TW201111635A - Dry pump - Google Patents

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201111635 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於正排量型乾式幫浦。 願2009· 本申請案係基於2009年8月14曰於曰本申請之特 187974號主張優先權，此處援用其内容。 【先前技術】 先前為進行排㈣利用乾式幫浦。乾式幫浦具備將轉子 收納於氣缸内之幫浦室。乾式幫浦藉由於氣缸内使轉子旋 轉，而壓縮排氣使之移動，以將設於吸入口之密閉空間減 麼之方式進行排氣（例如參照專利文獻υ。尤其係在以可於 密閉有中間真空或良好真空之空間内獲得之方式進行排氣 之情形，係利用於中心氣缸内形成複數個幫浦室，將該複 數個幫浦室從排氣之吸入口朝向噴出口串聯連接之多：式 乾式幫浦（例如參照專利文獻2)。 若運轉乾式幫冑，則排氣氣體於幫浦室内被壓縮而發 熱，氣缸之溫度上升。例如多段式乾式幫浦一般在欲獲得 良好到達壓力之情形，I置於到達壓力附近之大氣侧（喷 出側）幫浦室之幫浦室的内壓比配翌於真空側之幫浦室之 内壓高。因此，配置於大氣壓側之幫浦室之發熱量變大。 因此，例如已知有利用冷卻液槽冷卻外周氣體流路，形 成有用以將流動於該外周氣體流路之氣體之一部份導入幫 浦室之逆流口之多段式乾式幫浦（例如參照專利文獻3)。如 此幫浦室之冷卻方式稱作逆流冷卻，將利用冷卻液槽冷卻 之氣體之一部份導入於（使之逆流）幫浦室，藉此可抑制幫 150202.doc 201111635 浦室之溫度上升。 [先行技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]日本特表2004-506 140號公報 [專利文獻2]日本特開2003-166483號公報 [專利文獻3]曰本特開平8_丨00778號公報 【發明内容】 [發明所欲解決之問題] 但，如上述之逆流冷卻方式之多段式乾式幫浦，需要在 外周氣體流路與幫浦室之間形成逆流口，中心氣缸之結構 變複雜，因此製造成本變高，有維護所需要之作業負擔增 加之問題。 本發明係為解決上述問題而完成者，其目的係以低成本 提供-種藉由降低局部溫度之不均一，而可提高排氣效率 之乾式幫浦。 [解決問題之技術手段] 為解決上述問題，本發明提供如下之乾式幫浦。 即’本發明之乾式幫浦具有中心氣缸以及側蓋，前述中 心氣缸具備：複數個幫浦室，其包含連通於吸入口之上段 幫浦室，及連通於喷出口之下段幫浦室；複數個轉子，其 分別收納於前述複數個幫浦室之内部；轉子軸，其係前述 轉子之旋轉軸；及側面，其對前述轉子#之轴心方向交 又與則述下段幫浦室鄰接，且形成有通氣孔；前述側蓋 係藉由覆蓋包含前述通氣孔之前述側面而形成空間。 150202.doc 201111635 本發明之@ ^ L八駕浦中，前述通氣孔亦可使内壓相互不同 、〔複數個幫浦室中，最高壓之幫浦室與前述空間連 通。 本發明之乾式幫浦中，前述空間亦可由形成於前述側蓋 之凹。p與前述側面而區劃出。 本發明之乾式幫浦中，前述空間亦可由形成於前述側面 之凹部與前述側蓋而區劃出。 本發明之乾式幫浦中，亦可於前述側蓋之外面形成凹凸 [發明之效果] =式幫浦藉由轉子之壓縮工作等而發熱。並且，各個幫 4至之發熱量—般在欲獲得良好到達壓力之情形，越接近 到達壓力之大氣側(噴出側)幫浦室，内壓越高。本發明之 ，式幫浦中，流入幫浦室之氣體之—部份經由形成於中心 歧之側面之通氣孔而流人形成於侧蓋與“氣缸之側面 之間之空間（氣密室）。 由於側蓋以大面積與外氣接觸，因此空間内之執藉由 蓋而迅速散熱。即，使流人幫浦室之氣體之—部份流入 間内，從而可有效抑制發熱較多之幫浦室之 【實施方式】 以下，針對本發明之乾式幫浦之實施形態，基於附圖 仃說明。此處，為更好地理解發明主旨而具體說明本發 之實施形態。本發明之技術範圍不限於下述實施形能， 不脫離本發明主旨之範圍内可加入各種變更。另二下〗 150202.doc 201111635 明所使用之各圖中，為使各構成要素在附圖上成可認識程 度之大小，而適當地使各構成要素之尺寸及比率與實際者 不同。 圖1係顯不本發明之乾式幫浦之側面剖面圖。另，圖2係 沿著圖1之A-A線所得之正面剖面圖。多段式乾式幫浦i具 備.中心氣紅30 ;分別固定於該中心氣缸3〇之兩側面 30a、30b之側蓋44(第1側蓋）、及副側蓋46(第2側蓋）。中 心氣缸30上形成有氣紅31、32、33 ' 34、35。 乾式幫浦1之厚度互不相同之複數個轉子21、22、23、 24、25分別收納於氣缸3 i、32、33、34、35中。並且，沿 著轉子轴20之軸心方向L形成複數個幫浦室丨丨、I〗、13、 14 、 15 。 如圖2所示，乾式幫浦1具備一對轉子25a、25b，及一對 轉子軸20a、20b。一對轉子25a、25b以一方之轉子25a(第1 轉子）之凸部29p與另一方之轉子25b(第2轉子）之凹部29q嚙 合之方式配置。轉子25a、25b隨著轉子軸2〇a、20b之旋 轉，而於氣缸35a、35b之内部旋轉。使一對之轉子軸 2〇a ' 20b各自相互於相反方向旋轉時，配置於轉子25&、 25b之各凸部29p間之氣體一面沿著氣缸35&、3汕之内面移 動一面被壓縮。 複數個轉子21〜25沿著轉子軸2〇之軸心方向]l配置。各轉 子21〜25與形成於轉子軸2〇外周面之槽部26卡合，限制向 周方向及軸心方向L之移動。各轉子21〜25分別收納於氣缸 31〜35中，構成複數個幫浦室各幫浦室u〜15從排 150202.doc 201111635 氣之吸入口 5向噴出口 6串聯連接，構成多段式乾式幫浦 1 ° 複數個幫浦室11〜15中連通於吸入口 5之第1段幫浦室（上 &幫浦室）11為真空側，即低壓側。另，連通於喷出口 ό之 第5段幫浦室（下段幫浦室）15為常壓側即高壓側。另，在 第1段幫浦室U(上段幫浦室）與第5段幫浦室15(下段幫浦 至）之間，設有第2段幫浦室中段幫浦）、第3段幫浦室 13(中段幫浦室）、及第4段幫浦室丨4(中段幫浦室）。該構成 中’從吸入口 5(真空側、低壓段）之第1段幫浦室11向喷出 口 6(大氣侧、高壓段）之第5段幫浦室15壓縮排氣氣體而使 壓力上升’因此幫浦室之排氣容量階段性減小。具體言 之，於真空側之第1段幫浦室11内壓縮之氣體流動至第2段 幫浦室12。於第2段幫浦室12内壓縮之氣體流動至第3段幫 浦室13。於第3段幫浦室π内壓縮之氣體流動至第4段幫浦 至14。於第4段幫浦室14内壓縮之氣體流動至第5段幫浦室 15中。於第5段幫浦室15内壓縮之氣體從喷出口 6排氣。因 此，從吸入口 5供給之氣體通過幫浦室而漸漸被壓 縮’從喷出口 6排氣。 幫浦室11〜15之排氣容量與轉子之掏出容積及旋轉數成 比例。由於轉子之掏出容積與轉子之片數（葉片數、凸部 之個數）及厚度成比例，因此以厚度從低壓段幫浦室丨i向 高壓段幫浦室15逐漸變薄之方式設定轉子之厚度。又，本 實施形態之乾式幫浦1中，第1段幫浦室丨丨配置於後述之自 由軸承56側，第5段幫浦室15配置於固定軸承54側。 I50202.doc 201111635 氣缸31〜35形成於中心氣缸3〇之内部。側蓋44固定於中 心氣缸30之轴心方向L之端部3〇a，又，副側蓋侧定於中 心氣缸30之端部3〇b。該等一對側蓋料、副侧蓋扑 固定有轴承54、56。 固定於側蓋44之第i軸承54係有角軸承等之軸心方向之 間隙小之軸承，作為限制轉子軸之軸心方向之移動之固定 ^承54而發揮功能。固定於側蓋44之馬料殼42保持有固 疋軸承54之潤滑油58較佳。固定於副側蓋牝之第2軸承％ 係滾珠軸承等之軸心、方向之間隙大之軸承，作為允許轉子 軸之軸心方向之移動之自由轴承56而發揮功能。固定轴承 54旋轉自如地支持轉子⑽之中央部附近，自由軸承⑹走 轉自如地支持轉子軸20之端部附近。 帽48以覆蓋自由軸承56之方式安裝於副側蓋粍上。帽 之内側保持有自由軸承56之潤滑油58較佳。另一方面，於 側蓋44上固定有馬達外殼42。 於馬達外殼之内側配置有Dc無刷馬達等之馬達5 2。馬 達52只對—對轉子軸施、_中-方之轉子轴20a(第！轉 子軸）賦予旋轉驅動力❶對另一方之轉子轴2〇b(第2轉子 軸）’星由配置於馬達52與固定軸承54間之定時齒輪53而 傳達旋轉驅動力。 於中〜氣缸30之外周部份形成有冷媒通路38。於冷媒通 例如抓動作為冷媒之水’冷卻幫浦室12〜1 5。 於側蓋44上，從與中心氣缸3〇之側面3〇a相接之面向轉 軸〇之軸〜方向L形成有凹部61。側蓋44固定於比該凹 150202.doc 201111635 部61更外側’即周緣部上中心氣缸30之側面30a。藉由如 此構成’而在側蓋44與中心氣缸3〇之側面3〇&間，形成以 凹部61及中心氣缸30之侧面30a區劃之特定寬度之空間 62(氣密室）。 另’於側蓋44之外周面形成有凹凸65。該凹凸65使側蓋 44之外周面之表面積增加。並且，凹凸65放熱從空間傳 達於側蓋44之熱’提高散熱性。即’促進外氣冷卻空間 之效果。 另一方面’於中心氣缸30之側面30a形成有使鄰接於空 間62之幫浦至1 5與空間62之間連通之通氣孔63。該通氣孔 63在内壓互相不同之複數個幫浦室11〜15中最高壓側之幫 浦室15與$間62之間，可使氣體之一部份流出流入。 如此之通氣孔63可在中心氣缸3〇之側面3〇a形成複數 個例如，圖2中噴出口 ό附近之區域内，形成有2個比較 小之通氣孔63a、63b，及比其大之通氣孔63c，合計3個通 氣孔6 3。 右運轉如上構成之本實施形態之乾式幫浦丨，則乾式幫 浦1藉由轉子之壓縮工作等而發熱。並且，各個幫浦室 11〜15之發熱量有越靠近高壓側（噴出側）的幫浦室，内壓越 高之傾向，發熱量亦變大十發熱量從幫浦室u向幫浦 室15變多’高壓側之第5段幫浦室15變得最高溫。 但，本實施形態之乾式幫浦1中，從第4段幫浦室14向第 5段幫浦室15流入之氣體之一部份經由形成於中心氣缸％ 之側面30a之通氣孔63而流入於在側蓋44與中心氣缸3〇之 I50202.doc 201111635 側面30a間形成之空間62(圖1之虛線箭頭R)。 側蓋44以大面積與外氣接觸，進而形成凹凸65，藉此側 蓋44之表面積增加，因此產生於側蓋44之凹部“之熱藉由 側蓋44而迅速散熱。藉此，使流入於第5段幫浦室15之氣 體之一部份流入於空間62，從而可有效抑制發熱最多之第 5段幫浦室1 5之溫度上升。 並且，如此大氣側（高壓段）之第5段幫浦室15之冷卻， 只要由具有凹部61之側蓋44形成空間62，於中心氣缸3〇之 側面30a與第5段幫浦室15之間打開通氣孔63即可實現。藉 此，可實現以簡易結構且低成本確實可冷卻大氣側（高壓 段）之幫浦室之乾式幫浦。 >再者，通氣孔Μ之形成個數及配置圖案可根據大氣側 (高壓段）之幫浦室之升溫程度而任意選擇。例如，圖3所示 之乾式幫浦70之變形例中之中心氣缸71之側面7u上，形

成有4個比較小之通氣孔73a、7补、73c、73d，及比其I 之通氣孔73e’合計5個通氣孔73β藉此，提高在空間耻 城側（高壓段）之幫浦室77之間的氣體流通性，提高幫浦 室77之升溫抑制效果。 空間除在側蓋形成凹部外’例如藉由於中心氣缸之側面 形成凹部亦可實現。圖4係顯示本發明之實施形態之變形 例之側面剖面圖。再者，與圖1所示之實施形態相同之構 成附加相同符號，省略冗長說明。該乾式幫浦附，從中 心，虹81之—方之側面81a向轉子軸2g之轴心方向L形成有 凹部82。藉由如此構成’在側蓋84與“氣mi之側面 150202.doc 201111635 81a間，形成以凹部82及側蓋84區劃出之特定寬度之空間 85 〇 另一方面’於中心氣缸81之側面8U，即凹部82之底 面，形成有使鄰接於空間85之幫浦室15與空間以之間連通 之通氣孔87。如此構成之乾式幫浦80中，亦可使流入於第 5段幫浦室1 5之氣體之一部份流入於空間85，經由側蓋84 而散熱。藉此，一般在欲獲得良好到達壓力之情形，可有 效抑制發熱最多之幫浦室，例如第5段幫浦室15之溫度上 升。 [實施例] 以下顯示驗證本發明之效果之實施例。作為本實施例， 使用如圖1、2所示之在中心氣缸3〇之側面3〇a與側蓋料間 形成有空間62，且形成有使鄰接之幫浦室15與空間62之間 連通之通氣孔63之乾式幫浦。又，準備通氣孔之尺寸（開 口徑）較大之乾式幫浦與較小之乾式幫浦此2種。 另，作為比較例，準備無如本發明之空間或通氣孔等之 先前之乾式幫浦。 分別使如此本發明例之乾式幫浦（2種）與比較例之乾式 幫浦運轉’使吸人口之壓力階段性變化，分別測定排氣速 度、動力、幫浦溫度。將如此驗證結果顯示於圖5 ^ 根據圖5A〜圖5C所示之驗證結果，確認本實施例之乾式 幫浦藉由形成使幫浦室與空間連通之通氣孔，而比比較例 之乾式幫浦更可降低動力及幫浦溫度。尤其確認通氣孔之 尺寸（開口徑）越大，該效果（冷卻效果）亦越大。另一方 150202.doc •12· 201111635 面，即使形成通氣孔，亦確認排氣速度不會大幅下降。 [產業上之可利用性] 根據本發明可以低成本提供一種藉由降低局部溫度之 不均-，而可提高排氣效率之乾式幫浦。因此本發明充 分具備產業上之可利用性。 【圖式簡單說明】 圖1係顯示本發明之乾式幫浦之-例之側面剖面圖； 圖2係顯示本發明之乾式幫浦之一例之正面剖面圖； 圖3係顯示本發明之乾式幫浦之變形例之正面剖面圖； 圖4係顯示本發明之乾式幫浦之變形例之側面剖面圖； 圖5Α係顯示吸入口壓力與排氣速度之關係圖； 圖5Β係顯示吸入口壓力與動力之關係圖；及 圖5C係顯示吸入口壓力與幫浦溫度之關係圖。 【主要元件符號說明】 1 乾式幫浦 5 吸入口 6 喷出口 11 〜15 幫浦室 30 中心氣缸 30a 側面 44 側蓋 46 副側蓋 61 凹部 62 空間（氣密室） 65 凹凸 150202.doc •13·

Claims (1)

1. 201111635 七、申請專利範圍： 種乾式幫浦，其特徵在於具備中心氣缸以及側蓋，前 述中心氣缸具備： 複數個幫浦室，其包含連通於吸入口之上段幫浦室及 連通於喷出口之下段幫浦室； 複數個轉子，其分別收納於前述複數個幫浦室之内 部； 轉子轴，其係前述轉子之旋轉軸；及 側面’其對前述轉子軸之軸心方向交又，與前述下段 幫浦室鄰接，且形成有通氣孔； 面而形 刖述側蓋係藉由覆蓋包含前述通氣孔之前述侧 成空間。 2·如請求〜之乾式幫浦，其中前述通氣孔使内壓相互不 同之前述複數個幫浦室中，最高壓之幫浦室與前述空間 連通。 3. 如請求項鴻2之乾式幫浦’其中前述空間係以形成於前 述側蓋之凹部與前述側面而區劃出。 4. 如請求項贼2之乾式幫浦’其中前述空間係以形成於前 述側面之凹部與前述側蓋而區劃出。 5. 如請求項15戈2之乾式幫浦，其中於前述側蓋之外面形成 有凹凸部。 150202.doc