主動軸及び従動軸上に各段においてそれぞれ噛み
合う複数段のスクリュウをタンデム状に配設したことを
特徴とする多段型スクリュウ式真空ポンプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17774786A JPS6336086A (ja) | 1986-07-30 | 1986-07-30 | 多段型スクリユウ式真空ポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17774786A JPS6336086A (ja) | 1986-07-30 | 1986-07-30 | 多段型スクリユウ式真空ポンプ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6336086A true JPS6336086A (ja) | 1988-02-16 |
Family
ID=16036422
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17774786A Pending JPS6336086A (ja) | 1986-07-30 | 1986-07-30 | 多段型スクリユウ式真空ポンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6336086A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1986
- 1986-07-30 JP JP17774786A patent/JPS6336086A/ja active Pending
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