JP2644039B2 - 真空ポンプ用自冷式封入液供給装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は吸入側から水等の封入液を供給し、シーリン
グ及び冷却効果を持たせた真空ポンプに使用される封入
液供給装置に関するものである。

〔従来の技術〕

真空ポンプは圧縮機と原理的には同じであり、吸入し
たガスを圧縮するためにかなりの高温になる。そのた
め、吸引するガスとともに冷却用の水等の液体を供給す
るタイプのものが知られている。その場合、この液体は
冷却と同時にロータとケーシング間等の密閉すなわちシ
ーリングを向上させるためにも役立てられている。

しかるに、このような液封式真空ポンプは、封入され
た水温によってポンプの性能が大きく変化する。これは
水温によって水の飽和蒸気圧が変わり、ポンプ内の圧力
が冷却用水の水温に対応した飽和蒸気圧以下には下がら
ないためである。たとえば水温が100℃であれば、飽和
蒸気圧は760mmHg（以下「mmHg」を「Torr」で表す。）
であり、水温が20℃であれば、飽和蒸気圧は17Torrにな
る。第３図は、真空ポンプ内の封入水の温度によって、
真空ポンプの到達し得る真空度、すなわち到達真空度が
変化する様子を示した線図である。これによれば、冷却
用の水温が15℃であれば到達真空度は10〜15Torrに達す
るが、30℃では25〜30Torr、40℃では35Torr〜40Torrと
なって、到達真空度が封入される水の温度に大きく影響
を受けることがわかる。

実際に真空ポンプを使用する場合、封入水用の低温の
水を豊富に使用できれば問題はないが、水の確保が難し
い場合がある。また封入水には真空ポンプを通過するガ
スに含まれた物質が溶け込むので、その物質によっては
公害の原因となり、封入水を放流出来ない場合もある。
その場合は真空ポンプの吐出側でガスから分離した水を
再利用するが、当然この封入水の温度は、真空ポンプの
圧縮作用を受けて上昇しており、前述の飽和蒸気圧が上
昇している。したがって、真空ポンプは高真空に到達で
きず、性能がダウンしてしまう。

この問題を解決するものとして、第４図に示すシステ
ムが知られている。このシステムにおいては、まず真空
ポンプａから吐出された水等の混入したガスを、消音セ
パレータタンクｂでガスと水に分離する。次に、分離さ
れた水を熱交換機ｃで冷却する。ｄは熱交換機ｃを冷却
するチラーである。こうして冷却された水を再び真空ポ
ンプａの吸入口から供給し、循環して使用することとし
ている。

〔発明が解決しようとする課題〕

液封式真空ポンプは、封入水温度が15℃以下であれ
ば、乾式真空ポンプに比べて優れたものとなる。しかし
ながら、上記第４図のシステムのように装置が大掛かり
となり、高価なものとなってしまうという問題があっ
た。

本発明は上記の事実に鑑みてなされたもので、構造が
簡単であり、且つ、真空ポンプに着脱自在に取り付けら
れるので、清掃やメンテナンスが容易であり、真空ポン
プ吸入口に連通する低圧領域に封入液を噴出させて気化
させ、気化熱を利用し真空ポンプを冷却するので、従来
のような熱交換器を必要としない真空ポンプ用自冷式封
入液供給装置を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために、本発明の真空ポンプ用
自冷式封入液供給装置は、真空ポンプの吸入口と連通し
得る内管路が形成される内壁と該内壁の外側に設けられ
る外壁との間に両端が閉止された外管路を形成した二重
管路の端部に、前記真空ポンプの吸入口に着脱自在に接
続されるフランジ継手を設け、前記外壁に、前記外管路
に連通する封入液用の注入口を形成し、前記内管路内に
前記外管路と連通する液貯留用の中空体を設置し、該中
空体に封入液噴出用のノズル孔を穿設した構成としてい
る。

又は、真空ポンプの吸入口と連通し得る管路の外壁に
封入液用の注入口を形成し、該注入口から管路内に細径
のチューブを曲折して配設し、該チューブに封入液噴出
用のノズル孔を穿設し、前記管路端部に、前記真空ポン
プの吸入口に着脱自在に接続されるフランジ継手を設け
た構成としている。

〔作 用〕

真空ポンプ用自冷式封入液供給装置は、フランジ継手
を真空ポンプの吸入口に着脱する簡単な作業で容易に取
り付け，取り外しができるので、清掃やメインテナンス
を容易に行うことができる。

注入口から二重管路の外管路に注入された液体は外管
炉を通って内管路内の中空体内に入り、中空体に穿設さ
れたノズル孔から内管路内に噴出する。そして噴出した
液体は吸入口の真空度に応じて飽和するまで蒸発する。
この蒸発によって周囲から気化熱を奪い、それによって
液体自身が冷却され、冷却用液体として適当な温度に下
がり、真空ポンプ内に送りこまれる。

または、真空ポンプの吸入口と連設した管路内に設け
られた細径のチューブに液体を供給する。液体はチュー
ブに穿設されたノズル孔から管路内に噴出する。そして
噴出した液体は上記と同様に冷却され、真空ポンプ内に
送りこまれる。

〔実施例〕

以下に図面を用いて本発明の実施例を説明する。本発
明の自冷式封入液供給装置は、液封式の真空ポンプであ
ればどんなタイプにも使用できるものであるが、実施例
においてはスクリューロータ式の真空ポンプに使用して
いる。第１図は本発明の一実施例を示す図である。同図
において、１は真空ポンプで、２はその吸入口、３はケ
ーシングである。ケーシング３内には、主従のスクリュ
ーロータ4,5が噛み合うように配置され、矢印Ａの方向
に回転して吸入口２からガスを吸引する。吸引されたガ
スは矢印Ｂの方向に流れてスクリューロータ4,5の右側
に設けられた図示しない吐出口から排出される。一方冷
却用の液体は吸入口２からガスと共に供給され、ケーシ
ング３内に進入して真空ポンプ１を冷却する。同時にス
クリューロータ4,5相互間およびスクリューロータ4,5と
ケーシング３間をシールして真空度の向上も図ってい
る。

本発明の自冷式封入液供給装置は、上記の真空ポンプ
１の吸入口２に取付けられるものである。第１図により
装置の構成を説明する。６は二重管路で、管路内壁7aに
よって内管路７と外管路８に分かれている。内管路７
は、真空ポンプ１の吸入口２と連通し、外管路８の両端
は閉止されている。この二重管路６の両端にはフランジ
継手9,10があり、一方のフランジ継手手９が真空ポンプ
１の吸入口２に着脱自在に接続され、他方のフランジ継
手10は図示しない吸入側の管路に接続される。二重管路
６の外壁6aの右端近傍には、外管路８に連通する封入液
用の注入口11が形成されている。一方内管路７内の左端
近傍には、前記外管路８と直径方向の両端で連通する管
路12が設けられ、中間に吐出孔12aが穿設されている。
管路12の吐出孔12a近傍部分は、周囲を液貯留用の中空
体13で覆われ、この中空体13には封入液噴出用の多数の
ノズル孔13aが穿設されている。

封入液用の注入口11から、例えば真空ポンプの吐出ガ
スから分離され循環してきた高温になっている水等の液
体が注入される。注入口11から入った水は外管路８を通
り、管路12から吐出口12aを経て中空体13に達し、多数
のノズル孔13aから一斉に内管路７内に噴出される。内
管路７内は真空ポンプ１の吸入口２と連通しており、圧
力が真空近くまで低くなっている。そのためノズル孔13
aから噴出された水は内管路７内で飽和するまで急速に
気化し、周囲から気化熱を奪い水の温度を大きくしかも
簡単に下げる。中空体13を内管路７の左端、すなわち二
重管路６におけるガスの流れの上流側に配置しているの
で、外管路８内の水も管路内壁7aを通して冷却される。
したがって、管路内壁7aを銅などの熱伝導性の良い材料
で製造すれば冷却効果はより大きくなる。このようにし
て二重管路６を通過してきた水は、真空ポンプ１の冷却
用に適した温度となり、ポンプ１内に送りこまれる。

第２図は本発明の第二の実施例の図である。まず構成
から説明するが、真空ポンプ１に関しては前述した実施
例と同じであるから省略する。この真空ポンプ１の吸入
口２と連通する管路15を設け、管路15の一方のフランジ
継手16で吸入口２と接続し、他方のフランジ継手17で図
示しない吸入側配管と接続する。管路15の外壁15aに封
入液用の注入口18を形成し、この注入口18から管路15内
に管路径より細径のチューブ19を入れ、管路15内にコイ
ル状に曲折して配置する。コイルは注入口18から管路15
の左端にまで達するように形成されている。チューブ19
の先端は折曲されてコイルの中心に配され、この先端部
分に多数のノズル孔19aを穿設する。

第１図の実施例と同様に真空ポンプの吐出ガスから分
離された高温の水を循環して、注入口18から供給する。
高温の水はコイル状のチューブ19内を進行し、先端に穿
設された多数のノズル孔19aから管路15内に噴出され
る。噴出された水は第１図の実施例と同様に冷却され、
真空ポンプ１内に封入水として送りこまれる。

チューブ19はコイル状に成形され、先端がコイルの中
心に来るようにしてあるので、ノズル孔19aから噴出さ
れた水はコイル全体にかかり、コイル内の水も冷却され
る。チューブ19が熱伝導のよい銅管などであれば、より
効果的である。

なおチューブ19の形状はコイル上に限定されるもので
はなく、管路15内に適当な形状で曲折を持って配置され
ていれば、同様の効果を奏するものである。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の真空ポンプ用自冷式封入
液供給装置は、構造が簡単であるので安価に製作するこ
とができる利点があり、フランジ継手を真空ポンプの吸
入口に着脱自在に取り付けることができるので、取り付
け、取り外しが簡単であり、清掃やメインテナンスが容
易になる利点がある。

又、冷却液が低圧領域で気化し易い特性を利用して、
気化熱により真空ポンプを効率よく冷却して真空ポンプ
の性能を維持するようにしたので、従来のような冷却液
の熱交換器，冷却液の循環配管等が不要になり、冷却装
置の全体システムが簡単になり小型化され、冷却装置全
体の費用が安価になる大きな効果があり、冷却液には水
を利用することができる等の便利さもある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す縦断面図、 第２図は本発明の他の実施例を示す縦断面図、 第３図は冷却用の水温と到達真空度の関係を示す線図、 第４図は従来の冷却水循環システムの構成図である。 ６……二重管路、6a……外壁、７……内管路、８……外
管路、11,18……注入口、13……中空体、13a,19a……ノ
ズル孔、15……管路、19……細径のチューブ。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】真空ポンプの吸入口と連通し得る内管路が
   形成される内壁と該内壁の外側に設けられる外壁との間
   に両端が閉止された外管路を形成した二重管路の端部
   に、前記真空ポンプの吸入口に着脱自在に接続されるフ
   ランジ継手を設け、前記外壁に、前記外管路に連通する
   封入液用の注入口を形成し、前記内管路内に前記外管路
   と連通する液貯留用の中空体を設置し、該中空体に封入
   液噴出用のノズル孔を穿設したことを特徴とする真空ポ
   ンプ用自冷式封入液供給装置。
2. 【請求項２】真空ポンプの吸入口と連通し得る管路の外
   壁に封入液用の注入口を形成し、該注入口から管路内に
   細径のチューブを曲折して配設し、該チューブに封入液
   噴出用のノズル孔を穿設し、前記管路端部に、前記真空
   ポンプの吸入口に着脱自在に接続されるフランジ継手を
   設けたことを特徴とする真空ポンプ用自冷式封入液供給
   装置。