JP2021515136A - ドライ真空ポンプ - Google Patents
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Abstract
本発明は、少なくとも1つの油溜め(2)と、少なくとも1つのポンプ段(3a−3e)と、前記ポンプ段(3a−3e)内に延びるロータ(5)を夫々保持する2つの回転軸(4)とを備えたドライ真空ポンプであって、前記ロータ(5)は、前記真空ポンプ(1)の吸入口と吐出口との間でガスをポンプ搬送するために、反対方向に同期して回転するように構成されており、前記回転軸(4)は、前記油溜め(2)に含まれる潤滑油で潤滑されたベアリングで支えられており、各軸通路の前記油溜め(2)と前記ポンプ段(3e)の間に挿入された少なくとも1つの潤滑油のシール装置(6)を備え、前記シール装置(6)は、前記回転軸(4)にこれと共に回転するように取り付けられたほぼディスク状のデフレクタ(14)を含み、前記デフレクタ(14)のディスクは、その周囲に前記ポンプ段(3e)に向かって延び、保持凹部を形成する1つの環状端部(16)を有している。【選択図】図2
Description
本発明は、ルーツポンプ、クローポンプ又はスクリューポンプ等のドライ真空ポンプに関する。本発明は、より具体的には、真空ポンプの潤滑油の気密性に関する。
ドライ粗引き真空ポンプは、直列の1つ又は複数のポンプ段で構成され、吸入口と吐出口の間にポンプで送られるガスが流れる。既知の粗引き真空ポンプは、ルーツポンプという名前でも知られているロータリーローブポンプと、2つ以上のローブポンプ、クローポンプ、スクリューポンプとの間で区別される。ルーツブロワ真空ポンプも知られており、大流量の使用状況下でポンプ能力を高めるために、粗引き真空ポンプの上流で使用される。これらの真空ポンプは、運転中、複数のロータが、ロータやステータと機械的に接触することなくステータ内で回転し、ポンプ段で油を使用しないので、「ドライ」ポンプと呼ばれている。
回転軸は、油で潤滑されたボールベアリングによって支えられている。動作中、ベアリング内で回転軸が回転すると、油滴等の汚染物質が発生し、圧力変動にさらされると、それらがポンプ段に向かって移動する可能性がある。ただし、半導体基板の製造プロセス等、いわゆる「ドライ」アプリケーションでは、ポンプ段に油の痕跡がないことが重要である。従って、潤滑されたベアリングは、回転軸が回転できるシール手段によって、ドライポンプ段から隔離されている必要がある。
一般に使用されるシール手段には、主に、ベアリングのフランジ、摩擦継手、エジェクターディスク、ガスブリーダー、膨張及び凝縮チャンバー等のオイルトラップ、又はラビリンスやシケイン等の障害物等の物理的なバリアが含まれる。これらの解決策は、主に油の移動を阻止又は制限しようとするものである。ただし、運転中に、特に、ある量のガスが周期的に排気される用途では、真空ポンプに加えられる圧力が大幅に変動する。この圧力変動は、潤滑されたベアリングとポンプ段の間に推進力を発生させ、汚染微粒子をポンプ段から油溜めへ運ぶことを可能にし、同様に、油の微粒子又は蒸気をベアリングからポンプ段へ移送することを可能にする。
特に、ポンプ段又は摩擦継手から油溜めへの、固体又は液体微粒子の移動を制限することが求められている。これらの微粒子は研磨性を有する場合があり、潤滑特性が低下し、例えばボールベアリングの早期摩耗が発生する可能性があるためである。
従って、本発明の目的の1つは、先行技術の欠点を少なくとも部分的に改善する、ドライ真空ポンプを提案することである。
この目的のために、本発明は、
−少なくとも1つの油溜めと、
−少なくとも1つのポンプ段と、
−夫々少なくとも1つの前記ポンプ段内に延びる少なくとも1つのロータを保持する、2つの回転軸とを備えたドライ真空ポンプであって、
−前記ロータは、前記真空ポンプの吸入口と吐出口の間でガスをポンプ搬送するために、反対方向に同期して回転するように構成されており、
−前記回転軸は、前記油溜めに含まれる潤滑油で潤滑されたベアリングによって支えられており、
−各軸通路の前記油溜めとポンプ段の間に挿入された少なくとも1つの潤滑油のシール装置であって、前記シール装置は、前記回転軸にこれと共に回転するように取り付けられたほぼディスク状のデフレクタを備えたものにおいて、
前記デフレクタのディスクは、その周囲に前記ポンプ段に向かって延び、保持凹部を形成する1つの環状端部を有していることを特徴とする。
−少なくとも1つの油溜めと、
−少なくとも1つのポンプ段と、
−夫々少なくとも1つの前記ポンプ段内に延びる少なくとも1つのロータを保持する、2つの回転軸とを備えたドライ真空ポンプであって、
−前記ロータは、前記真空ポンプの吸入口と吐出口の間でガスをポンプ搬送するために、反対方向に同期して回転するように構成されており、
−前記回転軸は、前記油溜めに含まれる潤滑油で潤滑されたベアリングによって支えられており、
−各軸通路の前記油溜めとポンプ段の間に挿入された少なくとも1つの潤滑油のシール装置であって、前記シール装置は、前記回転軸にこれと共に回転するように取り付けられたほぼディスク状のデフレクタを備えたものにおいて、
前記デフレクタのディスクは、その周囲に前記ポンプ段に向かって延び、保持凹部を形成する1つの環状端部を有していることを特徴とする。
前記デフレクタの前記保持凹部は、前記真空ポンプの前記ポンプ段又は摩擦継手から発生し前記デフレクタによって半径方向に排出される微粒子やダストを保持することを可能にする。従って、前記ボールベアリング又は前記油溜めに向かう前記微粒子の移動が制限される。
これにより、ベアリングの寿命を延ばし、油の汚染を減らし、油の消費量を減らすことができる。その結果、このようなデフレクタを備えた真空ポンプの1,000運転時間後に、30%程度の油の消費量の削減と、汚染微粒子がほとんどない「透明な」油を観察することができた。
このようにして作られたデフレクタは、製造が簡単で安価である。さらに、このデフレクタは、シール装置の様々なタイプの「ダイナミック」シール又は摩擦リングシールと互換性がある。
これにより、ベアリングの寿命を延ばし、油の汚染を減らし、油の消費量を減らすことができる。その結果、このようなデフレクタを備えた真空ポンプの1,000運転時間後に、30%程度の油の消費量の削減と、汚染微粒子がほとんどない「透明な」油を観察することができた。
このようにして作られたデフレクタは、製造が簡単で安価である。さらに、このデフレクタは、シール装置の様々なタイプの「ダイナミック」シール又は摩擦リングシールと互換性がある。
前記真空ポンプは、単一の油溜めで構成できる。この油溜めは、多段真空ポンプのいわゆる低圧ポンプ段の隣、又はいわゆる高圧ポンプ段の隣に配置することができる。他方、前記ベアリングはグリースで潤滑することができる。
前記真空ポンプは、2つの油溜めで構成することもできる。これらの油溜めは、真空ポンプの一端に夫々配置されている。つまり、多段真空ポンプでは、油溜めの1つはいわゆる高圧段の隣に配置され、もう1つはいわゆる低圧段の隣に配置されている。ルーツブロワ真空ポンプ等の単段真空ポンプでは、前記油溜めは単段ポンプ段の両側に配置されている。
前記真空ポンプは、2つの油溜めで構成することもできる。これらの油溜めは、真空ポンプの一端に夫々配置されている。つまり、多段真空ポンプでは、油溜めの1つはいわゆる高圧段の隣に配置され、もう1つはいわゆる低圧段の隣に配置されている。ルーツブロワ真空ポンプ等の単段真空ポンプでは、前記油溜めは単段ポンプ段の両側に配置されている。
前記環状端部は任意の形状にすることができる。面取りすることもできる。
本発明の一実施例によれば、前記環状端部は、回転軸の回転軸心と同軸であり、円筒形である。
また、前記環状端部には、ラジアルリムを設けることもできる。このラジアルリムにより、前記保持凹部による前記微粒子又は前記ダストの保持能力を向上させることができる。
前記シール装置には、摩擦リングシール又はダイナミックシール等のリングシールが含まれる。前記摩擦リングシールには、例えば、シングルリップやダブルリップを備えたリングが含まれる。このダイナミックシールには、例えば、セグメント化されたシールも含まれる。
本発明の一実施例によれば、前記環状端部は、回転軸の回転軸心と同軸であり、円筒形である。
また、前記環状端部には、ラジアルリムを設けることもできる。このラジアルリムにより、前記保持凹部による前記微粒子又は前記ダストの保持能力を向上させることができる。
前記シール装置には、摩擦リングシール又はダイナミックシール等のリングシールが含まれる。前記摩擦リングシールには、例えば、シングルリップやダブルリップを備えたリングが含まれる。このダイナミックシールには、例えば、セグメント化されたシールも含まれる。
本発明の一実施例によれば、前記デフレクタの前記環状端部は、前記リングシールの周りに少なくとも部分的に延びている。
本発明の一実施例によれば、前記シール装置は、軸に取り付けられたスリーブを含み、このスリーブに前記デフレクタが取り付けられている。このスリーブは、例えば、外径が前記デフレクタの中央オリフィスに挿入するのに適した第1の円筒形段部と、前記デフレクタの軸方向ストッパーを形成する第2の円筒形段部とを含む2段円筒形を有する。
本発明の一実施例によれば、前記シール装置は、軸に取り付けられたスリーブを含み、このスリーブに前記デフレクタが取り付けられている。このスリーブは、例えば、外径が前記デフレクタの中央オリフィスに挿入するのに適した第1の円筒形段部と、前記デフレクタの軸方向ストッパーを形成する第2の円筒形段部とを含む2段円筒形を有する。
ディスクの環状端を支える面は、回転軸の回転軸心に垂直にすることができる。
他の実施例によれば、前記環状端を支えるデフレクタの面は、このデフレクタの中心と同軸であり、その頂点が油溜めの側に位置する、一般的な円錐台形状を有する。この円錐台の形状により、ポンプ段から来て保持凹部には閉じ込められていない微粒子やダストを、ポンプ段に戻すことができる。
他の実施例によれば、前記環状端を支えるデフレクタの面は、このデフレクタの中心と同軸であり、その頂点が油溜めの側に位置する、一般的な円錐台形状を有する。この円錐台の形状により、ポンプ段から来て保持凹部には閉じ込められていない微粒子やダストを、ポンプ段に戻すことができる。
前記ディスクの環状端を支える面の反対側の面は、回転軸の回転軸心に垂直にすることができる。別の実施例によれば、ディスクの環状端部を支える面の反対側の面は、デフレクタの中心と同軸であり、その頂点がポンプ段の側に位置する円錐台形状を有する。回転中、デフレクタのこの円錐台形状は、デフレクタに当たる潤滑油の飛沫が油溜めへ戻るのをガイドすることを可能にする。
さらに、真空ポンプのステータを、環状端を支える面の反対側のデフレクタの面の端部から分離するために、3mm未満の軸方向距離及び3mm未満の垂直距離を設定することができる。このように形成された通路は、ステータとデフレクタの間が非常に狭い。これにより、これらの部品が互いに接触することなくこれらの部品の相対的な膨張を可能にすると同時に、潤滑油のコンダクタンスが低くなり、デフレクタを超えた潤滑油の移動が制限される。
本発明はまた、
−少なくとも1つの油溜めと、
−少なくとも1つのポンプ段と、
−少なくとも1つの前記ポンプ段に延びる少なくとも1つのロータを夫々保持する2つの回転軸とを備えたドライ真空ポンプであって、
前記ロータは、前記真空ポンプの吸入口と吐出口の間でガスをポンプ搬送するために、反対方向に同期して回転するように構成されており、
前記回転軸は、前記油溜めに含まれる潤滑油で潤滑されたベアリングによって支えられており、
各軸通路の前記油溜めと前記ポンプ段の間に挿入された少なくとも1つの潤滑油のシール装置を備え、
前記シール装置は、前記回転軸にこれと共に回転するように取り付けられたほぼディスク状のデフレクタを備えたものにおいて、
−前記デフレクタのディスクは、前記デフレクタの中心と同軸の円錐台形状を有する少なくとも1つの面を含むことを特徴とする。
−少なくとも1つの油溜めと、
−少なくとも1つのポンプ段と、
−少なくとも1つの前記ポンプ段に延びる少なくとも1つのロータを夫々保持する2つの回転軸とを備えたドライ真空ポンプであって、
前記ロータは、前記真空ポンプの吸入口と吐出口の間でガスをポンプ搬送するために、反対方向に同期して回転するように構成されており、
前記回転軸は、前記油溜めに含まれる潤滑油で潤滑されたベアリングによって支えられており、
各軸通路の前記油溜めと前記ポンプ段の間に挿入された少なくとも1つの潤滑油のシール装置を備え、
前記シール装置は、前記回転軸にこれと共に回転するように取り付けられたほぼディスク状のデフレクタを備えたものにおいて、
−前記デフレクタのディスクは、前記デフレクタの中心と同軸の円錐台形状を有する少なくとも1つの面を含むことを特徴とする。
円錐台形状を有する前記デフレクタの1つの面は、ポンプ段に対向する面であり、前記円錐台形状の頂点は、前記油溜めの側に位置する。この円錐台の形状により、ポンプ段から発生する可能性のある微粒子やダストをポンプ段に戻すことができる。
円錐台形状を有する前記デフレクタの他の面は、前記油溜めに対向する面であり、前記円錐台形状の頂点は、前記ポンプ段の側に位置する。
動作中、回転する前記デフレクタの「再入可能」な前記円錐台形状により、前記デフレクタに当たる潤滑油の飛沫の前記油溜めへの戻りをガイドすることができる。
前記デフレクタの両面を、円錐台形状にすることもできる。
添付の図面と共に本発明の説明を読むと、さらなる利点及び特徴が明らかになるであろう。
円錐台形状を有する前記デフレクタの他の面は、前記油溜めに対向する面であり、前記円錐台形状の頂点は、前記ポンプ段の側に位置する。
動作中、回転する前記デフレクタの「再入可能」な前記円錐台形状により、前記デフレクタに当たる潤滑油の飛沫の前記油溜めへの戻りをガイドすることができる。
前記デフレクタの両面を、円錐台形状にすることもできる。
添付の図面と共に本発明の説明を読むと、さらなる利点及び特徴が明らかになるであろう。
図面では、同一の要素に同じ参照番号を付している。図面は、わかりやすくするために簡略化されている。
以下の実施形態は、実施例である。説明は1つ又は複数の実施例に言及しているが、これは、必ずしも各参照が同じ実施例に関連すること、又は特徴が単一の実施例にのみ適用されることを意味するわけではない。異なる実施例の単純な特徴を組み合わせたり、交換したりして、他の実施例を提供することもできる。
以下の実施形態は、実施例である。説明は1つ又は複数の実施例に言及しているが、これは、必ずしも各参照が同じ実施例に関連すること、又は特徴が単一の実施例にのみ適用されることを意味するわけではない。異なる実施例の単純な特徴を組み合わせたり、交換したりして、他の実施例を提供することもできる。
図1は、ドライ真空ポンプ1を示している。
この真空ポンプ1は、少なくとも1つの油溜め2、少なくとも1つのポンプ段3a−3e、2つの回転軸4、及び油溜め2とポンプ段3eとの間に挿入された少なくとも1つの潤滑油のシール装置6を備えている。
各回転軸4は、夫々少なくとも1つのポンプ段3a−3e内に延びる少なくとも1つのロータ5を保持している。
この真空ポンプ1は、少なくとも1つの油溜め2、少なくとも1つのポンプ段3a−3e、2つの回転軸4、及び油溜め2とポンプ段3eとの間に挿入された少なくとも1つの潤滑油のシール装置6を備えている。
各回転軸4は、夫々少なくとも1つのポンプ段3a−3e内に延びる少なくとも1つのロータ5を保持している。
具体的な例では、真空ポンプ1は、この真空ポンプ1の吸入口7と吐出口8との間に直列に取り付けられた複数段の、例えば5段の、ポンプ段3a、3b、3c、3d、3eを含み、それらの中をポンプで送られるガスが流れる。
ここで、シール装置6に隣接するポンプ段3eは、最終のポンプ段3eであり、この段は、ポンピングされたガスを大気圧で排出するように構成されており、「高圧」ポンプ段として知られている。
各ポンプ段3a、3b、3c、3d、3eは、夫々の吸入口及び吐出口を含み、連続するポンプ段3a−3eは、前段のポンプ段の吐出口を次段のポンプ段の吸入口に接続する各段間チャネルによって次々に直列に接続されている。
ここで、シール装置6に隣接するポンプ段3eは、最終のポンプ段3eであり、この段は、ポンピングされたガスを大気圧で排出するように構成されており、「高圧」ポンプ段として知られている。
各ポンプ段3a、3b、3c、3d、3eは、夫々の吸入口及び吐出口を含み、連続するポンプ段3a−3eは、前段のポンプ段の吐出口を次段のポンプ段の吸入口に接続する各段間チャネルによって次々に直列に接続されている。
一対のロータ5は、例えば、同じプロファイルを有するローブ、例えば、ルーツ(8の字形又は豆形の断面)、爪タイプ、又はスクリューロータ、又は別のタイプの、容積式の真空ポンプの原理に基づくロータである。
同一のプロファイルを有する一対のローブ付きロータ5は、角度的にオフセットされている。一対のロータ5は、吸入口7と吐出口8との間でガスをポンプ搬送するために、各段において互いに反対方向に同期して回転するように駆動される。回転中、吸入口から取り込まれたガスは、一対のロータ5とそれに対応するステータによって形成された空間に閉じ込められ、一対のロータ5によって次のポンプ段に運ばれる。
同一のプロファイルを有する一対のローブ付きロータ5は、角度的にオフセットされている。一対のロータ5は、吸入口7と吐出口8との間でガスをポンプ搬送するために、各段において互いに反対方向に同期して回転するように駆動される。回転中、吸入口から取り込まれたガスは、一対のロータ5とそれに対応するステータによって形成された空間に閉じ込められ、一対のロータ5によって次のポンプ段に運ばれる。
真空ポンプ1は、例えば、粗引き真空ポンプであり、この真空ポンプ1の吐出圧力は、大気圧である。別の例によれば、この真空ポンプ1は、ルーツブロワとして知られるルーツポンプであり、粗引き真空ポンプと直列にその上流で使用される。
回転軸4は、例えば、吐出口8側において、真空ポンプ1のモータMによって駆動される。この回転軸4は、油溜め2に含まれる潤滑油で潤滑されたベアリングによって支えられている。油等の潤滑油は、特にベアリングのボールベアリング9とギアの潤滑を可能にする(図2)。
各軸通路の油溜め2とポンプ段3eとの間に、潤滑油のシール装置6が挿入される。従って、駆動軸4にはシール装置6があり、従動軸4にもシール装置がある。
図2から明らかなとおり、シール装置6は、少なくとも1つのリングシール11を含んでいる。
このリングシール11には、例えば、「ダイナミック」シール、すなわち、セグメント化されたシール、ラビリンスシール、又はシケイン又はガスの「壁」等の非摩擦シールや、リップシール等の摩擦リングシール、又はこれらの組み合わせが含まれる。リングシール11は、回転軸4の周りに非常に低いコンダクタンスをもたらし、これにより、回転軸4の回転時における、油溜め2からドライポンプ段3a−3eの方向への及びその逆方向への、潤滑油の通過を大幅に制限することが可能になる。
図1〜図11に示した例では、リングシール11は摩擦シールである。
この摩擦リングシール11は、例えば、2つのリップ12a、12bを有するリングを含んでいる(図3)。
このリングシール11には、例えば、「ダイナミック」シール、すなわち、セグメント化されたシール、ラビリンスシール、又はシケイン又はガスの「壁」等の非摩擦シールや、リップシール等の摩擦リングシール、又はこれらの組み合わせが含まれる。リングシール11は、回転軸4の周りに非常に低いコンダクタンスをもたらし、これにより、回転軸4の回転時における、油溜め2からドライポンプ段3a−3eの方向への及びその逆方向への、潤滑油の通過を大幅に制限することが可能になる。
図1〜図11に示した例では、リングシール11は摩擦シールである。
この摩擦リングシール11は、例えば、2つのリップ12a、12bを有するリングを含んでいる(図3)。
図12は、リングシール11の他の例として、セグメント化されたシールを含むダイナミックシールを示している。
このセグメント化されたシールは、ステータ21にしっかりと固定された1つ又は複数のリング13aを含んでいる。
10分の数オーダーの微小クリアランスは、これらの固定されたリング13aを、回転軸4と共に回転させるために、回転軸4に取り付けられた相補リング13bから分離し、軸通路にシールを提供する。
このセグメント化されたシールは、ステータ21にしっかりと固定された1つ又は複数のリング13aを含んでいる。
10分の数オーダーの微小クリアランスは、これらの固定されたリング13aを、回転軸4と共に回転させるために、回転軸4に取り付けられた相補リング13bから分離し、軸通路にシールを提供する。
シール装置6はまた、回転軸4に取り付けられこの回転軸と共に回転する、ほぼディスク状のデフレクタ14を備えている(図2、図3及び図4)。このディスクは、回転軸4に取り付けるための中央オリフィス15を有している。デフレクタ14の急速な回転によって生じる遠心力が、リングシール11への油の移動を制限する。
ステータ21に油回収チャネル10を設けることにより、潤滑油を油溜め2に戻すことができる(図2)。油回収チャネル10への入口は、例えば、ステータ21の下部にあるデフレクタ14の反対側に設けられている。例えば、駆動軸4のデフレクタ14の反対側に第1の油回収チャネル10があり、被駆動軸4のデフレクタ14の反対側に第2の油回収チャネル10がある。
デフレクタ14のディスクはまた、その周囲に、ポンプ段3eに向かって延びる環状端部16を有し、これにより、保持凹部が形成される。この保持凹部は、その内部に、真空ポンプ1のポンプ段3a−3eから、又は摩擦リングシール11から来て、デフレクタ14の面23によって半径方向に排出されるであろう、微粒子又は塵を保持することを可能にする。従って、ベアリング9又は油溜め2への微微粒子等の移動が防止される。
デフレクタ14は、例えば、鋼製である。
デフレクタ14のディスクはまた、その周囲に、ポンプ段3eに向かって延びる環状端部16を有し、これにより、保持凹部が形成される。この保持凹部は、その内部に、真空ポンプ1のポンプ段3a−3eから、又は摩擦リングシール11から来て、デフレクタ14の面23によって半径方向に排出されるであろう、微粒子又は塵を保持することを可能にする。従って、ベアリング9又は油溜め2への微微粒子等の移動が防止される。
デフレクタ14は、例えば、鋼製である。
第1の実施例によれば、環状端部16は、回転軸4の回転軸心(I−I)と同軸の、ほぼ円筒形の形状を有する(図2、図5及び図6)。従って、環状端部16は、回転軸心(I−I)に平行な方向でかつデフレクタ14のディスクに垂直な方向に延びている。従って、保持凹部はほぼ円筒形である。
本発明の一実施例によれば、デフレクタ14の環状端部16は、デフレクタ14とポンプ段3eとの間に挿入されたリングシール11の周りに、少なくとも部分的に延びている(図2及び図3)。言い換えれば、環状端部16は、少なくとも部分的に、リングシール11を覆っている。
本発明の一実施例によれば、デフレクタ14の環状端部16は、デフレクタ14とポンプ段3eとの間に挿入されたリングシール11の周りに、少なくとも部分的に延びている(図2及び図3)。言い換えれば、環状端部16は、少なくとも部分的に、リングシール11を覆っている。
図2及び図3に示した例では、リングシール11は、真空ポンプ1のステータ21の空洞から部分的に離れており、リングの背面は、例えば、埋め込まれている。リングシール11のリングは、例えば、ほぼ平行六面体の断面を有する。従って、ステータ21とデフレクタ14の環状端部16との間、及びデフレクタ14の保持凹部とリングシール11の固定部分との間に、シケインを形成することができる。
図12に示した例では、デフレクタ14の保持凹部に突出するリングシール11の突出形状は、ステータ21の、セグメント化されたシールを固定する部分に形成される(図12)。
シケインは、ポンプ段3a−3eからの微粒子をデフレクタ14の保持凹部内に保持するのに寄与する。
シール装置6はまた、回転軸4に取り付けられ、かつデフレクタ14が装着されているスリーブ18を備えている(図3及び図7)。
シケインは、ポンプ段3a−3eからの微粒子をデフレクタ14の保持凹部内に保持するのに寄与する。
シール装置6はまた、回転軸4に取り付けられ、かつデフレクタ14が装着されているスリーブ18を備えている(図3及び図7)。
スリーブ18と回転軸4との間のシールは、回転軸4に形成された環状溝20内の回転軸4に直列に取り付けられた少なくとも1つ、例えば2つのOリング19によって提供される(図3)。スリーブ18は、回転軸4に保持され、この回転軸4は、例えば、スリーブ18とステータ21との間に挿入された初期応力のあるばね座金22によって、そのベアリングに保持される。
スリーブ18は、例えば、外径がデフレクタ14の中央オリフィス15に挿入されるのに適した第1の円筒形段部18aと、デフレクタ14の軸方向ストップを形成する第2の円筒形段部18bとを含む2段円筒形を有する(図3及び図7)。別の実施例によれば、スリーブ18及びデフレクタ14は、単一の部品で作られている。
リングシール11のリップ12a、12bは、例えば、スリーブ18の円筒形の第2の円筒形段部18bをこする。リングシールの第1のリップ12aの一端は油溜め2の側に向けることができ、リングシールの第2のリップ12bの一端はポンプ段3eの側に向けることができる。リップ12a、12bはまた、用途に応じて同じ方向、すなわち、油溜め2の側に向け、又はポンプ段3eの側に向けることもできる。
リングシール11のリップ12a、12bは、例えば、スリーブ18の円筒形の第2の円筒形段部18bをこする。リングシールの第1のリップ12aの一端は油溜め2の側に向けることができ、リングシールの第2のリップ12bの一端はポンプ段3eの側に向けることができる。リップ12a、12bはまた、用途に応じて同じ方向、すなわち、油溜め2の側に向け、又はポンプ段3eの側に向けることもできる。
図12の例では、セグメント化されたシールの相補的なリング13bがスリーブ18に形成されている。
スリーブ18は、特に、デフレクタ14を回転軸4に取り付けることを可能にする。
スリーブ18は、例えば、鋼製であり、スリーブ18の外面は、例えば、焼入れ及び/又は焼戻し等の熱処理と、それに続く研削操作によって形成することができる。この種の処理により、スリーブ18の外面は、摩擦リングシール11の動作の仕様に適合する表面状態及び硬度を得ることが可能になる。
スリーブ18は、特に、デフレクタ14を回転軸4に取り付けることを可能にする。
スリーブ18は、例えば、鋼製であり、スリーブ18の外面は、例えば、焼入れ及び/又は焼戻し等の熱処理と、それに続く研削操作によって形成することができる。この種の処理により、スリーブ18の外面は、摩擦リングシール11の動作の仕様に適合する表面状態及び硬度を得ることが可能になる。
本発明の一実施例によれば、環状端部16を支える面の反対側でかつ油溜め2に面するデフレクタ14の面17は、デフレクタ14の中心と同軸で、その頂点がポンプ段3eの側に位置する円錐台形状を有する(図2、図3、図4、図5)。
動作中、このデフレクタ14の「再入可能」な円錐台形状は、回転中にデフレクタ14に当たる潤滑油の飛沫の油溜め2への戻りをガイドする。
動作中、このデフレクタ14の「再入可能」な円錐台形状は、回転中にデフレクタ14に当たる潤滑油の飛沫の油溜め2への戻りをガイドする。
さらに、ステータ21を、環状端部16を支える面の反対側のデフレクタ14の面17の縁部から分離するために、回転軸心(I−I)に平行な方向に3mm未満の軸方向距離da、及び回転軸心(I−I)に垂直な方向に3mm未満の垂直距離dvの間隙を設けることができる(図3)。
例えば、2つの隣接する円筒形の空洞が、ステータ21内に設けられている。第1の円筒形空洞は、デフレクタ14の直径と同じオーダーの大きさの直径を有し、その結果、垂直距離dvは0.5mm未満である。隣接する第2の円筒形空洞は、デフレクタ14を受け入れるものであり、より大きな直径を有する。ステータ21をデフレクタ14の面17の縁部から分離する軸方向距離daは、例えば、1mmのオーダーである。このように形成された通路は、ステータ21とデフレクタ14との間が非常に狭い。これにより、複数の部品が互いに接触することなく各部品の相対的膨張を可能にする一方で、潤滑油のコンダクタンスを低くし、従って、デフレクタ14を超えた潤滑油の移動を制限する。
回転軸4にこれと共に回転するように取り付けられたデフレクタ14は、動作中、回転軸4と同じ回転速度で回転する。
デフレクタ14の高速回転によって生じる遠心力及び油溜め2の反対側のデフレクタ14の面17の円錐台形状は、油溜め2から来てデフレクタ14に向かう潤滑油を油溜め2に向かって反射させる。従って、ポンプ段3eへの潤滑油の移動が制限され、これにより、ポンプ段3a−3eにおける潤滑油の気密性を改善することが可能になる。
デフレクタ14の高速回転によって生じる遠心力及び油溜め2の反対側のデフレクタ14の面17の円錐台形状は、油溜め2から来てデフレクタ14に向かう潤滑油を油溜め2に向かって反射させる。従って、ポンプ段3eへの潤滑油の移動が制限され、これにより、ポンプ段3a−3eにおける潤滑油の気密性を改善することが可能になる。
デフレクタ14の環状端部16は、ポンプ段3a−3eから来る微粒子又はダストを保持凹部内に保持し、従って、油溜め2への微粒子の移動を制限する。従って、油溜め2内の油の汚染を減らすことができ、これにより、ボールベアリング9の寿命を延ばし、油の消費を減らすことが可能になる。その結果、このようなデフレクタ14を有する真空ポンプ1の1000運転時間の後、30%程度の油の消費の減少と、汚染微粒子が殆どない「透明な」油を観察することができた。
本実施例の方法で製作されたデフレクタ14は、製造が簡単で安価である。また、様々なタイプの「ダイナミック」シール又は摩擦リングシール11と互換性がある。
本実施例の方法で製作されたデフレクタ14は、製造が簡単で安価である。また、様々なタイプの「ダイナミック」シール又は摩擦リングシール11と互換性がある。
図9は、本発明の第2の実施例になるデフレクタ24を示している。
この第2の実施例では、環状端部16は、ラジアルリム25を有している。このラジアルリム25は、回転軸4の回転軸心(I−I)にほぼ垂直に延びている。これにより、デフレクタ24によって保持凹部内に放射状に放出された微粒子及びダストを保持する能力をさらに向上させることができる。
これらの最初の2つの実施例では、環状端部16を支持するディスクの面23は、回転軸心(I−I)に垂直である。
この第2の実施例では、環状端部16は、ラジアルリム25を有している。このラジアルリム25は、回転軸4の回転軸心(I−I)にほぼ垂直に延びている。これにより、デフレクタ24によって保持凹部内に放射状に放出された微粒子及びダストを保持する能力をさらに向上させることができる。
これらの最初の2つの実施例では、環状端部16を支持するディスクの面23は、回転軸心(I−I)に垂直である。
図10は、本発明のデフレクタ26の第3の実施例を示すものである。このデフレクタは、デフレクタの環状端部16を支持するディスクの面27が、デフレクタ26の中心と同軸であり、その頂点が油溜め2の側に位置する、一般的な円錐台形状を有する。
環状端部16は、円筒形でもよく、上記例のようにラジアルリム25を備えるか、又は図10に示したような面取り形状等の他の形状を任意に選択することもできる。
動作中、デフレクタ26の高速回転によって生成される遠心力及びデフレクタ26のポンプ段3eに対向する側の面27の円錐台形状は、ポンプ段3eから来てまだ保持凹部には閉じ込められていない微粒子やダストを、ポンプ段3eへ戻るようにガイドすることを可能にする。
環状端部16は、円筒形でもよく、上記例のようにラジアルリム25を備えるか、又は図10に示したような面取り形状等の他の形状を任意に選択することもできる。
動作中、デフレクタ26の高速回転によって生成される遠心力及びデフレクタ26のポンプ段3eに対向する側の面27の円錐台形状は、ポンプ段3eから来てまだ保持凹部には閉じ込められていない微粒子やダストを、ポンプ段3eへ戻るようにガイドすることを可能にする。
図11は、本発明のデフレクタ28の第4の実施例を示している。
この実施例は、デフレクタ28が環状端部16を有していないという点で上記各実施例とは異なる。
この実施例では、デフレクタ28のディスクは、デフレクタ28の中心と同軸である円錐台形状を有する少なくとも1つの面17、29を含んでいる。
片方の面だけを円錐台の形状とし、もう一方の面は回転軸4の回転軸心(I−I)に垂直にすることもできる。
円錐台形状を有するデフレクタ28の面29は、例えば、ポンプ段3eに対向している面であり、その円錐形の頂点は、油溜め2の側に位置している。
円錐台形状を有するデフレクタ28の面17は、例えば、油溜め2に対向している面であり、その円錐台形状の頂点は、ポンプ段3eの側に位置している。
デフレクタ28の両方の面を、円錐台形状とすることもできる(図11)。
この実施例は、デフレクタ28が環状端部16を有していないという点で上記各実施例とは異なる。
この実施例では、デフレクタ28のディスクは、デフレクタ28の中心と同軸である円錐台形状を有する少なくとも1つの面17、29を含んでいる。
片方の面だけを円錐台の形状とし、もう一方の面は回転軸4の回転軸心(I−I)に垂直にすることもできる。
円錐台形状を有するデフレクタ28の面29は、例えば、ポンプ段3eに対向している面であり、その円錐形の頂点は、油溜め2の側に位置している。
円錐台形状を有するデフレクタ28の面17は、例えば、油溜め2に対向している面であり、その円錐台形状の頂点は、ポンプ段3eの側に位置している。
デフレクタ28の両方の面を、円錐台形状とすることもできる(図11)。
動作中、油溜め2に対向している面17の円錐台形状は、油溜め2から来てデフレクタ28に当たる可能性のある潤滑油の、油溜め2への戻りをガイドすることを可能にする。ポンプ段3eに対向している面29の円錐台形状は、ポンプ段3eから来る微粒子又はダストの、ポンプ段3eへの戻りをガイドすることを可能にする。
1 ドライ真空ポンプ
2 油溜め
3 ポンプ段
4 回転軸
5 ロータ
6 潤滑油のシール装置
7 吸入口
8 吐出口
9 ボールベアリング
10 油回収チャネル
11 摩擦リングシール
12a リングシールの第1のリップ
12b リングシールの第2のリップ
13a 固定リング
13b 相補リング
14 ディスク状のデフレクタ
15 中央オリフィス
16 環状端部
17 油溜めに対向している面
18 スリーブ
19 Oリング
20 環状溝
21 ステータ
22 ばね座金
23 ディスクの面
24 ディスク状のデフレクタ
25 ラジアルリム
26 ディスク状のデフレクタ
27 デフレクタの面
28 デフレクタ
29 デフレクタの面
2 油溜め
3 ポンプ段
4 回転軸
5 ロータ
6 潤滑油のシール装置
7 吸入口
8 吐出口
9 ボールベアリング
10 油回収チャネル
11 摩擦リングシール
12a リングシールの第1のリップ
12b リングシールの第2のリップ
13a 固定リング
13b 相補リング
14 ディスク状のデフレクタ
15 中央オリフィス
16 環状端部
17 油溜めに対向している面
18 スリーブ
19 Oリング
20 環状溝
21 ステータ
22 ばね座金
23 ディスクの面
24 ディスク状のデフレクタ
25 ラジアルリム
26 ディスク状のデフレクタ
27 デフレクタの面
28 デフレクタ
29 デフレクタの面
Claims (13)
- −少なくとも1つの油溜め(2)と、
−少なくとも1つのポンプ段(3a−3e)と、
−夫々少なくとも1つの前記ポンプ段(3a−3e)内に延びる少なくとも1つのロータ(5)を保持する、2つの回転軸(4)とを備えたドライ真空ポンプであって、
前記ロータ(5)は、前記真空ポンプ(1)の吸入口(7)と吐出口(8)の間でガスをポンプ搬送するために、反対方向に同期して回転するように構成されており、
前記回転軸(4)は、前記油溜めに含まれる潤滑油で潤滑されたベアリングによって支えられており、
−各軸通路の前記油溜め(2)と前記ポンプ段(3e)の間に挿入された少なくとも1つの潤滑油のシール装置(6)であって、前記シール装置(6)は、前記回転軸(4)にこれと共に回転するように取り付けられたほぼディスク状のデフレクタ(14;24;26)を備えたものにおいて、
前記デフレクタ(14;24;26)のディスクは、その周囲に前記ポンプ段(3e)に向かって延び、保持凹部を形成する1つの環状端部(16)を有していることを特徴とするドライ真空ポンプ。 - 前記環状端部(16)は、前記回転軸(4)の回転軸心(I−I)と同軸の、ほぼ円筒形の形状をしていることを特徴とする請求項1に記載のドライ真空ポンプ。
- 前記環状端部(16)はラジアルリム(25)を備えていることを特徴とする請求項1又は2に記載のドライ真空ポンプ。
- 前記シール装置(6)は、リングシール(11)と、前記リングシール(11)の周りに少なくとも部分的に延びる前記デフレクタ(14;24;26)の前記環状端部(16)とを備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のドライ真空ポンプ。
- 前記シール装置(6)は、前記回転軸(4)に取り付けられたスリーブ(18)を含み、前記デフレクタ(14;24;26)は、前記スリーブ(18)に取り付けられていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のドライ真空ポンプ。
- 前記スリーブ(18)は、外径が前記デフレクタ(14)の中央オリフィス(15)に挿入するのに適した第1の円筒形段部(18a)、及び前記デフレクタ(14;24;26)の軸方向ストップを形成する第2の円筒形段部(18b)を含む、2段円筒形を有することを特徴とする請求項5に記載のドライ真空ポンプ。
- 前記環状端部(16)を支持する前記デフレクタ(26)の面(27)は、前記デフレクタ(26)の中心と同軸であり、その頂点が前記油溜め( 2)の側に位置していることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のドライ真空ポンプ。
- 前記デフレクタ(14;24;26)は、前記環状端部(16)を支持する面(23; 27)に対して反対側の面(17)を含み、前記反対側の面は前記デフレクタ(14;24;26)の中心と同軸で、その頂点が前記ポンプ段(3e)の側にある、一般的な円錐台の形状をしていることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のドライ真空ポンプ。
- 前記真空ポンプ(1)のステータ(21)を、前記デフレクタ(14)の前記環状端部(16)を支える面の反対側の面(17)の縁部からから分離するために、3mm未満の軸方向距離da、及び3mm未満の垂直距離dvの間隙を有することを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載のドライ真空ポンプ。
- 前記シール装置(6)は、シングルリップ又はダブルリップ(12a、12b)を備えたリング又はセグメント化されたシールのリングシール(11)を有することを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載のドライ真空ポンプ。
- −少なくとも1つの油溜め(2)と、
−少なくとも1つのポンプ段(3a−3e)と、
−少なくとも1つの前記ポンプ段(3a−3e)内に延びる少なくとも1つのロータ(5)を夫々保持する2つの回転軸(4)とを備えたドライ真空ポンプであって、
前記ロータ(5)は、前記真空ポンプ(1)の吸入口(7)と吐出口(8)の間でガスをポンプ搬送するために反対方向に同期して回転するように構成されており、
前記回転軸(4)は、前記油溜め(2)に含まれる潤滑油で潤滑されたベアリングによって支えられており、
各軸通路の前記油溜め(2)と前記ポンプ段(3e)の間に挿入された少なくとも1つの潤滑油のシール装置(6)を備え、
前記シール装置(6)は、前記回転軸(4)にこれと共に回転するように取り付けられたほぼディスク状のデフレクタ(28)を備えたものにおいて、
前記デフレクタ(28)のディスクは、前記デフレクタ(28)の中心と同軸の、円錐台形状を有する少なくとも1つの面(17、29)を含むことを特徴とするドライ真空ポンプ。 - 前記デフレクタ(28)の1つの面(29)は円錐台形状であり、前記ポンプ段(3e)に面しており、この円錐台形状の先端は、前記油溜め(2)の側に位置していることを特徴とする請求項11に記載のドライ真空ポンプ。
- 前記デフレクタ(28)の他の面(17)は円錐台形状であり、前記油溜め(2)に対向する面であり、この円錐台形状の先端は、前記ポンプ段(3e)の側に位置していることを特徴とする請求項11又は12に記載のドライ真空ポンプ。
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