JPH0717978U - ドライ真空ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 凝縮性ガスを排気しても反応生成物がポンプ
内に発生しないドライ真空ポンプを提供する。 【構成】 軸受けを有するポンプボディと、ロータを有
するハウジング部との間に断熱スペーサを介在させ、ハ
ウジング部側は圧縮熱で高温状態に保持し、ポンプボデ
ィ側は冷却機構で冷却する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本発明は、本体部から径方向外方に突出する歯部を有する一対のロータの回転 により、両ロータを覆うハウジング部に吸入されるガスを圧縮して排出するドラ イ真空ポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】

ドライ真空ポンプは半導体関連に用いる装置の真空ポンプ等に広く用いられて いる。図２、３に示す４段式ドライ真空ポンプ１は、４組の吸気側ロータ２と、 ４組の排気側ロータ３と、これらロータ２、３を覆うハウジング部２０（第１部 材２０ａ、第２部材２０ｂ、第３部材２０ｃ、第４部材２０ｄからなる）、およ びポンプボディ３０とを備えている。

【０００３】 各ロータ２、３は、円周方向に沿う外周面４ａ、５ａを有する本体部４、５と 、この本体部４、５から径方向外方に突出するクロウ形の歯部６、７とを有し、 その歯部６、７に隣接する本体部４、５の一部は切欠部４ｂ、５ｂとされている 。各吸気側ロータ２と各排気側ロータ３とに、それぞれ一本のロータ軸８、９が 圧入されている。各ロータ軸８、９の両端は、軸受け１０、１１、１２を介しポ ンプボディ３０および図中最も右側のハウジング部２０の第１部材２０ａにより 支持されている。各ロータ軸８、９の一端に、互いに噛み合うギヤ１３、１４が 取り付けられ、これらギヤ１３、１４を介して各ロータ軸８、９は駆動装置（図 示省略）により回転駆動される。

【０００４】 ハウジング部２０は、ロータ軸８、９の一端を支持する最右方の第１部材２０ ａと、この第１部材２０ａに隣接する第２部材２０ｂと、この第２部材２０ｂに 隣接する第３部材２０ｃと、この第３部材２０ｃに隣接する第４部材２０ｄとを 有している。この第４部材２０ｄは隣接するポンプボディ３０と接続され、各部 材２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄおよびポンプボディ３０はボルト２１により 連結されている。第２部材２０ｂに、図中最右方の吸排気ロータ２、３と右方か ら２番目の吸排気ロータ２、３との仕切り壁２０ｂ′が形成され、第３部材２０ ｃに、図中右方から２番目の吸排気ロータ２、３と右方から３番目の吸排気ロー タ２、３との仕切り壁２０ｃ′が形成され、第４部材２０ｄに、図中右方から３ 番目の吸排気ロータ２、３と最左方の吸排気ロータ２、３との仕切り壁２０ｄ′ が形成されている。また、第１部材２０ａとポンプボディ３０とにロータ軸８、 ９の軸端を覆うカバー２２、２３が取り付けられている。

【０００５】 ハウジング部２０の第１〜第４部材２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄに、吸気 側ロータ２の本体部４の円周方向に沿う外周面４ａよりも径方向内方に位置する 吸気口２５が形成され、第２〜第４部材２０ｂ、２０ｃ、２０ｄおよびポンプボ ディ３０とに、排気側ロータ３の本体部５の円周方向に沿う外周面５ａよりも径 方向内方に位置する排気口２６が形成されている。図３において、仮想線により 吸排気口２５、２６とハウジング２０の内周面とを示す。第１部材２０ａに形成 された吸気口２５は、第１部材２０ａに形成された吸気導入路２７に連通し、ポ ンプボディ３０に形成された排気口２６は、ポンプボディ３０に形成された排気 排出路２８に連通する。また、第２部材２０ｂに形成された吸気口２５と排気口 ２６とは連通路（図示省略）を介し連通し、第３部材２０ｃに形成された吸気口 ２５と排気口２６とは連通路（図示省略）を介し連通し、第４部材２０ｄに形成 された吸気口２５と排気口２６とは連通路（図示省略）を介し連通する。

【０００６】 吸気側ロータ２と排気側ロータ３とが回転することで、吸気導入路２７から導 入されたガスは、まず、第１部材２０ａの吸気口２５から吸気側ロータ２の切欠 部４ｂを介しハウジング部２０に導入され、吸排気ロータ２、３の本体部４、５ とハウジング部２０の内外周間で圧縮され、排気側ロータ３の切欠部５ｂを介し 第２部材２０ｂの排気口２６から排出される（この部分を第１段ポンプという） 。次に、そのガスは第２部材２０ｂの吸気口２５から吸気側ロータ２の切欠部４ ｂを介しハウジング部２０に導入され、同様に圧縮されて第３部材の排気口２６ から排出される（この部分を第２段ポンプという）。次に、そのガスは第３部材 ２０ｃの吸気口２５から吸気側ロータ２の切欠部４ｂを介しハウジング部２０に 導入され、同様に圧縮されて第４部材２０ｄの排気口２６から排出される（この 部分を第３段ポンプという）。最後に、そのガスは第４部材２０ｄの吸気口２５ から吸気側ロータ２の切欠部４ｂを介しハウジング部２０に導入され、同様に圧 縮されてポンプボディ３０の排気口２６から排気排出路２８を通って排出される （この部分を第４段ポンプという）。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

このようなドライ真空ポンプでは、ガスが第１段ポンプから第４段ポンプに送 られるに従って、圧縮されるため、圧縮熱が発生する。この圧縮熱は排気口側に 最も近い第４段ポンプにおいて最も高くなる。そのため、発生した熱によって軸 受け１０、１１の温度が高くならないようにポンプボディ３０に設けられた軸受 け１０、１１近傍に冷却水路３２を設けて、軸受け１０、１１の冷却を行い、軸 受けが正常に機能するようにしていた。

【０００８】 しかしながら、凝縮性のガスを扱う場合、この冷却が問題となった。すなわち 、冷却によって軸受け１０、１１だけでなく、ポンプボディ３０も冷却されるた めポンプボディ３０に設けられた排気排出路２８、ポンプボディ３０と隣接する 第４段ポンプの壁面にガスが固化して生成物が付着してしまうこととなった。

【０００９】 そのため、凝縮性ガスを排気するときは、軸受け１０、１１を冷却水の流量を 制御して冷却しすぎないように微調整をしなければならず、また、冷却水の水温 などによっても影響を受けるのでこまめに冷却水の管理をする必要があった。

【００１０】 本考案は以上のような課題に着目してなされたものであって、凝縮性のガスが 固化することなく排気できるドライ真空ポンプを提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

本考案はかかる目的を達成するために次のような構成を採用したものである。 すなわち、本考案に係るドライ真空ポンプは、吸気側ロータと、排気側ロータと 、両ロータを覆うハウジング部と、両ロータのロータ軸を支承する軸受け部およ びこの軸受け部を冷却する冷却水路を設けたポンプボディ部とを備え、各ロータ は、円周方向に沿う外周面を有する本体部と、この本体部から径方向外方に突出 する歯部とを有し、両ロータの回転により吸気口からハウジング内に吸入される ガスを圧縮して排気口から排出するドライ真空ポンプにおいて、ハウジング部と ポンプボディ部との間に断熱スペーサを備えたことを特徴とする。

【００１２】

【作用】

本考案の構成のドライ真空ポンプにあっては、ポンプボディとハウジング部と の間にある断熱スペーサにより、これらの間の熱の伝達が遮断される。したがっ て、ハウジング部側は圧縮熱により高温となる一方、ポンプボディ側は冷却水に よる冷却で低温となる。これにより、軸受けは十分に冷却されるとともに、ガス が流れるポンプ部分や排気口は高温に保持される。

【００１３】

【実施例】

以下、図面を参照して本考案の実施例を説明する。なお、従来例と共通する部 分には同一符号を付し、その説明を省略する。

【００１４】 図１に示す４段式ドライ真空ポンプ１は、４組の吸気側ロータ２と、４組の排 気側ロータ３と、これら吸排気ロータ２、３を覆うハウジング部２０（２０ａ、 ２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅからなる）、およびポンプボディ３０とを備え ている。

【００１５】 従来例と異なり、第４段ポンプの吸排気ロータ２、３はハウジング部２０とし ての第４部材２０ｄと、第５部材２０ｅとに覆われており、この第５部材２０ｅ は軸受け１０、１１を有するポンプボディ３０と別の部材にて構成される。第５ 部材２０ｅには排気口２６およびこれに連通する排気排出路２８が設けられてい る。

【００１６】 第５部材２０ｅとポンプボディ３０との間には断熱スペーサ３１が挟まれ、第 ５部材２０ｅとポンプボディ３０とが直接接触しないようにしている。この断熱 スペーサ３１は、熱伝導を抑えるために断熱スペーサ３１の接触面に凹部を設け て、第５部材２０ｅおよびポンプボディ３０との接触面積を小さくするようにし ている。また、熱伝導率の低い材質（例えばステンレス鋼や樹脂等）を用いても よい。

【００１７】 本実施例の吸気側ロータ２と排気側ロータ３とが回転することで、吸気導入路 ２７から導入されたガスは、まず、第１部材２０ａの吸気口２５からハウジング 部２０に導入され、第１段ポンプの吸排気ロータ２、３で圧縮され、その排気側 ロータ３側の排気口２６から排出される。次に、そのガスは第２部材２０ｂの吸 気口２５から第２段ポンプに導入され、同様にして圧縮される。さらに第３段、 第４段ポンプで圧縮が繰り返された後に、ガスは第５部材２０ｅの排気口２６か ら排気排出路２８を通って排出される。このようにしてガスが圧縮されていくに つれて、圧縮熱が発生し、ハウジング部２０が高温に保持される（第４段ポンプ に近づく程高温になる）。そのためポンプ内でのガスの固化による生成物発生は 抑えられる。特に生成物はガス温度が低く、ガス圧力条件が高いほど増える傾向 にあるので、ガスが圧縮されて圧力が高くなる第４ポンプ側で発生しやすいが、 圧縮熱により第４ポンプ側が最も高温となるので第４ポンプ側についても生成物 は発生しにくい。

【００１８】 一方、断熱スペーサ３１によって熱伝達が遮断されているポンプボディ３０側 は冷却水路３２によって冷却され、軸受け１０、１１が高温となることはないの で軸受け１０、１１が正常に機能することができる。

【００１９】 なお、本実施例では、第４段ポンプ側の軸受け１０、１１についてのみ冷却し 、軸受け１０、１１を有するポンプボディ３０をハウジング部２０と断熱したが 、第１段ポンプ側の軸受け１２についても同様の構造にしてもよい。すなわち、 第１部材２０ａを第１段ポンプ側と軸受け１２側とに分離してこれらの間に断熱 スペーサを設け、軸受け１２側に冷却水を流すようにしてもよい。軸受け１２は 軸受け１０、１１ほどには高温になることがないが、軸受け１２についても熱伝 導により温度上昇するので冷却により軸受け機能を向上することができる。

【００２０】 また、本実施例ではハウジング部２０は加工、組立の都合から２０ａ〜２０ｅ の５つの部材に分けてこれらを組み立てるようにして構成したが、本考案を逸脱 しない範囲で加工、組立がしやすいように部材形状や数を変更してもよい。

【００２１】

【考案の効果】

本考案のドライ真空ポンプによれば、軸受けを冷却しつつポンプ部分が高温に 保持することができるので、凝縮性のガスを排気するときでもポンプ部分に生成 物が付着することなく使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例のドライ真空ポンプの断面図

【図２】従来からのドライ真空ポンプの断面図

【図３】従来からのドライ真空ポンプのハウジング部断
面図

【符号の説明】

２：吸気側ロータ ３：排気側ロータ ４、５：本体部 ６、７：歯部 ８、９：ロータ軸 １０、１１、１２：軸受け ２０：ハウジング部 ３０：ポンプボディ ３１：断熱スペーサ ３２：冷却水路

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸気側ロータと、排気側ロータと、両ロ
   ータを覆うハウジング部と、両ロータのロータ軸を支承
   する軸受け部およびこの軸受け部を冷却する冷却水路を
   設けたポンプボディ部とを備え、各ロータは、円周方向
   に沿う外周面を有する本体部と、この本体部から径方向
   外方に突出する歯部とを有し、両ロータの回転により吸
   気口からハウジング内に吸入されるガスを圧縮して排気
   口から排出するドライ真空ポンプにおいて、ハウジング
   部とポンプボディ部との間に断熱スペーサを備えたこと
   を特徴とするドライ真空ポンプ。