KR20010090710A

KR20010090710A - 진공펌프에 있어서의 냉각장치

Info

Publication number: KR20010090710A
Application number: KR1020010001655A
Authority: KR
Inventors: 하시모또유지; 이시구레히로유끼; 이다마사히로
Original assignee: 이시카와 타다시; 가부시키가이샤 도요다 지도숏키
Priority date: 2000-03-27
Filing date: 2001-01-11
Publication date: 2001-10-19
Also published as: US20010024617A1; EP1138948A3; JP2001271777A; EP1138948A2

Abstract

진공펌프에서의 복수의 냉각영역을 단일의 냉각액 공급계만으로 적정하게 냉각한다. 로터하우징 (12) 에는 냉각기 (44) 가 설치되어 있으며, 리어하우징 (14) 및 구동부 (33) 에는 냉각기 (45) 가 설치되어 있다. 제어기 (37) 에는 냉각기 (46) 가 설치되어 있으며, 인버터 (38) 에는 냉각기 (47) 가 설치되어 있다. 전동모터 (M) 의 주면에는 냉각기 (48) 가 장착되어 있다. 냉각기 (46, 47, 48) 는 주공급관 (49) 의 도중에 개재되어 있다. 냉각기 (44, 45) 는 부공급관 (50) 의 도중에 개재되어 있다. 주공급관 (49) 과 부공급관 (50) 의 분기부에 개재된 전자 3 방 밸브 (51) 는 제어기 (37) 의 여소자 제어를 받는다.

Description

진공펌프에 있어서의 냉각장치 {COOLING APPARATUS FOR A VACUUM PUMP}

본 발명은 가스이송체의 이송동작에 의해 흡인작용을 초래하는 진공펌프에 있어서의 냉각장치에 관한 것이다.

일본 공개특허공보 평5-118290 호에 개시되는 진공펌프에서는 한 쌍으로 세트를 이루는 로터가 맞물린 상태에서 회전된다. 맞물리면서 회전하는 복수의 로터의 회전동작은 배기가스를 이송한다. 이와 같은 진공펌프에서는 배기가스를 압축하는 행정에서 발생하는 열을 제거하기 위한 냉각장치가 설치된다. 냉각장치는 로터를 내장하는 하우징의 표면을 냉각하는 것이 일반적이다.

전동모터에 의해 로터를 구동하는 진공펌프에서는 전동모터의 냉각, 및 전동모터를 전기적으로 제어하는 제어부의 냉각도 필요하다. 서로 독립된 복수의 냉각액 공급계를 갖는 냉각장치에 의해 하우징, 전동모터, 제어부 각 부의 냉각을 행하고자 하면, 진공펌프가 대형이 된다. 단일의 냉각액 공급계만을 갖는 냉각장치에 의해 하우징, 전동모터, 제어부 각 부의 냉각을 행하면, 진공펌프의 대형화를 억제할 수 있다. 그러나, 하우징, 전동모터, 제어부 등의 냉각영역의 필요냉각액량이 다르므로, 단일의 냉각액 공급계만으로 모든 냉각영역을 적정하게 냉각할 수는 없다.

본 발명은 진공펌프에서의 복수의 냉각영역을 단일의 냉각액 공급계만으로 적정하게 냉각하는 것을 목적으로 한다.

도 1 은 제 1 실시 형태를 나타내는 평면도.

도 2 는 다단루트펌프 (11) 의 평단면도.

도 3a 는 도 2 의 A-A 선의 단면도이고, 도 3b 는 도 2 의 B-B 선의 단면도이고, 도 3c 는 도 2 의 C-C 선의 단면도.

도 4 는 도 1 의 D-D 선의 단면도.

도 5a 는 전자 3 방 밸브 (51) 를 소자한 상태에 있는 제어회로도이고, 도 5b 는 전자 3 방 밸브 (51) 를 여자한 상태에 있는 제어회로도.

도 6 은 제 2 실시 형태를 나타내는 평면도.

도 7a 는 전자개폐밸브 (54) 를 소자한 상태에 있는 제어회로도이고, 도 7b 는 전자개폐밸브 (54) 를 여자한 상태에 있는 제어회로도.

도 8 은 제 3 실시 형태를 나타내는 평면도.

도 9 는 전자개폐밸브 (54, 55) 를 소자한 상태에 있는 제어회로도.

도 10 은 전자개폐밸브 (54, 55) 를 여자한 상태에 있는 제어회로도.

도 11 은 전자개폐밸브 (54) 를 여자함과 동시에, 전자개폐밸브 (55) 를 소자한 상태에 있는 제어회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

11 : 다단루트펌프

12 : 냉각영역이 되는 로터하우징

19, 20 : 회전축

23 ∼ 32 : 가스이송체가 되는 로터

37, 37A, 37B : 전환제어수단이 되는 제어기

39 ∼ 43 : 펌프실

44, 45 : 부공급경로를 구성하는 냉각기

46, 47, 48 : 주공급경로를 구성하는 냉각기

49 : 주공급경로를 구성하는 주공급관

50 : 부공급경로를 구성하는 부공급관

51 : 공급전환수단이 되는 전자 3 방 밸브

54 : 공급전환수단이 되는 전자개폐밸브

53 : 온도검출수단이 되는 온도검출기

M : 전동모터

그 때문에 제 1 항의 발명에서는 진공펌프에서의 복수의 냉각영역중의 적어도 하나를 냉각하도록 배열형성되어 냉각액을 공급하는 주공급경로와, 상기 복수의 냉각영역중의 적어도 하나를 냉각하도록 배열형성되어 상기 주공급경로로부터 냉각액을 공급하는 부공급경로와, 상기 부공급경로측에 냉각액을 공급하는 공급허용상태와 상기 부공급경로측에 냉각액을 공급하지 않는 공급금지상태로 전환되는 공급전환수단을 구비한 냉각장치를 구성하였다.

공급전환수단이 공급허용상태에 있으면, 주공급경로의 냉각액이 부공급경로로 공급된다. 공급전환수단이 공급금지상태에 있으면, 주공급경로의 냉각액이 부공급경로로 공급되지는 않는다. 공급전환수단을 공급허용상태와 공급금지상태로 전환하는 구성은 부공급경로로의 냉각액의 공급에 의해 냉각되는 냉각영역을 단일의 냉각액 공급계만으로 적정하게 냉각하는데 있어서 유효하다.

제 2 항의 발명에서는 제 1 항에 있어서, 상기 공급전환수단을 공급허용상태와 공급금지상태로 전기적으로 전환제어하는 전환제어수단을 구비하고, 상기 부공급경로에 공급된 냉각액에 의해 냉각되는 상기 냉각영역 또는 상기 부공급경로의 온도를 검출하는 온도검출수단을 구비하고, 상기 전환제어수단은 상기 온도검출수단의 온도검출정보에 기초하여 상기 부공급경로에 공급된 냉각액에 의해 냉각되는 상기 냉각영역의 온도를 소정온도로 수속하도록 상기 공급전환수단을 제어하도록 하였다.

온도검출수단에 의해 검출된 온도가 소정의 온도를 초과하는 경우에는, 전환제어수단은 공급전환수단을 공급허용상태로 한다. 공급전환수단이 공급허용상태가 되면, 냉각액이 부공급경로로 공급되며, 부공급경로에 공급된 냉각액에 의해 냉각되는 냉각영역의 온도가 내려간다. 온도검출수단에 의해 검출된 온도가 소정의 온도에 달하지 않은 경우에는, 전환제어수단은 공급전환수단을 공급금지상태로 한다. 공급전환수단이 공급금지상태가 되면, 상기 냉각영역의 온도가 올라간다.

제 3 항의 발명에서는 제 2 항에 있어서, 상기 전환제어수단은 상기 주공급경로상의 냉각액에 의해 냉각되며, 상기 전환제어수단은 상기 주공급경로에 관하여 상기 공급전환수단보다도 상류에 있도록 하였다.

공급전환수단을 전기적으로 전환제어하는 전환제어수단의 고온화는 제어불량을 초래한다. 공급전환수단보다도 상류측에서 전환제어수단을 냉각하는 구성은 전환제어수단의 고온화에 의한 제어불량을 확실하게 회피하는데 있어서 유효하다.

제 4 항의 발명에서는 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가스이송체는 전동모터에 의해 구동되고, 상기 전동모터는 상기 주공급경로상의 냉각액에 의해 냉각되며, 상기 전동모터는 상기 주공급경로에 관하여 상기 공급전환수단보다도 상류에 있도록 하였다.

전동모터의 고온화는 전동모터의 수명을 단축한다. 공급전환수단보다도 상류측에서 전동모터를 냉각하는 구성은 전동모터의 고온화에 의한 전동모터의 수명의 단축을 회피하는데 있어서 유효하다.

제 5 항의 발명에서는 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 진공펌프는 복수의 회전축을 평행하게 배치함과 동시에, 상기 각 회전축상에 로터를 배열하고, 인접하는 회전축상의 로터를 서로 맞물리게 하고, 서로 맞물린 상태의 복수의 로터를 1 세트로서 수용하는 펌프실을 상기 회전축의 축선방향으로 복수 배열하도록 로터하우징내에 형성한 다단루트펌프로 하고, 상기 부공급경로상의 냉각액에 의해 냉각되는 냉각영역은 상기 펌프실을 형성하는 상기 로터하우징으로 하였다.

다단루트펌프는 본 발명의 적용대상으로서 적합하다.

제 6 항의 발명에서는 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공급전환수단은 상기 주공급경로와 상기 부공급경로의 분기부에 개재된 전자 3 방 밸브로 하였다.

전자 3 방 밸브는 공급전환수단으로서 적합하다.

제 7 항의 발명에서는 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공급전환수단은 상기 부공급경로상에 개재된 전자개폐밸브로 하였다.

전자개폐밸브는 공급전환수단으로서 적합하다.

발명의 실시 형태

이하, 본 발명을 다단루트펌프로 구체화한 제 1 실시 형태를 도 1 ∼ 도 5 에 기초하여 설명한다.

도 2 에 나타낸 바와 같이, 다단루트펌프 (11) 의 로터하우징 (12) 의 전단에는 프론트하우징 (13) 이 접합되어 있으며, 프론트하우징 (13) 에는 봉쇄체 (10) 가 접합되어 있다. 로터하우징 (12) 의 후단에는 리어하우징 (14) 이 접합되어 있다. 로터하우징 (12) 은 실린더블록 (15) 과 복수의 격벽 (16) 으로 이루어진다. 도 3a, 도 3b, 및 도 3c 에 나타낸 바와 같이, 실린더블록 (15) 은 한 쌍의 블록편 (17, 18) 으로 이루어진다. 도 3a 및 도 3b 에 나타낸 바와 같이, 각 격벽 (16) 은 한 쌍의 벽편 (161, 162) 으로 이루어진다. 도 2 에 나타낸 바와 같이, 프론트하우징 (13) 과 격벽 (16) 사이의 공간, 인접하는 격벽 (16) 사이의 공간, 및 리어하우징 (14) 과 격벽 (16) 사이의 공간은 각각 펌프실 (39, 40, 41,42, 43) 이 되어 있다.

프론트하우징 (13) 과 리어하우징 (14) 에는 한 쌍의 회전축 (19, 20) 이 레이디얼 베어링 (21, 21A, 22, 22A) 을 통해 회전 가능하게 지지되어 있다. 양 회전축 (19, 20) 은 서로 평행하게 배치되어 있다. 회전축 (19, 20) 은 격벽 (16) 에 통해져 있다.

회전축 (19) 에는 복수의 로터 (23, 24, 25, 26, 27) 가 일체 형성되어 있으며, 회전축 (20) 에는 동수의 로터 (28, 29, 30, 31, 32) 가 일체 형성되어 있다. 로터 (23 ∼ 32) 는 회전축 (19, 20) 의 축선 (191, 201) 의 방향으로 보아 동형상 동크기의 형상을 하고 있다. 로터 (23, 24, 25, 26, 27) 의 두께는 이 순서로 작아져 가도록 되어 있고, 로터 (28, 29, 30, 31, 32) 의 두께는 이 순서로 작아져 가도록 되어 있다. 로터 (23, 28) 는 서로 맞물린 상태에서 펌프실 (39) 에 수용되어 있으며, 로터 (24, 29) 는 서로 맞물린 상태에서 펌프실 (40) 에 수용되어 있다. 로터 (25, 30) 는 서로 맞물린 상태에서 펌프실 (41) 에 수용되어 있으며, 로터 (26, 31) 는 서로 맞물린 상태에서 펌프실 (42) 에 수용되어 있다. 로터 (27, 32) 는 서로 맞물린 상태에서 펌프실 (43) 에 수용되어 있다.

리어하우징 (14) 에는 구동부 (33) 가 맞붙여져 있다. 회전축 (19, 20) 은 리어하우징 (14) 을 관통하여 구동부 (33) 내에 돌출되어 있으며, 각 회전축 (19, 20) 의 돌출단부에는 톱니바퀴 (34, 35) 가 서로 맞물린 상태로 정지장착되어 있다. 회전축 (19) 은 도 1 및 도 4 에 나타낸 전동모터 (M) 에 의해 도 3a, 도 3b, 및 도 3c 의 화살표 (R1) 방향으로 회전된다. 회전축 (19) 의 회전은 톱니바퀴 (34, 35) 를 통해 회전축 (20) 에 전달되며, 회전축 (20) 은 도 3a, 도 3b, 및 도 3c 의 화살표 (R2) 로 나타낸 바와 같이, 회전축 (19) 과는 역방향으로 회전한다.

도 2 및 도 3b 에 나타낸 바와 같이, 격벽 (16) 내에는 통로 (163) 가 형성되어 있다. 도 3b 에 나타낸 바와 같이, 격벽 (16) 에는 통로 (163) 의 입구 (164) 및 출구 (165) 가 형성되어 있다. 인접하는 펌프실 (39, 40, 41, 42, 43) 은 통로 (163) 를 통해 연이어 통하고 있다.

도 3a 에 나타낸 바와 같이, 블록편 (18) 에는 가스도입구 (181) 가 펌프실 (39) 에 연이어 통하도록 형성되어 있다. 도 3c 에 나타낸 바와 같이, 블록편 (17) 에는 가스배출구 (171) 가 펌프실 (43) 에 연이어 통하도록 형성되어 있다. 가스도입구 (181) 로부터 펌프실 (39) 에 도입된 가스는 로터 (23, 28) 의 회전에 의해 격벽 (16A) 의 입구 (164) 로부터 통로 (163) 를 경유하여 출구 (165) 로부터 옆의 펌프실 (40) 로 이송된다. 이하, 마찬가지로 가스는 펌프실의 용적이 작아지는 순서, 즉 펌프실 (40, 41, 42, 43) 의 순서로 이송된다. 펌프실 (43) 로 이송된 가스는 가스배출구 (171) 로부터 외부로 배출된다. 로터 (23 ∼ 32) 는 가스를 이송하는 가스이송체이다.

도 1 에 나타낸 바와 같이, 다단루트펌프 (11) 는 케이스 (36) 내에 수용되어 있다. 케이스 (36) 내에는 제어기 (37) 및 전동모터 (M) 를 제어하는 인버터 (38) 가 장착되어 있다. 로터하우징 (12) 의 상면에는 냉각기 (44) 가 설치되어 있으며, 리어하우징 (14) 및 구동부 (33) 의 상면에는 냉각기 (45) 가 설치되어 있다. 제어기 (37) 의 상면에는 냉각기 (46) 가 설치되어 있으며, 인버터 (38) 의 상면에는 냉각기 (47) 가 설치되어 있다. 전동모터 (M) 의 주면에는 냉각기 (48) 가 장착되어 있다.

제어기 (37) 를 냉각하기 위한 냉각기 (46), 인버터 (38) 를 냉각하기 위한 냉각기 (47) 및 전동모터 (M) 를 냉각하기 위한 냉각기 (48) 는 냉각액을 공급하기 위한 주공급관 (49) 의 도중에 개재되어 있다. 리어하우징 (14) 및 구동부 (33) 를 냉각하기 위한 냉각기 (45) 및 로터하우징 (12) 을 냉각하기 위한 냉각기 (44) 는 냉각액을 공급하기 위한 부공급관 (50) 의 도중에 개재되어 있다. 주공급관 (49) 과 부공급관 (50) 의 분기부에는 전자 3 방 밸브 (51) 가 개재되어 있다. 주공급관 (49) 과 부공급관 (50) 의 합류부에는 역류방지기능을 구비한 합류관 (52) 이 개재되어 있다.

전자 3 방 밸브 (51) 는 도 5a 에 나타낸 바와 같이, 부공급관 (50) 으로의 냉각액의 공급을 금지하는 소자상태 (공급금지상태) 와, 도 5b 에 나타낸 바와 같이, 부공급관 (50) 으로의 냉각액의 공급을 허용하는 여자상태 (공급허용상태) 로 전환된다. 주공급관 (49) 에는 도시하지 않은 냉각액 공급원으로부터 냉각액이 보내진다. 냉각액 공급원은 소정 온도, 또한 일정한 공급량 (단위시간당의 공급량) 의 냉각액을 주공급관 (49) 에 보낸다. 주공급관 (49) 으로 보내진 냉각액은 냉각기 (46), 냉각기 (47) 및 냉각기 (48) 를 이 순서로 통과한다. 전자 3 방 밸브 (51) 가 공급금지상태 (소자상태) 에 있는 경우에는, 냉각기 (48) 를 통과한 냉각액은 주공급관 (49) 을 경유하여 합류관 (52) 측으로 흐른다. 전자 3 방밸브 (51) 가 공급허용상태 (여자상태) 에 있는 경우에는, 냉각기 (48) 를 통과한 냉각액은 부공급관 (50) 을 경유하여 냉각기 (45, 44) 측으로 흐른다.

로터하우징 (12) 의 표면에는 온도검출기 (53) 가 장착되어 있다. 온도검출기 (53) 는 로터하우징 (12) 의 표면의 온도를 검출한다. 온도검출수단인 온도검출기 (53) 로 얻어진 온도검출정보는 제어기 (37) 로 보내진다. 제어기 (37) 는 온도검출기 (53) 로부터 얻어진 온도검출정보에 기초하여 전자 3 방 밸브 (51) 의 여소자를 제어한다.

온도검출기 (53) 에 의해 검출된 검출온도 (Tx) 가 미리 설정된 목표온도 (T1) 를 초과하는 경우, 제어기 (37) 는 전자 3 방 밸브 (51) 의 여자를 지령한다. 전자 3 방 밸브 (51) 는 제어기 (37) 로부터의 여자지령에 기초하여 여자한다. 여자된 전자 3 방 밸브 (51) 는 주공급관 (49) 으로부터 부공급관 (50) 으로의 냉각액의 흐름을 허용함과 동시에, 주공급관 (49) 을 경유하는 합류관 (52) 측으로의 냉각액의 흐름을 저지한다. 따라서, 냉각기 (45, 44) 에서의 온도가 저하되며, 냉각기 (45, 44) 에서의 냉각작용이 높아진다. 검출온도 (Tx) 가 목표온도범위 (T1) 이하의 경우, 제어기 (37) 는 전자 3 방 밸브 (51) 의 소자를 지령한다. 전자 3 방 밸브 (51) 는 제어기 (37) 로부터의 소자지령에 기초하여 소자한다. 소자된 전자 3 방 밸브 (51) 는 주공급관 (49) 으로부터 부공급관 (50) 으로의 냉각액의 흐름을 금지함과 동시에, 주공급관 (49) 을 경유하는 합류관 (52) 측으로의 냉각액의 흐름을 허용한다. 따라서, 냉각기 (45, 44) 에서의 온도가 높아지며, 냉각기 (45, 44) 에서의 냉각작용이 저하된다. 이와 같은 냉각작용의 제어가 로터하우징 (12) 의 표면의 온도를 목표온도 (T1) 로 수속시킨다.

제어기 (37) 는 전자 3 방 밸브 (51) 를 공급허용상태와 공급금지상태로 전기적으로 전환제어하는 전환제어수단이 된다. 전자 3 방 밸브 (51) 는 주공급관 (49) 과 부공급관 (50) 의 분기부에 개재된 공급전환수단이 된다. 주공급관 (49) 및 냉각기 (46, 47, 48) 는 주공급경로를 구성한다. 부공급관 (50) 및 냉각기 (44, 45) 는 부공급경로를 구성한다.

제 1 실시 형태에서는 이하의 효과가 얻어진다.

(1-1) 냉각액 공급원으로부터 주공급관 (49) 으로 보내지는 소정 온도, 또한 일정한 공급량의 냉각액은 냉각기 (46, 47, 48) 를 통과하여 제어기 (37), 인버터 (38) 및 전동모터 (M) 를 냉각한다. 공급전환수단인 전자 3 방 밸브 (51) 가 공급허용상태에 있으면, 전동모터 (M) 를 통과한 주공급관 (49) 내의 냉각액이 부공급관 (50) 으로 공급된다. 전자 3 방 밸브 (51) 가 공급금지상태에 있으면, 주공급관 (49) 의 냉각액이 부공급관 (50) 으로 공급되지는 않는다. 부공급관 (50) 을 통과하는 냉각액에 의해 냉각되는 로터하우징 (12) 및 구동부 (33) 는 부공급경로로 공급된 냉각액에 의해 냉각되는 냉각영역이다. 로터하우징 (12) 및 구동부 (33) 는 전자 3 방 밸브 (51) 를 공급허용상태와 공급금지상태로 적당히 전환함에 의한 부공급관 (50) 으로의 냉각액의 간헐공급에 의해 냉각된다.

제어기 (37), 인버터 (38) 및 전동모터 (M) 는 원하는 온도 이하로 냉각할 수 있으면 되는 등의 단순한 냉각영역이다. 그러나, 가스압축을 행하는 펌프실 (39 ∼ 43) 내에서는 배기가스의 종류 (예컨대, 퍼플루오로카본 (PFC) 가스 등) 에따라서는, 온도가 너무 낮으면 배기가스가 고형화하는 경우가 있다. 배기가스의 고형화는 진공펌프의 수명을 단축한다. 따라서, 로터하우징 (12) 은 원하는 온도 이하로 냉각할 수 있으면 되는 등의 단순한 냉각영역은 아니다.

또, 배기가스가 회전축 (19, 20) 의 주면을 따라 구동부 (33) 측으로 침입할 우려도 있으며, 구동부 (33) 에서도 침입한 배기가스의 고형화를 고려한 냉각이 필요하다. 즉, 구동부 (33) 도 원하는 온도 이하로 냉각할 수 있으면 되는 등의 단순한 냉각영역은 아니다.

공급허용상태와 공급금지상태로 전환되는 전자 3 방 밸브 (51) 의 여소자 제어를 적정하게 행하면, 로터하우징 (12) 및 구동부 (33) 를 적정하게 냉각할 수 있다. 전자 3 방 밸브 (51) 의 여소자 전환에 의해 냉각기 (45, 44) 로 냉각액을 간헐공급하는 구성은, 주공급관 (49) 및 부공급관 (50) 을 포함하는 단일의 냉각액 공급계만으로 제어기 (37), 인버터 (38), 전동모터 (M), 구동부 (33) 및 로터하우징 (12) 의 각 냉각영역을 적정하게 냉각하는 것을 가능하게 한다.

(1-2) 부공급관 (50) 으로의 냉각액의 공급에 의해 냉각되는 로터하우징 (12) 의 표면에는 온도검출기 (53) 가 설치되어 있으며, 로터하우징 (12) 의 온도가 온도검출기 (53) 에 의해 검출된다. 제어기 (37) 는 로터하우징 (12) 의 온도에 기초하여 부공급관 (50) 으로의 냉각액의 공급을 제어하고 있다. 로터하우징 (12) 이라는 냉각영역의 온도를 검출하면서 냉각영역의 온도를 제어하는 구성은 로터하우징 (12) 이라는 냉각영역의 냉각의 적정화에 적합하다.

(1-3) 온도검출정보에 기초하여 전자 3 방 밸브 (51) 에 지령을 내는 제어기 (37) 에는 CPU 가 사용된다. 이와 같은 제어기 (37), 및 전동모터 (M) 를 제어하는 인버터 (38) 의 고온화는 제어불량을 초래한다. 전환제어수단인 제어기 (37) 는 주공급관 (49) 에 관하여 전자 3 방 밸브 (51) 보다도 상류에 있으며, 제어기 (37) 및 인버터 (38) 는 주공급관 (49) 내의 냉각액으로 항상 냉각된다. 전자 3 방 밸브 (51) 보다도 상류에서 제어기 (37) 및 인버터 (38) 를 항상 냉각하는 구성은 제어기 (37) 및 인버터 (38) 의 고온화에 의한 제어불량을 확실하게 회피하는데 있어서 유효하다.

(1-4) 전동모터 (M) 의 고온화는 전동모터 (M) 의 수명을 단축한다. 전동모터 (M) 는 주공급관 (49) 에 관하여 전자 3 방 밸브 (51) 보다도 상류에 있으며, 전동모터 (M) 는 주공급관 (49) 내의 냉각액으로 항상 냉각된다. 전자 3 방 밸브 (51) 보다도 상류에서 전동모터 (M) 를 항상 냉각하는 구성은 고온화에 의한 전동모터 (M) 의 수명의 단축을 회피하는데 있어서 유효하다.

(1-5) 배기가스의 압축을 행하면서 흡인작용을 초래하는 다단루트펌프 (11) 는 본 발명의 적용대상으로서 적합하다.

(1-6) 단일의 전자 3 방 밸브 (51) 는 공급전환수단으로서 적합하다.

다음으로, 도 6 와, 도 7a 및 도 7b 의 제 2 실시 형태를 설명한다. 제 1 실시 형태와 동일한 구성부에는 동일한 부호가 붙여져 있다.

이 실시 형태에서는 부공급관 (50) 상에 전자개폐밸브 (54) 가 개재되어 있다. 전자개폐밸브 (54) 는 제어기 (37A) 의 여소자 제어를 받는다. 온도검출기 (53) 에 의해 검출된 검출온도 (Tx) 가 미리 설정된 목표온도 (T1) 를 초과하는경우, 제어기 (37A) 는 전자개폐밸브 (54) 의 여자를 지령한다. 전자개폐밸브 (54) 는 제어기 (37A) 로부터의 여자지령에 기초하여 여자한다. 도 7b 에 나타낸 바와 같이, 여자된 전자개폐밸브 (54) 는 주공급관 (49) 으로부터 부공급관 (50) 으로의 냉각액의 흐름을 허용한다. 따라서, 냉각기 (45, 44) 에서의 온도가 저하되며, 냉각기 (45, 44) 에서의 냉각작용이 높아진다. 검출온도 (Tx) 가 목표온도 (T1) 이하의 경우, 제어기 (37A) 는 전자개폐밸브 (54) 의 소자를 지령한다. 전자개폐밸브 (54) 는 제어기 (37A) 로부터의 소자지령에 기초하여 소자한다. 도 7a 에 나타낸 바와 같이, 소자된 전자개폐밸브 (54) 는 주공급관 (49) 으로부터 부공급관 (50) 으로의 냉각액의 흐름을 금지한다. 따라서, 냉각기 (45, 44) 에서의 온도가 높아지며, 냉각기 (45, 44) 에서의 냉각작용이 저하된다. 이와 같은 냉각작용의 제어가 로터하우징 (12) 의 표면의 온도를 목표온도 (T1) 로 수속시킨다.

제어기 (37A) 는 전자개폐밸브 (54) 를 공급허용상태와 공급금지상태로 전기적으로 전환제어하는 전환제어수단이 된다. 전자개폐밸브 (54) 는 부공급관 (50) 의 도중에 개재된 공급전환수단이 된다.

제 2 실시 형태에서도 제 1 실시 형태에서의 (1-1) 항 ∼ (1-5) 항과 동일한 효과가 얻어진다. 또, 전자개폐밸브 (54) 는 공급전환수단으로서 적합하다.

다음으로, 도 8 ∼ 도 11 의 제 3 실시 형태를 설명한다. 제 2 실시 형태와 동일한 구성부에는 동일한 부호가 붙여져 있다.

도 8 에 나타낸 바와 같이, 부공급관 (50) 상에 제 1 전자개폐밸브 (54) 가개재되어 있으며, 주공급관 (49) 과 부공급관 (50) 의 분기부보다도 하류의 주공급관 (49) 상에 제 2 전자개폐밸브 (55) 가 개재되어 있다. 제 1 전자개폐밸브 (54) 및 제 2 전자개폐밸브 (55) 는 제어기 (37B) 의 여소자 제어를 받는다. 전동모터 (M) 에는 온도검출기 (56) 가 장착되어 있다. 온도검출기 (56) 는 전동모터 (M) 의 온도를 검출한다. 제어기 (37B) 는 온도검출기 (53, 56) 로부터 얻어지는 온도검출정보에 기초하여 전자개폐밸브 (54, 55) 를 여소자 제어한다.

온도검출기 (56) 에 의해 검출된 검출온도 (Ty) 가 미리 설정된 기준온도 (T2) 를 초과하고 있는 것으로 한다. 온도검출기 (53) 에 의해 검출된 검출온도 (Tx) 가 미리 설정된 목표온도 (T1) 를 초과하는 경우, 제어기 (37B) 는 제 1 전자개폐밸브 (54) 및 제 2 전자개폐밸브 (55) 의 여자를 지령한다. 제 1 전자개폐밸브 (54) 및 제 2 전자개폐밸브 (55) 는 제어기 (37B) 로부터의 여자지령에 기초하여 여자한다. 도 10 에 나타낸 바와 같이, 여자된 제 1 전자개폐밸브 (54) 는 주공급관 (49) 으로부터 부공급관 (50) 으로의 냉각액의 흐름을 허용하고, 여자된 제 2 전자개폐밸브 (55) 는 주공급관 (49) 을 경유하는 합류관 (52) 측으로의 냉각액의 흐름을 저지한다. 따라서, 냉각기 (45, 44) 에서의 온도가 저하되며, 냉각기 (45, 44) 에서의 냉각작용이 높아진다. 검출온도 (Tx) 가 목표온도 (T1) 이하의 경우, 제어기 (37B) 는 제 1 전자개폐밸브 (54) 및 제 2 전자개폐밸브 (55) 의 소자를 지령한다. 제 1 전자개폐밸브 (54) 및 제 2 전자개폐밸브 (55) 는 제어기 (37B) 로부터의 소자지령에 기초하여 소자한다. 도 9 에 나타낸 바와 같이, 소자된 제 1 전자개폐밸브 (54) 는 주공급관 (49) 으로부터 부공급관 (50) 으로의 냉각액의 흐름을 금지하고, 소자된 제 2 전자개폐밸브 (55) 는 주공급관 (49) 을 경유하는 합류관 (52) 측으로의 냉각액의 흐름을 허용한다. 따라서, 냉각기 (45, 44) 에서의 온도가 높아지며, 냉각기 (45, 44) 에서의 냉각작용이 저하된다.

온도검출기 (56) 에 의해 검출된 검출온도 (Ty) 가 미리 설정된 기준온도 (T2) 이하가 되어 있는 것으로 한다. 온도검출기 (53) 에 의해 검출된 검출온도 (Tx) 가 미리 설정된 목표온도 (T1) 를 초과하는 경우, 제어기 (37B) 는 제 1 전자개폐밸브 (54) 의 여자를 지령함과 동시에, 제 2 전자개폐밸브 (55) 의 소자를 지령한다. 제 1 전자개폐밸브 (54) 는 제어기 (37B) 로부터의 여자지령에 기초하여 여자하고, 제 2 전자개폐밸브 (55) 는 제어기 (37B) 로부터의 소자지령에 기초하여 소자한다. 도 11 에 나타낸 바와 같이, 여자된 제 1 전자개폐밸브 (54) 는 주공급관 (49) 으로부터 부공급관 (50) 으로의 냉각액의 흐름을 허용하고, 소자된 제 2 전자개폐밸브 (55) 는 주공급관 (49) 을 경유하는 합류관 (52) 측으로의 냉각액의 흐름을 허용한다. 따라서, 냉각기 (45, 44) 에서의 온도가 저하되며, 냉각기 (45, 44) 에서의 냉각작용이 높아진다.

검출온도 (Tx) 가 목표온도 (T1) 이하의 경우에는 양 전자개폐밸브 (54, 55) 는 모두 소자된다.

이와 같은 냉각작용의 제어가 로터하우징 (12) 의 표면의 온도를 목표온도 (T1) 로 수속시킨다.

제어기 (37B) 는 전자개폐밸브 (54) 를 공급허용상태와 공급금지상태로 전기적으로 전환제어하는 전환제어수단이 된다. 제 1 전자개폐밸브 (54) 및 제 2 전자개폐밸브 (55) 는 공급전환수단을 구성한다.

제 3 실시 형태에서도 제 1 실시 형태에서의 (1-1) 항 ∼ (1-5) 항과 동일한 효과가 얻어진다. 부공급관 (50) 으로 공급되는 냉각액은 전동모터 (M) 를 통과한 후의 냉각액이다. 전동모터 (M) 를 통과한 후의 냉각액의 온도는 부공급관 (50) 으로의 냉각액의 공급에 의해 냉각되는 냉각영역 (로터하우징 (12) 및 구동부 (33)) 에 대한 냉각기 (44, 45) 의 냉각작용에 영향을 준다. 주공급관 (49) 에 관하여 부공급관 (50) 보다도 상류에 있는 전동모터 (M) 의 온도에 따라 부공급관 (50) 으로의 냉각액의 공급량을 2 단계로 나누는 제어는, 부공급관 (50) 으로의 냉각액의 공급에 의해 냉각되는 로터하우징 (12) 및 구동부 (33) 의 냉각의 적정도를 향상시킨다.

본 발명에서는 이하와 같은 실시 형태도 가능하다.

(1) 제 1 실시 형태에서, 구동부 (33) 를 냉각하는 냉각기 (45) 를 주공급관 (49) 의 도중에 개재하고, 냉각기 (45) 의 하류측에서 주공급관 (49) 으로부터 부공급관 (50) 을 분기시키고, 주공급관 (49) 과 부공급관 (50) 의 분기부에 전자 3 방 밸브 (51) 를 개재하는 것.

(2) 제 1 실시 형태에서, 로터하우징 (12) 을 냉각하는 냉각기 (44) 와 구동부 (33) 를 냉각하는 냉각기 (45) 를 각각의 부공급관상에 개재하고, 각 부공급관과 주공급관 (49) 의 분기부에 각각 전자 3 방 밸브를 개재하는 것.

(3) 로터하우징 (12) 과 구동부 (33) 를 단일의 냉각기로 냉각하는 것.

(4) 제 1 실시 형태에서, 온도검출기 (53) 에 의해 냉각기 (44) 의 온도를검출하는 것.

(5) 루트펌프 이외의 진공펌프에 본 발명을 적용하는 것.

이상 상세히 서술한 바와 같이, 본 발명에서는 복수의 냉각영역중의 적어도 하나를 냉각하도록 배열형성되어 냉각액을 공급하는 주공급경로와, 복수의 냉각영역중의 적어도 하나를 냉각하도록 배열형성되어 상기 주공급경로로부터 냉각액을 공급하는 부공급경로와, 상기 부공급경로측에 냉각액을 공급하는 공급허용상태와 상기 부공급경로측에 냉각액을 공급하지 않는 공급금지상태로 전환되는 공급전환수단을 구비한 냉각장치를 구성했기 때문에, 진공펌프에서의 복수의 냉각영역을 단일의 냉각액 공급계만으로 적정하게 냉각할 수 있다는 우수한 효과를 발휘한다.

Claims

가스이송체의 이송동작에 의해 흡인작용을 초래하는 진공펌프에 있어서,

상기 진공펌프에서의 복수의 냉각영역중의 하나 이상을 냉각하도록 배열형성되어 냉각액을 공급하는 주공급경로와,

상기 복수의 냉각영역중의 하나 이상을 냉각하도록 배열형성되어 상기 주공급경로로부터 냉각액을 공급하는 부공급경로와,

상기 부공급경로측에 냉각액을 공급하는 공급허용상태와, 상기 부공급경로측에 냉각액을 공급하지 않는 공급금지상태로 전환되는 공급전환수단을 구비한 진공펌프에 있어서의 냉각장치.
제 1 항에 있어서, 상기 공급전환수단을 공급허용상태와 공급금지상태로 전기적으로 전환제어하는 전환제어수단을 구비하고, 상기 부공급경로에 공급된 냉각액에 의해 냉각되는 상기 냉각영역 또는 상기 부공급경로의 온도를 검출하는 온도검출수단을 구비하고, 상기 전환제어수단은 상기 온도검출수단의 온도검출정보에 기초하여 상기 부공급경로에 공급된 냉각액에 의해 냉각되는 상기 냉각영역의 온도를 목표온도로 수속하도록 상기 공급전환수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 진공펌프에 있어서의 냉각장치.
제 2 항에 있어서, 상기 전환제어수단은 상기 주공급경로상의 냉각액에 의해냉각되고, 상기 전환제어수단은 상기 주공급경로에 관하여 상기 공급전환수단보다도 상류에 있는 것을 특징으로 하는 진공펌프에 있어서의 냉각장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가스이송체는 전동모터에 의해 구동되고, 상기 전동모터는 상기 주공급경로상의 냉각액에 의해 냉각되고, 상기 전동모터는 상기 주공급경로에 관하여 상기 공급전환수단보다도 상류에 있는 것을 특징으로 하는 진공펌프에 있어서의 냉각장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 진공펌프는 복수의 회전축을 평행하게 배치함과 동시에, 상기 각 회전축상에 로터를 배열하고, 인접하는 회전축상의 로터를 서로 맞물리게 하고, 서로 맞물린 상태의 복수의 로터를 1 세트로서 수용하는 펌프실을 상기 회전축의 축선방향으로 복수 배열하도록 로터하우징내에 형성한 다단루트펌프이고, 상기 부공급경로상의 냉각액에 의해 냉각되는 냉각영역은 상기 펌프실을 형성하는 상기 로터하우징인 것을 특징으로 하는 진공펌프에 있어서의 냉각장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공급전환수단은 상기 주공급경로와 상기 부공급경로의 분기부에 개재된 전자 3 방 밸브인 것을 특징으로 하는 진공펌프에 있어서의 냉각장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공급전환수단은 상기 부공급경로상에 개재된 전자개폐밸브인 것을 특징으로 하는 진공펌프에 있어서의 냉각장치.