JP2009047115A - Single-stage root-type vacuum pump - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、物品を吸盤で吸着して搬送する移動システム、真空下水道システムの集水タンクを負圧に保持するためなどの真空源に利用される単段ルーツ式真空ポンプに関する。 The present invention relates to a single-stage roots-type vacuum pump used for a vacuum source such as a moving system that sucks and conveys articles with a suction cup and a water collection tank of a vacuum sewer system.
上記移動システム、真空下水道システムのタンクの負圧保持等の真空源に利用される真空ポンプとして、特許文献1に示すような多段ルーツ式真空ポンプが使用されている。その真空ポンプではと吐出口との間に−70kPa以上の真空圧力差を生じた場合、吐出口側のケーシングの温度が約150℃にもなることがある。その温度上昇に起因するトラブルを防止するため、最終段室の直前の真空作用を生ずる段室に外気又は冷却空気の導入口を設けるという冷却方法を採用した多段ルーツ式真空ポンプが開発されている(特許文献2)。
A multi-stage roots type vacuum pump as shown in
ところが、従来の多段ルーツ式真空ポンプは、製造コストが高く、設置スペースが大きくなるという欠点があった。 However, the conventional multi-stage Roots type vacuum pump has the disadvantages of high manufacturing cost and large installation space.
また、従来の単段ルーツ式真空ポンプにおいては、吸込口を完全に閉鎖した状態での運転、いわゆる「締め切り運転」ができなかった。
因みに、締め切り運転を行なうと、ポンプ全体の温度が高くなってロータを支持する軸受けが損傷し、或いはロータとケーシングとのクリアランスがなくなって回転不良を招く虞がある。
By the way, if the deadline operation is performed, the temperature of the entire pump becomes high and the bearing supporting the rotor may be damaged, or the clearance between the rotor and the casing may be lost, leading to poor rotation.
本発明の目的は、ケーシング内に外気を導入させることにより冷却効率を向上させると共に締め切り運転を可能とするコンパクトな単段ルーツ式真空ポンプを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a compact single-stage roots-type vacuum pump that improves cooling efficiency by introducing outside air into a casing and enables a deadline operation.
前記目的を達成するために請求項1に記載した発明は、吸込口と吐出口が形成されたケーシング内に一対の3葉のロータを設け、それら吸込口と吐出口との間が連通することのないように両ロータを回転させることにより吸込口から空気を吸入し、吸入した空気を吐出口から吐出する単段ルーツ式真空ポンプであって、
前記吸込口は、各ロータの回転軸の中心を結ぶ仮想線mに対して各々の回転軸の中心から120°の容積移動角度を越えた位置nに設けられ、前記吐出口は、各ロータの回転軸の中心を結ぶ仮想線mに対して各々の回転軸の中心から前記吸込口と反対方向に120°の容積移動角度を越えた位置oに設けられ、空気の吸引直後に吸込口側と吐出口側の間に各ロータの隣り合う葉片とケーシングの内壁面とで囲まれる2ヵ所の密閉空間を生じさせるように設け、前記仮想線mから吐出口側の周壁部で、かつ、同仮想線mの近傍に、外気導入孔を各ロータに対応させて前記ケーシング内に連通するように設け、前記ケーシングの一側部に取り付けられたモータハウジングに一方のロータの回転軸を出力軸とするビルトイン式モータを設けたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a pair of three-leaf rotors are provided in a casing in which a suction port and a discharge port are formed, and the suction port and the discharge port communicate with each other. A single-stage roots-type vacuum pump that sucks air from the suction port by rotating both rotors so that there is no discharge, and discharges the sucked air from the discharge port,
The suction port is provided at a position n that exceeds a volume movement angle of 120 ° from the center of each rotation axis with respect to an imaginary line m connecting the centers of the rotation shafts of the rotors. Provided at a position o exceeding a volume movement angle of 120 ° in the opposite direction to the suction port from the center of each rotation axis with respect to an imaginary line m connecting the centers of the rotation shafts. It is provided so as to generate two sealed spaces surrounded by the leaf pieces adjacent to each rotor and the inner wall surface of the casing between the discharge port side, the peripheral wall portion on the discharge port side from the virtual line m, and the virtual space In the vicinity of the line m, an outside air introduction hole is provided so as to correspond to each rotor and communicate with the inside of the casing, and a rotating shaft of one rotor is used as an output shaft in a motor housing attached to one side of the casing. It has a built-in motor. It is a sign.
同様の目的を達成するために請求項2に記載した発明は、請求項1に記載の単段ルーツ式真空ポンプにおいて、前記外気導入孔を横長のスリット形状に設けたことを特徴とするものである。
In order to achieve the same object, the invention described in
(請求項1の発明)
この単段ルーツ式真空ポンプによれば、外気導入孔から多量の外気をケーシング内に導入することにより、−50kPa以上の高真空下での運転が可能となった。各ロータの隣り合う葉片とケーシングの内壁面とで囲まれる密閉空間の総容積移動角度が240度となり、ロータの葉片の頂部とケーシングの内壁面とのシール部分の移動距離が大きくなるため、内部リーク量が少なくなって容積効率が向上した。さらに、吐出口側の空気が密閉空間内へ流入するタイミングが早いので外気流入量が多くなり、ポンプ本体の温度上昇が抑制されるので冷却効率が向上した。
(Invention of Claim 1)
According to this single-stage Roots type vacuum pump, a large amount of outside air is introduced into the casing through the outside air introduction hole, thereby enabling operation under a high vacuum of −50 kPa or more. The total volume movement angle of the enclosed space surrounded by the adjacent leaf pieces of each rotor and the inner wall surface of the casing is 240 degrees, and the movement distance of the seal portion between the top of the rotor leaf piece and the inner wall surface of the casing is increased. Leakage was reduced and volumetric efficiency was improved. Furthermore, since the timing at which the air on the discharge port side flows into the sealed space is early, the amount of outside air inflow increases and the temperature rise of the pump body is suppressed, so that the cooling efficiency is improved.
加えて、多段ルーツ式真空ポンプに比べて設置スペースが小さくて済み、ビルトイン式モータの採用によりポンプ全体がコンパクト化され、締め切り運転が可能となった。 In addition, the installation space is smaller than that of a multi-stage roots vacuum pump, and the adoption of a built-in motor makes the entire pump compact and enables a deadline operation.
(請求項2の発明)
この単段ルーツ式真空ポンプは、外気導入孔を横長のスリット形状に設けているので当該導入孔の有効面積を大きくすることができ、ケーシングのコンパクト化を図ることができる。
(Invention of Claim 2)
In this single-stage roots-type vacuum pump, the outside air introduction hole is provided in a horizontally long slit shape, so that the effective area of the introduction hole can be increased and the casing can be made compact.
以下に、本発明の最良の形態例を図面に基づいて説明する。図1は本発明の単段ルーツ式真空ポンプの正面図(a)及び側面図(b)、図2は同、縦断側面図、図3は同、要部の縦断正面図、図4はケーシングの吐出口側の側面図、図5はロータの回転作用と外気のケーシング内への流入状況(a)〜(f)を示す説明図である。 The best mode of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a front view (a) and a side view (b) of a single-stage roots vacuum pump according to the present invention, FIG. 2 is a longitudinal side view, FIG. 3 is a longitudinal front view of the main part, and FIG. FIG. 5 is an explanatory view showing the rotational action of the rotor and the inflow conditions (a) to (f) of the outside air into the casing.
図2において、本発明に係る単段ルーツ式真空ポンプPは、ケーシング1の一方の側部にモータハウジング2を、その他方の側部にギアハウジング5を取り付け、モータハウジング2に装着されたベアリング3と、ギアハウジング5に装着されたベアリング6とにより平行な2本の回転軸8,10を回転自由に支持するように設け、ギアハウジング5から突出する回転軸8,10の各軸端部に互いに噛合する一対のタイミングギヤ12,12を夫々取り付けている。7はギアハウジング5に取り付けられたギアカバーである。また、モータハウジング2には、同ハウジング2から突出する回転軸10を出力軸とするビルトイン式モータ25を設けている。26はモータハウジング2に取り付けられたモータケーシング、27はモータケーシング26内を貫通する回転軸10に取り付けられた回転子、28は回転子27に対応するようにモータケーシング26側に設けられた固定子、29はモータケーシング26から外方へ突出する回転軸10の先端部に取り付けられた冷却用ファン、30はファンカバーである。
In FIG. 2, a single-stage roots vacuum pump P according to the present invention has a
図3に示すように、吸込口14と吐出口15を形成したケーシング1内には、回転軸8,10に夫々設けられた一対の3葉のロータ9,11が互いに反対方向に回転可能に設けられており、両ロータ9,11の回転作動により吸込口14から吸入した空気を圧縮して吐出口15から吐出するように構成されている。
なお、ケーシング1の内壁面1aとロータ9,11の各葉片の頂部との間には、周知のように一定寸法の微小間隙cを設けている。
As shown in FIG. 3, in the
A well-known minute gap c is provided between the inner wall surface 1a of the
上記吸込口14には、各ロータ9,11の回転軸8,10の中心を結ぶ仮想線mに対して、各々の回転軸8,10の中心から120°の容積移動角度を越えた位置nに横長形の口部14aを設けている。
The
前記吐出口15には、各ロータ9,11の回転軸8,10の中心を結ぶ仮想線mに対して、各々の回転軸8,10の中心より前記吸込口14と反対方向に120°の容積移動角度を越えた位置oに横長形の口部15aを設けている。また、前記仮想線mから吐出口15側のケーシング1の周壁部で、かつ、仮想線mの近傍には、横長のスリット形状の外気導入孔16,16が各ロータ9,11に対応するように夫々設けられている。sは各ロータ9,11の隣り合う葉片とケーシング1の内壁面1aとにより囲まれる密閉空間を示す。
The
図1に本発明に係る単段ルーツ式真空ポンプPの外観図を示す。図中、31はケーシング1が固定されたベース、32はケーシング1の吸込口14に取り付けたサイレンサ、33は外気導入孔16,16に取り付けたサイレンサ、34は吐出口15に取り付けたサイレンサである。それらサイレンサは、設置スペースを小さくするために小形のものを用いている。
以上により、本発明に係る単段ルーツ式真空ポンプPが構成される。
FIG. 1 shows an external view of a single-stage roots vacuum pump P according to the present invention. In the figure, 31 is a base to which the
Thus, the single-stage roots vacuum pump P according to the present invention is configured.
次に、本発明の単段ルーツ式真空ポンプPの作用について述べるに、モータ25の作動によりロータ9,11は互いに反対方向に回転作動して吸込口14から空気を吸入し、その空気は圧縮されつつ、外気導入孔16,16から吸引された外気とと混合して圧縮熱の温度を低下させられて吐出口15から吐出される。図5に、外気導入孔16,16から密閉空間s内に外気が流入して移動する状況を示す。図中、梨地模様で表す部分は、ロータ9,11の回転に伴って移動する密閉空間s内に外気導入孔16からの外気が流入するところを示している。
Next, the operation of the single-stage roots type vacuum pump P of the present invention will be described. The
(実験)
本発明の単段ルーツ式真空ポンプPの性能実験を行なった。その結果を表1に示す。
ただし、温度測定値については、最も温度条件の悪くなる締め切り圧力で3時間連続運転後の値を示す。
吸込口径:20mm、モータ出力:1.5kW(200v、2p)
(Experiment)
The performance experiment of the single-stage roots type vacuum pump P of the present invention was conducted. The results are shown in Table 1.
However, as for the temperature measurement value, the value after 3 hours of continuous operation is shown at the closing pressure at which the temperature condition is worst.
Suction port diameter: 20mm, motor output: 1.5kW (200v, 2p)
上記実験の結果、単段ルーツ式真空ポンプPで締め切り運転が可能で、温度上昇による影響も問題がないことが確認された。 As a result of the above-mentioned experiment, it was confirmed that the closing operation was possible with the single-stage roots type vacuum pump P, and there was no problem with the influence of the temperature rise.
以上に述べた通り、この単段ルーツ式真空ポンプによれば、外気導入孔から多量の外気をケーシング内に導入することができ、−50kPa以上の高真空下での運転が可能となった。さらに、ポンプ本体の温度上昇が抑制されるので冷却効率が向上した。 As described above, according to this single-stage roots-type vacuum pump, a large amount of outside air can be introduced into the casing from the outside air introduction hole, and operation under a high vacuum of -50 kPa or more is possible. Furthermore, since the temperature rise of the pump body is suppressed, the cooling efficiency is improved.
P・・・本発明の係る単段ルーツ式真空ポンプ
1・・・ケーシング
1a・・・ケーシングの内壁面
2・・・モータハウジング
8,10・・・回転軸
9,11・・・ロータ
14・・・吸込口
15・・・吐出口
16,16・・・外気導入孔
25・・・ビルトイン式モータ
m・・・各ロータの回転軸の中心を結ぶ仮想線
s・・・密閉空間
P: single-stage
Claims (2)
前記吸込口は、各ロータの回転軸の中心を結ぶ仮想線mに対して各々の回転軸の中心から120°の容積移動角度を越えた位置nに設けられ、前記吐出口は、各ロータの回転軸の中心を結ぶ仮想線mに対して各々の回転軸の中心から前記吸込口と反対方向に120°の容積移動角度を越えた位置oに設けられ、空気の吸引直後に吸込口側と吐出口側の間に各ロータの隣り合う葉片とケーシングの内壁面とで囲まれる2ヵ所の密閉空間を生じさせるように設け、前記仮想線mから吐出口側の周壁部で、かつ、同仮想線mの近傍に、外気導入孔を各ロータに対応させて前記ケーシング内に連通するように設け、前記ケーシングの一側部に取り付けられたモータハウジングに一方のロータの回転軸を出力軸とするビルトイン式モータを設けたことを特徴とする単段ルーツ式真空ポンプ。 A pair of three-leaf rotors are provided in the casing in which the suction port and the discharge port are formed, and air is sucked from the suction port by rotating both rotors so that the suction port and the discharge port do not communicate with each other. A single-stage roots-type vacuum pump that inhales and discharges inhaled air from an outlet,
The suction port is provided at a position n that exceeds a volume movement angle of 120 ° from the center of each rotation axis with respect to an imaginary line m connecting the centers of the rotation shafts of the rotors. Provided at a position o exceeding a volume movement angle of 120 ° in the opposite direction to the suction port from the center of each rotation axis with respect to an imaginary line m connecting the centers of the rotation shafts. It is provided so as to generate two sealed spaces surrounded by the leaf pieces adjacent to each rotor and the inner wall surface of the casing between the discharge port side, the peripheral wall portion on the discharge port side from the virtual line m, and the virtual space In the vicinity of the line m, an outside air introduction hole is provided so as to correspond to each rotor and communicate with the inside of the casing, and a rotating shaft of one rotor is used as an output shaft in a motor housing attached to one side of the casing. It has a built-in motor. Single stage roots type vacuum pump.
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JP2007177632A (en) * | 2005-12-27 | 2007-07-12 | Sekisui Chem Co Ltd | Single stage roots vacuum pump and vacuum type fluid transfer system using single stage roots vacuum pump |
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2007
- 2007-08-22 JP JP2007215501A patent/JP2009047115A/en active Pending
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