(57)【要約】  ポンプ組立体及びその方法が開示される。ポンプは、第１のハウジング部であって、第１のハウジング部内に延び且つロータを受けるような形状にされたボアの第１部分を定める第１のハウジング部と、第２のハウジング部であって、第２のハウジング部内に延び且つロータを受けるような形状にされたボアの第２部分を定める第２のハウジング部と、を備え、第１のハウジング部が、第２のハウジング部の対向する第２の面に対して当接可能な第１の面を有して、ボアの第１部分をボアの第２部分と共に位置付けてロータを受けるようにし、ボアの第１部分が、第１の面に沿って中心に配置された第１の円形断面部を有し、ボアの第２部分が、第２のハウジング部内で第２の面からある距離にて中心に配置された第２の円形断面部を有する。このようにして、ロータとボアとの間に十分な運転間隙を設けながら漏洩を低減した、サイズが縮小されたボアを提供することができる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプであって、
第１のハウジング部であって、前記第１のハウジング部内に延び且つロータを受けるような形状にされたボアの第１部分を定める第１のハウジング部と、
第２のハウジング部であって、前記第２のハウジング部内に延び且つ前記ロータを受けるような形状にされた前記ボアの第２部分を定める第２のハウジング部と、
を備え、
前記第１のハウジング部が、前記第２のハウジング部の対向する第２の面に対して当接可能な第１の面を有して、前記ボアの前記第１部分を前記ボアの前記第２部分と共に位置決めして前記ロータを受けるようにし、
前記ボアの前記第１部分が、前記第１の面に沿って中心に配置された第１の円形断面部を有し、前記ボアの前記第２部分が、前記第２のハウジング部内で前記第２の面からある距離にて中心に配置された第２の円形断面部を有する、
ことを特徴とするポンプ。
【請求項２】
前記第１の円形断面部及び前記第２の円形断面部の半径が、そこに受けることができる前記ロータの部分の外半径と適合する、請求項１に記載のポンプ。
【請求項３】
前記ボアの前記第１部分が、前記第１の面に沿って延びる長手方向軸線を有する第１の半円筒部を定める、請求項１又は２に記載のポンプ。
【請求項４】
前記ボアの前記第２部分が、前記第２のハウジング部内で前記第２の面から前記距離にて前記第２の面に平行に延びる長手方向軸線を有する第２の半円筒部を定める、請求項１〜３の何れかに記載のポンプ。
【請求項５】
前記ボアの前記第２部分が、前記第２の円形断面部から前記第２の面まで延びる延長部を有する、請求項１〜４の何れかに記載のポンプ。
【請求項６】
前記延長部が、前記第２の円形断面部の何れかの端部から前記第２の面まで接線方向に延びる、請求項５に記載のポンプ。
【請求項７】
前記延長部が、前記第２の面から前記距離に適合する長さを有する、請求項５又は６に記載のポンプ。
【請求項８】
前記ボアの前記第１部分が、前記第１の面に沿って中心に配置された交差する第１の円形断面部のペアを含む、請求項１〜７の何れかに記載のポンプ。
【請求項９】
前記ボアの前記第１部分が、前記第１の面に沿って延びる長手方向軸線を有する交差する第１の半円筒部のペアを定める、請求項１〜８の何れかに記載のポンプ。
【請求項１０】
前記ボアの前記第２部分が、前記第２のハウジング部内で前記第２の面から前記距離にて中心に配置された交差する第２の円形断面部のペアを定める、請求項１〜９の何れかに記載のポンプ。
【請求項１１】
前記ボアの前記第２部分が、前記第２のハウジング部内で前記第２の面から前記距離にて前記第２の面に平行に延びる長手方向軸線を有する交差する第２の半円筒部のペアを定める、請求項１〜１０の何れかに記載のポンプ。
【請求項１２】
前記延長部が、前記第２の円形断面部の何れかの非交差端部から前記第２の面まで接線方向に延びる、請求項１１に記載のポンプ。
【請求項１３】
前記距離が、最大で前記第１のハウジング部の前記第１の面の位置公差を含む、請求項１〜１２の何れかに記載のポンプ。
【請求項１４】
前記距離が、最大で前記第１のハウジング部の前記第１の面の位置公差と前記ロータの変位公差を含む、請求項１〜１３の何れかに記載のポンプ。
【請求項１５】
前記第１のハウジング部が、前記ロータを受けるような形状にされたボアの複数の第１部分を定め、前記第２のハウジング部が、前記ロータを受けるような形状にされたボアの複数の第２部分を定める、請求項１〜１４の何れかに記載のポンプ。
【請求項１６】
前記各ボアの前記第１の円形断面部及び前記第２の円形断面部の半径が、そこに受けることができる前記ロータの部分の外半径と適合する、請求項１〜１５の何れかに記載のポンプ。
【請求項１７】
前記各ボアの前記第１部分が、前記第１の面に沿って中心に配置された第１の円形断面部を有し、前記各ボアの前記第２部分が、前記第２のハウジング部内で前記第２の面から前記距離にて中心に配置された第２の円形断面部を有する、請求項１〜１６の何れかに記載のポンプ。
【請求項１８】
前記各ボアは、前記第２のハウジング部内で前記第２の面から同じ距離にて中心に配置された第２の円形断面部を有する、請求項１〜１７の何れかに記載のポンプ。
【請求項１９】
前記各ボアの前記第１部分が、ボア位置公差内で前記第１の面から中心に配置される、請求項１〜１８の何れかに記載のポンプ。
【請求項２０】
前記各ボアの前記第１部分が、前記ボア位置公差及び前記ロータの変位公差内で前記第１の面から中心に配置される、請求項１〜１９の何れかに記載のポンプ。
【請求項２１】
ロータを受けるような形状にされ且つ第１のハウジング部内に延びるボアの第１部分を定めるステップと、
前記ロータを受けるような形状にされ且つ第２のハウジング部内に延びる前記ボアの第２部分を定めるステップであって、前記第１のハウジング部が、前記第２のハウジング部の対向する第２の面に対して当接可能な第１の面を有して、前記ボアの前記第１部分を前記ボアの前記第２部分と共に位置決めして前記ロータを受けるようにする、ステップと、
前記第１の面に沿って第１の円形断面部を有する前記ボアの前記第１部分を中心配置するステップと、
前記第２のハウジング部内で前記第２の面からある距離にて第２の円形断面部を有する前記ボアの前記第２部分を中心配置するステップと、
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポンプ組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧縮機及び真空ポンプは公知である。真空ポンプは通常、装置を真空排気するための真空システムの構成要素として利用される。また、これらのポンプは、例えば、半導体の製造で使用される加工装置を真空排気するのに使用される。単一のポンプを用いて単一段で真空から大気に圧縮を実施するのではなく、多段真空ポンプを提供し、ここでは各段が真空から大気圧まで移行するのに必要な完全圧縮範囲の一部を実施することが知られている。圧縮機について、同様の構成が存在する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような圧縮機及び真空ポンプは、幾つかの利点をもたらすが、これらはまた、その固有の欠点も有している。従って、多段ポンプについて改善された構成を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
第１の態様によれば、第１のハウジング部であって、第１のハウジング部内に延び且つロータを受けるような形状にされたボアの第１部分を定める第１のハウジング部と、第２のハウジング部であって、第２のハウジング部内に延び且つロータを受けるような形状にされたボアの第２部分を定める第２のハウジング部と、を備え、第１のハウジング部が、第２のハウジング部の対向する第２の面に対して当接可能な第１の面を有して、ボアの第１部分をボアの第２部分と共に位置付けてロータを受けるようにし、ボアの第１部分が、第１の面に沿って中心に配置された第１の円形断面部を有し、ボアの第２部分が、第２のハウジング部内で第２の面からある距離にて中心に配置された第２の円形断面部を有する、ことを特徴とするポンプが提供される。
【０００５】
第１の態様は、ロータとステータ内の受けボアとの間に十分な隙間嵌めを設ける必要があることに起因して、ポンプ内で漏洩が生じる可能性があることが認められる。詳細には、第１の態様は、ロータとステータ内の受けボアと相対的な寸法設定は、ロータがステータ上に対接して損傷を引き起こさないようにするために、製造公差に対応する必要があることが認められる。これに基づいてポンプが設けられる。ポンプは、真空ポンプ又は圧縮機である。ポンプは、第１のハウジング部を備える。第１のハウジング部は、該第１のハウジング部内に延び且つロータを受けるような形状又は寸法にされたボア又はアパーチャの第１部分を定め、又は提供する。ポンプはまた、ボアの第２部分を定め又は提供する第２のハウジング部を備える。ボアの第２部分はまた、第２のハウジング部内に延び又は設けられて、ロータを受けるような形状にされる。第１のハウジング部は、第２のハウジング部の対向する面又は表面に対して当接可能又は接合可能な面又は表面を有して、ボアの部分を位置付け又は同じ場所に配置してロータを受けるようにする。ブレードの第１部分は、円形断面部を有する。円形断面部は、第１の面に沿って配置された中心線を有する。ボアの第２部分はまた、円形断面部を有する。当該円形断面部の中心線は、第２の面からオフセットされた距離又は位置にて第２のハウジング部に又はその内部に配置される。このようにして、ロータとボアとの間に十分な運転間隙を設けると共に漏洩を低減したサイズが縮小されたボアを提供することができる。
【０００６】
１つの実施形態において、第１の円形断面部及び第２の円形断面部の半径は、そこに受けることができる前記ロータの部分の外半径と適合する。従って、円形断面部の半径は、ロータの部分の外半径と適合又は対応するような寸法にすることができる。
【０００７】
１つの実施形態において、ボアの第１部分は、第１の面に沿って延びる長手方向軸線を有する第１の半円筒部を定める。従って、細長い軸線が第１の面に沿って配置される半円筒部を設けることができる。
【０００８】
１つの実施形態において、ボアの第２部分が、第２のハウジング部内で第２の面から上記距離にて第２の面に平行に延びる長手方向軸線を有する第２の半円筒部を定める。従って、第２の半円筒部はまた、第２の面に平行に延びる細長い軸線に対して第２のハウジング部に空間的にオフセットして配向することができる。
【０００９】
１つの実施形態において、ボアの第２部分は、第２の円形断面部から第２の面まで延びる延長部を有する。
【００１０】
１つの実施形態において、延長部は、第２の円形断面部の何れかの端部から第２の面まで接線方向に延びる。
【００１１】
１つの実施形態において、延長部は、第２の面から上記距離に適合する長さを有する。
【００１２】
１つの実施形態において、ボアの第１部分は、第１の面に沿って中心に配置された交差する第１の円形断面部のペアを含む。このようにして、ルートタイプのチャンバを定めることができる。
【００１３】
１つの実施形態において、ボアの第１部分が、第１の面に沿って延びる長手方向軸線を有する交差する第１の半円筒部のペアを定める。
【００１４】
１つの実施形態において、ボアの第２部分が、第２のハウジング部内で第２の面から上記距離にて中心に配置された交差する第２の円形断面部のペアを定める。
【００１５】
１つの実施形態において、ボアの第２部分が、第２のハウジング部内で第２の面から上記距離にて第２の面に平行に延びる長手方向軸線を有する交差する第２の半円筒部のペアを定める。
【００１６】
１つの実施形態において、延長部は、第２の円形断面部の何れかの非交差端部から第２の面まで接線方向に延びる。
【００１７】
１つの実施形態において、上記距離は、最大で第１のハウジング部の第１の面の位置公差を含む。従って、第２の円形断面部の中心線の位置は、第１のハウジング部の第１の面の位置の不確実性により第２のハウジング部にオフセットされる可能性がある。
【００１８】
１つの実施形態において、上記距離は、最大で第１のハウジング部の第１の面の位置公差とロータの変位公差を含む。従って、第２の円形断面部の中心線は、ロータの変位興亜に関連する更なる距離だけ第２のハウジング部にオフセットすることができる。
【００１９】
１つの実施形態において、第１のハウジング部は、ロータを受けるような形状にされたボアの複数の第１部分を定め、第２のハウジング部が、ロータを受けるような形状にされたボアの複数の第２部分を定める。
【００２０】
１つの実施形態において、各ボアの第１の円形断面部及び第２の円形断面部の半径は、そこに受けることができるロータの部分の外半径と適合する。
【００２１】
１つの実施形態において、各ボアの第１部分は、第１の面に沿って中心に配置された第１の円形断面部を有し、各ボアの第２部分は、第２のハウジング部内で第２の面から前記距離にて中心に配置された第２の円形断面部を有する。
【００２２】
１つの実施形態において、各ボアは、第２のハウジング部内で第２の面から同じ距離にて中心に配置された第２の円形断面部を有する。
【００２３】
１つの実施形態において、ボアの第１部分が、ボア位置公差内で第１の面から中心に配置される。従って、各ボアの中心線は、ボア位置公差内に位置付けることができる。通常、必須ではないが、ボア位置公差は、位置公差又は変位公差よりも遙かに小さい。
【００２４】
１つの実施形態において、各ボアの第１部分は、ボア位置公差及びロータの変位公差内で第１の面から中心に配置される。
【００２５】
第２の態様によれば、ロータを受けるような形状にされ且つ第１のハウジング部内に延びるボアの第１部分を定めるステップと、ロータを受けるような形状にされ且つ第２のハウジング部内に延びるボアの第２部分を定めるステップであって、第１のハウジング部が、第２のハウジング部の対向する第２の面に対して当接可能な第１の面を有して、ボアの第１部分をボアの第２部分と共に位置付けてロータを受けるようにする、ステップと、第１の面に沿って第１の円形断面部を有するボアの第１部分を中心配置するステップと、第２のハウジング部内で第２の面からある距離にて第２の円形断面部を有するボアの第２部分を中心配置するステップと、を含む方法が提供される。
【００２６】
１つの実施形態において、本方法は、第１の円形断面部及び第２の円形断面部の半径と、そこに受けることができるロータの部分の外半径と適合させるステップを含む。
【００２７】
１つの実施形態において、本方法は、ボアの第１部分として第１の面に沿って延びる長手方向軸線を有する第１の半円筒部を定めるステップを含む。
【００２８】
１つの実施形態において、本方法は、ボアの第２部分として、第２のハウジング部内で第２の面から上記距離にて第２の面に平行に延びる長手方向軸線を有する第２の半円筒部を定めるステップを含む。
【００２９】
１つの実施形態において、本方法は、第２の円形断面部から第２の面まで延びる延長部を提供するステップを含む。
【００３０】
１つの実施形態において、本方法は、延長部を第２の円形断面部の何れかの端部から第２の面まで接線方向に延ばすステップを含む。
【００３１】
１つの実施形態において、本方法は、延長部の長さを第２の面からの上記距離と適合させるステップを含む。
【００３２】
１つの実施形態において、本方法は、ボアの第１部分として第１の面に沿って中心に配置された交差する第１の円形断面部のペアを提供するステップを含む。
【００３３】
１つの実施形態において、本方法は、ボアの第１部分として、第１の面に沿って延びる長手方向軸線を有する交差する第１の半円筒部のペアを提供するステップを含む。
【００３４】
１つの実施形態において、本方法は、ボアの第２部分として第２のハウジング部内で第２の面から上記距離にて中心に配置された交差する第２の円形断面部のペアを提供するステップを含む。
【００３５】
１つの実施形態において、本方法は、ボアの第２部分として、第２のハウジング部内で第２の面から上記距離にて第２の面に平行に延びる長手方向軸線を有する交差する第２の半円筒部のペアを提供するステップを含む。
【００３６】
１つの実施形態において、本方法は、延長部を第２の円形断面部の何れかの非交差端部から第２の面まで接線方向に延ばすステップを含む。
【００３７】
１つの実施形態において、上記距離は、最大で前記第１のハウジング部の第１の面の位置公差を含む。
【００３８】
１つの実施形態において、上記距離は、最大で第１のハウジング部の第１の面の位置公差とロータの変位公差を含む。
【００３９】
１つの実施形態において、本方法は、第１のハウジング部においてロータを受けるような形状にされたボアの複数の第１部分を定め、第２のハウジング部においてロータを受けるような形状にされたボアの複数の第２部分を定めるステップを含む。
【００４０】
１つの実施形態において、本方法は、各ボアの第１の円形断面部及び第２の円形断面部の半径が、そこに受けることができる前記ロータの部分の外半径と適合する。
【００４１】
１つの実施形態において、本方法は、第１の面に沿って各ボアの第１部分として第１の円形断面部を中心に配置し、第２のハウジング部内で第２の面から上記距離にて各ボアの第２部分として第２の円形断面部を中心に配置するステップを含む。
【００４２】
１つの実施形態において、本方法は、第２のハウジング部内で第２の面から同じ距離にて各第２の円形断面部を中心に配置するステップを含む。
【００４３】
１つの実施形態において、本方法は、各ボアの第１部分をボア位置公差内で第１の面から中心に配置するステップを含む。
【００４４】
１つの実施形態において、本方法は、各ボアの第１部分をボア位置公差及びロータの変位公差内で第１の面から中心に配置するステップを含む。
【００４５】
装置の特徴が機能を提供するよう動作可能と記載された場合、この記載は、当該機能を提供し、又は当該機能を提供するように適応又は構成された装置の特徴を含むことを理解されたい。
【００４６】
次に、本発明の実施形態を添付の図面を参照しながら更に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】クラムシェル方式で製造及び組み立てられた多段ルーツ又はクローポンプの主要構成要素を示す概略図である。
【図２】簡素化されたロータの斜視図である。
【図３】第１及び第２のハーフシェルステータ構成要素の概略端面図である。
【図４】アパーチャを寸法設定するための従来の技術を示す図である。
【図５】１つの実施形態によるアパーチャの寸法設定を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
実施形態についてより詳細に検討する前に、最初に概要を提供する。幾つかの実施形態は、ロータとステータとの間の改善された隙間嵌めを提供し、これにより漏洩の低減及びポンプ性能の改善がなされた、ステータアパーチャ構成を提供している。ロータが内部で保持されるアパーチャ又はボアは、半円部分を有し、これら半円部分の少なくとも１つは、ボアを定める２部品ステータの対向する面の位置の最大で製造公差までの距離だけオフセットしている。この構成は、従来の手法と比べてサイズが縮小されたボアを提供する。このサイズが縮小されたボアは、十分な運転間隙を依然として維持するが、ロータとボア間の間隙ギャップ内の流体漏洩を低減する。
【００４９】
（ステータ）
図１は、クラムシェル方式で製造及び組み立てられた多段ルーツ又はクローポンプの主要構成要素を示す概略図である。このようなポンプのステータは、複数のポンプチャンバ１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６を共に定める第１及び第２のハーフシェルステータ構成要素１０２、１０４を含む。ハーフシェルステータ構成要素１０２、１０４の各々は、第１及び第２の長手方向に延びる面を有し、これらの面は、互いに嵌合されたときに他のハーフシェルステータ構成要素１０２、１０４のそれぞれの長手方向に延びる面と相互に係合する。ハーフシェルステータ構成要素１０２の２つの長手方向に延びる面１１８、１２０だけが見えている。組み立ての際には、２つのハーフシェルステータ構成要素１０２、１０４は、矢印Ｒで示される横断又は半径方向で１つにまとめられる。
【００５０】
ステータ１００は更に、第１及び第２の端部ステータ構成要素１２２、１２４を含む。２つのハーフシェルステータ構成要素１０２、１０４が互いに嵌合されると、第１及び第２の端部ステータ構成要素１２２、１２４は、矢印Ｌで示される略軸方向又は長手方向で接合された２つのハーフシェルステータ構成要素１０２、１０４のそれぞれの端面１２６、１２８に取り付けられる。第１及び第２の端部ステータ構成要素１２２、１２４の内側面１３０、１３２は、ハーフシェルステータ構成要素１０２、１０４のそれぞれの端面１２６、１２８と相互に係合する。
【００５１】
ポンプチャンバ１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６は、ハーフシェルステータ構成要素１０２、１０４の横断壁１３４間に形成される。図１においては、ハーフシェルステータ構成要素１０２の１つの横断壁１３４だけが見ることができる。ハーフシェルステータ構成要素１０２、１０４が組み立てられると、横断壁１３４は、１つのポンプチャンバと隣接するポンプチャンバとの間、又はポンプチャンバ１０６、１１６と端部ステータ構成要素１２２、１２４との間に軸方向離隔距離を提供する。
【００５２】
２つの長手方向に延びるロータ（図示せず）のシャフトは、ハーフシェルステータ構成要素１０２、１０４が互いに嵌合されたときに横断壁１３４に形成されるアパーチャ１３６に配置される。組み立ての前に、ローブ（図示せず）がシャフトに取り付けられ、２つのローブが各１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６に配置されるようにする。この簡素化された図面には図示されていないが、端部ステータ構成要素１２２、１２４は各々、シャフトが通過して延びる２つのアパーチャを有する。シャフトは、端部ステータ構成要素１２２、１２４において軸受（図示せず）によって支持され、モータ及びギア機構（図示せず）によって駆動される。
【００５３】
（ロータ）
図２は、簡素化されたロータ５０の斜視図である。この実施例において、ロータは、ローブの２つのペアと共に例示されているが、２つよりも多いペアを設けてもよい（図１に示されるポンプには、各ポンプチャンバ１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６に対して１つのペアで、６つのペアが必要となる）ことは理解されるであろう。また、ペアよりも多くのローブをシャフト上に設けることができ（３又は４ローブなど）、ローブは、ルート、クロー、又は他のタイプのものとすることができる。上述のように、ロータ５０は、ローブのメッシュペアを利用する容積移送ローブポンプで使用されるタイプのロータである。ロータ５０は、回転シャフトの周りに対称的に形成されるローブのペアを有する。各ローブ５５は、交互して接線方向に湾曲した断面により定められる。この実施例において、ロータ５０は、単体構造で単一の金属要素から機械加工され、質量低減のため円筒状の空隙がローブ５５を貫通して延びる。
【００５４】
シャフトの第１の軸方向端部６０は、端部ステータ構成要素により提供された軸受内に受けられ、隣接するポンプチャンバ内で受けられる第１のロータベーン部９０Ａから延びる。中間軸方向部８０は、第１のロータベーン部９０Ａから延び、アパーチャ１３６内で受けられる。アパーチャ１３６は、中間軸方向部８０の表面上に緊密嵌合を提供するが、軸受として機能を果たすものではない。更に、各ポンプチャンバに回転ベーン部が設けられ、各々が、中間軸方向部によって分離されている。最終回転ベーン部９０Ｂが、中間軸方向部８０から軸方向に延びて、最終ポンプチャンバ内で受けられる。第２の軸方向端部７０は、最終回転ベーン部９０Ｂから軸方向に延びる。第２の軸方向端部７０は、端部ステータ構成要素において軸受により受けられる。
【００５５】
多段真空ポンプは、ポンプチャンバ内で大気圧よりも低く、場合によっては１０−３ｍｂａｒほど低い圧力で作動する。従って、大気圧とポンプの内部との間の圧力差が存在することになる。周囲ガスのポンプ及び各ポンプチャンバ１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６間の漏洩は、最小限にする必要がある。
【００５６】
図３は、第１及び第２のハーフシェルステータ構成要素１０２、１０４の概略端面図である。面１１８、１２０は、上述のように面１１９、１２１と当接又は係合し、アパーチャ１３６、１３８を提供する。
【００５７】
（従来のアパーチャ構成）
図４は、アパーチャ１３６を寸法設定するための従来の技法を示す。製造公差に起因して、ステータ構成要素１０２上のステータ構成要素１０４の位置は、最大で位置公差ｔだけ垂直方向に変化することができる。すなわち、面１１８，１２０の位置が、最大で位置公差ｔだけ垂直方向に変化することができる。
【００５８】
従って、この位置公差は、最悪条件下でアパーチャ１３６とロータ間の接触を防ぐために、アパーチャ１３６及び中間軸方向部８０の半径Ｒ’に付加される。従って、運転間隙を必要とする全てのアパーチャは、同じ方式で寸法設定されることは理解されるであろう。
【００５９】
（修正アパーチャ構成）
図５は、１つの実施形態によるアパーチャ１３６’の寸法設定を示す。この実施形態において、アパーチャ１３６’は、不連続又は不規則である。一般に、アパーチャ１３６’は、小さな半径を有する垂直方向に変位した半円アパーチャ部分１３６Ａ、１３６Ｂのペアにより形成される。図示の実施形態において、ステータ構成要素１０２に形成されたアパーチャ１３６’のアパーチャ部分１３６Ａは、半径Ｒ’を有する半円であり、位置公差ｔを含まない。アパーチャ１３６’のアパーチャ部分１３６Ａの中心線は、面１１８、１２０に沿って延びる。アパーチャ１３６’のアパーチャ部分１３６Ｂは、半円形であるが、位置公差ｔだけステータ構成要素１０４への中心オフセットを有する。この場合も同様に、アパーチャ１３６’のアパーチャ部分１３６Ｂは、位置公差ｔを含まない半径Ｒ’を有する。この実施形態において、部分１３６Ｃは直線状であり、部分１３６Ａと部分１３６Ｂとの間で接線方向に延びる。しかしながら、これらは必ずしも直線状である必要はなく、円形又は楕円形であってもよいことは理解されるであろう。
【００６０】
図５で分かるように、この構成は、アパーチャ１３６’と中間軸方向部８０との間の運転間隙を依然として提供しながら、アパーチャ１３６と比べてサイズが縮小されたアパーチャ１３６’を提供する。このサイズが縮小されたアパーチャ１３６’は、ロータ５０とアパーチャ１３６’との間の漏洩を低減し、ポンプ性能を改善する。
【００６１】
アパーチャ１３８など、運転間隙が必要とされる各アパーチャに対して同じ寸法設定手法を用いることができることは理解されるであろう。また、ステータ構成要素１０２の面上のアパーチャ部分１３６Ａの位置と、ステータ構成要素１０４内のアパーチャ部分１３６Ｂの位置は、位置公差ｔよりも通常は遙かに小さい位置決め公差の範囲内にあることは理解されるであろう。
【００６２】
これらの構成において、例えば、ロータ５０の温度又は振動曲げにより引き起こされる変位を考慮するために、追加の変位公差が必要とされる場合、追加公差を位置公差ｔに加えることができる。
【００６３】
修正アパーチャ構成を使用してポンプ圧力及び出力の改善を計算するためにシミュレーションが実行され、その結果が表１に示されている。
【００６４】
【表１】
2020505553.tif 000003
【００６５】
公称入口圧力は、最終（０．００７ｍｂａｒから０．００４ｍｂａｒまで）にて有意に改善されていることが分かる。また、公称シャフト出力は、２０ｓｌｍにて有意に低下（３７ワット低下）し、１０ｍｂａｒで広範囲にわたる用途では有意な節減である。
【００６６】
「最悪ケース」の図で表されるように、平均間隙よりも大きい間隙を有するポンプでは、更に大きな向上がある。より極端なポンプ構造では、最終圧力が０．０２４ｍｂａｒから０．０１２ｍｂａｒに向上する。これは、生産収率が大幅に改善され、製造コストが低下することになる。
【００６７】
上述のように、減光のクラムシェルポンプ設計では、両方のクラムのステータボアサイズは、水平方向及び垂直方向の両方で最悪ケースステータアライメントに対応するように設計される。各ポンプ段及び各貫通ボア段におけるロータ−ステータ半径方向間隙は、２つのクラム間の界接面の位置での変動制を許容するために拡大されている。全ての段リードでのこの間隙の増大は、ポンプ性能及び寿命に悪影響を与える。
【００６８】
現行のカラムのステータボア設計は、下側クラムの上面の潜在的オフセットの余裕代を組み込んでいる。対照的に、本発明の実施形態は、上側カラムにおいてオフセットボアと、半径方向の大部分でより小さな半径方向間隙を提供するようなサイズのより小さなボアとを利用する。本発明の実施形態の上側ステータボアの断面は、底面で始まる極めて短い平行断面を有し、その後通常の半円断面が続く。平行断面の長さは、ダウエル孔から下側カラムの上面までの半分の公差に等しい。種々の現行製品でのこの寸法の値は、０．０５ｍｍ、０．０２５ｍｍ、及び０．４４ｍｍを含む。
【００６９】
本発明の実施形態の手法は、カラムの全てのポンプ段及び貫通ボアに組み込むことができる。最終圧力及び出力に関するポンプ性能は、カラムを製造するコスト又は時間にどのような影響を及ぼすことなく改善されることになる。ボアを機械加工するのに同じ工具を用いることができる。
【００７０】
従って、本発明の実施形態は、上側クラムボアの中心を下側面からオフセットした位置に配置する。本発明の実施形態は、ステータ間に軸方向の分割ラインを有する何らかの回転機械に関する。具体的には、本発明の実施形態は、多段ルートポンプ及び圧縮機を含む。本発明の実施形態は、例えば、反転、側部、その他などあらゆる向きでステータボアを有する構成を提供することは理解されるであろう。
【００７１】
本明細書では、添付図面を参照しながら、本発明の例示的な実施形態を詳細に開示したが、本発明はこれらの詳細な実施形態に限定されるものではなく、当業者であれば、添付の特許請求の範囲及びその同等物によって定められる本発明の範囲から逸脱することなく、これらの実施形態において様々な変更及び修正を行うことができると理解される。
【符号の説明】
【００７２】
５０  ロータ
５５  ローブ
６０、７０  軸方向端部
８０  中間軸方向部
９０Ａ、９０Ｂ  回転ベーン部
１０２、１０４  ステータ構成要素
１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６  ポンプチャンバ
１１８、１２０  面
１２２、１２４  端部ステータ構成要素
１２６、１２８  端面
１３０、１３２  内側面
１３４  横断壁
１３６、１３６’、１３８  アパーチャ
Ｌ  長手方向
Ｒ  半径方向
Ｒ’  半径
ｔ  位置公差
【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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【国際調査報告】
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