(57)【要約】側路型ポンプとして構成されたポンプ、特に真空ポンは主として、駆動されるロータ（１６）と定置のステータ（１４）とから成っている。周方向に循環するポンピング通路は、前記のロータ（１６）とステータ（１４）とによって画定される。ロータには、ポンピング通路横断面内に侵入する複数の動翼が固着されており、しかも前記ポンピング通路は、無動翼の側路（４４）を有している。側路（４４）を有するポンピング通路（２２）は、ロータ（１６）をめぐって蔓巻き線状に延在している。その結果、ポンピング通路はもはや１本の螺条の長さに制限されてはいず、中断のない任意の多数の螺条の長さを有することができる。これによってポンプの高い吸込み仕事量及び高い圧縮比が実現される。
2004511705.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動されるロータ（１６）とステータ（１４）と、前記ロータ（１６）内に形成されていて前記ステータ（１４）によって画定された循環するポンピング通路（２２）と、前記ロータ（１６）に固定されていて前記ポンピング通路の横断面内に侵入する動翼（３８）と、前記ポンピング通路（２２）内に形成された、無動翼の側路（４４）とから成る形式の、側路型ポンプとしてのポンプにおいて、
側路（４４）を有するポンピング通路（２２）がロータ（１６）をめぐって蔓巻き線状に延びていることを特徴とする、側路型ポンプとしてのポンプ。
【請求項２】
ポンピング通路（２２）の側面を画定する通路壁（２０）が、ロータ（１６）から張出して蔓巻き線状に延びており、かつステータ（１４）がポンピング通路（２２）の領域では平滑面を形成している、請求項１記載のポンプ。
【請求項３】
ポンピング通路（２２）が１条より多くの螺条を有している、請求項１又は２記載のポンプ。
【請求項４】
ポンピング通路（２２）が、ほぼロータ全長にわたって連続的に一貫して延びており、かつ流体入口（４８）及び流体出口（５０）がそれぞれロータ（１６）の端面側に設けられている、請求項１から３までのいずれか１項記載のポンプ。
【請求項５】
ロータ（１２５）が、互いに並行な複数のポンピング通路（１２８，１２８′）を画定する複数の通路壁（１２６）を有している、請求項１から４までのいずれか１項記載のポンプ。
【請求項６】
動翼（３８）の面積が、ポンピング通路横断面積の１／５〜１／２のオーダー範囲内にある、請求項１から５までのいずれか１項記載のポンプ。
【請求項７】
ステータ（１４）がロータ（１６）を包囲している、請求項１から６までのいずれか１項記載のポンプ。
【請求項８】
ロータがステータを包囲している、請求項１から７までのいずれか１項記載のポンプ。
【請求項９】
通路壁（２０）が、ロータ（１６）の半径方向線（３０）に対して傾斜して配置されている、請求項１から８までのいずれか１項記載のポンプ。
【請求項１０】
各動翼（３８）がロータ（１６）の半径方向線（４２）に対して傾斜して配置されている、請求項１から９までのいずれか１項記載のポンプ。
【請求項１１】
吸込み側（１１）におけるポンピング通路横断面が、ポンピング通路（１２８）の吐出側（１３）よりも大である、請求項１から１０までのいずれか１項記載のポンプ。
【請求項１２】
ポンピング通路（８０，８１，８２，８３）が半径方向段（９０，９１，９２）を有している、請求項１１記載のポンプ。
【請求項１３】
ポンピング通路の半径方向段（９０，９１，９２）の高さが、半径方向のポンピング通路高さの１／２よりも小である、請求項１２記載のポンプ。
【請求項１４】
ステータ（１０６）が円錐形に構成されている、請求項１１記載のポンプ。
【請求項１５】
２つのポンピング通路区分（２２２，２２２′）間に配置された１つの冷却通路（２３０）が設けられている、請求項１から１４までのいずれか１項記載のポンプ。
【請求項１６】
駆動されるロータ（１７４）とステータ（１７１）と、前記ロータ（１７４）の端面に形成されていて前記ロータ（１７４）と前記ステータ（１７１）とによって画定された循環するポンピング通路（１７２）と、前記ロータ（１７４）に固着されていて前記ポンピング通路の横断面内に侵入する動翼（１８４）と、前記ポンピング通路（１７２）内に形成された、無動翼の側路とから成る形式の、側路型ポンプとしてのポンプにおいて、
側路を有するポンピング通路（１７２）がロータ（１７４）の端面に渦巻状に延びていることを特徴とする、側路型ポンプとしてのポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
技術分野：
本発明は、液体状及び気体状の流体並びに液体−気体−混合物を吐出するための側路型ポンプ（Ｓｅｉｔｅｎｋａｎａｌｐｕｍｐｅ）としてのポンプに関する。
【０００２】
背景技術：
側路型ポンプは殊に真空を発生するために使用される。円環状に延びる複数のポンピング通路を有し、各ポンピング通路を夫々ロータとステータとによって画定した形式の、側路型ポンプとして構成された真空ポンプは、欧州特許出願公開第０ １７０ １７５号明細書に基づいて公知である。ロータには、各ポンピング通路横断面内に侵入する動翼が配置されている。該動翼は、半径方向内域からポンピング通路横断面の一部分に侵入しているにすぎないので、ポンピング通路の半径方向外域には動翼は無い。ポンピング通路の無動翼（動翼が設けられていない）領域が側路である。ロータの回転時に流体分子が動翼によって捕捉されて周方向に加速される。遠心力によって流体分子は無動翼の側路内へ外向きに運動させられる。側路内において半径方向外向きの運動は、再び半径方向内向きに動翼の方に向かって方向変換され、その際に流体分子は、定置のステータ壁との摩擦によって再び著しく減速させられる。流体分子は側路から半径方向内向きに離脱し、かつ究極的には再び動翼によって捕捉されて周方向に加速される。この絶え間なく反復される動作によって、ポンピング通路内には、周方向に流動する螺線状の流体渦流が生じる。流体入口と流体出口は、ステータから半径方向に側路の無動翼横断面内へ侵入する遮断壁によって形成される。遮断壁の領域に到来する流体流は、ポンピング通路の無動翼横断面域から流体出口へ導出される。この時点に動翼の領域内に滞在する流体分は、遮断壁によって捕捉されることはなく、従って動翼によって、前記遮断壁の背面側に位置する流体入口へ連行される。吸込み側に連行される圧縮された流体は、吸込み側で再び吸込み圧に膨張するので、改めて圧縮されねばならない。要するにポンピング通路は動翼の領域では、円環状のポンピング通路の吐出側と吸込み側との間に、システムに起因した短絡路を形成する訳である。このようにして生じる圧力損失は、加熱作用と騒音放出という形をとって現われる。高い圧縮度を発生させるためには１つの真空ポンプにおいて、複数の円環状ポンピング通路が相前後して配置され、或いは別の分子ポンプ段、例えばターボ分子ポンプ段と組合わされる。側路型ポンプは、その機械的構成が単純で、保守の必要がなく、かつ稼働が確実であることに基づいて、産業上の使用に好適である。しかしながら多数の流体入口及び流体出口が損失を伴うことによって、吸込み効率及び圧縮比が制約されている。
【０００３】
発明の開示：
本発明の課題は、側路型ポンプにおける圧縮作用を改善することである。
【０００４】
前記課題は、請求項１及び請求項１６の特徴部に記載した構成手段によって解決される。
【０００５】
本発明のポンプではポンピング通路は、もはや円環状に延びるのではなくて、ロータをめぐってねじ山に延びている。これによってポンピング通路はもはや１つの螺条より少ない螺条に制限されるのではなく、１つ以上の螺条もしくは多数の螺条を有することができる。要するに最大のポンピング通路長は、もはやロータ円周１つ分に制限されているのではなく、蔓巻き線状に配置することによって、ロータ円周の多数倍に延長されているのであり、ただ軸方向のロータ長によって制限されているにすぎない。ポンピング通路は中断無く、多数の螺条の長さにわたって延びることができ、その場合ポンピング通路が、損失を伴う流体入口及び流体出口によって中断されることはない。従ってポンピング通路内には、ポンピング通路全長にわたって、妨害を受けることのない蔓巻き線状の流体流が形成される。これに伴ってポンプの高い圧縮作用が実現される。多数の流体入口及び多数の流体出口を除くことによって、騒音放出も著しく低減される。
【０００６】
ステータは回転体の外周面として、つまり円筒面、円錐面又は放物線面として形成されている。従ってステータは、著しく単純に構成されておりかつ低廉に製造可能である。かくして高い圧縮作用と吸込み効率を有し、低脈動の流体流を発生し、僅かな所要組付け空間を有し、単純な形式で低廉に製作可能な、殆ど保守の必要のない側路型ポンプが実現される。オイルパッキンを必要としないので、汚染物を含まない流体が吐出される。
【０００７】
本発明の有利な実施形態ではロータは、ポンピング通路の側面を画定する１つの通路壁を有し、該通路壁はロータを蔓巻き線状にめぐって延びている。ステータはポンピング通路の領域では平滑面を形成している。ポンピング通路のほぼ全ての壁は、ロータ側に設けられており、要するにポンピング方向に運動させられる。従って流体分子は、ポンピング通路のただ１つの壁に沿ってだけ、つまりステータによって形成された壁に沿ってだけ制動されるにすぎない。これによってもポンプの吸込み仕事量が高められる。
【０００８】
有利な実施形態によればポンピング通路は、ほぼ全ロータ長にわたって連続的に一貫して延在している。流体入口及び流体出口はそれぞれロータの端面側に設けられている。要するに、それ自体閉じられた唯一の圧縮段は、多数の螺条を介してロータの全長にわたって延びている。端面側の流体入口と端面側の流体出口とは、相互に空間的に隔離されており、要するに吐出側と吸込み側との間に、圧力損失を生ぜしめる短絡は存在しない訳である。従ってただ１つの圧縮段によって、高い圧縮作用と高い吸込み仕事量を実現することが可能になる。
【０００９】
有利な実施形態ではロータは、互いに並行な複数のポンピング通路を画定する複数の通路壁を有している。この側路型ポンプは、要するに、それ相応に高い吸込み能を有する多条式の側路型ポンプに他ならない。
【００１０】
動翼の横断面積は、ポンピング通路横断面積の１／５〜１／２のオーダー範囲内にあるのが有利である。
【００１１】
有利な実施形態ではステータがロータを包囲している。また択一的に、或いは前記実施形態と組合せてロータがステータを包囲することもできる。特に単一のロータもしくはステータにおいて両実施形態を組合せることによって、著しくコンパクトなポンプが実現される。
【００１２】
有利な実施形態によれば通路壁が、ロータの１半径方向線に対して斜向配置されており、しかも圧送方向に前傾されている。要するに通路壁は円筒形のロータから垂直に張出しているのではなくて、吐出側の方に向かって傾斜されている。ポンピング通路の、圧送方向で見て後位の通路壁はその場合、定置のステータ側の通路壁に対して９０゜以上の鈍角を有しているので、後位の通路壁は、ステータ通路壁から流体を掻き取りかつポンプ通路内にヘリカル状の流体渦流の生成を助成するスクレーパのように作用する。
【００１３】
有利な実施形態では動翼が、ロータの１半径方向線に対して斜向配置されている。要するに動翼は、円筒形のロータから垂直に張出すのではなくて、通路方向で見て吐出側の方に傾斜されている。動翼を吐出側の方に前傾させたことによって、圧送方向で流体に対して作用する流動成分が高められ、これによって同時に流体圧も高められる。
【００１４】
ロータの吸込み側端部におけるポンピング通路横断面は、ロータの吐出側端部におけるよりも大であるのが有利である。吐出側の方へ漸増圧縮される流体は、その圧縮作用に相応して、横断面の縮小するポンピング通路において圧送される。このようにすれば軸方向のロータ長が一定であっても、ポンピング通路長は著しく長くなる。これによってロータ長は相対的に短く保持することができるので、真空ポンプのコンパクトな構造が実現される。
【００１５】
有利な実施形態によればポンピング通路は半径方向段を有している。ポンピング通路の半径方向段の高さは、ポンピング通路高さの１／２よりも小であってもよい。ポンピング通路半径の段階的な縮小化は、流体圧縮作用の増大に伴ってロータ周速度の減速化を生ぜしめる。これによってロータ側の通路壁とステータ側の通路壁との間の摩擦損失が減少される。ポンピング通路の半径方向段をポンピング通路高さの１／２に制限することによって、流体が１つのポンピング通路区分から次のポンピング通路区分に移る際にも、螺旋状の渦流を維持することが保証される。これによって半径方向段における圧力損失が小さくされる。各ポンピング通路区分においてポンピング通路は、不変的に螺旋状に配置されている。
【００１６】
有利な実施形態ではロータ側のポンピング通路の通路壁は、ひいてはロータも、円錐形に構成されている。このようにすればポンピング通路の横断面積を、ポンピング通路内における昇圧に相応して、吐出側の方へ向かって縮小することが可能である。更にロータ外径の減少によって、ロータの周速度は吐出側の方に向かって減少される。ポンピング通路の幾何学的形状は、流体圧のプロセスに適合させられる。このようにすればロータの著しくコンパクトな構造とステータ内におけるロータの低摩擦回転が実現される。
【００１７】
２つのポンピング通路区分間に配置された１つの流体冷却通路を設けておくのが有利である。これによって流体の中間冷却が生じる。流体は例えば、ポンピング通路内に侵入する掻出し板によってポンピング通路から導出されて、冷却された冷却通路内で冷却され、次いで再び後続のポンピング通路区分に供給される。外部の冷却通路において流体を強力に冷却することによって、流体の加熱並びにロータ及びステータの加熱が制限される。これによって圧縮プロセスは等温圧縮に近似し、かつ所要の駆動出力は節減されることになる。
【００１８】
本発明の別の独立請求項によれば、ポンピング通路がロータの一方の端面側に配置されており、しかも側路を有するポンピング通路は、前記ロータ端面に渦巻状に延在している。独立請求項１に記載したポンピング通路の蔓巻き線状の配置構成に類似しているが、ポンピング通路は、蔓巻き線の形ではなくて、渦巻き線の形でロータに配置されている。この形式でも、流体入口と流体出口とによって中断されることのない複数の巻条を有するポンピング通路が実現される。該ポンピング通路は対数螺線又は伸開線の形をとって延びている。ポンピング通路の吸込み側は、ロータもしくはステータの外側又は中心に配置することができる。
【００１９】
ロータの外側にポンピング通路を有するポンプに関する従属請求項の前記構成手段は、渦巻き線状のポンピング通路をロータ端面に配置したポンプにも、同等の形式又は類似の形式で転用することができる。
【００２０】
発明を実施するための最良の形態：
次に図面に基づいて本発明の若干の実施例を詳説する。
【００２１】
図１には、流体を吐出するため、特にガスを吐出するための、側路型ポンプとして構成されたポンプ１０の第１実施形態が図示されている。ポンプ１０は吸込み側１１に真空を発生させ、かつ吐出側１３で流体を精密真空又は粗真空に圧縮するために使用される。
【００２２】
側路型真空ポンプ１０は主として、定置のケーシング１２を形成するステータ１４と、前記ステータケーシング１２内で駆動されるロータ１６とから成っている。ロータ１６は、該ロータ１６を最高８０，０００ｒ．ｐ．ｍで回転させ得る電動モータによって駆動される。ロータ１６及びステータケーシング１２は金属から製作されているが、セラミック又はプラスチック、或いはプラスチックでコーティングされた材料から成ることもできる。真空ポンプ１０の運転は潤滑剤無しに行われるので、圧送される流体の汚染は排除されている。
【００２３】
流体は真空ポンプ１０の吸込み側１１から流体入口４８を通ってロータ１６の一方の端面側に沿ってステータケーシング１２内へ流入し、かつロータ１６の他方の端面側で圧縮された状態で流体出口５０を通ってステータケーシング１２から吐出側１３へ再び流出する。
【００２４】
ロータ１６は、軸１９と一体成形されたロータ基体１８から成っており、かつその外周に、半径方向外向きに突出するただ１つの通路壁２０を有しており、該通路壁は、ロータ１６の軸方向全長にわたって一定のリードを有する蔓巻き線の形をとって延びている。このようにして形成された蔓巻き線状の螺条は単条式である。通路壁２０は、その壁間にロータ全長にわたって、ロータ外周に沿って蔓巻き線状に周回して延びるただ１つのポンピング通路２２を画定する。ロータ基体１８によって形成された通路底２５はほぼ円形横断面に構成されている。外側もしくはステータ側で前記ポンピング通路２２は、ケーシング１２の円筒形のケーシング壁２４によって画定される。ケーシング壁２４の内壁面２６は平滑面として形成されている。ポンピング通路２２はロータ１６の全長にわたって唯一の螺条を成して延びている。
【００２５】
前記通路壁２０は、図２ａに示したように、ロータ１６の半径方向線３０に対してほぼ１５゜の角度２８で傾斜されている。通路壁２０は、軸方向で見て吐出側１３の方向に前屈するように傾斜されている。ポンピング通路２２の吸込み側の壁を形成する通路壁２０の吐出側の側壁面３２は、ステータ側のケーシング壁−内側面２６に対して鈍角をとる。これによって吐出側の通路壁−前縁３４は、ケーシング壁−内壁面２６に対してスクレーパーのように働き、このようにしてケーシング壁−内側面２６から流体を掻き取る。
【００２６】
ポンピング通路横断面の吐出側でロータ寄りの四半分内には、多数のプレート状動翼３８が、相互に等間隔をとって配置されている。円セグメント状の動翼３８は、ポンピング通路横断面積のほぼ１／５を占めるが、それよりも大きく構成することもできる。動翼３８は、通路横断面の吐出側でロータ寄りの四半分の領域内に配置されている。各動翼３８は通路壁２０に対してほぼ直角に、かつ図２ｂに示したようにロータ基体１８の半径方向線４２に対して１０゜〜２０゜の角度４０をとって位置している。動翼３８が回転方向に、もしくは吐出側に向かって前傾していることによって、流体内に発生される圧力は、非傾斜の動翼に対比して高められる。回転方向に前傾された動翼３８は、高い流動成分を生ぜしめ、この流動成分は昇圧に正比例している。
【００２７】
ポンピング通路２２の、動翼を有しないステータ寄り半部は、ポンピング通路２２の側路４４を形成している。ポンピング通路２２の側路４４は、常に外側寄りに位置しかつポンピング通路２２の無動翼半部である。
【００２８】
通路壁２０とケーシング壁２４の内側面２６との間のギャップ５６は、隣接したポンピング通路螺条間の圧力差に起因して生じる逆流が、１つの螺条内に増成される圧力差よりも著しく小さくなるほど狭幅である。ギャップ５６の流動抵抗は、吸込み側１１の方向での顕著な流体逆流を阻止するほど大である。ギャップ５６における流動抵抗は、通路壁２０の肉厚を相応に設計し、ひいてはギャップ５６の軸方向長を長くすることによって、変化することができる。
【００２９】
流体は流体入口４８を通ってステータケーシング１２内へ流入し、かつ通路壁２０、通路底２５及び動翼３８によって加速され、こうして循環するポンピング通路２２内へ接線方向に周方向で圧縮されると同時に、軸方向では流体出口５０の方向に圧送される。閉じられたねじ状のポンピング通路２２内で流体もしくは流体分子はその際ポンピング通路２２の内部で１本の蔓巻き線に沿って運動させられる。
【００３０】
特に図２ａ及び図３に示したように、流体は動翼３８によってロータ周方向に加速される。この加速によって、流体に作用する遠心力が高められるので、流体は半径方向外向きに側路４４内へ流入する。流体は究極的にステータのケーシング壁２４の定置の内側面２６に衝突し、其処で制動されて半径方向内向きに反射される。ステータのケーシング壁２４の内側面２６における減速時に流体流５４は、すでにステータのケーシング壁２４に沿って制動された別の通路区分からの流体粒子と混合される。ポンピング通路２２の半径方向内位域もしくは動翼３８の領域における圧力は、ポンピング通路２２の半径方向外位域、要するに側路４４におけるよりも低い。これによって側路４４から半径方向内向きの力が流体に対して作用する。更にまた、制動された流体が、通路壁前縁３４によってケーシング壁の内側面２６から掻き取られ、こうして通路壁２０によって流体出口５０の方に向かって軸方向に運動させられる。流体は通路壁２０の吐出側の側壁面３２に沿って側路４４から通路底２５へ流れ、該通路底で流体はほぼ１８０゜半径方向外向きに方向変換させられる。その際に流体は動翼３８によって捕捉され、周方向に再び加速される。このようにして圧縮された流体が、ロータ１６の出口側軸方向端部に達して其処で流体出口５０を通って流出するまで、前記のプロセス動作は反復される。流体のポンピング通路２２内には、このようにして１つのヘリカル状の流体流５４が発生され、該流体流のプロセス中に流体は漸増的に圧縮される。前記のポンプを用いれば、ガス状流体を、超高真空度からほぼ大気圧に至るまで、唯１つの圧縮段でもって圧縮することができる。
【００３１】
当該真空ポンプ１０は原理的には、任意長のポンピング通路２２をもって実現することができるので、著しく高い圧縮仕事量が達成される。連続的な流体圧縮作用に基づいて、異なった圧縮機段間における損失を伴った移行部が避けられる。円環状のポンピング通路を備えた従来慣用の側路型圧縮機の場合にシステムに起因した吐出側と吸込み側との短絡は、ポンピング通路を蔓巻き線状に配置した場合には完璧に避けられる。ステータのケーシング壁２４の内側面２６を除けば、１条のポンピング通路２２の全ての壁が、回転するように、つまり流体を圧縮するように構成されている。これによっても本発明の真空ポンプの圧縮仕事量が高められる。流体吐出流は低脈動性である。可動部品数が少なく、構成が単純であるので、本発明の真空ポンプは製作費が低廉、かつ所要保守費もごく僅かになる。
【００３２】
図４には第２実施例による２条式の側路型ポンプ７０が図示されており、この場合、異なった直径のポンピング通路８０〜８３，８０′〜８３′を有する４つの段７２，７３，７４，７５が設けられている。各段７２〜７５は２条の平行なポンピング通路８０，８０′；８１，８１′；８２，８２′；８３，８３′を有し、これによってポンプ７０の吸込み能は単条式のポンプに対比して倍増されている。ロータ８６並びにステータのケーシング壁８８は、ポンピング通路８０〜８３の半径が吐出側１３に接近するにつれて段毎に減少するが、ポンピング通路８０〜８３，８０′〜８３′の横断面積はそれぞれ等しくなるように、段階的に構成されている。半径方向段９０，９１，９２の高さは、それぞれ１つのポンピング通路８０〜８３，８０′〜８３′の半径方向高さの約１／３である。半径方向段高さを最大で半径方向のポンピング通路高さの１／２に制限することによって、ポンピング通路のねじ山状の経過も、半径方向段９０〜９２の領域内に充分に維持される。これによって、ヘリカル状の流体流の乱れを、無視できる程度にすることが保証される。これに基づいて半径方向段９０〜９２の領域における顕著な圧力損失が回避される。吐出側１３の方に向かってポンピング通路半径が減少することによって、ロータ８６とステータのケーシング壁８８との間の摩擦損失が減少される。
【００３３】
図５には第３実施例による側路型ポンプ１００が図示されており、この場合ロータ１０２並びにステータ１０６のケーシング壁の内側面１０４は共に、吸込み側１１から吐出側１３の方に向かって円錐形にテーパを成して構成されている。ロータ１０２は２条のポンピング通路１１０，１１１を有し、両ポンピング通路は並列的に蔓巻き線状にロータ外側面に配置されている。平行な両ポンピング通路１１０，１１１の半径方向高さは、ポンピング通路１１０，１１１の全長にわたって一定である。ロータ１０２及びステータ１０６が吐出側へ向かってテーパを成すことによって、ロータ１０２とステータ１０６との間の摩擦が低下される。
【００３４】
図６に示した第４実施形態による側路型ポンプ１２０では、ステータのケーシング壁１２４の内側面１２２は円筒形に構成されている。またロータ１２５によって形成され、しかも通路壁１２６の外端によって形成される包絡曲線は円筒形である。ポンピング通路１２８，１２８′の半径方向高さも軸方向幅も共に、吸込み側１１から吐出側１３へ向かって連続的に減少するので、ポンピング通路１２８，１２８′のリードは吐出側１３の方へ向かって減少する。吐出側１３の方へポンピング通路横断面が連続的に減少することによって、軸方向のロータ長が一定であっても、ポンピング通路長を著しく長くすることができるので、これによって一層コンパクトな構造が可能になる。吐出側１３の方に向かってのポンピング通路横断面の縮小は、両ポンピング通路１２８，１２８′内における流体の昇圧にほぼ相応して行われる。このようにして考慮されることは、吐出側１３へ向かってポンピング通路１２８，１２８′内における連続的な圧縮によって流体の所要空間が益々少なくなることである。
【００３５】
図７に示した第５実施例によるポンプ１４０では３列のポンピング通路コース１４２，１４４，１４６が蛇行状に、かつ互いに内外に入り組んで配置されている。このようにすればロータ１４８の軸方向長が著しく減少される。中位のポンピング通路コース１４４において動翼１５０が、ポンピング通路横断面の、吐出側の半径方向内寄り１／４の部位に配置されている。これによって蔓巻き線状の流体流が、中位のポンピング通路コース１４４のポンピング通路１５２内でも発生される。
【００３６】
図８及び図９に示した第６実施形態による側路型ポンプとしてのポンプ１７０では、ポンピング通路１７２はロータ１７４の一方の端面側で、ロータ１７４の同一横断平面内に渦巻状（ｓｐｉｒａｌｆｏｅｒｍｉｇ）に配置されている。ポンピング通路１７２は、ロータ基体１７８に渦巻状に配置された１つの通路壁１７６によって半径方向で画定され、該通路壁は５つの巻条にわたって延在している。通路壁１７６は、従って又ポンピング通路１７２も、対数螺線に倣って形成されている。吸込み側１１の流体入口１８０は本例ではロータ１７４の外周に位置し、また吐出側１３の流体出口１８２はロータ１７４の中心に位置している。ポンピング通路１７２内には動翼１８４が９０゜セクターの形をとって通路壁内側面に配置されている。通路壁１７６とロータ基体１７８とによって画定されたポンピング通路１７２は、実質的に円盤形のステータケーシング１７１によって軸方向で画定される。
【００３７】
ポンピング通路１７２内における流体の圧縮は、すでに説明した図１〜図７の側路型ポンプと同様の方式で行われる。
【００３８】
図１０に示した側路型ポンプ２００の第７実施例では１つのロータ２０２において、２つの蔓巻き線状のポンピング通路２０４，２０４′が、これに接続する渦巻状のポンピング通路２０６と組合わされている。
【００３９】
図１１〜図１４には、流体冷却装置の２つの実施形態が図示されている。流体は各ポンピング通路から導出され、冷却通路内で冷却され、究極的には前記ポンピング通路に再び供給される。
【００４０】
側路型ポンプ２２０の流体冷却装置の単純な実施例が図１１及び図１２に示されている。すなわち：２つの並行なポンピング通路２２２，２２２′内にはステータ寄りで、定置の条片状の掻出し板２２４が半径方向外側から侵入している。該掻出し板２２４は、ほぼ軸方向通路幅１つ分に相当する軸方向長を有し、かつ、ポンピング通路２２２，２２２′の半径方向高さの半分の所に位置する動翼２２６にほぼ達するまで、ポンピング通路２２２内に侵入している。掻出し板２２４の領域における通路壁２２８は、該掻出し板２２４との衝突を避けるために、動翼２２６の半径方向高さに制限されている。掻出し板２２４によって、圧送される流体の約半分がポンピング通路２２２，２２２′から導出されて冷却通路２３０内へ導入される。冷却通路２３０は円筒形のステータケーシング壁２３２をめぐって延在し、該冷却通路自体は冷却媒体通路２３４によって包囲されている。該冷却媒体通路２３４内を冷却媒体が流れ、該冷却媒体によって冷却通路２３０、ひいてはその内部を流れる流体が冷却される。冷却通路２３０及び冷却媒体通路２３４はステータケーシング壁２３２をめぐってリング状に延びている。掻出し板２２４の背面側で、冷却通路２３０から到来する冷却された流体は再びポンピング通路２２５，２２５′内へ流入する。冷却装置２２３によって流体の約半分がポンピング通路２２２，２２２′から冷却通路２３０内へ導かれる。動翼２２６の領域において流体の残り半分は、掻出し板２２４、ひいては冷却装置２２３を、未冷却のまま通過する。このようにして流体の約半分しか冷却されないが、ポンピング通路２２２，２２２′，２２５，２２５′において蔓巻き線状の流体流が受ける障害は微少にすぎない。
【００４１】
図１３及び図１４に示した側路型ポンプ２４０の別の実施例では、冷却装置２４４の掻出し板２４２は、ポンピング通路２４８，２４８′の全半径方向高さを超えて半径方向でロータ２４６内へ侵入している。掻出し板２４２は、ロータ２４６の円環状のリング溝２４３内へ侵入している。このようにして全流体流はポンピング通路２４８，２４８′から冷却通路２５０内へ分岐されて其処で冷却される。冷却通路２５０自体は冷却媒体通路２５２によって包囲されている。流体流の脈動を減少するために、前記リング溝２４３内には、２部分から成るガイドリング２５４１　，２５４２　が侵入している。該ガイドリング２５４１　，２５４２　は２つの半割リング２５４１　，２５４２　から成っており、かつ通路壁２５６に対して同一方向に蔓巻き線状に延びるように形成されている。これによって流体流は、掻出し板２４２に衝突する前に、しかも掻出し板２４２によって冷却通路２５０内へ誘導される以前に、ポンピング通路２４８，２４８′から徐々に流出することができる。流体が冷却通路２５０を通流した後、該流体はガイドリング２５４２　に沿って再びポンピング通路２４９，２４９′に供給される。このようにして全流体流はポンピング通路２４８，２４８′から導出されて冷却され、かつ再び後続のポンピング通路２４９，２４９′内へ導入されるので、強い脈動が生じることはない。かくして僅かな圧力損失しか生ぜしめない流体中間冷却が実現される。
【００４２】
前記の流体冷却方式に加えて、或いはこれとは択一的に、ステータケーシングを冷却装置によって冷却することも可能である。このためにステータケーシングはその全周及びその全長にわたって単数又は複数の冷却通路によって包囲されていて、該冷却通路を介して冷却液、冷却ガス又はその他の冷却媒体がステータケーシングをめぐって流動するようにすることもできる。
【００４３】
この流体冷却方式によって、流体圧縮は等温圧縮に近似することになり、これによってロータのために要する駆動出力も節減されることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
円筒形のロータと円筒形のステータとを備え、側路型ポンプとして構成されたポンプの第１実施形態の縦断面図である。
【図２ａ】
図１のポンプのポンピング通路の詳細図である。
【図２ｂ】
図１のポンプの部分的な横断面図である。
【図３】
図１に示したポンプのロータの平面図である。
【図４】
段状に相前後して配置されたポンピング通路を備え、側路型ポンプとして構成されたポンプの第２実施形態の縦断面図である。
【図５】
円錐形のロータと円錐形のステータとを備え、側路型ポンプとして構成されたポンプの第３実施形態の縦断面図である。
【図６】
吐出側へ向かって横断面の減少するポンピング通路を備え、側路型ポンプとして構成された第４実施形態の縦断面図である。
【図７】
蛇行状に配置された複数のポンピング通路を備え、側路型ポンプとして構成されたポンプの第５実施形態の縦断面図である。
【図８】
ロータ側に配置された１つのスパイラル状のポンピング通路を備え、側路型ポンプとして構成されたポンプの第６実施形態を、図９のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面線に沿って示した平面図である。
【図９】
図８に示した真空ポンプの縦断面図である。
【図１０】
ロータ外周に配置されたポンピング通路と、該ポンピング通路に接続していてロータ端面側に配置されたポンピング通路とを備え、側路型ポンプとして構成されたポンプの第７実施形態の縦断面図である。
【図１１】
流体冷却通路を備え、側路型ポンプとして構成されたポンプの第８実施形態の縦断面図である。
【図１２】
図１１に示したポンプのＸＩＩ−ＸＩＩ断面線に沿った横断面図である。
【図１３】
流体冷却通路を備え、側路型ポンプとして構成されたポンプの第９実施形態の縦断面図である。
【図１４】
図１３に示したポンプのＸＩＶ−ＸＩＶ断面線に沿った横断面図である。
【符号の説明】
１０　　側路型真空ポンプとしてのポンプ、　１１　　吸込み側、　１２　　ステータケーシング、　１３　　吐出側、　１４　　ステータ、　１６　　ロータ、　１８　　ロータ基体、　１９　　軸、　２０　　通路壁、　２２　　ポンピング通路、　２４　　ケーシング壁、　２５　　通路底、　２６　　ケーシング壁の内側面、　２８　　角度、　３０　　半径方向線、　３２　　吐出側の側壁面、　３４　　吐出側の通路壁−前縁、　３８　　プレート状の動翼、　４０　　角度、　４２　　半径方向線、　４４　　側路、　４８　　流体入口、　５０　　流体出口、　５４　　流体流、　５６　　ギャップ、　７０　　２条式のポンプ、　７２，７３，７４，７５　　段、　８０，８０′；８１，８１′；８２，８２′；８３，８３′　　ポンピング通路、　８６　　ロータ、　８８　　ステータのケーシング壁、　９０，９１，９２　　半径方向段、　１００　　側路型ポンプ、　１０２　　ロータ、　１０４　　ケーシング壁の内側面、　１０６　　ステータ、　１１０，１１１　　ポンピング通路、　１２０　　側路型ポンプ、　１２２　　内側面、　１２４　　ステータのケーシング壁、　１２５　　ロータ、　１２６　　通路壁、　１２８，１２８′　　ポンピング通路、　１４０　　ポンプ、　１４２，１４４，１４６　　ポンピング通路コース、　１４８　　ロータ、　１５０　　動翼、　１５２　　ポンピング通路、　１７０　　ポンプ、　１７１　　円盤形のステータケーシング、　１７２　　ポンピング通路、　１７４　　ロータ、　１７６　　通路壁、　１７８　　ロータ基体、　１８０　　流体入口、　１８２　　流体出口、　１８４　　動翼、　２００　　側路型ポンプ、　２０２　　ロータ、　２０４，２０４′　　蔓巻き線状のポンピング通路、　２０６　　渦巻状のポンピング通路、　２２０　　側路型ポンプ、　２２２，２２２′　　ポンピング通路、　２２３　　冷却装置、　２２４　　掻出し板、　２２５，２２５′　　ポンピング通路、　２２６　　動翼、　２２８　　通路壁、　２３０　　冷却通路、　２３２　　ステータケーシング壁、　２３４　　冷却媒体通路、　２４０　　側路型ポンプ、　２４２　　掻出し板、　２４３　　円環状のリング溝、　２４４　　冷却装置、　２４６　　ロータ、　２４８，２４８′，２４９，２４９′　　ポンピング通路、　２５０　　冷却通路、　２５４１　，２５４２　　　ガイドリング、　２５６　　通路壁
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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