JP2000186686A - 高温ガスを取扱うロータリ形多段真空ポンプ装置 - Google Patents

高温ガスを取扱うロータリ形多段真空ポンプ装置

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JP2000186686A
JP2000186686A JP10364935A JP36493598A JP2000186686A JP 2000186686 A JP2000186686 A JP 2000186686A JP 10364935 A JP10364935 A JP 10364935A JP 36493598 A JP36493598 A JP 36493598A JP 2000186686 A JP2000186686 A JP 2000186686A
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JP
Japan
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pump
oil
gear
vacuum pump
oil tank
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JP10364935A
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English (en)
Inventor
Shigeharu Kanbe
重治 神辺
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UNOZAWA GUMI IRON WORKS
Unozawa gumi Iron Works Ltd
Original Assignee
UNOZAWA GUMI IRON WORKS
Unozawa gumi Iron Works Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高温ガスを取扱うロータリ形多段真空ポンプ
装置について、高温のガスを冷却することなく高温のま
まで取扱い、真空ポンプ装置を適切に運転する。 【解決手段】 真空ポンプの軸20A,20Bを支承す
る軸受351,352のハウジング側にメカニカルシー
ル51,52が設けられ、1本の軸端には潤滑油28
1,282を送るための油ポンプ25が取付けられ、ポ
ンプの吸込口26はギヤを収容するギヤ側油槽271の
潤滑油に連通させられ、吐出口29はギヤ側および駆動
側のメカニカルシール支持体341,342に連通する
送油管311,312に連通させられ、駆動側油槽27
2からギヤ側油槽271へ導びかれる返還油配管36が
設けられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は高温ガスを取扱うロ
ータリ形多段真空ポンプ装置に関する。本発明は、吸込
ガス温度が非常に高く、例えば150℃〜250℃のガ
スを取扱う真空ポンプ装置に適用することができる。
【0002】
【従来の技術】一般に真空ポンプの吸込ガスが高温の場
合は、ポンプのハウジング外周やロータ内から冷却水に
よってガスを冷却する方法や、吸込直前にガス冷却器を
設置し吸込ガスを冷却する方法、などの対策が講じられ
てきた。ハウジングの外周からの冷却では、ハウジング
内の高い温度がロータを支承する軸により伝熱され、軸
受を使用可能温度以上に高温に加熱するので、使用上最
大の問題となっていた。またロータ内から冷却水によっ
てガスを冷却する方法では、回転体であるロータに給水
しなければならず、構造が複雑となり機構上の安定を得
るのが困難であった。そして吸込口直前にガス冷却器を
設置し吸込みガスを冷却する方法では、ガスの圧力と温
度によって定まる析出温度よりも低い温度になると、ガ
スが固体として析出し、真空ポンプの運転が困難であっ
た。
【0003】従来利用されている、ハウジングを外周か
ら冷却する多段真空ポンプの例として第1ポンプ区分、
第2ポンプ区分、第3ポンプ区分、を持った3段ロータ
リ形真空ポンプが、図7に示されている。図8は図7に
示されるポンプのVIII−VIII断面であり、図9は図7の
IX−IX断面図である。本ポンプの構造は以下の通りであ
る。図7において、隔壁1で第1ポンプ区分と第2ポン
プ区分に区切られ、隔壁2で第2ポンプ区分と第3ポン
プ区分に区切られており、図8において、第1軸3と第
2軸4は各ポンプ区分を貫通してそれぞれ2個所の軸受
機構5で支承され、タイミングギヤセット6で互いに反
対方向に回転するように組み込まれている。そしてハウ
ジング外周部には冷却水7を流すための流路が設けられ
ている。第1軸は、外部へ貫通し電動機により駆動する
ことができる。
【0004】このポンプ装置の動作は図7〜図9に示さ
れるように第1ポンプ区分において、ポンプの吸込気体
G51は、ポンプの吸込口8を通り第1ポンプ区分の吸
込口9から吸込気体G51として吸込まれ、ロータ10
A,10Bの作動にもとづき移送され、ハウジング外周
部の冷却水により冷却された吐出気体G52は、連結路
11を通り次段へと導かれる。各段において上記作用が
繰り返されポンプ吐出口12より排気される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】以上のような構造と作
用であるが、ハウジング内でロータにより移送され圧縮
された気体は圧縮熱により加熱される。そしてハウジン
グ外周の冷却水7により一部は冷却されるが、ロータは
冷却されていないので、ハウジング内の高い温度がロー
タを支承する軸3,4により伝熱され、軸受けが使用可
能温度以上に加熱される問題があった。
【0006】また図10に示される様にジャーナル継ぎ
手13等の機構と、貫通する軸を通ってロータ10A,
10B内に注水した冷却水14により、ガスを冷却し反
対側の軸端17,18より排水する方法では、ロータを
支承する中空軸15,16により伝熱されることはない
が、回転体であるロータに給水しなければならず、構造
が複雑となり、水漏れの発生がある等、機構上の安定を
得るのが困難であった。
【0007】吸込口直前にガス冷却器を設置し、ガスを
冷却し吸込口に導入する方法では、ガスの圧力と温度に
よって定まる析出温度よりも低い温度になると、ガスは
固体として析出し、真空ポンプの運転は困難であった。
【0008】本発明の主な目的は、前述の従来形におけ
る問題点に鑑み、高温のガスを冷却することなく、高温
のまま安全に取扱うことができる、ロータリ形多段真空
ポンプ装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明においては、ロー
タリ形真空ポンプが複数のポンプ区分により形成され、
軸受に支承される各ポンプ区分の軸が設けられ、これら
の軸に固定されるロータが設けられ、該軸端にはロータ
を同期回転させるための一対のギヤが設けられ、そして
各ポンプ区分を内蔵するハウジングには、吸込口、吐出
口が設けられ、各ポンプ区分の吐出口と次段のポンプ区
分の吸込口との連結路が設けられ、圧縮される気体は、
この連結路を通り次段に吸い込まれ、順次各段において
圧縮されるロータリ形多段真空ポンプ装置において、該
軸を支承する4個の軸受のハウジング側にはメカニカル
シールを設け、1本のギヤ側軸端には潤滑油を送るため
の油ポンプを取り付け、該ポンプの吸込口はギヤを収容
するギヤケースの潤滑油に連通させられ、吐出口はギヤ
側及び駆動側のそれぞれ2個所のメカニカルシール支持
体に連通する送油管に連通させられ、駆動側油槽からギ
ヤ側油槽へ導かれる返還油配管が設けられている、こと
を特徴とする、ロータリ形多段真空ポンプ装置が提供さ
れる。
【0010】一般に、ハウジング内の圧力は1段目が高
真空であり、3段目は大気圧力近傍になっている。この
ことは、ギヤ側油槽内と駆動側油槽内の圧力が異なり、
両油槽を連通させても、油は圧力の低い方に流れるの
で、駆動側油槽の潤滑油をギヤ側油槽内に流入させるこ
とは出来なかった。本発明による装置においては、軸受
のハウジング側でメカニカルシールを設け、圧力を封止
し、両油槽を大気圧力と連通させ、内部圧力を均しく
し、両油槽を連通する返還油配管を設けることが可能と
なった。両油槽内の圧力を均しくすることにより、軸に
スラスト荷重を発生させることがなく、軸の固定が容易
になり、軸受寿命を延ばすことができる。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明による一実施例として、3
段のロータリ形真空ポンプ装置を、図1から図6によっ
て説明する。図2は図1に示されるポンプのII−II断面
図であり、図3は図1における左側のメカニカルシー
ル、図4は図1における右側のメカニカルシールをそれ
ぞれ示す図である。図5は図2のV−V矢視図、図6は
図1のVI−VI断面図である。
【0012】図1、および図2に示される真空ポンプ装
置においては、ロータリ形真空ポンプが複数のポンプ区
分により形成され、軸受に支承される各ポンプ区分の軸
が設けられ、これらの軸に固定されるロータが設けら
れ、該軸端にはロータを同期回転させるための一対のギ
ヤが設けられ、そして各ポンプ区分を内蔵するハウジン
グには、吸込口、吐出口が設けられ、各ポンプ区分の吐
出口と次段のポンプ区分の吸込口との連結路があり、圧
縮される気体は、この連結路を通り次段に吸込まれ、順
次各段において圧縮される。第1ポンプ区分において、
ポンプの吸込気体G21は、ポンプの吸込口21を通り
第1ポンプ区分の吸込口23から吸込気体として吸込ま
れ、ロータ22A,22Bの作動にもとづき移送され、
吐出気体G22は吐出口24より連結路を通り次段へと
導かれる。そして各段において上記作用が繰り返され
る。該真空ポンプにおいて、ギヤ側軸端には潤滑油を送
るための油ポンプ25を取り付け、該ポンプの吸込口2
6はギヤを収容するギヤ側油槽271内の潤滑油281
に連通されているので、この潤滑油を吸込み、そして吐
出口29はメカニカルシール支持体34に連通している
送油管311,312が設けられているので、メカニカ
ルシール支持体34に送油される。
【0013】メカニカルシール51,52の詳細は図
3、図4に示されている。潤滑油はギヤを収容するギヤ
側油槽271から吸込まれメカニカルシール支持体34
1,342を経て軸受351,352に送られ、1部は
ギヤを収容するギヤ側油槽271へ、残部は駆動側油槽
272に流入する。そして駆動側油槽272内の潤滑油
282は返還油配管36を経てギヤ側油槽271に返還
されるので、潤滑油を循環させることが可能となる。
【0014】そして図5に示すように、温度が上昇した
油を冷却するための冷却器37をギヤ側油槽内に設け
る。以上の様に、該潤滑油は2本の軸20A,20Bを
支承する軸受351,352及びメカニカルシール5
1,52を潤滑と冷却をし、しかも軸を十分に冷却する
ことが可能なので、軸受が使用可能温度以上に加熱され
ることはない。
【0015】図3、図4にはメカニカルシール51,5
2の詳細が示されている。図3、図4に示されるように
真空ポンプ下部より導入された潤滑油は、4個のメカニ
カルシールの固定環511,521部に達し、軸を包む
様に流れ、軸を冷却すると共に、メカニカルシールの固
定環511,521と回転環512,522のシール面
と軸受を潤滑並びに冷却をし、軸受側より油槽に落下す
る。一方余分な潤滑油はメカニカルシール上部から油槽
に連通する孔部を通って溢流する。
【0016】本発明の実施例による真空ポンプ装置にお
いては、潤滑油の循環により、メカニカルシールおよび
軸受を潤滑および冷却し、軸は十分に冷却され、軸受が
使用可能温度以上に加熱されることはない。ハウジング
内のガスを高温に維持しても、軸受やギヤ等は高温のハ
ウジングから守られるので、吸込ガスを冷却する必要は
なく、冷却によって析出するようなガスを取り扱うこと
ができる。それにより真空ポンプは適切に運転される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による真空ポンプ装置を示す
図。
【図2】図1におけるII−II断面図。
【図3】図1における左側のメカニカルシールを示す
図。
【図4】図1における右側のメカニカルシールを示す
図。
【図5】図2におけるV−V矢視図。
【図6】図1におけるVI−VI断面図。
【図7】従来の真空ポンプ装置の一例を示す図。
【図8】図7におけるVIII−VIII断面図。
【図9】図7におけるIX−IX断面図。
【図10】従来の真空ポンプ装置の一例を示す図。
【符号の説明】
20A,B…軸 21…吸込口 22A,B…ロータ 23…1段目吸込口 24…1段目吐出口 25…油ポンプ 26…油ポンプの吸込口 271…ギヤ側油槽 281…潤滑油 29…油ポンプの吐出口 51,52…メカニカルシール 311,312…送油管 272…駆動側油槽 282…駆動側潤滑油 34…メカニカルシール支持体 351,352…軸受 36…返還油配管 37…冷却器 G21…吸込気体 G22…吐出気体 511,521…固定環 512,522…回転環

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ロータリ形真空ポンプが複数のポンプ区
    分により形成され、軸受けに支承される各ポンプ区分の
    軸、これらの軸に固定されるロータ、該ロータを同期回
    転させるための軸端の一対のギヤ、および潤滑油を溜め
    る油槽が設けられ、各ポンプ区分を内蔵するハウジング
    には、吸込口、吐出口が設けられ、各ポンプ区分の吐出
    口と次段のポンプ区分の吸込口との連結路が設けられ、
    圧縮される気体は、この連結路を通り次段に吸込まれ、
    順次各段において圧縮されるロータリ形多段真空ポンプ
    において、 該軸を支承する4個の軸受のハウジング側にはメカニカ
    ルシールが設けられ、1本の軸端には潤滑油を送るため
    の油ポンプが取付けられ、該ポンプの吸込口はギヤを収
    容するギヤ側油槽の潤滑油に連通させられ、吐出口はギ
    ヤ側及び駆動側のそれぞれ2個のメカニカルシール支持
    体に連通する送油管に連通させられ、駆動側油槽からギ
    ヤ側油槽へ導びかれる返還油配管が設けられている、こ
    とを特徴とするロータリ形多段真空ポンプ装置。
JP10364935A 1998-12-22 1998-12-22 高温ガスを取扱うロータリ形多段真空ポンプ装置 Pending JP2000186686A (ja)

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EP99118106A EP1013934A1 (en) 1998-12-22 1999-09-10 Multi-stage rotary vacuum pump used for high temperature gas

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008152713A1 (ja) * 2007-06-13 2008-12-18 Kashiyama Industries, Ltd. ルーツ式ポンプおよびルーツ式ポンプ製造方法
CN103228921A (zh) * 2010-11-17 2013-07-31 株式会社爱发科 真空排气装置的联接结构和真空排气系统

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CN103228921B (zh) * 2010-11-17 2015-11-25 株式会社爱发科 真空排气装置的联接结构和真空排气系统

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