CN111156166A - 涡旋式真空泵 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种采用不产生压缩热的膨胀式、并且具有能够进行有效率的吸引/喷出的构造的涡旋式真空泵。有关本发明的涡旋式真空泵（1）具备：壳体（5），在其内部划分形成动作空间（3）；一对驱动涡旋部件（13、16），配设在前述动作空间（3）内；以及从动涡旋部件（17，）配设在该一对驱动涡旋部件（13、16）之间；由立设在从动涡旋部件（17）的两侧的从动涡旋件卷板（19、20）、以及与各个从动涡旋件卷板（19、20）啮合的各个驱动涡旋部件（13、16）的驱动涡旋件卷板（12、15），划分形成移动空间（21、22）；该移动空间（21、22）从中心侧朝向外周方向使其容积扩大，在最外周卷板（12a）的规定范围中使其容积减小。

Description

涡旋式真空泵

技术领域

本发明涉及涡旋式真空泵，所述涡旋式真空泵具备驱动涡旋部件及从动涡旋部件，使由前述驱动涡旋部件及从动涡旋部件划分形成的划分形成空间变化，从吸入口吸引气体。

背景技术

专利文献1（日本特表2002－527670号公报）公开了一种涡旋式真空泵。该涡旋式真空泵具备膨胀器（膨胀机）及压缩器（压缩机），所述膨胀器及压缩器串联地作为2级配置在相同的壳体内，由相同的轴进行驱动，由此，该涡旋式真空泵容许通常伴随着再膨胀/压缩过程的过热。在该专利文献1中公开了，在涡旋式真空泵中，第1级是涡旋式的膨胀器，第2级是涡旋式的压缩器。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2002－527670号公报。

发明内容

发明要解决的课题

如在专利文献1中公开那样，在作为真空泵使用膨胀器的情况下，放出袋内的空气压力与周围空气压力相比相当低，所以周围空气朝向放出袋再膨胀。因这样的周围空气的再膨胀，能量被消耗而产生过热。此外，在作为真空泵使用压缩器，在启动时或因向大气的泄漏而压缩器的入口空气为大气压的情况下，通常不进行润滑，或不能进行内部冷却，所以伴随着再膨胀/压缩过程的热给压缩器带来损伤，进而因再膨胀/压缩热，在涡旋元件产生过度的热增大，结果，有产生涡旋元件的前端、基体间的磨损这一不良状况。此外，在专利文献1所公开的涡旋式真空泵中，由于是膨胀器和压缩器的2级构造，所以产生装置自身大型化这一不良状况。

因此，本发明提供一种采用不产生压缩热的膨胀式并且具有能够进行有效率的吸引/喷出的构造的涡旋式真空泵。

用来解决课题的手段

本发明是一种涡旋式真空泵，由在其内部划分形成与喷出口连通的动作空间的壳体、被该壳体旋转自如地保持的一对旋转轴、配设在前述动作空间内并固定在各自的旋转轴的一对驱动涡旋部件、配设在该一对驱动涡旋部件之间的从动涡旋部件、以及将从动涡旋部件旋转自如地保持在前述壳体的一对从动涡旋件承接部构成，由立设在从动涡旋部件的两侧的从动涡旋件卷板、以及与各个从动涡旋件卷板啮合的各个驱动涡旋部件的驱动涡旋件卷板，划分形成移动空间，在该涡旋式真空泵中，前述移动空间在前述旋转轴的中心侧与在一方的旋转轴形成的吸引口连通，在最外周端与前述动作空间连通，并且从中心侧朝向外周方向使其容积扩大，在最外周卷板的规定范围中使其容积减小。

由此，在上述的涡旋式真空泵中，如果通过电动马达等的外部动力而旋转轴旋转，则在驱动涡旋部件及从动涡旋部件以高速旋转的同时，从动涡旋部件相对于驱动涡旋部件相对地进行回转运动，所以被从形成在旋转轴的吸引口吸引的流体被向从中心侧朝向外周方向容积扩大而被减压的移动空间吸引，向外周方向移动，在最外周卷板处使其容积减小而被压缩，能够经由动作空间从喷出口喷出。

此外，优选的是，将前述驱动涡旋件卷板各自的最外周卷板的进行压缩的范围的宽度形成得宽。这样，有关本发明的驱动涡旋件卷板及从动涡旋件卷板通过在驱动涡旋件卷板及从动涡旋件卷板的最外周卷板（具体而言，距最外周端部为270°的范围或3π/2［rad］的范围）中使涡旋件卷板的宽度增大，能够承受作用在最外周卷板的离心力，并且能够承受流体的压缩时的压力。

优选的是，在位于前述移动空间的最外周端的从动涡旋部件，形成排出孔，在该排出孔设置止回阀。由此，能够防止流体的喷出时的倒流，所以能够将被吸引的流体可靠地喷出。另外，作为喷出阀，优选的是以将排出孔覆盖的方式形成的簧片阀。进而，前述簧片阀为了减小离心力的影响，优选的是设置在从动涡旋部件的中心线上。

优选的是各个驱动涡旋部件作为压力抵消机构，在其外周部分被连结。具体而言，优选的是将一方的驱动涡旋部件的驱动涡旋件卷板的外周部分嵌入到在另一方的驱动涡旋部件的对应的部分处形成的槽部中。由此，能够用驱动涡旋件卷板的强度将真空压支承，所以能够实现驱动涡旋部件的强度提高。此外，根据该构造，由于真空压不作用于轴承，所以能够延长轴承的寿命。

此外优选的是，在形成有吸入口的旋转轴的端部，根据达成真空度而设置轴密封件或磁性流体密封件。在上述的构造中，由于只要仅将形成有吸引口的旋转轴的端部进行例如磁性流体密封就可以，所以构造变得简单，所以能够达成成本降低。

发明效果

根据本发明，由于从吸入口一边使气体膨胀一边进行吸引，所以不产生压缩热，所以有不需要冷却机构这一效果。此外，由于只要仅对具有吸引口的旋转轴周缘进行密封就可以，所以构造较简单，能够降低成本。进而，由于密封部是1处，所以也有能得到高真空这一效果。进而，由于即使流体是水蒸气等冷凝性气体也能够通过离心力进行分离，所以还有不需要气体镇流器（gas ballast）等机构这一效果。进而，由于是压力抵消机构，所以还有真空压不作用于轴承这一效果。进而此外，由于真空部分仅为中央侧的移动空间，所以还有能较快地得到到达真空度这一效果。

附图说明

图1是表示有关本发明的实施例的涡旋式真空泵的结构的截面说明图。

图2是表示有关本发明的实施例的膨胀、压缩的状态的说明图。

图3是表示有关本发明的实施例的止回阀构造的说明图。

图4是表示有关本发明的实施例的压力抵消机构的说明图。

具体实施方式

以下，根据附图对本发明的实施例进行说明。

［实施例］

有关本发明的实施例的涡旋式真空泵1如图1所示，具备壳体5，所述壳体5设置有喷出口2，且在其内部划分形成与该喷出口2连通的动作空间3。在前述动作空间3内配设有真空泵机构4。此外，前述壳体5由设置有喷出口2的圆筒侧面部5a、将形成有吸入口6的第1旋转轴7经由轴承9旋转自如地保持的壳体盖部5b、以及将与例如电动马达60等的外部动力连结的第2旋转轴8经由轴承10旋转自如地支承的壳体底部5c构成。另外，在第1旋转轴7的端部，根据达成真空度而设置有轴密封件或磁性流体密封件40。此外，第2旋转轴8和前述电动马达60经由联接器50连结。

在前述第1旋转轴7，一体地成形有第1端板11，在该第1端板11的第1旋转轴7的相反侧面，设置有从中心方向朝向径向外方以螺旋状扩展的第1驱动涡旋件卷板12。由前述第1旋转轴7、第1端板11及第1驱动涡旋件卷板12构成第1驱动涡旋部件13。此外，在前述第2旋转轴8，一体地成形有第2端板14，在该第2端板14的第2旋转轴8的相反侧面，设置有从中心方向朝向径向外方以螺旋状扩展的第2驱动涡旋件卷板15。由前述第2旋转轴8、第2端板14及第2驱动涡旋件卷板15构成第2驱动涡旋部件16。

在前述第1驱动涡旋部件13与前述第2驱动涡旋部件16之间，配设有从动涡旋部件17。该从动涡旋部件17形成有端板18和第1及第2从动涡旋件卷板19、20，所述第1及第2从动涡旋件卷板19、20在该端板18的两侧从中心方向朝向径向外方以螺旋状扩展。此外，前述从动涡旋部件17在其外周部分连结着第1及第2从动涡旋件承接部24、25，前述第1从动涡旋件承接部24经由轴承26被前述壳体盖部5b旋转自如地支承，前述第2从动涡旋件承接部25经由轴承27被前述壳体底部5c旋转自如地支承。在前述从动涡旋件承接部25与前述第2驱动涡旋部件16的第2端板14之间，设置有用来防止从动涡旋部件17的自转的欧氏环（Oldhamring）28。

根据该结构，由第1驱动涡旋部件13的第1驱动涡旋件卷板12及前述从动涡旋部件17的第1从动涡旋件卷板19划分形成第1移动空间21，由第2驱动涡旋部件16的第2驱动涡旋件卷板15及前述从动涡旋部件17的第2从动涡旋件卷板20划分形成第2移动空间22。此外，第1移动空间21和第2移动空间22由形成在从动涡旋部件16的端板18的中央侧的贯通口23连通。

此外，根据本发明，关于前述第1及第2驱动涡旋件卷板12、15及从动涡旋件卷板19、20，对其渐开线曲线进行调整，由它们划分形成的第1及第2移动空间21、22一边从中心侧移动到外周附近一边使其容积扩大，并且在最外周卷板的规定范围（距外周端为270°（3π/2））中使其容积减小。此外，第1驱动涡旋件卷板12的最外周卷板12a如在图4（a）、图4（e）中表示那样，形成为比掌管膨胀行程的驱动涡旋件卷板12b、15b宽度宽。此外，前述最外周卷板12a为第1及第2驱动涡旋件卷板12、15被一体地形成的结构，在第2涡旋部件16形成有前述最外周卷板12a嵌合的嵌合槽15a，第1涡旋部件13及第2涡旋部件16在其外周部被连结。

由此，如果将电动马达60驱动，则在经由第2旋转轴8而第1及第2驱动涡旋部件13、16旋转的同时，经由欧氏环28，从动涡旋部件17一边与前述第1及第2驱动涡旋部件13、16一起旋转，一边相对于前述第1及第2驱动涡旋部件13、16相对地进行回转运动，前述第1及第2移动空间21、22从中心侧朝向径向外方移动，将其容积扩大。由此，第1及第2移动空间21、22的中心侧的移动空间21a如图2的（c）→（a）→（b）→（d）所示那样其容积扩大，所以能够从吸入口6吸引流体，进而，移动空间21a向径向外方移动，从移动空间21b到21c将其容积扩大，将中心侧的移动空间21a减压。

在前述第1及第2驱动涡旋件卷板12、15的最外周卷板12a的规定的范围（例如，距最末端为270°（3π/2））中，形成为，使前述第1及第2移动空间21、22的位于最外周卷板处的移动空间21d的容积减小，成为将被吸入而膨胀的流体压缩并喷出的构造。

这样，由于是在距中央侧规定的范围中使第1及第2移动空间21、22扩大而进行流体的吸引，并且在外周侧的规定的范围中使第1及第2移动空间21、22缩小而将流体压缩并喷出的构造，所以如图3所示，在形成于从动涡旋部件17的外周部分处的排出孔29，设置作为止回阀机构的簧片阀30。由此，能够防止被排出的流体的倒流。另外，前述排出孔29位于从动涡旋部件17的从动涡旋件卷板19、20的最外周端部31（图2及图3所示）的最内周侧附近，由此能够将被驱动涡旋件卷板12a的最外周端部32（图2所示）压缩的流体可靠地排出。此外，前述从动涡旋件卷板19、20的最外周端部31被形成为具有半径R的圆弧状，该半径R例如由2R=t+2Ror+α规定。这里，t是在图2（a）中表示的形成为宽度宽的驱动涡旋件卷板12a的卷板厚度，Ror是驱动涡旋件卷板12a的最外周端部32的回转半径，α是微小间隙的尺寸。进而，在图2（b）中表示的附图标记c表示以往的从动涡旋件卷板的最外周密封点，在本发明中，通过将前述最外周端部32延长π量，能够实现压缩行程。

此外，如上述那样，第1涡旋部件13及第2涡旋部件16通过第1涡旋部件13的最外周卷板12a经由形成在从动涡旋部件17的贯通部18a与第2涡旋部件16的嵌合槽15a嵌合而被连结，所以形成压力抵消机构，能够用形成为宽度宽的最外周卷板12a的强度将真空压支承，能够实现强度提高。

附图标记说明

1 涡旋式真空泵

2 喷出口

3 动作空间

4 真空泵机构

5 壳体

6 吸入口

7 第1旋转轴

8 第2旋转轴

9、10、26、27 轴承

11 第1端板

12 第1驱动涡旋件卷板

13 第1驱动涡旋部件

14 第2端板

15 第2驱动涡旋件卷板

15a 最外周卷板

16 第2涡旋部件

17 从动涡旋部件

18 端板

19 第1从动涡旋件卷板

20 第2从动涡旋件卷板

21 第1移动空间

22 第2移动空间

23 贯通口

24 第1从动涡旋件承接部

25 第2从动涡旋件承接部

29 排出孔

30 簧片阀（reed valve）

40 磁性流体密封件

50 联接器

60 电动马达。

Claims (4)

1.一种涡旋式真空泵，由在其内部划分形成与喷出口连通的动作空间的壳体、被该壳体旋转自如地保持的一对旋转轴、配设在前述动作空间内并固定在各自的旋转轴的一对驱动涡旋部件、配设在该一对驱动涡旋部件之间的从动涡旋部件、以及将从动涡旋部件旋转自如地保持在前述壳体的一对从动涡旋件承接部构成，由立设在从动涡旋部件的两侧的从动涡旋件卷板、以及与各个从动涡旋件卷板啮合的各个驱动涡旋部件的驱动涡旋件卷板，划分形成移动空间，其特征在于，

前述移动空间在前述旋转轴的中心侧与在一方的旋转轴形成的吸引口连通，在最外周端与前述动作空间连通，并且从中心侧朝向外周方向使其容积扩大，在最外周卷板的规定范围中使其容积减小。

2.如权利要求1所述的涡旋式真空泵，其特征在于，

将前述驱动涡旋件卷板各自的最外周卷板的进行压缩的范围的宽度形成得宽。

3.如权利要求2所述的涡旋式真空泵，其特征在于，

在位于前述移动空间的最外周端的从动涡旋部件，形成排出孔，在该排出孔设置止回阀。

4.如权利要求1～3中任一项所述的涡旋式真空泵，其特征在于，

各个驱动涡旋部件作为压力抵消机构，在其外周部分被连结。

Images