(57)【要約】ポータブルベーン式ロータリ真空ポンプ（３）はハウジング（７）の空間内に偏心して取り付けられ、ハウジングの空間とほぼ横の位置（４３）で接触する。接触する横の位置（４３）はロータの回転方向（２１）にあって空間の吸入路（３１）と吐出路（３３）の間に位置する。ポケット（Ｐ）はロータ（１３）と潤滑オイルを収集して貯蔵する空間の間にあって接触領域（４３）の直ぐ上に形成される。オイルを貯蔵すると接触領域（４３）でのシールを強固にし、１段階で高真空に到達することができる。ポータブル真空ポンプ（１）はまたポンプ（１）も本体に着脱自在に取り付けられたオイル貯蔵カートリッジ（４）を備える。本発明の他の特徴はカートリッジ（４）内に循環するオイルの状態を看視するための視認可能な表示器（２０）を備えたこと、冷却ファン（５０）のための加速ギア配列（５４）とポータブルベーン式真空ポンプ（３）の減速ギア配列を備えたことである。
2008513676.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の軸の回りに延在して、少なくとも空間の一部を形成する部分を有する内面を備えたハウジングと、第１の軸と平行に配置された第２の軸の回りを回転し、前記空間の中に装着されたロータとを備えたポータブルベーン式ロータリ真空ポンプであって、
前記ロータは前記ロータの溝の中にそれぞれ摺動可能に取り付けられた少なくとも２個のベーンを備え、モータは前記ロータを前記空間内の前記第２の軸を中心とする第１の回転方向に駆動し、前記ベーンは内側部分と外側部分を有し、前記外側部分は前記ロータが前記空間を複数のチャンバに分割する空間内で前記第２の軸の回りを前記モータによって回転駆動される際に前記ハウジングの内面に接触し、
前記ハウジングは更に、少なくとも１個の吸入路と、前記内面に少なくとも前記空間と液体を介して連通する吐出路とを有し、該吐出路は第１の軸の回りの第１の位置において内面に連通し、前記吸引路は前記第１の回転方向に位置する前記第１の位置から離れた前記第１の軸の回りの第２の位置で前記内面に連通し、
前記ロータは略円状で、第２の軸の回りに延在し、前記吐出路と前記吸入路の間で前記第１の軸の回りを前記第１の回転方向にある第３の位置で前記ハウジングの内面に接触する前記第１と第２の略円状の外面を備え、
更にオイルを前記ハウジングの空間に供給するオイル供給装置を備えたオイルシステムを有し、
前記ロータの前記円状の外面は前記第１の位置で前記水平面の下でハウジングの内面を通過し、前記吐出路は前記第１の位置で少なくとも１個の上部領域を有し、
前記ロータの円状の外面と前記第１の位置における前記吐出路との間にポケット領域を形成する前記ロータの円筒状の外面から離間し、前記吐出路は前記ハウジングの内面から前記第１の位置の上の第４の位置まで上方に延在し、
前記吐出路は前記ハウジングの前記内面に連通し、前記空間に供給されたオイルは収集されて前記第１の位置から前記第４の位置まで前記吐出路を概ね満たし、前記ロータの筒状の外面と前記第１の位置にある前記吐出路の間で前記ポケット領域を概ね満たすポータブル真空ポンプ。
【請求項２】
前記ロータが前記空間の内面にほぼ接触する前記第３の位置は、前記第２の軸の前記回転方向に沿ってロータの前記筒状の外面の接線位置及び前記水平面から略９０度回転した場所に位置する請求項１に記載のポータブル真空ポンプ。
【請求項３】
前記第３の位置はロータの筒状の外部面の接線位置及び前記水平面から前記第２の軸の前記回転方向に少なくとも３０度回転した場所に位置する請求項１に記載のポータブル真空ポンプ。
【請求項４】
前記第３の位置はロータの筒状の外部面の接線位置及び前記水平面から第２の軸の回りの前記回転方向に少なくとも６０度回転した場所に位置する請求項１に記載のポータブル真空ポンプ。
【請求項５】
前記第３の位置はロータの筒状の外部面の接線位置及び前記水平面から第２の軸の回りの前記回転方向に少なくとも９０度回転した場所に位置する請求項１に記載のポータブル真空ポンプ。
【請求項６】
前記ベーンは溝の中で自由に浮いた状態で置かれ、前記第３の位置を越えると下方への力の成分が加えられ、重力は前記ハウジングの内面に接触するようにベーンの外方への動きを助ける請求項５に記載のポータブル真空ポンプ。
【請求項７】
更に前記第１と第４の位置との間で選択的に前記吐出路を開閉するために取り付けられたバルブを有する請求項１に記載のポータブル真空ポンプ。
【請求項８】
前記バルブはリードバルブである請求項７に記載のポータブル真空ポンプ。
【請求項９】
前記第４の位置にある前記吐出路は外気と液体を介して連通する請求項１に記載のポータブル真空ポンプ。
【請求項１０】
前記オイルシステムはハウジングの空間にオイルを供給するオイル供給装置の上流に着脱可能なオイル貯蔵カートリッジを有し、前記オイルシステムは更にオイルを前記吐出路の第４の位置から前記オイル貯蔵カートリッジまで輸送するオイル回収装置を備えた請求項９に記載のポータブル真空ポンプ。
【請求項１１】
前記オイル回収装置は外気と液体を介して連通する請求項１０に記載のポータブル真空ポンプ。
【請求項１２】
前記オイル貯蔵カートリッジは入口を有し、前記第４の位置は前記オイル貯蔵カートリッジの入口より高いところにあり、オイルは前記第４の位置から前記オイル貯蔵カートリッジの入口に流れ込む請求項１１に記載のポータブル真空ポンプ。
【請求項１３】
前記オイルシステムはハウジングの空間にオイルを供給するオイル供給装置の上流に着脱可能なオイル貯蔵カートリッジを有し、前記オイルシステムは更に前記吐出路の第４の位置から前記オイル貯蔵カートリッジまで輸送するオイル回収装置を備え、前記貯蔵カートリッジは少なくとも前記回収装置から回送された前記オイルのための少なくとも１個のオイル溜め部分を形成し、前記貯蔵カートリッジは簡単な手動操作で着脱自在に取り付けるオイル溜め部分を有し、オイル溜め部分を有する前記貯蔵カートリッジは第２の貯蔵カートリッジとユニットごと交換可能な請求項１に記載のポータブル真空ポンプ。
【請求項１４】
前記貯蔵カートリッジは概ね透明で硬い物質から製作される請求項１３に記載のポータブル真空ポンプ。
【請求項１５】
前記モータは駆動軸を有し、前記ロータは被駆動軸を備え、前記駆動軸は軸の回りに第１の回転速度で回り、更に前記モータの前記駆動軸と前記ロータの前記被駆動軸の間にあって操作可能に連結した減速ギア配列を有し、前記被駆動軸は第１の回転速度より低い回転速度で回転する請求項１に記載のポータブル真空ポンプ。
【請求項１６】
前記被駆動軸の前記第２の回転速度は前記第１の回転速度の約１／２である請求項１５に記載のポータブル真空ポンプ。
【請求項１７】
更に前記被駆動軸の上に取り付けられる冷却ファンと、前記モータの前記駆動軸と前記ロータの前記被駆動軸の間にあって操作可能に連結した加速ギア配列とを備え、前記被駆動軸は前記第１の回転速度より速い第３の回転速度を有する請求項１５に記載のポータブル真空ポンプ。
【請求項１８】
前記第３の回転速度は第１の速度の約２倍である請求項１７に記載のポータブル真空ポンプ。
【請求項１９】
冷却ファンを有すると共に前記モータは駆動軸を有し、前記冷却ファンは被駆動軸を備え、前記駆動軸は軸の回りに第１の回転速度で回り、更に前記モータの駆動軸と前記冷却ファンの被駆動軸の間にあって操作可能に連結した加速ギア配列を有し、前記被駆動軸は前記第１の回転速度よりも速い回転速度で回転する請求項１に記載のポータブル真空ポンプ。
【請求項２０】
前記被駆動軸の回転速度は第１の回転速度の約２倍である請求項１９に記載のポータブル真空ポンプ。
【請求項２１】
前記空間の一部を形成する部分は前記第１の軸の回りに少なくとも略楕円形状に延在する区域を有する請求項１に記載のポータブル真空ポンプ。
【請求項２２】
前記第１の位置と第２の位置は前記第１の軸の回りに延在する前記ハウジングの内面の部分を通過する請求項１に記載のポータブル真空ポンプ。
【請求項２３】
第１の軸の回りに延在して、少なくとも空間の一部を形成する部分を有する内面を備えたハウジングと、第１の軸と平行に配置された第２の軸の回りを回転し、前記空間の中に装着されたロータとを備えたポータブルベーン式真空ポンプであって、
前記ロータは前記ロータの複数の溝の中にそれぞれ摺動可能に取り付けられた少なくとも２個のベーンを備え、モータは前記ロータを前記空間内の前記第２の軸を中心とする第１の回転方向に駆動し、前記ベーンは内側部分と外側部分を有し、前記外側部分は前記ロータが前記空間を複数のチャンバに分割する空間内で、前記第２の軸の回りを前記モータによって回転駆動されると前記ハウジングの内面に接触し、
更に、前記ハウジングは内面を通過してそれぞれ液体を介して連通する少なくとも１個の吸入路と少なくとも１個の吐出路を有し、前記吐出路は第１の軸の回りの第１の位置において内面に連通し、前記吸入路は前記第１の回転方向に位置する前記第１の位置から離れた前記第１の軸の回りの第２の位置で前記内面に連通し、
更に着脱可能な貯蔵カートリッジを備えた潤滑オイルシステムを有し、オイル供給システムはオイルを前記貯蔵カートリッジから前記ハウジングの空間に供給し、オイル回収システムは前記ハウジングの前記空間から前記貯蔵カートリッジにオイルを回収し、前記貯蔵カートリッジは前記ハウジングの空間から前記オイル回収装置によって回送される前記オイルを貯蔵するための少なくとも１個のオイル溜め部分を形成するポータブル真空ポンプ。
【請求項２４】
前記着脱可能な貯蔵カートリッジは概ね透明で硬い材料から製作されるオイル溜めを備えた請求項２３に記載のポータブル真空ポンプ。
【請求項２５】
前記着脱可能な貯蔵カートリッジに装着されるオイル溜めのオイルの状態を看視する視認可能な表示器を備えた請求項２４に記載のポータブル真空ポンプ。
【請求項２６】
前記潤滑システム中の概ね全てのオイルは前記着脱可能な貯蔵カートリッジ内に貯められる請求項２３に記載のポータブル真空ポンプ。
【請求項２７】
前記回収装置によってハウジングの空間から回収された概ね全てのオイルは前記着脱可能な貯蔵カートリッジのオイル溜めに貯蔵される請求項２３に記載のポータブル真空ポンプ。
【請求項２８】
概ね全てのオイルは前記着脱可能な貯蔵カートリッジに含まれる請求項２３に記載のポータブル真空ポンプ。
【請求項２９】
更に前記手動操作可能な装置によって着脱自在に取り付けられる第２のオイル貯蔵装置を備え、前記空間から前記回収装置によって回収されたオイルを貯蔵するオイル溜めを備えた前記第１の貯蔵カートリッジは手動でユニットごと外され、前記第２の貯蔵カートリッジとの交換が可能な請求項２３に記載のポータブル真空ポンプ。
【請求項３０】
前記貯蔵カートリッジはオイルの入口と着脱可能にシールして係合し、貯蔵カートリッジから前記ハウジングの空間にオイルを供給するオイル吸入装置を備えた請求項２３に記載のポータブル真空ポンプ。
【請求項３１】
前記貯蔵カートリッジは前記オイル回収装置からのオイルを受け入れるためのオイルの入口を備えた請求項３０に記載のポータブル真空ポンプ。
【請求項３２】
前記オイルの入口は外気と液体を通して連通する請求項３１に記載のポータブル真空ポンプ。
【請求項３３】
前記回収装置は前記貯蔵カートリッジのオイルの入口に通ずる下方に傾いた導管を有し、前記回収装置のオイルは前記貯蔵カートリッジのオイルの入口に重力の作用で流れ込む請求項３２に記載のポータブル真空ポンプ。
【請求項３４】
前記回収装置は前記貯蔵カートリッジのオイルの入口に通じる、下方に傾いた導管を有し、前記回収装置のオイルは重力の作用でオイルの入口から前記貯蔵カートリッジに注がれる請求項３１に記載のポータブル真空ポンプ。
【請求項３５】
ポンプ、モータ及び冷却ファンを備えたポータブル型ポンプ装置であって、前記モータは駆動軸を有し、前記冷却ファンは被駆動軸を備え、前記駆動軸は軸の回りに第１の回転速度で回り、更に前記モータの前記駆動軸と前記冷却ファンの前記被駆動軸の間にあって操作可能に連結した加速ギア配列を有し、前記被駆動軸は前記第１の回転速度よりも速い回転速度で回転するポータブル真空ポンプ。
【請求項３６】
前記第２の被駆動軸の回転速度は前記第１の回転速度の概ね２倍である請求項３５に記載のポータブル真空ポンプ。
【請求項３７】
前記ポンプは被駆動軸を有し、更に前記モータの駆動軸と前記ポンプの被駆動軸の間にあって操作可能に連結した減速ギア配列を有し、前記ポンプの前記被駆動軸は前記第１の回転速度よりも遅い第３の回転速度で回転する請求項３５に記載のポータブル真空ポンプ。
【請求項３８】
前記第３の回転速度は第１の速度の概ね１／２である請求項３７に記載のポータブル真空ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はポータブルベーン式ロータリ真空ポンプに関するものであり、特に空調機や冷凍装置に使われるポンプの分野に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ポータブルベーン式真空ポンプは空調機や冷凍設備等の装置の保守点検において、冷媒の再充填に先立ち、装置を高真空にするために使われている。典型的な保守点検作業では、初めに装置の冷媒が回収され、補修のために構成するユニットが解体される。その後、再び冷媒を元に戻す前に、空気と残された水分の多くはシステム外に除去されるが、それをしないと冷媒の性能が低下してしまう。また、空気や水分が少しでもシステムに残ると、冷凍機の熱循環に悪い影響を及ぼし、異常かつ非能率な運転状況を生み出すことになる。加えて、装置のコンポーネント内に残留する空気や水分は好ましくない化学反応を起こし、システム内に氷の結晶を作ってコンポーネントの破損を促すことがある。
【０００３】
そのような補修作業においてできるだけ真空度を上げるには、ポンプの運転条件の最適化が必要になる。運転効率を左右するのは、オイルの潤滑とシーリングの条件である。良好な補修を実施するために慣行上又は多くの真空ポンプのマニュアルでは、真空ポンプのオイルは使うたびに交換したほうが良いとされている。このように頻繁なオイル交換が推奨されるのは、オイルがシステム中に残留する不純物や大気中の水分により直ちに変質してしまうからである。このことから、媒体を再充填する前にシステムから空気や水分を適宜に抜くことは、真空ポンプによる必要な真空度の達成には不可欠になっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
通常、真空ポンプのオイルは決められた頻度で交換されることは稀である。またそれが望ましいことであっても、オイル交換は避け得ない汚れと能率の悪さを伴う作業である。多くのポンプは潤滑やシールの向上又は効率的な放熱を目的に、全体又は少なくとも部分的にオイルバスやオイル溜めに浸漬可能に設計されている。ポンプのオイルを交換する際には、自然落下により古いオイルを抜き取り、中にフラッシュをかけて洗い流した後に新しいオイルを注入するが、この作業は長時間を要し労働集約的である。
【０００５】
各使用目的に応じて又は決められた頻度でオイルを交換する代りに、多くのポンプには作業者がオイル溜めのオイルの量や中の状態を観察して、点検の是非を判断するための覗き窓が取り付けられている。しかし、覗き窓は多くの場合に長い間に汚れ、使い古したオイルで黒ずんでくるため、それを通して中を見るのが非常に困難になり、不可能な場合もある。結局、作業者がオイルの交換が必要かどうかを判断する際に、オイル溜めのオイルの量や中の状態を正確に読み取ることは実質的に不可能になる。
【０００６】
本発明は以上の背景及び他の問題を念頭においてなされた。本発明では１段階だけで高い真空度を得るポータブルベーン式真空ポンプが開示される。更に、ポンプには古いカートリッジを簡単に取り除き、新しいカートリッジに交換することによって、簡便、迅速にオイルが交換できる着脱可能なオイル貯蔵カートリッジが備えられている。
【０００７】
本発明はポータブルベーン式ロータリ真空ポンプに関するものである。ポンプはハウジング内の横の位置で円周に接触又は密着するために、ハウジングに偏心して装着されるロータを備えている。ロータが接触する横の位置はロータの回転方向にあって吸引口と吐出口の間にある。このような配置のもとで、ロータが回転すると、ロータとハウジングの円周が接する接触領域の直ぐ上にポケットが生じ、そこにオイルが集められ貯蔵される。オイルが貯蔵されることによって、その下の接触領域でのシールが促され、１段階だけで高い真空度を得ることができる。
【０００８】
本発明のポータブル真空ポンプは、ポンプ本体に着脱可能に取り付けるオイル溜めカートリッジを備えている。カートリッジには最初新しいオイルが補充され、簡易にかつ迅速にポンプに取り付けることができる。ポンプが作動すると、オイルがポンプとカートリッジの間を循環する。カートリッジにはオイル溜めがあり、ポンプの運転が終ると、オイル溜めに古いオイルが貯まったカートリッジはユニットごと外され、新しいカートリッジと交換される。本発明の他の特徴は、カートリッジが視認可能な表示器を備えていることで、オイルの状態を看視することができる。更に、冷却ファンを加速するためのギア配列、ポータブル真空ポンプを減速するためのギア配列などにも特徴がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１、図２に示すように、本発明のポンプ１はポータブル型で、モータ５により駆動するロータリベーン式真空ポンプ３（図２、図３参照）を備えている。ベーン式ポンプ３は図３（図２の線３−３に沿った断面図）に好適に示され、部分的には空間を有するハウジング軸１１の回りに延在する内面９を備えたハウジング７から形成される。図に示すように、内面９は９’で表した位置では、ハウジング軸１１の回りに略楕円状の断面を持って非対称に延在するが、所望ならばハウジング軸１１の回りに対称的に延在することもできる。ポンプ１のロータ１３はロータ軸１５の回りを回転するために、ハウジング７の空間（図３）内に装着される。図に示すようにロータ軸１５とハウジング軸１１は位置が離れており、略平行になっている。ロータ１３は複数の溝１９内に、それぞれ摺動可能に装着される少なくとも２つのベーン１７を備えている。
【００１０】
運転に際しては、図２のモータ５はハウジング７の空間内で、ロータ１３を図３に示すロータ軸１５の回りの第１の方向２１に向けて回転させる。ロータ１３の各ベーン１７は内側の端部２３と外側部分２５とを備えている。外側部分２５はロータ軸１５の回りをモータ５の駆動によって回転するロータ１３により生ずる遠心力の作用で、ハウジング７の内面９に接触する。図に示すように、ベーン１７はハウジング７の空間を複数のチャンバ２７、２７’、２７”に分割する。
【００１１】
図３のハウジング７は内面９に沿って、少なくとも１個の吸入路３１と少なくとも１個の吐出路３３を備えている。吸入路３１と吐出路３３はそれぞれハウジング７の空間と液体を通して連通している。図３に示すように、吐出路３３はハウジング軸１１の回りの第１の位置であるポート３５においてハウジング７の内面９に連通している。同様に、図３に示すように吸入路３１はハウジング軸１１の回りの第２の位置であるポート３７においてハウジング７の内面９に連通している。第２の位置であるポート３７はロータ１３の回転方向２１内で、ハウジング軸１１の回りにある吐出路３３の第１の位置であるポート３５から離れて配置されている。
【００１２】
ロータ１３はロータ軸１５の回りに延在する略円状の外面４１（図３参照）を備え、それ自体も略円状である。図に示す円状の外面４１は、ハウジング軸１１の回りの第３の位置４３でハウジング７の内面９と密着する。密着した第３の位置４３は、吸入路３１の第１の位置であるポート３５と吐出路３３の第２の位置であるポート３７の間に位置する。
【００１３】
本発明のポンプは図３に示すようにオイルシステム２を備えている。このオイルシステム２はオイル貯蔵カートリッジ４とハウジング７の空間に貯蔵カートリッジ４からオイルを供給するオイル吸入管６と、貯蔵カートリッジ４にハウジング７の空間からオイルを回収するオイル回収管８とから形成される。
【００１４】
図３に示すように、ロータ１３の円状の外面４１は略水平な面Ｈに向かって上方に延在する。面Ｈは位置Ｔにおいて円状の外面４１に対して略接線を成している。図３の第１の位置であるポート３５において、ハウジング７の吐出路３３は水平な面Ｈの下でハウジング７の内面９に連通している。第１の位置であるポート３５において、吐出路３３の上部はロータ１３の円状の外面４１から離間している。このように、ポケット領域Ｐはロータ１３の円状の外面４１と吐出路３３の第１の位置であるポート３５の間に形成される。更に、吐出路３３は図に示すようにハウジング７の内面から外に向かって突出し、延在部分３３’を経て第１の位置であるポート３５の上の第４の位置４５に向かって上方に伸びている。
【００１５】
更に詳述するように、ハウジング７の空間に貯蔵カートリッジ４からオイル吸入装置６によって供給されたオイルは吐出路３３に集められ、そこに満たされる。上方に伸びる延在部分３３’を備えた吐出路３３は、第１の位置から第４の位置までオイルで満たされることが望ましい。更に、詳しく後述するように、オイルはポケット領域Ｐに満たされる。ポケット領域Ｐは上述のようにロータ１３の円状の外面４１と吐出路３３の第１の位置であるポート３５の間に形成される。このように、オイルはロータ１３が回転する際にはポケット領域Ｐに貯蔵される（図３〜図７参照）。オイルが貯蔵されると、ロータ１３の円状の外面４１がハウジング７の内面９に密着する接触領域４３の直ぐ上にオイルを供給するようになる。そのため、外面４１とベーン１７の外側部分２５が密着する領域を通過すると、接触領域４３とハウジング７の円状の外面４１、そしてベーン１７の外側部分２５の間で非常に密な密着が実現する。ポケット領域Ｐに貯蔵されたオイルは、円状の外面４１及びベーンの外側部分２５が接触領域４３に向かう際に形成するオイルの自由皮膜と同じように、接触領域４３の上に液体シール部分を形成する。従って、本発明のポンプ１は非常に高い真空度（５０〜１５０μｍＨｇ）を１段階で達成することができる。
【００１６】
より詳細には、図３〜図７の一連の図を見ても分かるように、チャンバ２７（図３）は図７に示す位置で吸入路３１内の気体（空気や水蒸気）を吸引するために真空度が最高値に到達するまで、徐々に膨らんでゆく（図４〜図６参照）。それまでに図７のチャンバ２７’に吸引されていた気体は直ちに圧縮される。圧縮はロータ１３とベーン１７が図３に示す位置から図４〜図６の各位置に移動する間に達成される。その場合に、圧縮された気体は上方への延在部分３３’を備えた吐出路３３の中にあるオイルの液体障壁の方に追いやられる。オイルの液体障壁は図４に示すように、第１の位置であるポート３５から第４の位置４５まで延在する。延在部分３３’はポート３５において３／８インチほどの径を持つ吐出路３３から２インチ程度上方に垂直に伸びている。
【００１７】
図３〜図７のリード又はフラップバルブ５１（ばね鋼の片部材）は、位置３５と位置４５の間で吐出路３３を開閉する役割を持つ。リードや類似のバルブ５１はそれらを通る気体やオイル等に基づく圧力波や容量に応答して振動やパタパタする揺れを起こす。このような場合に、ポケット領域Ｐのオイルや吐出路３３（上方に延在した延在部分３３’を含む）に集められたオイルは、騒音や泡を発生するようになる。オイルの頭位置は吐出路３３（上方への延在部分３３’を含む）の中にあるため、収集された又は供給されたオイルは、ロータ１３が回転すると吐出路３３とポケット領域Ｐに留まる。このオイルの収集や貯蔵によって、前述のように接触領域４３の直ぐ上のポケット領域Ｐでシールするためのオイルが継続的に供給される。この収集されたオイルは円状の外面４１を自由に塗布し潤滑するので、ロータ１３の外側部分２５は接触領域４３で非常に密なシールを実現することができる。収集されたオイルは機械的強度を保持するために、接触領域４３とロータ１３の回転する部分の間に生ずる隙間を埋める。この高いシール力によって、図７に示した接触領域４３とベーン１７が形成するチャンバ２７内の真空度は、例えば５０〜１５０μｍＨｇにまで上げられる。ポンプ１は勿論、２段階の運転にも使用できる。しかし、粗い運転条件であっても、本発明のポンプ１では１段階だけで水分や他の汚染物質を沸騰させるために十分な真空度（例えば５００μｍＨｇ）を達成することができる。この１段階だけによる作業は簡便で、組立部品の点数と保守点検の頻度を低減させるため、多段階を経るポンプに比べて有利である。
【００１８】
接触領域４３は図３〜図７に示され、接線位置Ｔからロータ軸１５の回りを約９０度回転したところに位置する。しかし、接触領域４３はポケット領域Ｐにオイルが収集される限り、接線位置Ｔにより近い所に位置することもできる。ポケット領域Ｐがオイルを収集できる位置にあるならば、接触領域４３は９０度過ぎた位置にあってもよいし、望むならば１８０度回転したところにあってもよい。接触領域４３の位置を少なくても９０度又はそれ以上の角度にすると、溝１９の中にばねが取り付けられていなくとも、ベーン１７が作動する利点が得られる。回転力とは別に関与する重力は、ベーン１７の外側部分２５をハウジング７の内面９に沿って、外側に押し付けながら移動させる遠心力に補助的な力を加える。図７において、ベーン１７が接触領域４３から下方に移動し、次のチャンバ２７を生成し始める時に重力の助けがある。このため、図７の破線で示したベーン１７が接触領域４３の後又はそれを越えて移動する際に、下方に働く力の成分が生ずる。そこでは重力の補助的な力によって、ベーン１７がハウジング７の内面９に対して外側に押し付けるように接触する。ベーン１７は溝１９の中で自由な浮いた状態にあることが望ましいが、溝１９の中でベーン１７を外に向けるためには、ばねや類似の部材も使用できる。しかし、そのようなばねは疲労し易く、長時間運転に耐えられないので、ポンプの寿命を短くし、補修も必要になってくる。
【００１９】
図３に戻って参照すると、オイルは貯蔵カートリッジ４からオイル吸入管６を通ってハウジング７の空間に入り、吐出路３３（上方への延在部分３３’を含む）からオイル回収管８を経由して貯蔵カートリッジに戻るという経路を絶えず循環している。図３の吐出路３３の位置４５において、気体は吐出路３３を経てオイルの中を通りながらおよそ分離され、排出管５３から外に出る。上方に傾いた排出管５３は外気と液体を介して連通し、干渉部材５５が排出管５３に取り付けられる。干渉部材５５は移動してきたオイルの気体を分離し、図３の位置４５に向けてオイルを戻すようにする。
【００２０】
外気と液体を介して連通する位置４５から、オイルは重力の作用により下に傾いた管８に沿って、貯蔵カートリッジ４の入口１０から貯蔵カートリッジ４のオイル溜め部１２に流れ込む。ここで、入口１０は管８を液体シールする必要はなく、貯蔵カートリッジ４の内部は入口１０とオイル溜め１２のオイル面１４の上で液体を介して外気と通じている。貯蔵カートリッジ４の入口１０と外気とを液体を介して連通させ、回収管を取り付けることによって、バラスト装置を省略できることが本発明の利点になっている。シールされたオイル溜めを有する他の装置の設計では、真空ポンプの運転の最終段階で、水分や他の不純物から成る気体を抜き取るためのバラスト装置を必要とする。これがないと、水分や気体の不純物とオイル溜めのオイルとが混ざってしまい、ポンプの効率が下がるからである。
【００２１】
図８に示すように、貯蔵カートリッジ４は透明な材料（例えばプラスチック）で製作することが望ましい。そして、ポンプ１の本体の前に置くことがよい。貯蔵カートリッジ４は他の位置に置いてもよいが、これらを含めた全ての場合、貯蔵カートリッジ４はポンプ１の本体に、簡単な操作でしかも手動により着脱自在に取り付けられることが望ましい。このように、作業の間中、ポンプ１を通して循環する間に汚れたオイルは、貯蔵カートリッジ４のオイル溜め部１２に再び戻されるので、貯蔵カートリッジ４（汚れたオイルが入ったオイル溜め１２を含めて）はユニット単位で簡単かつ迅速に外され、新しいオイルが入った他の貯蔵カートリッジと交換することができる。対照的に、他のポンプを使用する場合に作業者は、オイル溜めからのオイルを排出し、中を洗浄して再び清浄なオイルを注入するという、時間のかかる労働集約的な作業を行わなければならない。
【００２２】
更に、着脱可能な貯蔵カートリッジ４は透明な硬いプラスチックで製作することが望ましく、ポンプ１の本体の中が見えるように装着されるので、作業者は簡単かつ迅速にモニタを通してオイルの状態を把握することができる。貯蔵カートリッジ４は全体が透視できることが望ましい。これは他のポンプがオイルを見るために単に覗き窓又は類似の手段を講じていることとは対照的である。このような覗き窓にはケーキ状の汚れが付き易くなり、ポンプ内を循環して汚れたオイルが皮膜を形成して内部を視覚的にブロックするため、実際には使いものにならなくなる。
【００２３】
本発明による貯蔵カートリッジ４は図８〜図１２に示すように操作が簡単で、手動が可能な多くの方法でポンプ１に着脱自在に取り付けることができる。例えば、図８〜図１１に示す貯蔵カートリッジ４はリップ１６、１６’によって取り付けられ、１個のリップ１６はＬ字形のブラケット５５（図８）によって支持され、他のリップ１６’は偏心した係合部材５７によって係合される。貯蔵カートリッジ４を脱着する際は、ノブ６１（図８〜図１１）を使って、偏心した係合部材５７を手動で回すとリップ１６’が外れる。貯蔵カートリッジ４は図１１のように手で傾けるか下に曲げて、図１１の右側に移動させ、対向するリップ１６をＬ字形のブラケット５５から外す。外された貯蔵カートリッジ４はその後に中の汚れを落とし、再びオイルで満たされるが、望ましくは新しいオイルの入った予備の貯蔵カートリッジ４とそっくり交換したほうがよい。
【００２４】
図１２の実施の形態では、貯蔵カートリッジ４は簡単で変形可能なＬ字形クリップ６３を使って、ポンプ１の本体に着脱自在に取り付けられる。貯蔵カートリッジ４はポンプ１に簡単なねじ山をつけて螺合したり、ねじで固定するなどの方法で取り付けることもできる。
【００２５】
図で示した実施の形態では、ポンプ１で使われるオイルはそのオイルシステムを含めてポンプが停止しているときは、貯蔵カートリッジ４のオイル溜め１２に戻し、そこに留められる。このような方法では、貯蔵カートリッジ４を新しいオイルを充填した予備のカートリッジと交換すれば、本発明のポンプ１のオイルもほぼ同時に交換されることになる。しかし、着脱自在の貯蔵カートリッジ４のオイル溜め１２は、ポンプ１の本体に固定する据付型のオイル溜め等の大きなオイル溜めに代えることもできる。貯蔵カートリッジ４を交換しても、ポンプ１のオイルは直ちに交換されるわけではない。むしろ、時間ごとにオイルの一部しか交換されないが、そのようなときでも一度に交換されるオイルの量は少なくとも全オイルの殆どをカバーすることが望ましい。さもないと、オイルの大部分は常に使い古したオイルで占められ、到達すべき真空度に悪影響が及ぶからである。何れにせよ、本発明の着脱可能な貯蔵カートリッジ４を使えば、重力任せのオイル廃棄や他のポンプに見られる古いオイルの掃除、新しいオイルの注入など、長時間を費やす労働集約な作業を避けることが可能になる。
【００２６】
上述の貯蔵カートリッジ４は透明なプラスチックで製作され、ポンプ１の本体の上で中が見える状態で装着されることが望ましい。従って、オイルの状態を見るために図８で参照符号２０を付した視認可能な表示器を貯蔵カートリッジ４の中（例えばオイル溜め１２の底部）に取り付けることができる。図８と図１１に示した実施の形態では、視認可能な表示器２０はオイル溜め１２の穿孔された隔壁２２の右側に示してある。この配置では、オイル溜め１２は穿孔された隔壁２２の両側に取り付けられる。穿孔された隔壁２２を使う目的は、回収されたオイルの中に望まれないほど大きな粒体（例えば削りかす）又は他の物質がオイル溜め１２の左側に通り抜けることを防止することにある。このオイル溜め１２の左側からオイルは管２４を通って、図３のハウジング７の空間に通ずるオイル吸入管６に吸引される。これによって、オイル溜め１２の右側には視認可能な表示器２０による看視により、汚れたと認識されるオイルが入ることになる。
【００２７】
視認可能な表示器２０は穿孔された隔壁２２の右側、又は左側の何れに置かれても、図示された視認可能な表示器２０（図１３〜図１５）は貯蔵カートリッジ４の前面から上方に傾いた傾斜面２６を有している。オイルが使用されて黒くなるにつれて、傾斜面２６の上の文字Ａ−Ｅ又は他の符号は徐々に読み難くなってくるので、作業者はオイルが劣化したことを知り、貯蔵カートリッジ４を取り外して交換すべきことを認識する。透明なプラスチック製の貯蔵カートリッジ４には、他の視認可能な表示器も使うことができる。しかし、オイル溜めを備えた貯蔵カートリッジ４の全体は作業者によく見えるので、視認可能な表示器２０はオイル溜め１２の底部に置いても、回収するオイルの状態を良好に観察することができる。
【００２８】
取り外し可能で交換できる貯蔵カートリッジ４は、位置２８（図８と図１１参照）でディペンディング管２４の吐出口３０と、図３のハウジング７に通ずるオイル吸入管６への吸入口３２（図１１）の間を密着シールする。管２４（図８）はオイル溜め１２のオイル面１４よりも下まで伸びている。そして、ロータ１３によって生じた真空は管２４に、そしてハウジング７の空間に達するオイル吸入管６に計量されたオイルを吸引する。図１６〜図１８に示した上述の方法では、貯蔵カートリッジ４のオイル溜め１２から図２と図３のオイル吸入管６を通って吸引されたオイルはオイル吸入管６の端部６５からロータ１３の側部にある各ディンプル６５’（図１６と図１７）に輸送される。次いで、各ディンプル６５’は図１６、図１８に示す固定のハウジング壁６７に沿って、図１６の満たされたディンプル６５’が図１８のハウジング壁６７の中で溝６９と並ぶまで移動する。その後に、オイルは満たされたディンプル６５’から図１８の溝６９に入り、溝６９の内部を巡って、ロータ１３の側部に延在するチャンネル７１に連通する。そこからオイルはベーン溝１９に入り、ベーン１７の外側に向けて移動しハウジング７の空間に入る。ハウジング７の空間は部分的には、図３のハウジング軸１１の回りに延在する図示された内面９と定義される。吸引路３１と吐出路３３は図３に示すように、内面９の中でポート３５とポート３７にそれぞれ位置する。しかし、各ポートはハウジング７の中で空間を規定する内面９の残部を形成するハウジング壁６７の内面とも連通することができる。
【００２９】
ポータブルポンプ１は図１９（図２の線１９−１９に沿った背面図）に示すように冷却ファンを備えることが望ましい。ファン５０は複数の比較的大きな翼５２を有し、段階的加速ギア配列５４（図２０）を通して、図２のモータ５の駆動軸５’によって駆動する。運転に当たっては、駆動軸５’は第１の回転速度（例えば、１７００ｒｐｍ）で回転し、加速ギア配列５４はファン５０の被駆動軸５６をより高い回転速度（例えば３０００ｒｐｍと約２倍の速度又はそれ以上）で回転させる。これによって、モータ５とポンプユニット３を含む部品を冷却する際に、比較的大量の冷却空気（例えば３００立方フィート／分）が送られる。更に、本発明のポンプ１はモータ５の駆動軸５’とロータ１３の被駆動軸１３’との間に減速ギア配列５８を備えている。ロータ１３の被駆動軸１３’の回転速度はモータ５の回転速度よりも低い（例えば、８００〜１２００ｒｐｍでモータ駆動軸５’の回転速度の約１／２か、それよりやや早い程度にまで落とされる）。ロータリ式ベーン型ポンプ３はモータ５と同じ回転速度又は同程度の回転速度で回転する場合に比べて、より長い運転が可能で冷却効率も高くなる。冷却器のポンプ３は他のポンプの設計のようにオイル溜めに浸漬する必要はない。ファン５０の加速ギア配列とロータリベーン式ポンプ３の減速ギア配列の組み合わせは、本発明のポータブル型では特に有利であり、このようなポンプは屋外（例えば屋根の上で）の非常に暑い環境条件下でも屡々使用される。そのような条件下では、他のポンプの場合は直ちにオーバーヒートしてしまい、使用に耐えなくなる。また、ファン５０のための加速ギア配列５４は他の冷媒回収用を含む他のポータブルポンプユニットにも応用できる。
【００３０】
本発明を幾つかの実施の形態とそれに伴う図面によって開示した。この技術の多くの変更、改善、他の構造配置、そして他の実施の形態も、以下のクレームで構成されるこの発明の範囲から逸脱することなく本発明の教示の許で実行される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】ポータブル真空ポンプの斜視図である。
【図２】ポータブル真空ポンプの部分断面図である。
【図３】図２で示したポータブル真空ポンプの線３−３に沿った断面図で、オイルの系統図を示したものである。
【図４】図３に示したポータブル真空ポンプの作動状態を連続的に表示した図である。
【図５】図３に示したポータブル真空ポンプの作動状態を連続的に表示した図である。
【図６】図３に示したポータブル真空ポンプの作動状態を連続的に表示した図である。
【図７】図３に示したポータブル真空ポンプの作動状態を連続的に表示した図である。
【図８】着脱可能なオイル貯蔵カートリッジを示すポンプの正面図である。
【図９】図８に示した線９−９に沿った断面図で、オイル貯蔵カートリッジを係合する偏心した係合部材を示したものである。
【図１０】図９に類似するが、偏心した係合部材の開いた状態を示したものである。
【図１１】オイル貯蔵カートリッジをポンプの本体から手で取り外す第１の方法を示したものである。
【図１２】オイル貯蔵カートリッジをポンプの本体から手で取り外す第２の方法を示したものである。
【図１３】図１１の線１３−１３に沿った断面を示したものである。
【図１４】オイル貯蔵カートリッジに取り付け、オイルの状態を観察するための視認可能な表示器の作用を示したものである。
【図１５】オイル貯蔵カートリッジに取り付け、オイルの状態を観察するための視認可能な表示器の作用を示したものである。
【図１６】オイルをポンプのハウジング内に導入する１方法を示したものである。
【図１７】オイルをポンプのハウジング内に導入する１方法を示したものである。
【図１８】オイルをポンプのハウジング内に導入する１方法を示したものである。
【図１９】図２の線１９−１９に沿ったポータブル真空ポンプの背面を冷却ファンと共に示したものである。
【図２０】図２の線２０−２０に沿った断面であり、冷却ファンを加速するためのギア配列を示したものである。
【図２１】図２の線２１−２１に沿った断面であり、ポータブル真空ポンプを減速するためのギア配列を示したものである。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【国際調査報告】
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