幹泵的製作方法

2023-05-08 02:59:21 1

專利名稱：幹泵的製作方法
技術領域：
本發明涉及容積移送式幹泵。本申請基於2008年10月10日申請的特願2008-263938號主張優先權，在此援用
其內容。
背景技術：
為了進行排氣而利用幹泵。幹泵具備將轉子收容在泵體內的泵室。幹泵通過使轉子在泵體內旋轉，壓縮廢氣並使廢氣移動，使設置在吸入口的密閉的空間減壓以進行排氣 (例如，參考專利文獻1)。特別是進行排氣以得到中度真空或良好的真空時，利用從廢氣的吸入口到排出口串聯連接多個泵室的多級幹泵(例如，參考專利文獻2)。當運轉幹泵時，廢氣在泵室內被壓縮而發熱，泵體的溫度上升。當泵體的溫度上升時排氣效率下降。因此，目前已知一種在泵體的外周部分形成供製冷劑流通的製冷劑通路， 均勻地冷卻泵體整體的幹泵。專利文獻1 特表2004-506140號公報專利文獻2 特開2003-166483號公報但是，多級幹泵存在其結構上越靠近大氣側(排出側)的泵室內壓越高的情況。因此，越靠近大氣側(排出側)的泵室發熱量也越大。如以往那樣，由製冷劑等均勻地冷卻泵體整體的結構會在泵室之間產生溫度差，無法使幹泵整體保持均勻的溫度。當在幹泵的內部產生溫度偏差時，存在幹泵局部變形膨脹等導致排氣效率下降的課題。

發明內容
為了解決上述課題，本發明的目的在於提供一種通過降低局部溫度的不均勻，從而能夠提高排氣效率的幹泵。為了解決上述課題，本發明提供了如下所示的幹泵。S卩，本發明的幹泵包括多個泵體；分別形成在所述多個泵體中的泵室；劃分相鄰的所述泵室之間的隔壁；收容在所述泵室的內部的多個轉子；作為所述轉子的旋轉軸的轉子軸；以及形成在所述隔壁的內部以供製冷劑流通的製冷劑通路。優選在本發明的幹泵中，所述製冷劑通路在內壓相互不同的多個所述泵室之中至少形成在劃分最靠近高壓側的泵室的隔壁的內部。優選在本發明的幹泵中，所述製冷劑通路在從吸入側向排出側串聯連接的多個所述泵室之中至少形成在劃分最靠近排出側的泵室的隔壁的內部。優選在本發明的幹泵中，所述製冷劑通路在內壓相互不同的多個所述泵室之中至少形成在劃分當運轉時溫度最高的泵室的隔壁的內部。發明效果根據本發明的幹泵，通過在劃分多個泵室之中最靠近高壓側的泵室的隔壁的內部形成製冷劑通路以供製冷劑流通，從而能夠有效地冷卻靠近大氣側(排出側)的泵室。其結果是消除靠近大氣側(排出側)的泵室與配置在其前級的泵室之間產生的溫度不均衡。 通過特別集中冷卻靠近大氣側(排出側)的泵室，能夠使轉子的轉速上升，從而能夠實現可提高排氣效率並高效運轉的幹泵。另外，根據本發明的幹泵，通過在劃分運轉時溫度最高的泵室的隔壁的內部形成製冷劑通路以供製冷劑流通，從而能夠高效地冷卻溫度最高的泵室。


圖1是表示本發明的幹泵的側面剖視圖；圖2是表示本發明的幹泵的正面剖視圖；圖3是表示實施例中的驗證結果的圖。
具體實施例方式以下，基於附圖對本發明所涉及的幹泵的最佳方式進行說明。本實施方式是為了更好地理解發明的宗旨而具體進行說明。本發明的技術範圍並不限定於下述實施方式，在不脫離本發明的宗旨的範圍內可以施加各種變更。另外，在以下說明所使用的各附圖中，將各結構要素設為可在附圖上識別的大小，因此適宜地使各結構要素的尺寸以及比率與實際不同。圖1是表示本發明的幹泵的側面剖視圖。另夕卜，圖2為圖1的A-A線處的正面剖視圖。多級幹泵1中，厚度不同的多個轉子21、22、23、24、25分別被收容在泵體31、32、33、 34,35中。而且，沿著轉子軸20的軸向L形成有多個泵室11、12、13、14、15。幹泵1具備一對轉子25a、25b、以及一對轉子軸20a、20b。一對轉子25a、25b被配置為一個轉子25a(第一轉子)的凸部^p與另一個轉子25b(第二轉子)的凹部^q嚙合。轉子25a、25b隨著轉子軸20a、20b的旋轉而在泵體35a、35b的內部旋轉。當使一對轉子軸20a、20b相互反方向旋轉時，配置在轉子25a、25b的各個凸部29p之間的氣體沿著泵體35a、35b的內表面移動並在排出口 6被壓縮。沿著轉子軸20的軸向L配置有多個轉子21 25。各轉子21 25與形成在轉子軸20的外周面的槽部沈相配合，以限制周向和軸向上的移動。各轉子21 25分別被收容在泵體31 35中，構成多個泵室11 15。各泵室11 15從廢氣的吸入口 5向排出口 6串聯連接，構成多級幹泵1。多個泵室11 15之中與吸入口 5相接的泵室(第一級泵室)11為真空側，即低壓側。另外，與排出口 6相接的泵室(第五級泵室)15為常壓側，即高壓側。另外，在泵室 11與泵室15之間設置有泵室12 (第二級泵室)、泵室13 (第三級泵室)以及泵室14 (第四級泵室)。在該結構中，從吸入口 5 (真空側、低壓級)的第一級泵室11到排出口 6(大氣側、 高壓級)的第五級泵室15，廢氣被壓縮導致壓力上升，因此泵室的排氣容量階段減小。具體而言，在真空側的第一級泵室11中被壓縮的氣體流動到第二級泵室12。在第二級泵室12中被壓縮的氣體流動到第三級泵室13。在第三級泵室13中被壓縮的氣體流動到第四級泵室14。在第四級泵室14中被壓縮的氣體流動到第五級泵室15。在第五級泵室 15中被壓縮的氣體從排出口 6排出。因此，從吸入口 5供給的氣體通過泵室11 15被逐
4漸壓縮並從排出口6排出。泵室11 15的排氣容量與轉子的掏出容積(搔t出容積)和轉速成比例。由於轉子的掏出容積與轉子的葉數(葉片數、凸部的個數)和厚度成比例，因此轉子的厚度被設定為從低壓級泵室11向高壓級泵室15厚度逐漸變薄。此外，在本實施方式中的幹泵1 中，第一級泵室11配置在後述的自由軸承56側，第五級泵室15配置在固定軸承M側。泵體31 35形成在中心泵體30的內部。在中心泵體30的軸向兩端部緊固有側泵體44、46。一對側泵體44、46上分別固定有軸承M、56。固定在一個側泵體44(第一側泵體)上的第一軸承M是角接觸軸承等軸向的遊隙較小的軸承，發揮作為限制轉子軸的軸向移動的固定軸承M的功能。優選在側泵體44 上封入有固定軸承討的潤滑油58。固定在另一個側泵體46 (第二側泵體)上的第二軸承 56是球軸承等軸向的遊隙較大的軸承，發揮作為容許轉子軸的軸向移動的自由軸承56的功能。固定軸承M旋轉自如地支撐轉子軸20的中央部附近，自由軸承56旋轉自如地支撐轉子軸20的端部附近。在側泵體46上安裝有蓋件48以覆蓋自由軸承56。優選在蓋件48的內側封入有自由軸承56的潤滑油58。另一方面，在側泵體44上緊固有電動機殼體42。 在電動機殼體的內側配置有DC無刷電動機等電動機52。電動機52僅對一對轉子軸20a、20b之中的一個轉子軸20a(第一轉子軸)施加旋轉驅動力。旋轉驅動力經由配置在電動機52與固定軸承M之間的定時齒輪53傳遞給另一個轉子軸20b (第二轉子軸)。多個泵室11 15通過隔壁36 39劃分相鄰的泵室之間。該隔壁36 39例如由與中心泵體30 —體的材料形成。這裡，隔壁36(第一隔壁)設置在泵室11、12之間。隔壁37(第二隔壁)設置在泵室12、13之間。隔壁38(第三隔壁)設置在泵室13、14之間。隔壁39(第四隔壁)設置在泵室14、15之間。在隔壁36 39之中鄰接於最靠近高壓側的第五級泵室15的隔壁、即在劃分與排出口 6 (大氣側、高壓級)相接的第五級泵室15與其前級的第四級泵室14的隔壁39的內部形成有製冷劑通路38。製冷劑通路38在隔壁39的內部中例如為大致U字形延伸的剖面圓形的管狀流動通道。通過例如使水作為製冷劑C在該製冷劑通路38的內部流通，從而在廣範圍高效地冷卻隔壁39。S卩，通過隔壁39劃分的高壓側的第五級泵室15在側面的廣範圍被集中冷卻。此外，在製冷劑通路38的一端38a側與製冷劑供給源(未圖示)連接。另外，在隔壁39的內部循環的製冷劑通路38進而並不在隔壁36 38的內部環繞，而是僅通過中心泵體30的外周部分30a。據此，泵室12 14由比用於冷卻泵室15的冷卻力弱的冷卻力從外周側冷卻。當運轉這種幹泵1時，由於轉子的壓縮功等而發熱。而且，一般欲獲得良好的到達壓力時，各個泵室11 15的發熱量，由于越靠近作為接近到達壓力的區域的高壓側(排出側)的泵室內壓越增高，因此發熱量也增大。即，從泵室11向泵室15發熱量越來越多，作為高壓側的第五級泵室15溫度最高。通過在劃分第五級泵室15的隔壁39的內部形成製冷劑通路38以供製冷劑C流通，從而能夠有效地冷卻溫度最高的第五級泵室15。其結果是能夠消除在第五級泵室15與其前級的泵室11 14之間產生的溫度不均衡。通過特別集中冷卻高壓側(排出側)的第五級泵室15，能夠使轉子的轉速上升，從而能夠實現可提高排氣效率並高效運轉的幹泵1。 另外，由於抑制了發熱最多的第五級泵室15的溫度上升，因此能夠防止轉子25的構成材料的變質。此外，製冷劑通路至少形成在劃分高壓側(排出側)的泵室15的隔壁的內部即可，但也可以形成在劃分前級泵室11 14的隔壁的內部。在此情況下，優選階段性地減小從隔壁39向隔壁36製冷劑通路形成的範圍(例如，製冷劑通路形成的區域的大小(面積)、或製冷劑通路的長度等)等，按照各個泵室11 15的發熱量使冷卻能力階段性地變化。另外，製冷劑通路按照幹泵的運轉條件，形成在劃分發熱量最大的泵室的隔壁的內部即可。即，根據運轉條件，不一定高壓側(排出側)的泵室的發熱量最大。因此，例如發熱量最大的泵室為低壓側(吸入側)時，在劃分鄰接於低壓側(吸入側)的泵室的隔壁的內部形成製冷劑通路即可。實施例以下示出驗證了本發明的效果的實施例。使用如圖1、2所示的在隔壁39的內部形成製冷劑通路35來冷卻大氣側(排出側)的第五級泵室15的幹泵作為本發明例。另外， 使用在劃分大氣側(排出側)的泵室的隔壁內並不特別形成製冷劑通路的現有的幹泵作為比較例。分別使上述本發明例的幹泵和比較例的幹泵運轉一定時間，測定大氣側(排出側)的泵室的溫度、真空側(吸入側)的泵室的溫度、以及配置在其間的泵室的溫度。圖3 示出該測定結果。根據圖3所示的測定結果，本發明例的幹泵與比較例的幹泵相比能夠整體降低泵室的溫度。特別確認了本發明例的幹泵的大氣側(排出側)的泵室的溫度與比較例的幹泵相比大幅降低，整體的溫度分布穩定。產業上的利用可能性如以上詳述所示，本發明提供通過降低局部的溫度不均勻從而能夠提高排氣效率的幹泵。符號說明1幹泵、5吸入口、6排氣口、11 15泵室、36 39隔壁、38製冷劑通路。
權利要求
1.一種幹泵，其特徵在於，包括 多個泵體；分別形成在所述多個泵體中的泵室；劃分相鄰的所述泵室之間的隔壁；收容在所述泵室的內部的多個轉子；作為所述轉子的旋轉軸的轉子軸；以及形成在所述隔壁的內部以供製冷劑流通的製冷劑通路。
2.根據權利要求1所述的幹泵，其特徵在於，所述製冷劑通路在內壓相互不同的多個所述泵室之中至少形成在劃分最靠近高壓側的泵室的隔壁的內部。
3.根據權利要求1所述的幹泵，其特徵在於，所述製冷劑通路在從吸入側向排出側串聯連接的多個所述泵室之中至少形成在劃分最靠近排出側的泵室的隔壁的內部。
4.根據權利要求1所述的幹泵，其特徵在於，所述製冷劑通路在內壓相互不同的多個所述泵室之中至少形成在劃分當運轉時溫度最高的泵室的隔壁的內部。
全文摘要
一種幹泵，包括多個泵體(31、32、33、34、35)；分別形成在所述多個泵體(31、32、33、34、35)中的泵室(11、12、13、14、15)；劃分相鄰的所述泵室(11、12、13、14、15)之間的隔壁(36、37、38、39)；收容在所述泵室(11、12、13、14、15)的內部的多個轉子(21、22、23、24、25)；作為所述轉子(21、22、23、24、25)的旋轉軸的轉子軸(20a、20b)；以及形成在所述隔壁(36、37、38、39)的內部並使製冷劑流通的製冷劑通路(38)。
文檔編號F04C25/02GK102177346SQ20098013993
公開日2011年9月7日 申請日期2009年10月7日 優先權日2008年10月10日
發明者鈴木敏生 申請人:株式會社愛發科