JP2002364569A - 多段ルーツ真空ポンプ - Google Patents
多段ルーツ真空ポンプInfo
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- 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
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- 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
- F04C18/126—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 radially from the rotor body extending elements, not necessarily co-operating with corresponding recesses in the other rotor, e.g. lobes, Roots type
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Abstract
多段ルーツ真空ポンプの提供。 【解決手段】 2本の回転軸の各回転軸(9)上に配列
した多段のルーツ型ロータ(3、4、5、6、7、8)
と、該軸上の相対向した各段のロータを一組として収容
するポンプ室と、該ロータの外周に設けられたポンプ室
及び段間の隔壁を持つケーシングとを有し、各ポンプ室
が直列となるように接続され、後段部のロータ(7、
8)の葉数を、前段部のロータ(3、4、5、6)の葉
数よりも多くしてなる多段ルーツ真空ポンプ。
Description
ンプに関し、特に運転時の消費電力が低い多段ルーツ真
空ポンプに関する。
段のルーツ型ロータを備えた回転体を相隣接して設け、
相対向したロータが互いに僅かの隙間を保って逆方向に
回転して吸入排気を行なうように構成された多段ルーツ
真空ポンプは知られている。上述の真空ポンプは3〜6
段のポンプ室から構成されており、各段のポンプ室で順
次ポンプ作用を行うものである。このポンプでは、排気
ガスが前段部から後段部へと圧縮されて移動するのに伴
ってガスの圧力が上昇する事から、排気容量は前段部よ
り後段部は小さくても良い。
設ける場合、それぞれのロータの外形形状は、加工のし
やすさ及びロータ間の同期の取りやすさから、同一の外
形形状としているのが現状である。そのため、ガスの流
し込み側から吐き出し側に向かって排気容量を段階的に
小さくするのに、ロータの厚みを段階的に薄くする事で
対応している。ルーツ型ポンプでの排気気体の圧縮は、
ロータのへこみ部とケーシングとにより構成される空間
に排気気体が一旦開じこめられ、ロータが回転すること
でこの空間が吐出側空間とつながり、その瞬間に吐出側
気体が逆流することで行われる。ルーツ型の多段式真空
ポンプでは、1〜10Pa程度の到達圧力が得られ、到
達圧力から5000Pa付近が、常用圧力となる。吐出
口圧力は大気圧で一定である。吸入口側を真空に保つた
めには、圧縮行程でロータ室に逆流したガスを押し戻し
てやる必要があり、大気圧からの逆流を受け止める最終
段では、ガスを押し戻すためにポンプ全体の所要動力の
約70から80%程度が使われる。
段の仕事は、押し戻すガス量が小さければ少なくなる。
そのため、上記したようにロータ厚みを薄くして、ポン
プ後段部の排気容量を小さくしている。このように、最
終段の排気容量を小さく設定する事によりポンプの常用
圧力範囲での所要動力を抑え、省エネルギー化に役立て
ているのが現状である。
ルギー効果を有効に達成するためには、最終段の排気容
量を1段目に対して25%程度とする必要がある。例え
ば、最大排気速度が80m3/Hrクラスのポンプで
は、1段目のロータ厚みは30mm程度とする場合が多
い。この場合、最終段のロータ厚みは7.5mmとな
り、ロータ自体の強度が小さくなることから、加工時に
ロータ側面と軸芯との直角度が出しにくく、ロータ側面
と隔壁間との隙間を0.1から0.2mmに保つ事が困
難であるという問題があった。また、ロータ側面と隔壁
との隙間は、加工精度およびケーシングとロータ軸との
熱膨張差による変動の制限から0.1から0.2mm必
要とするため、ロータ幅に対する隙間の比率がロータを
薄くする事で大きくなり、容積効率が低下するという問
題もあった。
は、最終段のロータ幅を機械的に安定した幅に設定し、
ロータ径を小さくして、前段部のロータ幅を決定する方
法もあるが、この方法ではポンプ長が長くなり、省スペ
ースの点から不都合である。本発明の課題は、上記従来
技術の問題点を解決することにあり、常用圧力での消費
電力の少ない省エネルギータイプの多段ルーツ真空ポン
プを提供することにある。
上に多段のルーツ型ロータを配列してなる多段ルーツ真
空ポンプでは、前段部と後段部とで軸間ピッチを変化さ
せる事はできない。従って、ロータ厚みを変えないで排
気容量を小さくするためにはロータ径を小さくする必要
がある。この場合、後段部ロータにおいて、前段部と同
じ葉数のロータを用いると、幾何学的にルーツ外形を得
ることができないが、葉数を前段部より多くすれば、目
的のロータ形状を得ることができる。すなわち、ロータ
の葉数を増やす事はロータのくぼみ部の深さが浅くなる
事であるから、ピッチを変えないで小さな排気容量のロ
ータを得る事が可能になる。
回転軸の各回転軸上に配列した多段のルーツ型ロータ
と、回転軸上の相対向した各段の該ロータを互いに噛み
合せ、互いに噛み合った状態の該各段のロータを一組と
して収容するポンプ室と、該各段のロータの外周に設け
られたポンプ室及び段間の隔壁を持つケーシングとを有
し、各段のポンプ室が直列となるように接続されている
多段ルーツ真空ポンプであって、後段部の該ポンプ室に
配置したルーツ型ロータの葉数を、前段部に配置したル
ーツ型ロータの葉数よりも多くすることを特徴とする。
このように構成すれば、ポンプ後段部に配置されたルー
ツ型ロータを機械的に不安定なロータ厚さとすることな
く、最終段の排気容量を1段目に対して25%程度とす
ることができ、運転時の常用圧力での消費電力が大幅に
低減され得る省エネルギータイプの多段ルーツ真空ポン
プとなる。
は、この種のポンプとしての一般的構成を備えてなるも
のにおいて、上記したように、ポンプ後段部に配置され
るルーツ型ロータの葉数を、前段部に配置されるルーツ
型ロータの葉数よりも多くしたものである。以下、本発
明の実施の形態を、一対の回転体を有する6段式真空ポ
ンプを例にとり、図1、図2、図3を参照して説明す
る。図1は、本発明によるロータを組み込んだ多段ルー
ツ真空ポンプの全体構造を示す断面図であり、図2は、
図1のII−II線に沿った断面図であり、ポンプ前段部に
配置されたルーツ型ロータの形状を示す。図3は、図1
のIII−III線に沿った断面図であり、ポンプ後段部に配
置されたルーツ型ロータの形状を示し、前段部より葉数
の多いロータが配置されていることを示す。
シングであり、このケーシング1内に一対の回転体2が
配設されている。各回転体2は、回転軸9と、この回転
軸の軸方向に沿って配列された複数のロータ3、4、
5、6、7、8とを備えている。回転体2は、一端にお
いて軸受10によって回転支承されるとともに、他端に
おいても軸受11により回転支承されるように構成され
ている。一方の回転体2は、カップリング13を介して
駆動本体としてのモータ14に接続されている。そし
て、この一方の回転体2から他方の回転体2へは、回転
軸9の軸端に固定された駆動側および従動側から構成さ
れるタイミングギヤ12によって動力が伝達される(図
1では、駆動側タイミングギヤのみ示す。)。一対の回
転体2は、互いに逆方向に回転するように構成されてい
るので、僅かな隙間を持って相対向して設けられ、互い
に噛み合った状態の各段の一組のロータ3、4、5、
6、7、8は、互いに逆方向へ回転して、各段のポンプ
室でポンプ作用を行い、吸入排気が行われる。
され軸受内に封入されたグリスにより潤滑される。軸受
11及びタイミングギヤ12は軸受ケース16内に収納
され、軸受ケース内の潤滑油によって潤滑される。吸入
口17から流入した排気ガスは、ロータ3とケーシング
1により形成されるルーツポンプにより圧縮され、吐出
部から、ロータ間に設けた後段への接続配管部18を介
して、ロータ4が設けられた後段のポンプ室に送られ、
そのロータ部で圧縮される。以後、同様にして、各ロー
タ部で順次圧縮され、吐出口19から大気中に排出され
る。本実施の形態の真空ポンプでは、前段部のロータ
3、4、5、6として、図2に示した3葉型のものが回
転軸上に配列され、また、後段部のロータ7、8とし
て、図3に示した5葉型のものが回転軸上に配列されて
いる。3葉型のロータは、かき出し体積が大きく、常用
真空圧力での排気速度を確保するのに適している。5葉
型ロータは、かき出し体積が小さい事から機械的に不安
定となる厚みまでロータ幅を薄くすることなく排気容量
を小さくすることができる。
ー効果を達成するためには、後段の最終段の排気容量を
1段目に対して25%とする必要がある。そのために
は、1段目のロータ幅を30mmとすると、すべてのロ
ータを1段目と同じ3葉型とした場合は、最終段のロー
タ幅を7.5mmとすることが必要になる。この場合、
ロータの加工精度、熱変形などの信頼性に問題が生じ
る。しかしながら、後段を5葉型とした場合は、省エネ
ルギー効果を達成するためには、最終段のロータ幅を1
3mmとすれば充分である。従来のポンプでは、14.
5mmのロータ幅が採用されており、この厚みでのロー
タの信頼性は確認されているので、この値に近い13m
mでも同等の信頼性が得られることが分かる。
ポンプと、最終段の排気量が1段目に対して50%であ
る従来の多段真空ポンプとを用い、最大排気速度80m
3/Hrとして運転し、それぞれのポンプの到達圧力に
対する消費電力を測定した。その結果を図4に示す。図
4から明らかなように、本発明による真空ポンプの場
合、5000Pa以下の常用圧力範囲では、従来の真空
ポンプと比べて、消費電力の大幅な低下を示しており、
特に到達圧力時では38%の省エネルギーとなってい
る。一方、20000Pa以上の圧力では、本発明の真
空ポンプでは、従来のポンプよりも大きな消費電力を示
しているが、これは、後段部の排気容量を小さくした事
で、通過する排気ガスが抵抗を受け、ポンプ室内で大気
圧以上の高圧となって動力が大きくなったためである。
つで一組をなすルーツポンプとし、ポンプ室が6段であ
る真空ポンプについて説明した。しかし、ポンプ室の段
数に制限があるわけではなく、従来と同様に3〜6段、
又はそれより多い段数でも、所期の目的を達成すること
ができる。また、ロータについては、4段からなる前段
部に3葉型のもの、2段からなる後段部に5葉型のもの
を配列した場合について説明したが、所期の目的を達成
することができるものであれば、このような配列及び葉
数に制限がある訳ではない。さらに、上記実施の形態で
は、回転駆動手段として、ポンプに直結型モータを取り
付けたもので説明したが、この他に、例えば、大気との
軸シールを介して軸をケーシング外部へ取り出し、ベル
トを用いて別置きのモータから駆動しても良く、特に制
限される訳ではない。
型ロータの葉数より多い葉数を備えたルーツ型ロータを
後段部に設けることにより、運転時の常用圧力での消費
電力の少ない省エネルギータイプの多段ルーツ真空ポン
プが提供できる。
造を示す断面図。
プ前段部に配置されたルーツ型ロータの形状を示す。
ンプ後段部に配置されたルーツ型ロータの形状を示す。
効果を、従来の多段真空ポンプ装置と比較して示すグラ
フ。
ロータ 9 回転軸 10、11 軸受 12 タイミングギヤ 13 カップリ
ング 14 モータ 15、16 軸
受ケース 17 吸入口 18 接続配管 19 吐出口
Claims (1)
- 【請求項1】 2本の回転軸の各回転軸上に配列した多
段のルーツ型ロータと、回転軸上の相対向した各段の該
ロータを互いに噛み合せ、互いに噛み合った状態の該各
段のロータを一組として収容するポンプ室と、該各段の
ロータの外周に設けられたポンプ室及び段間の隔壁を持
つケーシングとを有し、各段のポンプ室が直列となるよ
うに接続されている多段ルーツ真空ポンプであって、後
段部の該ポンプ室に配置したルーツ型ロータの葉数を、
前段部に配置したルーツ型ロータの葉数よりも多くする
ことを特徴とする多段ルーツ真空ポンプ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001167030A JP2002364569A (ja) | 2001-06-01 | 2001-06-01 | 多段ルーツ真空ポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2001167030A JP2002364569A (ja) | 2001-06-01 | 2001-06-01 | 多段ルーツ真空ポンプ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2002364569A true JP2002364569A (ja) | 2002-12-18 |
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ID=19009474
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004083643A1 (en) * | 2003-03-19 | 2004-09-30 | Ebara Corporation | Positive-displacement vacuum pump |
KR100855187B1 (ko) | 2006-11-16 | 2008-09-01 | (주)엘오티베큠 | 루츠 로터와 스크루 로터 복합건식진공펌프 |
JP2009503358A (ja) * | 2005-08-02 | 2009-01-29 | エドワーズ リミテッド | 真空ポンプ |
US7491041B2 (en) * | 2005-08-24 | 2009-02-17 | Kashiyama Industries, Ltd. | Multistage roots-type vacuum pump |
DE112011103800T5 (de) | 2010-11-17 | 2013-09-05 | Ulvac, Inc. | Koppelstruktur für eine Unterdruckabsaugeinrichtung und Unterdruckabsauganordnung |
JP2015017239A (ja) * | 2013-06-14 | 2015-01-29 | Jfeケミカル株式会社 | コークス炉ガスからの軽油の回収方法 |
KR20200085343A (ko) * | 2018-04-16 | 2020-07-14 | 에드워즈 리미티드 | 다단 진공 펌프 및 다수의 진공 챔버를 차동 펌핑하는 방법 |
CN116241461A (zh) * | 2023-04-03 | 2023-06-09 | 北京通嘉宏瑞科技有限公司 | 一种多级罗茨真空泵及其工作方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH048891A (ja) * | 1990-04-24 | 1992-01-13 | Shinko Seiki Co Ltd | 多段ルーツ型真空ポンプ |
-
2001
- 2001-06-01 JP JP2001167030A patent/JP2002364569A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH048891A (ja) * | 1990-04-24 | 1992-01-13 | Shinko Seiki Co Ltd | 多段ルーツ型真空ポンプ |
Cited By (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006520873A (ja) * | 2003-03-19 | 2006-09-14 | 株式会社荏原製作所 | 容積型真空ポンプ |
WO2004083643A1 (en) * | 2003-03-19 | 2004-09-30 | Ebara Corporation | Positive-displacement vacuum pump |
KR101351667B1 (ko) * | 2005-08-02 | 2014-01-14 | 에드워즈 리미티드 | 진공 펌프 |
TWI453342B (zh) * | 2005-08-02 | 2014-09-21 | Edwards Ltd | 真空泵 |
JP2009503358A (ja) * | 2005-08-02 | 2009-01-29 | エドワーズ リミテッド | 真空ポンプ |
US20110318210A1 (en) * | 2005-08-02 | 2011-12-29 | Nigel Paul Schofield | Vacuum pump |
US8702407B2 (en) * | 2005-08-02 | 2014-04-22 | Edwards Limited | Multistage roots vacuum pump having different tip radius and meshing clearance from inlet stage to exhaust stage |
US7491041B2 (en) * | 2005-08-24 | 2009-02-17 | Kashiyama Industries, Ltd. | Multistage roots-type vacuum pump |
KR100855187B1 (ko) | 2006-11-16 | 2008-09-01 | (주)엘오티베큠 | 루츠 로터와 스크루 로터 복합건식진공펌프 |
DE112011103800T5 (de) | 2010-11-17 | 2013-09-05 | Ulvac, Inc. | Koppelstruktur für eine Unterdruckabsaugeinrichtung und Unterdruckabsauganordnung |
US9273568B2 (en) | 2010-11-17 | 2016-03-01 | Ulvac, Inc. | Coupling structure for vacuum exhaust device and vacuum exhaust system |
JP2015017239A (ja) * | 2013-06-14 | 2015-01-29 | Jfeケミカル株式会社 | コークス炉ガスからの軽油の回収方法 |
KR20200085343A (ko) * | 2018-04-16 | 2020-07-14 | 에드워즈 리미티드 | 다단 진공 펌프 및 다수의 진공 챔버를 차동 펌핑하는 방법 |
KR102282682B1 (ko) | 2018-04-16 | 2021-07-27 | 에드워즈 리미티드 | 다단 진공 펌프 및 다수의 진공 챔버를 차동 펌핑하는 방법 |
CN116241461A (zh) * | 2023-04-03 | 2023-06-09 | 北京通嘉宏瑞科技有限公司 | 一种多级罗茨真空泵及其工作方法 |
CN116241461B (zh) * | 2023-04-03 | 2024-03-19 | 北京通嘉宏瑞科技有限公司 | 一种多级罗茨真空泵及其工作方法 |
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