JP2023061342A - パッケージ型回転ポンプユニット - Google Patents

Abstract

【課題】真空ポンプとして真空度が高い範囲で使用される場合でも密閉筐体の内部空気の過熱を防止することにより、高いポンプ性能を維持し、装置寿命を長期化できるパッケージ型回転ポンプユニットの提供。【解決手段】気体を吸排気する回転ポンプ２及び電動モータ３を備える電動回転ポンプ２００と、該電動回転ポンプ２００を内包する密閉筐体１とを備えるパッケージ型回転ポンプユニットであって、密閉筐体１の内部に配され、密閉筐体１の外部に配された冷却液供給源４から冷却液の供給を受けて冷却される液冷熱交換器５と、密閉筐体１の内部に配され、回転ポンプ２の稼働によって該回転ポンプ２の周囲の空気が加熱されることで生じる加熱空気を含む密閉筐体１内の内部空気を、液冷熱交換器５へ、冷却させるように送る送風装置６と、内部空気を適切に循環させるためのポンプカバー部２５を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、気体を吸排気する回転ポンプ及び該回転ポンプを駆動させる電動モータを備える電動回転ポンプと、該電動回転ポンプを内包する密閉筐体とを備えるパッケージ型回転ポンプユニットに関する。

従来のパッケージ型回転ポンプユニットとしては、真空ポンプやブロア等の負圧や正圧の空気圧を生じさせる空気圧装置と、該空気圧装置を複数収納できると共に閉鎖空間に収納することで防音できる収納ボックスと、前記空気圧装置によって加熱された前記収納ボックス内を、外気を取り入れて冷却すべく、該収納ボックス内で実質的に下方から上方へ流れる冷却用空気流を発生させて排気する送風装置と、前記冷却用空気流を通過させて冷却すべく設けられた水冷式の冷却器と、該冷却器へ冷水を供給するクーラーユニットと、前記冷却器へ供給する冷水の温度を調整するように水温を制御する水温制御手段と、前記冷却器へ供給する冷水の流量を調整するように流量を制御する流量制御手段との少なくとも一方が設けられ、前記収納ボックス内には高さ方向の中途部に前記空気圧装置が載置される棚状支持部が少なくとも一段設けられ、該棚状支持部は前記冷却用空気流の流れを許容するように開放部を有することを特徴とする空気圧装置ステーションの排気温調整システム（特許文献１参照）が、本出願人によって提案されている。

また、パッケージ型回転ポンプユニットに内蔵される回転ポンプの例としては、図２２に示すように、本出願人によって、二つの円の一部を重ね合わせた断面形状のポンプ室１０を形成するように、シリンダ部１０ａ、該シリンダ部１０ａの一方の端面に設けられた一方の端壁部１０ｂ、及び該シリンダ部１０ａの他方の端面に設けられた他方の端壁部１０ｃを備え、前記ポンプ室１０内で平行に配されて反対方向に同一速度で回転される二つの回転軸２０Ａ、２０Ｂと、該二つの回転軸２０Ａ、２０Ｂのそれぞれに設けられて前記ポンプ室１０内に配され、相互に非接触状態で回転されて吸入した気体を圧縮して排気できるように鉤形の爪部が形成された二つのロータ３０Ａ、３０Ｂと、前記一方の端壁部１０ｂと前記他方の端壁部１０ｃとの少なくともどちらかの部位であって、前記ポンプ室１０内における気体が圧縮される部位に面する位置に、開口されて設けられた排気側開口部５０とを備える回転ポンプ（クローポンプ）であって、前記排気側開口部５０が、前記二つのロータ３０Ａ、３０Ｂの前記爪部同士によって気体の圧縮比が最大化する前段で前記ポンプ室１０の外部に連通される前段通気口５１と、前記二つのロータ３０Ａ、３０Ｂの前記爪部同士によって前記前段よりも気体の圧縮比が最大化する段階を含んで前記ポンプ室１０の外部へ排気するように連通される後段排気口（排気口５５）とによって設けられ、前記後段排気口（排気口５５）が前記ポンプ室１０の外部に連通されて気体の圧縮比が最大化する段階で、前記前段通気口５１が前記ロータ３０Ａによって閉じられるように設けられ、前記ポンプ室１０を形成するようにシリンダ部１０ａ及び該シリンダ部の両端面のそれぞれに設けられた端壁部１０ｂ、１０ｃによって設けられたポンプ室ボディ部と、前記二つのロータ３０Ａ、３０Ｂが前記二つの回転軸２０Ａ、２０Ｂの一方の端にそれぞれ配されて片持ち状態に支持されるように該二つの回転軸２０Ａ、２０Ｂを軸受けする軸受部４０が設けられた軸受ボディ部との間に、冷却用の隙間が形成されるように、ポンプ本体が分割された構造に設けられている（特許文献２参照）クローポンプが、提案されている。

この本出願人によって提案されたクローポンプによれば、排気側開口部５０が、別々に開口されて設けられた前段通気口５１と後段排気口（排気口５５）とによって構成されている。このため、例えば真空ポンプとして高い真空度で使用される場合、前段通気口５１において過熱されていない外気がポンプ室１０内に吸入されることによって、後段排気口（排気口５５）において排気が逆流することを抑制し、ポンプ室１０が過熱されることを防止できることにより、ポンプ性能を向上できる。

特許第５０４１８４９号公報（請求項１、第１図） 特許第６７４９７１４号公報（請求項１、第３図）

パッケージ型回転ポンプユニットに関して解決しようとする問題点は、従来のパッケージ型回転ポンプユニットでは冷却用空気が外部から導入されて回転ポンプによって加熱された空気を筐体の外部へ排出するものが提案されているが、回転ポンプが密閉筐体内に内蔵され、その回転ポンプによって加熱された空気がその密閉筐体の外に排出されない場合に、その密閉筐体内が過熱されることを効果的に防止する手段については検討されていないことにある。すなわち、回転ポンプの稼働によって密閉筐体内が過熱されて内部空気の温度が上昇すると、電動モータや電装品などに悪影響を及ぼすため、適切な温度対策が必要である。

そこで本発明の目的は、密閉筐体に内包された回転ポンプが、例えば真空ポンプとして真空度が高い範囲で使用されて発熱量が大きな場合でも、密閉筐体の内部空気が過熱されることを防止できることで、高いポンプ性能を維持でき、装置寿命を長期化できるパッケージ型回転ポンプユニットを提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために次の構成を備える。
本発明に係るパッケージ型回転ポンプユニットの一形態によれば、気体を吸排気する回転ポンプ及び該回転ポンプを駆動させる電動モータを備える電動回転ポンプと、該電動回転ポンプを内包する密閉筐体とを備えるパッケージ型回転ポンプユニットであって、前記密閉筐体の内部に配され、前記密閉筐体の外部に配された冷却液供給源から冷却液の供給を受けて冷却される液冷熱交換器と、前記密閉筐体の内部に配され、前記回転ポンプの稼働によって該回転ポンプの周囲の空気が加熱されることで生じる加熱空気を含む密閉筐体内の内部空気を、前記液冷熱交換器へ、冷却させるように送る送風装置とを備え、前記密閉筐体の内部に配され、前記電動回転ポンプのうちの前記電動モータを除く前記回転ポンプの周囲を覆うように設けられ、前記密閉筐体の内部で循環する前記内部空気が導入される循環空気入口部と、前記加熱空気を含む前記内部空気が排出される循環空気出口部とが設けられるように形成されたポンプカバー部を備え、前記循環空気入口部が、前記回転ポンプの周囲を取り巻いて帯状に開放した形態に設けられている。

また、本発明に係るパッケージ型回転ポンプユニットの一形態によれば、前記回転ポンプが、軸受ボディ部とポンプ室ボディ部と第１のマフラー部とを備え、前記ポンプカバー部が、前記軸受ボディ部と前記ポンプ室ボディ部の周囲を覆うように設けられていることを特徴とすることができる。

また、本発明に係るパッケージ型回転ポンプユニットの一形態によれば、前記液冷熱交換器が、前記循環空気出口部の側に接続され、前記送風装置が、前記内部空気を吸引して前記循環空気入口部から前記循環空気出口部へ流して前記液冷熱交換器を通すように、該液冷熱交換器に接続されていることを特徴とすることができる。

また、本発明に係るパッケージ型回転ポンプユニットの一形態によれば、前記回転ポンプが二軸回転ポンプであって、一方のロータ回転軸が前記電動モータの回転軸に直列に接続されて回転され、他方のロータ回転軸がギヤを介して前記一方のロータ回転軸とは反対方向へ同期して回転されるように設けられ、前記他方のロータ回転軸が配された軸心の延長上のスペースであって前記電動モータと前記一方のロータ回転軸とが接続される部位に隣接するスペースに、前記液冷熱交換器及び前記送風装置が配置されていることを特徴とすることができる。

また、本発明に係るパッケージ型回転ポンプユニットの一形態によれば、前記電動モータに、該電動モータを冷却するように送風する電動モータ冷却用の送風ファンが設けられ、該送風ファンは、前記一方のロータ回転軸に接続される側とは反対側に配されてモータ本体へ向けて送風するように設けられていることを特徴とすることができる。

また、本発明に係るパッケージ型回転ポンプユニットの一形態によれば、前記液冷熱交換器を冷却した前記冷却液供給源からの冷却液によって前記回転ポンプも冷却されるように、前記冷却液供給源からの液冷流路が、前記液冷熱交換器と前記回転ポンプとに亘って直列に接続されていることを特徴とすることができる。

本発明に係るパッケージ型回転ポンプユニットによれば、高温環境下で稼働した場合や、密閉筐体に内包された回転ポンプが例えば真空ポンプとして真空度が高い範囲で使用されて発熱量が大きな場合でも、密閉筐体の内部空気が過熱されることを防止できることで、高いポンプ性能を維持でき、装置寿命を長期化できるという特別有利な効果を奏する。

本発明に係るパッケージ型回転ポンプユニットの形態例の液冷フローと密閉筐体の内部の循環気体（空気）フローを模式的に示すブロック図である。 本発明に係るパッケージ型回転ポンプユニットの形態例の液冷フローと排気フローを模式的に示すブロック図である。 本発明に係るパッケージ型回転ポンプユニットの形態例であって密閉筐体の内部を示す斜視図である。 図３の形態例のポンプカバー部を取り外した状態を示す斜視図である。 図３の形態例に搭載された電動回転ポンプの平面図である。 図５の形態例のポンプカバー部を取り外した状態を示す平面図である。 図３の形態例の背面図である。 本発明に係るパッケージ型回転ポンプユニットの２台の電動回転ポンプが上下２段に収容された形態例の外観を示す斜視図である。 図８の形態例の密閉筐体の内部構造を示す斜視図である。 図８の形態例の密閉筐体の内部構造を示す側面図である。 図８の形態例の密閉筐体の内部構造であって配電盤を取り外した状態を示す斜視図である。 図８の形態例の密閉筐体の内部構造であって配電盤を取り外した状態を示す正面図である。 本発明に係るパッケージ型回転ポンプユニットに搭載される回転ポンプ（クローポンプ）の形態例の内部構造を示すように階段状に破断した状態を表した断面斜視図である。 図１３の形態例の正面側斜視図である。 図１３の形態例の背面側斜視図である。 図１３の形態例の正面図である。 図１３の形態例の背面図である。 図１３の形態例の平面図である。 図１３の形態例の軸受部冷却液流路を示す断面斜視図である。 図１３の形態例における第１の流路形成部の内面である冷却液流路形成面を示す分解図である。 図１の形態例における第１の流路形成部の外面である排気流路形成面を示す分解図である。 従来の回転ポンプを示す分解図である。

以下、本発明に係るパッケージ型回転ポンプユニットの形態例であって、回転ポンプの一例としてクローポンプが搭載されたものを、添付図面（図１～２１）に基づいて詳細に説明する。なお、この本発明に係る回転ポンプの形態例は、真空ポンプであって、水冷式の二軸回転ポンプ（クローポンプ）となっている。但し、本発明に係る回転ポンプとは、この形態例に限定されず、排出される気体を製品気体とするブロアなどとしても利用できるものや、ベーンポンプなどの一軸の回転ポンプを含むもので、水以外を冷却液として利用するものも含む。

本発明に係るパッケージ型回転ポンプユニットは、基本構成として、気体を吸排気する回転ポンプ２及びその回転ポンプ２を駆動させる電動モータ３を備える電動回転ポンプ２００と、その電動回転ポンプ２００を内包する密閉筐体１とを備えるものである。

なお、本発明に係る密閉筐体１とは、厳密に気密シールがなされて密封されている必要はなく、筐体内部と外界との間の気体（本形態例では空気）の流出入が十分に制限されている閉鎖空間を形成する筐体であればよく、密閉筐体１内の内部空気の循環に外気（外部空気）の影響が実質的に存在しない程度以上の密閉度を有していればよい。すなわち、本発明に係る密閉筐体１では、僅かな隙間は許容され、本形態例のように、シール材を用いることなく、筐体を構成する鋼板材などの構造部材同士を当接させて空気の流通を十分に制限する程度の密閉度でもよい。

また、本形態例の密閉筐体１は、矩形のボックス状であり、筐体フレーム部１ａ（図３、図９など参照）、ベース部１ｂ（図３、図９など参照）、筐体カバー部１ｃ（図８参照）を備える。そして、この密閉筐体１は、骨格構造として角鋼管やアングル鋼などで形成された筐体フレーム部１ａを、鋼板などで形成された筐体カバー部１ｃによって覆う形態によって構成されている。
この密閉筐体１の内部には、回転ポンプ２及び電動モータ３を備える電動回転ポンプ２００、液冷熱交換器５、送風装置６，ポンプカバー部２５、配電盤８、第１のマフラー部３１、第２のマフラー部３２、電装品冷却用の送風機９、ドレンパン９１、各種の配管、各種の電気配線、及びこれらの付随品が配置されている。

５は液冷熱交換器であり、図１、図３～７に示すように、密閉筐体１の内部に配され、密閉筐体１の外部に配された冷却液供給源４から冷却液の供給を受けて冷却されるように設けられている。すなわち、液冷熱交換器５に冷却液供給接続口４ａ及び冷却液供給配管４ｂを介して冷却液供給源４が接続されている。なお、図１において、冷却液の流れを、二重線の矢印によって、模式的に示している。

本形態例の液冷熱交換器５は、矩形ボックス状の熱交換室に、冷却液が通る熱交換用の管路５ａが往復に引き回された状態（ジグザグ）に収納されたいわゆるフィン＆チューブの形態に設けられている。そして、本形態例の前記矩形ボックス状の熱交換室では、内部空気（循環空気）が導入される側である矩形の導入口が、後述するポンプカバー部２５の循環空気出口部２５ｂに接続され、内部空気（循環空気）が排出される側である矩形の排出口が、後述する送風装置６に接続されている。これにより、液冷式熱交換器５を有したファンクーラを構成している。なお、液冷熱交換器５は、一般的な態様のため詳細な図示を省略する。また、この液冷熱交換器５としては、冷却液の流路の形態や、熱交換によって冷却される循環空気の通路の形態を、適宜選択的に設定できるのは勿論である。

ここで、冷却液供給源４とは、冷凍サイクルを利用して液体を冷却する液冷装置を用いることができる。なお、立地条件などによっては、空気（外気）、淡水、海水、氷、地下水などの他の冷却源を用いてもよく、さらには複数の冷却源を適宜に組み合せて用いてもよいのは勿論である。なお、本形態例の冷却液は、冷却水であり、後述するように、排気口５５から排出される排気を冷却するものと同じ冷却液供給源４から供給されている。

そして、６は送風装置であり、密閉筐体１の内部に配され、回転ポンプ２の稼働によってその回転ポンプ２の周囲の空気が加熱されることで生じる加熱空気を含む密閉筐体１内の内部空気を、液冷熱交換器５へ、冷却させるように送る手段として設けられている。なお、図１において、内部空気の流れを、太線の矢印によって、模式的に示している。
本形態例の送風装置６は、軸流ファンであり、電動回転ポンプ２００の長手方向に沿って、内部空気を吸引して排出するように、配置されている。なお、この送風装置６としては、軸流ファンに限定されるものではなく、遠心ファン（例えばシロッコファン）などの他の送風手段を適宜選択的に用いてもよいのは勿論である。

この本発明に係るパッケージ型回転ポンプユニットによれば、高温環境下で稼働した場合や、密閉筐体１に内包された回転ポンプ２が例えば真空ポンプとして真空度が高い範囲で使用されて発熱量が大きな場合でも、密閉筐体１の内部空気が過熱されることを防止できることで、高いポンプ性能を維持でき、装置寿命を長期化できるという特別有利な効果を奏する。すなわち、密閉筐体１内の内部空気を、送風装置６よって流動させて液冷熱交換器５を通過させることで、回転ポンプ２の周囲に過熱空気が淀むことを防止し、その内部空気を効率よく循環させて冷却できる。このため、回転ポンプ２などの発熱による密閉筐体１内の温度上昇を適切に抑制でき、電動モータ３や電装品等へ悪影響を及ぼすことを防止できるため、高いポンプ性能を維持でき、装置寿命を長期化できる。

また、密閉筐体１外への排熱は、全て又は殆どが熱交換用の冷却液（冷却水）を媒介にしているため、周囲への放熱を最小限にすることができ、設置環境へ与える影響が極めて小さいという利点がある。例えば、本発明に係るパッケージ型回転ポンプユニットが設置される部屋の空調負担を低減できる。
さらに、密閉筐体１によって密閉構造にできるため、運転音低減効果が大きいという利点もある。なお、本形態例に係る密閉筐体１による密閉構造の実施例によれば、騒音を７３ｄＢまで低減できている。
そして、このように密閉筐体１によって密閉構造にすることで、筐体内部と外界との間の気体の流出入が十分に制限されているため、高湿環境においても筐体内部の結露水の発生量が少ない。すなわち、冷却液を供給できれば、密閉筐体１の内部温度は、製品設置環境（温度・湿度）の影響を受けづらいため、広範囲の環境温湿度域で使用できるようになる。
なお、後述するように本形態例は、第１のマフラー部３１及び第２のマフラー部３２を密閉筐体１内に収容するものであり、これらのマフラー部から発散される熱も含めて、密閉筐体１の内部空気を冷却できるように構成されている。

また、本形態例では、密閉筐体１の内部に配されて回転ポンプ２を覆うように設けられ、密閉筐体１の内部で循環する前記内部空気が導入される循環空気入口部２５ａと、前記加熱空気を含む前記内部空気が排出される循環空気出口部２５ｂとが設けられるように形成されたポンプカバー部２５を備えている。なお、このポンプカバー部２５に対する送風装置６の設置位置は、内部空気が循環空気入口部２５ａから導入されて循環空気出口部２５ｂから排出されるように流れることができれば、本形態例に限定されるものではなく、液冷熱交換器５との位置関係と含めて適宜選択的に設定することも可能である。

このポンプカバー部２５によれば、回転ポンプ２による発熱を、そのポンプカバー部２５の内側に留めることができ、その熱が、ポンプカバー部２５の外側へ放熱されて密閉筐体１内の全体空間へ分散されることを抑制できる。これによれば、回転ポンプ２による熱を分散させないことで、高温空気（加熱空気）を集めた状態で液冷熱交換器５へ送ることができ、効率的に加熱空気を冷却できる。すなわち、その加熱空気と液冷熱交換器５の温度差をより大きくとることができ、熱交換が効率良くなされ、密閉筐体１内の温度上昇を効率よく抑制できる。また、高温空気を集めた状態で液冷熱交換器５へ送るため、循環空気出口部２５ｂは流路が絞られた形態となり、液冷熱交換器５の小型化を図ることもでき、製品コストの低減にもなる。

本形態例のポンプカバー部２５は、内部空気が回転ポンプ２の外表面の全体に効果的に接触するように流れることで、その外表面を効率的に冷却できるように、回転ポンプ２の排気側（電動モータ３が接続されている側とは反対側）で、回転ポンプ２の周囲を取り巻いて帯状に開放した循環空気入口部２５ａが形成されるように設けられている。そして、回転ポンプ２によって加熱された加熱空気を含む内部空気が排出される循環空気出口部２５ｂが、内部空気を集めて液冷熱交換器５へ導くように、その流路が絞られた形態になっている。さらに、本形態例では、循環空気出口部２５ｂは、液冷熱交換器５の前記熱交換室における内部空気の導入口に気密シール状態に接続されている。これによれば、内部空気の流れを適切に発生させ、内部空気を適切に循環させることができ、熱交換が効率良くなされ、密閉筐体１内の温度上昇を効率よく抑制できる。

また、本形態例では、液冷熱交換器５の導入口が、循環空気出口部２５ｂの側に接続され、送風装置６が、前記内部空気を吸引して循環空気入口部２５ａから循環空気出口部２５ｂへ流して液冷熱交換器５を通すように、その液冷熱交換器５に接続されている。なお、本形態例では、この送風装置６の内部空気の吸引口が、液冷熱交換器５の前記熱交換室における内部空気の排出口に気密シール状態に接続されている。

これによれば、内部空気のスムースな流れを合理的且つ効果的に生じさせることができ、内部空気を効率的に循環させることができ、熱交換が効率良くなされ、密閉筐体１内の温度上昇を効率よく抑制できる。また、本形態例のように送風装置６が液冷熱交換器５に配されていることで、この送風装置６自体が、液冷熱交換器５によって冷却された空気を吸引することになって過熱されることが防止され、その装置寿命を長期化できる。
なお、本形態例では、ポンプカバー部２５（図３～６など参照）が、回転ポンプ２のポンプ室ボディ部１１０や軸受ボディ部１２０（図１３～１８など参照）の範囲を覆うように設けられている。すなわち、後述するように液冷がされている第１のマフラー部３１を除いた表面温度が高い部位を効果的に覆っている。また、循環空気入口部２５ａが適性に形成されるように、ポンプカバー部２５の内面と回転ポンプ２の外表面との間に設けられる隙間の大きさ（通気路の幅）は、内部空気が流動する際の通気抵抗がなるべく上昇しないと共に、回転ポンプ２の発熱によって加熱された内部空気（加熱空気）がなるべくポンプカバー部２５の外側へ分散しない範囲に設けられていればよい。

また、本形態例では、回転ポンプ２が二軸回転ポンプであって、一方のロータ回転軸（回転軸２０Ａ）が電動モータ３の回転軸３ａに直列に接続されて回転され、他方のロータ回転軸（回転軸２０Ｂ）がギヤを介して一方のロータ回転軸（回転軸２０Ａ）とは反対方向へ同期して回転されるように設けられ、他方のロータ回転軸（回転軸２０Ｂ）が配されたその回転軸２０Ｂの軸心の延長上のスペースであって電動モータ３と一方のロータ回転軸（回転軸２０Ａ）とが接続される部位に隣接するスペースに、液冷熱交換器５及び送風装置６が配置されている。

これによれば、密閉筐体１の内部スペースを好適に利用して、内部空気を好適に循環させることができる。
なお、本形態例の一方のロータ回転軸（回転軸２０Ａ）と電動モータ３の回転軸３ａとは、図４などに示すように、カップリング３ｂを介して直列に接続されている。また、図３などに示すように、３ｃは安全カバーであり、回転駆動するカップリング３ｂを含む回転軸（３ａ、２０Ａ）の接続部を、安全のために覆っている。さらに、このカップリング３ｂには、送風羽根を回転軸（３ａ、２０Ａ）と同軸に取り付けて、送風を行うように構成することもできる。この送風羽根によれば、冷却性能を向上させることができる。

また、本形態例では、電動モータ３に、その電動モータ３を冷却するように送風する電動モータ冷却用の送風ファン７が設けられ、その送風ファン７は、一方のロータ回転軸（回転軸２０Ａ）に接続される側とは反対側の回転軸に配されてモータ本体へ向けて送風するように設けられている。

これによれば、図１に太線の矢印で示したように、内部空気のスムースな循環流を合理的且つ効果的に生じさせることができ、熱交換が効率良くなされ、密閉筐体１内の温度上昇を効率よく抑制できる。すなわち、図１に示すように、先ず、送風装置６によって吸引されることで、内部空気が、ポンプカバー部２５の内側を通って加熱された後に、液冷熱交換器５を通って冷却される。次に、その液冷熱交換器５から吸引された内部空気は、その送風装置６によって回転ポンプ２から離れる方向（図５における送風装置６から左方向）へ排出され、電動モータ３の側方（図５における電動モータ３の上側）を流れることになる。次に、その液冷熱交換器５によって冷却されて送風装置６から排出された内部空気は密閉筐体１の内側面にあたり、その一部の内部空気は、電動モータ３の送風ファン７に吸引されて反転し、その電動モータ３のモータ本体を冷却するように流れた後、回転ポンプ２の本体の側へ流れることになる。そして、ポンプカバー部２５の周囲に流れてきた内部空気は、反転して循環空気入口部２５ａから、送風装置６の吸引力によって、そのポンプカバー部２５の内側へ引き込まれることになる。以上のように、空気流が発生することで、内部空気を適切に循環させることができ、熱交換が効率良くなされ、密閉筐体１内の温度上昇を効率よく抑制できる。

さらに、本形態例において、密閉筐体１の前面部側に形成された配電盤８には、図１や図９及び図１０に示すように、小室状に形成された配電盤８内の空気を流動させる空冷手段として、その配電盤８の下部に、電装品冷却用の送風機９が装着されている。

この本形態例の電装品冷却用の送風機９によれば、密閉筐体１内の内部空気（冷却用気体）の一部を、配電盤８内へ吸引し、その配電盤８内で下から上へ流動させ、その配電盤８内の図示しない上部の開口から排出するように送風できる。これによって、その配電盤８内に設置された発熱性の高い電装部品８２やインバータ装置８３などを効率的に冷却することができる。また、配電盤８から排出された内部空気は、ポンプカバー部２５の循環空気入口部２５ａからポンプカバー部２５の内部に吸引される。なお、図９及び図１０に示すように、８１は操作部であり、発熱性が低いため、本形態例では個別に空冷手段を設けず、配電盤８と離れた位置に配されている。

また、本形態例では、図１３～２１に基づいて詳しく説明するように、回転ポンプ２が、液冷されるように冷却液供給源４に接続されている。なお、本形態例では、冷却液供給源４から流れる冷却液は、先ず、液冷熱交換器５を通り、次に排気口５５（図１３など参照）から排出される排気を冷却するように、その配管が直列に接続されている。このように、液冷熱交換器５及び回転ポンプ２の両方が液冷されることで、密閉筐体１内の温度上昇を効果的に抑制できる。

次に、冷却液供給源４から供給される冷却液に係る流路について、その具体例を図面（図１、図３、図７、図９～１５など）に基づいて説明する。
冷却液供給源４は、密閉筐体１の背面に設けられた冷却液供給接続口４ａに接続され、冷却液は、液流ポンプ（図示せず）によって、冷却液供給接続口４ａから冷却液供給配管４ｂを通って、先ず、液冷熱交換器５に供給されて、その液冷熱交換器５を冷却する。なお、図９～１２に示す二段に電動回転ポンプ２００が配された形態例では、冷却液供給配管４ｂが二本に分岐されて、その二段の電動回転ポンプ２００の夫々について冷却液が供給され、二本の冷却液排出配管４ｃが合流されて冷却液が排出されるように構成されている。

次に、液冷熱交換器５を介して内部空気を冷却した冷却液は、冷却液接続管５ｂ（図１、図７など参照）を通って回転ポンプ２を冷却するために、冷却液入口接続部７１ａ（図７、図１５など参照）に供給される。そして、その冷却液が、図１３～２１に基づいて後述するように軸受部冷却液流路７１を通ることで、回転ポンプ２の軸受部４０及びギヤボックス４５が冷却され、それに伴ってギヤボックス４５内の潤滑オイルが冷却される。

次に、軸受部冷却液流路７１を通った冷却液は、図１３～２１に基づいて後述するように、排気部冷却液流路７２に導入されて回転ポンプ２の排気を冷却するように流れ、さらに延長部冷却液流路７３を通って、回転ポンプ２の排気部であって第１のマフラー部３１を構成する部分を冷却して延長部冷却液出口接続部７３ｂから排出される。この延長部冷却液出口接続部７３ｂには、冷却液排出配管４ｃが接続され、その冷却液排出配管４ｃの出口端が、冷却液供給源４へ接続される冷却液排出接続口４ｄになっている。

以上の流路を通って流れることで、液冷熱交換器５と回転ポンプ２を冷却することができ、密閉筐体１の内部空気と回転ポンプ２の潤滑オイルや排気とを冷却した冷却液は、本形態例では冷却液供給源４に戻されて循環されることになる。なお、地下水などを利用する際には、循環しないで一方向へ流してもよいのは勿論である。

これによれば、液冷熱交換器５と回転ポンプ２とに亘って直列に接続した液冷流路を流れる冷却液によって、液冷熱交換器５、回転ポンプ２の軸受部４０及びギヤボックス４５、回転ポンプ２の排気部である第１のマフラー部３１の３箇所を順番に合理的に冷却することができる。つまり、各部の温度について、密閉筐体１の内部空気の許容温度に比較してギヤボックス内に貯留されるオイルの許容温度が高く、そのギヤボックス内に貯留されるオイルの許容温度に比較して回転ポンプの排気の許容温度がさらに高いという温度関係になっているため、上述の順で冷却液を流すことに合理性がある。すなわち、前述の３箇所を順次冷却する際に、その冷却液は徐々に加熱されていくが、それぞれの部分では、十分に冷却できる温度差（冷却液温度と被冷却部温度との温度差）を維持することができる。そして、このような直列に繋ぐ液冷配管は、配管の構成を簡素化してコスト低減ができる利点がある。
なお、その液冷配管は、本形態例に限定されるものではなく、並列に設けられてもよい。並列に配管することによれば、その流量を個々に調整することが可能になり、精密な冷却制御ができるという利点がある。

次に、図１～７に示した形態例の密閉筐体１内の冷却効果について、具体的な測定データ（検証値）について説明する。
冷却液（冷却水）の温度を、最も高い想定温度の条件の例として３２℃と設定し、各部の温度を測定することで、データを得た。
比較データとして、液冷熱交換器５が設置されなかった場合であって、回転ポンプ２を図１３～２１に示す形態例のように設けて水冷した場合は、密閉筐体１の内部空気が、８０℃まで上昇した。
これに対して、本形態例のように、回転ポンプ２を上記のように水冷すると共に液冷熱交換器５を設置して内部空気を水冷した場合は、ポンプカバー部２５の循環空気出口部２５ｂにおける内部空気の温度が５５℃となり、液冷熱交換器５を通過して送風装置６から排出されて電動モータ３及び配電盤８に循環される内部空気の温度が４５℃になった。これによって、電動モータ３や電装部品８２などの耐熱温度を、十分にクリアすることができた。また、冷却液供給源４に戻される冷却水の温度が４０～４５℃になった。

ところで、回転ポンプ２の吸気配管は、吸気導入管接続口１６が外部の吸気用の配管に接続できるように設けられ、その外部の吸気用の配管を介して外気を取り入れることができるように構成されている。また、逆流防止弁１７が、吸気導入管接続口１６と回転ポンプ２の吸気口１５との間に接続されており、ポンプ２から吸気導入管接続口１６への気体の流れを規制できるように設けられている。
また、９０はドレン排出接続口であり、ドレンを外部に排出できる排出口になっている。このドレン排出接続口９０へは、回転ポンプ２の下に配されたドレンパン９１や、液冷熱交換器５に配された熱交換器用ドレンパン９３が、ドレン配管９２や熱交換器用ドレン配管９４によって接続されており、発生したドレンを受けて適切に排出することができる。

次に、本発明に係るパッケージ型回転ポンプユニットの消音構造について、添付図面（図１～２１）に基づいて詳細に説明する。本発明に係るパッケージ型回転ポンプユニットは、前述したように、基本構成として、気体を吸排気する回転ポンプ２及び該回転ポンプ２を駆動させる電動モータ３を備える電動回転ポンプ２００と、その電動回転ポンプ２００を内包する密閉筐体１とを備えるものである。

この本発明に係るパッケージ型回転ポンプユニットに搭載される回転ポンプ２には、密閉筐体１の外部に配された冷却液供給源４から供給される冷却液によって排気が冷却される排気冷却部を兼ねて消音効果を生じる第１のマフラー部３１が設けられている。そして、その第１のマフラー部３１を通過した排気を導入して消音する第２のマフラー部３２が、密閉筐体１の内部で電動回転ポンプ２００の上方に配されている。

この本発明に係るパッケージ型回転ポンプユニットによれば、回転ポンプ２が密閉筐体１内に内蔵される場合において、その回転ポンプ２の稼働によって発生する騒音をより合理的且つ効果的に減音できるという特別有利な効果を奏する。すなわち、冷却液によって回転ポンプ２の排気が冷却される第１のマフラー部３１を備えると共に、電動回転ポンプ２００の上部に第２のマフラー部３２を配置することで、電動回転ポンプ２００及びマフラー（第１のマフラー部３１及び第２のマフラー部３２）全体を、前述した密閉型の筐体（密閉筐体１）で効果的に覆うことができる。このため、その騒音を、マフラーや途中の配管等から漏れ出す音を含めて、遮蔽及び吸音でき、消音効果を効果的に高めることができる。そして、電動回転ポンプ２００上方に配された第２のマフラー部３２自体が、電動回転ポンプ２００から発生する騒音を遮蔽する効果もある。本形態例に係るパッケージ型回転ポンプユニットの実施例によれば、騒音を７３ｄＢまで低減できており、高い静音性を実現できている。また、電動回転ポンプ２００の上部に第２のマフラー部３２を配置することで、フットスペースを抑えることができる。なお、吸音性能を向上させるためには、密閉筐体１を構成する部材の内面に吸音材を貼り付けた形態にすればよいのは勿論である。

また、本形態例では、第２のマフラー部３２が、複数の減音室によって構成され、該複数の減音室が、回転ポンプ２及び電動モータ３の接続方向と同方向であって密閉筐体１の長手方向に、直列的に配されて設けられている。

これによれば、複数の減音室を、限られたスペースに好適に配置することができ、十分な減音効果を得ることができる。すなわち、本形態例の電動回転ポンプ２００は、回転ポンプ２と電動モータ３を直列に接続した形態であるため、横長の形状になっており、本形態例のように密閉筐体１も横長に形成されている。そして、第２のマフラー部３２は、電動回転ポンプ２００の形態に沿うように、横長に設けられた密閉筐体１の内部に適切に配置することができ、全体構成をコンパクトに設けることができる。

なお、第２のマフラー部３２の内部構造としては、膨張、遮蔽、吸音などによる減音（消音）効果を高める形態を、適宜選択的に設計することができる。例えば、減音室を３室とし、その３室を直列に配した形態とすることで、コンパクトで減音性能が高い構造とすることができる。
さらに具体的には、例えば本形態例では、第２のマフラー部３２が、軸方向に長尺な筒体状の外形を備えるもので、その長手方向に、一端側の減音室、中間部の減音室及び他端側の減音室を備えており、前記一端側の減音室では、第１のマフラー部の排気口５７から延長された排気管によって導入された排気を、その排気管の先端側の穴開き管となっている部分から膨張されるように排出させることで減音させる。そして、前記一端側の減音室から前記他端側の減音室へ排気が送られるように管路が連通され、排気を前記他端側の減音室へ排出させることで膨張によって減音させる。さらに、前記他端側の減音室に導入された排気を反転させるように、前記他端側の減音室と前記中間部の減音室との隔壁に設けられた通気孔を介して前記中間部の減音室へ排気を排出させることで膨張によって減音させ、その排気を前記中間部の減音室から第２のマフラー部の排気排出口３５を介して外部へ排出できるように設けられている。

また、本形態例では、第２のマフラー部３２が、密閉筐体１の内部に吊持された状態に設置されている。すなわち、図３や図９などに示すように、本形態例の円筒型に形成された第２のマフラー部３２が、筐体フレーム部１ａの上部に固定されて下方へ延出された吊り部材３７に固定され、密閉筐体１の上部から内側に吊り下げられた状態に設置されている。

これによれば、電動回転ポンプ２００の上方の空間を利用することで、膨張による消音効果の高い適正な容積を有すると共に、他の構成装置に比べて軽量なマフラー（第２のマフラー部３２）を、適切且つ簡便に配置することができる。なお、第２のマフラー部３２の前述の各減音室の内面に適宜に吸音材を貼り付けることで、吸音による消音効果を得ることができるのは勿論である。

また、本形態例では、図３、図４、図７、図９～１２に示すように、電動回転ポンプ２００が、密閉筐体１内に制振部材３００を介して設置され、第１のマフラー部３１と第２のマフラー部３２とが振動緩衝配管３３を介して接続されている。すなわち、本形態例では、電動回転ポンプ２００が、耐振ゴムを備える制振部材３００を介して密閉筐体１内のベース部１ｂ上に設置され、第１のマフラー部の排気口５７と第２のマフラー部の排気導入口３４との間に振動緩衝配管３３が接続され、排気が第１のマフラー部３１から第２のマフラー部３２へ流れるように設けられている。

これによれば、電動回転ポンプ２００が、制振部材３００によって設置され、第２のマフラー部３２との間については振動緩衝配管３３によって接続されているため、電動回転ポンプ２００の振動が、密閉筐体１の側へ伝達することを低減でき、防振及び防音の効果を好適に得ることができる。また、電動回転ポンプ２００の振動が、第２のマフラー部３２に伝達することを低減できるため、その第２のマフラー部３２を適切且つより簡便に密閉筐体１内に設置できる。

また、本形態例では、図８～１２に記載した複数段（本形態例では２段）に電動回転ポンプ２００が搭載されたパッケージ型回転ポンプユニットで示すように、第２のマフラー部３２が密閉筐体１の内部の背面部側に配され、配電盤８が前面部側に配されている。これによれば、配電盤８が遮蔽部になって前面側へ透過する騒音をさらに低減できる。これによって、作業環境をより改善できる。

次に、本発明に係るパッケージ型回転ポンプユニットに用いられる回転ポンプの一例として、図１３～２１に基づいて、クローポンプの形態例について説明する。
このクローポンプでは、図１３などに示すように、１１０はポンプ室ボディ部であり、二つの円の一部を重ね合わせた断面形状のポンプ室１０（図２２参照）を形成するように、シリンダ部１０ａ、そのシリンダ部１０ａの一方の端面に設けられた一方の端壁部１０ｂ、及びそのシリンダ部１０ａの他方の端面に設けられた他方の端壁部１０ｃを備えている。

また、二つの回転軸２０Ａ、２０Ｂが、ポンプ室１０内で平行に配されて一対の歯車２１Ａ、２１Ｂによって反対方向に同一速度で回転されるように設けられている。本形態例では、この二つの回転軸２０Ａ、２０Ｂには、それぞれに、歯車２１Ａ（駆動側歯車）、２１Ｂ（従動側歯車）が一体的に固定されて設けられている。その一対の歯車２１Ａ、２１Ｂは、軸受ボディ部１２０によって構成されているギヤボックス４５内で噛合されている。

また、二つのロータ３０Ａ、３０Ｂが、二つの回転軸２０Ａ、２０Ｂに対応して設けられてポンプ室１０内に配され、相互に非接触状態で回転されて吸入した気体を圧縮して排気できるように鉤形の爪部（図２２参照）が形成され設けられている。そして、ポンプ室ボディ部１１０の一方の端壁部１０ｂが一対の歯車２１Ａ、２１Ｂを内包するギヤボックス４５の側に位置し、ポンプ室ボディ部１１０の少なくとも他方の端壁部１０ｃに気体を排出する排気口５５が設けられている。これによって、二軸回転ポンプの一種であるパッケージ型回転ポンプユニットが、構成されている。

本形態例では、二つのロータ３０Ａ、３０Ｂが二つの回転軸２０Ａ、２０Ｂのそれぞれの一端（一方の先端）に対応して配されて片持ち状態に支持されるように二つの回転軸２０Ａ、２０Ｂが軸受部４０によって軸受けされ、ポンプ室ボディ部１１０の一方の端壁部１０ｂが軸受部４０の側に位置し、ポンプ室ボディ部１１０の他方の端壁部１０ｃに気体を排出する排気口５５が設けられている。なお、１５は吸気口であり、ポンプ室１０内における気体が圧縮されない部位に面する位置に、開口されて設けられている。本形態例の吸気口１５は、ポンプ室ボディ部１１０の上部の角部であって、シリンダ部１０ａの上壁部と一方の端壁部１０ｂの上部とに亘って切り欠かれた形態に設けられている。また、１４は吸気接続口であり、下端が吸気口１５に接続され、上端が空圧機器（図示せず）に管路を介して接続されるように設けられている。

そして、本発明に係るパッケージ型回転ポンプユニットでは、ポンプ室ボディ部１１０の他方の端壁部１０ｃの側に、排気口５５から排出される排気を冷却するように、冷却液を通すための排気部冷却液流路７２が設けられている。なお、本形態例（真空ポンプとして利用される場合の例）において、排気口５５から排気が排出される状態とは、ポンプ室１０が外気である大気（空気）に連通して開放されている状態であり、その排気が大気（空気）中に放出されることになる。また、冷却液の液体とは、冷却水が代表的であるが、不凍液のような水との混合液（水溶液）や、油などを含み、水以外の他の液体を利用できるのは勿論である。

この本発明に係るパッケージ型回転ポンプユニットによれば、真空ポンプとして到達真空度が絶対真空により近い値となる真空度が高い範囲で使用される場合でも、ポンプ室１０が過熱されることを、より積極的且つ効果的に防止でき、ポンプ性能を格段に向上させることができる。

すなわち、ポンプ室ボディ部１１０の他方の端壁部１０ｃの側に排気部冷却液流路７２を設けることで、冷却液によって排気口５５から排出される直後の排気を効果的に冷却することができる。これによれば、真空度が一定以上の高い範囲で使用される真空ポンプであって、排気が逆流することで加熱される場合であっても、ポンプ室１０の内部温度の上昇を抑制できる。このため、ポンプ室１０の壁内面と二つのロータ３０Ａ、３０Ｂとを非接触とするクリアランスを小さく設定することが可能になり、そのクリアランスによる気体の洩れを少なくすることができるため、ポンプ効率を向上できる。

また、本発明に係るパッケージ型回転ポンプユニットよれば、前述のようにクリアランスを小さく設定できることで、より到達真空度を高めることができると共に、排気の逆流があっても過熱を防止できることで、排気口５５の開口面積をより広く設定できることになり、より処理風量が大きい真空ポンプを構成することができる。

そして、本形態例のパッケージ型回転ポンプユニットによれば、最も加熱される排気口５５が設けられた他方の端壁部１０ｃの側を、局所的に積極的に冷却している形態となっている。すなわち、温度勾配（温度差）が大きく生じるポンプ室ボディ部１１０に対してその温度差を低減するように、ポンプ室ボディ部１１０の壁部のうちの排気口５５を中心とした他方の壁部１０ｃの側を優先させて冷却することで排気を冷却する構成になっている。このように排気を冷却してポンプ室１０の過熱を防止できることで、実施例において内部温度差が約１４０℃も低減されることが確認されていると共に、到達真空度を９７ｋＰａまで高めることが確認されており、ポンプ性能を格段に向上できる。なお、従来は、到達連続運転を行う限界として、ポンプ室１０の壁内面及び二つのロータ３０Ａ、３０Ｂの相互間の接触（内部干渉）が生じることを回避するため、到達真空度が９０ｋＰａ程度までの運転しかできなかった。これに対して、本発明によれば、より到達真空度の高い締め切り運転を連続的に行うことができるようになっている。

ところで、パッケージ型回転ポンプユニットでは、気体の圧縮率が高く、気体が加熱されて排気されるため、排気口５５の部分が最も過熱され易く、その排気口５５が形成された他方の端壁部１０ｃの部分が他の部分よりも高温になる。そして、その他方の端壁部１０ｃと比較すれば、ポンプ室ボディ部１１０の他の部分は低温となる。このため、もしも、シリンダ部１０ａなどを含めてポンプ室ボディ部１１０を全体的に同じように冷却すると、他方の端壁部１０ｃの排気口５５と他の部位との温度差が維持されてしまい、熱膨張によって動作部であるロータ３０Ａ、３０Ｂに係る干渉が生じるという問題を解消できないことになる。

また、本形態例によれば、排気部冷却液流路７２へ冷却液を導入する冷却液導入口７２ｂ（図２０参照）が排気口５５の近傍に設けられ、排気部冷却液流路７２が形成される部位には、排気口５５の近傍に冷却液が先行して巡るように、導入された冷却液の流れを規制する冷却液流規制部６１ｂが設けられている。なお、本形態例の冷却液流規制部６１ｂは、図２０に示すように、後述する第１の流路形成部６１の冷却液流路形成面６１ａの複数箇所（本形態例では２箇所）にリブ状に突起した形態に設けられている。

これによれば、ポンプ室ボディ部１１０の最も加熱される部分である排気口５５を中心にした部位（排気口５５の周囲）を冷却することで排気口直後の排気を効果的に冷却でき、その排気口５５の周囲と排気の温度を下げることで、その排気口５５の周囲が過度に加熱されて熱膨張によって偏って変形することをバランス良く抑制できる。このように、ポンプ室ボディ部１１０及び二つのロータ３０Ａ、３０Ｂの熱膨張をバランス良く抑制できるため、それらの相互のクリアランスを小さくすることができ、ポンプ効率を向上できる。

なお、パッケージ型回転ポンプユニットでは、駆動安定性の面から一般的に、排気口５５がポンプ室１０の下部に対応する部位（本形態例では他方の端壁部１０ｃの下部）に設けられることになる。そして、本形態例では、前述のように冷却液導入口７２ｂが配され、排気部冷却液流路７２のうちの他方の端壁部１０ｃの下部に位置する排気口５５の近傍の部分をより温度の低い冷却液で先行して冷却し、そのように他方の端壁部１０ｃを冷却した冷却液が排気部冷却液出口接続部７２ｄを通るように上方へ排出される形態になっている。このとき、冷却液は、熱交換されて温度が上昇することで比重が小さくなって上方へ向かう流れのベクトルを生じる。この冷却液の流れによれば、下部の排気口５５の部分を効果的に冷却できると共に、冷却液の温度上昇による流れの方向性と、冷却液を上方へ排出させるための流れの方向性を揃えることができる。このため、冷却液をスムースに通過させることができ、その冷却効率を効果的に高めることができる。

また、本形態例によれば、排気部冷却液流路７２が、ポンプ室ボディ部１１０の他方の端壁部１０ｃに、その他方の端壁部１０ｃの外面の側を覆うように配される部位であってその他方の端壁部１０ｃの外面との間で前記排気部冷却液流路７２を形成するように設けられた冷却液流路形成面６１ａを備える第１の流路形成部６１が配されることによって、設けられている。これによれば、排気部冷却液流路７２を、効果的且つ合理的に構成することができる。

なお、本形態例の第１の流路形成部６１は、図１３、２０、２１に示すように、両面に流路が形成されるように凹凸が形成された盤状の部材によって設けられており、ボルトによって他方の端壁部１０ｃの外面に固定され、シール部材６５によって合せ部が水密シールされて排気部冷却液流路７２が形成されるように設けられている。本形態例の合せ部は、排気口５５の排気路を延長するようにその排気口５５を囲う矩形のループ枠状に形成された内ループ合せ部６１ｃと、他方の端壁部１０ｃの周縁部にループ枠状に当接するように形成された外ループ合せ部６１ｄとによって構成されている。そして、この内ループ合せ部６１ｃと外ループ合せ部６１ｄとの間に、排気部冷却液流路７２が形成されて冷却液が満たされる形態となっている。これによれば、他方の端壁部１０ｃの外側の壁面に対し、全面的に冷却液を接触させて効率的に冷却できる形態になっている。また、この構造は、層状の排気部冷却液流路７２をポンプ室ボディ部１１０の外端面外側へ平面的に積み重ねる形態であり、コンパクトな構成になっている。

また、本形態例の第１の流路形成部６１では、他方の端壁部１０ｃの外面と向き合う面（対面）である冷却液流路形成面６１ａに、排気部冷却液流路７２の一部であって溝状の通路である排気口周囲流路部７２ｃが形成されるように、冷却液流規制部６１ｂを構成する通路形成壁が突起した形態に設けられている。すなわち、本形態例では、他方の端壁部１０ｃの外面がフラットな面であり、図１３及び２０に示すように、第１の流路形成部６１の冷却液流路形成面６１ａの側に、排気部冷却液流路７２を適切に曲げて誘導するための通路形成壁（冷却液流規制部６１ｂ）が設けられている。なお、本発明はこれに限らず、他方の端壁部１０ｃの外面の側に、通路形成壁を適宜に設けることも可能である。

また、本形態例によれば、排気が第１の流路形成部６１によって冷却されるように、第１の流路形成部６１の冷却液流路形成面６１ａとは反対の面であって第１の流路形成部６１の外面である排気流路形成面６１ｅの側に排気が通る排気流路５６が設けられている。すなわち、排気流路５６は、排気口５５に接続された流路となっており、排気口５５から排出された排気を通す流路になっている。

この排気流路５６によれば、過熱された排気を効果的に冷却でき、その排気の温度を下げることでポンプ室１０内の温度を下げ、そのポンプ室１０を形成するポンプ室ボディ部１１０や二つのロータ３０Ａ、３０Ｂという構成部材が過熱されて熱膨張することをバランス良く抑制できる。
また、この排気流路５６は、排気の流れの方向を適宜に規制できるものであり、排気の冷却を促進するための形態になっていると共に、排気音を低減させるマフラーの構造を兼用するものになっている。すなわち、この排気流路５６が形成される構造によって、第１のマフラー部３１が構成されている。なお、５７は第１のマフラー部の排気口であり、第１の流路形成部６１の上壁部に開口されて設けられ、排気流路５６の排気口になっており、この第１のマフラー部の排気口５７により外部に排気される。本形態例の第１のマフラー部の排気口５７は、図２１に示すように、内部の側で流路が絞られた形状に設けられており、消音効果を高めるように形成されている。

また、本形態例によれば、排気流路５６が、第１の流路形成部６１に、その第１の流路形成部６１の外面の側を覆うように配される部位であってその第１の流路形成部６１の外面との間で前記排気流路５６を形成するように設けられた排気流路形成面６２ａを備える第２の流路形成部６２が配されることによって、設けられている。これによれば、排気流路５６を、効果的且つ合理的に構成することができ、排気口直後の排気を排気流路形成面６１ｅ及び排気流路形成面６２ａの両面で効果的に冷却できる。また、この構造は、層状の排気流路５６をポンプ室ボディ部１１０の外端面外側へ平面的に積み重ねる形態になっており、コンパクトな構成になっている。

なお、本形態例の第２の流路形成部６２は、図１３などに示すように、内面（第１の流路形成部６１の外面の側に当接する面）である排気流路形成面６２ａがフラットに形成された盤状の部材によって設けられおり、ボルトによって第１の流路形成部６１の外面（排気流路形成面６１ｅ）の側に固定されている。また、この排気流路形成面６２ａ（フラットな面）に対して、第１の流路形成部６１の外面（排気流路形成面６１ｅ）の側には、排気流路５６となる溝状の通路が形成されるように、排気通路形成壁６１ｆが突起した形態に設けられている。そして、第１の流路形成部６１の外面の側である外周部のループ枠状合せ部６１ｇや排気通路形成壁６１ｆと、第２の流路形成部６２の内面とは、密着固定によって実質的に気密状態にされるか、シール部材を配置して気密状態にすることができる。なお、本発明はこれに限定されず、排気流路形成面６２ａの側に排気通路形成壁を設けることも可能である。そして、図２１に示すように、排気流路５６が複雑に曲げられた流路に形成されていることで、排気の冷却をより促進できると共に、マフラー室として適切に機能して排気音をより低減させることができる。

さらに、本形態例によれば、排気部冷却液流路７２に連続する延長部冷却液流路７３が、第２の流路形成部６２に、その第２の流路形成部６２の外面（延長流路形成面６２ｂ）の側を覆うように配される部位であってその第２の流路形成部６２の外面（延長流路形成面６２ｂ）との間で前記延長部冷却液流路７３を形成するように設けられた延長流路形成面６３ａを備える第３の流路形成部６３が配されることによって、設けられている。これによれば、延長部冷却液流路７３を、効果的且つ合理的に構成することができる。また、この構造は、層状の延長部冷却液流路７３をポンプ室ボディ部１１０の外端面外側へ平面的に積み重ねる形態になっており、コンパクトな構成になっている。さらに、この層状の延長部冷却液流路７３とこれを構成する構造壁とによれば、騒音を低減できる。すなわち、この延長部冷却液流路７３や前述の排気部冷却液流路７２を形成する構成が、音を遮蔽して騒音を低減する構造となっており、第１のマフラー部３１の構成要素にもなっている。

なお、本形態例の第３の流路形成部６３は、図１３などに示すように、フラットな平板状の部材（プレート部材）によって設けられており、ボルトによって第２の流路形成部６２の外面側に固定され、第２の流路形成部６２の外面にループ枠状に設けられた周縁合せ部６２ｃにシール部材６５によって水密シールされて延長部冷却液流路７３が形成されるように設けられている。また、本形態例では、延長部冷却液流路７３が扁平に形成された層状のスペースに冷却液を滞留させるような形態になっているが、これに限定されるものではなく、適宜な形態に流路を設定してもよいのは勿論である。さらに、延長部冷却液流路７３を多層化して冷却性能を高めることも可能である。また、この延長部冷却液流路７３においても、排気部冷却液流路７２と同様に、冷却液が下部から上部へ流れが発生するように流れるように、第２の接続配管７２ｅの上部に設けられて排気部冷却液流路７２に接続された排気部冷却液出口接続部７２ｄから、第２の接続配管７２ｅの下部に設けられた延長部冷却液入口接続部７３ａへ当該第２の接続配管７２ｅを介して連通され、延長部冷却液流路７３を流れた冷却液が外部に排出されるように、延長部冷却液出口接続部７３ｂが上部に設けられている。

ところで、本形態例では、ポンプ室１０が、シリンダ部１０ａ及び一方の端壁部１０ｂと第１の軸受部４０ａが設けられた一方の構造壁部１２１ａが一体的に設けられたシリンダケース１１と、他方の端壁部１０ｃとして設けられたサイドプレート１２とがシール状態に固定されることよって形成されている。このように本形態例では、ポンプ室１０が、二つに分割した部材によって形成されているが、これに限定されず、例えばシリンダ部１０ａと一方の端壁部１０ｂと他方の端壁部１０ｃとの主に三つに分割した部材によって形成されても良いのは勿論である。

次に、本発明に係る二軸回転ポンプであって、二つの回転軸２０Ａ、２０Ｂを軸受けする軸受部４０を冷却する構成の形態例を添付図面（図１３～２１）に基づいて詳細に説明する。なお、本形態例の二軸回転ポンプは、以上に説明したようにパッケージ型回転ポンプユニットであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、ルーツポンプやスクリューポンプといった他の二軸回転ポンプについても適用できる。また、本発明に係る二軸回転ポンプでは、本形態例のような二つのロータ３０Ａ、３０Ｂが片持ち状態に軸受・支持されている形態に限定されず、回転軸２０Ａ、２０Ｂを両端で回転自在に軸受けする形態の二軸回転ポンプにも、適用できる構成になっている。

本発明に係る二軸回転ポンプでは、図１３に示すように、二つの回転軸２０Ａ、２０Ｂを軸受けする軸受部４０が設けられる構造壁部１２１を構成すると共に、二つの回転軸２０Ａ、２０Ｂに対応して設けられて噛合する一対の歯車２１Ａ、２１Ｂを内包するギヤボックス４５としての構造壁部１２１を構成する軸受ボディ部１２０を備える。なお、本形態例の軸受ボディ部１２０では、二つのロータ３０Ａ（駆動側ロータ）、３０Ｂ（従動側ロータ）が、二つの回転軸２０Ａ（駆動側回転軸）、２０Ｂ（従動側回転軸）の一端にそれぞれ配されて片持ち状態に支持されるように、回転軸２０Ａ、２０Ｂを軸受けする軸受部４０が設けられている。この軸受ボディ部１２０とポンプ室ボディ部１１０とによって、二軸回転ポンプのポンプ本体１００が構成されている。

そして、ポンプ室ボディ部１１０と軸受ボディ部１２０との間に、熱伝導を抑制できる冷却用の隙間６０が形成されるように、ポンプ本体１００が、ポンプ室ボディ部１１０と軸受ボディ部１２０とに区画されて設けられ、軸受ボディ部１２０のポンプ室ボディ部１１０の側に位置する構造壁部１２１（本形態例では、一方の構造壁部１２１ａ）に、冷却液を通すための軸受部冷却液流路７１が設けられている。

これによれば、二つのロータ３０Ａ、３０Ｂの駆動によって生じる圧縮気体（排気）の熱が軸受ボディ部１２０に伝わることを低減する伝熱防止効果と共に、軸受部冷却液流路７１を通る冷却液の冷却効果によって、軸受部４０などを構成する機能部品を長寿命化することができるという特別有利な効果を奏する。すなわち、本発明によれば、ポンプ室ボディ部１１０と軸受ボディ部１２０とに区画して冷却用の隙間６０を設けることによって伝熱量が最小限となるように熱伝導を抑制できると共に、軸受部冷却液流路７１を通る冷却液によって軸受ボディ部１２０をより積極的に冷却できるため、装置の信頼性を向上できる。この実施例においては、潤滑オイルの温度上昇を、約４０℃も低減できることが確認されている。
なお、機能部品とは、ベアリング４１やオイルシール４２を含む構成部材のことであり、消耗部品として扱われるものである。これらの機能部品の長寿命化を図ることで、ランニングコストを低減できる。

ところで、本形態例の軸受部４０は、二つの歯車２１Ａ、２１Ｂと二つのロータ３０Ａ、３０Ｂの間で二つの回転軸２０Ａ、２０Ｂを軸受けするように、軸受ボディ部１２０におけるポンプ室ボディ部１１０側の構造壁部（一方の構造壁部１２１ａ）に設けられた第１の軸受部４０ａと、該第１の軸受部４０ａと反対の構造壁部であって駆動モータ（電動モータ３（図３など参照））が連結される側に配された構造壁部（他方の構造壁部１２１ｂ）で二つの回転軸２０Ａ、２０Ｂを軸受けするように設けられた第２の軸受部４０ｂとによって構成されている。なお、電動モータ３の回転軸３ａは、回転軸２０Ａ（駆動側回転軸）とカップリング３ｂ（図４など参照）を介して連結される。

また、本形態例では、二つの回転軸２０Ａ、２０Ｂを水平に配することで設置される横置き型に設けられ、軸受部冷却液流路７１が、ギヤボックス４５内に貯留される潤滑オイルを冷却するように、静止時の貯留状態の前記潤滑オイルの液面よりも下側を通るように、軸受ボディ部１２０の構造壁部１２１の下部に設けられている。なお、潤滑オイルの静止時の液面は、ギヤボックス４５（オイル室）の内底面と水平に配される前記回転軸２０Ａ、２０Ｂとの間に位置するように設定されている。これによれば、潤滑オイルを効果的に冷却でき、その潤滑オイルが、回転する二つの歯車２１Ａ、２１Ｂによって掻き上げられることによって、歯車２１Ａ、２１Ｂ及びベアリング４１を潤滑すると共に、ギヤボックス４５内を冷却できるようになっている。

なお、本形態例では、軸受部冷却液流路７１が、軸受ボディ部１２０における第１の軸受部４０ａの下部（第１の軸受部４０ａのベアリング４１の下側）に、一本の直線的な貫通孔の形状に設けられており、局所的に配された形態となっている。これによれば、ポンプ室ボディ部１１０側からの熱伝導がされ易い軸受ボディ部１２０の部分を積極的に冷やすと共に、潤滑オイルを効果的に冷却できるという効果がある。

さらに、本形態例では、ポンプ室１０の排気口５５が、ポンプ室ボディ部１１０の下部に設けられている。これによれば、軸受部冷却液流路７１が、前記のように軸受ボディ部１２０の構造壁部１２１の下部に設けられている際に、熱伝導が効果的に抑制され、軸受部４０が過熱されることを抑制することができる。

また、本形態例のように二つの回転軸２０Ａ、２０Ｂを水平に配することで設置される横置き型に設けられた構成に加えて、冷却用の隙間６０に、下側から上側へ抜けるように空気を流す送風手段を設けても良い。これによれば、ポンプ室ボディ部１１０と軸受ボディ部１２０とを効果的に空冷することができ、二軸回転ポンプの信頼性をより向上させることができる。すなわち、ポンプ室ボディ部１１０と軸受ボディ部１２０との間に、冷却風を適切に流すことができるため熱伝達をより効果的に抑制でき、放熱による冷却を促進できる。これによって、軸受ボディ部１２０の温度上昇を抑制することができ、機能部品の長寿命化を実現できる。

そして、本発明の二軸回転ポンプによれば、軸受ボディ部１２０を冷却した冷却液がポンプ室ボディ部１１０を冷却するように、軸受部冷却液流路７１がポンプ室ボディ部１１０に設けられた冷却液流路に接続されていることを特徴とすることができる。これによれば、潤滑オイルが沸騰してオーバーヒートすることがないように、軸受部冷却液流路７１を流れる冷却液の温度の方が、ポンプ室ボディ部１１０に設けられた冷却液流路を流れる冷却液の温度よりも低くすることができ、冷却液を効果的に利用できる。

また、本形態例では、冷却液が、軸受部冷却液流路７１から排気部冷却液流路７２の順で流れるように、軸受部冷却液流路７１に排気部冷却液流路７２が接続されている。これによれば、一つの冷却液供給源４（図１、図２）によって、軸受ボディ部１２０の軸受部４０（第１の軸受部４０ａ）を構成する構造壁部１２１（一方の構造壁部１２１ａ）と、ポンプ室ボディ部１１０の他方の端壁部１０ｃの側とを直接的に順次効果的に冷却することができる。なお、本形態例の冷却液は、冷却液供給源４（図１、図２）から供給され、冷却液入口接続部７１ａ（図１５、図１７、図１９）、軸受部冷却液流路７１（図１３、図１９）、軸受部冷却液出口接続部７１ｂ（図１４、図１６、図１８、図１９）の順に流れ、そして、第１の接続配管７１ｃ（図１４、図１６、図１８、図１９）、排気部冷却液入口接続部７２ａ（図１４、図１６、図１８）、冷却液導入口７２ｂ（図２０）の順に流れ、排気部冷却液流路７２（図１３、図２０）へ供給され、延長部冷却液流路７３を流れて、ポンプ２の外部に排出されるようになっている。これに限らず、軸受部冷却液流路７１と排気部冷却液流路７２とを接続しないで、冷却液を別々に供給して良いのは勿論であり、個別に冷却液の供給を調整することで最適化するようにしても良い。

また、本形態例の軸受部冷却液流路７１、排気部冷却液流路７２及び延長部冷却液流路７３によって構成される流路では、軸受部冷却液流路７１よりも上側に排気部冷却液流路７２が配され、排気部冷却液流路７２及び延長部冷却液流路７３においては冷却液が下から上へ流れるように構成されており、冷却液の温度上昇による流れの方向性と、冷却液の流れの方向性を揃えることで冷却液をスムースに流すことができ、効果的に軸受部４０及び排気を冷却することができる。

以上に説明した二軸回転ポンプの冷却構造によれば、パッケージ型回転ポンプユニットに合理的に対応して冷却性能を高めることができ、ポンプ性能を向上できる。また、本発明に係るパッケージ型回転ポンプユニットでは、ポンプ室１０の下側が過熱し易く、その下側から冷却できる構造を前述のように適切に形成できる。このため、ポンプ室１０を効率よく冷却することができ、ポンプ性能を高めることができると共に、前述のように機能部品の長寿命化を実現できるという特別有利な効果を奏することができる。

また、本形態例においては、図１３～１９に示すように、ポンプ室ボディ部１１０と軸受ボディ部１２０との間の冷却用の隙間６０は、一方の端壁部１０ｂとその一方の端壁部１０ｂに対面する第１の軸受部４０ａが設けられた一方の構造壁部１２１ａとの間を、複数の柱状部１１５で一体化している形態になっており、その柱状部１１５が設けられていない部分で、前記冷却用の隙間６０が形成されるように設けられている。このような形状は、例えば、鋳物成型によって製造する場合は、中子によって、冷却用の隙間６０が形成されるようにすればよい。また、本発明はこれに限定されるものではなく、図２２に示すように、一方の端壁部１０ｂを含むポンプ室ボディ部１１０側の部材と、その一方の端壁部１０ｂに対面する軸受部４０の構造壁部１２１を構成する軸受ボディ部１２０側の部材とが、別部材で構成され、双方に形成された柱状連結部１１１、１２２によって連結することで、冷却用の隙間６０を形成することができるのは勿論である。

また、本発明に係るパッケージ型回転ポンプユニットにおいては、以上に説明した構成に加えて、一方の端壁部１０ｂと他方の端壁部１０ｃとの少なくともどちらかの部位であって、ポンプ室１０内における気体が圧縮される部位に面する位置に開口されて設けられた排気側開口部５０が、二つのロータ３０Ａ、３０Ｂの爪部同士によって気体の圧縮比が最大化する前段でポンプ室１０の外部に連通される前段通気口５１と、二つのロータ３０Ａ、３０Ｂの爪部同士によって前記前段よりも気体の圧縮比が最大化する段階を含んでポンプ室１０の外部へ排気するように連通される後段排気口とによって設けられ、その後段排気口が、他方の端壁部１０ｃに設けられた排気口５５であり、その排気口５５がポンプ室１０の外部に連通されて気体の圧縮比が最大化する段階で、前段通気口５１が前記ロータによって閉じられるように設けることもできる。

これによれば、排気が逆流することを防止してポンプ室１０の過熱を抑制でき、ポンプ性能を向上できる。この排気の逆流防止効果と、前述の冷却液による冷却効果などとの相乗効果によって、ポンプ室１０の過熱をより効果的に防止し、ポンプ性能を向上できる。

ところで、本形態例では、二つのロータ３０Ａ、３０Ｂが片持ち状態に支持されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、特許文献１に開示されているような二つのロータ３０Ａ、３０Ｂを二つの回転軸２０Ａ、２０Ｂを介して両側から支持する構成のパッケージ型回転ポンプユニットにおいても効果的に適用できるものである。また、特許文献１に開示されているようなポンプ室ボディ部の一方の端壁部と他方の端壁部の両方に排気口を備えるパッケージ型回転ポンプユニットにおいても、効果的に適用できるものであり、他方の端壁部の側に設けられる排気部冷却液流路とのバランスを取った上で、一方の端壁部の側にも排気部冷却液流路を設ければよい。

また、本発明では、例えば、冷却液の温度を調整管理することで寒冷地での使用に対応して本発明の使用範囲を拡大することが可能であり、冷却液を循環させるように熱交換器を用いてその冷却液を冷却するように構成することも可能であるなど、液冷式に用いられる付属的な管理方法や構成を適宜選択的に採用できるのは勿論である。

以上、本発明につき好適な形態例を挙げて種々説明してきたが、本発明はこの形態例に限定されるものではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るのは勿論のことである。

１ 密閉筐体
１ａ 筐体フレーム部
１ｂ ベース部
１ｃ 筐体カバー部
２ 回転ポンプ
３ 電動モータ
３ａ 回転軸
３ｂ カップリング
３ｃ 安全カバー
４ 冷却液供給源
４ａ 冷却液供給接続口
４ｂ 冷却液供給配管
４ｃ 冷却液排出配管
４ｄ 冷却液排出接続口
５ 液冷熱交換器
５ａ 熱交換用の管路
５ｂ 冷却液接続管
６ 送風装置
７ 送風ファン
８ 配電盤
９ 電装品冷却用の送風機
１０ ポンプ室
１０ａ シリンダ部
１０ｂ 一方の端壁部
１０ｃ 他方の端壁部
１１ シリンダケース
１２ サイドプレート
１４ 吸気接続口
１５ 吸気口
１６ 吸気導入管接続口
１７ 逆流防止弁
２０Ａ 回転軸（駆動側回転軸）
２０Ｂ 回転軸（従動側回転軸）
２１Ａ 歯車（駆動側歯車）
２１Ｂ 歯車（従動側歯車）
２５ ポンプカバー部
２５ａ 循環空気入口部
２５ｂ 循環空気出口部
３０Ａ ロータ（駆動側ロータ）
３０Ｂ ロータ（従動側ロータ）
３１ 第１のマフラー部
３２ 第２のマフラー部
３３ 振動緩衝配管
３４ 第２のマフラー部の排気導入口
３５ 第２のマフラー部の排気排出口
３７ 吊り部材
４０ 軸受部
４０ａ 第１の軸受部
４０ｂ 第２の軸受部
４１ ベアリング
４２ オイルシール
４５ ギヤボックス
５０ 排気側開口部
５１ 前段通気口
５５ 排気口
５６ 排気流路
５７ 第１のマフラー部の排気口
６０ 冷却用の隙間
６１ 第１の流路形成部
６１ａ 冷却液流路形成面
６１ｂ 冷却液流規制部
６１ｃ 内ループ合せ部
６１ｄ 外ループ合せ部
６１ｅ 排気流路形成面
６１ｆ 排気通路形成壁
６１ｇ ループ枠状合せ部
６２ 第２の流路形成部
６２ａ 排気流路形成面
６２ｂ 延長流路形成面
６２ｃ 周縁合せ部
６３ 第３の流路形成部
６３ａ 延長流路形成面
６５ シール部材
７１ 軸受部冷却液流路
７１ａ 冷却液入口接続部
７１ｂ 軸受部冷却液出口接続部
７１ｃ 第１の接続配管
７２ 排気部冷却液流路
７２ａ 排気部冷却液入口接続部
７２ｂ 冷却液導入口
７２ｃ 排気口周囲流路部
７２ｄ 排気部冷却液出口接続部
７２ｅ 第２の接続配管
７３ 延長部冷却液流路
７３ａ 延長部冷却液入口接続部
７３ｂ 延長部冷却液出口接続部
８１ 操作部
８２ 電装部品
８３ インバータ装置
９０ ドレン排出接続口
９１ ドレンパン
９２ ドレン配管
９３ 熱交換器用ドレンパン
９４ 熱交換器用ドレン配管
１００ ポンプ本体
１１０ ポンプ室ボディ部
１１５ 柱状部
１２０ 軸受ボディ部
１２１ 構造壁部
１２１ａ 一方の構造壁部
１２１ｂ 他方の構造壁部
２００ 電動回転ポンプ
３００ 制振部材

Claims (6)

1. 気体を吸排気する回転ポンプ及び該回転ポンプを駆動させる電動モータを備える電動回転ポンプと、該電動回転ポンプを内包する密閉筐体とを備えるパッケージ型回転ポンプユニットであって、
   前記密閉筐体の内部に配され、前記密閉筐体の外部に配された冷却液供給源から冷却液の供給を受けて冷却される液冷熱交換器と、
   前記密閉筐体の内部に配され、前記回転ポンプの稼働によって該回転ポンプの周囲の空気が加熱されることで生じる加熱空気を含む密閉筐体内の内部空気を、前記液冷熱交換器へ、冷却させるように送る送風装置と、
   前記密閉筐体の内部に配され、前記電動回転ポンプのうちの前記電動モータを除く前記回転ポンプの周囲を覆うように設けられ、前記密閉筐体の内部で循環する前記内部空気が導入される循環空気入口部と、前記加熱空気を含む前記内部空気が排出される循環空気出口部とが設けられるように形成されたポンプカバー部を備え、
   前記循環空気入口部が、前記回転ポンプの周囲を取り巻いて帯状に開放した形態に設けられていることを特徴とするパッケージ型回転ポンプユニット。
2. 前記回転ポンプが、軸受ボディ部とポンプ室ボディ部と第１のマフラー部とを備え、前記ポンプカバー部が、前記軸受ボディ部と前記ポンプ室ボディ部の周囲を覆うように設けられていることを特徴とする請求項１記載のパッケージ型回転ポンプユニット。
3. 前記液冷熱交換器が、前記循環空気出口部の側に接続され、
   前記送風装置が、前記内部空気を吸引して前記循環空気入口部から前記循環空気出口部へ流して前記液冷熱交換器を通すように、該液冷熱交換器に接続されていることを特徴とする請求項１又は２記載のパッケージ型回転ポンプユニット。
4. 前記回転ポンプが二軸回転ポンプであって、一方のロータ回転軸が前記電動モータの回転軸に直列に接続されて回転され、他方のロータ回転軸がギヤを介して前記一方のロータ回転軸とは反対方向へ同期して回転されるように設けられ、前記他方のロータ回転軸が配された軸心の延長上のスペースであって前記電動モータと前記一方のロータ回転軸とが接続される部位に隣接するスペースに、前記液冷熱交換器及び前記送風装置が配置されていることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載のパッケージ型回転ポンプユニット。
5. 前記電動モータに、該電動モータを冷却するように送風する電動モータ冷却用の送風ファンが設けられ、該送風ファンは、前記一方のロータ回転軸に接続される側とは反対側に配されてモータ本体へ向けて送風するように設けられていることを特徴とする請求項４記載のパッケージ型回転ポンプユニット。
6. 前記液冷熱交換器を冷却した前記冷却液供給源からの冷却液によって前記回転ポンプも冷却されるように、前記冷却液供給源からの液冷流路が、前記液冷熱交換器と前記回転ポンプとに亘って直列に接続されていることを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載のパッケージ型回転ポンプユニット。

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