JP2002039092A - ターボ形ドライポンプ - Google Patents
ターボ形ドライポンプInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C37/00—Cooling of bearings
- F16C37/002—Cooling of bearings of fluid bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D17/00—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
- F04D17/08—Centrifugal pumps
- F04D17/16—Centrifugal pumps for displacing without appreciable compression
- F04D17/168—Pumps specially adapted to produce a vacuum
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D23/00—Other rotary non-positive-displacement pumps
- F04D23/008—Regenerative pumps
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- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/05—Shafts or bearings, or assemblies thereof, specially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/051—Axial thrust balancing
- F04D29/0513—Axial thrust balancing hydrostatic; hydrodynamic thrust bearings
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- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/58—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer
- F04D29/582—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer specially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/584—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer specially adapted for elastic fluid pumps cooling or heating the machine
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 軸受を冷却した冷却ガスが高温で排出されな
いようにしたターボ形ドライポンプを提供する。 【解決手段】 ターボ形ポンプ機構のスラスト用フォイ
ル軸受５を冷却する冷却ガスを供給する供給パイプ１０
と、ハウジング１から排出する排出パイプ１１を熱交換
器１４を介して接続し、循環路を構成するラインに熱交
換器１４を設ける。したがって、冷却ガスが高温で排出
されても、この熱交換器１４で冷却媒体により熱量が奪
われて低温化され、またポンプの排気ガスがこの冷却ガ
スライン系に流入しても、その排気ガスが大気に放出さ
れることはない。
いようにしたターボ形ドライポンプを提供する。 【解決手段】 ターボ形ポンプ機構のスラスト用フォイ
ル軸受５を冷却する冷却ガスを供給する供給パイプ１０
と、ハウジング１から排出する排出パイプ１１を熱交換
器１４を介して接続し、循環路を構成するラインに熱交
換器１４を設ける。したがって、冷却ガスが高温で排出
されても、この熱交換器１４で冷却媒体により熱量が奪
われて低温化され、またポンプの排気ガスがこの冷却ガ
スライン系に流入しても、その排気ガスが大気に放出さ
れることはない。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ハウジング内にオ
イルを持ち込まず作動し、オイルフリーな環境が要求さ
れる用途に利用されるターボ形ドライポンプに関する。
イルを持ち込まず作動し、オイルフリーな環境が要求さ
れる用途に利用されるターボ形ドライポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】この種のドライポンプは、円筒状のハウ
ジング内に軸受を介してロータを軸着するとともにこの
ロータと前記ハウジングの内周に形成したステータとの
間でガス圧縮のポンプ作用を行う円周流ポンプを多段に
設け、ハウジングの軸方向一端側の吸気口からのガスを
圧縮しハウジングの軸方向他端側の排気口に排出する。
この円周流ポンプは非接触形でターボ形ポンプに属する
ものである。しかも、このターボ形ドライポンプは大気
圧の状態から排気が可能で真空域をつくることができ
る。このようなドライポンプにおける軸受としては、メ
ンテナンスに便利であり寿命も長く、完全なオイルフリ
ー環境を実現できる動圧ガス軸受が提案されている。
ジング内に軸受を介してロータを軸着するとともにこの
ロータと前記ハウジングの内周に形成したステータとの
間でガス圧縮のポンプ作用を行う円周流ポンプを多段に
設け、ハウジングの軸方向一端側の吸気口からのガスを
圧縮しハウジングの軸方向他端側の排気口に排出する。
この円周流ポンプは非接触形でターボ形ポンプに属する
ものである。しかも、このターボ形ドライポンプは大気
圧の状態から排気が可能で真空域をつくることができ
る。このようなドライポンプにおける軸受としては、メ
ンテナンスに便利であり寿命も長く、完全なオイルフリ
ー環境を実現できる動圧ガス軸受が提案されている。
【０００３】この動圧ガス軸受としては、薄片すなわち
フォイルを使用するフォイル軸受やティルティングパッ
ドを使用するティルティングパッド軸受、さらにはスパ
イラル方式を採用するスパイラル軸受等がある。たとえ
ばフォイル軸受の場合、支持する支持面と支持される回
転体の面が近接対向された間にフォイルが片持ち状に設
置され、フォイルによって回転方向に漸次狭小となる楔
状の隙間が形成される。そしてこの楔状隙間に気体（ガ
ス）を巻き込んで動圧を発生させ、回転体を基体面に対
して支承するものである。したがって玉軸受のようにオ
イルを使用するというものではなく、完全なオイルフリ
ー環境（ドライ）が実現される。
フォイルを使用するフォイル軸受やティルティングパッ
ドを使用するティルティングパッド軸受、さらにはスパ
イラル方式を採用するスパイラル軸受等がある。たとえ
ばフォイル軸受の場合、支持する支持面と支持される回
転体の面が近接対向された間にフォイルが片持ち状に設
置され、フォイルによって回転方向に漸次狭小となる楔
状の隙間が形成される。そしてこの楔状隙間に気体（ガ
ス）を巻き込んで動圧を発生させ、回転体を基体面に対
して支承するものである。したがって玉軸受のようにオ
イルを使用するというものではなく、完全なオイルフリ
ー環境（ドライ）が実現される。
【０００４】動圧ガス軸受は、回転体の回転によって気
流を生じさせ動圧を発生させることから、この気流の摩
擦により発熱が生起する。発熱は器械の変形、さらには
ガタ（ゆるみ）を生じ騒音が発生したり円周流ポンプ機
能の低下にもつながる。このようなことから、通常この
軸受部に冷却ガスを流通させて冷却している。冷却ガス
としては窒素ガス等の不活性ガスが使用される。
流を生じさせ動圧を発生させることから、この気流の摩
擦により発熱が生起する。発熱は器械の変形、さらには
ガタ（ゆるみ）を生じ騒音が発生したり円周流ポンプ機
能の低下にもつながる。このようなことから、通常この
軸受部に冷却ガスを流通させて冷却している。冷却ガス
としては窒素ガス等の不活性ガスが使用される。
【０００５】ところで、この種のドライポンプにおいて
は、円周流ポンプの構成上非接触であり、円周流ポンプ
の回転体を支持する軸受部と円周流ポンプ部は連通して
いる。したがって、軸受部の冷却ガスと円周流ポンプ部
による排気ガスの混入が起こり得る。冷却ガスに対し、
真空排気するガス（気体）の量は桁違いに少なく微量で
ある。したがって、たとえばこの種ドライポンプを半導
体製造装置などに利用する場合では、取り扱う真空排気
するガスが腐蝕性のあるガスの場合は、排気したガスは
適切な処理をする必要があるわけであるが、腐蝕性ガス
が混入した冷却ガスを外部に排出した後、適切に処理す
ることが必要である。そのためにこの種のターボ形ドラ
イポンプでは、排気口側より軸方向他端側の回転体とス
テータを互いに近接対向させてシール機構を構成すると
ともに、このシール機構の位置より他端側のハウジング
にて軸受を冷却する冷却ガスを供給、排出するガスライ
ン系を設けている。
は、円周流ポンプの構成上非接触であり、円周流ポンプ
の回転体を支持する軸受部と円周流ポンプ部は連通して
いる。したがって、軸受部の冷却ガスと円周流ポンプ部
による排気ガスの混入が起こり得る。冷却ガスに対し、
真空排気するガス（気体）の量は桁違いに少なく微量で
ある。したがって、たとえばこの種ドライポンプを半導
体製造装置などに利用する場合では、取り扱う真空排気
するガスが腐蝕性のあるガスの場合は、排気したガスは
適切な処理をする必要があるわけであるが、腐蝕性ガス
が混入した冷却ガスを外部に排出した後、適切に処理す
ることが必要である。そのためにこの種のターボ形ドラ
イポンプでは、排気口側より軸方向他端側の回転体とス
テータを互いに近接対向させてシール機構を構成すると
ともに、このシール機構の位置より他端側のハウジング
にて軸受を冷却する冷却ガスを供給、排出するガスライ
ン系を設けている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】動圧ガス軸受は物理的
には非接触の軸受であるが、流体摩擦が行われており、
その発熱量は極めて大きい。また、円周流ポンプも多段
で構成され、このポンプ機構での発熱も大きい。したが
って、冷却ガスの供給、排出を行うガスライン系が設け
られているが、それでも排出口に接続された排出ライン
が非常に高熱となり、そのため高熱による管路破裂や燃
焼、あるいは排出系における弁等の機器を損傷させるこ
とになる。したがって、この排出系における機器等の安
全対策を採用する必要がある。また、軸受を冷却するた
めに必要となる冷却ガスは大量であり、たとえば、ガス
軸受での発熱量が６００Ｗの場合、そこでの温度上昇を
摂氏５０度に抑えるためには約０．０１ｍ３／Ｓの窒素
ガスが必要であり、そのためポンプ運転に必要なランニ
ングコストが高くなる。さらに、真空ポンプとして排気
するガス体が腐蝕性ガスのような場合、上述のようなシ
ール機構を有するとしても、万が一ポンプ自体が故障を
おこし、損傷した場合、冷却ガスラインを介して外部に
排出され問題となる。この外部漏洩を防止させるために
は、この排出系に腐蝕ガス処理装置が必要となる。本発
明はこのような問題を解決するターボ形ドライポンプを
提供せんとするものである。
には非接触の軸受であるが、流体摩擦が行われており、
その発熱量は極めて大きい。また、円周流ポンプも多段
で構成され、このポンプ機構での発熱も大きい。したが
って、冷却ガスの供給、排出を行うガスライン系が設け
られているが、それでも排出口に接続された排出ライン
が非常に高熱となり、そのため高熱による管路破裂や燃
焼、あるいは排出系における弁等の機器を損傷させるこ
とになる。したがって、この排出系における機器等の安
全対策を採用する必要がある。また、軸受を冷却するた
めに必要となる冷却ガスは大量であり、たとえば、ガス
軸受での発熱量が６００Ｗの場合、そこでの温度上昇を
摂氏５０度に抑えるためには約０．０１ｍ３／Ｓの窒素
ガスが必要であり、そのためポンプ運転に必要なランニ
ングコストが高くなる。さらに、真空ポンプとして排気
するガス体が腐蝕性ガスのような場合、上述のようなシ
ール機構を有するとしても、万が一ポンプ自体が故障を
おこし、損傷した場合、冷却ガスラインを介して外部に
排出され問題となる。この外部漏洩を防止させるために
は、この排出系に腐蝕ガス処理装置が必要となる。本発
明はこのような問題を解決するターボ形ドライポンプを
提供せんとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明が提供するターボ
形ドライポンプは、上記課題を解決するために、円筒状
のハウジング内に軸受を介して回転体を軸着するととも
にこの回転体の円周部と前記ハウジングの内周に形成し
たステータとの間でガス圧縮のポンプ作用を行う円周流
ポンプを前記回転体の軸方向に多段に設け、ハウジング
の軸方向一端側の吸気口からのガスを圧縮しハウジング
の軸方向他端側の排気口に排出するポンプであって、前
記排気口より軸方向他端側の回転体とステータを互いに
近接対向させてシール機構を構成するとともに、このシ
ール機構の位置より他端側のハウジングに前記軸受を冷
却する冷却ガスを前記軸受に供給する供給口と、前記シ
ール機構の位置より他端側のハウジングに前記軸受を冷
却したガスを外部に排出する排出口を設けたターボ形ド
ライポンプにおいて、前記排出口に接続した冷却ガスの
排出ラインに熱交換器を介設したものである。したがっ
て、この熱交換器により熱交換器の冷却媒体に冷却ガス
の熱が奪われ、低温のガスとなって排出されることにな
る。
形ドライポンプは、上記課題を解決するために、円筒状
のハウジング内に軸受を介して回転体を軸着するととも
にこの回転体の円周部と前記ハウジングの内周に形成し
たステータとの間でガス圧縮のポンプ作用を行う円周流
ポンプを前記回転体の軸方向に多段に設け、ハウジング
の軸方向一端側の吸気口からのガスを圧縮しハウジング
の軸方向他端側の排気口に排出するポンプであって、前
記排気口より軸方向他端側の回転体とステータを互いに
近接対向させてシール機構を構成するとともに、このシ
ール機構の位置より他端側のハウジングに前記軸受を冷
却する冷却ガスを前記軸受に供給する供給口と、前記シ
ール機構の位置より他端側のハウジングに前記軸受を冷
却したガスを外部に排出する排出口を設けたターボ形ド
ライポンプにおいて、前記排出口に接続した冷却ガスの
排出ラインに熱交換器を介設したものである。したがっ
て、この熱交換器により熱交換器の冷却媒体に冷却ガス
の熱が奪われ、低温のガスとなって排出されることにな
る。
【０００８】さらに本発明が第２に提供するターボ形ド
ライポンプにおいては、円周流ポンプにおけるステータ
に近接したハウジングにジャケットを設け、このジャケ
ットに冷却媒体を流通させるようにしたものである。し
たがって、円周流ポンプからの発熱が抑えられることに
なる。
ライポンプにおいては、円周流ポンプにおけるステータ
に近接したハウジングにジャケットを設け、このジャケ
ットに冷却媒体を流通させるようにしたものである。し
たがって、円周流ポンプからの発熱が抑えられることに
なる。
【０００９】本発明が第３に提供するターボ形ドライポ
ンプは、冷却ガスの排出ラインにおける熱交換器とジャ
ケットの冷却媒体を同一源としたものである。したがっ
て、ポンプの低温化機構が簡略な構成となる。
ンプは、冷却ガスの排出ラインにおける熱交換器とジャ
ケットの冷却媒体を同一源としたものである。したがっ
て、ポンプの低温化機構が簡略な構成となる。
【００１０】さらに、本発明が第４に提供するターボ形
ドライポンプは、ガス軸受を冷却する冷却ガスの排気口
と供給口をハウジング外方にて接続して循環路を形成さ
せ、この循環路に熱交換器を介設したものである。した
がって、冷却ガスの排出ラインは大気に開放されておら
ず、ポンプ自体が万が一の事故で故障したとき、真空排
気の対象ガスが腐蝕ガスであっても、このガスが冷却ガ
スのガスラインを介して大気に放出されることはない。
ドライポンプは、ガス軸受を冷却する冷却ガスの排気口
と供給口をハウジング外方にて接続して循環路を形成さ
せ、この循環路に熱交換器を介設したものである。した
がって、冷却ガスの排出ラインは大気に開放されておら
ず、ポンプ自体が万が一の事故で故障したとき、真空排
気の対象ガスが腐蝕ガスであっても、このガスが冷却ガ
スのガスラインを介して大気に放出されることはない。
【００１１】さらに、本発明が第５に提供するターボ形
ドライポンプは、冷却ガスの循環路に冷却ガスを補充で
きる冷却ガス源を接続し、常時微量のガスを供給するこ
とにより循環路に真空排気の対象ガスが流されることを
防ぎ、循環流路内の機器への腐食等を防ぐことができ
る。
ドライポンプは、冷却ガスの循環路に冷却ガスを補充で
きる冷却ガス源を接続し、常時微量のガスを供給するこ
とにより循環路に真空排気の対象ガスが流されることを
防ぎ、循環流路内の機器への腐食等を防ぐことができ
る。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明によるターボ形ドラ
イポンプを図面に示す実施例にしたがって説明する。図
１は本発明が提供するターボ形ドライポンプＤＰの基本
的な構成を示す図で、ポンプ全体を縦断面して示してい
る。
イポンプを図面に示す実施例にしたがって説明する。図
１は本発明が提供するターボ形ドライポンプＤＰの基本
的な構成を示す図で、ポンプ全体を縦断面して示してい
る。
【００１３】このドライポンプＤＰの主体は、円筒状の
ハウジング１とこのハウジング１の内方で軸受にて回転
自在に軸着された回転体（以下ロータという）２で構成
されている。ハウジング１は具体的には図示のとおり有
底形となっていて、軸方向一端側（上方）の開口部が吸
気口１Ｋであり、中段には軸方向他端側（下方）にて排
気口１Ｈが設置されている。そしてロータ２の円周部と
ハウジング１の内周に形成されたステータ部１Ｔとの組
み合わせにより円周流ポンプＳＰが構成されている。こ
の円周流ポンプＳＰはロータ２の軸方向に複数段、すな
わち多段に設けられている。なお、図１に示される実施
例においては、円周流ポンプＳＰの上方にねじ溝ポンプ
ＮＰが設置されたいわゆるハイブリッド形のドライポン
プの例が示されている。
ハウジング１とこのハウジング１の内方で軸受にて回転
自在に軸着された回転体（以下ロータという）２で構成
されている。ハウジング１は具体的には図示のとおり有
底形となっていて、軸方向一端側（上方）の開口部が吸
気口１Ｋであり、中段には軸方向他端側（下方）にて排
気口１Ｈが設置されている。そしてロータ２の円周部と
ハウジング１の内周に形成されたステータ部１Ｔとの組
み合わせにより円周流ポンプＳＰが構成されている。こ
の円周流ポンプＳＰはロータ２の軸方向に複数段、すな
わち多段に設けられている。なお、図１に示される実施
例においては、円周流ポンプＳＰの上方にねじ溝ポンプ
ＮＰが設置されたいわゆるハイブリッド形のドライポン
プの例が示されている。
【００１４】以下この構成を詳述すると、まずハウジン
グ１の内周上段にはねじ溝１Ｍが刻設されていて、この
ねじ溝１Ｍに近接すべくロータ２における上段の円筒部
２Ｐが対向している。このねじ溝１Ｍとロータ２の円筒
部２Ｐの組み合わせによって、上記ねじ溝ポンプ機構Ｎ
Ｐが構成され、ロータ２の回転によって気体の粘性流域
の分子を圧縮し下方へと圧送する。
グ１の内周上段にはねじ溝１Ｍが刻設されていて、この
ねじ溝１Ｍに近接すべくロータ２における上段の円筒部
２Ｐが対向している。このねじ溝１Ｍとロータ２の円筒
部２Ｐの組み合わせによって、上記ねじ溝ポンプ機構Ｎ
Ｐが構成され、ロータ２の回転によって気体の粘性流域
の分子を圧縮し下方へと圧送する。
【００１５】さらに、ハウジング１の内周中段には、上
記ステータ部１Ｔが多段、具体的には７段、軸方向に積
設されている。他方ロータ２には、その中段から下方に
これら各ステータ部１Ｔ間に挿入されるロータ円周部２
Ｂが対向して設けられている。そしてステータ部１Ｔに
は内周端に溝１Ｇが形成され、他方ロータ円周部２Ｂの
外周端にも溝２Ｇが形成されている。この両溝１Ｇ、２
Ｇの相対的変位にて気流を生起させポンプ機能が作動す
る。このポンプ機能が流路１Ｎを介して後段に順次連接
され全体としてガスの圧縮が行われる。
記ステータ部１Ｔが多段、具体的には７段、軸方向に積
設されている。他方ロータ２には、その中段から下方に
これら各ステータ部１Ｔ間に挿入されるロータ円周部２
Ｂが対向して設けられている。そしてステータ部１Ｔに
は内周端に溝１Ｇが形成され、他方ロータ円周部２Ｂの
外周端にも溝２Ｇが形成されている。この両溝１Ｇ、２
Ｇの相対的変位にて気流を生起させポンプ機能が作動す
る。このポンプ機能が流路１Ｎを介して後段に順次連接
され全体としてガスの圧縮が行われる。
【００１６】この両者はもちろん非接触であるが、その
組み合わせによって円周流ポンプＳＰが形成される。こ
の多段の円周流ポンプＳＰの作動によって、ねじ溝ポン
プ機構ＮＰにて圧送されたガスは、さらに圧縮されて下
方へと圧送され排気路１Ｒを経て排気口１Ｈに排気され
ることになる。すなわち、各段の円周流ポンプＳＰはそ
の円周でガスを圧縮し、終端で流路１Ｎを経て次段の円
周流ポンプＳＰにガスを送り出し、これを各段順次行っ
て排気していくものである。
組み合わせによって円周流ポンプＳＰが形成される。こ
の多段の円周流ポンプＳＰの作動によって、ねじ溝ポン
プ機構ＮＰにて圧送されたガスは、さらに圧縮されて下
方へと圧送され排気路１Ｒを経て排気口１Ｈに排気され
ることになる。すなわち、各段の円周流ポンプＳＰはそ
の円周でガスを圧縮し、終端で流路１Ｎを経て次段の円
周流ポンプＳＰにガスを送り出し、これを各段順次行っ
て排気していくものである。
【００１７】以上がターボ形ドライポンプの基本的な原
理とその作動であるが、ロータ２は図面に示すとおり断
面がＨ形をなしていて、その中央部が回転駆動機構に連
結されるとともに軸着されている。すなわち、３は回転
駆動軸でハウジング１の軸芯上に配置されている。この
回転駆動軸３には中段に軸受のためのフランジ部３Ｆが
顎設され、さらにその下方に電動機（モータ）４が一体
的に設置されている。このモータ４は電機子に相当する
ハウジング１の内周に設置された電機子巻線４Ｍと回転
子に相当する回転駆動軸３に設置された回転子巻線３Ｍ
との組み合わせによって構成され、外部からの電気エネ
ルギー９の供給によって回転駆動軸３を高速回転させる
ものである。なお、図において３Ｓは回転駆動軸３の上
端のねじ部でナット３Ｎと協働し、ロータ２をこの回転
駆動軸３に固着するものである。
理とその作動であるが、ロータ２は図面に示すとおり断
面がＨ形をなしていて、その中央部が回転駆動機構に連
結されるとともに軸着されている。すなわち、３は回転
駆動軸でハウジング１の軸芯上に配置されている。この
回転駆動軸３には中段に軸受のためのフランジ部３Ｆが
顎設され、さらにその下方に電動機（モータ）４が一体
的に設置されている。このモータ４は電機子に相当する
ハウジング１の内周に設置された電機子巻線４Ｍと回転
子に相当する回転駆動軸３に設置された回転子巻線３Ｍ
との組み合わせによって構成され、外部からの電気エネ
ルギー９の供給によって回転駆動軸３を高速回転させる
ものである。なお、図において３Ｓは回転駆動軸３の上
端のねじ部でナット３Ｎと協働し、ロータ２をこの回転
駆動軸３に固着するものである。
【００１８】このような回転体すなわちロータ２は、動
圧ガス軸受からなる軸受機構によってハウジング１に軸
着されている。すなわち、図示例の動圧ガス軸受はフォ
イル形軸受で、具体的にはフランジ部３Ｆとハウジング
１の円筒部１Ｅとの上下隙間にはスラスト軸受としての
スラスト用フォイル軸受５が周囲均等に複数個設置され
ている。フランジ部３Ｆの上下に設置されることで強力
なスラスト力にも対応できるようになっている。
圧ガス軸受からなる軸受機構によってハウジング１に軸
着されている。すなわち、図示例の動圧ガス軸受はフォ
イル形軸受で、具体的にはフランジ部３Ｆとハウジング
１の円筒部１Ｅとの上下隙間にはスラスト軸受としての
スラスト用フォイル軸受５が周囲均等に複数個設置され
ている。フランジ部３Ｆの上下に設置されることで強力
なスラスト力にも対応できるようになっている。
【００１９】他方、回転駆動軸３の上下には、ハウジン
グ１の円筒部１Ｅとの隙間に上下２段にてラジアル用フ
ォイル軸受６が設置されている。これら両方のフォイル
軸受５、６によってロータ２が非接触でかつ円滑に軸受
されている。このような動圧ガス軸受としての両フォイ
ル軸受５、６は非接触形軸受であるが、ガス流による発
熱が生起する。この熱を取り除かねばならない。そこで
図１に示すように冷却ガスの供給口１Ｆが設けられてお
り、ここから供給された冷却ガスによって上記両フォイ
ル軸受５、６の冷却が行われる。
グ１の円筒部１Ｅとの隙間に上下２段にてラジアル用フ
ォイル軸受６が設置されている。これら両方のフォイル
軸受５、６によってロータ２が非接触でかつ円滑に軸受
されている。このような動圧ガス軸受としての両フォイ
ル軸受５、６は非接触形軸受であるが、ガス流による発
熱が生起する。この熱を取り除かねばならない。そこで
図１に示すように冷却ガスの供給口１Ｆが設けられてお
り、ここから供給された冷却ガスによって上記両フォイ
ル軸受５、６の冷却が行われる。
【００２０】このターボ形ドライポンプの構成において
は、さらにフォイル軸受５、６を冷却する冷却ガスと排
気するガス（気体）との混入を阻止する手段が付設され
ている。すなわち、排気口１Ｈより更に他端側すなわち
図示例の下方位において回転体（ロータ）とステータの
組み合わせが設けられている。
は、さらにフォイル軸受５、６を冷却する冷却ガスと排
気するガス（気体）との混入を阻止する手段が付設され
ている。すなわち、排気口１Ｈより更に他端側すなわち
図示例の下方位において回転体（ロータ）とステータの
組み合わせが設けられている。
【００２１】すなわち、図に示すようにロータ２は排気
口１Ｈより下方（ハウジング１の他端側方向）に延設さ
れていて下方端部のロータ２Ｍが設けられている。他
方、ステータ部１Ｔ側も排気口１Ｈより下方に１段のス
テータ１Ｌが設けられている。このロータ２Ｍとステー
タ１Ｌは互いに凹凸状に組み合わされているとともに、
互いに近接して対向されている。すなわち両者２Ｍ、１
Ｌは近接し微小の隙間を有して対向されている。この隙
間は気流が生起しにくい程度の隙間であって、この両者
によりシール機構が構成されている。
口１Ｈより下方（ハウジング１の他端側方向）に延設さ
れていて下方端部のロータ２Ｍが設けられている。他
方、ステータ部１Ｔ側も排気口１Ｈより下方に１段のス
テータ１Ｌが設けられている。このロータ２Ｍとステー
タ１Ｌは互いに凹凸状に組み合わされているとともに、
互いに近接して対向されている。すなわち両者２Ｍ、１
Ｌは近接し微小の隙間を有して対向されている。この隙
間は気流が生起しにくい程度の隙間であって、この両者
によりシール機構が構成されている。
【００２２】このシール機構のさらに下方（ハウジング
１の他端側方向）には冷却ガスの排出口１Ｚが穿設され
ている。冷却ガスは前述したとおり図１に示す供給口１
Ｆから供給され両フォイル軸受５、６を冷却するが、そ
の後ハウジング１の円筒部１Ｅの外方より下方に流れ排
出口１Ｚに至る。このときロータ２Ｍとステータ１Ｌと
の間は非接触であり、冷却ガスは本来ならこの隙間から
円周流ポンプＳＰ側に流れ込もうとするが、この両者間
によるシール機構が構成されているので、冷却ガスは排
出口１Ｚから外部に排出されることになる。
１の他端側方向）には冷却ガスの排出口１Ｚが穿設され
ている。冷却ガスは前述したとおり図１に示す供給口１
Ｆから供給され両フォイル軸受５、６を冷却するが、そ
の後ハウジング１の円筒部１Ｅの外方より下方に流れ排
出口１Ｚに至る。このときロータ２Ｍとステータ１Ｌと
の間は非接触であり、冷却ガスは本来ならこの隙間から
円周流ポンプＳＰ側に流れ込もうとするが、この両者間
によるシール機構が構成されているので、冷却ガスは排
出口１Ｚから外部に排出されることになる。
【００２３】さて、本発明は以上の構成において、つぎ
のような構成が付加されている点に特徴を有するもので
ある。第１の特徴である構成は、冷却ガスの排出口１Ｚ
に排出パイプ１１が接続され、この排出パイプ１１の延
長上に熱交換器１４が設けられている点である。さらに
この構成に加えて冷却ガスの供給口１Ｆに供給パイプ１
０を接続し熱交換器１４を介してこの両パイプ１０、１
１を連結させている点である。この連結によって冷却ガ
スの供給、排出系は循環路を構成する。なお、１２は熱
交換器１４に冷却媒体を供給する供給パイプであり、１
３は熱交換器１４から冷却媒体を排出する排出パイプで
ある。
のような構成が付加されている点に特徴を有するもので
ある。第１の特徴である構成は、冷却ガスの排出口１Ｚ
に排出パイプ１１が接続され、この排出パイプ１１の延
長上に熱交換器１４が設けられている点である。さらに
この構成に加えて冷却ガスの供給口１Ｆに供給パイプ１
０を接続し熱交換器１４を介してこの両パイプ１０、１
１を連結させている点である。この連結によって冷却ガ
スの供給、排出系は循環路を構成する。なお、１２は熱
交換器１４に冷却媒体を供給する供給パイプであり、１
３は熱交換器１４から冷却媒体を排出する排出パイプで
ある。
【００２４】第２の特徴であるで構成は、ステータ部１
Ｔに近接するハウジング１にジャケット１７が形成され
ている点である。本発明実施例においては、モータ４に
近接するハウジング１部分にもジャケット１８が形成さ
れていて、この両ジャケット１７、１８に冷却媒体、た
とえば水を供給する供給パイプ１９と排出する排出パイ
プ２１が設けられている。第３の特徴である構成は、冷
却ガスの供給を行う系、具体的には循環路に冷却ガス源
１５を付設した点にある。この冷却ガス源１５としては
具体的には窒素ガス源が採用される。
Ｔに近接するハウジング１にジャケット１７が形成され
ている点である。本発明実施例においては、モータ４に
近接するハウジング１部分にもジャケット１８が形成さ
れていて、この両ジャケット１７、１８に冷却媒体、た
とえば水を供給する供給パイプ１９と排出する排出パイ
プ２１が設けられている。第３の特徴である構成は、冷
却ガスの供給を行う系、具体的には循環路に冷却ガス源
１５を付設した点にある。この冷却ガス源１５としては
具体的には窒素ガス源が採用される。
【００２５】まず、冷却ガスの供給、排出機構である
が、実用的には供給パイプ１０と排出パイプ１１を熱交
換器１４を介して連接することにより循環路を構成す
る。このような構成によって、構成は簡略でかつ所期の
目的が達成される。すなわち、排出された冷却ガスは熱
交換器１４にて冷却媒体（水）によって熱を奪われて低
温化される。と同時に、低温化されたその冷却ガスが再
度供給口１Ｆに導かれるため、再度ガス軸受部の冷却を
行うので経済的である。２２はファンで熱交換器１４を
出てきた冷却ガスを供給口１Ｆに向かい送風させる。さ
らにこの供給パイプ１０には開閉弁１６を介して冷却ガ
ス源１５が接続されていて、冷却ガス系のガス量がシー
ル機構より円周流ポンプＳＰ側に微量及び流出リーク等
により少なくなった分、この冷却ガス源１５より補給さ
れるようになっている。
が、実用的には供給パイプ１０と排出パイプ１１を熱交
換器１４を介して連接することにより循環路を構成す
る。このような構成によって、構成は簡略でかつ所期の
目的が達成される。すなわち、排出された冷却ガスは熱
交換器１４にて冷却媒体（水）によって熱を奪われて低
温化される。と同時に、低温化されたその冷却ガスが再
度供給口１Ｆに導かれるため、再度ガス軸受部の冷却を
行うので経済的である。２２はファンで熱交換器１４を
出てきた冷却ガスを供給口１Ｆに向かい送風させる。さ
らにこの供給パイプ１０には開閉弁１６を介して冷却ガ
ス源１５が接続されていて、冷却ガス系のガス量がシー
ル機構より円周流ポンプＳＰ側に微量及び流出リーク等
により少なくなった分、この冷却ガス源１５より補給さ
れるようになっている。
【００２６】他方、冷却のためのもジャケット１７はス
テータ部１Ｔに近接し、かつステータ部１Ｔの全域に亘
る長さを有してハウジング１に設けられているが、この
ハウジング１への形成は円周流ポンプを囲繞する形のリ
ングに設けられている。また、モータ４に近接したジャ
ケット１８も上記と同様リング状で形成されている。こ
の両ジャケット１７、１８への冷却媒体（水）の供給は
供給パイプ１９から行われ、ジャケット１７を流通しこ
のジャケット１７から流出した冷却媒体は連接パイプ２
０を経てジャケット１８に流入し冷却を行う。そして排
出パイプ２１より排出されることになる。
テータ部１Ｔに近接し、かつステータ部１Ｔの全域に亘
る長さを有してハウジング１に設けられているが、この
ハウジング１への形成は円周流ポンプを囲繞する形のリ
ングに設けられている。また、モータ４に近接したジャ
ケット１８も上記と同様リング状で形成されている。こ
の両ジャケット１７、１８への冷却媒体（水）の供給は
供給パイプ１９から行われ、ジャケット１７を流通しこ
のジャケット１７から流出した冷却媒体は連接パイプ２
０を経てジャケット１８に流入し冷却を行う。そして排
出パイプ２１より排出されることになる。
【００２７】さらに本発明はつぎのようなターボ形ドラ
イポンプを提供する。すなわち、図２に示すとおり、冷
却ガスの低温化のための熱交換器１４と冷却ジャケット
１７、１８に対して供給する冷却媒体、具体的には水の
供給源を同一にしたターボ形ドライポンプを提供する。
そのために図２に示すとおり、冷却媒体を供給する供給
パイプ１２は熱交換器１４に接続されているとともに供
給パイプ１９にも接続され、冷却媒体が熱交換器１４と
ジャケット１７、１８に同時的に供給される。他方、排
出パイプ２１は熱交換器１４からの排出パイプ１３に連
接され合流して排出されるようになっている。このよう
な構成によって冷却媒体の取り扱いも良くなり、メンテ
ナンスも向上する。
イポンプを提供する。すなわち、図２に示すとおり、冷
却ガスの低温化のための熱交換器１４と冷却ジャケット
１７、１８に対して供給する冷却媒体、具体的には水の
供給源を同一にしたターボ形ドライポンプを提供する。
そのために図２に示すとおり、冷却媒体を供給する供給
パイプ１２は熱交換器１４に接続されているとともに供
給パイプ１９にも接続され、冷却媒体が熱交換器１４と
ジャケット１７、１８に同時的に供給される。他方、排
出パイプ２１は熱交換器１４からの排出パイプ１３に連
接され合流して排出されるようになっている。このよう
な構成によって冷却媒体の取り扱いも良くなり、メンテ
ナンスも向上する。
【００２８】本発明の特徴は以上詳述したとおりである
が、上記ならびに図示例に限定されるものではなく、こ
の特徴を生かした種々の変形実施例を挙げることができ
る。まず、本発明が第１に提供するターボ形ドライポン
プにおいては、冷却ガスの排出パイプは循環路を形成し
なくてもよく、この排出パイプに熱交換器が介設された
ものも含まれる。つぎにジャケットの形成については、
リング状でなくてもよく、機械的強度が上記リング状よ
り大きい円弧状にすることもできる。本発明が第２に提
供するターボ形ドライポンプの場合、モータの近傍にも
ジャケットを形成したが、この第２に提供する発明にお
いては、このモータ側ジャケットの形成は必須条件では
ない。本発明は、これらすべての変形例を包含する。
が、上記ならびに図示例に限定されるものではなく、こ
の特徴を生かした種々の変形実施例を挙げることができ
る。まず、本発明が第１に提供するターボ形ドライポン
プにおいては、冷却ガスの排出パイプは循環路を形成し
なくてもよく、この排出パイプに熱交換器が介設された
ものも含まれる。つぎにジャケットの形成については、
リング状でなくてもよく、機械的強度が上記リング状よ
り大きい円弧状にすることもできる。本発明が第２に提
供するターボ形ドライポンプの場合、モータの近傍にも
ジャケットを形成したが、この第２に提供する発明にお
いては、このモータ側ジャケットの形成は必須条件では
ない。本発明は、これらすべての変形例を包含する。
【００２９】
【発明の効果】本発明が提供するターボ形ドライポンプ
は、以上詳述したとおりであるから、冷却ガスの排出側
の温度が下げられ安全性を高めることができる。また、
真空ポンプ本体側の冷却をも行うことで冷却ガスによる
冷却を効果的ならしめることができる。さらに真空ポン
プ本体を冷却する媒体と熱交換器用の冷却媒体を供給す
るラインを同一にすることで冷却ラインの整備性および
メンテナンス性を向上できる。
は、以上詳述したとおりであるから、冷却ガスの排出側
の温度が下げられ安全性を高めることができる。また、
真空ポンプ本体側の冷却をも行うことで冷却ガスによる
冷却を効果的ならしめることができる。さらに真空ポン
プ本体を冷却する媒体と熱交換器用の冷却媒体を供給す
るラインを同一にすることで冷却ラインの整備性および
メンテナンス性を向上できる。
【００３０】さらに冷却ガスの供給、排出系を循環形に
することにより、冷却ガスの消費量を低減することがで
きる。また、真空ポンプに万が一事故が発生し、停止等
があった場合、排気の対象である腐蝕性ガスなどが軸受
部の方へ流出しても冷却ガスラインが循環形であり、大
気に放出されることはなく、安全である。また、冷却ガ
スを補充できるようにしたので、常に真空排気側に対し
高圧にすることで、冷却ガスパイプへの腐蝕ガスの混入
を防ぎ、ガス軸受部、モータ部等は冷却ガス源から供給
されるガス（窒素ガス）で充満されるので、腐蝕等が発
生することは防止できる。
することにより、冷却ガスの消費量を低減することがで
きる。また、真空ポンプに万が一事故が発生し、停止等
があった場合、排気の対象である腐蝕性ガスなどが軸受
部の方へ流出しても冷却ガスラインが循環形であり、大
気に放出されることはなく、安全である。また、冷却ガ
スを補充できるようにしたので、常に真空排気側に対し
高圧にすることで、冷却ガスパイプへの腐蝕ガスの混入
を防ぎ、ガス軸受部、モータ部等は冷却ガス源から供給
されるガス（窒素ガス）で充満されるので、腐蝕等が発
生することは防止できる。
【図１】本発明が提供するターボ形ドライポンプの構成
を示す図である。
を示す図である。
【図２】本発明が提供するターボ形ドライポンプの別の
実施例を示す図である。
実施例を示す図である。
１…ハウジング １Ｋ…吸気口 １Ｚ…排出口 １Ｈ…排気口 １Ｆ…供給口 １Ｌ…ステータ ２…ロータ ４…モータ ５…フォイルスラスト軸受 １０、１２、１９…供給パイプ １１、１３、２１…排出パイプ １４…熱交換器 １５…冷却ガス源 １７、１８…ジャケット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０４Ｄ 29/58 Ｆ０４Ｄ 29/58 Ｓ Ｍ Ｆターム(参考） 3H022 AA01 BA06 BA07 CA11 CA14 CA15 CA16 CA18 CA32 CA48 DA02 DA14 DA16 DA20 3H031 DA01 DA05 DA07 EA02 EA05 EA09 FA15 FA32 FA35 3H034 AA01 AA11 BB04 BB09 CC03 CC06 CC07 DD01 DD28 EE03 EE11 EE12 EE17
Claims (5)
- 【請求項１】 円筒状のハウジング内に軸受を介して回
転体を軸着するとともにこの回転体の円周部と前記ハウ
ジングの内周に形成したステータとの間でガス圧縮のポ
ンプ作用を行う円周流ポンプを前記回転体の軸方向に多
段に設け、ハウジングの軸方向一端側の吸気口からのガ
スを圧縮しハウジングの軸方向他端側の排気口に排出す
るポンプであって、前記排気口より軸方向他端側の回転
体とステータを互いに近接対向させてシール機構を構成
するとともに、このシール機構の位置より他端側のハウ
ジングに前記軸受を冷却する冷却ガスを前記軸受に供給
する供給口と、前記シール機構の位置より他端側のハウ
ジングに前記軸受を冷却したガスを外部に排出する排出
口を設けたターボ形ドライポンプにおいて、前記排出口
に接続した冷却ガスの排出ラインに熱交換器を介設した
ことを特徴とするターボ形ドライポンプ。 - 【請求項２】 円筒状のハウジング内に軸受を介して回
転体を軸着するとともにこの回転体の円周部と前記ハウ
ジングの内周に形成したステータとの間でガス圧縮のポ
ンプ作用を行う円周流ポンプを前記回転体の軸方向に多
段に設け、ハウジングの軸方向一端側の吸気口からのガ
スを圧縮しハウジングの軸方向他端側の排気口に排出す
るポンプであって、前記排気口より軸方向他端側の回転
体とステータを互いに近接対向させてシール機構を構成
するとともに、このシール機構の位置より他端側のハウ
ジングに前記軸受を冷却する冷却ガスを前記軸受に供給
する供給口と、前記シール機構の位置より他端側のハウ
ジングに前記軸受を冷却したガスを外部に排出する排出
口を設けたターボ形ドライポンプにおいて、前記ステー
タに近接したハウジングに冷却媒体を流通させるジャケ
ットを設けるとともに、このジャケットに冷却媒体の流
体を供給、排出させる冷却媒体流体ラインを接続したこ
とを特徴とするターボ形ドライポンプ。 - 【請求項３】 円筒状のハウジング内に軸受を介して回
転体を軸着するとともにこの回転体の円周部と前記ハウ
ジングの内周に形成したステータとの間でガス圧縮のポ
ンプ作用を行う円周流ポンプを前記回転体の軸方向に多
段に設け、ハウジングの軸方向一端側の吸気口からのガ
スを圧縮しハウジングの軸方向他端側の排気口に排出す
るポンプであって、前記排気口より軸方向他端側の回転
体とステータを互いに近接対向させてシール機構を構成
するとともに、このシール機構の位置より他端側のハウ
ジングに前記軸受を冷却する冷却ガスを前記軸受に供給
する供給口と、前記シール機構の位置より他端側のハウ
ジングに前記軸受を冷却したガスを外部に排出する排出
口を設けたターボ形ドライポンプにおいて、前記排気口
に接続した冷却ガスの排出ラインに熱交換器を介設する
とともに、前記ステータに近接したハウジングにジャケ
ットを設け、この熱交換器の冷却媒体とジャケットに流
通させる冷却媒体を同一源の冷却媒体で行わせるように
したことを特徴とするターボ形ドライポンプ。 - 【請求項４】 冷却ガスの排気口と供給口をポンプのハ
ウジング外方にて接続して循環路を形成するとともに、
この循環路に熱交換器を介設したことを特徴とする請求
項１記載のターボ形ドライポンプ。 - 【請求項５】 循環路に冷却ガスを補充できる冷却ガス
源を接続したことを特徴とする請求項４記載のターボ形
ドライポンプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000223412A JP2002039092A (ja) | 2000-07-25 | 2000-07-25 | ターボ形ドライポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000223412A JP2002039092A (ja) | 2000-07-25 | 2000-07-25 | ターボ形ドライポンプ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002039092A true JP2002039092A (ja) | 2002-02-06 |
Family
ID=18717507
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000223412A Pending JP2002039092A (ja) | 2000-07-25 | 2000-07-25 | ターボ形ドライポンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002039092A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005240689A (ja) * | 2004-02-26 | 2005-09-08 | Kashiyama Kogyo Kk | ポンプ |
| CN102734229A (zh) * | 2012-07-13 | 2012-10-17 | 襄樊五二五泵业有限公司 | 一种泵用轴承箱迷宫冷却结构 |
| WO2014069948A1 (ko) * | 2012-11-01 | 2014-05-08 | In Suk Shin | 펌프와 이를 이용한 기체부스터 |
| CN104019041A (zh) * | 2013-02-28 | 2014-09-03 | 普发真空有限公司 | 真空泵 |
Citations (5)
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| JPH01267392A (ja) * | 1988-04-15 | 1989-10-25 | Hitachi Ltd | ターボ真空ポンプ |
| JPH05118296A (ja) * | 1991-10-25 | 1993-05-14 | Hitachi Ltd | ドライ真空ポンプ |
| JPH06307381A (ja) * | 1993-04-28 | 1994-11-01 | Shimadzu Corp | 真空ポンプ |
| JPH07174099A (ja) * | 1992-08-14 | 1995-07-11 | Hitachi Ltd | 真空ポンプの冷却装置 |
| JPH10288187A (ja) * | 1997-04-16 | 1998-10-27 | Shimadzu Corp | ドライポンプ |
-
2000
- 2000-07-25 JP JP2000223412A patent/JP2002039092A/ja active Pending
Patent Citations (5)
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| JP4565859B2 (ja) * | 2004-02-26 | 2010-10-20 | 樫山工業株式会社 | ポンプ |
| CN102734229A (zh) * | 2012-07-13 | 2012-10-17 | 襄樊五二五泵业有限公司 | 一种泵用轴承箱迷宫冷却结构 |
| WO2014069948A1 (ko) * | 2012-11-01 | 2014-05-08 | In Suk Shin | 펌프와 이를 이용한 기체부스터 |
| KR101575290B1 (ko) | 2012-11-01 | 2015-12-09 | 인석신 | 펌프 이를 이용한 기체부스터 |
| CN104019041A (zh) * | 2013-02-28 | 2014-09-03 | 普发真空有限公司 | 真空泵 |
| EP2772650A3 (de) * | 2013-02-28 | 2015-12-16 | Pfeiffer Vacuum Gmbh | Vakuumpumpe |
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