JPH0914134A - ピストン型ドライ真空ポンプ - Google Patents
ピストン型ドライ真空ポンプInfo
- Publication number
- JPH0914134A JPH0914134A JP20017695A JP20017695A JPH0914134A JP H0914134 A JPH0914134 A JP H0914134A JP 20017695 A JP20017695 A JP 20017695A JP 20017695 A JP20017695 A JP 20017695A JP H0914134 A JPH0914134 A JP H0914134A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cylinder
- piston
- valve
- partition plate
- suction valve
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Compressor (AREA)
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】ピストン型ドライ真空ポンプにおいて、現在得
られている到達真空度５０Ｔｏｒｒを大幅に向上させ、
油回転真空ポンプのみの≦１０−２Ｔｏｒｒを、簡単な
構成で得ることを目的とした 【構成】仕切板を介してシリンダを前段と後段のシリン
ダに分け、各シリンダ内のピストンを、１本のピストン
軸で共用し、かつ前段のシリンダは、ピストンで高真空
と低真空室とに分け、排気される気体は、この前段シリ
ンダの高真空室から低真空室を通って、後段のシリンダ
に流れる構成の、ピストン型真空ポンプにおいて、ピス
トン及び仕切板上に弁を設け、真空室間やシリンダ間を
結合する気体通路の容積を、極小にしたピストン型ドラ
イ真空ポンプ
られている到達真空度５０Ｔｏｒｒを大幅に向上させ、
油回転真空ポンプのみの≦１０−２Ｔｏｒｒを、簡単な
構成で得ることを目的とした 【構成】仕切板を介してシリンダを前段と後段のシリン
ダに分け、各シリンダ内のピストンを、１本のピストン
軸で共用し、かつ前段のシリンダは、ピストンで高真空
と低真空室とに分け、排気される気体は、この前段シリ
ンダの高真空室から低真空室を通って、後段のシリンダ
に流れる構成の、ピストン型真空ポンプにおいて、ピス
トン及び仕切板上に弁を設け、真空室間やシリンダ間を
結合する気体通路の容積を、極小にしたピストン型ドラ
イ真空ポンプ
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、油を使わないクリーン
で、良い到達真空度を得ることが必須となっている、半
導体製造装置、一般工業装置、理化学装置や家庭用機器
の真空排気用に開発したドライ真空ポンプである。
で、良い到達真空度を得ることが必須となっている、半
導体製造装置、一般工業装置、理化学装置や家庭用機器
の真空排気用に開発したドライ真空ポンプである。
【０００２】
【従来技術】従来、真空装置を排気する為の真空ポンプ
として、多段式ピストン型真空ポンプがある。この真空
ポンプは図２に示すようにシリンダ５を、前段と後段の
シリンダに分け、各シリンダは、ピストン７と１３で、
それぞれ真空室６と８、１０と３０に分けている。吸入
弁１より吸入された気体は、前段高真空室６→排気弁２
４→気体通路２５→吸入弁２→前段低真空室８→排気弁
２６→気体通路２７→吸入弁３→後段高真空室１０→排
気弁２８→気体通路２９→吸入弁３１→後段低真空室３
０→排気弁４を通って排気される。ピストン軸１４は回
転機構（図示せず）に結合されて直線往復駆動される。
ここで、各真空室間に、弁２４と２、２６と３、及び２
８と３１を設け、この間を気体通路２５、２７及び２９
で連結している。又容積の大きい気体通路の代わりに、
単に配管で接続する場合もある。このような構成のポン
プの問題点の一つに、到達真空度が５０Ｔｏｒｒ以下に
ならない点がある。これは、気体通路２５、２７や２
９、もしくは配管内に溜まった気体が、排気の際の弁の
開放と共に、各真空室内に放出される為で、例えば、排
気速度をｓｌ／分、気体通路容積をｑｌ、排気時の圧力
をＰ ＴＯｒｒ、気体流量をＱＴＯｒｒｌ／分、ポンプ
の到達圧力をＰ０とすると、到達圧力Ｐは、Ｐ＝（Ｑ＋
ｑ×Ｐ）／ｓ＋Ｐ０となり、気体通路２５、２７や２
９、又は、接続配管の容積ｑが大きい程、到達真空度が
良くならない。この気体通路は、各真空室を結合するた
めと、吐出弁の吐き出し圧力の脈動による、共振現像を
緩和するために必要であると考えられていた。
として、多段式ピストン型真空ポンプがある。この真空
ポンプは図２に示すようにシリンダ５を、前段と後段の
シリンダに分け、各シリンダは、ピストン７と１３で、
それぞれ真空室６と８、１０と３０に分けている。吸入
弁１より吸入された気体は、前段高真空室６→排気弁２
４→気体通路２５→吸入弁２→前段低真空室８→排気弁
２６→気体通路２７→吸入弁３→後段高真空室１０→排
気弁２８→気体通路２９→吸入弁３１→後段低真空室３
０→排気弁４を通って排気される。ピストン軸１４は回
転機構（図示せず）に結合されて直線往復駆動される。
ここで、各真空室間に、弁２４と２、２６と３、及び２
８と３１を設け、この間を気体通路２５、２７及び２９
で連結している。又容積の大きい気体通路の代わりに、
単に配管で接続する場合もある。このような構成のポン
プの問題点の一つに、到達真空度が５０Ｔｏｒｒ以下に
ならない点がある。これは、気体通路２５、２７や２
９、もしくは配管内に溜まった気体が、排気の際の弁の
開放と共に、各真空室内に放出される為で、例えば、排
気速度をｓｌ／分、気体通路容積をｑｌ、排気時の圧力
をＰ ＴＯｒｒ、気体流量をＱＴＯｒｒｌ／分、ポンプ
の到達圧力をＰ０とすると、到達圧力Ｐは、Ｐ＝（Ｑ＋
ｑ×Ｐ）／ｓ＋Ｐ０となり、気体通路２５、２７や２
９、又は、接続配管の容積ｑが大きい程、到達真空度が
良くならない。この気体通路は、各真空室を結合するた
めと、吐出弁の吐き出し圧力の脈動による、共振現像を
緩和するために必要であると考えられていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ピストン型
ドライ真空ポンプの到達圧力を、油回転ポンプ並みの、
≦１０−２Ｔｏｒｒとするために、弁をピストンや仕切
板に取りつけ、気体の放出源となる、気体通路もしくは
配管の容積を極小とすることにより、到達真空度を向上
することを課題とした。
ドライ真空ポンプの到達圧力を、油回転ポンプ並みの、
≦１０−２Ｔｏｒｒとするために、弁をピストンや仕切
板に取りつけ、気体の放出源となる、気体通路もしくは
配管の容積を極小とすることにより、到達真空度を向上
することを課題とした。
【０００４】
【課題を解決するための手段】図１で本発明の構成を説
明すると、シリンダ５を仕切板８によって前段と後段の
シリンダに分ける。前段のシリンダは、更にピストン７
によって、高真空室６と低真空室８に分けられる。ピス
トン７と１３は一本のピストン軸１４で連結され駆動さ
れる。ピストン軸１４と仕切板９との間には、固定潤滑
油１２を入れ、金属同士の接触による磨耗を防ぐと共
に、軸受としての役割を受け持たせている。又、ピスト
ン７や１３とシリンダ５との間には、固体潤滑材１２
と、シール１１を入れて、金属同士の接触による磨耗と
気体の洩れを防いでいる。ここで、このシール１１を使
わず、非接触のラビリンスシール方式を用いてもよい。
次に、前段のシリンダ６を閉塞するシリンダカバー１９
に吸入弁１、前段ピストン７に吸入弁２、仕切板９に吸
入弁３、シリンダ５に排気弁４をそれぞれ取付ける。こ
のため各弁間の気体通路１８は最短となり、容積も無視
出来る程小さくなる。ここで、容積の大きい気体通路を
必要としない理由は、従来ポンプのように比較的高い圧
力で動作させる真空ポンプでは、吐出弁より排気される
気体の脈動が圧力波となり、駆動系の振動と共振現像を
起こしてポンプを振動させ、故障させる原因となるの
で、大きな気体通路の容積で圧力波を緩和させる必要が
あるが、本真空ポンプは、高真空を得ることを目標とし
ているので、動作圧力が低く、弁よりの吐出圧力も小さ
いので、共振現象を起こすような力とはならなく、気体
通路を必要としない。又高い圧力で動作させる場合で
も、共振の原因となる弁の固有振動数を、駆動系の振動
数と共振しないように選ぶことによっても解決できる。
ピストン軸１４の駆動はジョイント１５を介して、クラ
ンク１６及び回転機構１７で、直線往復駆動が行われ
る。更に良い到達真空度を必要とする場合は、この前段
のシリンダを２段以上に積み重ねることにより達成され
る。
明すると、シリンダ５を仕切板８によって前段と後段の
シリンダに分ける。前段のシリンダは、更にピストン７
によって、高真空室６と低真空室８に分けられる。ピス
トン７と１３は一本のピストン軸１４で連結され駆動さ
れる。ピストン軸１４と仕切板９との間には、固定潤滑
油１２を入れ、金属同士の接触による磨耗を防ぐと共
に、軸受としての役割を受け持たせている。又、ピスト
ン７や１３とシリンダ５との間には、固体潤滑材１２
と、シール１１を入れて、金属同士の接触による磨耗と
気体の洩れを防いでいる。ここで、このシール１１を使
わず、非接触のラビリンスシール方式を用いてもよい。
次に、前段のシリンダ６を閉塞するシリンダカバー１９
に吸入弁１、前段ピストン７に吸入弁２、仕切板９に吸
入弁３、シリンダ５に排気弁４をそれぞれ取付ける。こ
のため各弁間の気体通路１８は最短となり、容積も無視
出来る程小さくなる。ここで、容積の大きい気体通路を
必要としない理由は、従来ポンプのように比較的高い圧
力で動作させる真空ポンプでは、吐出弁より排気される
気体の脈動が圧力波となり、駆動系の振動と共振現像を
起こしてポンプを振動させ、故障させる原因となるの
で、大きな気体通路の容積で圧力波を緩和させる必要が
あるが、本真空ポンプは、高真空を得ることを目標とし
ているので、動作圧力が低く、弁よりの吐出圧力も小さ
いので、共振現象を起こすような力とはならなく、気体
通路を必要としない。又高い圧力で動作させる場合で
も、共振の原因となる弁の固有振動数を、駆動系の振動
数と共振しないように選ぶことによっても解決できる。
ピストン軸１４の駆動はジョイント１５を介して、クラ
ンク１６及び回転機構１７で、直線往復駆動が行われ
る。更に良い到達真空度を必要とする場合は、この前段
のシリンダを２段以上に積み重ねることにより達成され
る。
【０００５】
【作用】排気作用を時間系列で順序を示すと、排気され
る気体は、１→６→２→８→３→１０→４の順で流れ、
吸入弁１より吸入された気体は、各シリンダで順次圧縮
され、排気弁４より排気される。ここで、固体潤滑材１
２やシール１１、もしくはラビリンスシールからの気体
の洩れが存在するが、粘性流の領域では、洩れ量を知る
コンダクタンスは圧力に比例するので、動作圧力が低い
本発明ポンプでは、そのリーク量は小さく問題にはなら
ない。この結果、リークが小さく、かつ気体通路の無効
容積が小さくなったので高真空が得られるようになっ
た。
る気体は、１→６→２→８→３→１０→４の順で流れ、
吸入弁１より吸入された気体は、各シリンダで順次圧縮
され、排気弁４より排気される。ここで、固体潤滑材１
２やシール１１、もしくはラビリンスシールからの気体
の洩れが存在するが、粘性流の領域では、洩れ量を知る
コンダクタンスは圧力に比例するので、動作圧力が低い
本発明ポンプでは、そのリーク量は小さく問題にはなら
ない。この結果、リークが小さく、かつ気体通路の無効
容積が小さくなったので高真空が得られるようになっ
た。
【０００６】
【実施例】ピストン７の径をΦ４０とした場合、回転数
１５００ｒｐｍで、排気速度は２０ｌ／分が得られ、得
られた到達真空度は、油を使わない完全ドライ式で、≦
１０−２Ｔｏｒｒであった。
１５００ｒｐｍで、排気速度は２０ｌ／分が得られ、得
られた到達真空度は、油を使わない完全ドライ式で、≦
１０−２Ｔｏｒｒであった。
【０００７】
【発明の効果】本発明のピストン型ドライ真空ポンプ
は、気体通路の容積を極小化するために各真空室間を結
ぶ気体通路を、ピストンや仕切板上に設けた。結果とし
て、余分な気体放出が無くなり、得られる到達真空度
は、従来法によるポンプの５０Ｔｏｒｒから、≦１０
−２Ｔｏｒｒと大幅に改善できた。又、気体通路が存在
するために生じていた、ダストの付着・放出による、シ
ール不能の問題も無くなった。このため、現在、油汚染
で問題になっている油回転ポンプにとって代わり、工業
的に利用する上での利点は計り知れないものとなる。
は、気体通路の容積を極小化するために各真空室間を結
ぶ気体通路を、ピストンや仕切板上に設けた。結果とし
て、余分な気体放出が無くなり、得られる到達真空度
は、従来法によるポンプの５０Ｔｏｒｒから、≦１０
−２Ｔｏｒｒと大幅に改善できた。又、気体通路が存在
するために生じていた、ダストの付着・放出による、シ
ール不能の問題も無くなった。このため、現在、油汚染
で問題になっている油回転ポンプにとって代わり、工業
的に利用する上での利点は計り知れないものとなる。
【図１】発明ピストン型ドライ真空ポンプ断面図
１ 吸入弁 ２ 吸入弁 ３ 吸入弁 ４ 排気弁 ５ シリンダ ６ 前段高真空室 ７ 前段ピストン ８ 前段低真空室 ９ 仕切板 １０ 後段シリンダ １１ シール １２ 固体潤滑材 １３ 後段ピストン １４ ピストン軸 １５ ジョイント １６ クランク機構 １７ 回転機構 １８ 気体通路 １９ シリンダカバー ２０ Ｏリング ２１ 固定ボルト ２２ いんろう
【図２】 従来型多段往復動真空ポンプ断面図
１ 吸入弁 ２ 吸入弁 ３ 吸入弁 ４ 排気弁 ５ シリンダ ６ 前段高真空室 ７ 前段ピストン ８ 前段低真空室 １０ 後段高真空室 １３ 後段ピストン １４ ピストン軸 ２３ 軸受 ２４ 排気弁 ２５ 気体通路 ２６ 排気弁 ２７ 気体通路 ２８ 排気弁 ２９ 気体通路 ３０ 後段低真空室 ３１ 吸入弁
Claims (1)
- 【請求項１】仕切板を境界にし、シリンダを前段（高真
空側）と後段（低真空側）のシリンダに分け、各シリン
ダ内のピストンを、１本のピストン軸で共用し、かつ、
各シリンダは、ピストンで更に高真空室と低真空室とに
分け、排気される気体は、前段シリンダの高真空室から
低真空室を通って、後段シリンダに流れる構成とする多
段式往復動真空ポンプにおいて、ピストン及び仕切板上
に弁を設け、各真空室を結合するための気体通路の容積
を、極小としたピストン型ドライ真空ポンプ
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20017695A JPH0914134A (ja) | 1995-07-03 | 1995-07-03 | ピストン型ドライ真空ポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20017695A JPH0914134A (ja) | 1995-07-03 | 1995-07-03 | ピストン型ドライ真空ポンプ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0914134A true JPH0914134A (ja) | 1997-01-14 |
Family
ID=16420064
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20017695A Pending JPH0914134A (ja) | 1995-07-03 | 1995-07-03 | ピストン型ドライ真空ポンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0914134A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002371960A (ja) * | 2001-06-14 | 2002-12-26 | Toshiba Eng Co Ltd | 気体圧縮装置 |
| JP5226878B2 (ja) * | 2009-11-30 | 2013-07-03 | 昭雄 金井 | 空気圧縮装置、これを用いた発電装置および発電装置のための駆動装置 |
-
1995
- 1995-07-03 JP JP20017695A patent/JPH0914134A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002371960A (ja) * | 2001-06-14 | 2002-12-26 | Toshiba Eng Co Ltd | 気体圧縮装置 |
| JP5226878B2 (ja) * | 2009-11-30 | 2013-07-03 | 昭雄 金井 | 空気圧縮装置、これを用いた発電装置および発電装置のための駆動装置 |
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