CN113202764B

CN113202764B - 液封式真空泵

Info

Publication number: CN113202764B
Application number: CN202110612932.1A
Authority: CN
Inventors: 川崎裕之; 佐佐木望
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 2017-01-30
Filing date: 2017-12-08
Publication date: 2023-02-28
Anticipated expiration: 2037-12-08
Also published as: CN110199125A; WO2018139070A1; CN110199125B; US20200141410A1; DE112017006952T5; US11143186B2; CN113202764A

Abstract

本发明涉及液封式真空泵。该液封式真空泵具有收容密封液的壳体、和所述壳体内所收容的至少一个叶轮，该液封式真空泵的特征在于，在支承所述叶轮的主轴将壳体贯穿的部分上设有轴封部件，所述叶轮具备：具有供所述主轴穿插的孔的圆筒状的轮毂部；从所述轮毂部向径向外侧延伸的多个叶片；和在面对所述轴封部件一侧从所述轮毂部的外周向径向外侧延伸的圆环状的侧板，所述侧板的外径比形成于所述壳体的轴封部件收容空间的内径大。

Description

液封式真空泵

本申请是国际申请日为2017年12月8日、国际申请号为PCT/JP2017/044180、国家申请号为201780084217.7、发明名称为“液封式真空泵”的发明申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及在电机的主轴(旋转轴)的轴端部安装有两级叶轮(impeller)的两级液封式真空泵。另外，本发明涉及如下的液封式真空泵，其具有圆形壳体、相对于圆形壳体的中心偏心地安装的叶轮、和设置在支承叶轮的主轴将壳体贯穿的部分上的轴封部。

背景技术

已知一种液封式真空泵，其具有圆形壳体、和相对于圆形壳体的中心偏心地安装的叶轮(impeller)，在壳体内封入水或其他液体，通过基于叶轮的旋转所产生的离心力而沿着壳体内壁形成液膜(液环)，利用由液膜和相邻的两片叶片形成的叶片室的容积变化来起到泵作用。

在设计高真空的液封式真空泵的情况下，虽然使用两级式或者喷射式的泵，但不论哪种类型的尺寸、质量都很大。尤其，在两级式的情况下，将固定有两片叶轮的旋转轴由轴承两端支承的方案为多数，全长会变长。

在设计小型、高真空的泵的情况下，由于以往的对旋转轴两端支承的泵构造会成为大型，所以有时会设计将叶轮以两级设于直动型电机旋转轴的轴端部的构造，来谋求真空泵的小型、轻量化。

在设计两级液封式真空泵的情况下，通例为：相对于大气压侧的第二级叶轮而增大真空侧的第一级叶轮的宽度，来增大排气速度。

在专利文献1(日本实用新型登记公报第2508668号公报)中记载了一种两级水封式真空泵，其是上述的将叶轮以两级设于直动型电机旋转轴的轴端部的真空泵，其中，将设于第一级泵室105内的第一级叶轮106和设于第二级泵室107内的第二级叶轮108固定于相同的旋转轴，并将第一级泵室105的排气口与第二级泵室107的吸气口连通。

另外，液封式真空泵可以与分开设置的电动机的主轴连接而驱动，也可以将上述叶轮安装于直动型电机的主轴而驱动。另外，在支承叶轮的主轴将排气侧的壳体贯穿的部分上，设置有用于进行轴密封的机械密封件等的轴封部件。

已知真空泵通过谋求高速化而能够缩小叶轮直径，而能够实现小型·轻量化。例如，若将驱动真空泵的电动机从四极的替换为两级的，则两级的电动机相对于四极的电动机增加旋转速度，由此相对于四极而将叶轮直径设计得小，使得轴动力不会变得过大。为了即使在缩小叶轮直径的同时，也极力将由相邻的两片叶片所形成的叶片室的容积确保得大，而也要缩小叶轮的轮毂直径。液封式真空泵对由叶轮、壳体和液膜所形成的空间的气体进行进气排气，由此需要使叶轮与壳体间的侧隙变窄而形成液膜。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本实用新型登记第2508668号公报

专利文献2：日本特开2015-175322号公报

发明内容

关于上述两级水封式真空泵，在专利文献1的段落“0004”中如下所述地进行了记载。

“但是，在如上所述的两级水封式真空泵中，吸入的空气在第一级泵室105中被压缩，在体积减少了的状态下向第二级泵室107流入，由此第二级泵室107中的空气流量与第一级泵室105中的空气流量相比需要根据上述压缩的程度而设定得少。为此，通常仅变更两叶轮106、108的宽度尺寸来对应该空气流量的变化。”

也就是说，如专利文献1所记载地，在以往的两级水封式真空泵中，将两叶轮的外径尺寸设为相同并仅变更两叶轮的宽度尺寸，来对应由压缩所产生的空气流量的变化。

这样地，在以往的两级水封式真空泵中将两叶轮的外径尺寸设为相同并仅变更两叶轮的宽度尺寸，考虑其理由是：在叶轮的设计时，若使叶轮的外径尺寸不同，则需要设计多个与旋转轴正交的截面，但若改变宽度尺寸，则与旋转轴正交的剖视图使用一张即可，更容易设计。

但是，对于在两级水封式真空泵中将两叶轮的外径尺寸设为相同并仅变更两叶轮的宽度尺寸的以往方案，在将两级叶轮(impeller)安装于电机的旋转轴的轴端部的、成为悬臂构造的两级水封式真空泵的情况下，悬臂构造的旋转轴的轴长变长，由此具有会引起旋转轴的摆动振动，而导致真空泵的性能降低的问题。

另外，对于将两叶轮的外径尺寸设为相同并仅变更两叶轮的宽度尺寸的以往方案，若欲提高排气速度而提高到达真空度，则无论如何都需要增加两级叶轮(impeller)的宽度尺寸，包括悬臂构造的旋转轴在内的旋转体的轴长变得更长。在该情况下，具有如下问题：悬臂构造的旋转轴的轴长变得越长，包括旋转轴的旋转体的固有频率就变得越低，随着旋转轴成为高速旋转，越容易接近固有频率(危险速度)，易于引起共振。

另一方面，在如上所述地谋求真空泵的高速化的情况下，为了防止运转时的叶片室内的压力变动、和壳体与叶轮因基于旋转体的自重造成的主轴挠曲而导致接触，对于主轴直径带有富余量并极力使其变粗。轴封部件(机械密封件等)的尺寸是由主轴直径所决定的。由此，如上所述地，当进行使主轴直径极力变粗的设计时，排气壳体的轴封部件收容空间的内径会超过排气侧的叶轮的轮毂直径，通过轴封部件收容空间，各叶片室会连通，由此具有无法形成作为密闭空间的叶片室的问题。

图11是表示以往的液封式真空泵的主要构成的示意图。如图11所示，在支承吸气侧的第一级叶轮4和排气侧的第二级叶轮5的主轴(旋转轴)7将排气壳体9贯穿的部分上，设置有用于进行轴密封的机械密封件等的轴封部件10B。主轴7为了防止运转时的叶片室内的压力变动、和壳体与叶轮因基于旋转体的自重造成的主轴挠曲而导致接触，对于主轴直径带有富余量并极力使其变粗。由此，排气壳体9中的轴封部件10B的收容空间的内径D3超过排气侧的第二级叶轮5的轮毂直径D4，通过轴封部件10B的收容空间，由壳体两侧壁、液膜、和相邻的两片叶片所形成的各叶片室相互连通，从而具有无法形成作为密闭空间的各叶片室的问题。

为了解决上述的问题，以往需要设计为进行排气壳体的分割化、将主轴直径变细、将叶轮轮毂直径变粗、在轴封部件收容空间插入其他部件等。但是，具有部件个数和泵尺寸的增加、基于强度不足的共振、排气速度的降低等的缺点。

本发明鉴于上述情况，目的在于提供一种两级液封式真空泵，其为在电机旋转轴的轴端部安装有两级叶轮(impeller)的悬臂构造的两级水封式真空泵，其中，能够缩短旋转轴的轴长，能够防止旋转轴的摆动振动，并且能够将包括旋转轴的旋转体的固有频率设定得高。

另外，本发明的目的在于提供一种液封式真空泵，其不用进行排气壳体的分割化、将主轴变细、将叶轮轮毂直径变粗的设计，能够防止各叶片室经由轴封部件收容空间而相互连通，并能够在叶轮上形成作为密闭空间的叶片室。

为了实现上述目的，本发明的液封式真空泵的第一方式为一种两级液封式真空泵，其将设于第一级泵室内的第一级叶轮和设于第二级泵室内的第二级叶轮固定于相同的旋转轴，并将第一级泵室的排气口与第二级泵室的吸气口连通，该两级液封式真空泵的特征在于，将所述第一级叶轮的外径设得比所述第二级叶轮的外径大。

首先说明两级液封式真空泵中的叶轮的异径化的考虑方式。

液封式真空泵在与叶轮的轴芯偏心安装的圆形壳体内以大致一半的量封入有水或其他液体，伴随着叶轮由运转而旋转，通过离心力而沿着壳体内面形成液膜，通过由该液膜将周边部密封的各叶片室的容积变化而发挥泵作用。

作为用于液封式真空泵的叶轮的设计诸要素，主要可举出叶轮外径、叶片片数、叶片厚度、叶轮宽度(轴向尺寸)、轴径、键部、旋转速度、偏芯量等，由此来决定排气速度和输出。排气速度主要由增压泵(吸气侧叶轮：第一级)的叶片室容积来决定，为了实现作为目标的排气速度，而决定上述诸要素。

主泵(排气侧叶轮：第二级)为了将由增压泵(吸气侧叶轮：第一级)压缩的气体进气排气，而与第一级相比将叶片室容积设得小。以往根据设计的容易度，仅变更增压泵(吸气侧叶轮：第一级)的宽度，并将其采用。由此，需要与输出和频率、排气速度等规格配合，分别准备第一级、第二级的叶轮。

本发明人着眼于增压泵(吸气侧叶轮：第一级)与主泵(排气侧叶轮：第二级)的叶轮诸要素除了宽度以外是相同的这一必然性是不存在的，只要能够使叶片室容积变化，也可以使增压泵(吸气侧叶轮：第一级)与主泵(排气侧叶轮：第二级)的外径为异径。此外，针对偏心量、叶片片数、叶片厚度等外径以外的诸要素，也可以为针对各个叶轮而不同的设计。

根据本发明，通过将吸气侧的第一级叶轮的外径设得比排气侧的第二级叶轮的外径大，来谋求排气速度的提高。在该情况下，第一级叶轮的宽度只要与第二级叶轮的宽度相同或者比其大即可。作为不增大第一级叶轮的宽度而是通过增大外径来实现排气速度提高的方案的效果，与增大第一级叶轮的宽度的情况相比，能够缩短旋转轴的轴长，并能够将包括旋转轴的旋转体的固有频率设定得高，易于实现稳定的旋转状态。

本发明优选方式的特征在于，所述第一级叶轮的轴向宽度与所述第二级叶轮的轴向宽度相同或者比其大。

本发明优选方式的特征在于，将所述第一级叶轮收容的壳体的收容部的外径比将所述第二级叶轮收容的壳体的收容部的外径大。

本发明优选方式的特征在于，所述第一级叶轮的轮毂部外径与所述第二级叶轮的轮毂部外径相同或者比其大。

本发明优选方式的特征在于，在排气速度不同的多个型号的真空泵中，所述第二级叶轮使用通用的叶轮。

本发明的液封式真空泵的第二方式为一种液封式真空泵，其具有收容密封液的壳体、和所述壳体内所收容的至少一个叶轮，该液封式真空泵的特征在于，在支承所述叶轮的主轴将壳体贯穿的部分上设有轴封部件，所述叶轮具备：具有供所述主轴穿插的孔的圆筒状的轮毂部；从所述轮毂部向径向外侧延伸的多个叶片；和在面对所述轴封部件一侧中从所述轮毂部的外周向径向外侧延伸的圆环状的侧板，所述侧板的外径比形成于所述壳体的轴封部件收容空间的内径大。

本发明优选方式的特征在于，所述侧板的端面的至少一个面平行于与所述主轴的轴向正交的面。

本发明优选方式的特征在于，所述侧板与各所述叶片的宽度方向端面以及径向内端连接。

本发明优选方式的特征在于，具有所述轮毂部、多个所述叶片和所述侧板的所述叶轮是通过铸造而一体成型的。

本发明优选方式的特征在于，具有将多个所述叶片在相邻的叶片间相互连结的圆环状的连结杆，所述连结杆位于各所述叶片的宽度方向端部，且位于所述侧板的外周侧。

本发明优选方式的特征在于，所述连结杆具有从各所述叶片的宽度方向端部侧趋向宽度方向内侧而前端变窄的截面形状。

本发明优选方式的特征在于，所述液封式真空泵由具有吸气侧的第一级叶轮和排气侧的第二级叶轮的两级液封式真空泵构成，所述侧板设在所述第二级叶轮。

发明效果

根据本发明的两级液封式真空泵，通过将吸气侧的第一级叶轮大径化而能够缩小第一级叶轮的宽度尺寸，由此若与将两叶轮的外径尺寸设为相同并仅变更两叶轮的宽度尺寸的以往方式相比较，则能够缩短悬臂构造的旋转轴的轴长。因此，能够防止旋转轴的摆动振动，不会担心真空泵的性能降低。另外，能够将包含旋转轴的旋转体的固有频率设定得高，即使旋转轴高速旋转也不会担心接近危险速度，不会引起共振。因此，容易实现包含旋转轴的旋转体的稳定的旋转状态。

根据本发明的液封式真空泵，不用进行排气壳体的分割化、使主轴变细、使叶轮轮毂直径变粗的设计，能够防止各叶片室经由轴封部件收容空间相互连通，并能够在叶轮上形成作为密闭空间的各叶片室。

附图说明

图1是表示本发明第一方式的两级液封式真空泵的实施方式的示意剖视图。

图2是具体表示第一级泵室以及配置于第一级泵室内的第一级叶轮的图，并是图1的II－II线剖视图。

图3是表示将第一级叶轮的轮毂部的外径设得比第二级叶轮的轮毂部的外径大的实施方式的示意剖视图。

图4是表示将第一级叶轮的轮毂部的外径设得比第二级叶轮的轮毂部的外径大的实施方式的示意剖视图。

图5A是表示将两叶轮的外径尺寸设为相同并仅变更两叶轮的宽度尺寸的以往的两级液封式真空泵的示意图。

图5B是表示将真空侧(吸气侧)的第一级叶轮的外径设得比大气压侧(排气侧)的第二级叶轮的外径大的本发明的两级液封式真空泵的示意图。

图6A是表示与图5A、图5B所示的真空泵相比增大排气速度的情况的两级液封式真空泵的图，并使表示仅变更了两叶轮的宽度尺寸的以往的两级液封式真空泵的示意图。

图6B是表示将真空侧(吸气侧)的第一级叶轮的外径设得比大气压侧(排气侧)的第二级叶轮的外径大的本发明的两级液封式真空泵的示意图。

图7是表示本发明第二方式的液封式真空泵的实施方式的示意剖视图。

图8是具体表示第二级泵室以及配置于第二级泵室内的第二级叶轮的图，并是图7的VIII－VIII线剖视图。

图9A是表示图7以及图8所示的本发明第二级叶轮的立体图。

图9B是表示图11所示的以往的第二级叶轮的立体图。

图10A是表示本发明第二级叶轮的其他实施方式的立体图。

图10B是表示图10A的A部的截面形状的示意图。

图10C是表示图10A的B部的截面形状的示意图。

图11是表示以往的液封式真空泵的主要构成的示意图。

附图标记说明

1 第一级泵室

2 第二级泵室

3 壳体

3p 分隔壁

4 第一级叶轮

5 第二级叶轮

6 电机

7 旋转轴(主轴)

8 吸气侧罩

8s 吸气口

9 排气壳体

9d 排气口

10A 机械密封件

10B 轴封部件

12 电机凸缘

13 电机壳体

14 轴承

41 轮毂部

41h 贯穿孔

41k 键槽

42 叶片

42a 宽度方向端面

42b 径向内端

43 侧板

44 连结杆

D1 第一级叶轮的外径

D2 第二级叶轮的外径

D3 轴封部件的收容空间的内径

D4 第二级叶轮的轮毂直径

D5 侧板的外径

LF 液膜(液环)

Pd 排气口

Ps 吸气口

Rb 叶片室

W1 第一级叶轮的宽度尺寸

W2 第二级叶轮的宽度尺寸

具体实施方式

参照图1至图6B来说明本发明第一方式的两级液封式真空泵的实施方式。在图1至图6B中，针对相同或者相当的构成要素标注相同的附图标记并省略重复的说明。

图1是表示本发明的两级液封式真空泵的实施方式的示意剖视图。如图1所示，两级液封式真空泵具有在内部形成第一级泵室1和第二级泵室2的壳体3。在第一级泵室1设有第一级叶轮4，在第二级泵室2设有第二级叶轮5。第一级叶轮4和第二级叶轮5固定于直动型电机6的相同的旋转轴7。在壳体3的中央部形成有向径向内侧延伸的分隔壁3p，通过该分隔壁3p划分第一级泵室1和第二级泵室2。在分隔壁3p上形成有第一级泵室1的排气口Pd和第二级泵室2的吸气口Ps，通过排气口Pd和吸气口Ps使第一级泵室1和第二级泵室2连通。

壳体3的前端侧的开口部由吸气侧罩8封闭，形成了作为由该吸气侧罩8密闭的空间的第一级泵室1。壳体3的后端侧的开口部由排气壳体9封闭，形成了作为由该排气壳体9密闭的空间的第二级泵室2。在吸气侧罩8上形成有吸气口8s，从吸气口8s将气体(例如，空气)向第一级泵室1内吸入。在排气壳体9上形成有第二级泵室2的排气口Pd。另外，在排气壳体9上形成有排气口9d，将从第二级泵室2经由排气口Pd排出的气体从排气口9d向外部排出。在旋转轴7将排气壳体9贯穿的部分上，安装有作为轴封装置的机械密封件10A。排气壳体9的开口部由电机凸缘12封闭。

如图1所示，第一级叶轮4和第二级叶轮5安装于电机6的旋转轴7的轴端部。支承第一级叶轮4和第二级叶轮5的旋转轴7通过设于电机6的电机壳体13的轴承14而以悬臂构造(overhang构造)支承。真空侧(吸气侧)的第一级叶轮4的外径D1比大气压侧(排气侧)的第二级叶轮5的外径D2设定得大。在图1中，将收容第一级叶轮4和第二级叶轮5的壳体图示为单体的壳体3，壳体3中收容第一级叶轮4的收容部的外径比收容第二级叶轮5的收容部的外径设定得大。在将第一级叶轮4和第二级叶轮5分别收容于分体的壳体的情况下，收容第一级叶轮4的壳体的外径比收容第二级叶轮5的壳体的外径设定得大。

图2是具体表示第一级泵室1以及配置于第一级泵室1内的第一级叶轮4的图，并是图1的II－II线剖视图。如图2所示，壳体3在内部具有圆形的内部空间，该内部空间成为第一级泵室1。在旋转轴7上固定有第一级叶轮4，第一级叶轮4相对于壳体3的圆形的内部空间(第一级泵室1)是偏心的。第一级叶轮4具有厚度较大的圆筒形的轮毂部41、和从轮毂部41等间隔地以放射状延伸的多个叶片42。图2中，第一级叶轮4逆时针地旋转。多个叶片42具有外侧部分朝着旋转方向弯曲的形状。在壳体3的内部空间供给了充满其大约一半容积的量的液体(例如，水)。当第一级叶轮4旋转时，多个叶片42向第一级叶轮4的外周方向舀起液体，液体因离心力而沿着壳体3的内面旋转，形成环状的液膜(液环)LF。在第一级泵室1中，利用由液膜LF和相邻的两片叶片42所形成的各叶片室的容积变化压缩气体来发挥泵作用。在图2中，图示了第一级泵室1以及第一级叶轮4，第二级泵室2以及第二级叶轮5的尺寸(泵室内径，叶轮外径)不同，但可成为同样的构成。

第一级叶轮4的轮毂部41的外径与第二级叶轮5的轮毂部的外径相同或者比其大。在图1以及图2中，图示了第一级叶轮4的轮毂部41的外径与第二级叶轮5的轮毂部41的外径相同的实施方式，但图3以及图4表示将第一级叶轮4的轮毂部41的外径设得比第二级叶轮5的轮毂部41的外径大的实施方式的示意剖视图。

在图3所示的实施方式中，第一级叶轮4的轮毂部41的外径比第二级叶轮5的轮毂部41的外径大，形成于分隔壁3p的排气口Pd和吸气口Ps斜着连通。

在图4所示的实施方式中，第一级叶轮4的轮毂部41的外径比第二级叶轮5的轮毂部41的外径大，形成于分隔壁3p的排气口Pd和吸气口Ps以中心轴错开的方式连通。

图5A、图5B是表示将两叶轮的外径尺寸设为相同并仅变更两叶轮的宽度尺寸的以往的两级液封式真空泵(图5A)、和将真空侧(吸气侧)的第一级叶轮4的外径设得比大气压侧(排气侧)的第二级叶轮5的外径大的本发明的两级液封式真空泵(图5B)的示意图。在图5A、图5B中，两真空泵以相同排气速度为条件示意图示了两个叶轮。

在图5A所示的以往的两级液封式真空泵中，使真空侧的第一级叶轮4和大气压侧的第二级叶轮5的外径尺寸D相同并将第一级叶轮4的宽度尺寸W1设得比第二级叶轮5的宽度尺寸W2大。这样，在以往的两级液封式真空泵中，如专利文献1所述地，仅变更两叶轮4、5的宽度尺寸来对应空气流量的变化。

在图5B所示的本发明的两级液封式真空泵中，将真空侧(吸气侧)的第一级叶轮4的外径D1设得比大气压侧(排气侧)的第二级叶轮5的外径D2大。这样，在本发明中，通过将第一级叶轮4的外径尺寸设得比第二级叶轮5的外形尺寸大，来对应空气流量的变化。由此，如图5B所示，能够与图5A所示的以往的第一级叶轮4的宽度尺寸W1相比缩短第一级叶轮4的宽度尺寸W1，并能够缩短悬臂构造的旋转轴7的轴长L。

图6A、图6B是表示与图5A、图5B所示的真空泵相比增大了排气速度的情况的两级液封式真空泵的图，并是表示仅变更两叶轮的宽度尺寸的以往的两级液封式真空泵(图6A)、和将真空侧(吸气侧)的第一级叶轮4的外径设得比大气压侧(排气侧)的第二级叶轮5的外径大的本发明的两级液封式真空泵(图6B)的示意图。在图6A、图6B中，两真空泵以相同排气速度为条件示意图示了两个叶轮。

在图6A所示的以往的两级液封式真空泵中，使真空侧(吸气侧)的第一级叶轮4和大气压侧(排气侧)的第二级叶轮5的外径尺寸D相同并将第一级叶轮4的宽度尺寸W1设得比第二级叶轮5的宽度尺寸W2大。这样，在以往的两级液封式真空泵中，仅变更了两叶轮4、5的宽度尺寸来对应空气流量的变化。

另外，图6A所示的真空泵与图5A所示的真空泵相比将排气速度设定得大，由此与图5A所示的真空泵相比，增加了第一级叶轮4的宽度尺寸W1、和第二级叶轮5的宽度尺寸W2。

在图6B所示的本发明的两级液封式真空泵中，将真空侧(吸气侧)的第一级叶轮4的外径D1设得比大气压侧(排气侧)的第二级叶轮5的外径D2大。这样，在本发明中，通过将第一级叶轮4的外径尺寸设得比第二级叶轮5的外径尺寸大，来对应空气流量的变化。由此，如图6B所示，与图6A所示的以往的第一级叶轮4的宽度尺寸W1相比能够缩短第一级叶轮4的宽度尺寸W1，并能够缩短悬臂构造的旋转轴7的轴长L。

另外，图6B所示的真空泵与图5B所示的真空泵相比将排气速度设定得大，由此与图5B所示的真空泵相比，增加了第一级叶轮4的宽度尺寸W1。但是在本发明中，针对第二级叶轮5，图5B所示的真空泵以及图6B所示的真空泵均使用了通用的第二级叶轮5。

如从图5A、图5B以及图6A、图6B所明确地，通过使真空侧的第一级叶轮4大径化，能够缩小第一级叶轮4的宽度尺寸W1，由此与使两叶轮的外径尺寸相同并仅变更两叶轮的宽度尺寸的以往方式相比较，能够缩短悬臂构造的旋转轴7的轴长。因此，能够防止旋转轴7的摆动振动，不会担心真空泵的性能降低。另外，能够将包括旋转轴7的旋转体的固有频率设定得高，即使旋转轴7高速旋转也不会担心接近危险速度，不会引起共振。因此，容易实现包括旋转轴7的旋转体的稳定的旋转状态。

如图5B以及图6B所示，在本发明中，在变更了真空泵的排气速度的情况下，两个真空泵中的第二级叶轮5能够使用相同的叶轮。也就是说，能够在排气速度不同的多个型号中共用作为主泵(排气侧叶轮)的第二级叶轮5。因此，能够谋求收容第二级叶轮5以及第二级叶轮5的壳体部等部件的共用化。

接着，参照图7至图10C来说明本发明第二方式的液封式真空泵的实施方式。在图7至图10C中，对于相同或者相当的构成要素标注相同的附图标记并省略重复的说明。

图7是表示本发明的液封式真空泵的实施方式的示意剖视图。在图7中，作为液封式真空泵的一例图示了两级液封式真空泵。如图7所示，两级液封式真空泵具有在内部形成第一级泵室1和第二级泵室2的壳体3。在第一级泵室1设有吸气侧的第一级叶轮4，在第二级泵室2设有排气侧的第二级叶轮5。第一级叶轮4和第二级叶轮5固定于直动型电机6的相同的主轴(旋转轴)7。在壳体3的中央部形成有向径向内侧延伸的分隔壁3p，通过该分隔壁3p划分第一级泵室1和第二级泵室2。在分隔壁3p上形成有第一级泵室1的排气口Pd和第二级泵室2的吸气口Ps，通过排气口Pd和吸气口Ps使第一级泵室1和第二级泵室2连通。

壳体3的前端侧的开口部由吸气侧罩8封闭，形成了作为由该吸气侧罩8密闭的空间的第一级泵室1。壳体3的后端侧的开口部由排气壳体9封闭，形成了作为由该排气壳体9密闭的空间的第二级泵室2。在吸气侧罩8上形成有吸气口8s，从吸气口8s将气体(例如，空气)向第一级泵室1内吸入。在排气壳体9上形成有第二级泵室2的排气口Pd。另外，在排气壳体9上形成有排气口9d，将从第二级泵室2经由排气口Pd排出的气体从排气壳体9的排气口9d向外部排出。在主轴7将排气壳体9贯穿的部分上，安装有用于进行轴密封的机械密封件等的轴封部件10B。排气壳体9的开口部由电机凸缘12封闭。

如图7所示，第一级叶轮4以及第二级叶轮5分别具有圆筒形的轮毂部41、和从轮毂部41等间隔地以放射状延伸的多个叶片42。在排气侧的第二级叶轮5的轮毂部41，在面对轴封部件10B的收容空间一侧，形成有从轮毂部41的外周向径向外侧延伸的圆环状的侧板43。侧板43的外径D5设定得比轴封部件10B的收容空间的内径D3大。也就是说，第二级叶轮5中的轴封部件10B的收容空间的内径D3、第二级叶轮5的轮毂直径D4、与侧板43的外径D5之间的关系设定为D5＞D3＞D4。因此，由液膜和相邻的两片叶片42所形成的各叶片室中的面对轴封部件10B的收容空间一侧以及轮毂部侧(基部侧)，通过具有比轴封部件10B的收容空间的内径D3大的外径D5的侧板43所封闭。因此，由壳体两侧壁、液膜和相邻的两片叶片42所形成的各叶片室不会经由轴封部件10B的收容空间相互连通，能够形成作为密闭空间的各叶片室。

如图7所示，第一级叶轮4和第二级叶轮5安装于电机6的主轴7的轴端部。支承第一级叶轮4和第二级叶轮5的主轴7通过设在电机6的电机壳体13上的轴承14而以悬臂构造(overhang构造)支承。在图7中，将收容第一级叶轮4和第二级叶轮5的壳体图示为单独的壳体3，但也可以将第一级叶轮4和第二级叶轮5分别收容于分体的壳体。

图8是具体表示第二级泵室2以及配置于第二级泵室2内的第二级叶轮5的图，并是图7的VIII－VIII线剖视图。如图8所示，壳体3在内部具有圆形的内部空间，该内部空间成为第二级泵室2。在主轴7上固定有第二级叶轮5，第二级叶轮5相对于壳体3的圆形的内部空间(第二级泵室2)是偏心的。第二级叶轮5具有圆筒形的轮毂部41、和从轮毂部41等间隔地以放射状延伸的多个叶片42。图8中，在壳体3的内部空间供给了充满其大约一半容积的量的液体(例如，水)。当第二级叶轮5旋转时，多个叶片42向第二级叶轮5的外周方向将液体舀出，液体因离心力沿着壳体3的内面旋转，形成环状的液膜(液环)LF。在第二级泵室2中，利用由壳体两侧壁、液膜LF和相邻的两片叶片42所形成的各叶片室Rb的容积变化压缩气体来发挥泵作用。

图9A、图9B是表示图7以及图8所示的本发明第二级叶轮5(图9A)、和图11所示的以往的第二级叶轮5(图9B)的立体图。

如图9A所示，本发明第二级叶轮5具有圆筒形的轮毂部41、从轮毂部41等间隔地以放射状延伸的多个叶片42、和从轮毂部41向径向外侧延伸的圆环状的侧板43。具有轮毂部41、多个叶片42以及侧板43的第二级叶轮5是通过铸造一体成型的。侧板43位于面对轴封部件10B的收容空间一侧并设于轮毂部41的端部，另外，侧板43与各叶片42的宽度方向端面42a以及径向内端42b连接(参照图7)。另外，在轮毂部41上形成有用于将主轴7嵌合的贯穿孔41h和用于插入键的键槽41k等。

图9B所示的以往的第二级叶轮5，如图11所示地不具有侧板43，但具有用于将相邻的两片叶片42彼此连结而以圆环形状形成的连结杆44。连结杆44在各叶片42的前端部设于宽度方向的中央部。以往的第二级叶轮5与图9A所示的本发明第二级叶轮5的不同点在于，不具有侧板43的点和具有连结杆44的点。

在以往的第二级叶轮5中，连结杆44是为了提高各叶片42的刚性而设的，但在本发明第二级叶轮5中，能够通过侧板43提高各叶片42的刚性，由此省略了连结杆44。

图10A是表示本发明第二级叶轮5的其他实施方式的立体图，图10B是表示图10A的A部的截面形状的示意图，图10C是表示图10A的B部的截面形状的示意图。

如图10A所示，本实施方式的第二级叶轮5具有用于将相邻的两片叶片42彼此连结而以圆环状形成的连结杆44。也就是说，本实施方式的第二级叶轮5并用了连结杆44和侧板43。连结杆44在各叶片42的前端部位于各叶片42的宽度方向端部，且位于侧板43的外周侧。图10A所示的第二级叶轮5中的其他构成与图9A所示的第二级叶轮5相同。

图10B是表示连结杆44的截面形状的图。如图10B所示，连结杆44的截面形状为半圆(左端)、三角(左起第二个)、梯形(左起第三个)、沿垂直方向具有长轴的半椭圆(左起第四个)、沿水平方向具有长轴的半椭圆(右端)等。连结杆44的截面形状均为从叶片42的宽度方向端部侧(图10B中左侧)趋向宽度方向内侧(图10B中右侧)而前端变窄。

图10C是表示侧板43的截面形状的图。如图10C所示，侧板43的截面形状为长方形(左侧)、梯形(右侧)等。由右侧的图所示的侧板43的截面形状为从轮毂部41向着叶片42的外周侧而前端细窄。

接着，从铸造的观点来说明图9B所示的以往的第二级叶轮5、和图10A所示的本发明第二级叶轮5。

如图9B所示，以往的叶轮的连结杆44平行于与主轴7的轴向正交的面，且配置于宽度方向中心，将上模具和下模具的分型面设定于连结杆部，来进行铸造。

在并用连结杆44和侧板43的情况下，若如以往的叶轮那样的在宽度方向中心形成连结杆，则无法设定模具的分型面而难以制作。因此，如图10A所示的本发明的叶轮那样，将侧板43和连结杆44设在第二级叶轮5的排气侧，且将连结杆44的截面形状设为半圆，由此能够进行模具分型。如图10B所示，连结杆44的截面形状只要为三角、梯形等的多角形、半椭圆等能够实现模具分型的截面形状，就能够任意地设定。

在实施方式中，说明了具有两级叶轮的两级液封式真空泵，但当然本发明也能够适用于具有单级叶轮的液封式真空泵。

至此说明了本发明的实施方式，但本发明并不限定于上述实施方式，当然在其技术思想的范围内，可以以各种不同的方式来实施。

工业实用性

本发明能够利用于在电机的主轴(旋转轴)的轴端部安装有两级叶轮(impeller)的两级液封式真空泵。另外，本发明能够利用于如下的液封式真空泵，其具有圆形壳体、相对于圆形壳体的中心偏心地安装的叶轮、和设置在支承叶轮的主轴将壳体贯穿的部分上的轴封部。

Claims

1.一种液封式真空泵，其具有收容密封液的壳体、和所述壳体内所收容的至少一个叶轮，该液封式真空泵的特征在于，

在支承所述叶轮的主轴将壳体贯穿的部分上设有轴封部件，

所述叶轮具备：具有供所述主轴穿插的孔的圆筒状的轮毂部；从所述轮毂部向径向外侧延伸的多个叶片；和在面对所述轴封部件一侧从所述轮毂部的外周向径向外侧延伸的圆环状的侧板，

所述侧板与各所述叶片的宽度方向端面以及径向内端连接，

所述侧板的外径比形成于所述壳体的轴封部件收容空间的内径大，

所述侧板将所述轴封部件收容空间封闭。

2.根据权利要求1所述的液封式真空泵，其特征在于，

所述侧板的端面的至少一个面平行于与所述主轴的轴向正交的面。

3.根据权利要求1所述的液封式真空泵，其特征在于，

具有所述轮毂部、多个所述叶片和所述侧板的所述叶轮是通过铸造而一体成型的。

4.根据权利要求1所述的液封式真空泵，其特征在于，

具有将多个所述叶片在相邻的叶片间相互连结的圆环状的连结杆，

所述连结杆位于各所述叶片的宽度方向端部，且位于所述侧板的外周侧。

5.根据权利要求4所述的液封式真空泵，其特征在于，

所述连结杆具有从各所述叶片的宽度方向端部侧趋向宽度方向内侧而前端变窄的截面形状。

6.根据权利要求1所述的液封式真空泵，其特征在于，

所述液封式真空泵由具有吸气侧的第一级叶轮和排气侧的第二级叶轮的两级液封式真空泵构成，

所述侧板设在所述第二级叶轮。