JPS61223295A - Vacuum pump with oil-free screw - Google Patents

Vacuum pump with oil-free screw

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JPS61223295A
JPS61223295A JP6058585A JP6058585A JPS61223295A JP S61223295 A JPS61223295 A JP S61223295A JP 6058585 A JP6058585 A JP 6058585A JP 6058585 A JP6058585 A JP 6058585A JP S61223295 A JPS61223295 A JP S61223295A
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rotor
rotors
gas
vacuum pump
male
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JP6058585A
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Japanese (ja)
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Kotaro Naya
納谷 孝太郎
Koji Takagi
高木 恒治
Kazuaki Shiiki
和明 椎木
Katsumi Matsubara
松原 克躬
Riichi Uchida
利一 内田
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Abstract

PURPOSE:To achieve high vacuum condition with one stage pump by forming a region in which both ends of an operating chamber is closed by the meshing of rotors in a screw type vacuum pump. CONSTITUTION:An operating chamber 65 is filled with gas sucked from an intake port 63 as a rotor is rotated. Further, as the rotor is rotated, the gas charged in operating chambers 67, 70 moves axially with a constant volume since both ends of the operating chamber are sealed with meshing portions 68, 72 of the rotor. When ends of operating chambers 72, 73 contact a discharge side end plate 10, the volume of the gas begins to decrease and soon is discharged from a discharge port. Since two portions between the intake port 63 and discharge port are enclosed by the meshing of the rotors, the gas can be compressed with high compression ratio irrespective of the intake side pressure.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はスクリュ一式真空ポンプに係り、特に大気圧か
ら10−’Torrレベルの低・中真空領域に好適な無
潤滑式スクリュー真空ポンプに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a screw vacuum pump, and more particularly to a non-lubricated screw vacuum pump suitable for low to medium vacuum ranges from atmospheric pressure to 10-' Torr level.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

半導体を製造するには、真空状態にした容器内にウェハ
ーを収納して行なわれるが、容器内を真空状態にするに
は、容器内にN2ガス等の不活性ガスを供給しつつ真空
ポンプで吸引し、容器内の不純物(O* −CO*等)
を除去し、数Torrから10−’Torrレベルの真
空状態とするようになっている。
To manufacture semiconductors, wafers are stored in a vacuum container, but to create a vacuum inside the container, a vacuum pump is used while supplying an inert gas such as N2 gas into the container. Aspirate and remove impurities in the container (O* -CO*, etc.)
is removed to create a vacuum state of several Torr to 10-' Torr level.

こういった半導体製造工程において使用される真空ポン
プは、油回転ポンプ、ルーツ式のメカニカルブースタポ
ンプなどが用いられている。
Vacuum pumps used in these semiconductor manufacturing processes include oil rotary pumps and Roots-type mechanical booster pumps.

しかし、これらポンプには以下の欠点がある。However, these pumps have the following drawbacks.

油回転ポンプでは、使用している潤滑用が、半導体製造
過程で用いる各種ガス(例えば、ヒ素、ガリウム、塩等
、 Po1y−S i等)と接触して、潤滑油としての
寿命が非常に短かくなるという欠点があった。また、油
分子が半導体製造容器内に逆拡散して半導体製造工程上
好ましくないという問題”:;7″、、6゜>11’L
t、。impi**’teaための使用圧力範囲が狭い
ため、所定圧力に到達するまでに数種のポンプを切換え
して使用しなければならないという欠点があった。
In oil rotary pumps, the lubricating oil used comes into contact with various gases used in the semiconductor manufacturing process (e.g., arsenic, gallium, salt, etc., Poly-Si, etc.), resulting in a very short lifespan as a lubricating oil. There was a drawback that it became In addition, there is the problem that oil molecules back diffuse into the semiconductor manufacturing container, which is unfavorable for the semiconductor manufacturing process.
T. Since the operating pressure range for impi**'tea is narrow, there is a drawback in that several types of pumps must be switched and used until a predetermined pressure is reached.

さらに、大気圧から10−’Torrレベルまで一台の
真空ポンプで排気することができず、従来より、無潤滑
式で、上記圧力範囲を一台でカバーできる真空ポンプの
開発が要求されていた。
Furthermore, it is not possible to pump air from atmospheric pressure to the 10-'Torr level with a single vacuum pump, and there has been a demand for the development of a vacuum pump that is non-lubricated and can cover the above pressure range with a single vacuum pump. .

本発明に関連するものとしては、特公昭56−”   
    17559号公報がある。
Related to the present invention are the following:
There is a publication No. 17559.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、前期問題点に鑑み、1O−4Torr
レベルの中真空を、1段でしかも無潤滑のポンプで達成
できる真空ポンプを提供することにあ1     る。
In view of the problems in the previous term, the purpose of the present invention is to
The object of the present invention is to provide a vacuum pump capable of achieving a medium-level vacuum with a single stage and without lubrication.

〔発明の概要〕 第1図、第2図において、符号2,4はケーシング1内
において噛み合うように配置された一対の雌雄ロータで
、それぞれのロータ2,4の軸部はラジアル軸受5やス
ラスト軸受6 (6A、6B)で支承されている6両ロ
ータ2,4の軸部には同期歯車9,10が設けられ、両
ロータ2,4が同期して回転するようになっており、ケ
ーシング1の上端部に形成された吸込ポート11から気
体が両ロータ2,4に圧縮されてケーシング1下端部に
形成された吐出ポート12へ吐き出され、吸込ポート1
1と連通されている真空容器(図示せず)内を真空状態
とするようになっている。ラジアル軸受5、スラスト軸
受6、同期歯車9,10には潤滑油が供給されており、
これらの潤滑油が両ロータ2,4の収納されているケー
シング内に侵入しないようにロータの軸支部にはカーボ
ンリングシール14、ネジ・シール15からなる軸封装
置16.17が設けられている。
[Summary of the Invention] In FIGS. 1 and 2, reference numerals 2 and 4 indicate a pair of male and female rotors that are arranged in mesh with each other in the casing 1, and the shaft portions of the respective rotors 2 and 4 are connected to radial bearings 5 and thrust bearings. Synchronous gears 9 and 10 are provided on the shafts of the six rotors 2 and 4 supported by bearings 6 (6A, 6B), so that both rotors 2 and 4 rotate in synchronization, and the casing Gas is compressed by both rotors 2 and 4 from a suction port 11 formed at the upper end of the casing 1 and discharged to a discharge port 12 formed at the lower end of the casing 1.
The inside of a vacuum container (not shown) which is in communication with 1 is kept in a vacuum state. Lubricating oil is supplied to the radial bearing 5, thrust bearing 6, and synchronous gears 9 and 10.
In order to prevent these lubricating oils from entering the casing in which both rotors 2 and 4 are housed, a shaft sealing device 16, 17 consisting of a carbon ring seal 14 and a screw seal 15 is provided on the shaft support of the rotor. .

しかし、軸封装置17の潤滑油はロータ軸端部にて大気
に臨んでいるため大気圧に等しいが、吸碕ポートll側
の軸支部では大気圧によりがなり低く、ロータ軸支部の
潤滑油に差圧が生じ、軸封装置117たけでは潤滑油が
ケーシング内に侵入することを確実に防止することはで
きない、そのため油分子が逆拡散して真空容器内に侵入
したり、あるいは、軸封部から大気が侵入したりして効
率を低下させる等、従来技術の問題点を十分に解決する
までに至っていない、    ・ 第3図は、スクリュー流体機械で雄ロータ20゜雌ロー
タ21が噛み合っている状態をロータの周方向に展開し
て示したモデルである0本図は、雄ロータの歯数5、雌
ロータの歯数6について示しているが、雄ロータの歯数
2枚以上で、雌ロータの歯数が常に1枚多い場合の歯数
組合せについても有効である。
However, since the lubricating oil in the shaft sealing device 17 faces the atmosphere at the end of the rotor shaft, it is equal to atmospheric pressure, but the lubricating oil on the rotor shaft is lower due to the atmospheric pressure at the shaft portion on the suction port ll side. A differential pressure is generated between the shaft sealing device 117 and the shaft sealing device 117 alone cannot reliably prevent lubricating oil from entering the casing. The problems of the conventional technology have not yet been fully solved, such as air entering from the inside and reducing efficiency. - Figure 3 shows a screw fluid machine in which the male rotor 20° and the female rotor 21 are engaged. This figure shows a model developed in the circumferential direction of the rotor in which the male rotor has 5 teeth and the female rotor has 6 teeth, but if the male rotor has 2 or more teeth, It is also effective for combinations of the number of teeth where the number of teeth on the female rotor is always one more.

ロータを覆うケーシング22は、°その軸方向の一端が
気体の吸入ポート23として大きく開口しており、反対
側には吐出ポート24が設けられている。この両ポート
以外ではケーシング22は微少な隙間をもって、ロータ
20,21を覆い、ロータとケーシングによりV字形の
作動室を形成する。
A casing 22 covering the rotor has a large opening at one axial end as a gas suction port 23, and a discharge port 24 on the opposite side. In areas other than these two ports, the casing 22 covers the rotors 20 and 21 with a small gap, and the rotor and the casing form a V-shaped working chamber.

ロータが回転すると両ロータの噛み合い部は、吸入ポー
ト23から吐出ポート24へ向かって移動するが、この
際作動室25.26はその容積が最大となっており、2
5については、容積減少、つまり圧縮開始直前である0
作動室26は容積を、作動室25の位置まで移動する間
圧縮作用はなく。
When the rotors rotate, the meshing parts of both rotors move from the suction port 23 to the discharge port 24, but at this time, the working chambers 25 and 26 have the maximum volume,
For 5, the volume decreases, that is, 0, which is just before the start of compression.
While the working chamber 26 moves its volume to the position of the working chamber 25, there is no compression effect.

移送するのみである。It is only transported.

なお1図中、吸入ポート23と連通している各作動室は
、ロータの回転とともにその容積を増大させ気体の吸入
作用をなす。
In addition, in FIG. 1, each working chamber communicating with the suction port 23 increases its volume as the rotor rotates, and performs a gas suction action.

第3図で、作動室27は吐出ポート24を通して気体を
吐出中であり、ここの圧力は吐出圧力に等しく、各作動
室の中で最も圧力が高くなっている0作動室27からの
気体の洩れはロータ外周部およびロータ端面とケーシン
グの間の隙間を通って隣りの作動室28へ洩れるものと
、両ロータの噛み合い部Kを通って、雌ロータの作動室
の26゜雄ロータの作動室25へ洩れるものがある。
In FIG. 3, the working chamber 27 is discharging gas through the discharge port 24, and the pressure here is equal to the discharge pressure, and the gas from the 0 working chamber 27, which has the highest pressure among the working chambers, is being discharged. Leakage occurs through the outer periphery of the rotor and the gap between the rotor end face and the casing into the adjacent working chamber 28, and through the meshing part K of both rotors into the working chamber of the female rotor at 26° and into the working chamber of the male rotor. There is something that leaks to 25.

スクリュー圧縮機の場合、雄ロータの巻き角は。For a screw compressor, the winding angle of the male rotor is.

通常、360°以下であるので、作動室25と26は直
接吸入ポートに連通しており、ロータの噛み合い部のシ
ール効果の良し悪しが圧縮機の性能を大きく左右する。
Since the angle is usually 360° or less, the working chambers 25 and 26 are in direct communication with the suction port, and the quality of the sealing effect at the meshing portion of the rotor greatly influences the performance of the compressor.

ロータ外周部については、吐出ポートと吸入ポートの間
には幾つかのスクリュー山部によるシール効果が期待で
きるので、ここからの気体の洩れは比較的小さい。
Regarding the rotor outer circumference, a sealing effect can be expected due to several screw ridges between the discharge port and the suction port, so gas leakage from there is relatively small.

そこで、作動室29.30が直接吸入ポートへ洩九ない
ようにするには、第3WIで、実線りの部分までローラ
を長くすればよい。
Therefore, in order to prevent the working chambers 29 and 30 from directly leaking into the suction port, the rollers may be lengthened to the solid line portion in the third WI.

これを第5図Wを用いて再度説明をする。This will be explained again using FIG. 5W.

第5図は、雄ロータ、雌ロータのそれぞれの噛み合い部
とケーシングとロータヘリックス部とでできるシーリン
グループの図である。ここに、att−a、は、先行ロ
ーブチップのへリックス、a。
FIG. 5 is a diagram of a sealing loop formed by the meshing portions of the male and female rotors, the casing, and the rotor helix portion. Here, att-a is the helix of the leading lobe tip, a.

−a、の後続ローブチップのシールライン、以下それぞ
れの記号は次の表11表2に示す通りである。
-a, the seal line of the trailing lobe chip; the respective symbols below are as shown in Table 11 and Table 2 below.

表1.雌ロータ・シーリンク・ループの構成矢3 b、
−b、−bl。はす、−b4−b、 01部をZ方向ニ
雌。
Table 1. Female rotor sea link loop configuration arrow 3 b,
-b, -bl. Lotus, -b4-b, part 01 in the Z direction.

−タリード、H2たけ平行移動 誉4 b、−b、はす、−b、を(H,−H,/Z、)
だけZ方向に平行移動 表2.雄ロータシーリンク・ループの、構成誉I Bl
B、−B111はa4−a、−a2の1部をZ方向に雄
ロータリード!(、だけ平行移動 *2B、。−61,はa、−a4を(H,+H,/ZM
)だけ2方向に平行移動 また、表19表2においてA面、B面、0面。
-Tallid, H2 parallel movement honor 4 b, -b, lotus, -b, (H, -H, /Z,)
Table 2. Parallel movement in the Z direction. Configuration Homare I Bl of male rotary sea link loop
B, -B111 is a male rotor lead for a4-a, part of -a2 in the Z direction! (, parallel movement *2B, .-61, is a, -a4 (H, +H, /ZM
) in two directions. Also, in Table 19 Table 2, plane A, plane B, and plane 0.

D面は以下のことを示す。Side D shows the following.

A面:溝に先行するローブの進行方向前面B面:溝に先
哲するローブの進行方向に対する背面 0面:溝に後続するローブの進行方向前面り面:溝に後
続するローブの進行方向に対する背面 そこで、第3図で26の溝に対するシーリングループは
第5図で表現され、第5図の23が吸込端面で、、ここ
←a4およびb4が接している状況が、第3図で表現し
ていることである。
Surface A: Front surface in the direction of travel of the lobe that precedes the groove. Surface B: Back surface in the direction of travel of the lobe that precedes the groove. Surface 0: Front surface in the direction of travel of the lobe that follows the groove. Front surface: Back surface in the direction of travel of the lobe that follows the groove. Therefore, the sealing loop for groove 26 in Fig. 3 is expressed in Fig. 5, and 23 in Fig. 5 is the suction end face, and the situation where ← a4 and b4 are in contact is expressed in Fig. 3. It is that you are.

第3図で、29,30,31,32の線は、第5図でそ
れぞれ同じ番号で示しである。第5図でa1〜a@tt
)t〜b6は第3図では周方向展開図のため十分表現し
きれていない。
Lines 29, 30, 31, and 32 in FIG. 3 are indicated by the same numbers in FIG. 5, respectively. In Figure 5, a1~a@tt
) t to b6 cannot be sufficiently expressed in FIG. 3 because it is a developed view in the circumferential direction.

第5図で、雄ロータの歯数が雌ロータの歯数よりも1秒
少いことにより、b、とal。が一致し、そのため、雄
、雌ロータのシーリングループにより1つの密閉作動室
が形成されることになる。
In FIG. 5, the number of teeth on the male rotor is 1 second less than the number of teeth on the female rotor, so that b and al. coincide, so that the sealing loops of the male and female rotors form one sealed working chamber.

次にLの長さの決定方法についてさらに詳細に述べる。Next, the method for determining the length of L will be described in more detail.

第6図は雄ロータ歯数5.雌ロータ歯数6の場合で表現
したが、他の歯数の組合せでも可である。
Figure 6 shows a male rotor with 5 teeth. Although the female rotor is expressed in the case where the number of teeth is 6, other combinations of the number of teeth are also possible.

この場合のLは、1oz−ぐ互)の歯溝の一つ前の歯溝
1oo−(医りが完全に吐出りを完面23との間に、ロ
ータの2つの噛み合い部により形成されている作動室を
1つ持つようにすることである。その様子が第6図であ
る。
In this case, L is the tooth groove formed by the two meshing parts of the rotor between the tooth groove 10- (where the tooth is completely ejected) and the tooth groove 23 before the tooth groove 1 oz- (1 oz-g). This is shown in Fig. 6.

図でa4# b4が吐出端面に接している状態で、第吸
込端面に接している時の長さLである。
In the figure, a4#b4 is the length L when it is in contact with the discharge end surface and in contact with the first suction end surface.

1       を記説明で明らかなように、第7図の
状態は。
1. As is clear from the description, the situation in Fig. 7 is as follows.

溝が7つ完全に取りうる長さということになる。This means that it is long enough to accommodate seven complete grooves.

これを全巻き角の数式にすると、5−6歯形の場合であ
ると ・  5 つまり、雄ロータの巻き角504@である。これを−膜
化して、雄歯数を2枚以上の2.とじて雄ロータの全巻
き角?ヨは以下となる。
If we convert this into a formula for the total winding angle, in the case of a 5-6 tooth profile, we get: 5 In other words, the winding angle of the male rotor is 504 @. This is made into a film and the number of male teeth is increased to 2 or more. Is it the full winding angle of the male rotor? Yo is as follows.

以上述べたLが最長となる。同じ設計思想から、最短の
しは以下のようにして決定する。
L described above is the longest. Based on the same design concept, the shortest distance is determined as follows.

第7図でxox−(互)溝部はロータがさらに回転して
所要の容積比となった時、吐出ポートと連通し、吐出過
程となる。
In FIG. 7, when the rotor further rotates and the required volume ratio is reached, the xox- (mutual) groove portions communicate with the discharge port to initiate the discharge process.

第7図は、溝101−■が吐き出しを開始した時の展開
図である。
FIG. 7 is a developed view when the groove 101-■ starts discharging.

との場合、最長りよりもQ2−m、分だけ短かくなるこ
とになる。これを巻き角に直して、この分をαとする。
In this case, it will be shorter by Q2-m than the longest length. Convert this to a winding angle and let this amount be α.

したがって、さらに雄ロータの全巻き角T、を一般化す
ると。
Therefore, if we further generalize the total winding angle T of the male rotor.

2゜ ここでαは一溝分以下の巻き角度未満である。2゜ Here, α is less than the winding angle of one groove.

すなわち 2゜ ところで、吐出ポートは、圧縮比を大きくすると、アキ
シャルポート、つまり、吐出端面にのみ形成される0以
上の議論は、圧縮比の大きい場合について展開したもの
である。゛ しかし、圧縮比を小さくとると、この・限りではなくな
る6次に、この場合について説明する。
That is, 2 degrees.By the way, when the compression ratio is increased, the discharge port becomes an axial port, that is, it is formed only on the discharge end face.The argument that the discharge port is 0 or more is developed for the case where the compression ratio is large. However, if the compression ratio is made small, this is no longer the case. This case will now be explained.

たとえば、圧縮をさせないで、ただ移送する場合、すな
わち、圧縮比を1とした場合について述べる・ この場合は、第5図で81゜tbs が吐出端面につい
たと同時に、吐出過程を開始するようになる。
For example, we will discuss the case where the compression ratio is set to 1. In this case, as shown in Fig. 5, the discharge process starts at the same time as 81°tbs reaches the discharge end surface. .

これを展開図で考えると第9図のようになる。第9図は
、 (■)−102の溝が吐出開始直前の溝である。つ
まり、この場合(互)−102以1     後の長さ
がLということになる。斜線部のり!リー102溝の一
つ前の■−101の溝は完−101と(工少−100の
関係がある0本図の場合であると、Di、D2、すなわ
ち〇−102の先行ロータのヘリックスに沿って、ラジ
アルポートがある。
If we consider this as a developed diagram, it will look like Figure 9. In FIG. 9, the groove (■)-102 is the groove immediately before the start of discharge. In other words, in this case, the length after -102 and 1 is L. Glue in the shaded area! In the case of the figure 0, the groove ■-101, which is one before the groove 102, is connected to the helix of the leading rotor of Di, D2, i.e., 0-102. Alongside, there is a radial port.

図でLlを求めると次のようになる。ところで。If Ll is found in the figure, it will be as follows. by the way.

第5図で、シーリングループ全長のオスロータの全巻き
角ψ、は  □ 2゜ このうち、γは第5図でallal。に相当する分であ
る。
In Fig. 5, the total winding angle ψ of the male rotor for the entire length of the sealing loop is □ 2°, of which γ is allal in Fig. 5. This is equivalent to .

?、に相当する長さがL2である。L2からちょうど一
歯分短かくした分がLlである。それはオスロータの巻
き角tp、から一歯分引いた角度ということになる。こ
れをβとする、 β=360”十γ これがβの最大値となり、圧縮比を1よりも大きくして
いけばβは次の範囲となる。
? The length corresponding to , is L2. Ll is exactly one tooth shorter than L2. This is the angle obtained by subtracting one tooth from the winding angle tp of the male rotor. Let this be β, β=360″10γ This is the maximum value of β, and if the compression ratio is made larger than 1, β will be in the following range.

0〈β≦360°+γ 以上を総合すると、 l)圧縮比が1から、ラジアルポートがなくなる圧縮比
の範囲 0〈β≦360°十γ 2)ラジアルポートがなくなる圧縮比 Z。
0〈β≦360°+γ Putting all the above together, l) Compression ratio range from 1 to 0 where radial ports disappear 0〈β≦360°+γ 2) Compression ratio Z at which radial ports disappear.

3)さらに圧縮比を上げ、アキシャルポートのみの場合 Z。3) Further increase the compression ratio and use only axial ports Z.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下1本発明の一実施例を第9図、第10図により説明
する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 9 and 10.

雄ロータ39と雌ロータ40は主ケーシング41と吸入
ケーシング42内の軸受45.46゜47.48により
回転自在に支えら九′でいる。ロータの#l端にはタイ
ミングギヤ49.50を取り付け、雄・雌ロータが互い
に接触しないよう両ロータ間の隙間を調整する。軸受4
5,46の潤滑は飛まつ給油により行ない、吸入カバ4
3内に溜った潤滑油56をタイミングギヤによって跳ね
かける。一方軸受47.48の潤滑のため雄ロータ軸に
は円板51を取りつけ、吐出カバ44内の潤滑油57を
円板51により跳ねかける。シャフトシール52,53
,54.55は軸受やタイミングギヤの潤滑油が作動室
内へ侵入するのを防いでいる。ロータの吐出側作動室6
6と吐出カバ44内はほぼ大気圧になるので吐出側のシ
ャフトシール54,55に作用する差圧は比較的小さい
が、吸入側作動室65は10−’Torrレベルの圧力
となるため吸入カバ43内を大気に開放すると吸入側シ
ャフトシール52,53に作用する差圧が大きくなりシ
ールが難かしくなる。そこで吸入カバ43内を排圧管5
9,60によって低圧の差動室67と連通させ、吸入カ
バ43内の圧力を下げてシャフトシール52,53に作
用する差圧を小さくしてシール効果を高めている。吸入
カバ43内は油の飛沫が充満しているので、この油が排
圧管59.60を通って作動室へ入るのを防ぐため吸入
カバには飛沫分離室58が設けられ、また排圧管にはオ
イルトラップ61が取付けられている。
The male rotor 39 and the female rotor 40 are rotatably supported by bearings 45.46.degree. 47.48 in the main casing 41 and the suction casing 42, respectively. A timing gear 49.50 is attached to the #l end of the rotor, and the gap between the male and female rotors is adjusted so that they do not come into contact with each other. Bearing 4
Lubrication of 5 and 46 is done by splash lubrication, and the suction cover 4
The lubricating oil 56 accumulated in the inside 3 is splashed by the timing gear. On the other hand, a disk 51 is attached to the male rotor shaft to lubricate the bearings 47 and 48, and the disk 51 splashes the lubricating oil 57 inside the discharge cover 44. Shaft seals 52, 53
, 54 and 55 prevent lubricating oil from the bearings and timing gear from entering the working chamber. Rotor discharge side working chamber 6
6 and the inside of the discharge cover 44, so the differential pressure acting on the shaft seals 54 and 55 on the discharge side is relatively small. If the inside of the shaft seal 43 is opened to the atmosphere, the differential pressure acting on the suction side shaft seals 52 and 53 increases, making sealing difficult. Therefore, the inside of the suction cover 43 is connected to the exhaust pressure pipe 5.
9 and 60 communicate with the low-pressure differential chamber 67 to lower the pressure inside the suction cover 43 and reduce the differential pressure acting on the shaft seals 52 and 53, thereby enhancing the sealing effect. Since the inside of the suction cover 43 is filled with oil droplets, a droplet separation chamber 58 is provided in the suction cover to prevent this oil from entering the working chamber through the exhaust pressure pipe 59 and 60. An oil trap 61 is attached.

また万一排圧管を通って油が作動室へ入った場合でも、
この油が吸入ポート63側へ逆流しないようにするため
、主ケーシング41の排圧口62はロータの作動室67
が吸入ポート63から完全に閉じられた後の位置に開口
されている。雄ロータ39の作動室67は、この作動室
が吸入ポート  63を通過後吐出ポート64と連通ず
るまでの間に雌ロータ40と2ゲ所の噛み合い部68.
G9を有し、同様に雌ロータの作動室70は雄ロータと
2ケ所の噛み合い部71.69を有する。
In addition, even if oil enters the working chamber through the exhaust pressure pipe,
In order to prevent this oil from flowing back to the suction port 63 side, the exhaust pressure port 62 of the main casing 41 is connected to the working chamber 67 of the rotor.
is opened from the suction port 63 at a position after it is completely closed. After the working chamber 67 of the male rotor 39 passes through the suction port 63 and before communicating with the discharge port 64, the working chamber 67 engages with the female rotor 40 at two positions 68.
Similarly, the working chamber 70 of the female rotor has two engagement portions 71.69 with the male rotor.

ロータの回転に伴い気体は吸入ポート63からロータ歯
溝とケーシングによって形成される作動室に吸い込まれ
、吐出ポー1−64から吐出される。
As the rotor rotates, gas is sucked into the working chamber formed by the rotor tooth space and the casing through the suction port 63, and is discharged from the discharge port 1-64.

作動室67.70はロータの回転にt−い容積一定のま
ま気体を移動するが、さらにロータが回転した位置にあ
る作動室72.’73はロータの回転に伴いその容積を
減少させ気体を内部圧縮する。このため吐出側では気体
の温度が上昇するので、主ケーシング41の吐出側には
冷却ジャケット74a〜74eを設け、このジャケット
内に冷却水を通しケーシングや圧縮気体を冷却する。
The working chambers 67, 70 move gas while keeping their volume constant as the rotor rotates, and the working chambers 72, 70 are located at the position where the rotor rotates. '73 reduces the volume of the rotor as it rotates, compressing the gas internally. For this reason, the temperature of the gas increases on the discharge side, so cooling jackets 74a to 74e are provided on the discharge side of the main casing 41, and cooling water is passed through the jackets to cool the casing and the compressed gas.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上詳細に述べたように本発明によれば、大気圧から1
0−’Torr程度レベルの中真空を1段のポンプで達
成できる真空ポンプを提供することができる。
As described in detail above, according to the present invention, from atmospheric pressure to
It is possible to provide a vacuum pump that can achieve a medium vacuum of about 0-'Torr level with a single stage pump.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は無潤滑式スクリュー形圧縮機を真空ポンプに適
した場合の縦断平面図、第2図はその縦断面図である。 第3図〜第8図は本発明の概要の第10図は第9@のA
−A断面である。 20・・・雄ロータのモデル、21・・・雌ロータのモ
デル、22・・・ケーシングのモデル、39・・・雄ロ
ータ、40・・・雌ロータ、41・・・主ケーシング、
42・・・吸入ケーシング、45.46・・・深みぞ玉
軸受、47゜48・・・円筒コロ軸受、49.50・・
・タイミングギヤ、52,53,54.55・・・シャ
フトシール、〆一) 63・・・吸入ポート、64・・・吐出ポート6t。 代理人 弁理士 小川勝鼠 −′ !41日 聾 1 楊5い。。)、t。、。 Cb)LLローグ 菩 6 目 療7の
FIG. 1 is a longitudinal sectional plan view of a non-lubricated screw compressor suitable for a vacuum pump, and FIG. 2 is a longitudinal sectional view thereof. Figures 3 to 8 are the outline of the present invention, and Figure 10 is Figure 9@A.
-A cross section. 20... Male rotor model, 21... Female rotor model, 22... Casing model, 39... Male rotor, 40... Female rotor, 41... Main casing,
42...Suction casing, 45.46...Deep groove ball bearing, 47°48...Cylindrical roller bearing, 49.50...
・Timing gear, 52, 53, 54. 55...Shaft seal, final) 63...Suction port, 64...Discharge port 6t. Agent Patent Attorney Katsune Ogawa −′! 41 days deaf 1 Yang 5. . ), t. ,. Cb) LL Rogue Bodhisattva 6 Medication 7

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 吸入ポート、および、吐出ポートが形成されているポン
プケーシングと、両端部が軸支され同期して回転するよ
うに前期ポンプケーシング内に配置された互いに噛み合
う一対のロータと、それぞれのロータ軸支部に設けられ
た軸封装置とを備えてなり、前記の一対ロータの歯数が
、雄ロータのそれが、雌ロータのそれよりも1枚少くな
っているもので、ロータ長さが雄ロータ全巻き角でその
範囲を、(雄ロータ歯数Z_m+1)÷Z_m×360
°を中心に、(Z_m+1)÷Z_m×360°−αと
、(Z_m+1)÷Z_m×360°+360°+γの
間とし、αは圧縮比により、γはローブチップのヘリッ
クスの一部の長さにより決まることを特徴とするオイル
フリースクリュー真空ポンプ。
A pump casing in which a suction port and a discharge port are formed, a pair of rotors that mesh with each other and are arranged in the former pump casing so that both ends are journalled and rotate in synchronization, and each rotor has a shaft support. The number of teeth of the pair of rotors is one fewer than that of the male rotor than that of the female rotor, and the rotor length is such that the male rotor has a full winding. The range in terms of angle is (number of male rotor teeth Z_m+1) ÷ Z_m x 360
Centered on °, between (Z_m+1) ÷ Z_m x 360° - α and (Z_m+1) ÷ Z_m x 360° + 360° + γ, where α is the compression ratio and γ is the length of the part of the lobe tip helix. An oil-free screw vacuum pump characterized by:
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