JP4589001B2 - 冷却式のねじ真空ポンプ - Google Patents

Description

本発明は、ねじ真空ポンプであって、ポンプケーシング、該ポンプケーシング内に収容されたロータ、該ロータのための液体冷却式冷却装置、並びに駆動モータを備えている形式のものに関する。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第Ａ１９８２０５２３号明細書により、前記形式のねじ真空ポンプが公知である。該明細書には、高い出力密度（コンパクトでかつ高い回転数）で運転できるようにしたいねじ真空ポンプの冷却に関する種々の問題が記載してある。

本発明の課題は、冒頭に述べた形式のねじ真空ポンプの冷却装置を改善することである。該課題は本発明に基づきねじ真空ポンプの請求項１に記載の構成によって解決される。

ポンプケーシングを本発明に基づき外部から、それも駆動モータに連結された送風機によって形成された強制的な空気流で冷却する付加的な冷却装置は、ロータのためにポンプ内にある液体冷却式冷却装置若しくは液体冷却系を著しく負荷軽減するものである。さらに、強制的な空気流を用いて、ロータの冷却装置の冷却液体によって貫流される熱交換器をも冷却する。

本発明は、ねじ真空ポンプにとってロータのための液体冷却式冷却装置が存在しているものの機械全体が空気冷却されるという冷却コンセプトを可能にするものである。発生する熱は、異なる２つの熱媒体（内側のロータ冷却装置のための液体、外側の冷却空気流）によって受け取られ、最終的に冷却空気流に放出される。このことはモータ損失、伝動装置及び支承損失等に起因する熱の排出にも当てはまる。

次に本発明を図面に概略的に示す実施例に基づき詳細に説明する。

図面では符号１で冷却すべきねじ真空ポンプを表してあり、符号２でポンプ室ケーシングを表し、符号３，４でロータを表し、符号５で入口を表し、符号６でロータ３，４の収容されたポンプ室ケーシング２に接続する伝動装置及びモータ室用ケーシングを表してある。吐き出し側（圧力側）にある出口は図示を省略してある。ケーシング６内に伝動装置室７、駆動モータ９の収容されたモータ室８、及び別の室１０を設けてあり、該別の室はロータ３，４のための冷却液体回路の構成部分である。

ロータ３，４は軸１１，１２を備えており、軸は伝動装置室７及びモータ室８を貫通している。ポンプ室と伝動装置室７との間、並びにモータ室８と冷却液体回路室１０との間の仕切壁１３，１４内の軸受を介してロータ３，４は片持ち式に支承されている。伝動装置室７とモータ室８との間の仕切壁は符号１５で表してある。伝動装置室７内に、ロータ３，４を同期的に回転させる歯車対１６，１７が配置されている。ロータ軸１１は、モータ９の出力軸を成している。モータ９は、軸１１，１２と異なる出力軸を有していてよい。このような手段では、モータの出力軸は伝動装置室７内で終わっていて、そこに歯車を備えており、該歯車は同期歯車１６，１７の１つと係合し、若しくは軸１２に設けられた別の歯車（図示省略）と係合している。

軸１１は室１０を貫通して、ポンプ１のケーシング６の外側へ導かれていて、自由端部にベンチレータ若しくは送風機２１の羽根車２０を支持している。羽根車２０によって生ぜしめられた送風の案内は、ポンプ１を取り囲むケーシング２２によって行われ、該ケーシングは両方の端面の領域で開かれている（開口２３，２４）。

本発明の実施例では送風機２１は、送風機並びにモータの側の開口２４が空気入口開口を成すように運転される。該開口に対応して熱交換器２５を配置してあり、熱交換器はロータ内冷却のための冷却液体によって貫流されるようになっている。有利には熱交換器２５を送風機２１の前に設けてあり、これによって熱交換器は羽根車２０に対する接触防止手段を成している。このような配置の利点として、ポンプ１のポンプ室ケーシング２に沿って流れる空気流は予熱されている。これによってポンプ室ケーシング２の熱膨張が、ポンプ室ケーシング２をポンプ１の運転中に比較的に高い温度に昇温するロータ３，４と接触させない範囲で可能になる。有利にはポンプ室ケーシング２及びロータ３，４は熱伝導の改善のためにアルミニウムから成っている。さらにポンプ室ケーシング２は熱接触の改善のためにひれを有していてよい。熱交換器２５の大きさ並びにポンプ室ケーシング２のひれ配置の割合によって、ロータ３，４とポンプ室ケーシング２との間の間隙は規定される。

ロータ３，４の冷却のための冷却液体回路は概略的に示してある。この種の冷却機構はドイツ国特許出願公開第１９７４５６１６号明細書、同第１９９６３１７１．９号明細書、及び同第１９９６３１７２．７号明細書に詳細に記載してある。軸１１，１２は、冷却媒体（例えば、油）をロータ３，４へかつロータから搬送するために役立っている。図示の実施例では、ロータ３，４を流過した冷却媒体はモータ室８内に補集され、そこから管路２６を介して熱交換器２５へ供給される。送風機２１によって生ぜしめられた空気流は、ロータ３，４内で冷却液体に放出された熱を受け取る。熱交換器２５を流過した流体は、管路２６を介して室１０へ供給され、そこから軸１１，１２内の穿孔を経てロータ３，４に達し、そこで冷却通路を貫流して、次いで軸１１，１２を介してモータ室８内へ戻される。

冷却機構を次のように形成することも可能であり、即ち、ポンプから発生する熱のほぼ半分はまず冷却液体によって受け取られて、次いで熱交換器２５を介して排出され、かつ残りの半分は直接に冷却空気流によって排出されるようになっている。

本発明の構成によって、ねじポンプの出力密度をさらに高めることができる。ポンプは小さく形成でき、かつ高い表面温度で運転できる。さらに、空気案内に役立つ外側のケーシング２２は接触防止手段の機能を有している。

ねじ真空ポンプの断面図

符号の説明

１ ねじ真空ポンプ、 ２ ポンプ室ケーシング、 ３，４ ロータ、 ５ 入口、 ６ 伝動装置及びモータ室用ケーシング、 ７ 伝動装置室、 ８ モータ室、 ９ 駆動モータ、 １０ 室、 １１，１２ 軸、 １３，１４，１５ 仕切壁、 １６，１７ 歯車対、 ２０ 羽根車、 ２１ 送風機、 ２３，２４ 開口、 ２５ 熱交換器

Claims (4)

1. ねじ真空ポンプ（１）であって、
   ポンプ室ケーシング（２）を備えており、該ポンプ室ケーシング（２）内に２つのロータ（３，４）を収容してあり、
   前記ポンプ室ケーシング（２）に接続する伝動装置及びモータ室用ケーシング（６）を備えており、
   前記ロータ（３，４）は、該ロータのための内側のロータ冷却装置並びに軸（１１，１２）を有し、該軸（１１，１２）は穿孔を有していて、前記伝動装置及びモータ室用ケーシング（６）を貫通しており、前記軸（１１，１２）の穿孔は前記内側のロータ冷却装置の冷却液体回路として冷却媒体の搬送に用いられるようになっており、
   さらに、前記ロータ（３，４）及び前記軸（１１，１２）内を貫流する前記冷却媒体の冷却のために熱交換器（２５）を備えている形式のものにおいて、
   ねじ真空ポンプ（１）を取り囲むための外側のケーシング（２２）を設けてあり、該ケーシング（２２）は両方の端面に開口（２３，２４）を有しており、前記開口のうちの１つの開口（２４）は前記ロータのためのモータ（９）の側に配置されており、
   前記伝動装置及びモータ室用ケーシング（６）を貫通する前記軸（１１，１２）のうちの１つの軸（１１）は、前記モータ（９）の側で前記伝動装置及びモータ室用ケーシング（６）の外側へ導かれていて、該軸（１１）の自由端部に羽根車（２０）を支持しており、
   前記羽根車（２０）は前記外側のケーシング（２２）の、前記モータ（９）の側の開口（２４）の領域に配置されていて、前記伝動装置及びモータ室用ケーシング（６）並びに前記ポンプ室ケーシング（２）に向けて空気流を生ぜしめるようになっており、
   前記熱交換器（２５）は前記羽根車（２０）に対応配置されていることを特徴とする、冷却式のねじ真空ポンプ。
2. ポンプケーシング（２）及びロータ（３，４）がアルミニウムから成っている請求項１記載のねじ真空ポンプ。
3. 熱交換器（２５）が冷却空気の流れ方向で送風機（２１）の前に設けられている請求項２記載のねじ真空ポンプ。
4. 冷却機構が、液状の冷却媒体によって受け取られる熱量と直接に空気流によって受け取られる熱量とを互いにほぼ同じにするように形成されている請求項１から３のいずれか１項記載のねじ真空ポンプ。

Images