JP2013083211A - 真空ポンプ及び真空ポンプユニット - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で軸受部に液分の混入（浸入）がなく、軸受動作不良による故障が発生することのない真空ポンプを提供する。
【解決手段】平行な２つの回転軸３２にそれぞれ取付けた一対のポンプロータ１１と、該一対のポンプロータを内部に収納するポンプケーシング１２とを具備するポンプ部Ｐと、回転軸３２を回転駆動するモータ部Ｍとを備え、一対のポンプロータ１１とポンプケーシング１２との間に閉じ込められた気体を移送して排気する真空ポンプにおいて、回転軸３２は、モータ部Ｍのモータステータ３０を挟んだ両側に配置した軸受３４，３５のみ、またはモータ部とポンプ部の間に配置した２つの軸受のみで回転自在に支承されており、ポンプケーシング１２のモータ側端部に吸気口１５が、反モータ部側端部に排気口１６がそれぞれ設けられて、気体がモータ部Ｍから離れる方向に移送される。
【選択図】図３

Description

本発明は、ポンプケーシング内に一対のポンプロータを備えたポンプ部と、該一対のポンプロータを回転駆動するモータ部とを備え、吸気口から吸込んだ気体を一対のポンプロータとポンプケーシングの間に閉じ込めつつ移送して排気口から排気する構成の真空ポンプ、及び２台の真空ポンプを直列に接続して真空排気性能を高めた真空ポンプユニットに関する。

近年、小容量、且つオイルフリーで真空が得られる真空ポンプ、及び２台の真空ポンプを直列に接続して真空排気性能を高めた真空ポンプユニットが種々提案されている（特許文献１，２参照）。

図１（ａ）は、従来のこの種の真空ポンプの構成例を示す平断面図で、図１（ｂ）は、該真空ポンプの側断面図である。図１に示すように、真空ポンプ１００は、ポンプ部Ｐと該ポンプ部Ｐを駆動するモータ部Ｍを備えており、ポンプ部Ｐとモータ部Ｍは、一対の共通の回転軸１０１を有している。ポンプ部Ｐは、一対の回転軸１０１の外周面にそれぞれ取付けた、この例ではスクリューロータからなるポンプロータ１０３と、該一対のポンプロータ１０３を収納するポンプケーシング１０２とを具備している。モータ部Ｍは、内部に一対のモータステータ１１２を収容配置したモータケーシング１０４と、一対の回転軸１０１の外周面にそれぞれ取付けてモータステータ１１２の内部に配置した一対のモータロータ１１３を具備している。各回転軸１０１は、ポンプロータ１０３を挟んだ両側に位置してポンプケーシング１０２に配置された軸受１０７，１０８で回転自在に支承されている。

モータ部Ｍは、例えば回転軸１０１を同期反回転させる２軸同期反転駆動モータであり、該モータ部Ｍを駆動して回転軸１０１を回転させることにより、ポンプ部Ｐの一対のポンプロータ１０３は互いに同期反回転する。また、ポンプケーシング１０２には、吸気口１０５及び排気口１０６が設けられている。これにより、ポンプロータ１０３の同期反回転により、吸気口１０５からポンプケーシング１０２の内部に吸込まれた気体は、一対のポンプロータ１０３とポンプケーシング１０２の間に閉じ込められ、排気口１０６に向かって軸方向に移送され、該排気口１０６から排気される。

図２は、図１に示す真空ポンプ１００と同じ構成の２台の真空ポンプ１００ａ，１００ｂを、一方をブースタポンプ（ＢＰ）１００ａとして、他方をメインポンプ（ＭＰ）１００ｂとして使用した真空ポンプユニットを示す。

図２に示すように、真空ポンプユニットは、アルミ材又はアルミ合金等の高熱伝導性材料からなるポンプ取付け部材１１０に、図１に示す真空ポンプ１００と同じ構成のブースタポンプ１００ａとメインポンプ１００ｂを取付けた構成である。ブースタポンプ１００ａは、ポンプ取付け部材１１０の上面に、回転軸１０１が水平方向に延びる横置きに配置され、メインポンプ１００ｂは、ポンプ取付け部材１１０の側面に、モータ部Ｍが上方に位置し回転軸１０１が鉛直方向に延びる縦置きに配置されている。ブースタポンプ１００ａの排気口１０６とメインポンプ１００ｂの吸気口１０５は、ポンプ取付け部材１１０に形成した流路１１１で接続され、ブースタポンプ１００ａとメインポンプ１００ｂは直列に接続されている。

特開２００７−２３１９３５号公報 特開２０１０−１２７１５７号公報

上記のような、小容量（排気量数十L／M〜数百Ｌ／M）で、オイルフリーの真空ポンプは、医療機器や食品機械等にも幅広く使用される。このため、排気する対象流体には、空気だけでなく、大気圧に圧縮することによって容易に液化する水蒸気や溶剤蒸気の液分を含む気体も含まれる。このような水蒸気や溶剤を含む気体を排気すると、真空ポンプ１００のポンプ部Ｐの排気口１０６側に設置した軸受１０８の内部に液化した水蒸気や溶剤が入り込み、軸受１０８の潤滑材を劣化させて潤滑不良を引き起こし、軸受１０８の動作不良により真空ポンプ１００が故障することがある。

また、図２に示す真空ポンプユニットでは、特に回転軸１０１が鉛直方向に延びる縦置きに配置されるメインポンプ１００ｂの排気口１０６側に設けた軸受１０８に水分等の液分が混入（浸入）し、軸受１０８が破損する恐れがある。

上記課題を回避するために、軸受部と排気流路との間に狭いクリアランス部からなるシール機構を設けて軸受部への水分等の混入を防ぐことが行われている。しかしながら、軸受部と排気流路との間にシール機構を設けると、構造が複雑となるばかりではなく、シール機構は、非接触シールであるために、液分の軸受部への混入（浸入）を完全に防止することができず、軸受部への液分防止対策としては不十分である。

本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、その目的は、簡単な構成で軸受部に液分の混入（浸入）がなく、軸受動作不良による故障が発生することのない真空ポンプ及び該真空ポンプを備えた真空ポンプユニットを提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の真空ポンプは、平行な２つの回転軸にそれぞれ取付けた一対のポンプロータと、該一対のポンプロータを内部に収納するポンプケーシングとを具備するポンプ部と、前記回転軸を回転駆動するモータ部とを備え、前記一対のポンプロータと前記ポンプケーシングとの間に閉じ込められた気体を移送して排気する真空ポンプにおいて、前記回転軸は、前記モータ部のモータステータを挟んだ両側に配置した軸受のみ、または前記モータ部と前記ポンプ部の間に配置した２つの軸受のみで回転自在に支承されており、前記ポンプケーシングの前記モータ側端部に吸気口が、反モータ部側端部に排気口がそれぞれ設けられて、前記気体が前記モータ部から離れる方向に移送されるように構成されていることを特徴とする。

前記真空ポンプにおいて、前記モータ部は、前記回転軸を同期反回転させる２軸同期反転駆動モータであることが好ましい。
前記真空ポンプにおいて、前記モータ部が上方に位置し前記回転軸が鉛直方向に延びる縦置きに設置することが好ましい。

前記真空ポンプにおいて、前記ポンプケーシングの反モータ部側端部を閉塞する端壁部にドレン口を設けることが好ましい。
前記真空ポンプにおいて、前記ポンプケーシングと前記ポンプロータの前記モータ側端面との間をポンプロータの回転による遠心力でシールするシール構造を設けることが好ましい。

本発明の真空ポンプユニットは、真空ポンプからなるブースタポンプと真空ポンプからなるメインポンプを直列に接続した真空ポンプユニットにおいて、前記メインポンプとして、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の真空ポンプを使用し、該メインポンプを前記モータ部が上方に位置し前記回転軸が鉛直方向に延びる縦置きに配置したことを特徴とする。

前記真空ポンプユニットにおいて、前記ブースタポンプとして、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の真空ポンプを使用し、該ブースタポンプを前記モータ部が上方に位置し前記回転軸が鉛直方向に延びる縦置きに配置するようにしてもよい。

本発明によれば、真空ポンプのポンプ部の排気口側に軸受を設置することなく、従って、真空ポンプのポンプ部の排気口側に設置される軸受の内部に液化した水蒸気や溶剤の液分が入り込むといった従来の問題点を原理上完全に防止しつつ、モータ部のモータステータを挟んだ両側に配置した軸受のみで回転軸を回転自在に支承することができる。特に、軸受にグリース軸受を用い、モータ部にギアレスモータである２軸同期反転駆動モータを用いることにより、真空ポンプの設置方向に制約を無くして、モータ部が上方に位置し回転軸が鉛直方向に延びる縦置きに設置することができ、これにより、ロータダイナミクス上も安定させ、しかも、液化した液体を重力の利用により、ポンプケーシング内の液体を容易に外部に排出できる。

（ａ）は、従来の真空ポンプの構成例を示す平断面図で、（ｂ）は、該真空ポンプの側断面図である。 従来の真空ポンプユニットの構成例を示す側断面図である。 （ａ）は、本発明の実施形態に係る真空ポンプの構成例を示す平断面図で、（ｂ）は、該真空ポンプの側断面図である。 本発明の実施形態に係る真空ポンプのモータ部の構成例を示す図である。 本発明の他の実施形態に係る真空ポンプの構成例を示す平断面図である。 本発明の実施形態の係る真空ポンプユニットの構成例を示す図である。 本発明の実施形態に係る他の真空ポンプユニットの構成例を示す図である。 本発明の実施形態に係る更に他の真空ポンプユニットの構成例を示す図である。 本発明の実施形態に係る更に他の真空ポンプユニットの構成例を示す図である。

以下、本願発明の実施形態を図３乃至図９に基づいて説明する。なお、図３乃至図９において、同一または相当部材には同一符号を付して重複した説明を省略する。

図３（ａ）は、本発明の実施形態に係る真空ポンプの構成例を示す平断面図で、図３（ｂ）は、該真空ポンプの側断面図である。図３に示すように、真空ポンプ１０は、ポンプ部Ｐと該ポンプ部Ｐを駆動するモータ部Ｍとを備えている。ポンプ部Ｐは、ポンプケーシング１２内に、この例ではスクリューロータからなる一対のポンプロータ１１を収納した構成である。また、モータ部Ｍは、内部に一対のモータステータ３０を収容配置したモータケーシング３３を備え、該モータステータ３０内にそれぞれに回転自在に配置された一対のモータロータ３１を備えた構成である。モータ部Ｍのモータロータ３１は、回転軸３２の外周面にそれぞれ固定されている。ポンプロータ１１は、回転軸３２のモータ部Ｍ側の端部に、固定ボルト１３を介して固定されており、これにより、回転軸３２と一体に回転するようになっている。モータ部Ｍは、回転軸３２を同期反回転させる２軸同期反転駆動モータ（後に詳述する）である。

ポンプケーシング１２には、モータ部Ｍ側端部に位置して吸気口１５が、モータ部Ｍの反対側端部に位置して排気口１６がそれぞれ設けられている。これにより、モータ部Ｍを起動して回転軸３２を回転させ、一対のポンプロータ１１を同期反回転させることにより、図３（ｂ）に矢印Ａに示すように、気体が吸気口１５からポンプケーシング１２内に吸込まれる。この吸込まれた気体は、一対のポンプロータ１１とポンプケーシング１２との間に閉じ込められ、排気口１６側に向かって移送され、矢印Ｂに示すように、排気口１６から排気される。

ポンプケーシング１２のモータ部Ｍの反対側端部を閉塞する端壁部には、ドレン孔１７が形成されている。真空ポンプ１０は、例えば図３に示すように、モータ部Ｍが上方に位置し回転軸３２が鉛直方向に延びる縦置きにして使用される。このように、真空ポンプ１０を縦置きにして使用した場合、ポンプケーシング１２内の一対のポンプロータ１１の同期反回転によって圧縮されて液化する水蒸気や溶剤の液分は、その重力により、矢印Ｃに示すように、ドレン孔１７から外部に排出される。なお、ドレン孔１７の周辺のポンプケーシング１２の端壁部の内壁面は、液化した蒸気や溶剤の液分を該ドレン孔１７に導くように凹状に形成されている。

上記一対のポンプロータ１１は、前述のように、モータ部Ｍ側端部において、回転軸３２に固定ボルト１３で固定されている。一端にポンプロータ１１が固定された各モータロータ３１の回転軸３２は、モータステータ３０を挟んだ両側に位置して、モータケーシング３３内に配置した軸受３４，３５のみで回転自在に支承されている。即ち、この例では、ポンプ部Ｐのポンプケーシング１２に軸受は設けられておらず、ポンプロータ１１は、回転軸３２の回転に伴って、軸受で支承されることなく回転する。従って、例えば図１に示す真空ポンプ１００のように、真空ポンプ１００のポンプ部Ｐの排気口１０６側に設置される軸受１０８の内部に液化した水蒸気や溶剤の液分が入り込むといった従来の問題点は原理上完全に防止される。しかも、真空ポンプ１０が縦置きで使用された場合、各ポンプロータ１１は、その上端で回転軸３２に固定されて下方に延び、回転軸３２は、モータステータ３０を挟んだ両側に位置して、モータケーシング３３内に配置した軸受３４，３５で回転自在に支承されているため、ポンプロータ１１の回転に伴ってポンプロータ１１に振れが生じてしまうことはない。

ポンプロータ１１のモータ部Ｍ側の端面とポンプケーシング１２の内面との間には、狭いクリアランスＣＬ１が設定され、このクリアランスＣＬ１によって、ポンプロータ１１の回転による遠心力でポンプロータ１１のモータ部Ｍ側の端面とポンプケーシング１２の内面との間をシールするシール構造が構成されている。これにより、ポンプケーシング１２内で水蒸気や溶剤蒸気を含む気体を圧縮することにより発生する水分等の液分がモータケーシング３３内に設けた軸受３５に混入（浸入）するのを抑制できる。このクリアランスＣＬ１の幅は、例えば０．０５〜０．５ｍｍ、好ましくは、０．１〜０．２ｍｍ程度である。なお、クリアランスＣＬ１に面するポンプロータ１１とポンプケーシング１２の対向面のいずれか一方の面又は双方の面にシール溝を設けてもよい。

図４は、ポンプ部Ｐの２軸１組のポンプロータ１１を同期反転させる２軸同期反転駆動モータ、即ちモータ部Ｍの一構成例を示す図である。図４に示すように、２軸同期反転駆動モータは、同一の構成を有する一対のマグネットロータであるモータロータ３１を具備し、ブラシレスＤＣモータとして２軸１組のポンプロータ１１（図３等を参照）を反転駆動すると共に、マグネットカップリングによりポンプロータ１１の同期反転を確保している。各モータロータ３１は、磁性材の回転軸（ヨーク）３２の外周にリング形状のマグネット３２ａを周設している。この実施形態では、回転軸３２の外周上に着磁したマグネット３２ａが周設され、互いの回転軸３２の異磁極が引き合うように対向して、且つクリアランスＦを保って配置されている。なお、モータロータ３１の極数は、４，６，８・・・などの偶数であり、ここでは６としている。

ポンプロータ１１は、モータロータ３１のマグネットカップリング作用により、同期して反対方向に回転する。これにより、タイミングギアが無くても安定した２軸同期反転が可能な真空ポンプが構成される。また、タイミングギアが無いことは、潤滑油が不要であると共に、２軸の安全な同期機構を含めた非接触回転が可能であり、真空ポンプの高速運転が可能なことを意味している。即ち、タイミングギアを用いた接触式の同期機構では、６０００〜７０００ｍｉｎ^−１の回転速度であるが、６極のモータロータ３１のマグネットカップリングを用いることで、１００００〜３００００ｍｉｎ^−１の同期反転高速回転が安定してできるようになり、これにより真空ポンプを小型にしても、高い到達真空度等の排気性能の向上が達成できる。

各モータロータ３１の外周面（回転軸３２の外周上に設けたマグネット３２ａ）の一部に近接して、鉄心３０ａと巻線３０ｂから成る三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）のモータステータ３０が配置されている。三相のモータステータ３０は、モータロータ３１どうしがマグネットカップリングする側と回転軸に関して反対側に配置されている。これにより、モータロータ３１どうしが互いに吸引するマグネットカップリング力をモータロータ３１とモータステータ３０の鉄心３０ａに作用する吸引力でキャンセルすることができる。また、三相のモータステータ磁極は、モータロータ３１の磁極数６極に対応し、図４の矢印Ｇ、Ｈに示すように、モータロータ３１の４極に磁界をかけるようにしている。三相の巻線３０ｂに所要の矩形パルス状波形の直流電流を供給することで、任意の回転数で２軸１組のポンプロータ１１を同期反転駆動することができる。

図５は、本発明の他の実施形態に係る真空ポンプ１０ａを示す。この例の真空ポンプ１０ａの図３及び図４に示す真空ポンプ１０と異なる点は、以下の通りである。つまり、モータ部Ｍの各モータステータ３０は、モータケーシング３３の内部に埋設され、各モータロータ３１は、回転軸３２に取付けたヨーク３２ｂの外周面上にマグネット３２ａを周設して構成されて、モータケーシング３３内のモータステータ３０と対向する位置に収容されている。ポンプ部Ｐの各ポンプロータ１１は、モータ部Ｍから延びる回転軸３２の外周面に固定されて、ポンプケーシング１２内に収容されている。

そして、モータケーシング３３とポンプケーシング１２との間に軸受ハウジング５０，５１が配置され、モータ部Ｍ側に位置する一方の軸受ハウジング５０内に軸受３４が収容され、ポンプ部Ｐ側に位置する他方の軸受ハウジング５１内の軸受押え５２で挟まれた位置に軸受３５が収容されている。各回転軸３２は、これらの軸受３４，３５の内部を挿通し、軸受３４，３５のみに支承されて回転する。

この例の真空ポンプにおいて、各回転軸３２は、モータケーシング３３とポンプケーシング１２との間に配置した軸受ハウジング５０，５１内に収容した軸受３４，３５のみに支承されて回転する。従って、例えば図１に示す真空ポンプ１００のように、真空ポンプ１００のポンプ部Ｐの排気口１０６側に設置される軸受１０８の内部に液化した水蒸気や溶剤の液分が入り込むといった従来の問題点は原理上完全に防止される。しかも、モータハウジング内に軸受を配置することなく、モータケーシング３３とポンプケーシング１２との間に配置した軸受ハウジング５０，５１内に軸受３４，３５を収容することで、構造の簡素化を図ることができる。軸受３５として、軸受のラジアル隙間がない組合せアンギュラ軸受を使用することが好ましく、これにより、ポンプ部のラジアル方向の触れ回りを最小とすることができる。

図６は、本発明の実施形態に係る真空ポンプユニットの構成例を示す側断面図である。図６に示すように、この真空ポンプユニットは、共に真空ポンプからなるブースタポンプ（ＢＰ）１０ｂとメインポンプ（ＭＰ）１０ｃを備えている。この例では、ブースタポンプ１０ｂとして、図３及び図４に示す真空ポンプ１０とほぼ同じ構成であるが、ドレン孔１７を有さない真空ポンプが使用され、メインポンプ１０ｃとして、図３及び図４に示す真空ポンプ１０とほぼ同じ構成の真空ポンプが使用されている。

この例では、ブースタポンプ１０ｂのポンプ部Ｐのポンプケーシング１２とモータ部Ｍのモータケーシング３３との間に、軸受３５を高温に維持し水蒸気や溶剤の凝縮液化を抑制するため、空間４２を設置している。このことはメインポンプ１０ｃにあっても同様である。なお、軸受３５を高温に維持し、水蒸気や溶剤蒸気の凝縮液化を抑制するため、空間４２に替えて、断熱材或いは断熱材と空間を設けても良い。

ブースタポンプ１０ｂは、高熱伝導性材からなるポンプ取付け部材２０の上面に、回転軸３２が鉛直方向に延びる縦置きに取付けられ、メインポンプ１０ｃは、ポンプ取付け部材２０の側面に、モータ部Ｍが上方に位置し回転軸３２が鉛直方向に延びる縦置き取付けられている。ブースタポンプ１０ｂの排気口１６とメインホンプ１０ｃの吸気口１５は、ポンプ取付け部材２０に設けられた流路２１で連通され、ブースタポンプ１０ｂとメインホンプ１０ｃは直列に接続されている。また、メインポンプ１０ｃの排気口１６は、ポンプ取付け部材２０に設けられた流路２２で外部に連通している。

上記構成の真空ポンプユニットにおいて、ブースタポンプ１０ｂのモータ部Ｍを起動すると共に、メインポンプ１０ｃのモータ部Ｍを起動する。これにより、ブースタポンプ１０ｂの一対のポンプロータ１１及びメインポンプ１０ｃの一対のポンプロータ１１は、互いに同期反回転する。ブースタポンプ１０ｂの一対のポンプロータ１１の回転に伴って、矢印Ａで示すように、ブースタポンプ１０ｂの吸気口１５から気体が吸込まれ、この吸込まれ気体は、一対のポンプロータ１１とポンプケーシング１２との間に閉じ込められ、排気口１６に向かって移送され、排気口１６から排気される。この排気は、メインポンプ１０ｃの一対のポンプロータ１１に回転に伴って、流路２１を通ってメインポンプ１０ｃの吸気口１５から吸込まれ、ブースタポンプ１０ｂと同様、排気口１６に向かって移送され、矢印Ｂで示すように、排気口１６から流路２２を経て外部に排気される。

また、メインポンプ１０ｃの一対のポンプロータ１１とポンプケーシング１２との間に閉じ込められ、圧縮・移送される間に液化した水蒸気や溶剤の液分は、その重力によりポンプケーシング１２内をモータ部Ｍの反対側に下降する。そして、矢印Ｃに示すように、ポンプケーシング１２の端壁部に設けたドレン孔１７から外部に排出される。

この例によれば、ブースタポンプ１０ｂ及びメインポンプ１０ｃの双方において、ポンプ部の排気口側に設置される軸受の内部に液化した水蒸気や溶剤の液分が入り込むといった従来の問題点は原理上完全に防止される。

図７は、本発明の他の実施形態に係る真空ポンプユニットの構成例を示す側断面図である。この例の真空ポンプユニットの図６に示す真空ポンプユニット異なる点は、図６に示すブースタポンプ１０ｂの代わりに、図１に示す従来の真空ポンプとほぼ同様な構成のブースタポンプ１０ｄを横置きで使用している点にある。

つまり、この例のブースタポンプ１０ｄは、モータ部Ｍから延びてポンプ部Ｐに達する一対の回転軸１８を有しており、この回転軸１８が水平方向に延びる横置きでポンプ取付け部材２０の上面に取付けられている。そして、ポンプケーシング１２の内部に位置して、各回転軸１８にポンプロータ１１が固定され、モータケーシング３３の内周面に取付けたモータステータ３０の内部に位置して、各回転軸１８にモータロータ３１が固定されている。各回転軸１８は、ポンプケーシング１２に設けた軸受３７，３８で回転自在に支承されている。

更に、各回転軸１８のモータ部Ｍと反対側に位置する軸受３８に近接する位置には、クリアランス設定用板２３が取付けられている。このクリアランス設定用板２３の端面とポンプケーシング１２の内面との間に狭いクリアランスＣＬ２が設定され、このクリアランスＣＬ２によって、クリアランス設定用板２３の回転による遠心力でクリアランス設定用板２３の端面とポンプケーシング１２の内面との間をシールするシール構造が構成されている。これにより、ブースタポンプ１０ｄのポンプケーシング１２内に発生した水分等の液分が軸受３８に接触するのを抑制できる。

なお、この例では、クリアランス設定用板２３を別部材として回転軸１８に固定しているが、図３に示す例のように、ポンプロータ１１を軸方向に伸ばして、ポンプロータ１１とポンプケーシング１２の内面との間にクリアランスＣＬ２を設定してもよい。狭いクリアランスＣＬ２の内側径の大きさは、軸受３８の内輪径と同等程度で、外側径の大きさは、ポンプロータ１１の外側径と同等程度であることが望ましい。

この例によれば、メインポンプ１０ｃにおいて、ポンプ部の排気口側に設置される軸受の内部に液化した水蒸気や溶剤の液分が入り込むといった従来の問題点は原理上完全に防止される。しかも、ブースタポンプ１０ｄを横置きとすることで、真空ポンプユニットの小型コンパクト化を図ることができる。

図８は、本発明の更に他の実施形態に係る真空ポンプユニットの構成例を示す側断面図である。この例の真空ポンプユニットの図７に示す真空ポンプユニットと異なる点は、図７に示すメインポンプ１０ｃの代わりに、ポンプケーシング１２の底部（モータ部Ｍの反対側の壁面）に設けた排気口１６に排気配管２４を接続したメインポンプ１０ｅを使用している点にある。この排気配管２４には、液化した水蒸気や溶剤の液分がその重力で外部に排出できるように、排気配管２４から分岐してドレン配管２５が設けられている。

この例によれば、メインポンプ１０ｅの一対のポンプロータ１１とポンプケーシング１２との間に閉じ込められ、圧縮・移送されるに液化された水蒸気や溶剤の液分は、その重力により、排気配管２４から分岐するドレン配管２５を通って外部に排出される。

図９は、本発明の更に他の実施形態に係る真空ポンプユニットの構成例を示す側断面図である。この例の真空ポンプユニットの図７に示す真空ポンプユニットと異なる点は、図７に示すブースタポンプ１０ｂの代わりに、ポンプケーシング１２のクリアランス設定用板２３の近傍位置にパージポート３９を設けたブースタポンプ１０ｆを使用し、図７に示すメインポンプ１０ｃの代わりに、ポンプケーシング１２にパージポート２６を設けたメインポンプ１０ｇを使用している点にある。更にこの例では、ブースタポンプ１０ｆを高温に維持して水蒸気や溶剤蒸気の凝縮液化を抑制するため、ブースタポンプ１０ｆとポンプ取付け部材２０との間に断熱部材４１と空間部４０を介在させている。

この例によれば、ブースタポンプ１０ｆのポンプケーシング１２の内部に、パージポート３９からパージガスＰＧを供給することにより、凝縮性気体の凝縮を防ぐことができる。凝縮性気体（例えば水蒸気）が大気圧まで圧縮されることにより液化するかどうかは、ガス及び真空ポンプの排気口付近の温度による。即ち、排気口付近の温度が排気して圧縮された気体の露点以下である場合に、水蒸気は凝縮する。このため、水蒸気の凝縮をできるかぎり防ぐために、ポンプケーシング１２の内部に、パージポート３９からパージガスＰＧを供給することにより、真空ポンプの負荷増大による排気口付近の温度が上昇する効果、排気ガスに含まれる気体分圧が低減する効果が得られる。

また、メインポンプ１０ｇのポンプケーシング１２の内部に、パージポート２６からパージガスＰＧを供給することにより、上記と同様、凝縮性気体（例えば水蒸気）の凝縮を抑えることができる。なお、パージポートは、ブースタポンプ１０ｆの排気口１６からメインポンプ１０ｇの排気口１６までのどの部分に設置してもよい。

パージポート３９，２６から供給されるパージガスＰＧには、ブースタポンプ１０ｆやメインポンプ１０ｇの性能上の制約より、その導入量に制限がある。例えば、吸気口１５からパージガスＰＧを導入すると、吸気口圧力に多大な影響を与えるため、あまり多くのパージガスＰＧを供給できない。そこでブースタポンプ１０ｆとメインポンプ１０ｇの間やメインポンプ１０ｇの中間よりパージガスＰＧを導入することにより、吸気口圧力に影響を与えることなく、パージガスＰＧの導入量を増やすことが可能となる。しかし、より排気口１６に近いところでパージバスＰＧを導入すると、真空ポンプの負荷はあまりに上昇しないため、真空ポンプの温度上昇に対しては、あまり効果的でない。使用環境に応じて、パージガスＰＧの導入位置（パージポート３９，２６の取付け位置）や導入量を最適にすることが望ましい。様々な使用環境で使用され、用途が特定されていない場合は、排気口１６に近いメインポンプ１０ｇの中間にてパージガスＰＧを導入するのが一般的である。

以上、本発明の実施形態例を説明したが、本発明は上記実施形態例に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお、直接明細書及び図面に記載がない何れの形状や構造であっても、本願発明の作用効果を奏する以上、本願発明の技術範囲である。

１０，１０ａ 真空ポンプ
１０ｂ，１０ｄ，１０ｆ ブースタポンプ
１０ｃ，１０ｅ，１０ｇ メインポンプ
１１ ポンプロータ
１２ ポンプケーシング
１３ 固定ボルト
１５ 吸気口
１６ 排気口
１７ ドレン孔
１８，３２ 回転軸
２０ ポンプ取付け部材
２３ クリアランス設定用板
２４ 排気配管
２５ ドレン配管
２６，３９ パージポート
３０ モータステータ
３１ モータロータ
３３ モータケーシング
３４，３５，３７，３８ 軸受
４０ 空間部
４１ 断熱部材
４２ 空間
５０，５１ 軸受ハウジング
５２ 軸受押え

Claims (7)

1. 平行な２つの回転軸にそれぞれ取付けた一対のポンプロータと、該一対のポンプロータを内部に収納するポンプケーシングとを具備するポンプ部と、前記回転軸を回転駆動するモータ部とを備え、前記一対のポンプロータと前記ポンプケーシングとの間に閉じ込められた気体を移送して排気する真空ポンプにおいて、
   前記回転軸は、前記モータ部のモータステータを挟んだ両側に配置した軸受のみ、または前記モータ部と前記ポンプ部の間に配置した２つの軸受のみで回転自在に支承されており、前記ポンプケーシングの前記モータ側端部に吸気口が、反モータ部側端部に排気口がそれぞれ設けられて、前記気体が前記モータ部から離れる方向に移送されるように構成されていることを特徴とする真空ポンプ。
2. 請求項１に記載の真空ポンプにおいて、
   前記モータ部は、前記回転軸を同期反回転させる２軸同期反転駆動モータであることを特徴とする真空ポンプ。
3. 請求項１又は２に記載の真空ポンプにおいて、
   前記モータ部が上方に位置し前記回転軸が鉛直方向に延びる縦置きに設置したことを特徴とする真空ポンプ。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の真空ポンプにおいて、
   前記ポンプケーシングの反モータ部側端部を閉塞する端壁部にドレン口を設けたことを特徴とする真空ポンプ。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の真空ポンプにおいて、
   前記ポンプケーシングと前記ポンプロータの前記モータ側端面との間をポンプロータの回転による遠心力でシールするシール構造を設けたことを特徴とする真空ポンプ。
6. 真空ポンプからなるブースタポンプと真空ポンプからなるメインポンプを直列に接続した真空ポンプユニットにおいて、
   前記メインポンプとして、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の真空ポンプを使用し、該メインポンプを前記モータ部が上方に位置し前記回転軸が鉛直方向に延びる縦置きに配置したことを特徴とする真空ポンプユニット。
7. 請求項６に記載の真空ポンプユニットにおいて、
   前記ブースタポンプとして、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の真空ポンプを使用し、該ブースタポンプを前記モータ部が上方に位置し前記回転軸が鉛直方向に延びる縦置きに配置したことを特徴とする真空ポンプユニット。

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