JPH022479B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、油回転真空ポンプに関し、特にその
排気弁部の注油装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、油回転真空ポンプにおいては、第１図及
び第２図に示すように、排気弁２及び弁座３がか
くれるまで油４を注油し、該油によつて排気弁部
をシールすると共に、その一部をケーシング１内
に逆流させることによつて気密を良くする一方、
排気口９の近傍でベーン７とローター６とケーシ
ングとによつて囲まれるいわゆるデツドボリユー
ムを埋めることによつてポンプの圧縮効率を高
め、到達真空度を向上させるようにしている。そ
して最近の油回転真空ポンプは、圧縮効率をよく
するために、図示のように、吸気口８の位置に比
べ排気口９の位置を上死点（トツプ）に近づける
ように少し下げた設計をとつている。なお、第１
図はトツプから吸気口中心までの距離ａとトツプ
から排気口中心までの距離ｂが等しいものを、ま
た第２図は異なるものをそれぞれ示している。

上記のように油回転真空ポンプにおいては、油
が必要であり、シール部の洩れは厳禁であるの
で、ポンプ油量は増加される傾向がある。もちろ
んポンプ油の油量を多くする利点は数多くある
が、この排気弁部のシール用として必要な油量
は、その排気弁のレベルがオイルレベルより常に
数mm低い位置にあることである。

ところが、例えば50−100Torr（mmHg）の低真
空（高負荷）で連続負荷するような運転モードで
は、排気弁部の油が排気ガスにより該排気弁部よ
り気泡となつて霧状に排気と共に吹き飛ばされて
しまうことがある。したがつて、高価な油の損失
となるばかりでなく油の減少のために、その後の
到達圧力付近の運転モードでは油量が不足し、排
気弁部に必要とされるだけの油が存在しないこと
になり、したがつて該排気弁部のシール特性が劣
化し、それに伴つて到達真空度の劣化を来たし、
その都度油を補給しなければならないという手間
のかかる欠点があつた。

上記の欠点に対処するために、油槽内に排気弁
の外周を液密に囲繞させ且つ頂部をその上側の空
間内に開口させて筒状の枠筐を備えると共に、そ
の下部側面に内外を連通する微小の油流入孔を備
えた油回転真空ポンプの排気弁装置が提案されて
いる。（特公昭54−37692号公報参照） このものは、特に排気作動の当初において比較
的高密度の空気が大量に継続して排気弁から排出
されるのに伴い、外部に油のミストとして噴出さ
れ作業環境を汚染すると共に油の消耗が著しいと
いう従来の不都合をできるだけ減少することを目
的としている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記した先に提案されたものは、排気弁の外周
を液密に囲繞する筒状の枠筐に、油槽内の油を微
小の油流入孔を経て流入させるようになつている
ので、初期排気時には、寧ろ上記枠筐内への油の
補給を制限して該枠筐内の油を殆んど存在しない
状態とし、これによつて、排気中の油のミスト発
生による前記した従来の不都合を減少させるよう
にしているが、これは飽くまでも短時間の排気に
対応するものであり、100〜200Torrでの高負荷
時及び200Torr〜大気圧までの連続排気プロセス
に対しては不適当であるという問題点があつた。

また、このものは、筒状枠筐の頂部を開口し、
その上方に間〓を設けてバツフル板を設けた構造
をなしているので、排気弁から発生する騒音が頂
部開口からバツフル板との間〓部を経て、周囲に
放散し、消音効果が、期待できないという問題点
があつた。

本発明は、上記した従来技術の問題点を解決
し、油の損失をなくして必要な最小限度の油量を
確保して、初期排気時のみならず、低真空（100
〜200Torr）での高負荷時及び低真空から大気圧
までの連続排気プロセスに適用できるようにし、
且つ排気音の消音作用をも行わせるようにした油
回転真空ポンプ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、本発明は、排気
弁の外周に液密に囲繞され内部に排気弁と該排気
弁押えスプリングとを収納した筒状の排気弁カー
トリツジの頂部を閉塞し、一側壁の上方部に油槽
の空間内に開口した排気ガス通り穴を設け、また
その下方部に油の溢流穴を設けると共に、該真空
ポンプに直結して駆動され油槽内の油を吸い込ん
で給油するオイルポンプの吐出側を、油圧配管を
介して、上記筒状の排気弁カートリツジの内部に
接続して強制的に給油するようにしたことを特徴
としている。

〔作用〕

本発明は上記のように構成されているので、真
空ポンプの作動中、オイルポンプも共に駆動され
るので、該オイルポンプによつて吸込まれた油槽
内の油が油圧配管を経て、排気弁カートリツジの
内部へ連続して強制的に給油され、溢流穴より油
槽内へ戻されるので、該排気弁カートリツジ内に
は一定量の油が常時確保されている。

一方、油回転真空ポンプは、作動中、吸気され
たガスを、排気弁をスプリングに抗して押上げて
上部排気弁カートリツジ内の油中へ気泡となつて
排気し、排気ガス通り穴より、油槽内の空間を占
める外気へ吐出する。この際、低真空における高
負荷運転時、排気弁より排出される気泡に伴つて
一部の油で該排気弁カートリツジ室内より通り穴
を経て油槽内へ排出され、一時油レベルが低下し
ても、前記のように引き続いてオイルポンプより
給油されているので、運転性能の劣化が生じず、
従つて高負荷連続運転時間を延長することができ
る。

また、排気弁カートリツジは、排気弁の外周に
液密に囲繞された筒状体をなし、その頂部が閉塞
され、一側壁の上方部に油槽の空間内に開口した
排気ガス通り穴が設けられているので、運転時、
上記のように排気弁より排出されたガスは、周囲
の閉じられた排気弁カートリツジ室内へ一旦排出
された後、一側壁にのみ開口された通り穴を経て
油槽の空間（外気）へ排気される過程で消音作用
と、油滴の飛散防止（バツフル）作用を受ける。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例を図面第３図ないし第５
図と共に説明する。

第３図は、油槽５内に浸漬して定置された本発
明の一実施例を示す油回転真空ポンプの断面図で
あつて、該真空ポンプは、ポンプケーシング１内
に偏心して軸支されたローター６を具え、該ロー
ター６に設けられた半径方向の２個の溝内にそれ
ぞれベーン７，７が摺動自在に挿入され、偏心ロ
ーター６とポンプケーシング１との上部接点を挿
んで両側に吸気口８と排気口９が設けられ、吸気
口８は吸気管１０を介して被排気室に、また排気
口９は、排気弁座３を蔽うようにして排気弁２の
外周に液密に囲繞してケーシング上部に取付けら
れた筒状の排気弁カートリツジ１１を経て大気側
にそれぞれ連通されている。

上記排気弁カートリツジ１１の内部は、油溜ま
りのできる構造となつており、排気口９の出口に
形成された弁座３を開閉する排気弁２と、該排気
弁２を弁座３へ押圧するスプリング１２とを内蔵
し、頂部が閉塞され、その一側壁の上部には油槽
５の上部空間に開口した排気ガスの通り穴１３
が、またその下方にはオーバーフロー用の溢流穴
１４がそれぞれ穿設されている。そして該排気弁
カートリツジ１１には、ポンプ作動中、後に述べ
るオイルポンプより油が常時供給されるように構
成されている。

第４図は、第３図に示された油回転真空ポンプ
を中間ステージを挿んで２段に直結して使用した
場合の本発明の実施例を斜視図で示したものであ
つて、第１段（低真空側）ポンプ１５の吸気側に
は吸気管１０が取付けられており、排気口９には
第２段（高真空側）ポンプ１６の吸気側へ連通す
る通孔９′（第３図）が設けられており、且つ両
ポンプの排気口には何れも排気弁カートリツジ１
１，１１′が取付けられている。両排気弁カート
リツジ１１，１１′は軸方向の巾が異なる以外、
格別構造上の差はない。また、直結された第２段
ポンプの端部には、例えばトロコイドポンプで吸
上げ力の比較的小さなオイルポンプ１８が同軸上
に直結して設けられており、該オイルポンプ１８
の吸入側は導管を経てポンプケーシング底部より
30mm前後離して設けられた粗大ゴミを濾過するオ
イルストレーナ１７に連結され、該オイルポンプ
１８から吐出された油は、途中に設けられ、該ポ
ンプからの吐出油に油圧（背圧）を発生させ、そ
の値を適切に制御する油圧制御弁１９を経て、該
真空ポンプ内部への給油と前記両排気弁カートリ
ツジ１１，１１′への給油路に分けて給油される。
なお、前記油圧制御弁１９は、例えば油圧配管２
０に設けられた弁を、バネ力に抗して作動させる
ようにした周知の簡単な構造のものでよく、ポン
プ作動中は所要油圧と平衡して作動しており、ポ
ンプが停止すると、油が遮断されて逆流が防止さ
れるように構成されている。

また第５図は、第４図に示された真空ポンプ装
置の排気弁カートリツジ１１，１１′を特に拡大
して示したものであり、各排気弁カートリツジ１
１，１１′の内部には、真空ポンプの作動中、オ
イルポンプ１８から低い油温の油が配管２０を経
て連続して給油されており、この供給された油は
溢流穴１４，１４′より油槽内へ戻されるので、
排気弁カートリツジ内の油は一定量常時確保され
ていることになる。なお、排気弁２よりの排気ガ
スは、該排気弁カートリツジ１１，１１′内へ吐
き出された後、一側の上方に設けられた排気ガス
通り穴１３，１３′より外気へ吐き出されるが、
この際、開口部に第３図に示すような短管を取付
けるなど、穴の形状や数等を適宜設計することに
より排気音の音質が微妙に変化し、また排気ガス
の運動エネルギーを初期に消滅させるので、油の
排気口への飛散を少なくする効果があり、更に排
気ガス通り穴をラバール形状にすることにより更
に効果が増大する。

本発明は、前述のような構成になつているの
で、真空ポンプ１の作動中、オイルポンプ１８も
共に駆動され、該オイルポンプ１８はオイルスト
レーナ１７を経て吸上げた油を、油圧制御弁１９
により設定された油圧で真空ポンプ内部の所要個
所へ給油すると共に、排気弁カートリツジ１１，
１１′内へ連続して給油し、溢流穴１４，１４′よ
り一部油槽内へ戻すようにしているので、該カー
トリツジ内には前記のように一定量の油が常時確
保されている。

一方、油回転真空ポンプ１は、ローター６の回
転に伴い吸気管１０より吸気し、吸気されたガス
は排気弁２をスプリング１２に抗して押上げて排
気弁カートリツジ１１内の油中へ気泡となつて排
気され、排気ガス通り穴１３より油槽内の上部空
間を占める外気へ吐き出される。しかしこの際、
前記のような低真空における高負荷運転時、排気
弁より排出される気泡に伴つて一部の油が該カー
トリツジ室内より通り穴１３を経て外部（油槽
内）へ排出され、一時油レベルの低下が生じても
引き続いてオイルポンプより給油されているの
で、運転性能の劣下は生じない。したがつて、高
負荷連続運転時間を延長することができる。

また排気弁カートリツジ１１を備えているの
で、排気弁部のシールに必要なオイルレベルを、
第３図に示すように油の溢流穴１４の位置又はそ
れより下方の位置まで下げることができる。した
がつて、該溢流穴１４の位置を必要な最低レベル
に設定することにより、高価なポンプ油を必要な
最小限度の範囲内で経済的に利用できるので、ユ
ーザーのメリツトは大きく、また真空ポンプ内部
の油循環が、オイルポンプにより給油と排気弁カ
ートリツジへの循環路のため非常によくなり、積
極的に行われるようになるので、ポンプシリンダ
ー１の冷却にも効果がある。また、該排気弁カー
トリツジ１１は初期マフラー（消音装置）の役目
とバツフルの役目を果し、油滴の飛散と排気音の
低下にも有効である。特に、油滴の飛散エネルギ
ーを吸収し、油滴状態での排気ガス通り穴１３へ
の飛来は非常に少なくなり、油のポンプ外壁への
汚染も小さくできる等の種々の効果を有するもの
である。

更に、油圧制御弁１９は油逆流防止機能を備え
ているので、ポンプが停止された後は油の逆流が
阻止され、油はその状態に維持されるので、ポン
プの再スタート時の諸問題及び低温起動時にも有
効であり、また停電時などの不測の事態に対して
も、ユーザー側の設備への損傷を最小限にするこ
とができる。しかしこの油圧制御弁は、本発明に
係る注油装置の機能を果すためには必ずしも必要
ではない。

なお、第４図に示された２段直列の場合も前記
と同様な作用効果が行われる。この２段直列の場
合、低真空の段階では第１段ポンプ１５の排気弁
からも排気されるが、真空度が高まるにつれて、
第１段ポンプからの排気はすべて排気弁１１の手
前の通孔９′より第２段ポンプ１６の吸気側へ吸
気されるようになることは従来と変りはない。

上記の実施例では、ベーン型（回転翼型）の真
空ポンプについて説明したが、他の型の油回転真
空ポンプにも適用されることは勿論である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、排気弁
の外周に液密に囲繞された内部に排気弁と排気弁
押えスプリングとを収納した筒状の排気弁カート
リツジの頂部を閉塞し、一側壁の上方部に排気ガ
ス通り穴を設けたことにより、排気弁より油槽の
空間へ排気される際に発する排気音に消音作用を
与えるので、低騒音の運転が期待できる。

また、上記筒状の排気弁カートリツジの排気ガ
ス通り穴の下方部に油の溢流穴を設けると共に、
該真空ポンプに直結して駆動されるオイルポンプ
によつて該排気弁カートリツジの内部に強制的に
給油するようにしたことにより、該排気弁カート
リツジ内の排気弁部に必要な最小限度の油を常時
確保することができるので、オイルレベルの低下
によるポンプ性能への影響の恐れがなくなり、従
つて高負荷連続運転時間を延長することができる
ばかりでなく、排気弁部のシールに必要な最低の
オイルレベルを排気弁カートリツジ側壁に設けた
油の溢流穴の位置によつて設定することができる
ので、高価なポンプ油を経済的に利用することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来の油回転真空ポンプの
断面図で、第１図はローターの接するトツプから
吸気口および排気口の両中心までの距離が等しい
もの、第２図は異なるものを示す。第３図は本発
明の一実施例を示す油回転真空ポンプの断面図、
第４図は本発明の油回転真空ポンプを２段に直結
して使用した場合の注油装置を示す斜視図、第５
図は第４図における排気弁カートリツジ部を拡大
して示した斜視図である。 １……ポンプケーシング、２……排気弁、３…
…排気弁座、１１……排気弁カートリツジ、１２
……排気弁押えスプリング、１３……排気ガス通
り穴、１４……溢流穴、１８……オイルポンプ、
１９……油圧制御弁、２０……油圧配管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 排気弁部が油に浸たるように油槽内に浸漬さ
   れ、該排気弁の外周に液密に囲繞させると共に内
   部に排気弁と排気弁押えスプリングとを収納し上
   部を油槽の空間内に開口させた筒状の排気弁カー
   トリツジを備えた油回転真空ポンプにおいて、上
   記筒状の排気弁カートリツジの頂部を閉塞し一側
   壁の上方部に油槽の空間内に開口した排気ガス通
   り穴を設け、またその下方部に油の溢流穴を設け
   ると共に、該真空ポンプに直結して駆動され油槽
   内の油を吸込んで給油するオイルポンプの吐出側
   を、油圧配管を介して、上記筒状の排気弁カート
   リツジの内部に接続して強制的に給油するように
   したことを特徴とする油回転真空ポンプの注油装
   置。 ２ 上記オイルポンプの吐出側と排気弁カートリ
   ツジの内部とを連通する油圧配管の途中に油圧制
   御弁が設けられている特許請求の範囲第１項記載
   の油回転真空ポンプの注油装置。