JP2015175322A

JP2015175322A - Liquid seal vacuum pump and vane wheel used for it

Info

Publication number: JP2015175322A
Application number: JP2014053776A
Authority: JP
Inventors: 裕之川▲崎▼; Hiroyuki Kawasaki
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 2014-03-17
Filing date: 2014-03-17
Publication date: 2015-10-05
Anticipated expiration: 2034-03-17
Also published as: JP6411040B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid seal vacuum pump in which fluidity when a vane wheel is casted is improved and which is advantageous for performing an end face processing for decreasing an end face clearance of the vane wheel and advantageous for correcting balance without increasing a blade thickness.SOLUTION: A liquid seal vacuum pump 1 comprises a casing 40 formed with an inner space and including a suction port 41 and a discharging port 42 both for releasing the inner space ; a vane wheel 30 eccentrically arranged in the inner space of the casing 40 and provided with a plurality of blades 42; and a motor 10 for rotating the vane wheel 30. Liquid is supplied to the inner space of the casing 40, the vane wheel 30 is rotated by the motor 10 to form a liquid ring L at the inner space of the casing 40, air taken through the suction port 41 is compressed at a compression space C inside the liquid seal ring L and then discharged out of the discharging port 42. The vane wheel 30 is provided with a blade connecting part 33 for connecting adjoining blades 32.

Description

本発明は、羽根車とケーシングの偏心配置によって吸気側から排気側への気体容積の変化（圧縮）により真空を作り出す液封式真空ポンプ及びそれに用いる羽根車に関するものである。 The present invention relates to a liquid ring vacuum pump that creates a vacuum by changing (compressing) a gas volume from an intake side to an exhaust side by an eccentric arrangement of an impeller and a casing, and an impeller used therefor.

従来の液封式真空ポンプには、羽根車が側板を有するタイプ（クローズドインペラ）と、羽根車が側板を有しないタイプ（オープンインペラ）がある。クローズドインペラタイプは、隣り合う翼排気空間でのリークがないため、排気性能はよいが、液体を翼排気空間へ満たすために翼排気空間内部に給水経路の形成が必要となる。これに対して、オープンインペラタイプは、クローズドインペラタイプのような給水経路は不要である。 Conventional liquid ring vacuum pumps include a type in which an impeller has a side plate (closed impeller) and a type in which an impeller does not have a side plate (open impeller). The closed impeller type has good exhaust performance because there is no leakage in the adjacent blade exhaust space, but a water supply path needs to be formed inside the blade exhaust space in order to fill liquid into the blade exhaust space. On the other hand, the open impeller type does not require a water supply path like the closed impeller type.

オープンインペラタイプでは、隣り合う翼排気空間でのリークを低減するために羽根車の端面隙間（軸方向隙間）をできるだけ小さくすることが有利である。羽根車の端面隙間を小さくするために、羽根車の端面に対して機械加工が行われる。 In the open impeller type, it is advantageous to make the end face clearance (axial clearance) of the impeller as small as possible in order to reduce leakage in the adjacent blade exhaust space. In order to reduce the end face clearance of the impeller, machining is performed on the end face of the impeller.

また、ポンプの小型化を目的としてモータ軸に羽根車を直接取り付け（カップリングレス）、オーバーハング構造を採用した場合、モータ軸に取り付けられた羽根車のアンバランス量が大きいと、軸の振動による微小隙間部での接触の可能性が高まる。このような羽根車のアンバランスを修正するために、翼を切削して質量を除去することができる。 In addition, if the impeller is mounted directly on the motor shaft (coupling-less) and an overhang structure is used to reduce the size of the pump, and the impeller attached to the motor shaft has a large unbalance, The possibility of contact at a minute gap due to is increased. To correct such an impeller imbalance, the blades can be cut to remove the mass.

なお、本発明に関連する先行技術として、以下の先行技術文献がある。 In addition, there exist the following prior art documents as a prior art relevant to this invention.

特開平５−１１８２８５号公報JP-A-5-118285

しかしながら、羽根車を鋳造や射出成型によって製造する場合に、羽根車の翼（インペラ）の先端までの湯流れが良好でなく、等配置された翼の形状に不均一を生じる可能性がある。湯流れ性を向上させるには翼厚みを上げることが望まれるが、排気空間容積が減少し排気速度性能が低下及び、羽根車質量が増加してしまう。 However, when the impeller is manufactured by casting or injection molding, the hot water flow to the tip of the impeller blades (impellers) is not good, which may cause unevenness in the shape of the equally disposed blades. Although it is desired to increase the blade thickness in order to improve the hot water flowability, the exhaust space volume decreases, the exhaust speed performance decreases, and the impeller mass increases.

さらに、羽根車の端面隙間を小さくするために、羽根車の端面加工をする際に、翼が薄いと、断続切削によって翼が破損し、又は変形してしまう。これを防止するために、加工の切削深さは制限されて、加工時間ないし加工コストが増加してしまう。また、バランス修正のために翼を切削すると、その切削部分からのリークが発生して排気性能が低下するという問題がある。 Furthermore, if the blades are thin when processing the end surfaces of the impeller in order to reduce the end surface clearance of the impeller, the blades are damaged or deformed by intermittent cutting. In order to prevent this, the cutting depth of processing is limited, and processing time or processing cost increases. Further, when the blade is cut for balance correction, there is a problem in that leakage from the cut portion occurs and exhaust performance is lowered.

本発明は、羽根車を鋳造や射出成形によって製造する際の湯流れを改善するとともに、翼厚みを増加することなく、羽根車の端面隙間を小さくするための端面加工及びバランス修正に有利な液封式真空ポンプ及びそれに用いる羽根車を提供することを目的とする。 The present invention improves the flow of molten metal when manufacturing an impeller by casting or injection molding, and is a liquid advantageous for end face processing and balance correction for reducing the end face clearance of the impeller without increasing the blade thickness. An object is to provide a sealed vacuum pump and an impeller used therefor.

本発明の液封式真空ポンプは、内部空間が形成され、側板に前記内部空間を開放する吸気口及び排気口を有するケーシングと、前記ケーシングの内部空間に偏心して設けられ、複数の翼を備えた羽根車と、前記羽根車を回転させる回転電動機とを備えた液封式真空ポンプにおいて、前記羽根車が、隣り合う前記翼を連結する翼連結部を備えた構成を有している。 A liquid ring vacuum pump according to the present invention includes a casing having an internal space formed therein and having an intake port and an exhaust port that open the internal space on a side plate, and a plurality of blades provided eccentrically in the internal space of the casing. In the liquid ring vacuum pump including the impeller and the rotary electric motor that rotates the impeller, the impeller has a configuration including a blade connecting portion that connects the adjacent blades.

この構成により、羽根車の隣り合う翼が翼連結部によって連結されるので、羽根車を鋳造や射出成型によって製造する際の湯流れが良好となり、翼の強度が向上して羽根車の端面加工をする際の翼の破損や変形をできる。また、翼連結部の質量を除去することでバランス修正を行うことができる。 With this configuration, the adjacent blades of the impeller are connected by the blade connecting portion, so that the hot water flow when the impeller is manufactured by casting or injection molding is improved, the strength of the blade is improved, and the end surface processing of the impeller is performed. It is possible to break or deform the wing when performing. Further, the balance can be corrected by removing the mass of the blade connecting portion.

上記の液封式真空ポンプにおいて、前記翼連結部は、すべての隣り合う前記翼を連結してよい。この構成により、羽根車の全周において、湯流れが良好になり、強度が向上し、バランス修正のための質量除去を行うことができる。 In the liquid ring vacuum pump, the blade connecting portion may connect all adjacent blades. With this configuration, the hot water flow is improved over the entire circumference of the impeller, the strength is improved, and mass removal for balance correction can be performed.

上記の液封式真空ポンプにおいて、前記翼連結部は、前記複数の翼を貫通する環状形状を有していてよい。この構成により、羽根車の全周において、湯流れが良好になり、強度が向上し、バランス修正のための質量除去を行うことができる。 In the liquid ring vacuum pump, the blade coupling portion may have an annular shape that penetrates the plurality of blades. With this configuration, the hot water flow is improved over the entire circumference of the impeller, the strength is improved, and mass removal for balance correction can be performed.

上記の液封式真空ポンプにおいて、前記翼連結部は、前記翼の高さの３０％〜９０％の高さで前記翼を連結してよい。この構成により、湯流れの改善、強度向上、バランス修正を効果的に行うことができる。 In the liquid ring vacuum pump, the blade connecting portion may connect the blades at a height of 30% to 90% of the height of the blades. With this configuration, it is possible to effectively improve the hot water flow, improve the strength, and correct the balance.

上記の液封式真空ポンプにおいて、前記翼連結部は、隣り合う前記翼の間の空間容積に対する容積比率が、０．１〜７％であってよい。この構成により、翼連結部を設けたことによる排気性能の低下を抑えることができる。 In the liquid ring vacuum pump, the blade coupling portion may have a volume ratio with respect to a space volume between the adjacent blades of 0.1 to 7%. With this configuration, it is possible to suppress a decrease in exhaust performance due to the provision of the blade connecting portion.

上記の液封式真空ポンプにおいて、前記翼連結部の断面は、円形又は凸多角形であってよい。この構成により、羽根車を鋳造・射出成型する際のアンダーカットを回避できる。 In the liquid ring vacuum pump, the cross section of the blade connecting portion may be a circle or a convex polygon. With this configuration, it is possible to avoid undercut when casting or injection molding the impeller.

上記の液封式真空ポンプにおいて、前記翼連結部は、前記羽根車の他の部分と一体的に鋳造又は射出成型で形成されてよい。この構成により、翼連結部を容易に設けることができる。 In the liquid ring vacuum pump, the blade connecting portion may be formed integrally with other portions of the impeller by casting or injection molding. With this configuration, the blade connecting portion can be easily provided.

本発明の羽根車は、ケーシングの内部空間に液体を供給して、回転電動機で羽根車を回転させることで、前記ケーシングの内部空間に液環を形成し、前記液環の内部の圧縮空間にて吸気口から取り込んだ空気を圧縮し、排気口から排気する液封式真空ポンプにおいて、前記ケーシングの内部空間に偏心して設けられ、前記回転電動機によって回転させられる前記羽根車であって、複数の翼と、隣り合う前記翼を連結する翼連結部とを備えた構成を有している。 The impeller of the present invention supplies a liquid to the internal space of the casing and rotates the impeller with a rotary electric motor to form a liquid ring in the internal space of the casing, and in the compression space inside the liquid ring. In the liquid ring vacuum pump that compresses air taken in from the intake port and exhausts it from the exhaust port, the impeller is eccentrically provided in the inner space of the casing and is rotated by the rotary electric motor. It has the structure provided with the wing | blade and the wing | blade connection part which connects the said adjacent wing | blade.

この構成によっても、羽根車の隣り合う翼が翼連結部によって連結されるので、羽根車を鋳造する際の湯流れが良好となり、翼の強度が向上して羽根車の端面加工をする際の翼の破損や変形をでき、翼連結部の質量を除去することでバランス修正を行うことができる。 Even with this configuration, since the adjacent blades of the impeller are connected by the blade connecting portion, the hot water flow when casting the impeller is improved, the strength of the blade is improved, and the end surface of the impeller is processed. The blade can be damaged or deformed, and the balance can be corrected by removing the mass of the blade connecting portion.

本発明によれば、羽根車の隣り合う翼が翼連結部によって連結されるので、羽根車を鋳造する際の湯流れが良好となり、翼の強度が向上して羽根車の端面加工をする際の翼の破損や変形をでき、翼連結部の質量を除去することでバランス修正を行うことができる。 According to the present invention, the adjacent blades of the impeller are connected by the blade connecting portion, so that the hot water flow when casting the impeller is improved, the strength of the blade is improved, and the end surface of the impeller is processed. The blades can be damaged or deformed, and the balance can be corrected by removing the mass of the blade connecting portion.

本発明の実施の形態の液封式真空ポンプの全体構成を示す図The figure which shows the whole structure of the liquid ring vacuum pump of embodiment of this invention. 図１のＡ−Ａ断面図AA sectional view of FIG. 本発明の実施の形態の羽根車の斜視図The perspective view of the impeller of an embodiment of the invention （ａ）本発明の実施の形態の羽根車の正面図（ｂ）本発明の実施の形態の羽根車の側面図(A) Front view of impeller of embodiment of the present invention (b) Side view of impeller of embodiment of the present invention （ａ）本発明の実施の形態の羽根車の正面図（ｂ）本発明の実施の形態の羽根車の側面図(A) Front view of impeller of embodiment of the present invention (b) Side view of impeller of embodiment of the present invention （ａ）本発明の実施の形態の羽根車の側面図（ｂ）本発明の実施の形態の羽根車の正面図(A) Side view of the impeller according to the embodiment of the present invention (b) Front view of the impeller according to the embodiment of the present invention （ａ）本発明の実施の形態の翼連結部の断面形状の例（円形）を示す図（ｂ）本発明の実施の形態の翼連結部の断面形状の例（六角形）を示す図（ｃ）本発明の実施の形態の翼連結部の断面形状の例（四角形）を示す図(A) The figure which shows the example (circle) of the cross-sectional shape of the blade | wing connection part of embodiment of this invention (b) The figure which shows the example (hexagon) of the cross-sectional shape of the wing | wing connection part of embodiment of this invention. c) The figure which shows the example (square) of the cross-sectional shape of the blade | wing connection part of embodiment of this invention.

以下、本発明の実施の形態の液封式真空ポンプについて、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する場合の一例を示すものであって、本発明を以下に説明する具体的構成に限定するものではない。本発明の実施にあたっては、実施の形態に応じた具体的構成が適宜採用されてよい。 Hereinafter, a liquid ring vacuum pump according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The embodiment described below shows an example when the present invention is implemented, and the present invention is not limited to the specific configuration described below. In carrying out the present invention, a specific configuration according to the embodiment may be adopted as appropriate.

図１は、本発明の実施の形態の液封式真空ポンプの全体構成を示す平面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。液封式真空ポンプ１は、回転電動機としてのモータ１０と、モータ１０の前方に設けられたモータ軸２０と、モータ軸２０に軸支された羽根車３０と、羽根車３０を収納するケーシング４０を備えている。液封式真空ポンプ１は、側板を有しないオープン型の羽根車３０を有し、モータ軸２０に羽根車３０が直接締結されるオーバーハング構造の液封式真空ポンプである。 FIG. 1 is a plan view showing the overall configuration of a liquid ring vacuum pump according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. The liquid ring vacuum pump 1 includes a motor 10 as a rotary electric motor, a motor shaft 20 provided in front of the motor 10, an impeller 30 supported by the motor shaft 20, and a casing 40 that houses the impeller 30. It has. The liquid ring vacuum pump 1 is an overhang type liquid ring vacuum pump in which an open impeller 30 having no side plate is provided, and the impeller 30 is directly fastened to the motor shaft 20.

ケーシング４０は円柱形の内部空間を有し、後側板４０ｂにモータ軸２０を通す孔が形成されている。モータ軸２０には羽根車３０が固定されており、羽根車３０はケーシング４０の円柱形の内部空間に対して偏心している。羽根車３０は、モータ軸２０の回転によって回転する。ケーシング４０の内部空間の円柱形の高さ（図１の左右方向の大きさ）は、羽根車３０がケーシング４０の内面に接触せずに回転可能なように、わずかに羽根車３０の高さ（図１の左右方向の大きさ）より高くなっている。よって、羽根車３０の前面及び背面とケーシング４０の内面との間にはわずかな隙間（端面隙間）が形成されている。 The casing 40 has a cylindrical inner space, and a hole through which the motor shaft 20 is passed is formed in the rear side plate 40b. An impeller 30 is fixed to the motor shaft 20, and the impeller 30 is eccentric with respect to the cylindrical inner space of the casing 40. The impeller 30 is rotated by the rotation of the motor shaft 20. The columnar height of the internal space of the casing 40 (the size in the left-right direction in FIG. 1) is slightly higher than the impeller 30 so that the impeller 30 can rotate without contacting the inner surface of the casing 40. It is higher than (the size in the left-right direction in FIG. 1). Therefore, a slight gap (end face gap) is formed between the front and rear surfaces of the impeller 30 and the inner surface of the casing 40.

ケーシング４０の前側板４０ａには、ケーシング４０の内部空間を開放する吸気口４１が形成されており、ケーシング４０の後側板４０ｂにはケーシング４０の内部空間を開放する排気口４２が形成されている。吸気口４１には吸気流路４３が接続されており、排気口４２に排気流路４４が接続されている。 An intake port 41 that opens the internal space of the casing 40 is formed in the front side plate 40 a of the casing 40, and an exhaust port 42 that opens the internal space of the casing 40 is formed in the rear side plate 40 b of the casing 40. . An intake passage 43 is connected to the intake port 41, and an exhaust passage 44 is connected to the exhaust port 42.

羽根車３０は、円柱形の基部３１と、基部３１から等間隔に放射状に形成された複数の翼３２を備えている。図２において、羽根車３０は反時計回りに回転する。複数の翼３２は、外側部分が回転方向に向けて湾曲した形状を有している。羽根車３０には、さらに隣り合う翼３２の間にそれらを繋ぐ翼連結部３３が設けられる。翼連結部３３については後述する。 The impeller 30 includes a cylindrical base 31 and a plurality of blades 32 that are radially formed from the base 31 at equal intervals. In FIG. 2, the impeller 30 rotates counterclockwise. The plurality of wings 32 have a shape in which the outer portion is curved in the rotational direction. The impeller 30 is further provided with a blade connecting portion 33 that connects them between adjacent blades 32. The blade connecting portion 33 will be described later.

ケーシング４０の内部空間には、その約半分の容積を満たす量の液体（例えば、水）が供給される。羽根車３０が回転すると、複数の翼３２が羽根車３０の外周方向に液体を掻き出し、液体は、遠心力によってケーシング４０の内面に沿って還流し、環状の液環Ｌを形成する。 The interior space of the casing 40 is supplied with an amount of liquid (for example, water) that fills about half of the volume. When the impeller 30 rotates, the plurality of blades 32 scrape liquid out toward the outer periphery of the impeller 30, and the liquid recirculates along the inner surface of the casing 40 by centrifugal force to form an annular liquid ring L.

ケーシング４０の内部空間に供給される液体の量は、図２に示すように液環Ｌが形成されたときにその液環Ｌの内面が、ケーシング４０の内部空間に対して偏心して設けられた羽根車３０の基部３１の外周と接する量、即ち、液環Ｌの内面が羽根車３０の偏心方向に位置する翼３２の根本の位置に一致する量とされる。よって、液環Ｌの内部に形成される圧縮空間Ｃは、図２に示すように、偏心した基部３１によって三日月形状となる。圧縮空間Ｃは、液環Ｌと基部３１とケーシング４０の前側板４０ａ及び後側板４０ｂとによって囲われた空間であり、翼３２によって各気室に区分けされる。すなわち、各気室は、隣り合う２枚の翼３２と、それらの間の基部３１の外面と、液環Ｌの内面と、ケーシング４０の前側板４０ａ及び後側板４０ｂとによって囲われた空間である。 The amount of liquid supplied to the inner space of the casing 40 is provided such that the inner surface of the liquid ring L is eccentric with respect to the inner space of the casing 40 when the liquid ring L is formed as shown in FIG. The amount is in contact with the outer periphery of the base 31 of the impeller 30, that is, the amount in which the inner surface of the liquid ring L coincides with the base position of the blade 32 positioned in the eccentric direction of the impeller 30. Therefore, the compression space C formed inside the liquid ring L has a crescent shape due to the eccentric base 31 as shown in FIG. The compression space C is a space surrounded by the liquid ring L, the base 31, and the front side plate 40 a and the rear side plate 40 b of the casing 40, and is divided into air chambers by the blades 32. That is, each air chamber is a space surrounded by two adjacent blades 32, the outer surface of the base 31 between them, the inner surface of the liquid ring L, and the front plate 40a and the rear plate 40b of the casing 40. is there.

図２に示すように、吸気口４１は、この三日月状の圧縮空間Ｃの上流側（羽根車３０の回転により気室が移動する方向における上流側）の部分に対応する形状を有し、排気口４２は、圧縮空間Ｃの下流側の部分に対応する形状を有している。吸気口４１より空気が気室に取り込まれると、羽根車３０の回転によって気室の容積が減少することで空気は圧縮される。気室が羽根車３０の回転によって排気口４２に達すると、気室内の圧縮された空気は排気口４２から排気される。 As shown in FIG. 2, the intake port 41 has a shape corresponding to a portion on the upstream side of the crescent-shaped compression space C (upstream side in the direction in which the air chamber moves due to the rotation of the impeller 30). The mouth 42 has a shape corresponding to the downstream portion of the compression space C. When air is taken into the air chamber from the intake port 41, the air is compressed by reducing the volume of the air chamber by the rotation of the impeller 30. When the air chamber reaches the exhaust port 42 by the rotation of the impeller 30, the compressed air in the air chamber is exhausted from the exhaust port 42.

即ち、ケーシング４０の内部空間には液体が供給されており、モータ１０で羽根車３０を回転させることで、複数の翼３２が液体を掻き出して、液体は遠心力によってケーシング４０の内周に沿った液環Ｌを形成する。このようにして、圧縮空間Ｃには、隣り合う２つの翼３２、液環Ｌ、及び前後の両側板によって気室が形成される。この気室に吸気口４１から取り込まれた気体は、羽根車３０の回転に伴う気室の容積の減少によって圧縮される。羽根車３０の回転によって気室が排気口４２まで達すると、気室内で圧縮された気体は排気口４２から排気される。 That is, the liquid is supplied to the internal space of the casing 40, and the impeller 30 is rotated by the motor 10, so that the plurality of blades 32 scrape out the liquid, and the liquid follows the inner periphery of the casing 40 by centrifugal force. A liquid ring L is formed. In this way, an air chamber is formed in the compression space C by the two adjacent blades 32, the liquid ring L, and the front and rear side plates. The gas taken into the air chamber from the intake port 41 is compressed by the reduction of the air chamber volume accompanying the rotation of the impeller 30. When the air chamber reaches the exhaust port 42 by the rotation of the impeller 30, the gas compressed in the air chamber is exhausted from the exhaust port 42.

次に、図１及び図２に加えて、図３も参照して羽根車３０の構成について説明する。上述のように、羽根車３０には、隣接する２つの翼３２同士を連結する翼連結部３３が設けられている。翼連結部３３は、すべての隣接する２つの翼３２を連結しており、全体として複数の翼３２を貫通する円環形状に形成されている。翼連結部３３は、各翼３２に固定されている。 Next, in addition to FIG.1 and FIG.2, the structure of the impeller 30 is demonstrated with reference to FIG. As described above, the impeller 30 is provided with the blade connecting portion 33 that connects the two adjacent blades 32. The blade connecting portion 33 connects all the two adjacent blades 32 and is formed in an annular shape penetrating the plurality of blades 32 as a whole. The blade connecting portion 33 is fixed to each blade 32.

この翼連結部３３によって、羽根車３０を鋳造する際の各翼３２間の湯流れの不均一を緩和して、鋳造不良を低減でき、羽根車３０のアンバランス量を低減できる。また、この翼連結部３３によって、翼３２の剛性が向上するので、羽根車３０とケーシング４０との間の端面隙間を微小にするために羽根車３０に対して機械加工をする際の断続切削による翼３２の破損や変形を防止できる（翼３２の剛性を向上できる）。これにより、端面隙間を微小にするよう加工する際の切削深さを大きくすることができ、加工時間を短縮して加工コストを低減できる。 The blade connecting portion 33 can alleviate the unevenness of the hot water flow between the blades 32 when casting the impeller 30, reduce casting defects, and reduce the unbalance amount of the impeller 30. Further, since the rigidity of the blade 32 is improved by the blade connecting portion 33, intermittent cutting is performed when machining the impeller 30 in order to make the end face gap between the impeller 30 and the casing 40 minute. Can prevent the blade 32 from being damaged or deformed (the rigidity of the blade 32 can be improved). Thereby, the cutting depth at the time of processing so as to make the end face gap small can be increased, the processing time can be shortened, and the processing cost can be reduced.

また、羽根車３０のアンバランス量を低減するために、翼連結部３３を切削してその質量を除去することができる。仮に翼連結部３３がないとすると、質量除去のために翼３２を切削することになり、その除去部分からのリークが発生して排気性能が低下する可能性があるところ、本実施の形態の羽根車３０では、バランス修正の際には、翼連結部３３を切削することで質量を除去でき、そうすることで翼３２を切削する必要がなくなり、翼３２の強度を弱めたり、翼３２を切削した部分からリークが発生することがない。なお、羽根車３０のアンバランス量を低減するために、翼連結部３３に対して質量を付加することもできる。 Moreover, in order to reduce the unbalance amount of the impeller 30, the blade | wing connection part 33 can be cut and the mass can be removed. If there is no blade connecting portion 33, the blade 32 is cut for mass removal, and there is a possibility that leakage from the removed portion may cause exhaust performance to deteriorate. In the impeller 30, when the balance is corrected, the mass can be removed by cutting the blade connecting portion 33, so that it is not necessary to cut the blade 32, and the strength of the blade 32 is weakened or the blade 32 is removed. There is no leakage from the cut part. In addition, in order to reduce the unbalance amount of the impeller 30, it is also possible to add mass to the blade connecting portion 33.

翼連結部３３は、翼３２の前後方向（羽根車３０の軸方向）の略中央位置に設けられており、半径方向には、翼３２の高さの中央よりもやや外側に設けられている。翼連結部３３の前後方向の位置は、本実施の形態の位置に限られないが、翼３２の強度向上、及び鋳造時の湯流れ性の向上の観点からは、中央位置が有利である。 The blade connecting portion 33 is provided at a substantially central position in the front-rear direction of the blade 32 (the axial direction of the impeller 30), and is provided slightly outside the center of the height of the blade 32 in the radial direction. . The position of the blade connecting portion 33 in the front-rear direction is not limited to the position of the present embodiment, but the center position is advantageous from the viewpoint of improving the strength of the blade 32 and improving the flow of molten metal during casting.

また、半径方向の位置も本実施の形態の位置に限られないが、翼３２の外径に近い（外側である）ほど、翼連結部３３自体の容積が大きくなって気室の容積が減少し、また翼連結部３３自体の質量が大きくなるので大きな回転トルクが必要となる一方、翼３２の根本に近い（内側にある）ほどバランス調整のための翼連結部３３の切削加工が困難になり、また、翼３２の強度向上の効果も小さくなる。また、翼連結部３３が翼３２の外径に近いほうが、翼連結部３３を切削することによるバランス修正の効果は大きくなる。従って、翼連結部３３の半径方向の位置は、これらの要因を考慮して決定され、望ましくは翼３２の高さの３０％〜１００％の高さ、より望ましくは翼３２の高さの５０〜８０％の高さ、さらに望ましくは翼３２の高さの６０〜７０％の高さとする。 Further, the radial position is not limited to the position of the present embodiment, but the closer to the outer diameter of the blade 32 (outside), the larger the volume of the blade coupling portion 33 itself and the smaller the volume of the air chamber. In addition, since the mass of the blade connecting portion 33 itself becomes large, a large rotational torque is required. On the other hand, the closer to the root of the blade 32 (inside), the more difficult it is to cut the blade connecting portion 33 for balance adjustment. In addition, the effect of improving the strength of the blade 32 is also reduced. Further, the effect of the balance correction by cutting the blade connecting portion 33 becomes greater when the blade connecting portion 33 is closer to the outer diameter of the blade 32. Accordingly, the radial position of the blade coupling portion 33 is determined in consideration of these factors, and is preferably 30% to 100% of the height of the blade 32, more preferably 50 of the height of the blade 32. The height is set to ˜80%, more preferably 60% to 70% of the height of the blade 32.

図４は、翼３２の高さの３０％の位置に翼連結部３３を設けた例を示しており、図４（ａ）は羽根車３０の正面図であり、図４（ｂ）は羽根車３０の側面図である。この例では、図４に示すように、翼連結部３３は、翼３２の根元を高さ０％としたときの３０％の高さに設けられている。この例では、翼連結部３３自体の容積または質量は大きくなく、気室の容積減少は少なく、また、大きな回転トルクも必要としない。 4 shows an example in which a blade connecting portion 33 is provided at a position 30% of the height of the blade 32. FIG. 4 (a) is a front view of the impeller 30, and FIG. 4 (b) is a blade. 2 is a side view of a vehicle 30. FIG. In this example, as shown in FIG. 4, the blade coupling portion 33 is provided at a height of 30% when the root of the blade 32 is 0%. In this example, the volume or mass of the blade connecting portion 33 itself is not large, the volume reduction of the air chamber is small, and a large rotational torque is not required.

図５は、翼３２の高さ１００％の位置に翼連結部３３を設けた例を示しており、図５（ａ）は羽根車３０の正面図であり、図５（ｂ）は羽根車３０の側面図である。この例では、図５に示すように、翼連結部３３は、翼３２の先根元を高さ０％としたときの１００％の高さ（即ち翼３２の先端）に設けられている。この例では、翼３２の強度向上の効果が最大となる。 FIG. 5 shows an example in which a blade connecting portion 33 is provided at a position where the blade 32 is 100% in height. FIG. 5 (a) is a front view of the impeller 30, and FIG. 5 (b) is an impeller. FIG. In this example, as shown in FIG. 5, the blade connecting portion 33 is provided at a height of 100% (that is, the tip of the blade 32) when the tip of the blade 32 is 0% in height. In this example, the effect of improving the strength of the blade 32 is maximized.

次に、この翼連結部３３による排気性能への影響を説明する。図６は、翼連結部３３による排気性能への影響を説明する図である。図６（ａ）は羽根車３０の側面図であり、図６（ｂ）は羽根車３０の正面図である。隣り合う２つの翼３２の間（翼排気空間）の翼連結部３３の容積（翼連結部容積）をＶｘ［ｍ³］とし、翼排気空間の容積（翼排気容量）をＶｓ［ｍ³］とし、翼連結部３３がない場合の排気速度をＥ［ｍ³／ｈ］とし、翼連結部３３がある場合の排気速度をＥ´［ｍ³／ｈ］とすると、以下の式（１）が成り立つ。

Next, the influence on the exhaust performance by the blade connecting portion 33 will be described. FIG. 6 is a diagram for explaining the influence of the blade connecting portion 33 on the exhaust performance. FIG. 6A is a side view of the impeller 30, and FIG. 6B is a front view of the impeller 30. The volume (blade coupling portion volume) of the blade coupling portion 33 between two adjacent blades 32 (blade exhaust space) is Vx [m ³ ], and the volume of the blade exhaust space (blade exhaust capacity) is Vs [m ³ ]. and then, the pumping speed when no blade coupling part 33 and E [m ³ / h], if the E'[m ³ / h] the pumping speed when there is a wing coupling portion 33, the following equation (1) Holds.

翼連結部容積Ｖｘ、及び翼排気容量Ｖｓは、以下の式（２）及び（３）で求められる。

ここで、図６に示すように、Ｓｘは翼連結部３３の断面積であり、Ｌｘは翼排気空間における翼連結部３３の弦の長さであり、Ｓは翼排気空間の軸方向に垂直な断面の面積であり、Ｂは羽根車３０の前後方向の厚さである。 The blade connection portion volume Vx and the blade exhaust capacity Vs are obtained by the following equations (2) and (3).

Here, as shown in FIG. 6, Sx is the cross-sectional area of the blade coupling portion 33, Lx is the length of the chord of the blade coupling portion 33 in the blade exhaust space, and S is perpendicular to the axial direction of the blade exhaust space. B is the thickness of the impeller 30 in the front-rear direction.

上述のように、翼連結部３３の容積を大きくするほど排気性能への影響が大きくなってしまうため、上記の鋳造時の湯周り性能の向上、切削加工時の剛性の向上という利点を必要最小限度で享受できるように、翼連結部３３の形状を決定することが望ましい。排気空間容積に対する翼連結部３３の容積の比率は、０．１〜７％とするのが望ましく、０．２〜５％とするのがより望ましい。なお、バランス修正のために翼連結部３３の一部を除去すると排気性能はその除去した分だけ向上することになる。 As described above, the larger the volume of the blade connecting portion 33, the greater the influence on the exhaust performance. Therefore, the advantages of improving the hot water performance during casting and the rigidity during cutting are minimized. It is desirable to determine the shape of the blade connecting portion 33 so that it can be enjoyed to the limit. The ratio of the volume of the blade coupling portion 33 to the exhaust space volume is desirably 0.1 to 7%, and more desirably 0.2 to 5%. If a part of the blade connecting portion 33 is removed for balance correction, the exhaust performance is improved by the amount removed.

図７（ａ）〜（ｃ）は、翼連結部３３の断面形状のバリエーションを示す図である。羽根車３０は、全体が一体として鋳造によって製造される。このとき、羽根車３０の前後方向に、翼連結部３３の位置で分割した鋳型によって鋳造が行われる。このため、翼連結部３３は、前後方向にアンダーカットが生じない形状とする。そのような断面形状としては、例えば、図７（ａ）に示す円形を採用することができ、また、図７（ｂ）に示す六角形、図７（ｃ）に示す四角形（ひし形）のような凸多角形を採用できる。 FIGS. 7A to 7C are views showing variations in the cross-sectional shape of the blade connecting portion 33. The impeller 30 is manufactured as a whole by casting. At this time, casting is performed by a mold divided in the front-rear direction of the impeller 30 at the position of the blade connecting portion 33. For this reason, the wing | blade connection part 33 is set as the shape which an undercut does not produce in the front-back direction. As such a cross-sectional shape, for example, a circle shown in FIG. 7A can be adopted, and a hexagon shown in FIG. 7B and a quadrangle (diamond) shown in FIG. Simple convex polygons can be used.

羽根車３０の材質としては、鋳鉄鋳物、銅合金鋳物、ステンレス鋳物を採用可能である。また、軽量化のために汎用プラスチック、エンジニアリングプラスチックなどの樹脂を用いてもよい。特に、本実施の形態の羽根車３０では、翼連結部３３によって翼３２の強度が確保されているので、羽根車３０にはそれ自体で強度の弱い材料を採用することができ、それによって軽量化を図ることができる。なお、樹脂を用いる場合は、射出成型によって製造することが可能であり、ラピッドプロトタイピング工法での製造も可能である。ラピッドプロトタイピング工法の場合は、金型を用いた射出成型におけるアンダーカットは考慮する必要はなく、翼連結部３３の断面形状は制約を受けずに任意の形状とすることができる。 As the material of the impeller 30, cast iron casting, copper alloy casting, and stainless steel casting can be adopted. Moreover, you may use resin, such as general purpose plastics and engineering plastics, for weight reduction. In particular, in the impeller 30 of the present embodiment, since the strength of the blade 32 is ensured by the blade connecting portion 33, the impeller 30 can employ a material having low strength by itself, thereby reducing the weight. Can be achieved. In addition, when using resin, it can be manufactured by injection molding and can also be manufactured by a rapid prototyping method. In the case of the rapid prototyping method, it is not necessary to consider the undercut in the injection molding using a mold, and the cross-sectional shape of the blade connecting portion 33 can be an arbitrary shape without being restricted.

なお、上記の実施の形態では、すべての翼排気空間に翼連結部３３が設けられ、それによって、翼連結部３３が複数の翼３２を貫通する円環形状として形成されていたが、本発明の翼連結部３３は、これに限られない。例えば、翼連結部３３は環状になっていなくてもよい。すなわち、翼連結部３３は、必ずしもすべての翼排気空間になければならないものではなく、例えば、複数の翼排気空間に対して１つおきに翼連結部３３を設けてもよい。さらに、各翼排気空間における翼連結部３３の位置及び断面形状はそれぞれ異なっていてもよい。また、各翼排気空間における翼連結部３３が直線形状であり、全体として多角形の環状形状をなしていてもよい。 In the above-described embodiment, the blade coupling portions 33 are provided in all the blade exhaust spaces, so that the blade coupling portions 33 are formed in an annular shape penetrating the plurality of blades 32. The blade connecting portion 33 is not limited to this. For example, the blade connecting portion 33 may not be annular. That is, the blade connecting portions 33 do not necessarily have to be in all the blade exhaust spaces. For example, every other blade connecting portion 33 may be provided for a plurality of blade exhaust spaces. Further, the position and the cross-sectional shape of the blade connecting portion 33 in each blade exhaust space may be different. Further, the blade connecting portion 33 in each blade exhaust space may have a linear shape, and may have a polygonal annular shape as a whole.

また、上記の実施の形態では、翼連結部３３は、各翼排気空間に１本のみであり、全体として１つの円環をなしていたが、翼連結部３３は、翼排気空間に複数本設けられてよく、全体として複数の環をなすものであってよい。 In the above embodiment, only one blade connecting portion 33 is provided in each blade exhaust space, and a single ring is formed as a whole. However, a plurality of blade connecting portions 33 are provided in the blade exhaust space. It may be provided and may form a plurality of rings as a whole.

また、上記の実施の形態では、吸気口４１をケーシング４０の前側板４０ａに形成し、排気口４２をケーシング４０の後側板４０ｂに形成したが、吸気口４１及び排気口４２は、ケーシング４０の前側板４０ａ及び後側板４０ｂのいずれに設けてもよい。例えば、吸気口４１及び排気口４２をいずれも前側板４０ａに設けてもよいし、吸気口４１を後側板４０ｂに設け、排気口４２を前側板４０ａに設けてもよい。 In the above embodiment, the intake port 41 is formed in the front side plate 40 a of the casing 40 and the exhaust port 42 is formed in the rear side plate 40 b of the casing 40, but the intake port 41 and the exhaust port 42 are formed on the casing 40. You may provide in any of the front side board 40a and the rear side board 40b. For example, the intake port 41 and the exhaust port 42 may both be provided on the front plate 40a, the intake port 41 may be provided on the rear plate 40b, and the exhaust port 42 may be provided on the front plate 40a.

本発明は、羽根車を鋳造する際の湯流れが良好となり、翼の強度が向上して羽根車の端面加工をする際の翼の破損や変形をでき、翼連結部の質量を除去することでバランス修正を行うことができるという効果を有し、羽根車とケーシングの偏心配置によって吸気側から排気側への気体容積の変化（圧縮）により真空を作り出す液封式真空ポンプ等として有用である。 The present invention improves the flow of hot water when casting an impeller, improves the strength of the blade, and can break or deform the blade when processing the end face of the impeller, and remove the mass of the blade connecting portion. This is useful as a liquid-sealed vacuum pump that creates a vacuum by changing (compressing) the gas volume from the intake side to the exhaust side due to the eccentric arrangement of the impeller and casing. .

１液封式真空ポンプ
１０モータ
２０モータ軸
３０羽根車
３１基部
３２翼
３３翼連結部
４０ケーシング
４１吸気口
４２排気口
４３吸気流路
４４排気流路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Liquid ring type vacuum pump 10 Motor 20 Motor shaft 30 Impeller 31 Base 32 Wing 33 Wing connection part 40 Casing 41 Intake port 42 Exhaust port 43 Intake channel 44 Exhaust channel

Claims

An internal space is formed, and a casing having an air inlet and an air outlet that opens the internal space on a side plate;
An impeller provided eccentrically in the internal space of the casing, and having a plurality of blades;
A rotating electric motor for rotating the impeller;
In a liquid ring vacuum pump equipped with
The liquid ring vacuum pump, wherein the impeller includes a blade connecting portion that connects the adjacent blades.

The liquid ring vacuum pump according to claim 1, wherein the blade connecting portion connects all the adjacent blades.

The liquid ring vacuum pump according to claim 1, wherein the blade connecting portion has an annular shape that penetrates the plurality of blades.

4. The liquid ring vacuum pump according to claim 1, wherein the blade connecting portion connects the blades at a height of 30% to 90% of the height of the blades. 5.

5. The liquid ring vacuum according to claim 1, wherein the blade coupling portion has a volume ratio of 0.1 to 7% with respect to a space volume between the adjacent blades. pump.

The liquid ring vacuum pump according to any one of claims 1 to 5, wherein a cross section of the blade connecting portion is circular or convex polygonal.

The liquid ring vacuum pump according to any one of claims 1 to 6, wherein the blade connecting portion is integrally formed with another portion of the impeller by casting or injection molding.

A liquid ring is formed in the internal space of the casing by supplying liquid to the internal space of the casing and rotating the impeller with a rotary electric motor, and the air taken in from the intake port in the compression space inside the liquid ring In the liquid ring vacuum pump that compresses and exhausts from the exhaust port, the impeller is provided eccentrically in the internal space of the casing and rotated by the rotary motor,
With multiple wings,
A wing connecting portion connecting adjacent wings;
An impeller characterized by comprising: