(57)【要約】【課題】ルーツロータ間での液体の閉じ込み現象による異常音の発生や軸封部への水分の浸入による軸受け寿命の低下を防止するルーツ式真空ポンプを提供すること。【解決手段】ルーツロータ１５の各ローブ１６の中心線から回転方向側に所定寸法だけ離れた位置の周面に、ケーシング１の内周面１ａとの隙間が回転方向に向かって広がるような断面形状の逃し溝１７を各ローブの全長にわたって形成し、軸封部８は、ハウジング７の内径部に１又は複数のハウジングオイルシール２５とカラー２６とをケーシング１への取付け面７ｂに近い箇所から順に装着し、そのカラー２６と軸受け９との間に配置した水分振り切り用リング３０をルーツロータ１５の回転軸１８に固定すると共にカラー２６と該リング３０との対向面に生ずる隙間をラビリンスシールが形成されるように設けられ、軸封部８に溜まる液を真空室に戻す通路７ｃをハウジング７の吐出口側に設けた。【選択図】図３
2010203422.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸込口と吐出口を形成したケーシング内に一対の３葉ルーツロータを設け、そのケーシングの側方の開口部を塞ぐように取り付けられたハウジングに装着した軸受けによりルーツロータの回転軸を支持すると共に該ロータ側と該軸受けとの間における空気の出入りを防止する軸封部を設け、その吸込口と吐出口の間が連通することのないように両ルーツロータを回転させることにより吸込口から吸引した空気を吐出口から吐出するルーツ式真空ポンプにおいて、
前記ルーツロータの各ローブの中心線から回転方向側に所定寸法だけ離れた位置の周面に、前記ケーシングの内周面との隙間が回転方向に向かって広がるような断面形状の逃し溝を各ローブの全長にわたって形成し、
前記軸封部は、前記ハウジングの内径部に１又は複数のハウジングオイルシールとカラーとを前記ケーシングへの取付け面に近い箇所から順に装着し、そのカラーと前記軸受けとの間に配置した水分振り切り用リングを前記回転軸に固定すると共に該カラーと該リングとの対向面に生ずる隙間をラビリンスシールが形成されるように設けられ、その軸封部に溜まる液を真空室に戻す通路を当該ハウジングの吐出口側に設けたことを特徴とするルーツ式真空ポンプ。
【請求項２】
吸込口と吐出口を形成したケーシング内に一対の３葉ルーツロータを設け、そのケーシングの側方の開口部を塞ぐように取り付けられたハウジングに装着した軸受けによりルーツロータの回転軸を支持すると共に該ロータ側と該軸受けとの間における空気の出入りを防止する軸封部を設け、その吸込口と吐出口の間が連通することのないように両ルーツロータを回転させることにより吸込口から吸引した空気を吐出口から吐出するルーツ式真空ポンプにおいて、
前記ルーツロータの各ローブの中心線から回転方向側に所定寸法だけ離れた位置の周面に、前記ケーシングの内周面との隙間が回転方向に向かって広がるような断面形状の逃し溝を各ローブの全長にわたって形成し、
前記軸封部は、前記ハウジングの内径部に１又は複数のハウジングオイルシールとカラーとを前記ケーシングへの取付け面に近い箇所から順に装着し、そのカラーと前記軸受けとの間に配置した水分振り切り用リングを前記回転軸に固定すると共に該カラーと該リングとの対向面に生ずる隙間をラビリンスシールが形成されるように設けられ、
その軸封部に溜まる液をドレンとして外部に排出するドレン通路を当該ハウジングに設けると共に該ドレン通路の出口側にドレン排出用バルブを設けたことを特徴とするルーツ式真空ポンプ。
【請求項３】
前記逃し溝が、三角形状の断面に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のルーツ式真空ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、封水又は真空室への液の流入を可能とした単段又は多段ルーツ式真空ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の３葉ルーツ式真空ポンプにおけるルーツロータは、周面が凸円弧曲線で回転軸の中心から等角度間隔に配置された３個のローブと、各ローブ同士を接続する周面が凹円弧曲線の谷部からなる形状とされ、２本のルーツロータは、ケーシングの内面とローブの外面とのクリアランス及び相互のクリアランスを０．１〜０．３ｍｍ程度に保ってケーシングに挿入されている。
【０００３】
湿式仕様で真空室に毎分１〜５&#8467;の水を封入する場合又は真空室に流入するガスから液が発生する場合には、前記クリアランスを約０．５〜１ｍｍと大きく設けるが、封入する水の量的変化によりポンプ性能にバラツキを生じ、ルーツロータ間に液体が閉じ込まれてしまう閉じ込み現象（いわゆる液ガミ）による異常音・異常振動を発生する。また、ルーツロータの回転軸を支持するハウジング内の軸封部へ水分が勢いよく浸入した場合には、軸受けのオイルを洗い流して潤滑不良を生じ、軸受けの寿命を低下させる等のトラブルがあった。
【０００４】
特許文献１には、ローブの中心線を回転方向に少し越えた周面に、ほぼＶ形の切込溝を軸方向に形成したルーツロータが開示されている。その出願考案は、圧送液体、気体中に固形粒子が混入する場合において、ローブの外面とケーシングの内周面との間に該粒子が噛み込んで摩耗を生ずることを目的としたものである。この文献には、前述した軸封部への水分の浸入による軸受けの寿命低下に関する事項について何も記載されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開昭５４−５８６０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、ルーツロータ間での液体の閉じ込み現象による異常音・異常振動の発生や軸封部への水分の浸入による軸受け寿命の低下を防止するルーツ式真空ポンプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために請求項１に記載した発明は、吸込口と吐出口を形成したケーシング内に一対の３葉ルーツロータを設け、そのケーシングの側方の開口部を塞ぐように取り付けられたハウジングに装着した軸受けによりルーツロータの回転軸を支持すると共に該ロータ側と該軸受けとの間における空気の出入りを防止する軸封部を設け、その吸込口と吐出口の間が連通することのないように両ルーツロータを回転させることにより吸込口から吸引した空気を吐出口から吐出するルーツ式真空ポンプにおいて、
前記ルーツロータの各ローブの中心線から回転方向側に所定寸法だけ離れた位置の周面に、前記ケーシングの内周面との隙間が回転方向に向かって広がるような断面形状の逃し溝を各ローブの全長にわたって形成し、
前記軸封部は、前記ハウジングの内径部に１又は複数のハウジングオイルシールとカラーとを前記ケーシングへの取付け面に近い箇所から順に装着し、そのカラーと前記軸受けとの間に配置した水分振り切り用リングを前記回転軸に固定すると共に該カラーと該リングとの対向面に生ずる隙間をラビリンスシールが形成されるように設けられ、その軸封部に溜まる液を真空室に戻す通路を当該ハウジングの吐出口側に設けたことを特徴とする。
【０００８】
同様の目的を達成するために請求項２に記載した発明は、吸込口と吐出口を形成したケーシング内に一対の３葉ルーツロータを設け、そのケーシングの側方の開口部を塞ぐように取り付けられたハウジングに装着した軸受けによりルーツロータの回転軸を支持すると共に該ロータ側と該軸受けとの間における空気の出入りを防止する軸封部を設け、その吸込口と吐出口の間が連通することのないように両ルーツロータを回転させることにより吸込口から吸引した空気を吐出口から吐出するルーツ式真空ポンプにおいて、
前記ルーツロータの各ローブの中心線から回転方向側に所定寸法だけ離れた位置の周面に、前記ケーシングの内周面との隙間が回転方向に向かって広がるような断面形状の逃し溝を各ローブの全長にわたって形成し、
前記軸封部は、前記ハウジングの内径部に１又は複数のハウジングオイルシールとカラーとを前記ケーシングへの取付け面に近い箇所から順に装着し、そのカラーと前記軸受けとの間に配置した水分振り切り用リングを前記回転軸に固定すると共に該カラーと該リングとの対向面に生ずる隙間をラビリンスシールが形成されるように設けられ、
その軸封部に溜まる液をドレンとして外部に排出するドレン通路を当該ハウジングに設けると共に該ドレン通路の出口側にドレン排出用バルブを設けたことを特徴とする。
【０００９】
同様の目的を達成するために請求項３に記載した発明は、請求項１又は２に記載のルーツ式真空ポンプにおいて、前記逃し溝が、三角形状の断面に形成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
（請求項１の発明）
このルーツ式真空ポンプによれば、ルーツロータ間における液体の閉じ込み現象による異常音・異常振動の発生を防止することができる。さらに、ハウジングの軸封部へ浸入した水分・液は、水分振り切り用リングによって吹き飛ばされて軸封部内に溜まり、通路を介して真空室に戻されるため軸受け寿命の低下を防止することができる。
【００１１】
（請求項２の発明）
このルーツ式真空ポンプによれば、ルーツロータ間における液体の閉じ込み現象による異常音・異常振動の発生を防止することができる。さらに、ハウジングの軸封部へ浸入した水分・液は、水分振り切り用リングによって吹き飛ばされて軸封部内に溜まり、ドレンとしてドレン排出用バルブにより適時に外部に排出することができる。
【００１２】
（請求項３の発明）
このルーツ式真空ポンプでは、逃し溝を三角形状の断面に形成しており、ルーツロータ間に閉じ込められる液体が逃し溝に進入して該液体の圧力が異常に高くなることが抑制されるため、異常音・異常振動の発生が生じなく円滑な回転作動が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明にかかる３葉ルーツ式真空ポンプの縦断側面図
【図２】同、要部の縦断正面図
【図３】軸封部の要部を示す断面図
【図４】ハウジングを取付け面側から見た説明図
【図５】本発明にかかる他の実施例の３葉ルーツ式真空ポンプの縦断側面図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明の最良の形態例を図面に基づいて説明する。
【００１５】
本発明にかかる３段式３葉ルーツ式真空ポンプＰを図１に示す。なお、この発明は、多段式３葉ルーツ式真空ポンプに限定されることなく、単段式３葉ルーツ式真空ポンプにも適用可能である。
【００１６】
このルーツ式真空ポンプＰは、吸込口４と吐出口５を形成したケーシング１内に上下一対の３葉ルーツロータ（以下、「ルーツロータ」という）１５を設けている。図１に示すように、ケーシング１には、第１真空室２ａ、第２真空室２ｂ、第３真空室２ｃが形成されていて、第１真空室２から後段の真空室２ｂ，２ｃに向かうに従い容積が小さくなるように設けられている。そして、ルーツロータ１５については、上記各真空室２ａ〜２ｃの大きさに合わせてロータ部１５ａ〜１５ｃの軸方向の長さが異なるように設けられている。７，７はケーシング１の側方の開口部を塞ぐように取り付けられたハウジングであり、ハウジング７，７に装着した軸受け９，９によりルーツロータ１５の回転軸１８を両端支持している。８はルーツロータ１５側と軸受け９との間における空気の出入りを防止するためにハウジング７に設けた軸封部である。１０は軸受け９の抜け止めを施すスナップリングである。
【００１７】
ルーツロータ１５，１５の回転軸１８，１８の一方端には、タイミングギヤ１９，１９が噛み合うように取り付けられてナット２０，２０により夫々固定されている。１１はハウジング７に取り付けられたギヤカバーである。ギヤカバー１１内には、下方のタイミングギヤ１９の下部が浸る程度に潤滑用オイルが収容されている。他方のハウジング７には、上側のルーツロータ１５の駆動軸としての回転軸１８を挿入するシール１３が装着されたカバー１２を取り付けている。その回転軸１８に取り付けたカップリング２１は、図示しない電動モータにより駆動されるように設けられている。
【００１８】
図２において、前記ロータ部１５ａ〜１５ｃの各ローブ１６には、その中心線ｏから回転方向側に所定寸法だけ離れた位置の周面１６ａに、ケーシング１の内周面１ａとの隙間が回転方向に向かって広がるような三角形状の断面の逃し溝１７をローブの全長にわたって形成している。この逃し溝１７は、湿式仕様時などにケーシング１内に封入される水による前記閉じ込み現象を防止するために設けている。
【００１９】
なお、逃し溝１７をローブ１６の先端から離れた位置に設けているのは、ローブ１６の先端からの空気の漏れを防止するためである。逃し溝１７の容積については、ロータ部１５ａ〜１５ｃの外周面とケーシング１の内周面１ａとにより囲まれる容積の約１〜３パーセントが適当である。また、ケーシング１内に封入される水量については、ルーツ式真空ポンプＰの理論容積の約０．２〜０．５パーセントが妥当である。
【００２０】
図３において、前記軸封部８については、ハウジング７の内径部７ａに１又は複数、この実施例では２個のハウジングオイルシール２５とカラー２６とをケーシング１への取付け面７ｂに近い箇所（奥）から順に装着している。詳しくは、一方のハウジングオイルシール２５は、カラー２６のシール固定用穴２６ａに装着されている。そして、ハウジングオイルシール２５のシール部２５ａは、ルーツロータ１５の回転軸１８に嵌着されたスリーブ２３の外周面に弾接されている。２４はスリーブ２３の内部に装着されたｏリングである。２７はカラー２６の外側に装着されたｏリングである。２８はハウジング７に装着されたグランドパッキンであり、グランドパッキン２８の内周部は、ルーツロータ１５の回転軸１８に接触するように設けられている。
【００２１】
３０はカラー２６と軸受け９との間に配置されていて、回転軸１８に固定された水分振り切り用リングである。この水分振り切り用リング３０とカラー２６については、両者の対向面に生ずる隙間を公知のラビリンスシールが形成されるように設けられている。
【００２２】
図３、図４に示すように、水分振り切り用リング３０の位置するハウジング７の内径部７ａの箇所と、同ハウジング７の前記吐出口５側の取付け面７ｂに至る間には、第１真空室２ａ、第３真空室２ｃから軸封部８に浸入する水分・液を各真空室２ａ、２ｃに戻すための通路７ｃが設けられている。
【００２３】
また、ハウジング７には、タイミングギヤ１９の回転作動により軸受け９に降りかかった潤滑用オイルの一部が軸封部８へ浸入しないようにギヤ室１９ａに戻すための通路７ｄを設けている。
【００２４】
しかして、吸込口４と吐出口５の間が連通することのないように両ルーツロータ１５，１５を回転させることにより吸込口４から吸引した空気を第１真空室２ａに吸い込んで圧縮し、ついで、第２真空室２ｂ、第３真空室２ｃの順に吸い込んで圧縮しつつ吐出口５から吐出する本発明にかかる３段式３葉ルーツ式真空ポンプＰが構成される。
【００２５】
つぎに、本発明にかかる３段式３葉ルーツ式真空ポンプＰの特有な作用について説明する。
（１）ルーツ式真空ポンプＰを湿式仕様でケーシング１内に水を封入する場合や洗浄機の乾燥用に使用されて水分の混入がある場合において、ケーシング１内に吸い込まれて圧縮された空気中の水分は逃し溝１７に流入するので、ルーツロータ１５のロータ部１５ａ〜１５ｃの間で閉じ込み現象が生ぜず、閉じ込み現象に起因する異常音や異常振動が発生しない。
（２）上記（１）の場合において、第１真空室２ａ、第３真空室２ｃから軸封部８に水分・液が浸入したとしても、水分振り切り用リングによって吹き飛ばされて軸封部内に溜まる。そして、それらは通路７ｃを介して各真空室２ａ、２ｃに戻されることから、軸受け９の潤滑用オイルが洗い流されることなく軸受け９の潤滑が良好に維持される。
【００２６】
ところで、前述した３段式３葉ルーツ式真空ポンプＰでは、軸封部に溜まる液を真空室に戻す構成としているところ（請求項１の発明に対応）、軸封部に溜まる液をドレンとして外部に排出する構成にすることもできる（請求項２の発明に対応）。
【００２７】
即ち、図５に示す本発明に係る他の実施例の３段式３葉ルーツ式真空ポンプＰ′は、軸封部８に溜まる液をドレンとして外部に排出するドレン通路７ｅをハウジング７に設けている。そして、そのドレン通路７ｅの出口側に接続したドレンパイプ３２にドレン排出用バルブ３３を設けている。
【００２８】
なお、この３段式３葉ルーツ式真空ポンプＰ′は、軸封部に溜まる液をドレンとして外部に排出する構成以外については前記３段式３葉ルーツ式真空ポンプＰの構成と同じ構成とされているので、それと同じ構成部分については符号を流用して図面に記入して説明を省略する。また、ドレン通路７ｅについては、図３に二点鎖線にて表した。
【００２９】
上述した３葉ルーツ式真空ポンプＰ及び３葉ルーツ式真空ポンプＰ′では、何れも一対の３葉ルーツロータ１５を上下方向に配置する縦型構造としているが、これに代えてルーツロータを横方向に平行に配置する横型構造とすることも可能である。横型構造の場合における他の構成部分については、縦型構造に準じた構成とするものとする。
【符号の説明】
【００３０】
Ｐ・・・本発明にかかる３段式３葉ルーツ式真空ポンプ
１・・・ケーシング
４・・・吸入口
５・・・吐出口
７・・・ハウジング
７ｃ・・・通路
７ｅ・・・ドレン通路
８・・・軸封部
９・・・軸受け
１５・・・３葉ルーツロータ
１６・・・ローブ
１７・・・逃し溝
１８・・・回転軸
２５・・・ハウジングオイルシール
２６・・・カラー
３０・・・水分振り切り用リング
３３・・・ドレン排出用バルブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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