JP4996601B2 - 真空ベーンポンプ - Google Patents

Description

本発明は真空ベーンポンプに関する。

真空ベーンポンプは、ケーシング内に配置されているサクション室を有している。ケーシング内にはロータが偏心的に配置されている。ロータには通常、複数のベーンスリット内で、２つ又はそれ以上のベーンが接続されている。遠心力によりこれらのベーンは、ロータの回転中にサクション室の内壁に向かって押圧される。真空を形成するために真空ベーンポンプの吸込開口は、排気したい室に接続されている。ロータの偏心性と、ベーンの間に形成される室のサイズが変化することにより、媒体は吐出通路から圧送される。潤滑のために、かつ、サクション室の内壁におけるベーンの良好なシール性を保証するために、常に所定の量のオイルが、オイル膜を形成するためにサクション室に存在している。従って、吐出される媒体はオイルと混合されているので、吐出通路は通常サクション室からオイル室へと延びている。

真空ベーンポンプが、例えば故障により突然停止すると、サクション室には潤滑剤供給部を介してオイルが充満してしまう。これは次にポンプを始動する際にトルクを高め、騒音発生を高めることになる。さらに、トルクが高まることにより、ベーンが損傷する恐れがある。さらに、排気したい室にオイルが進入し、ここで損傷が生じる危険がある。従って、真空ベーンポンプのサクション室は、潤滑剤の流入を阻止するために停止後は大気圧にもたらす必要がある。このために、閉鎖装置が設けられた、サクション室に接続されている孔を設けることが公知である。高いシール要求を満たす必要のある、別個に制御すべき閉鎖装置を設けなければならないので、このようなことは極めて手間がかかる。さらに、例えば電流が供給されなくなった場合に、閉鎖装置の制御はもはや保証されない。

本発明の課題は、構造的に簡単な手段により、オイルがサクション室に充満することを回避するような真空ベーンポンプを提供することである。

この課題は本発明によれば、請求項１記載の特徴部により解決される。

本発明による真空ベーンポンプでは、サクション室がオイル室に吐出通路を介して接続されており、オイル室と吐出通路との間に弁装置が配置されている。この弁装置は、媒体、即ち通常オイルと空気の混合物がオイル室からサクション室へと逆流することを防止するために働く。さらに本発明によれば、吐出通路を、ほぼ大気圧が形成されている領域に接続する補償通路が設けられている。有利には、補償通路はオイル室の空気室に接続されている。この場合、オイル室の空気室とは、オイル室の、オイル浴の上方に位置し、実質的に空気が、場合によってはオイルを含む空気が存在している領域である。

オイル室と吐出通路との間に配置された弁装置に接続されたこのような形式の補償通路を設けることにより、運転時に、サクション室から吐出通路への媒体の押し出しが行われ、この場合、通常、空気とオイルの混合物である媒体が、弁装置を通ってオイル室へと到る。媒体中にあるオイルの一部は補償通路へと押し出され、これをシールする。これにより運転中に補償通路を介して新たな空気は吸い込まれない、若しくは大気圧の空気が補償通路に到ることはないことが保証される。真空ベーンポンプの故障や、真空ベーンポンプの意図的な停止の際には、サクション室内の圧力が比較的小さいことにより、補償通路を通って空気が吸い込まれる。これによりサクション室において迅速な圧力補償が行われ、従ってサクション室は迅速に大気圧になる。これによりサクション室に潤滑剤供給部を介してオイルが充満されることはない。これにより、次の始動時にトルクが高められるという欠点はなく、場合によっては生じる恐れのあったベーンの損傷は回避される。これにより、排気したい室へのオイル若しくは潤滑剤の流入も回避される。

サクション室における圧力の補償にかかる時間はごく僅かである。

真空ベーンポンプの別の問題点は、限界領域におけるロータの回転速度のもとでは大きな騒音が発生することにある。騒音の発生を減じるために、ケーシングは圧縮領域において、空気を流入させることのできる小さな開口を有している。これによりオイルのエマルジョンが発生し、このエマルジョンにより騒音発生を減じることができる。空気の供給は極めて不正確であって、従ってオイルのエマルジョンの程度も不正確であるので、騒音の発生は僅かにしか減じることができない。

オイルの乳化の制御および規定も、補償通路を設けることにより可能である。既に記載したように、媒体が、隣接する２つのベーンの間のサクション室の領域から吐出通路へと圧送される間、補償通路には少なくとも部分的にオイルが充填されている。次のベーンが、これに続いて、サクション室に接続された吐出通路の開口を通過すると、補償通路に貯えられた貯えオイルがこのサクション室へと送られる。この場合、わずかな量の空気が補償通路から一緒に吸い込まれ、これによりオイルのエマルジョンが生じる。特に、補償通路の数と形状により、使用される潤滑剤に応じて、潤滑剤の良好な乳化を保証することができる。従って本発明により、少なくとも１つの補償通路を設けることにより、真空ベーンポンプの回転数限界領域における騒音を減じることもできる。

少なくとも１つの補償通路の横断面面積が小さいことにより、ごく僅かな量の空気がポンプに到ることが保証される。特に、少なくとも１つの補償通路の数及び横断面積及び形状により、補償通路内に一時的に貯えられるオイル量並びに吸い込まれる空気量を規定することができる。

特に有利な構成では、単数又は複数の補償通路はケーシングにおける溝として形成されており、溝は部分的にカバーされている。このことは、補償通路を簡単に製造することができるという利点を有している。特にオイル室の方向に向いたケーシングのフランジ面に、これらの溝が設けられている。この場合、これらの溝は有利には、オイル室がフランジに固定されている場合、オイル室の内側に配置されている。この場合、特に有利には、溝が弁装置の弁舌片によりカバーされている。これにより個別の溝もしくは複数の溝は、オイル室の空気室に接続されている小さな１つの流入開口によってカバーされている。

有利には、場合によっては溝もカバーする弁舌片によって吐出通路の開閉が行われる。このために、弁舌片は、弾性的な、ばね的に戻る材料から形成されている。吐出通路をシールする弁舌片の領域がオイル浴内にある場合、弁舌片の特に良好なシールが得られ、これにより付加的な押圧力が形成される。シール性が高められることにより、効果的なさらなる真空化を行うことができる。

次に本発明の有利な構成を図面につき詳しく説明する。

真空ベーンポンプはケーシング１０を有している。ケーシング１０の内側ではサクション室１２内にロータ１４が配置されている。ロータ１４は図示の実施例では３つのベーンスリット１６を有しており、これらのベーンスリット１６内にはそれぞれ１つのベーン１８が配置されている。ベーン１８はロータ１４の回転により、遠心力に基づきサクション室１２の内壁２０に押し付けられる。

排気したい室に接続されている吸込開口２２を介して、排気したい室から媒体が、サクション室１２の第１の領域２４に吸い込まれる。サクション室１２の領域２４は、２つの互いに間隔をおいて配置されたベーン１８によって制限されている。回転方向２６で見てサクション室１２の領域２４の前にある領域２８は、ロータ１４の回転により小さくなるので、この領域２８にある媒体は圧縮される。この領域２８から媒体は、吐出通路３０を通ってサクション室１２からオイル室３２の方向に圧送される。

オイル室３２は、真空ベーンポンプのケーシング１０のフランジ３４に固定されている。オイル室３２はオイル室もしくはオイル浴３４を有している。このオイル室３２では、吐出通路３０を介して、特に排気したい室から取り出された空気と共に供給されるオイルが集められる。

吐出通路３０の出口開口３６には弁装置３８が設けられている。図示した特に有利な実施例では、この弁装置３８は弾性的な弁舌片であって、例えばねじまたはナット４０によってケーシング１０のフランジ３４に固定されている。出口開口３６の領域で弁舌片がオイル浴４２内に配置されていると特に有利である。このためにオイル室３２には中間壁４４によって別個のオイル室が形成されている。このオイル室が充填された場合、オイルは矢印４６の方向で流れる。オイル浴４２を設けることにより、弁舌片の背面に、即ち、弁舌片の、オイル浴４２の方向に面した面に圧力が加えられる。これにより弁装置３８のシール性が高められる。

オイル室３２の方向に面したフランジ面４８には有利には複数の補償通路５０が設けられている。これらの補償通路５０はフランジ面４８に設けられた溝によって形成されていて、これらの溝は、この領域に配置された弁舌片３８によってカバーされている。この場合、溝は完全に弁舌片によってカバーされるのではないので、入口開口５２が形成されていて、この入口開口５２はオイル室３２の空気室５４に接続されている。有利には、図２に示したように、複数の補償通路５０が設けられていて、これらの補償通路５０は入口開口５２を起点として扇状に形成されている。

従って、ロータ１４の回転により、オイルを含んだ媒体は領域２８から矢印５６の方向で吐出通路３０へと吐出される。圧力により弁舌片が押されると、媒体は矢印５８の方向でオイル浴４２若しくはオイル室３２に達する。この場合、オイルの一部は補償通路５０内へと押し出され、シール作用を生ぜしめる。

領域２８がほぼ空になるとすぐに、通路５０内に存在している貯えオイルが、オイル室３２の空気室５４から開口５２を介して吸い込まれた少量の空気と共に吐出通路３０へと供給される。空気を一緒に引き出すことによりオイルの乳化が行われ、ノイズが低減される。

例えば故障によってポンプが停止した場合、開口５２及び補償通路５０を介して空気室５４から空気がサクション室１２へと吸い込まれ、これにより圧力補償が行われ、サクション室１２がほぼ大気圧になる。これにより、潤滑剤は全く若しくはごく僅かにしかサクション室１２へと到らないことが保証される。潤滑剤によりサクション室１２が満たされることはこれにより回避される。

弁装置３８、特に弁舌片の領域におけるオイル流もしくはオイル循環により、ここに堆積物が形成されないことが保証される。特に弁装置３８の汚染は回避される。これにより弁装置３８のひっかかりは防止される。さらに良好なシール性が保証され、ポンプ出力への弁シール性の影響は回避される。

真空ベーンポンプの概略的な断面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った概略的な断面図である。

Claims (9)

1. 真空ベーンポンプであって、
   サクション室（１２）を有するケーシング（１０）と、
   サクション室（１２）内に偏心的に配置されたロータ（１４）と、
   ロータ（１４）に摺動可能に接続されたベーン（１８）と、
   オイル室（３２）と、
   サクション室（１２）とオイル室（３２）とに結合された吐出通路（３０）と、
   オイル室（３２）からサクション室（１２）への媒体の逆流を遮断するための、オイル室（３２）と吐出通路（３０）との間に配置された弁装置（３８）と、
   大気圧の空気が存在する領域と吐出通路（３０）とに接続された補償通路（５０）とを有し、
   補償通路（５０）は、部分的にカバーされた溝として、ケーシング（１０）のフランジ（３４）に形成されていることを特徴とする、真空ベーンポンプ。
2. 補償通路（５０）がオイル室（３２）の空気室（５４）に接続されている、請求項１記載の真空ベーンポンプ。
3. 補償通路（５０）が弁装置（３８）の領域で吐出通路（３０）に接続されている、請求項１又は２記載の真空ベーンポンプ。
4. 補償通路（５０）は、垂直方向に沿って延びるように形成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の真空ベーンポンプ。
5. 吐出通路（３０）は、水平方向に沿って延びるように形成されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の真空ベーンポンプ。
6. 弁装置が、弾性的に変形可能な弁舌片（３８）を有しており、該弁舌片が補償通路（５０）を形成するために付加的に溝をカバーしている、請求項１から５までのいずれか１項記載の真空ベーンポンプ。
7. 補償通路（５０）が複数設けられている、請求項１から６までのいずれか１項記載の真空ベーンポンプ。
8. 複数の補償通路（５０）は、大気に接続された通路入口開口（５２）で互いに接続されている、請求項７記載の真空ベーンポンプ。
9. 吐出通路（３０）を閉鎖する弁装置（３８）が、吐出通路（３０）の領域でオイル浴（４２）内に配置されている、請求項１から８までのいずれか１項記載の真空ベーンポンプ。

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