JPH03107599A - 軸流ポンプ装置の制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、軸流ポンプとその周辺装置を含む軸流ポン
プ装置の制御システムに関する。

Ｃ従来の技術〕 軸流ポンプ、特に超高真空圧を作り出すポンプとしてタ
ーボ分子ポンプが一般に使用されている。

このターボ分子ポンプは、軸流タービンと似た構造の翼
に一定の傾きを持つロータと、このロータとは逆の傾き
を持つステータとを交互に多段に重ねて回転翼を高速回
転させることにより排気作用を得て超真空を作る。

か−るターボ分子ポンプでは、窒素、水素、ヘリウム等
の気体を吸引し、一般に１０弓〜１０−　”　Ｔｏｒｒ
程度の超真空が得られる。しかし、ターボ分子ポンプで
得られる真空圧が極めて低いため、一般にはターボ分子
ポンプの排気側には、その排気を大気圧に排出する前段
ポンプが設けられ、対象装置の真空槽とターボ分子ポン
プ、ターボ分子ポンプと前段ポンプとの間にはその排気
を制御するための吸気圧側バルブ、排気圧側バルブ等が
設けられている。

上述したターボ分子ポンプや前段ポンプ等の軸流ポンプ
を大きなガス流量、低真空環境下で運転すると、その大
きな負荷のため動翼温度が上昇したり、回転軸がずれた
りしてポンプが損傷する原因となるため、ポンプをその
ポンプに許容される最大吸気圧及び最大排気圧以下で動
作させることが必要である。

そこで従来は、安全に軸流ポンプを運転させるため、軸
流ポンプの吸気圧及び排気圧をポンプ外部に配置した真
空計で制御していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上述したターボ分子ポンプ等の軸流ポン
プの真空圧を検知する真空計は、圧力が超真空であるた
め極めて低い圧力に耐えられる特殊で高価なものを使用
しなければならない。

さらに、上述真空計によるポンプ負荷状態の情報は、単
にターボ分子ポンプの運転にのみしか利用されず、ター
ボ分子ポンプの周辺装置の運転を安全に実施するのには
直接使用することができない。

この発明は、上記のような従来の軸流ポンプの作動状態
を検知する技術の現状に鑑みてなされたものであり、そ
の目的は高価な真空計を使用せずに軸流ポンプのロータ
回転数、モータ駆動電流、ロータの回転駆動トルクのい
ずれかを検知する検知器、又はそのいくつかを組合せた
ものにより測定した軸流ポンプ駆動状態から真空圧を求
め、その情報により軸流ポンプだけでなくその周辺機器
をも含めて装置を全体的に最適に制御できる制御システ
ムを提供するにある。

〔課題を解決するための手段〕

そこでこの発明では上記課題を解決するための手段とし
て吸気圧側バルブ、軸流ポンプ、排気圧側バルブ、前段
ポンプ等を含む軸流ポンプ装置に対し、軸流ポンプの適
宜位置にロータ回転数、モータ駆動電流、又は動翼回転
トルクのいずれかを検知する検知器又はそのいくつかを
組合せたものを設け、この検知器による信号を軸流ポン
プ装置のコントローラに送り、その制御信号により上記
軸流ポンプ周辺の装置を制御する軸流ポンプ装置の制御
システムの構成を採用したのである。

〔作用〕

以上のように構成したこの発明による制御システムでは
、軸流ポンプ作動状態、吸引圧（超真空圧）は上記検知
器のいずれか又はそのいくつかを組合わせたものにより
正確に捉えられ、その情報は電気信号に変換されてコン
トローラへ送られる。

コントローラは上記情報に基づいて軸流ポンプの起動、
停止の制御は勿論、その周辺機器のバルブ、前段ポンプ
等も制御し、従って軸流ポンプ装置の全体を最適な運転
状態に駆動制御する。従って、高価な真空計による圧力
の測定は不要であり、しかもより精度の高い圧力測定、
制御が可能である。

〔実施例〕

以下この発明の実施例について添付図を参照して説明す
る。

第１図は、この実施例の軸流ポンプ装置の全体概略ブロ
ック図である。０１はプロセス室である。

１は吸気圧側バルブ、２は軸流ポンプの一種のターボ分
子ポンプ、３は排気圧側バルブ、４は前段ポンプである
。

各バルブは制御弁である。ターボ分子ポンプは、前述し
たように翼に一定の傾きを持つロータと、このロータと
逆の向きを持つステータを交互に多段に重ねて回転翼を
高速回転させ、超真空圧を得るものである。

前段ポンプ４は、ターボ分子ポンプ２で超真空から大気
圧にこのポンプ−段では排気することが困難であるため
、ターボ分子ポンプ２の排気圧を大気圧に吸引するため
のポンプであり、例えば通常の油圧駆動の軸流ポンプが
一般に用いられている。

５は上記ターボ分子ポンプ内に取り付けられたポンプ負
荷検知器である。この検知器５は、例えばロータ回転数
を検知するロークリエンコーダのような回転数検知器を
用いることができる。あるいは、モータ駆動電流検知器
、もしくは動翼回転軸の回転トルク計を用いてもよい。

上記検知器５は、それぞれの形式に応じてポンプ負荷状
態をその特性曲線から予め知ることができるから、これ
によりその負荷状態を電気信号に変えてこれを情報とし
て外部へ出力することができるように設けられている。

上記検知器５の信号はターボ分子ポンプのコントローラ
６へ与えられ、さらにその信号は軸流ポンプ装置の主コ
ントローラ７へも送られる。そして上記コントローラ６
、主コントローラ７からの制御信号により吸気圧側バル
ブ１、排気圧側バルブ３をそれぞれ必要な作動状態に制
御するため、それぞれのバルブへ制御信号を送るための
図示のような制御回路が設けられている。

上記のように構成したこの実施例の軸流ポンプ装置は、
ターボ分子ポンプ２を起動させると、プロセス室０１を
吸引してその内部を超真空圧にする。その超真空圧状態
は上記検知器５のいずれかの形式のものによりポンプ負
荷を求め、その負荷状態により超真空圧の情報に換算し
た電気信号が検知器５よりコントローラ６へ送られる。

上記検知器５の形式によるポンプ負荷状態の情報は、例
えば第２図に示す性能曲線により求めることができる。

これによると、一般にポンプ負荷が大になるとロータ回
転数は減少し、モータ駆動電流、動翼駆動トルクはポン
プ負荷の増大につれて増加する。

従って、上記検知器の種類に応じた性能曲線のいずれか
をアナログデータ、あるいはディジタルのデータとして
コントローラ６に記憶する記憶部を設けておけば、その
負荷状態を簡単に求めることができる。

なお、上記ポンプ負荷状態の算出は、上記検知器５のい
ずれかの形式のものをいくつか組み合せて求めるように
すればさらに高精度の情報を得ることもできる。

上記コントローラ６へ送られた超真空圧の情報に基づい
て、コントローラ６は超真空圧が所定よりも過大な超真
空圧になると一時的にターボ分子ポンプ２を停止させ吸
気圧側バルブ１を閉じ、所定真空圧に保持し、超真空圧
が所定以下になると再びターボ分子ポンプ２を起動させ
、所定の超真空圧へ近づけるように制御信号を出力する
。

主コントローラ７は上記コントローラ６による制御に対
し、その制御信号による超真空状態に適合するように前
段ポンプへ指令を与え、これによって装置全体の運転状
態を監視制御する。

〔効果〕

以上詳細に説明したように、この発明ではポンプのロー
タ回転数、モータ駆動電流、あるいは動翼回転トルクの
いずれか又はそのいくつかを組合せて検知する検知器に
よりポンプの吸引圧状態を正確に検知し、その情報に基
づいてコントローラにより軸流ポンプの駆動、停止、又
吸排気バルブの開閉等の周辺機器を制御するようにした
から、従来のように超真空圧を高価な真空計を用いて測
定する必要もなく、経済的で正確な測定ができ、かつそ
の情報に基づいて軸流ポンプ装置全体を最適状態に制御
できるという利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による軸流ポンプ装置の全体概略系統
図、第２図はポンプ負荷に対し検知器の種類ごとに異な
る性能曲線を表わすグラフである。 ０１・・・・・・プロセス室、　１・・・・・・吸気圧
側バルブ、２・・・・・・ターボ分子ポンプ、 ３・・・・・・排気圧側バルブ、４・・・・・・前段ポ
ンプ、５・・・・・・検知器、　　　　　６・・・・・
・コントローラ、７・・・・・・主コントローラ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）吸気圧側バルブ、軸流ポンプ、排気圧側バルブ、
   前段ポンプ等を含む軸流ポンプ装置に対し、軸流ポンプ
   の適宜位置にロータ回転数、モータ駆動電流、又は動翼
   回転トルクのいずれかを検知する検知器又はそのいくつ
   かを組合せたものを設け、この検知器による信号を軸流
   ポンプ装置のコントローラに送り、その制御信号により
   上記軸流ポンプ周辺の装置を制御する軸流ポンプ装置の
   制御システム。