(57)【要約】【課題】凝縮性気体や昇華性気体等の気体の排気に適するようにポンプ室の温度を高めに維持しつつ、潤滑油室の潤滑油の温度を低めに維持するのに有利で、潤滑油の蒸気化を抑えたドライポンプを提供する。【解決手段】ドライポンプ１は、ポンプ室をもつハウジング本体１ｘと、ロータ回転部材３４、３４’と、ハウジング本体１ｘに配設され潤滑油３２を貯留する潤滑油室３３をもつ潤滑油ハウジング３１とを有する。ハウジング本体１ｘは、相対的に温度が高めのポンプ室１１と相対的に温度が低めの潤滑油室３３との間に形成され中空状をなす断熱用の中間室２６と、ポンプ室１１と潤滑油室３３との間に形成され冷媒を通過させる冷却通路３０とを併有する。【選択図】図１
2005105829.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプ室をもつと共に前記ポンプ室に連通する吸気口及び排気口をもつハウジング本体と、
前記ハウジング本体に架設された回転軸と前記ポンプ室に位置して前記回転軸に一体的に配設されたロータとからなり回転に伴い前記吸気口から吸引した気体を圧縮しつつ前記排気口から排気するロータ回転部材と、
前記ハウジング本体に配設され潤滑油を貯留する潤滑油貯留部とを具備するドライポンプにおいて、
前記ハウジング本体は、
前記ポンプ室と前記潤滑油貯留部との間に形成され中空状をなす断熱用の中間室と、前記ポンプ室と前記潤滑油貯留部との間に形成され冷媒を通過させる冷却通路とを併有することを特徴とするドライポンプ。
【請求項２】
請求項１において、前記ポンプ室から前記潤滑油貯留部に向かうにつれて、前記中間室、前記冷却通路の順に形成されていることを特徴とするドライポンプ。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記ハウジング本体は、前記ポンプ室を有するポンプハウジングと、前記ポンプハウジングの両端のうちのすくなくとも一端側に取り付けられたサイドハウジングと、前記サイドハウジングのうち前記ポンプハウジングと反対側に取り付けられた冷却ハウジングとを備えており、且つ、
前記中間室は前記サイドハウジングに形成されていると共に、前記冷却通路は前記冷却ハウジングに形成されていることを特徴とするドライポンプ。
【請求項４】
ポンプ室をもつと共に前記ポンプ室に連通する吸気口及び排気口をもつハウジング本体と、
前記ハウジング本体に架設された回転軸と前記ポンプ室に位置して前記回転軸に一体的に配設されたロータとからなり回転に伴い前記吸気口から吸引した気体を圧縮しつつ前記排気口から排気するロータ回転部材と、
前記ハウジング本体に配設され潤滑油を貯留する潤滑油貯留部とを具備するドライポンプにおいて、
前記ハウジング本体は、前記ポンプ室を有するポンプハウジングと、前記ポンプハウジングの両端のうちのすくなくとも一端側に取り付けられたサイドハウジングと、前記サイドハウジングのうち前記ポンプハウジングと反対側に取り付けられた冷却ハウジングとを備えており、且つ、
前記冷却ハウジングは、前記ポンプ室と前記潤滑油貯留部との間に冷媒を通過させる冷却通路を有しており、前記サイドハウジングは前記冷却ハウジングよりも熱伝達率が低い材料を基材としていると共に、前記冷却ハウジングは前記サイドハウジングよりも熱伝達率が高い材料を基材としていることを特徴とするドライポンプ。
【請求項５】
請求項４において、前記サイドハウジングは、鉄−ニッケル合金を基材として形成されていることを特徴とするドライポンプ。
【請求項６】
ポンプ室をもつと共に前記ポンプ室に連通する吸気口及び排気口をもつハウジング本体と、
前記ハウジング本体に架設された回転軸と前記ポンプ室に位置して前記回転軸に一体的に配設されたロータとからなり回転に伴い吸気口から吸引した気体を圧縮しつつ前記排気口から排気するロータ回転部材と、
前記ハウジング本体に配設され潤滑油を貯留する潤滑油貯留部とを具備するドライポンプにおいて、
前記ハウジング本体は、前記ポンプ室を有するポンプハウジングと、前記ポンプハウジングの両端のうちのすくなくとも一端側に取り付けられたサイドハウジングとを備えており、且つ、
前記サイドハウジングは、前記ポンプ室と前記潤滑油貯留部との間に形成され中空状をなす断熱用の中間室と、前記ポンプ室と前記潤滑油貯留部との間に形成され冷媒を通過させる冷却通路を併有することを特徴とするドライポンプ。
【請求項７】
請求項６において、前記サイドハウジングは前記冷却ハウジングよりも熱伝達率が低い材料を基材としていると共に、前記冷却ハウジングは前記サイドハウジングよりも熱伝達率が高い材料を基材としていることを特徴とするドライポンプ。
【請求項８】
請求項３、４、５、６、７のうちの一項において、前記ポンプハウジング及び前記サイドハウジングのうちの少なくとも一方は、熱伝達率が１５Ｗ／ｍ・Ｋ以下の材料を基材としており、熱伝達が抑えられていることを特徴とするドライポンプ。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のうちのいずれか一項において、前記回転軸、前記ポンプハウジング及び前記サイドハウジングのうちの少なくとも一方は、線膨張係数が６×１０-6ｍ／ｍ・Ｋ以下の材料を基材として形成されており、熱膨張が抑えられていることを特徴とするドライポンプ。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９のうちのいずれか一項において、前記ポンプ室は回転軸の軸長方向に沿って複数並設されており、且つ、前記ロータ回転部材の前記ロータは、前記回転軸の軸長方向に沿って複数並設されており、各前記ポンプ室内にそれぞれ回転可能に配置されていることを特徴とするドライポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は減圧状態を形成するドライポンプに関する。ドライポンプは、気体が流れるポンプ室内において潤滑油を廃止するオイルフリーを目標とするポンプである。
【背景技術】
【０００２】
多段ドライポンプを例にとって背景技術を説明する。多段ドライポンプは、並設された複数のポンプ室をもつポンプハウジングと、ポンプ室に回転可能に設けられたロータ回転部材と、ポンプハウジングの端側に配設され潤滑油を貯留する潤滑油室をもつ潤滑油ハウジングとを備えている。ロータ回転部材は、ハウジング本体に架設された回転軸と、ポンプ室に位置するように回転軸に一体的に配設された複数のロータとからなる。
【０００３】
このような多段ドライポンプによれば、ロータ同士間、およびロータとポンプハウジングの内壁面との間に、わずかな隙間を保ちながら、ロータ回転部材をポンプ室において回転させ、ポンプハウジングの吸気口から取り入れた気体を多段に圧縮し、大気に排気口から排気し、これにより減圧雰囲気を得る。減圧雰囲気に影響を与えないように、ポンプ室は、潤滑油を廃止するオイルフリーの状態を目標とする。
【０００４】
このような多段ドライポンプによれば、排気する気体の圧縮工程で圧縮熱が発生するため、圧縮熱を除去するための冷却装置を設けることが好ましい。そこで従来、特許文献１、２に開示されているように、ポンプハウジングの外壁部に冷却装置を直接設け、ポンプ室を冷却するようにしていた。
【特許文献１】特許第２６９１１６８号公報
【特許文献２】特許第３０５１５１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら上述した特許文献１、２に係る多段ドライポンプによれば、ポンプハウジングの外壁部に冷却装置を設けてポンプ室を直接冷却する方式を採用しているため、ポンプ室の冷却が促進され、ポンプの内部を高い温度に保つことが難しかった。このため、凝縮性気体や昇華性気体等の気体を多段ドライポンプによって排気するとき、気体が昇華又は凝縮により固体化または液化し、その物質がロータ同士の間、または、ロータとポンプハウジングのポンプ室の内壁面との間に間に付着することがある。この場合、これらの物質によってロータの円滑回転性が損なわれる。極端な場合には、ポンプが過負荷になって停止するおそれがあった。
【０００６】
また、上記した凝縮性気体や昇華性気体等の気体の液化または固体化を抑え、凝縮性気体や昇華性気体に対して耐久性を高めたドライポンプを実現するためには、ポンプ内部を高温にすべく、ポンプハウジングの外周面を高温に保持することが好ましい。しかしながらこの場合には、ポンプハウジングに直接冷却器が設けられているので、冷却水も高温（例えば１００℃以上）になることもある。この場合、蒸気量が多い冷却水、殊に、沸騰した冷却水が流れにくくなり、満足できる冷却効果が得られにくいという問題があった。
【０００７】
また上記したドライポンプによれば、ロータ回転部材の回転速度は高速回転（例えば３０００ｒｐｍ以上）となっていることが多い。このような回転速度を維持するためには、軸受やタイミングギア等の機構部を潤滑する潤滑油の過熱を抑えることが好ましく、このため潤滑油を効率よく冷却することが好ましい。上記したドライポンプによれば、潤滑油室をもつ潤滑油ハウジングをポンプハウジングに直接取り付けるようになっているので、ポンプハウジングの温度が高いポンプ室から潤滑油ハウジングへ熱が伝達され、潤滑油の温度上昇を招くという問題もあった。このように潤滑油の温度が高くなると、潤滑油の劣化が進行するとともに、油粘度が低下し、潤滑油膜の保持が困難となる。更に、潤滑油の蒸気化が増加する。この場合、ポンプ室はシール部材でシールされているものの、蒸気化した潤滑油は極微小粒子であるため、シール部材を通過してポンプ室に侵入するおそれがある。高真空性が要請される半導体製造プロセスや液晶製造プロセス等の高真空プロセスでは、潤滑油ミストは極微小量であっても前記プロセスに影響を与えることがあるため、蒸気化した潤滑油がポンプ室に侵入することは好ましくない。
【０００８】
本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、各請求項の共通の課題は、凝縮性気体や昇華性気体等の気体を排気するのに適するようにポンプ室の温度を高めに維持しつつ、潤滑油貯留部に貯留されている潤滑油の冷却も良好に行うことができるようにし、潤滑油の劣化を抑えるのに有利であり、更に、潤滑油の蒸気化を抑え、蒸気化した潤滑油がポンプ室に侵入することを抑えたドライ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】
【０００９】
様相１に係るドライポンプは、ポンプ室をもつと共にポンプ室に連通する吸気口及び排気口をもつハウジング本体と、ハウジング本体に架設された回転軸とポンプ室に位置して回転軸に一体的に配設されたロータとからなり回転に伴い吸気口から吸引した気体を圧縮しつつ排気口から排気するロータ回転部材と、ハウジング本体に配設され潤滑油を貯留する潤滑油貯留部とを具備するドライポンプにおいて、
ハウジング本体は、ポンプ室と潤滑油貯留部との間に形成され中空状をなす断熱用の中間室と、ポンプ室と潤滑油貯留部との間に形成され冷媒を通過させる冷却通路とを併有することを特徴とするものである。
【００１０】
様相１に係るドライポンプによれば、ハウジング本体において、中空状をなす中間室がポンプ室と潤滑油貯留部との間に設けられており、中空室が断熱用空間として機能するため、高温に維持したいポンプ室から、低温に維持したい潤滑油貯留部の側への熱伝達が抑えられ、潤滑油貯留部を低温に維持しつつポンプ室を高温に維持するのに有利である。故に凝縮性気体や昇華性気体等の気体を排気する場合であっても、ポンプ室におけるこれらの液化または固体化が抑えられる。
【００１１】
更に、ハウジング本体において、冷媒を通過させる冷却通路がポンプ室と潤滑油貯留部との間に形成されているため、潤滑油貯留部の潤滑油を冷却して低温に維持するのに有利であり、潤滑油の劣化を抑え得、ロータ回転部材の回転性、殊に高速回転性を維持することができる。更に潤滑油を低温に維持して潤滑油の蒸気化を抑え得るので、蒸気化した潤滑油がポンプ室に侵入することを抑え、ポンプ室のオイルフリー化に有利である。冷媒としては、冷却ハウジングを冷却でき且つ流動性を有するものであれば何でも良く、一般的には冷却水、冷却油等を例示できる。なお本明細書では、高温及び低温、温度の高め、低めは相対的な温度である。
【００１２】
様相２に係るドライポンプによれば、ポンプ室から潤滑油貯留部に向かうにつれて、中間室、冷却通路の順に形成されていることを特徴とする。この結果、高温に維持したいポンプ室側には、断熱空間として機能する中間室が形成されているため、ポンプ室から潤滑油貯留部の側への熱伝達が抑えられ、潤滑油貯留部の温度を低めに維持しつつポンプ室の温度を高めに維持するのに有利である。更に、低温に維持したい潤滑油貯留部の側には冷却通路が形成されているため、潤滑油貯留部に貯留されている潤滑油を冷却通路の冷媒によって効率よく冷却でき、潤滑油貯留部に貯留されている潤滑油の温度を低めに維持し、潤滑油の劣化を抑えるのに有利である。更に潤滑油の蒸気化を抑え得るので、ポンプ室のオイルフリー化に有利である。
【００１３】
様相３に係るドライポンプによれば、ハウジング本体は、ポンプ室を有するポンプハウジングと、ポンプハウジングの両端のうちのすくなくとも一端側に取り付けられたサイドハウジングと、サイドハウジングのうちポンプハウジングと反対側に取り付けられた冷却ハウジングとを備えており、且つ、中間室はサイドハウジングに形成されていると共に、冷却通路は冷却ハウジングに形成されていることを特徴とする。
【００１４】
この結果、高温に維持したいポンプ室側には、断熱空間として機能する中間室が形成されているため、ポンプ室からの熱伝達を抑えることができ、潤滑油貯留部の温度を低めに維持しつつポンプ室の温度を高めに維持するのに有利である。更に、潤滑油貯留部の側には冷却通路が形成されているため、潤滑油貯留部に貯留されている潤滑油を冷却通路の冷媒によって冷却でき、低温に維持したい潤滑油貯留部に貯留されている潤滑油の温度を低めに維持するのに有利である。更に潤滑油の蒸気化を抑え得るので、ポンプ室のオイルフリー化に有利である。
【００１５】
様相４に係るドライポンプは、ポンプ室をもつと共にポンプ室に連通する吸気口及び排気口をもつハウジング本体と、ハウジング本体に架設された回転軸とポンプ室に位置して回転軸に一体的に配設されたロータとからなり回転に伴い吸気口から吸引した気体を圧縮しつつ排気口から排気するロータ回転部材と、ハウジング本体に配設され潤滑油を貯留する潤滑油貯留部とを具備するドライポンプにおいて、
ハウジング本体は、ポンプ室を有するポンプハウジングと、ポンプハウジングの両端のうちのすくなくとも一端側に取り付けられたサイドハウジングと、サイドハウジングのうちポンプハウジングと反対側に取り付けられた冷却ハウジングとを備えており、且つ、冷却ハウジングは、ポンプ室と潤滑油貯留部との間に冷媒を通過させる冷却通路を有しており、サイドハウジングは冷却ハウジングよりも熱伝達率が低い材料を基材としていると共に、冷却ハウジングはサイドハウジングよりも熱伝達率が高い材料を基材としていることを特徴とするものである。
【００１６】
この場合、高温に維持したいポンプ室から、低温に維持したい潤滑油貯留部に向かうにつれて、ポンプハウジング、サイドハウジング、冷却ハウジングの順に形成されており、低温に維持したい潤滑油貯留部に近い冷却ハウジングに冷却通路が形成されている。このため、低温に維持したい潤滑油貯留部に貯留されている潤滑油を、冷却ハウジングの冷却通路の冷媒によって効率よく冷却できる。故に、潤滑油貯留部に貯留されている潤滑油の温度を低めに維持でき、潤滑油の劣化を抑えるのに有利である。更に潤滑油の蒸気化を抑え得るので、ポンプ室のオイルフリー化に有利である。
【００１７】
様相４に係るドライポンプによれば、サイドハウジングは冷却ハウジングよりも熱伝達率が低い材料を基材としているため、高温に維持したいポンプ室から、低温に維持したい潤滑油貯留部への熱伝達を抑えることができ、潤滑油貯留部の温度を低めに維持しつつポンプ室の温度を高めに維持するのに有利である。これに対して、潤滑油貯留部に近い冷却ハウジングは、サイドハウジングよりも熱伝達率が高い材料を基材としているため、潤滑油貯留部に貯留されている潤滑油を、冷却ハウジングの冷却通路の冷媒によって冷却できる。故に、潤滑油貯留部に貯留されている潤滑油の温度を低めに維持でき、潤滑油の劣化を抑えるのに有利である。更に潤滑油の蒸気化を抑え得るので、ポンプ室のオイルフリー化に有利である。
【００１８】
様相５に係るドライポンプによれば、サイドハウジングは、鉄−ニッケル合金を基材として形成されているため、サイドハウジングの熱伝達率を小さくしつつ耐食性を確保することができる。従って、ドライポンプで排気する気体が腐食性を有する場合に適する。
【００１９】
様相６に係るドライポンプは、ポンプ室をもつと共にポンプ室に連通する吸気口及び排気口をもつハウジング本体と、ハウジング本体に架設された回転軸とポンプ室に位置して回転軸に一体的に配設されたロータからなり回転に伴い吸気口から吸引した気体を圧縮しつつ排気口から排気するロータ回転部材と、ハウジング本体に配設され潤滑油を貯留する潤滑油貯留部とを具備するドライポンプにおいて、
ハウジング本体は、ポンプ室を有するポンプハウジングと、ポンプハウジングの両端のうちのすくなくとも一端側に取り付けられたサイドハウジングとを備えており、且つ、サイドハウジングは、ポンプ室と潤滑油貯留部との間に形成され中空状をなす断熱用の中間室と、ポンプ室と潤滑油貯留部との間に形成され冷媒を通過させる冷却通路を有することを特徴とするものである。
【００２０】
この場合、ポンプ室と潤滑油貯留部との間に中空状をなす断熱用の中間室が形成されているため、ポンプ室から潤滑油貯留部への熱伝達を抑えることができ、更に潤滑油貯留部に貯留されている潤滑油を冷却ハウジングの冷却通路の冷媒によって効率よく冷却できる。故に、潤滑油貯留部に貯留されている潤滑油の温度を低めに維持でき、潤滑油の劣化を抑えるのに有利である。更に潤滑油の蒸気化を抑え得るので、ポンプ室のオイルフリー化に有利である。
【００２１】
様相７に係るドライポンプによれば、サイドハウジングは冷却ハウジングよりも熱伝達率が低い材料を基材としていると共に、冷却ハウジングはサイドハウジングよりも熱伝達率が高い材料を基材としていることを特徴とする。高温に維持したいポンプ室側に近いサイドハウジングは、冷却ハウジングよりも熱伝達率が低い材料を基材としているため、高温に維持したいポンプ室から、低温に維持したい潤滑油貯留部への熱伝達を抑えることができ、潤滑油貯留部の温度を低めにしつつポンプ室の温度を高温に維持するのに有利である。これに対して、低温に維持したい潤滑油ハウジングに近い冷却ハウジングは、サイドハウジングよりも熱伝達率が高い材料を基材としている。このため潤滑油貯留部に貯留されている潤滑油を、冷却ハウジングの冷却通路の冷媒によって効率よく冷却できる。故に、潤滑油貯留部に貯留されている潤滑油の温度を低めに維持でき、潤滑油の劣化を抑え、潤滑油の長寿命化を図るのに有利である。更に潤滑油の蒸気化を抑え得るので、ポンプ室のオイルフリー化に有利である。
【００２２】
様相８に係るドライポンプによれば、ポンプハウジング及びサイドハウジングのうちの少なくとも一方は、熱伝達率が１５Ｗ／ｍ・Ｋ以下の材料を基材としており、熱伝達性が抑えられていることを特徴とする。この場合、ポンプ室からの熱伝達を抑制でき、ポンプ室の温度を高温に維持するのに有利である。
【００２３】
様相９に係るドライポンプによれば、回転軸、ポンプハウジング及びサイドハウジングのうちの少なくとも一方は、線膨張係数が６×１０-6ｍ／ｍ・Ｋ以下の材料を基材として形成されており、熱膨張性が抑えられていることを特徴とする。ポンプ室の温度を高温に維持したとしても、熱膨張に起因する隙間増大を抑えることができ、隙間を介しての気体の逆流を抑えるのに有利である。
【００２４】
様相１０に係るドライポンプによれば、ポンプ室は回転軸の軸長方向に沿って複数並設されており、且つ、ロータ回転部材のロータは、回転軸の軸長方向に沿って複数並設されており、各ポンプ室内にそれぞれ回転可能に配置されていることを特徴とする。このため気体を各ポンプ室内においてそれぞれ圧縮でき、気体の排気性を高めることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、昇華性気体または凝縮性気体等の気体の排気に適するようにポンプ室の温度を高めに維持しつつ、潤滑油貯留部の潤滑油の温度を低めに維持するのに有利なドライポンプを提供することができる。従って潤滑油の劣化を抑え、潤滑油の長寿命化を図るのに有利である。更に潤滑油の蒸気化を抑え得、蒸気化した潤滑油がポンプ室内に侵入することを抑えることができ、ポンプ室のオイルフリー化に有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
（実施形態１）
本発明の代表的な実施形態について図１〜図４を参照して説明する。本実施形態は多段ドライポンプに適用した場合である。図１は多段ドライポンプの軸長方向に沿って切断した断面図を示す。図２は図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図を示す。図３は冷却ハウジングの斜視図を示す。図４は多段ドライポンプの内部構造を模式的に表す概念斜視図を示す。
【００２７】
図１において、１は多段ドライポンプを示す。多段ドライポンプ１のハウジング本体１ｘは、ポンプ室８、９、１０、１１を有する上下に分離されたポンプハウジング２、２’と、ポンプハウジング２、２’の長さ方向の両端に取り付けられた平板形状をなすサイドハウジング２２、２３と、サイドハウジング２３のうちポンプハウジング２、２’と反対側に取り付けられた平板形状をなす冷却ハウジング２９とを備えている。更に、冷却ハウジング２９のうちポンプハウジング２、２’と反対側には、潤滑油貯留部としての潤滑油室３３を有する潤滑油ハウジング３１が設けられている。なお、本明細書では上付きの『’』は、対をなすものを意味する。
【００２８】
図１に示すように、上記したポンプハウジング２、２’内においては、隔壁５、６、７で仕切られた第一段目ポンプ室８、第二段目ポンプ室９、第三段目ポンプ室１０、第四段目ポンプ室１１の複数個（４個）のポンプ室が形成されている。このような４個のポンプ室８、９、１０、１１は、この順序で、ドライポンプ１の吸気口３から排気口４に至る間に一方向に並設されている。
【００２９】
上側のポンプハウジング２においては、多段ドライポンプ１のうち対象室９０に連通する吸気口３が第一段目ポンプ室８の吸気口８ｘと連通するように形成されている。また下側のポンプハウジング２’においては、大気に連通する排気口４が第四段目ポンプ室１１の排気口１１ｘと連通するように形成されている。
【００３０】
図１に示すように、ポンプハウジング２、２’は、内蔵している回転軸１６、１６’の軸長方向にそって延設されている。一方の回転軸１６は駆動部としてのモータ２０に接続されて駆動軸とされている。他方の回転軸１６’はモータ２０に接続されておらず、従動軸とされている。モータ２０は、その内部構造は図示しないが周知されるように、ステータ側をたとえば不飽和ポリエステル等のモ−ルド材料で構成したモ−ルドモータか、ステータとロータの隙間に隔離板を設けたいわゆるキャンドモータによって、気密が保たれるようにされている。
【００３１】
図１及び図４に示すように、ハウジング本体１ｘに架設された回転軸１６、１６’の軸端にタイミングギア２１、２１’が取付けられている。タイミングギア２１、２１’を介して二個一対の回転軸１６、１６’は連動して一体的に互いに逆方向に回転する。
【００３２】
図４から理解できるように、二個一対の回転軸１６、１６’に取り付けられた雛形状の二個一対の第一段目ロータ１２、１２’は、回転可能に第一段目ポンプ室８に配置されている。同様に、回転軸１６、１６’に取り付けられた雛形状の二個一対の第二段目ロータ１３、１３’は回転可能に第二段目ポンプ室９に配置されている。また図２及び図４に示すように、二個一対の回転軸１６、１６’に取り付けられた雛形状をなす二個一対の第三段目ロータ１４、１４’は、回転可能に第三段目ポンプ室１０に配置されている。同様に、二個一対の回転軸１６、１６’に取り付けられた雛形状の二個一対の第四段目ロータ１５、１５’は、回転可能に第四段目ポンプ室１１に配置されている。
【００３３】
一方のロータ回転部材３４は、回転軸１６とこれに軸長方向に沿って並設されたロータ１２、１３、１４、１５とで形成されている。他方のロータ回転部材３４’は、回転軸１６’とこれに軸長方向に沿って並設されたロータ１２’、１３’、１４’、１５’とで形成されている。
【００３４】
図１に示すように、回転軸１６、１６’の軸長方向において互いに隣設するポンプ室８、９は、気体移送通路１７で連通されている。回転軸１６、１６’の軸長方向において互いに隣設するポンプ室９、１０は、気体移送通路１８で連通されている。回転軸１６、１６’の軸長方向において互いに隣設するポンプ室１０、１１は、気体移送通路１９で連通されている。これにより吸気口３から矢印Ａ１方向に吸引した気体を、四段で圧縮して排気口４から矢印Ａ２方向に排気するようになっている。
【００３５】
図２から理解できるように、二個一対のロータ１４、１４’は互いに逆回転し、ロータ１４、１４’が収容されているポンプ室１０で吸気・排気が行なわれるようになっている。同様に、回転軸１６、１６’に取り付けられている二個一対の各ロータ１２、１２’は、互いに逆回転し、ロータ１２、１２’を収容するポンプ室８で吸気・排気が行なわれるようになっている。同様に、回転軸１６、１６’に取り付けられている二個一対のロータ１３、１３’は互いに逆回転し、ロータ１３、１３’が収容されているポンプ室９で吸気・排気が行なわれるようになっている。また回転軸１６、１６’に取り付けられている二個一対のロータ１５、１５’は、互いに逆回転し、ロータ１５、１５’を収容するポンプ室１１で吸気・排気が行なわれるようになっている。
【００３６】
図２において、二個一対のロータ１４、１４’同士の間にわずかな隙間が形成されており、ロータ１４、１４’同士は非接触となるように配置されている。二個一対のロータ１４、１４’については、ロータ１４、１４’の外壁面とポンプ室１０の内壁面との間にわずかな隙間が形成されており、互いに非接触となるように配置されている。他の二個一対のロータ１２、１２’、二個一対のロータ１３、１３’、二個一対のロータ１５、１５’についても同様とされている。
【００３７】
ポンプ室容積について説明を加える。図１から理解できるように、ポンプ室８、９、１０、１１の順に小さく設定されており、吸気口３側の第一段目ポンプ室８の容積が最も大きく、排気口４側の第四段目ポンプ室１１の容積が最も小さくされている。従って、ポンプ室の軸長サイズについては、ポンプ室８、９、１０、１１の順に小さく設定されており、吸気口３側の第一段目ポンプ室８の軸長サイズが最も大きく、排気口４側の第四段目ポンプ室１１の軸長サイズが最も小さくされている。
【００３８】
これは主として次の理由による。即ち、ポンプ室８、９、１０、１１の順に、吸引側と排出側との圧力の差が大きくなる。つまり、下流側のポンプ室１１では、吸引側と排出側との圧力の差が他のポンプ室８、９、１０よりも大きくなる。このため、排気口４側の第四段目ポンプ室１１の圧縮仕事が最も大きく、第四段目ポンプ室１１において発生する圧縮熱が最も大きく、排気口４側の第四段目ポンプ室１１の温度は、他のポンプ室８、９、１０の温度よりも高くなる。即ち、一般的に圧縮仕事は排気口４側に行くほど大きくなり、特に大気側、第三目ポンプ室１０、第四段目ポンプ室１１での圧縮仕事がこのポンプ全体の大半を占めるので、圧縮熱の大半はこの第三、四段目ポンプ室１０、１１で発生する。そこで前述したように、ポンプ室８、９、１０、１１のポンプ室容積を下流に向かうにつれて小さくし、吸気口３側の第一段目ポンプ室８と排気口４側の第四段目ポンプ室１１との圧縮仕事の差が過剰に大きくならないようにしている。この結果、第一段目ポンプ室８と第四段目ポンプ室１１との圧縮熱の差が過剰に大きくならないようになる。
【００３９】
図１に示すように、サイドハウジング２３には、中空状をなす断熱用の偏平形の中間室２６が形成されている。中間室２６は、高温に維持したいポンプ室１１と、低温に維持したい潤滑油室３３との間に形成されている。中間室２６は中空状をなすので、断熱空間として機能するため、高温に維持したいポンプ室１１から、低温に維持したい潤滑油室３３への熱伝達を抑えることができ、更に軽量化にも寄与できる。
【００４０】
冷却ハウジング２９は、サイドハウジング２３の表面２３ｆに接触して取り付けられており、銅系材料またはアルミニウム系材料等のように、熱伝達性がサイドハウジング２３よりも高い良熱伝達材料で形成されており、回転軸１６、１６’を挿通する挿通穴１６ｓをもつ。冷却ハウジング２９には冷媒（一般的には冷却水）を通過させる冷却通路３０が潤滑油室３３の近傍に潤滑油室３３と対向するように形成されている。冷却通路３０はポンプハウジング２、２’において下部側に位置している。
【００４１】
図１に示すように、冷却通路３０は、高温側のポンプハウジング２、２’のポンプ室１１と低温側の潤滑油ハウジング３１の潤滑油室３３との間に形成されている。冷却通路３０は、ドリル穿設またはインサートパイプの鋳包みにより平板形状の冷却ハウジング２９の内部に形成されており、冷媒としての冷却水を冷却通路３０に通過させると、冷却ハウジング２９を冷却できるようになっている。図３では冷却通路３０は、冷却ハウジング２９の下部２９ｕにおいて、冷却ハウジング２９の外面の両端面２９ｍ、２９ｎを直状に連通する形状に形成されているが、これに限らず、Ｕ字形状等のように曲成されている形状とすることもできる。
【００４２】
図１に示すように、ポンプハウジング２、２’は、吸気口３側ではサイドハウジング２２と一体となっており、且つ、排気口４側ではサイドハウジング２３と一体となっている。この吸気口３側のサイドハウジング２２には、吸気口３側のリング形状の軸受２４、２４’、リング状のシール部材２７、２７’が回転軸１６、１６’の外周部に設けられている。図１に示すように、リング状のシール部材２７、２７’がポンプ室８に近い側に位置している。軸受２４、２４’はシール部材２７、２７’よりもポンプ室８から離れた位置とされている。ポンプ室８の熱や腐食性気体等に対する軸受２４、２４’の保護性を高めるため等である。
【００４３】
同様に、図１に示すように、排気口４側のサイドハウジング２３には、シール部材２８、２８’、軸受２５、２５’が回転軸１６、１６’の外周部に設けられている。シール部材２８、２８’は、サイドハウジング２３内において回転軸１６、１６’の外周面に設けられており、潤滑油室３３の潤滑油３２がポンプ室１１側に侵入することを抑えるシール機能を果たす。故にポンプ室８、９、１０、１１はオイルフリー状態を目標として維持される。
【００４４】
本実施形態によれば、シール部材２８、２８’がポンプ室１１に近い側に位置している。軸受２５、２５’はシール部材２８、２８’よりもポンプ室１１から離れた位置とされている。ポンプ室１１の熱や腐食性気体等に対する軸受２５、２５’の保護性を高めるため等である。なお、一方の回転軸１６の両端部は、軸受２４、２５で回転可能に支持されている。他方の回転軸１６’の両端部は、軸受２４’、２５’で回転可能に支持されている。
【００４５】
図１に示すように、前述したように、高温に維持したいポンプ室１１に隣設するサイドハウジング２３の表面２３ｆに接触するように、冷却ハウジング２９が設けられている。更に冷却ハウジング２９のうちサイドハウジング２３と反対側には、蓋形状をなす潤滑油ハウジング３１が冷却ハウジング２９に接触した状態で取り付けられている。
【００４６】
潤滑油ハウジング３１の潤滑油室３３にはタイミングギア２１、２１’が収容されていると共に、潤滑油室３３は軸受２５、２５’に対面している。図１に示すように、タイミングギア２１、２１’の少なくとも一部が潤滑油室３３の潤滑油３２に浸漬しているため、タイミングギア２１、２１’が回転すると、潤滑油室３３の潤滑油３２はタイミングギア２１、２１’、軸受２５、２５’にかけられ、これらの潤滑性及び冷却性が確保される。
【００４７】
前述したように、第四段目ポンプ室１１の温度は他のポンプ室８、９、１０の温度よりも高くなる。このように高温となる第四段目ポンプ室１１内に配置されているロータ１５、１５’は、他のポンプ室８、９、１０内に配置されているロータ１２、１２’、１３、１３’、１４、１４’よりも薄肉で軸長寸法が小さいため、高温に維持したいロータ１５、１５’の熱膨張を抑えるのに有利となる。
【００４８】
また本実施形態によれば、図１に示すように、回転軸１６、１６’を排気口４側の軸受２５、２５’で支承する排気口４側のサイドハウジング２３内においては、高温に維持したい第四段目ポンプ室１１から、低温に維持したい潤滑油ハウジング３１に向かう方向に順に、シ−ルリング２８、２８’、断熱用の中間室２６、軸受２５、２５’、冷却通路３０、潤滑油室３３が設けられている。図１に示すようにシール部材２８、２８’は中間室２６、軸受２５、２５’、冷却通路３０、潤滑油室３３よりもポンプ室１１に近いため、ポンプ室１１の気体が中間室２６、軸受２５、２５’、冷却通路３０、潤滑油室３３に侵入することを抑えることができる。故に、気体が腐食性を有する場合に、中間室２６、軸受２５、２５’、冷却通路３０、潤滑油室３３等を腐食性気体から保護することができる。殊に気体が凝縮性や昇華性を有する場合には、凝縮性や昇華性を有する気体が中間室２６、軸受２５、２５’、冷却通路３０、潤滑油室３３等に侵入して当該部位において液化、固体化することを抑えることができる。
【００４９】
本実施形態によれば、断熱用の中間室２６を、サイドハウジング２３内においてシール部材２８、２８’と軸受２５、２５’との間に設けている。これによりポンプ室１１の温度を高めに維持するにもかかわらず、高温側のポンプ室１１から軸受２５、２５’への熱伝達を抑えることができ、軸受２５、２５’の過熱を一層抑制することができる。更に、軸受２５、２５’は潤滑油室３３にも対面しており、潤滑油室３３の潤滑油３２がタイミングギア２１、２１’の回転により軸受２５、２５’にかけられる。このため軸受２５、２５’の過熱を一層抑制することができ、ポンプ室１１内を高温に維持しつつ、軸受２５、２５’の軸受性が良好に確保されている。
【００５０】
さて、多段ドライポンプ１を使用する際には、対象室９０内の排気される気体は、ポンプハウジング２の吸気口３から矢印Ａ１方向に吸入される。またポンプ運転時には、回転軸１６、１６’に各ロータ１２、１２’、１３、１３’、１４、１４’、１５、１５’を担持する二個一対のロータ回転部材３４、３４’がモータ２０によって互いに逆方向に回転される。
【００５１】
すると、吸気口３から矢印Ａ１方向に吸引された気体は、まず第一段目ポンプ室８で圧縮され、気体移送通路１７を介して第二段目ポンプ室９に移送される。更に、第二段目ポンプ室９で圧縮された気体は、気体移送通路１８を介して第三段目ポンプ室１０に移送される。更に、第三段目ポンプ室１０で圧縮された気体は、気体移送通路１９を介して第四段目ポンプ室１１に移送される。このように圧縮された気体は、最終的には排気口４から矢印Ａ２方向に多段ドライポンプ１外（大気側）へ排出される。
【００５２】
このとき各ポンプ室８、９、１０、１１において気体が圧縮されるため、圧縮熱が発生する。このためロータ回転部材３４、３４’および、ポンプハウジング２、２’の温度が上昇する。もちろん、多段ドライポンプ１の外部から適当な水冷または空冷装置によって多段ドライポンプ１は冷却されるが、特に凝縮性気体や昇華性気体等の気体を排気口４から排気するときには、ポンプ内部でそれらが液化または固体化しないように、気体のまま多段ドライポンプ１の内部を通過させることが好ましい。従って前述したように、できる限りポンプ内部を高い温度に保持することが好ましい。
【００５３】
この点本実施形態によれば、図１に示すように、排気口４側のサイドハウジング２３内では、中空状をなす断熱用の中間室２６が、高めの温度に維持したいポンプ室１１と、低めの温度に維持したい潤滑油室３３との間に形成されている。このため、高温側の第四段目ポンプ室１１側から低温に維持したい冷却ハウジング２９側へ向かう熱伝達を抑えることができる。このため、潤滑油室３３の温度を低めにしつつ第四段目ポンプ室１１の温度を高めに維持でき、排気口４側のサイドハウジング２３の温度、冷却ハウジング２９の温度勾配はさらに大きくなり、ポンプ内部の温度を一層高い温度に保つのに有利である。このため、凝縮性気体や昇華性気体等の気体の液化または固体化を抑えることができる。
【００５４】
このように各ポンプ室の温度を従来のポンプに比し、高く保つことができるので、凝縮性気体、昇華性気体等の気体を多段ドライポンプ１を用いて排気するとき、ポンプハウジング２、２’内における液化または固体化を回避するのに有利となる。従って、凝縮性気体や昇華性気体等の液化や固体化に起因してロータ１２、１３、１４、１５、ロータ１２’、１３’、１４’、１５’の円滑回転性が損なわれることを抑えることができる。従って、凝縮性気体や昇華性気体に対して耐久性を一層高めた多段ドライポンプを実現することができる。
【００５５】
また、ポンプ室１１側からの熱伝達の他に、ポンプの回転に伴い軸受２５、２５’及びタイミングギア２０、２１’等から発生するメカロスによっても、潤滑油ハウジング３１に貯留されている潤滑油３２の温度上昇をもたらす。この点本実施形態によれば、冷媒（一般的には冷却水）を通過させる冷却通路３０がポンプ室１１と潤滑油室３３との間に形成されているため、潤滑油室３３の潤滑油３２の温度を低めに維持するのに有利であり、潤滑油３２の劣化を抑制するのに有利であり、多段ドライポンプ１を長期にわたり良好に運転させることができる。更に冷却通路３０をもつ冷却ハウジング２９により潤滑油室３３の潤滑油３２の温度を低めに維持できるため、潤滑油３２の蒸気化を抑えることができ、蒸気化した潤滑油がポンプ室８、９、１０、１１内に侵入することを抑えることができ、ポンプ室８、９、１０、１１をオイルフリーの状態に維持するのに有利となる。
【００５６】
殊に、ポンプハウジング２、２’のポンプ室１１から潤滑油ハウジング３１の潤滑油室３３に向かうにつれて、断熱用の中間室２６、冷却用の冷却通路３０の順に形成されているため、ポンプ室１１の内部の温度を高めに保持しつつ、潤滑油室３３の潤滑油３２の温度を低めに維持するのに有利である。
【００５７】
更に、図１に示すように、潤滑油３２を保持する潤滑油室３３を有する潤滑油ハウジング３１が冷却ハウジング２９に直接接触しており、冷却ハウジング２９によって直接的に冷却されるため、潤滑油３２を低温に維持するのに有利である。殊に、図１に示すように、潤滑油ハウジング３１の潤滑油室３３に貯留されている潤滑油３２自体が冷却ハウジング２９の表面２９ｗ（図１参照）に直接的に接触して冷却されるため、潤滑油ハウジング３１に貯留されている潤滑油３２の冷却に一層有利である。
【００５８】
本実施形態によれば、一般的に圧縮仕事は排気口側に行くほど大きくなり、特に大気側、この実施形態では第三段目ポンプ室１０、第四段目ポンプ室１１での圧縮仕事がこのポンプ全体の大半を占めるので、圧縮熱の大半はこの第三、四段目ポンプ室１１で発生する。
【００５９】
すなわち、ポンプの内部で発生する圧縮熱は上記の熱移動で順に冷却されるので、温度は、第四段目ポンプ室１１、排気口４側のサイドハウジング２３、冷却ハウジング２９の順に順次低くなるように温度勾配がつくが、本実施形態によれば、ポンプハウジング２、２’の第四段目ポンプ室１１側は、排気口４側のサイドハウジング２３を介在させて冷却ハウジング２９により間接的に冷却されるようになっているので、第四段目ポンプ室１１のポンプ温度を高く保つことができる。
【００６０】
また、ポンプの内部をさらに高温に保つ必要にある場合は、高温側のポンプハウジング２、２’と低温側の冷却ハウジング２９との間の温度勾配を更に大きくすることが好ましい。そこで、ポンプハウジング２、２’と冷却ハウジング２９との間に介在するサイドハウジング２３を、熱伝達性が低い材料で形成することができる。この場合、サイドハウジング２３を、熱伝達率２０Ｗ／ｍ・ｋ以下、あるいは、１５Ｗ／ｍ・ｋ以下の材料を基材として形成することができる。従って、サイドハウジング２３を、熱伝達率が小さい材料、例えばニッケルリッチの鉄−ニッケル系合金で形成することができる。殊に、ニッケルリッチのオ−ステナイト系材料（例えばオ−ステナイト系鋳鉄）で形成することができる。この場合、熱伝達率が小さいオ−ステナイト系鋳鉄のなかでも、オ−ステナイト系の球状黒鉛鋳鉄でサイドハウジング２３を形成することもできる。一般的には、球状黒鉛鋳鉄は片状黒鉛鋳鉄よりも、同一の基地であっても、高強度であり、耐食性が良好であるばかりか、熱伝達率も小さい。
【００６１】
また、前記したようにポンプ室８〜１１を高温に保持して多段ドライポンプ１を運転しようとすると、ポンプハウジング２、２’、ロータ回転部材３４、３４’は熱膨張する。特に、多段ドライポンプ１の場合には、ロータ１２、１３、１４、１５、１２’、１３’、１４’、１５’の長径方向の距離Ｒ（図２参照）に比し、ロータ回転部材３４、３４’の回転軸１６、１６’の軸長方向の長さ寸法はかなり大きいため、軸長方向における熱膨張に基づいてロータロックがおこりやすい傾向がある。この点本実施形態によれば、線膨張係数の小さい金属材料、具体的にニッケルリッチのオ−ステナイト系材料（例えばオ−ステナイト系鋳鉄）で回転軸１６、１６’を構成し、回転軸１６、１６’の熱膨張の影響を小さくするようにしている。この結果、ポンプの内部が高温となるようにドライポンプ１を運転したとしても、回転軸１６、１６’の熱膨張を抑えることができる。また、熱膨張に起因して回転軸１６とロータ１２、１３、１４、１５との間で発生する熱ひずみ、熱膨張による回転軸１６’とロータ１２’、１３’、１４’、１５’との間で発生する熱ひずみの影響を小さくすることができる。この結果、熱膨張に起因してロータロックが発生することを抑制することができる。
【００６２】
本実施形態では、ポンプハウジング２、２’やサイドハウジング２２、２３等のポンプの構成材料を球状黒鉛鋳鉄や片状黒鉛鋳鉄等の一般材料で形成しているが、各ロータ間及び、各ロータとハウジング間の微小隙間を、常温時から高温時にわたる全温度域で確保するために、これらのポンプハウジング２、２’やサイドハウジング２２、２３等のポンプの構成材料を線膨張係数が６×１０-6ｍ／ｍ・Ｋ以下（３００Ｋ）、殊に４×１０-6ｍ／ｍ・Ｋ以下（３００Ｋ）とすることができる。
【００６３】
なお第四段目ポンプ室１１の温度、排気口４側のサイドハウジング２３の温度、冷却ハウジング２９の温度は、上述したようにこの順序で低くなるように温度勾配がつくが、サイドハウジング２３の構成材料が、例えばオ−ステナイト系鋳鉄やステンレス鋼等に代表される鉄−ニッケル合金のように熱伝達率が小さい材料であればさらに温度勾配を大きく取れることは言うまでも無い。
【００６４】
回転軸１６、１６’の線膨張係数を低下させるためには、回転軸１６、１６’の基材を、例えば鉄−ニッケル系合金とすることができる。
【００６５】
鉄−ニッケル系合金によれば、ニッケル含有量は線膨張係数に大きな影響を与える。この場合、重量％で、ニッケル１０〜５０％、１５〜４５％、または２０〜４０％、３４〜４０％等を例示することができる。前記した鉄−ニッケル系合金としては、ニッケルリッチのオーステナイト系材料（例えばオーステナイト系鋳鉄）、インバー合金（ニッケル：約３２〜３９重量％）、さらにコバルトを添加したスーパーインバー合金（ニッケル：約３０〜３４重量％、コバルト約２〜８重量％）を例示できる。
【００６６】
インバー合金では線膨張係数が例えば１．５×１０-6ｍ／ｍ・Ｋ以下とすることができる。スーパーインバー合金では線膨張係数が例えば１．５×１０-7ｍ／ｍ・Ｋ以下とすることができる。これにより回転軸１６、１６’はポンプ室８、９、１０、１１に架設されているため軸長寸法が長いものの、軸長方向における熱膨張が抑えられている。
【００６７】
またポンプハウジング２、２’は、回転軸１６、１６’と同じように、線膨張係数が６×１０-6ｍ／ｍ・Ｋ以下、殊に４×１０-6ｍ／ｍ・Ｋ以下に設定された熱膨張しにくい材料で形成されている形態を例示できる。具体的には、ニッケルリッチ（ニッケル：１５〜４５重量％）のオ−ステナイト系材料（例えばオ−ステナイト系鋳鉄、ステンレス鋼）で形成されている形態を例示できる。上記したオーステナイト系鋳鉄は球状黒鉛鋳鉄でも片状黒鉛鋳鉄でも良いが、球状黒鉛鋳鉄の方が、耐食性の向上、熱伝達率の低減、強度増加等に有利である。
【００６８】
また本実施形態によれば、一方の回転軸１６の外周部に担持されているロータ１２、１３、１４、１５は、加工性の良いアルミニウムまたはアルミニウム合金、片状黒鉛鋳鉄、球状黒鉛鋳鉄、いも虫状黒鉛鋳鉄、共晶黒鉛鋳鉄、炭素鋼等の金属材料で形成されている。同様に、他方の回転軸１６’の外周部に担持されているロータ１２’、１３’、１４’、１５’は、加工性の良いアルミニウムまたはアルミニウム合金、片状黒鉛鋳鉄、球状黒鉛鋳鉄、いも虫状黒鉛鋳鉄、共晶黒鉛鋳鉄、炭素鋼等の金属材料で形成されている。
【００６９】
この場合、ロータ１２、１３、１４、１５を回転軸１６の軸長方向において回転軸１６の外周部に一体的に鋳包むか、あるいは、回転軸１６の外周部にロウ付けするか、あるいは、圧入（焼き嵌め、冷やし嵌めを含む）等の接合技術により接合することにより、一方のロータ初期部材を構成する。ロータ１２、１３、１４、１５は周方向において同位相とされている。
【００７０】
同様に、ロータ１２’、１３’、１４’、１５’を回転軸１６’の軸長方向において回転軸１６’の外周部に一体的に鋳包むか、あるいは、回転軸１６’の外周部にロウ付けするか、あるいは、圧入（焼き嵌め、冷やし嵌めを含む）等の接合技術により接合することより、他方のロータ初期部材を構成する。ロータ１２’、１３’、１４’、１５’は周方向において同位相とされている。
【００７１】
このような回転軸１６をもつ一方のロータ初期部材について切削加工を施すことにより、回転軸１６の軸長方向において並設された複数段（四段）のロータ１２、１３、１４、１５が一体的に組み付けられた一方のロータ回転部材３４を形成する。同様に、回転軸１６’をもつ他方のロータ初期部材について切削加工を施すことにより、回転軸１６’と複数段（四段）のロータ１２’、１３’、１４’、１５’が一体的に組み付けられた他方のロータ回転部材３４’を形成する。
【００７２】
（実施形態２）
図５は実施形態２を示す。本実施形態は前記した実施形態と基本的には同様の構成であり、同様の作用効果を奏する。以下、実施形態１と異なる部位を中心として説明する。図５に示すように、多段ドライポンプ１のハウジング本体１ｘは、ポンプ室８、９、１０、１１を有する上下に分離されたポンプハウジング２、２’と、ポンプハウジング２、２’の両端に取り付けられたサイドハウジング２２、２３とを備えている。更に、サイドハウジング２３のうちポンプハウジング２、２’と反対側には、潤滑油ハウジング３１が取り付けられている。なお、実施形態１で用いた冷却ハウジング２９は設けられていない。
【００７３】
サイドハウジング２３の内部には、中空状をなす断熱用の中間室２６が形成されている。中間室２６は、高温側のポンプハウジング２、２’のポンプ室１１と低温側の潤滑油ハウジング３１の潤滑油室３３との間に形成されている。この結果、高温側のポンプ室１１から熱が、低温側の潤滑油ハウジング３１の潤滑油室３３に伝達されることを抑えることができる。更にサイドハウジング２３の内部には冷媒を通過させる冷却通路３０が潤滑油室３３の近傍に形成されている。
【００７４】
換言すると、図５に示すように、高温に維持したいポンプ室１１から低温に維持したい潤滑油室３３に向かうにつれて、中間室２６、冷却通路３０の順に形成されている。このため、ポンプ室１１の内部を高い温度に保持しつつ、潤滑油室３３の潤滑油３２の温度を低めに維持するのに有利である。
【００７５】
故に、本実施形態においても、実施形態１と同様に、凝縮性気体や昇華性気体の排気に適するようにポンプの内部の温度を高めに維持しつつ、潤滑油ハウジング３１の潤滑油室３３に貯留されている潤滑油３２の冷却も良好に行うことができ、潤滑油３２を許容温度以下に維持するのに有利となる。
【００７６】
また、ポンプ内を更に高温に保つ必要にある場合は、冷却ハウジング２９とポンプハウジング２、２’との間の温度勾配を更に大きくすることが好ましい。そこで、高温側のポンプハウジング２、２’と低温側の潤滑油ハウジング３１との間に位置するサイドハウジング２３を、熱伝達率２０Ｗ／ｍ・ｋ以下、あるいは、１５Ｗ／ｍ・ｋ以下の熱伝達率が小さい材料で形成することもできる。このような材料としては、耐食性も考慮すると、オ−ステナイト系鋳鉄等の鉄−ニッケル合金を例示することができる。殊に、オ−ステナイト系鋳鉄のなかでも、熱伝達率及び流津膨張係数の双方が小さいオ−ステナイト系の球状黒鉛鋳鉄を例示することができる。
【００７７】
（実施形態３）
図６は実施形態３を示す。本実施形態は前記した実施形態と基本的には同様の構成であり、同様の作用効果を奏する。以下、実施形態１と異なる部位を中心として説明する。図６に示すように、多段ドライポンプ１のハウジング本体１ｘは、ポンプ室を有する上下に分離されたポンプハウジング２、２’と、ポンプハウジング２、２’の両端に取り付けられたサイドハウジング２２、２３と、サイドハウジング２３のうちポンプハウジング２、２’と反対側に設けられた冷却ハウジング２９とを備えている。更に、冷却ハウジング２９のうちサイドハウジング２３と反対側には、潤滑油ハウジング３１が取り付けられている。
【００７８】
実施形態１と異なり、サイドハウジング２３には中空状をなす断熱用の中間室２６が形成されていない。そこで、サイドハウジング２３の熱伝達性を低下させるため、熱伝達率２０Ｗ／ｍ・ｋ以下、あるいは、１５Ｗ／ｍ・ｋ以下の熱伝達率が小さい材料でサイドハウジング２３を形成することもできる。このような材料としては、耐食性も考慮すると、オ−ステナイト系鋳鉄等の鉄−ニッケル合金を例示することができる。殊に、オ−ステナイト系鋳鉄のなかでも、熱伝達率及び線膨張係数の双方が小さいオ−ステナイト系の球状黒鉛鋳鉄を例示することができる。
【００７９】
本実施形態においても、図６に示すように、実施形態１と同様に、高温側のポンプ室１１から低温側の潤滑油室３３に向かうにつれて、中間室２６、冷却通路３０の順に形成されているため、ポンプの内部を高い温度に保持しつつ、潤滑油ハウジング３１の潤滑油室３３の潤滑油３２の温度を低めに維持するのに有利である。故に実施形態１と同様に、凝縮性気体や昇華性気体等の気体の排気に適するようにポンプの温度を高めに維持しつつ、潤滑油ハウジング３１の潤滑油３２の冷却も良好に行うことができ、潤滑油３２を許容温度以下に維持するのに有利となる。
【００８０】
（実施形態４）
図７は実施形態４を示す。本実施形態は前記した実施形態と基本的には同様の構成であり、同様の作用効果を奏する。以下、実施形態１と異なる部位を中心として説明する。図７に示すように、サイドハウジング２３に形成されている中間室２６は通路８０と連通しており、通路８０を介して中間室２６に、常温または冷却されたガス（窒素等）を供給する。これにより潤滑油ハウジング３１の潤滑油３２の冷却性を確保できる。ガスはシール部材２８、２８’を介してポンプ室１１に流入して排気口４から排出することができる。この場合、シール部材２８、２８’のシール力、シール構造を適切に選択することが好ましい。
【００８１】
（その他）
上記した実施形態によれば、凝縮性気体や昇華性気体を排気する場合に適用しているが、これに限らず、凝縮性気体や昇華性気体以外の他の気体を排気する場合に適用しても良い。上記した実施形態によれば、冷却ハウジング２９と潤滑油ハウジング３１は別体のものを図略のネジ等の取付具により互いに接続しているが、これに限らず、冷却ハウジング２９と潤滑油ハウジング３１を一体的に成形しても良い。この場合には、冷却ハウジング２９と潤滑油ハウジング３１とを銅系、アルミニウム系で形成しても良いし、あるいは、他の材料で形成しても良い。上記した実施形態は多段ドライポンプに適用しているが、１段のドライポンプでも良い。ポンプハウジング２、２’、回転軸１６、１６’は線膨張係数が０（０以上を含む）とすることができる。その他、本発明は上記し且つ図面に示した実施形態のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で必要に応じて適宜変更して実施できるものである。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明は例えばＣＶＤやドライエッチングを始めとする半導体プロセスや液晶プロセス等のプロセスにおいて、凝縮性気体や昇華性気体等の気体を排気するとき、ポンプ内部で液化または固化することによってポンプの運転に支障をきたすことのないようにするドライポンプに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】多段ドライポンプの軸長方向に沿って切断した断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
【図３】冷却通路をもつ冷却ハウジングの斜視図である。
【図４】多段ドライポンプの内部構造を模式的に表す概念斜視図である。
【図５】実施形態２に係り、多段ドライポンプの軸長方向に沿って切断した断面図である。
【図６】実施形態３に係り、多段ドライポンプの軸長方向に沿って切断した断面図である。
【図７】実施形態４に係り、多段ドライポンプの軸長方向に沿って切断した断面図である。
【符号の説明】
【００８４】
図中、１は多段ドライポンプ（ドライポンプ）、２、２’はポンプハウジング、５、６、７は隔壁、８、９、１０、１１はポンプ室、１２、１３、１４、１５、１２’、１３’、１４’、１５’はロータ、１６、１６’は回転軸、２３はサイドハウジング、２５、２５’は軸受、２６は中間室、２９は冷却ハウジング、３０は冷却通路、３１は潤滑油ハウジング、３２は潤滑油、３３は潤滑油室（潤滑油貯留部）、３４、３４’はロータ回転部材を示す。
【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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