JPH09502001A - クロー形真空ポンプの運転法及びこの運転法の実施に適したクロー形真空ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 １対のクロー形ロータ（４，５；６，７）と、端面側に配置された吸込口若しくは流出口（２５，２７；３０，３１，３２）とを備えたそれぞれ１つのポンプ室（８，９）を有する２つ又はそれ以上の段を備えたクロー形真空ポンプ（１）の運転法において、ポンプ運転の液体による危険を排除すべく、ポンプが内部圧縮なしに運転され、かつ、少なくとも１つの、有利にはすべての段から流出する気体が冷却される。

Description

【発明の詳細な説明】 クロー形真空ポンプの運転法及びこの運転法の 実施に適したクロー形真空ポンプ １対のクロー形ロータと、端面側に配置された吸込口若しくは流出口とを備え たそれぞれ１つのポンプ室を有する２つ又はそれ以上の段を備えたクロー形真空 ポンプの運転法に関する。本発明はさらに、この運転法の実施に適したクロー形 真空ポンプに関する。 ＥＵ−Ａ３６５６９５号特許明細書によれば、クロー形真空ポンプが公知であ る。１対のクロー形ロータのそれぞれのロータはクロー（歯）と切欠とを備えて いる。これらの１対ロータ対は櫛状にかつ無接触式にポンプ室内で回転運動を実 施する。両方のロータの同期運動時に、始めは増大し次いで再び減少する室が形 成され、この室が吸込側に流入した気体を吐出側へ吐き出す。このクローの役割 は吸込側を吐出側から仕切ることにある。このことのために、クローの周囲の表 面領域は周囲のポンプ室内壁と共に所要のシール隙間を形成している。ポンプ室 の中央領域を通ってロータのクローと切欠との帯域がコーミング状のパススルー 運動を行う（パススルー過程）際には、クローは吸込側を吐出側から仕切るとい う役割を実施することができない。それというのは、この過程ではクローがポン プ室内壁の近くで運動しないからである。それゆえこの過程では吸込口又は流出 口又はその両方を閉じることにより吸込側と吐出側との仕切を確実にすることが 必要である。公知形式ではこのことがロータ自体により行われる。吸込口及び流 出口はロータの切欠によって開閉できるように端面側に配置されている。 本発明の課題は、凝縮に基づくにせよ、真空にすべき装置の運転エラーに基づ くにせよポンプに到来した液体により運転が危険にさらされることのないように クロー形真空ポンプが運転されかつ形成されるようにすることにある。 本発明によれば、内部圧縮なしにポンプが運転され、かつ少なくとも１つの、 有利にはすべての段から流出する気体が冷却される。「内部圧縮なしに」という 意味は、流出口のいずれかに接続されずに縮小される吐出容積が生じてはならな いということである。それぞれの流出口は、パススルー過程の終了直後に開放さ れ次のパススルー過程の開始までその開位置を保つように形成されかつ配置され る。このように駆動されかつ形成されたクロー形真空ポンプの運転は、ポンプ室 が完全に液体により充填されてしまっても危険にさらされない。液体の圧縮によ りポンプのロックを招くような閉鎖されて縮小する吐出容積が生じない。 内部圧縮なしに運転されるクロー形真空ポンプでは、内部圧縮を伴って運転さ れるポンプに比して圧縮仕 事が大きい。これにより生じる熱的な問題は、冷却が行われることにより回避さ れる。効果的には気体の冷却は各ポンプ段のそれぞれの流出口の下流に配置され た冷却装置により行われる。このように形成されたクロー形真空ポンプでは１つ の段から吐出された気体が、流出口に接続された冷却装置により冷却される。始 動過程以外では、ポンプの運転中に１つの段の吸込圧力は吐出圧力に比して小さ いため、流出口の開放直後に、冷却された気体の一部がポンプ室内へ逆流し、次 の吐出過程で吐出される気体の温度を減少させる。 本発明の特別効果的な構成によれば、順次に続く段の両方のポンプ室の仕切板 が冷却器として形成されている。この解決手段では両方の段の第１の段の流出口 の直後に冷却器が配置されており、従ってそれぞれ逆流する気体部分の冷却が効 果的に行われる。 本発明のその他の利点及び詳細が第１図から第３図までに示された実施例に基 づいて説明される。 ここに、 第１図は２段式のクロー形真空ポンプを両方の軸のところで断面して示す図で あり、 第２図は吸込側の段の１対のロータ又は２段より多い段を有する場合には中間 の段の１対のロータの端面を示し、第３図は吐出側の段の１対のロータの端面を 示す図である。 第１図から第３図までに示された実施例においてク ロー形真空ポンプ１は２つの軸２，３を備えており、これらの軸にそれぞれ１対 のロータ４，５若しくは６，７が固定されている。それぞれ１対のロータ４，５ 及び６，７はクロー形である。これらのロータはポンプ室８，９内で回転し、ポ ンプ室は複数のケーシング部分１１，１２，１３により形成されている。図１は ケーシング部分１１が排気通路１４，１５を備えたディスクから成ることが示さ れている。このディスク１１はケーシング部分１６に支持されており、このケー シング部分１６内には軸２，３が軸受１７内で片持ち式に支承されており、かつ このケーシング部分１６内には図示されていない駆動モータが配置されている。 ポンプ室８，９はコップ状に形成されたケーシング部分１２，１３により形成さ れている。これらのケーシング部分はディスク１１上に載着されている。ケーシ ング部分１２は両方のポンプ室８，９間の仕切板１８をも形成している。軸２， ３はディスク１１及び仕切板１８を貫通している。ディスク１１及び仕切板１８ にはブッシュ２１，２２が配置されており、それらの外側はディスク１１及び仕 切板１８と共にラビリンスシールを形成している。図示されていないが、それぞ れのケーシング部分はボルトにより締め合わされている。 吸込通路２４がケーシング部分１３を貫通して、端面側に配置された吸込口２ ５（第２図）内に開口して いる。軸２に対して同軸的な円弧に沿って延びたスリット状のこの吸込口２５は ロータに設けた切欠２６により制御される。同様に軸３に対して同軸的な円弧に 沿って延びたスリット状の流出口２７が仕切板１８に設けられている。この流出 口２７の開閉はロータ５に設けた切欠２８により制御される。この流出口２７に は仕切板１８を貫通する通路２９が接続されており、この通路２９は第２の段の 吸込口３０（第３図）内に開口している。ディスク１１には２つの流出口３１， ３２が設けられており、これらの流出口にはそれぞれ排気通路１４，１５が接続 されている。 排気通路１４，１５にはポンプ１の外部で排気導管３３，３４が接続されてお り、これらの排気導管３３，３４は冷却器３６のケーシング３５内に開口してい る。吸込通路２４に接続された図示されていない真空容器から吸込まれポンプ１ により吐出された気体は流出管片３７を介して冷却器３６から流出する。ケーシ ング部分１２，１３の外周領域には冷却通路３８，３９が設けられており、これ らの冷却通路には運転中に冷却媒体が通流される。ディスク１１及び仕切板１８ にも、これらが冷却器の機能をも有する場合には別の冷却通路４０を設けること ができる。 クロー形真空ポンプの図示の実施例を内部圧縮なしに運転することができるよ うにするためには、流出口２７若しくは３１，３２の特別な形状及び配置が必要 である。 第１段（第２図の吸込段）でのこの配置の説明のために、１対のロータ４，５ が２つの異なる位置で示されている。ロータ４，５のクロー及び切欠は長い破線 で示された位置ではパススルー過程を終了している。回転運動の継続（矢印４１ ，４２参照）により、クローとクローとの間に存在する（小さな）室４３が増大 し、同様にクローとクローとの間に存在する（大きな）室４４が縮小する。増大 する小さな室４３は吸込室を形成し、回転運動の短時間の継続後に吸込口２５に 接続される。縮小する大きな吐出室４４はパススルー過程直後に流出口２７に接 続され、これにより、内部圧縮が生じない。 クロー及び切欠は第２図で短い破線で示された位置でパススルー過程を開始す る。吸込室４３′は大きな容積となっている。切欠２６は吸込口２５を閉じたと ころである。吐出室４４′は小さい容積となっている。吐出室４４′のこれまで の縮小中に流出口２７は常時開放されたままであった。吐出される気体の圧縮は 生じていない。ロータの短い破線で示された位置では、切欠２８が流出口２７を 閉じたばかりである。 第３図には吐出段の端面が示されている。ロータ６，７の切欠４５，４６が再 び異なる位置に示されている。この場合、短い破線及び長い破線で示された位置 は第２図の実施例に対応している。第２図に基づく実 施例との違いを説明するために、別の位置が１点鎖線で示されている。この第２ の段（吐出段）が第２図に示す吸込段（又はポンプが２つより多い段を有してい る場合には中間段）と異なる点は、２つの流出口３１，３２が設けられているこ とにある。「内部圧縮のない」という目的を満足するためには、いずれも両方の 流出口３１，３２を配置した円弧に関連して、両方の流出口の間隔が切欠４６の 幅に比して大きくてはならない。このことによって、縮小する吐出室４４が両方 の流出口３１，３２のいずれかに常時接続される。 流出口３１，３２が２つ設けられていることにより、流出口３２から吐出され て、接続された通路１５，３４を介して冷却器３６に達した気体（矢印４７）の 一部は、ロータの次の回転の際に流出口３１が再び開いた場合に、通路３３，１ ４（矢印４８）を介して流出口３１を通りポンプ室９内に逆流することができる 。逆流する気体の一部も冷却器自体を通流するように導管３３，３４が冷却器３ ６のケーシングに接続されているために、高い圧縮仕事により生じた熱を排出す べき冷却空気循環回路が正常に維持される。 内部圧縮なしに運転される吸込段又はロータ４，５を備えた中間段においても 、吸込圧力が充分に低い場合には、流出口２７の開放直後のポンプ室８内への気 体の流入という効果が生じる。吸込圧力が高い始動過程でのみ、この効果が生じ ない。排気通路２９を備え た仕切板１８の冷却（冷却通路４０）により、発生した熱を排出することができ る。流出口２７を第３図に示すように分割（流出口３１，３２）すれば、冷却効 果は一層改善される。効果的に排気通路２９が大きな横断面を備えているため、 気体滞留時間ひいては冷却効果が同様に大きい。冷却により特に排気通路２９内 に生じる凝縮物は吸込口３０を介して次の段へ到達し、この段により吐出される 。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ブレンナー， ロタール ドイツ連邦共和国 Ｄ―53902 バート ミュンステライフェル ビートブルガー シュトラーセ 14 (72)発明者 クリーン， ハルトムート ドイツ連邦共和国 Ｄ―50997 ケルン ギースドルファー シュトラーセ 31

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．１対のクロー形ロータ（４，５；６，７）と、端面側に配置された吸込口若 しくは流出口（２５，２７；３０，３１，３２）とを備えたそれぞれ１つのポン プ室（８，９）を有する２つ又はそれ以上の段を備えたクロー形真空ポンプ（１ ）の運転法において、クロー形真空ポンプ（１）を内部圧縮なしに運転し、少な くとも１つの段から流出する気体を冷却することを特徴とするクロー形真空ポン プの運転法。 ２．１対のクロー形ロータ（４，５；６，７）と、端面側に配置された吸込口若 しくは流出口（２５，２７；３０，３１，３２）とを備えたそれぞれ１つのポン プ室（８，９）を有する２つ又はそれ以上の段を備えたクロー形真空ポンプ（１ ）の運転法を実施するのに適したクロー形真空ポンプにおいて、各段内で流出口 が、パススルー過程終了直後に開放されかつ次のパススルー過程の開始によって 初めて閉鎖されるように配置されかつ形成されていることを特徴とするクロー形 真空ポンプ。 ３．気体の冷却のために冷却装置（１８，３８；３６）が設けられており、この 冷却装置が各流出口（２７；３１，３２）の後方に配置されていることを特徴と する請求項２記載のクロー形真空ポンプ。 ４．２つの順次に続く段のポンプ室（８，９）の仕切板（１８）及び又は吐出側 の流出通路により貫通されたディスク（１１）が冷却器として形成されているこ とを特徴とする請求項３記載のクロー形真空ポンプ。 ５．仕切板（１８）を貫通して両方の段を互いに接続している排気通路（２９） が、気体の滞留時間を増大させる目的で拡大された流れ横断面を有していること を特徴とする請求項４記載のクロー形真空ポンプ。 ６．冷却器（３６）が外部に配置されていることを特徴とする請求項３記載のク ロー形真空ポンプ。 ７．１つの段の流出口（２７；３１，３２）に接続された排気導管（１４，１５ ；２９；３３，３４，３７）が冷却器（３６）に接続されていることを特徴とす る請求項２から４までのいずれか１項記載のクロー形真空ポンプ。 ８．２つの流出口（３１，３２）が設けられており、かつ両方の流出口の間隔が 、これらの流出口を制御する切欠（４６）の幅に比して小さいことを特徴とする 請求項２から７までのいずれか１項記載のクロー形真空ポンプ。 ９．両方の流出口（３１，３２）のそれぞれに、分離している排気導管（３３， ３４）が接続されており、かつ、両方の排気導管が冷却器（３６）のケーシ ング（３５）内に開口していることを特徴とする請求項８記載のクロー形真空ポ ンプ。 10．両方の排気導管の一方の排気導管（３４）を通って冷却器内に流入しかつ他 方の排気導管（３３）を通ってポンプ室（８，９）へ逆流する気体が冷却器（３ ６）を通流するように両方の排気導管（３３，３４）が冷却器（３６）のケーシ ング（３５）内に開口していることを特徴とする請求項８記載のクロー形真空ポ ンプ。 11．クロー形真空ポンプが２段に形成されており、両方の段の仕切板（１８）が 、吸込段から吐出された気体のための冷却器として形成されており、かつ、吐出 段には、吐出段から吐出された気体のための冷却器（３６）が対応して配置され ていることを特徴とする請求項２から１０までのいずれか１項記載のクロー形真 空ポンプ。 12．回転する機構（軸２，７；ロータ４，５；６，７）が片持ち式にケーシング （１６）内に支承されていることを特徴とする請求項２から１１までのいずれか １項記載のクロー形真空ポンプ。 13．コップ状に形成されたケーシング部分（１２，１３）がポンプ室（８，９） を形成していることを特徴とする請求項２から１２までのいずれか１項記載のク ロー形真空ポンプ。 14．ケーシングの周囲に設けられた冷却通路（３８， ３９）の近くに別の冷却通路（４０）が設けられており、この冷却通路が、流出 口（２７；３１，３２）に接続された排気通路（２９；１４，１５）を備えたデ ィスク（１１）及び仕切板（１８）内に配置されていることを特徴とする請求項 ２から１３までのいずれか１項記載のクロー形真空ポンプ。