(57)【要約】  【課題】  多段ドライ真空ポンプにおいて、排気する気体の吸入圧が高くても高い排気速度の維持と低消費電力化を図ること。  【解決手段】  一端が第三段目ポンプ室１０の排出口２８に連通し、他端が外部に開放された中間排出管路３０と、この中間排出管路３０の途中に介装された大気側を順方向とする逆止弁３２を設けた。主吸入口３から吸入する気体の吸入圧力が比較的高く、たとえば第三段目ポンプ室１０の排気圧が大気圧より高くなる場合には、この逆止弁３２が開放して中間排出管路３０から大気へ放出されるので、第四段目ポンプ室１１の吸入圧が大気圧より高くなることはない。よって、比較的高い吸入圧で気体を吸入・排気する時でも、排気速度が低下することがない。  【選択図】  図１
2005155540.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主吸入口及び主排出口を有するとともに、内部に前記主吸入口と前記主排出口とを空間的に連通する複数のポンプ室が直列に連通して形成されたハウジングと、前記複数のポンプ室の各々に回転可能に配設され、回転することによりポンプ室内で画定される掃気空間内の流体を下流側に送出するロータと、前記複数のポンプ室の各々に配設された各ロータに接続され、該各ロータを同期回転させる回転軸と、該回転軸に連結した回転駆動手段とを備え、上流側のポンプ室から下流側のポンプ室に向かうにつれて、各ポンプ室内で画定される掃気空間の容積が順次小さくなるように構成された多段ドライポンプにおいて、
一端が最も下流側のポンプ室以外のポンプ室の排出口に連通し、他端が外部に開放された中間排出通路と、
該中間排出通路の途中に介装され、該中間排出通路の一端に連通したポンプ室の排気口側の圧力が外部の圧力よりも小さい場合には前記中間排出通路を閉鎖し、大きい場合には前記中間排出通路を開放する流量制御手段と
を備えたことを特徴とする多段ドライ真空ポンプ。
【請求項２】
請求項１において、
一端が前記最も下流側のポンプ室の排出口に連通し、他端が前記主排出口に連通した排出通路と、
該排出通路の途中に介装され、該排出通路の一端に連通したポンプ室の排出口側の圧力が他端に連通した主排出口側の圧力よりも小さい場合には前記排出通路を閉鎖し、大きい場合には前記排出通路を開放する流路制御手段と
を備えたことを特徴とする多段ドライ真空ポンプ。
【請求項３】
請求項１、２において、
前記中間排出通路の他端側は、前記排出通路の他端側に連結されたことを特徴とする多段ドライ真空ポンプ
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は多段ドライ真空ポンプ、特に消費電力が低く、広い真空領域にわたり大きな排気速度を維持できるようにした多段ドライ真空ポンプに関する
【背景技術】
【０００２】
従来から、ハウジング内に架設された一対の回転軸上にそれぞれ複数のロータを担持させ、対となったロータを一つのポンプ室に収納して多段のポンプ室を構成した多段ドライ真空ポンプが知られている。このような多段ドライ真空ポンプにおいては、各ポンプ室内の対ロータ間及びロータとハウジング内壁面間でわずかな隙間を保ちながら、対ロータを互いに逆方向に高速に回転させ、ハウジングの主吸入口から取り入れた気体を圧縮して前段ポンプ室から順次、後段のポンプ室に移送し、ハウジングの主排出口から大気側に排出するものである。
【０００３】
この種の多段ドライ真空ポンプにおける圧縮行程は、ロータの回転により各ポンプ室の吸入口から吸入した気体が排出口側の空間とつながった時に排出口側の気体が逆流することによって行なわれる。従って、この逆流気体を排出口側に押し出す仕事が圧縮仕事となる。特に最終段のポンプ室では、排出口側の圧力は大気圧であるため、圧力及び掃気容積に比例する圧縮仕事が最大となる。この場合において、上述したように圧縮仕事はポンプ室の掃気容積にも比例するので、最終段ポンプ室の掃気容積を小さくすればするほど圧縮仕事は小さくなる。従って下流側のポンプ室の掃気容積を順次減らしていけば、圧縮仕事を低減でき、ひいては消費電力の低減を図ることができる。
【０００４】
下流側のポンプ室の掃気容積を順次減少させる手段として、一対となった回転軸上にそれぞれ担持され各ポンプ内に収納されるロータの厚みを、下流側のポンプ室に向かうにつれて薄くすることによって、下流側のポンプ室内で形成される掃気容積を減らす構成が知られている。更には、特許文献１に示されるように、ルーツ型ロータの葉数を後段側ポンプ室に向かうにつれて多くするなどの構成にすることによって掃気容積を減らす構成も提案されている。その他の消費電力を低減するための方策として、特許文献２に示されるように、多段ドライ真空ポンプの後段側ポンプ室の排気口に掃気容積の小さい別の補助ポンプを接続させて２つの組み合わした排気系にするなどの方法もとられている。
【特許文献１】特開２００２−３６４５６９
【特許文献２】特開２００３−１５５９８８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に示された多段ルーツ真空ポンプでは、ルーツ型ロータの厚みを後段側ポンプ室に向かうにつれて減らすとか、ルーツ型ロータの葉数を後段側ポンプ室に向かうにつれて多くするなどの構成にすることにより例えば主排出口側の最終段ポンプ室の掃気容積を、主吸入口側にある初段ポンプ室の掃気容積の２５％程度としてその分消費電力を減らすようにしているが、このように後段側ポンプ室に向かうにつれて掃気容積を小さくしていくと、吸入圧が高く例えば１００００Ｐａ以上の場合、後段側のポンプ室での吸入圧は外部圧力（例えば大気圧）を超えてしまう場合がある。一方、最終段ポンプの排出口の圧力は外部圧力（大気圧）で一定であるので、この後段側ポンプ室では吸入口側圧力が排出口側より高くなって圧縮が行えなくなり、これらの段では単に気体の流れを妨げる抵抗体となるところとなり、その分消費電力が増えるとともに、排気速度も急激に低下すると言う問題があった。
【０００６】
また、特許文献２に記載のポンプでは、ポンプ本体に掃気容積の小さい別の補助ポンプを設けるとともに、補助ポンプと並列に大気への方向を順方向とする逆止弁をもつ排出管路を持っているので、文献１にあるような吸入圧が高い領域での排気速度の低下や消費電力の増加の問題は緩和されるが、２つの排気系を持つポンプ構成となっており、配管系を含めポンプの部品点数が増えることによる構成面の複雑化と信頼性の低下、製造コストのアップ、ポンプ組み合わせによる効率低下、設置スペースの増大などの問題があった。
【０００７】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、多段ドライ真空ポンプにおいて、排気する気体の吸入圧が低いところから高いところにいたる広い真空領域に亘って、高い排気速度の維持と低消費電力化を図ることが出来るとともに、操作性がよくかつ簡素な構成でコンパクト化と製造コストを低減させることを技術的課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記した技術課題を解決するためになされた請求項１の発明は、主吸入口及び主排出口を有するとともに、内部に前記主吸入口と前記排出口とを空間的に連通する複数のポンプ室が直列に連通して形成されたハウジングと、前記複数のポンプ室の各々に回転可能に配設され、回転することによりポンプ室内で画定される掃気空間内の流体を下流側に送出するロータと、前記複数のポンプ室の各々に配設された各ロータに接続され、該各ロータを同期回転させる回転軸と、該回転軸に連結した回転駆動手段とを備え、上流側のポンプ室から下流側のポンプ室に向かうにつれて、各ポンプ室内で画定される掃気空間の容積が順次小さくなるように構成された多段ドライポンプにおいて、一端が最も下流側のポンプ室以外のポンプ室に連通し、他端が外部に開放された中間排出通路と、該中間排出通路の途中に介装され、該中間排出通路の一端に連通したポンプ室の排出口側の圧力が外部の圧力よりも小さい場合には前記中間排出通路を閉鎖し、大きい場合には前記中間排出通路を開放する流路制御手段とを備えたことを特徴とする多段ドライ真空ポンプとしたことである。
【０００９】
また上記技術的課題を解決するにあたり、請求項２のように、一端が前記最も下流側のポンプ室に連通し他端が前記主排出口に連通した排出通路と、該排出通路の途中に介装され、該排出通路の一端に連通したポンプ室の排出口側の圧力が他端に連通した主排出口側の圧力よりも小さい場合には前記排出通路を閉鎖し、大きい場合には前記排出通路を開放する流路制御手段とを備えていることが好ましい。
【００１０】
また上記技術的課題を解決するにあたり、請求項３のように  前記中間排出通路の他端側は、前記排出通路の他端側に連結されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明によれば、回転駆動手段により複数のロータに接続された回転軸を高速で回転させると、主吸入口より吸入した流体は、直列に連結された各ポンプ室で上流側から下流側へと圧縮されて移動し、最下流のポンプ室から主排出口を経て外部へ排気される。このとき一般に吸入先の圧力としては1から１００Ｐａ程度の真空が要求されるので、圧縮段数（直列に接続するポンプの段数）は４から６段構成とすることが多いが、上述のように圧縮仕事を減らす観点から、吸入気体の圧縮に伴い上流側から下流側にむかって順次各ポンプ室の掃気容積を小さくすることが多い。ところが吸入し始めなど吸入圧が比較的高い場合たとえば１００００Ｐａを超える圧力領域では、最終段ポンプ室やその前の段などのポンプ室での吸入圧力は外部圧力（大気圧）を越えてしまい、それらの段のポンプ室は単に気体の流れを妨げる抵抗体となる。その結果、排気速度は急速に低下するし消費電力も増加する。
【００１２】
これに対し本発明では、一端が最終段ポンプ室（最下流のポンプ室）以外の一つまたは複数のポンプ室に連通し、他端が外部に開放された中間排出通路と、この中間排出通路の途中に介装されて、ポンプ側の排出圧力が外部圧力よりも小さい場合には中間排出通路を閉鎖し、大きい場合には中間排出通路を開放する流路制御手段を備えているため、初段ポンプ室（最上流のポンプ室）での気体の吸入圧が高く例えば１００００Ｐａ以上になって後段側のポンプ室での吸入圧が外部圧（大気圧）を超える場合には、流量制御手段を介して吸入気体が外部へ排出される。このため、後段ポンプ室が気体の流れをさまたげる抵抗体となることはなく、従って排気速度の低下は少なくまた、消費電力も低く抑えることができる。
【００１３】
なお、上記流量制御手段としては、一般的には、外気側を順方向とする逆止弁が挙げられるが、圧力を検知して機械的に開閉する開閉弁のようなものでも良い。
【００１４】
また、請求項２の発明によれば、この多段ドライ真空ポンプの運転を停止した時に、排出通路を介して外気（大気）がポンプ内へ逆流し、さらにはロータ間の隙間やロータとハウジング間の隙間などからポンプが連結されている真空処理室に大気が逆流することによる真空処理室での真空破壊や汚染を防ぐことができるしまた、ポンプ内部で発生している気体の圧縮音を遮断しポンプの騒音を低減することができる。
【００１５】
請求項３の発明によれば、多段ドライ真空ポンプの外部（大気）への排出口が一つになって、ポンプの排気ダクトなどとの接続にあたり継ぎ手や配管を減らすことができてポンプの設置に有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下本発明に係わる実施の形態を図面にもとづいて説明する。
【００１７】
（第１実施形態例）
図１は本発明の第１実施形態例における多段ドライ真空ポンプの縦断面図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿った横断面図である
一般に、多段ドライ真空ポンプは４から６段圧縮で構成されるが、以下の説明では４段圧縮の例で示す。
【００１８】
図において、本例に示す多段ドライ真空ポンプは、ハウジング２と、ハウジング２内に形成されたポンプ室８，９，１０，１１に各々対で配設されたロータ１２，１２’、１３，１３’、１４，１４’、１５，１５’と、４段の各ポンプ室８、９、１０、１１にこれらの並設方向に沿って架設されハウジング２に回転可能に保持された一対の回転軸１６，１６'と、一対の回転軸１６、１６'に連結された回転軸駆動手段２０とを備えたものである。なお本明細書では上付きの『’』は対を成すものを意味する。
【００１９】
図１に示すように、ハウジング２は、鉄、アルミニウム等の金属材料で円筒状に形成されており、主吸入口３及び主排出口４が形成されているとともに、その内部には上述したように複数段（以下では４個の例で説明する）のポンプ室８，９、１０、１１が形成されている。この４個のポンプ室は隔壁５、６、７で仕切られた第１段目ポンプ室８、第２段目ポンプ室９、第３段目ポンプ室１０、第４段目ポンプ室１１としてこの順序で、主吸入口３から主排出口４に至る間に直列に連通され、第一段目ポンプ室８の吸入口は主吸入口３として、第４段目ポンプ室１０の排出口２９は排出通路３１を介して主排出口４に連結されるように構成される。
【００２０】
また、図から分かるように、各ポンプ室の幅（厚さ）は、ポンプ室８、９、１０、１１の順に小さく設定されている。即ち、図に示すように、第１段目ポンプ室８の幅をＴ１、第２段目ポンプ室９の幅をＴ２、第３段目ポンプ室１０の幅をＴ３、第４段目ポンプ室１１の幅をＴ４とすると、Ｔ１＞Ｔ２＞Ｔ３＞Ｔ４の関係となるように各ポンプ室が設計される。なお、各ポンプ室８，９，１０，１１にはロータが収容されるが、各ポンプ室が上記の関係を有しているため、各ロータ１２，１２’、１３，１３‘、１４，１４’１５，１５‘の厚みも上記ポンプ室の幅によって設定される。
【００２１】
図２に代表的に示すように、第２段目ポンプ室９内では、繭形形状の二個一対の第二段目ロータ１３、１３’が回転可能に配置されている。同様に、第一段目ポンプ室８（第三段目ポンプ１０、第四段目ポンプ１１）内では、繭型形状の二個一対の第一段目ロータ１２，１２’（第三段目ロータ１４，１４’、第四段目ロータ１５，１５’）が回転可能に配置されている。
【００２２】
また、各ポンプ室を貫通するように、一対の回転軸１６、１６’がハウジング２内に回転可能に軸支されている。そして、第一段目ロータ１２、第二段目ロータ１３、第三段目ロータ１４、第四段目ロータ１５は、同一の回転軸１６に、一方、第一段目ロータ１２’、第二段目ロータ１３’、第三段目ロータ１４’、第四段目ロータ１５’は、同一の回転軸１６’に、それぞれ直線的に接続されている。従って、回転軸１６が回転すると、第一段目ロータ１２、第二段目ロータ１３、第三段目ロータ１４、第四段目ロータ１５が同期的に回転し、回転軸１６’が回転すると、第一段目ロータ１２’、第二段目ロータ１３’、第三段目ロータ１４’、第四段目ロータ１５’は、同一の回転軸１６’が同期的に回転する。
【００２３】
ハウジング２内においては、回転軸１６，１６‘の軸長方向において互いに隣接するポンプ室８、９が、気体移送通路１７で連通されている。同様に回転軸１６，１６‘の軸長方向において互いに隣接するポンプ室９、１０が、気体移送通路１８で連通されている。同様に回転軸１６，１６‘の軸長方向において互いに隣接するポンプ室１０、１１が、気体移送通路１９で連通されている。これにより主吸入口３と主排出口４とが各ポンプ室及び各気体移送通路を介して空間的に連通され、主吸入口３から吸入した気体を、４つのポンプ室で順次圧縮・移送して主排出口４から大気へ排出するようになっている。
【００２４】
またハウジング２内においては、排出管路３１が穿設されている。この排出管路３１は、その一端が第４段目ポンプ室１１の排出口２９に連通し、その他端が排気管路合流室４０を介して主排出口４に連通されている。さらに、排出管路３１に並設して、中間排出管路３０が穿設されている。この中間排出管路３０は、一端が第三段目ポンプ室１０の排出口２８に連通し、他端が排気管路合流室４０を介して主排出口４に連通されている。従って、主排出口４には、排出管路３１及び中間排出管路３０の他端が排気管路合流室４０を介して共に連通され、この主排出口４から両管路３１及び３０の他端が外部（大気）に連通していることになる。
【００２５】
中間排出管路３０の途中には、外部（大気側）への方向を順方向とする逆止弁３２が介装されている。この逆止弁３２は、弁室３２ａ内に弁座３２ｂ、球体３２ｃ、スプリング３２ｄが設けられて構成されており、スプリング３２ｄの付勢力によって球体３２ｃが弁座３２ｂに当接して中間排出管路３０を閉鎖するようにされている。
【００２６】
図１に示すように、スプリング３２ｄによる付勢力は、外部（大気）側から付勢されるように構成されているため、第三段目ポンプ室１０内の排出口２８の圧力が外部（大気）圧力よりも小さい場合には、その差圧力がスプリング３２ｄの付勢力に加担するため、より強固に球体３２ｃが弁座３２ｄに当接され、中間排出管路３０が閉鎖される。
【００２７】
一方、第三段目ポンプ室１０内の排出口２８の圧力が外部（大気）圧力よりも大きい場合には、その差圧力がスプリング３２ｄの付勢力に抗するため、かかる差圧力がスプリング３２ｄの付勢力を上回ると、球体３２ｃが弁座３２ｄから離間し、中間排出管路３０が開放される。従って、主吸気口３からの吸入気体の圧力が高く第四段目ポンプ室１１の吸入圧（第三段目ポンプ室１０の排出圧）が大気圧以上になるときには、吸入気体の一部をこの第四段目ポンプ室１１の吸入側と気体移送通路１９で連結されている排出口２８から中間排出管路３０、逆止弁３２を介して大気へ排出するようになっている。なお、スプリング３２ｄの付勢力は、可能な限り小さいことが、ポンプの省エネのためには望ましい。
【００２８】
なお第四段目ポンプ室１１の吸入圧すなわち第３段目ポンプ室１０の排出圧が大気圧以下のときは、大気側への方向を順方向とする逆止弁３２により排出管路３０を介して大気がポンプ１内へ逆流しないことは言うまでもない。
【００２９】
ハウジング２は、主吸入口３側では主吸入口側サイドカバー２２と一体となっており、かつ、主排出口４側では主排出口側サイドカバー２３と一体となっている。この主吸入口側サイドカバー２２には、主吸入口３側の軸受け２４，２４’が、また主排出口側サイドカバー２３には、主排出口４側の軸受け２５，２５’がそれぞれ設けられて、一方の回転軸１６は、軸受け２４，２５で回転可能に支持され、他方の回転軸１６’は軸受け２４’、２５’で回転可能に支持されている。
【００３０】
図１に示すように、一対の回転軸１６，１６’それぞれの端部には、タイミングギア２１、２１’が取り付けられ、一対の回転軸１６，１６’が連動して逆方向に回転するようになっている。また一対の回転軸１６，１６’のタイミングギア２１，２１’が取り付けられていない方の端部において、回転軸１６には、回転軸駆動手段としてのモータ２０が接続されている。従って、回転軸１６は、駆動軸とされ、他方の回転軸１６’はモータが接続されておらず従動軸とされている。
【００３１】
タイミングギア２１、２１’の回りには、ギアカバー２６が配設されている。ギアカバー２６は、図１に示すように主排出口側サイドカバー２３に対し、ハウジング２の反対側で取り付けられ、タイミングギア２１，２１‘及び、タイミングギア２１，２１’と軸受け２５、２５’を潤滑する油２７が収容されている。なお軸受け２４，２４‘はこの例ではグリース潤滑タイプで構成されている。
【００３２】
図２に示す二個一対のロータ１３，１３’は、回転軸１６，１６’に取り付けられたタイミングギア２１，２１’によって位相差をもって矢印の方向に互いに逆回転するようになっており、ロータ１３、１３’が収容されているポンプ室９で図の上部から吸気し下部に排気が行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各ロータ１４，１４’は互いに逆回転し、ロータ１４，１４’を収容するポンプ室１０で吸気・排気が行なわれるようになっている。また回転軸１６、１６’に取り付けられている二個一対の各ロータ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。
【００３３】
図２において二個一対のロータ１３，１３’同士の間には、わずかな隙間が形成されており、ロータ１３，１３’同士は非接触となるようにタイミングギア２１，２１’によって配置されている。また二個一対のロータ１３，１３’についてはロータ１３，１３’の外壁面とポンプ室９の内壁面との間には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１４，１４’、二個一対のロータ１５，１５’についても同様とされている。
【００３４】
図２に示すように、ロータ１３、１３’とポンプ室９の内壁とで囲まれた空間Ｓが掃気空間となる。各ポンプ室の断面形状及び各ポンプ室に収納されたロータの断面形状は、図２に示すような同一形状とされるが、図１に示すように、ポンプ室の幅は、上流側のポンプ室から下流側のポンプ室に向かうにつれて小さく設計されている。従って、各ポンプ室の掃気容積も、上流側のポンプ室から下流側のポンプ室に向かうにつれて、小さくされている。
【００３５】
上記構成の多段ドライ真空ポンプにおいて、以下にその作動について説明する。
【００３６】
まず、回転軸１６に接続されている回転駆動手段としてのモータ２０を回転駆動させると、回転軸１６が回転する。回転軸１６の回転により、該回転軸１６に接続されたロータ１２、１３、１４、１５も各ポンプ室内で回転する。一方、回転軸１６は、タイミングギア２１、２１’によって回転軸１６’に連結しているため、モータ２０の回転力が回転方向を変換された状態で回転軸１６’にも伝達される。従って、回転軸１６’に接続されたロータ１２’、１３’、１４’、１５’が、ロータ１２，１３，１４，１５と逆方向に同速で同期回転する。
【００３７】
この各ロータの回転によって、主吸気口３から吸入された気体は、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。このようにして主吸入口３から吸入された気体はポンプ室の掃気容積が順次小さくなるように並設された各ポンプ室８、９，１０，１１で圧縮・移送されていく。
【００３８】
ここで、第三段目ポンプ室１０の排出口２８には、大気側への方向を順方向とする逆止弁３２を介在させるとともに排気管路合流室４０を介して主排出口４へ連通した中間排出管路３０が連通しており、また、第四段目ポンプ１１の排出口２９には、排気管路合流室４０を介して主排出口４へ連通した排出管路３１がそれぞれ構成されているので、主吸入口３から吸入され各ポンプ室８，９，１０，１１で順に圧縮・移送された気体は、中間排出管路３０又は排出管路３１を通り、最終的には排気管路合流室４０を介して主排出口４から多段ドライ真空ポンプ１外（大気側）へ排出される。
【００３９】
すなわち、主吸入口３から吸入される気体の圧力が比較的低い時、たとえば数１００Ｐａ以下の気体を排気する時には、気体の質量流量が小さいので通常第一段目ポンプ室８から第三段目ポンプ室１０における排気圧は大気圧以上になることはない。従ってこの場合は大気側への方向を順方向とする逆止弁３２を介在させた気体移送通路１９と主排出口４を連結する中間排出管路３０を介して吸入気体の一部が大気へ放出されることはなく、主吸気口３から吸入された気体は、第四段目ポンプ室１１の排出口２９から排出管路３１を介して主排気口４から多段ドライ真空ポンプ１外（大気側）へ排出される。
【００４０】
しかし、主吸入口３から吸入される気体の圧力が比較的高いとき、例えば１００００Ｐａ以上の時においては、各ポンプ室の容積によっては、たとえば第３段目ポンプ室１０の排出口２８での排出圧すなわち気体移送通路１９で連通している第四段目ポンプ室１１の吸入圧が大気圧より高くなることがあるが、この場合は大気側への方向を順方向とする逆止弁３２を介在させた中間排出管路３０を介して吸入気体の一部が大気へ放出されるので、第四段目ポンプ室１１の吸入圧は大気圧より高くなることはなくまた、第四段目ポンプ室１１が、それより前段の各ポンプ室での排気作用において抵抗体となることもない。
【００４１】
以上説明したように、本例で説明した多段ドライポンプは、一端が最も下流側の第四段目ポンプ室１１以外のポンプ室（本例では第三段目ポンプ室１０）の排出口（本例では排出口２８）に連通し、他端が外部に開放された中間排出管路３０と、この中間排出管路３０の途中に介装されて、中間排出通路３０の一端側の圧力（第三段目ポンプ室１０の排出口２８の圧力）が他端側の圧力（大気圧）よりも小さい場合には中間排出管路３０を閉鎖し、大きい場合には中間排出管路３０を開放する逆止弁３２とを備えている。従って主吸入口３から吸入する気体の吸入圧力が比較的低い時には、吸入気体は第四段目ポンプ室１１の排出口２９から排出管路３１を経由し、最終的に主排出口４から多段ドライ真空ポンプ１外（大気側）へ排出されるが、主吸入口３から吸入する気体の吸入圧力が比較的高く、たとえば第三段目ポンプ室１０の排出圧が大気圧より高くなる場合には、大気側への方向を順方向とする逆止弁３２を介在させた主排出口４と連結する中間排出管路３０を介して、吸入気体の一部が大気へ放出される。このため第四段目ポンプ室１１の吸入圧は大気圧より高くなることはない。
【００４２】
よって、消費電力を低減するためにポンプ室の掃気容積を主吸入口３から主排出口４に向かって順次小さくするように構成した多段ドライ真空ポンプにおいて、比較的高い吸入圧で気体を吸入・排気する時でも、排気速度が低下することがない。また従来の低消費電力を低減し、排気速度を低減させないようにするために多段ドライ真空ポンプに掃気容積の小さい補助ポンプを接続しかつ補助ポンプと並列に大気への方向を順方向とする逆止弁をもつ排気管路を備えた排気系のように、配管系含めたポンプの部品点数が増えることによる構成面の複雑化と信頼性の低下、製造コストのアップ、ポンプ組み合せによる効率低下、設置スペースの増大などの問題もない。
【００４３】
なお、本例においては、第三段目ポンプ室１０の排出口２８に、大気への方向を順方方向とする逆止弁３２を介在させるとともに主排出口４へ連通した中間排気管路３０を設けた例を示したが、他の複数のポンプ室、例えば第二段目ポンプ室９及び第三段目ポンプ室１０の排出口に、大気への方向を順方向とする逆止弁を介在させるとともに主排出口４へ連通した中間排出管路を設けるようにした構成でも良い。
【００４４】
（第２実施形態例）
次に本発明の第２実施形態例について図３に基づいて説明する。図３は本例における多段ドライ真空ポンプを示す図である。
【００４５】
ハウジング２内においては、回転軸１６，１６’の軸長方向において互いに隣接するポンプ室８、９が、気体移送通路１７で連通されている。同様に回転軸１６，１６’の軸長方向において互いに隣接するポンプ室９、１０が、気体移送通路１８で連通されている。同様に回転軸１６，１６’の軸長方向において互いに隣接するポンプ室１０、１１が、気体移送通路１９で連通されている。これによりポンプ本体主吸気口３から吸入した気体を、４段で圧縮してポンプ本体主排出口４から大気へ排出するようになっている。
【００４６】
このハウジング２内においては、第四段目ポンプ室１１の排気口２９と主排出口４を連結する排出管路３１が穿設されるとともに、この排出管路３１に並設して第三段目ポンプ室１０の排出口２８と主排出口４を連結する中間排出管路３０が穿設される。排出管路３１の途中には、大気側への方向を順方向とする逆止弁３３を介在させて、主吸入口３からの吸入した気体をこの排出口２９と大気側への方向を順方向とする逆止弁３３および、排出管路３１を介してこの順序で大気へ排出するようになっている。なお、この逆止弁３３により、たとえばこの多段ドライ真空ポンプの運転を停止して、ポンプ内及びこのポンプと主吸入口３を介して連通しているところの、図示しないが真空処理室が真空または減圧状態にあっても、主排出口４から排出管路３１を介して大気が逆流することはない。
【００４７】
また第三段目ポンプ室１０の排出口３０と主排出口４を連結する中間排出管路３０途中には、大気側への方向を順方向とする逆止弁３２を介在させて、主吸入口３からの吸入気体の圧力が高く第四段目ポンプ室１１の吸入圧が大気圧以上になるときには、吸入気体を大気へ排出するようになっている。なお、第四段目ポンプ室１１の吸入圧すなわち第三段目ポンプ室１０の排気圧が大気圧以下のときは大気側への方向を順方向とする逆止弁３２により排出管路３０を介して大気が第三段目ポンプ１０内へ逆流しないようになっていることは言うまでもない。
【００４８】
さらに中間排出管路３０と排出管路３１の各他端は、排出管路合流室４０を介して主排出口４に連結されるように構成される。
【００４９】
多段に構成されるポンプの詳細な構造は上記第１実施形態例で説明したものと同一であるので、その説明を省略する
上記構成の多段ドライポンプにおいて以下にその作動について説明する。
【００５０】
各ロータの回転によって、主吸入口３から吸入された気体は、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。このようにして主吸入口３から吸入された気体はポンプ室の掃気容積が順次小さくなるように並設された各ポンプ室８、９，１０，１１で圧縮されていく。
【００５１】
ここで第三段目ポンプ室１０の排出口２８には、大気側への方向を順方向とする逆止弁３２を介在させ主排出口４へ連通した中間排出管路３０が、また、第４段目ポンプ１１の排気口２９には大気側への方向を順方向とする逆止弁３３を介在させ主排出口４へ連通した排出管路３１がそれぞれ連通されているので、主吸入口３から吸入され各ポンプ室で順に圧縮された気体は、排出口２８または排出口２９から最終的には主排出口４から多段ドライ真空ポンプ１外（大気側）へ排出される。
【００５２】
すなわち主吸入口３から吸入される気体の圧力が比較的低い時、たとえば数１０００Ｐａ以下の気体を排気する時には、気体の質量流量が小さいので通常第一段目ポンプ室８から第三段目ポンプ室１０の排出圧は大気圧になることはない。従ってこの場合は主排出口４と、大気側への方向を順方向とする逆止弁３２を介在させた中間排出管路３０を介して吸入気体の一部が大気へ放出されることはなく、主吸入口３から吸入された気体は、第四段目ポンプ室１１の排出口２９から逆止弁３３を経て排出管路３１を介して主排出口４から多段ドライ真空ポンプ１外（大気側）へ排出される。
【００５３】
しかし、主吸入口３から吸入される気体の圧力が比較的高いとき、例えば１００００Ｐａ以上の時においては、ポンプ室によってはたとえば第三段目ポンプ室１０の排気圧すなわち気体移送通路１９で連通している第四段目ポンプ室１１の吸入圧が大気圧より高くなることがあるが、この場合は大気側への方向を順方向とする逆止弁３２を介在させた排気口２８と主排出口４を連結する中間排出管路３０を介して吸入気体の一部が多段ドライポンプ１外（大気側）へ排出されるので、第四段目ポンプ室１１の吸入圧は大気圧より高くなることはなく、また、第四段目ポンプ室１１が前段の各ポンプ室での排気作用において抵抗体となることもない。
【００５４】
また第三段目ポンプ室１０の排出口２８と主排出口４を連通する中間排出配管３０および、第四段目ポンプ室１１の排出口２９と主排出口４を連通する排出配管３１には大気側への方向を順方向とする逆止弁３２、３３をそれぞれ備えているので、この多段ドライ真空ポンプの運転を停止しても、ポンプ内及びこのポンプと主吸気口３を介して連通しているところの、図示しないが真空処理室が真空または減圧状態にあっても主排出口４から排出管路３０及び、３１を介して大気が逆流することはない。従って真空処理室及びポンプ部の急激な真空度劣化が避けられるとともに、汚染された大気の逆流による真空処理室やポンプ内部の汚染が避けられる。またポンプ内部で発生している気体の圧縮音もこの逆止弁３２、３３で一部が低減できる。
【００５５】
また、各ポンプの外部（大気）へのそれぞれの排出口は排出管路合流室４０を介して１個の主排気口４に集約されて、吸入された気体はすべてこの主排気口４から排出されるようになっているので、多段ドライ真空ポンプの排出口を排気ダクトや直接除外装置（排気気体の）に接続するにあたり、継ぎ手や配管を減らすことができてポンプの設置も単純化される。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の第１実施形態例における多段ドライ真空ポンプの縦断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態例における図１のＡ−Ａ線に沿った横断面図である
【図３】本発明の第２実施形態例における多段ドライ真空ポンプの縦断面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１・・・多段ドライ真空ポンプ
２・・・ハウジング
３・・・主吸入口
４・・・主排出口
８・・・第一段目ポンプ室
９・・・第二段目ポンプ室
１０・・第三段目ポンプ室
１１・・第四段目ポンプ室
１２、１２’・・・第一段目ロータ
１３、１３’・・・第二段目ロータ
１４、１４’・・・第三段目ロータ
１５、１５’・・・第四段目ロータ
１６、１６’・・・回転軸
２０・・・モータ（回転駆動手段）
２８・・・第三ポンプ室吸入口
２９・・・第四ポンプ室排出口
３０・・・中間排出管路
３１・・・排出管路
３２・・・逆止弁（流量制御手段）
【図１】
2005155540.tif 000003
【図２】
2005155540.tif 000004
【図３】
2005155540.tif 000005