JPH048891A

JPH048891A - 多段ルーツ型真空ポンプ

Info

Publication number: JPH048891A
Application number: JP10932390A
Authority: JP
Inventors: Takashi Suzuki; 隆司鈴木
Original assignee: Shinko Seiki Co Ltd
Current assignee: Shinko Seiki Co Ltd
Priority date: 1990-04-24
Filing date: 1990-04-24
Publication date: 1992-01-13
Anticipated expiration: 2014-08-09
Also published as: JP2933352B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、ルーツ型真空ポンプの複数を直列に接続し
各ロータを共通の軸て駆動するようにした多段ルーツ型
真空ポンプの性能の改良に関する。

〔従来の技術〕

従来の多段ルーツ型真空ポンプの一般的な構成は第７図
に示すようになっている。同図において、ｌは１段目の
ロータ、２は２段目のロータ、３は３段目のロータてあ
り、いずれも３葉のロータである。ロータｌ、２．３は
共通の駆動軸４に設けられており、タイミングギヤ５を
介して駆動される駆動軸４に平行な従動輪（図示せず）
に設けられたｆｓｌ、第２、第３段目の各ロータ（図示
せず）か前記駆動軸４の設けたロータと協働して排気動
作する。その排気は、吸気口６から１段目のロータｌが
吸気して排気通路７へ排気し、排気通路７から２段目の
ロータ２が吸気して排気通路８へ排気し、排気通路８か
ら３段目のロータが吸気して排気通路９へ排気し、排気
通路９は排気口１０に連通しており外界へ排気するよう
に行われる６図に３ける１１は駆動モータで駆動軸４に
軸継手２０で結合されている。１２は軸受、１３．１４
．１５は軸封部、１６．１７は油溜、１８．１９はスリ
ンガ−であり、これらは従動軸にも同様に設けである０
以上は３段ルーツ真空ポンプであるが、このほかに５段
、６段のものかある。いずれにしても従来の多段ルーツ
真空ポンプは、そのロータに３葉ロータが使用されてい
る。

（発明が解決しようとする！ＩＩり一般にルーツ真空ポンプは、ロータ聞及びロータとケー
シングの間の隙間をできるだけ微小に保ちながら運転す
ることが、高性能なポンプを実現することになる。この
微小な隙間は多段ルーツ真空ポンプにおいても同じであ
り、自ずと限界がある。従来はロータとして３１Ｉロー
タを用いであるが、その根拠は必ずしも明確な理由が認
められない、多段ルーツ真空ポンプは各段で最高の圧縮
比が得られるようにすることで真空ポンプとしての到達
真空度の点で性能か高くなる。そこで、３葉ロータは２
葉ロータや４葉ロータに比べて全圧力領域で常に最高の
圧縮比が得られるものであるかどうかを検討してみると
、第８図に示すような結果か得られた。すなわち、同じ
排気速度（設計排気速度１７６０１／■ｉｎ）のルーツ
真空ポンプのロータが２葉のもの、３葉のもの、４葉の
ものては、使用する圧力領域において（実験では排気口
側の圧力を別の補助ポンプとリーク弁て変化させた）、
圧縮比に優劣が認められ、３葉ロータは、中真空領域で
他のものよりも高圧縮比が得られるが、高真空領域では
２葉ロータの方が優れており、低真空領域ては４葉ロー
タの方が優れている。

また、従来の多段ルーツ真空ポンプのロータを囲むポン
プ室は！Ｊ７図に見られるように、吸気口６に接続する
１段目の第１ポンプ室が左方端に配置され、順次右方へ
２段目の第２ポンプ室、３段目の第３ポンプ室となって
いる。この配置は、油溜１７が最も高真空となる１段目
のポンプ室に近く、軸封部１５、スリンガ−１９によっ
て隔離されてはいるが、軸封部１５の損傷により第１ポ
ンプ室に油か流入し易く、従って吸気口６の側へ油か逆
流し易い点て問題かある。

この発明は、上述したようなことから、多段ルーツ真空
ポンプにおいて、到達真空度をより高くすること、そし
て吸気口側への油の逆流のおそれをなくすことを課題と
する。

〔課題を解決するための手段〕

第１の発明は、複数のルーツ型真空ポンプの各ロータを
共通の駆動軸及び従動軸に設けて各真空ポンプが直列に
接続された状態となるように排気通路により接続した多
段ルーツ型真空ポンプにおいて、高真空側の真空ポンプ
から低真空側の真空ポンプに至るに従ってロータの葉数
が少ない方から多い方へ変化するように決められている
ことを特徴とする。

第２の発明は、複数のルーツ型真空ポンプの各ロータを
共通の駆動軸及び従動軸に設けて各真空ポンプが直列に
接続された状態となるように排気通路により接続した多
段ルーツ型真空ポンプにおいて、上記真空ポンプの配列
か、高真空側の真空ポンプの両側に他の真空ポンプか位
置した構成であることを特徴とする。

（作　　　用）第１の発明は次のような考え方に従うものである。単一
のロータを有するルーツ型真空ポンプは、そのロータの
葉数が２葉、３葉、４葉と変化することによって、同−
設計排気速度のものでも排出側圧力に対する圧縮比か異
なる特性となる。

これは実験によって確かめたことである。その傾向は、
排出側圧力の高い領域ては葉数の多い方、すなわち２葉
よりも３葉、３葉よりも４葉のロータの真空ポンプの方
が圧縮比が高く、排出側圧力の低い領域では葉数の少な
い方、すなわち４葉よりも３１１．３葉よりも２葉のロ
ータの真空ポンプの方が圧縮比が高く、そして排出側圧
力で中間程度では中間の葉数、すなわち３葉のロータの
真空ポンプの圧縮比が高い、その差は必ずしも大きくは
ないが、その差に注目して多段ルーツ型真空ポンプにお
ける各段の真空ポンプに適用すれば、結果として性能か
相当に改良される。すなわち、ルーツ型真空ポンプて圧
縮比か大きいことは排気速度及び到達真空度の点て優れ
たものとなるのであり、多段ルーツ型真空ポンプては各
段に少しても圧縮比の大きいものを用いることで全体の
性能か大きく向上する。第１の発明は、ロータの葉数を
高真空側の真空ポンプから低真空側の真空ポンプに至る
に従って少ない方から多い方へ変化するように決めであ
るから、少なくとも葉数が各段て同じである点でのみ異
なる多段真空ポンプに比べると、排気速度及び到達真空
度の点で優れたものとなる。

第２の発明は、使用時に被排気室に接続する高真空側の
１段目の真空ポンプの両側に１段目よりも真空度の低い
他の段の真空ポンプを配置しであることにより、多段の
真空ポンプの駆動軸及び従動軸の軸受部から潤滑油が真
空ポンプ側へ漏れたとしても１段目以外の後段の真空ポ
ンプ内であり、直接１段目の真空ポンプ内へ流入するこ
とがないから、吸気口へ油が逆流するようなことはなく
なる。すなわち、後段に流入した油は殆どか排気の下流
側へ排出され、上流側への逆流はきわめてわずかであり
、従って１段目の真空ポンプ内へのきわめてわずかな逆
流かあったとしてもさらに吸気口へ逆流するには至らな
い。

〔実　施　例〕

第１実施例の構成を第１図乃至第４図を用いて説明する
。この実施例は５段ルーツ型真空ポンプであり、吸入側
の１段目から順に第１、第２、第３、第４、第５真空ポ
ンプ２１．２２．２３．２４．２５の５個からなる。

第１真空ポンプ２１は、第１図において、中央部に配置
され、ケーシング３１と、ケーシング３１に形成された
吸気口３２、吸気口３２の連通する第１ポンプ室３３、
第１ポンプ室３３に設けた排気口３４、排気口３４に接
続する排気通路３５と、ケーシング３１内の対をなす第
１０−タ３６とからなる。

第２真空ポンプ２２は、第１真空ポンプ２１の左側に配
置され、第１真空ポンプ２１と同様に、ケーシング３７
、吸気口３８、第２ポンプ室３９、排気口４０、排気通
路４１．第２０−タ４２からなり、吸気口３８か第１真
空ポンプ２１の排気通路３５に接続している。

第３真空ポンプ２３は、第１真空ポンプ２１の右側に配
置され、ケーシング４３、吸気口４４、第３ポンプ室４
５、排気口４６、排気通路４７、第３０−タ４８からな
り、吸気口４４か第２真空ポンプ２２の排気通路４１に
接続している。

第４真空ポンプ２４は、第２真空ポンプ２２の左側に配
置され、ケーシング４９．吸気口５０、第４ポンプ室５
１．排気口５２、排気通路５３、第４０−タ５４からな
り、吸気口５０が第３真空ポンプ２３の排気通路４７に
接続している。

第５真空ポンプ２５は、第３真空ポンプ２３の右側に配
置され、ケーシング５５、吸気口５６、第５ポンプ室５
７、排気口５８．排気通路５９、第５０−タ６０からな
り、吸気口５６が第４真空ポンプ２４の排気通路５３に
接続している。

前記ロータは、第２図乃至第４図に断面を示すように、
第１０−タ３６が２葉ロータ、第２０−タ４２が３葉ロ
ータ、その他の第３０−タ４８．第４０−タ５４、第５
０−タ６０か４葉ロータとされている。第４、第５０−
タ５４．６０の断面形状は第４図と同様であるので図示
を省略する。

図において、６１はモータを結合される駆動軸、５６２
はタイミングギヤ、６３はタイミングギヤを介して駆動
される従動軸、６４は後カバー、６５は前カバ６６．７
１．７２は軸封装置、６７．６８は中間壁、６９．７０
は軸受であり、７３．７４．７５は冷却器て排気通路４
７．５３．５９の途中に設けである。これらは１０従来
の多段ルーツ型真空ポンプにおけるものと大略同様であ
る。

このように構成された多段ルーツ型真空ポンプは、運転
により、気体を第１真空ポンプｚ１の吸気口３２から吸
込んで第５真空ポンプ２５の排気通路５９１５から排出
する。吸気口３２から吸込まれた気体は、排気通路５９
に至るまでの間に、順次第１、第２、第３、第４．第５
真空ポンプ２１．２２．２３．２４．２５を通り、これ
らの各真空ポンプにおいては順次それぞれの吸気口、ポ
ンプ室、排気口、排気通路を勿通る。

真空ポンプの設計排気速度は、第１真空ポンプ２１が１
７６０Ｒ／■ｉｎて以下は順に数値が小さくなっている
。

この第１実施例の５段ルーツ型真空ポンプと従来のもの
との比較のために、比較例１として各段のロータが全て
３葉ロータで、各段の設計排気速度か第１実施例と同じ
である５段ルーツ型真空ポンプを準備した。双方の運転
試験の結果を第５図に示す、同図において、曲線Ａが第
１実施例のもの、曲線Ｂが比較例１のものである。この
結果から第１実施例の方が比較例１よりも到達真空度、
排気速度共に優れていることがわかる。

第２実施例として、Ｉｓ！実施例よりも真空ポンプの数
がｌｌｌ少ない、すなわち４段ルーツ型真空ポンプとし
た場合の例を説明する。この場合構成は段数が１段歩な
い点て異なるのみであるから、その図示及び説明は省略
するが、真空ポンプの設計排気速度は１段目の第１真空
ポンプが１４４５４２／■ｉｎであり、以下は順次その
数値が小さくなっているものである。

この第２実施例についても従来のものと比較のために、
比較例２として各段のロータが全て３葉ロータて、各段
の設計排気速度か第２実施例と同しである４段ルーツ型
真空ポンプを準備した。双方の運転試験の結果を第６図
に示す。同図において、曲線Ｃか第２実施例のもの、曲
線りか比較例２のものである。この結果からも第２実施
例の方が比較例２よりも到達真空度、排気速度共に優れ
ていることがわかる。

前記第１実施例の構成において、軸封装置７１゜７２等
の真空ポンプ内へ潤滑油の流入を防止している部分の損
傷により、真空ポンプ内へ油が流入することになるが、
真空ポンプ２１．２２．２３．２４．２５の配置が中央
部に１段目の第１真空ポンプ２１があってその両側に第
１真空ポンプ２１よりもそれぞれのポンプ室が低真空と
なる第２、第３、第４、第５の真空ポンプがあるから、
油が流入するようなことがあってもその油は真空ポンプ
の排気作用でより低真空側へ排出される傾向にあるから
、簡単には第１真空ポンプ２Ｉ内に流入することはなく
、従って吸気口３２側へ流れが逆流することかなくなる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例の構成を示す駆動軸に沿
った縦断面概略側面図、第２図は第１図のＳｌ−Ｓｌ断
面図、第３図は第１図の３２−３２断面図、第４図は第
１図の３３−３３断面図、第５図は第１実施例と比較例
１の性能比較試験の結果を示すグラフ、第６図は第２実
施例と比較例２の性能比較試験の結果を示すグラフ、第
７図は従来の多段ルーツ型真空ポンプの１例を示す縦断
側面図、第８図は２葉ロータ、３１１ロータ、４葉ロー
タの圧縮比−圧力特性を示すグラフである。２１・・・・第１真空ポンプ、２２・・・・第２真空ポ
ンプ、２３・・・・第３真空ポンプ、２４・・・・第４
真空ポンプ、２５・・・・第５真空ポンプ、３２．３８
．４４．５０．５６・・・・・吸気口、３４．４０．４
６．５２．５８・・・・排気口、３５．４１．４７．５
３．５９・・・・排気通路、３６・・・・第１０−夕、
４２・・・・第２０−タ、４８・・慟・第３０−夕、５
４・・・・＄４０−夕、６０・・・・第５０−夕、６１
・・・・駆動中白、Ｇ３・・・・ｇ重力ｅ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）複数のルーツ型真空ポンプの各ロータを共通の駆
動軸及び従動軸に設けて各真空ポンプが直列に接続され
た状態となるように排気通路により接続した多段ルーツ
型真空ポンプにおいて、高真空側の真空ポンプから低真
空側の真空ポンプに至るに従ってロータの葉数が少ない
方から多い方へ変化するように決められていることを特
徴とする多段ルーツ型真空ポンプ。
（２）複数のルーツ型真空ポンプの各ロータを共通の駆
動軸及び従動軸に設けて各真空ポンプが直列に接続され
た状態となるように排気通路により接続した多段ルーツ
型真空ポンプにおいて、上記真空ポンプの配列が、高真
空側の真空ポンプの両側に他の真空ポンプが位置した構
成であることを特徴とする多段ルーツ型真空ポンプ。