JPH10159775A - 多段式真空ポンプ - Google Patents
多段式真空ポンプInfo
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- JPH10159775A JPH10159775A JP8334924A JP33492496A JPH10159775A JP H10159775 A JPH10159775 A JP H10159775A JP 8334924 A JP8334924 A JP 8334924A JP 33492496 A JP33492496 A JP 33492496A JP H10159775 A JPH10159775 A JP H10159775A
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- pump
- vacuum
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B41/00—Pumping installations or systems specially adapted for elastic fluids
- F04B41/06—Combinations of two or more pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B37/00—Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00
- F04B37/10—Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00 for special use
- F04B37/14—Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00 for special use to obtain high vacuum
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B2203/00—Motor parameters
- F04B2203/02—Motor parameters of rotating electric motors
- F04B2203/0201—Current
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B2203/00—Motor parameters
- F04B2203/02—Motor parameters of rotating electric motors
- F04B2203/0209—Rotational speed
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B2205/00—Fluid parameters
- F04B2205/01—Pressure before the pump inlet
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 安価なシステムにより、前記単段ポンプの背
圧真空度を改善し、排気速度の低下を防止し、駆動力の
増加を抑制すること。 【解決手段】 隣り合う単段ポンプ1ないし4の吸入口
と排気口とを排気管23ないし25によって接続して直
列に連結される複数の個別の単段ポンプ1ないし4と、
個別の単段ポンプ1ないし4をそれぞれ駆動する個別の
モータ5ないし8と、前記単段ポンプ1ないし4の回転
数を可変にする駆動手段9ないし12とから成り、前記
大気側に接する前記単段ポンプ4を大容量とした多段式
真空ポンプ。
圧真空度を改善し、排気速度の低下を防止し、駆動力の
増加を抑制すること。 【解決手段】 隣り合う単段ポンプ1ないし4の吸入口
と排気口とを排気管23ないし25によって接続して直
列に連結される複数の個別の単段ポンプ1ないし4と、
個別の単段ポンプ1ないし4をそれぞれ駆動する個別の
モータ5ないし8と、前記単段ポンプ1ないし4の回転
数を可変にする駆動手段9ないし12とから成り、前記
大気側に接する前記単段ポンプ4を大容量とした多段式
真空ポンプ。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、隣り合う単段ポン
プの吸入口と排気口とを排気管によって接続して直列に
連結される複数の個別の単段ポンプと、個別の単段ポン
プをそれぞれ駆動する個別のモータと、少なくとも大気
側に接する前記単段ポンプの回転数を可変にする駆動手
段と、大気側に接する前記単段ポンプを駆動するモータ
の駆動電流を検出する駆動電流検出手段とから成り、直
列につながる真空側の単段ポンプ排気口の背圧真空度を
改善し、排気速度の低下を防止し、駆動力の増加を抑制
する多段式真空ポンプに関する。
プの吸入口と排気口とを排気管によって接続して直列に
連結される複数の個別の単段ポンプと、個別の単段ポン
プをそれぞれ駆動する個別のモータと、少なくとも大気
側に接する前記単段ポンプの回転数を可変にする駆動手
段と、大気側に接する前記単段ポンプを駆動するモータ
の駆動電流を検出する駆動電流検出手段とから成り、直
列につながる真空側の単段ポンプ排気口の背圧真空度を
改善し、排気速度の低下を防止し、駆動力の増加を抑制
する多段式真空ポンプに関する。
【0002】
【従来の技術】従来の第1の多段式真空ポンプ(特開平
5−240181)は、図9に示されるように複数のポ
ンプ本体P1、P2が各々独立し、該ポンプ本体が独立
したモータM1、M2により駆動され、該モータM1、
M2は制御部CRにより制御されるインバータI1、I
2の交流電力により駆動制御するものであった。
5−240181)は、図9に示されるように複数のポ
ンプ本体P1、P2が各々独立し、該ポンプ本体が独立
したモータM1、M2により駆動され、該モータM1、
M2は制御部CRにより制御されるインバータI1、I
2の交流電力により駆動制御するものであった。
【0003】従来の第2の多段式真空ポンプ(特開平7
−305689)は、図10に示されるように複数のル
ーツポンプR1ないしR4を設け、そのケーシングCは
それぞれ別体に構成し、各ポンプ室PCを排気用配管E
1ないしE4で直列に連結するとともに、各ルーツポン
プR1ないしR4のロータRTの駆動軸をそれぞれ別体
にし、ベルトまたはプーリー(図示せず)によってそれ
らをそれぞれ異なる回転数で駆動するものであった。
−305689)は、図10に示されるように複数のル
ーツポンプR1ないしR4を設け、そのケーシングCは
それぞれ別体に構成し、各ポンプ室PCを排気用配管E
1ないしE4で直列に連結するとともに、各ルーツポン
プR1ないしR4のロータRTの駆動軸をそれぞれ別体
にし、ベルトまたはプーリー(図示せず)によってそれ
らをそれぞれ異なる回転数で駆動するものであった。
【0004】
【0005】上記従来の第1の多段式真空ポンプは、実
際の使用状態では、ガス流量によって各ポンプ本体P
1、P2の負荷割合がアンバランスになるため、回転比
はガス流量によって最適に配分した方がよいが、回転比
を最適配分するためのフィードバック系を構成するため
に必要な温度・圧力・電流信号の検出手段および制御回
路がないため、ガス流量に応じた最適回転比配分はでき
ないので、真空度によって排気速度が変わってしまうと
いう問題があった。
際の使用状態では、ガス流量によって各ポンプ本体P
1、P2の負荷割合がアンバランスになるため、回転比
はガス流量によって最適に配分した方がよいが、回転比
を最適配分するためのフィードバック系を構成するため
に必要な温度・圧力・電流信号の検出手段および制御回
路がないため、ガス流量に応じた最適回転比配分はでき
ないので、真空度によって排気速度が変わってしまうと
いう問題があった。
【0006】上記従来の第2の多段式真空ポンプは、真
空側の回転数をより高く設定すること、同一容量ポンプ
を使用すること、ロータのクリアランスが0.1mm以
下であること等より、それぞれのポンプの排気管E1な
いしE4にそれぞれ高価な真空計を配設して、真空度を
検出するものであるため、コストが高くなるという問題
があった。
空側の回転数をより高く設定すること、同一容量ポンプ
を使用すること、ロータのクリアランスが0.1mm以
下であること等より、それぞれのポンプの排気管E1な
いしE4にそれぞれ高価な真空計を配設して、真空度を
検出するものであるため、コストが高くなるという問題
があった。
【0007】本発明者らは、隣り合う単段ポンプの吸入
口と排気口とを排気管によって接続して直列に連結され
る複数の個別の単段ポンプを個別のモータによってそれ
ぞれ駆動するとともに、大気側に接する該単段ポンプを
駆動するモータの駆動電流を検出して、大気側に接する
前記単段ポンプの回転数を制御するという本発明の技術
的思想に着眼し、さらに研究開発を重ねた結果、安価な
システムにより、前記単段ポンプの背圧真空度を改善
し、排気速度の低下を防止し、駆動力の増加を抑制する
という目的を達成する本発明に到達した。
口と排気口とを排気管によって接続して直列に連結され
る複数の個別の単段ポンプを個別のモータによってそれ
ぞれ駆動するとともに、大気側に接する該単段ポンプを
駆動するモータの駆動電流を検出して、大気側に接する
前記単段ポンプの回転数を制御するという本発明の技術
的思想に着眼し、さらに研究開発を重ねた結果、安価な
システムにより、前記単段ポンプの背圧真空度を改善
し、排気速度の低下を防止し、駆動力の増加を抑制する
という目的を達成する本発明に到達した。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明(請求項1に記載
された第1発明)の多段式真空ポンプは、隣り合う単段
ポンプの吸入口と排気口とを排気管によって接続して直
列に連結される複数の個別の単段ポンプと、個別の単段
ポンプをそれぞれ駆動する個別のモータと、少なくとも
大気側に接する前記単段ポンプの回転数を可変にする駆
動手段と、大気側に接する前記単段ポンプを駆動するモ
ータの駆動電流を検出する駆動電流検出手段とから成る
ものである。
された第1発明)の多段式真空ポンプは、隣り合う単段
ポンプの吸入口と排気口とを排気管によって接続して直
列に連結される複数の個別の単段ポンプと、個別の単段
ポンプをそれぞれ駆動する個別のモータと、少なくとも
大気側に接する前記単段ポンプの回転数を可変にする駆
動手段と、大気側に接する前記単段ポンプを駆動するモ
ータの駆動電流を検出する駆動電流検出手段とから成る
ものである。
【0009】本発明(請求項2に記載された第2発明)
の多段式真空ポンプは、前記第1発明において、真空側
の入口の圧力を検出する圧力検出手段を備えているもの
である。
の多段式真空ポンプは、前記第1発明において、真空側
の入口の圧力を検出する圧力検出手段を備えているもの
である。
【0010】本発明(請求項3に記載された第3発明)
の多段式真空ポンプは、前記第2発明において、前記圧
力検出手段によって検出された圧力に基づき、前記単段
ポンプのモータ回転数を設定する制御手段を備えている
ものである。
の多段式真空ポンプは、前記第2発明において、前記圧
力検出手段によって検出された圧力に基づき、前記単段
ポンプのモータ回転数を設定する制御手段を備えている
ものである。
【0011】本発明(請求項4に記載された第4発明)
の多段式真空ポンプは、前記第2発明において、隣り合
う前記単段ポンプの吸入口と排気口とを接続する少なく
とも1つ以上の排気管に配設され、各単段ポンプの出口
温度を検出する温度検出手段を備え、前記単段ポンプの
モータ回転数が制御されるように構成されているもので
ある。
の多段式真空ポンプは、前記第2発明において、隣り合
う前記単段ポンプの吸入口と排気口とを接続する少なく
とも1つ以上の排気管に配設され、各単段ポンプの出口
温度を検出する温度検出手段を備え、前記単段ポンプの
モータ回転数が制御されるように構成されているもので
ある。
【0012】本発明(請求項5に記載された第5発明)
の多段式真空ポンプは、前記第2発明において、前記圧
力検出手段が、真空側の入口の真空度を検出し、検出さ
れた真空度に基づき個別多段ポンプの回転数を設定する
制御回路を備えているものである。
の多段式真空ポンプは、前記第2発明において、前記圧
力検出手段が、真空側の入口の真空度を検出し、検出さ
れた真空度に基づき個別多段ポンプの回転数を設定する
制御回路を備えているものである。
【0013】本発明(請求項6に記載された第6発明)
の多段式真空ポンプは、前記第4発明において、各単段
ポンプの出口温度を測定する温度センサを備え、ガス通
路内の温度を排気ガスが凝縮・固化しない温度に保つよ
うに回転数を制御することができる制御回路を備えてい
るものである。
の多段式真空ポンプは、前記第4発明において、各単段
ポンプの出口温度を測定する温度センサを備え、ガス通
路内の温度を排気ガスが凝縮・固化しない温度に保つよ
うに回転数を制御することができる制御回路を備えてい
るものである。
【0014】本発明(請求項7に記載された第7発明)
の多段式真空ポンプは、前記第4発明において、隣り合
う単段ポンプの吸入口と排気口とを連結する少なくとも
1つ以上の前記排気管に配設され、該排気管を冷却する
インタークーラを備えているものである。
の多段式真空ポンプは、前記第4発明において、隣り合
う単段ポンプの吸入口と排気口とを連結する少なくとも
1つ以上の前記排気管に配設され、該排気管を冷却する
インタークーラを備えているものである。
【0015】本発明(請求項8に記載された第9発明)
の多段式真空ポンプは、前記第7発明において、前記イ
ンタクーラに対して、ガス通路内の温度を排気ガスが凝
縮・固化しない温度に保つように流量が調整された冷却
水を循環させる冷却水循環手段を備えているものであ
る。
の多段式真空ポンプは、前記第7発明において、前記イ
ンタクーラに対して、ガス通路内の温度を排気ガスが凝
縮・固化しない温度に保つように流量が調整された冷却
水を循環させる冷却水循環手段を備えているものであ
る。
【0016】
【発明の作用および効果】上記構成より成る第1発明の
多段式真空ポンプは、前記個別のモータが、隣り合う単
段ポンプの吸入口と排気口とを排気管によって接続して
直列に連結される複数の前記個別の単段ポンプをそれぞ
れ駆動するとともに、前記駆動電流検出手段が大気側に
接する前記単段ポンプを駆動する前記モータの駆動電流
を検出して、前記駆動手段が該検出された駆動電流に基
づき大気側に接する前記単段ポンプの回転数を制御する
ため、安価なシステムにより、前記単段ポンプの背圧真
空度を改善するとともに、駆動力の増加を抑制するとい
う効果を奏する。
多段式真空ポンプは、前記個別のモータが、隣り合う単
段ポンプの吸入口と排気口とを排気管によって接続して
直列に連結される複数の前記個別の単段ポンプをそれぞ
れ駆動するとともに、前記駆動電流検出手段が大気側に
接する前記単段ポンプを駆動する前記モータの駆動電流
を検出して、前記駆動手段が該検出された駆動電流に基
づき大気側に接する前記単段ポンプの回転数を制御する
ため、安価なシステムにより、前記単段ポンプの背圧真
空度を改善するとともに、駆動力の増加を抑制するとい
う効果を奏する。
【0017】上記構成より成る第2発明の多段式真空ポ
ンプは、前記第1発明において、前記圧力検出手段が、
真空側の入口の圧力を検出するので、検出された入口の
圧力に基づく制御が可能になるという効果を奏する。
ンプは、前記第1発明において、前記圧力検出手段が、
真空側の入口の圧力を検出するので、検出された入口の
圧力に基づく制御が可能になるという効果を奏する。
【0018】上記構成より成る第3発明の多段式真空ポ
ンプは、前記第2発明において、前記制御手段が、前記
圧力検出手段によって検出された圧力に基づき、前記単
段ポンプのモータ回転数を設定するので、検出された圧
力に応じて前記単段ポンプの回転数が制御されるため、
直列につながる真空側の単段ポンプ排出口を改善すると
ともに、駆動力の増加を抑制するという効果を奏する。
ンプは、前記第2発明において、前記制御手段が、前記
圧力検出手段によって検出された圧力に基づき、前記単
段ポンプのモータ回転数を設定するので、検出された圧
力に応じて前記単段ポンプの回転数が制御されるため、
直列につながる真空側の単段ポンプ排出口を改善すると
ともに、駆動力の増加を抑制するという効果を奏する。
【0019】上記構成より成る第4発明の多段式真空ポ
ンプは、前記第2発明において、隣り合う前記単段ポン
プの吸入口と排気口とを接続する少なくとも1つ以上の
排気管に配設された前記温度検出手段が、各単段ポンプ
の出口温度を検出し、前記単段ポンプのモータ回転数が
制御され、前記排気管内を断熱圧縮によって発熱させ、
排気ガスが凝固・固化しない温度に維持することが出来
るという効果を奏する。
ンプは、前記第2発明において、隣り合う前記単段ポン
プの吸入口と排気口とを接続する少なくとも1つ以上の
排気管に配設された前記温度検出手段が、各単段ポンプ
の出口温度を検出し、前記単段ポンプのモータ回転数が
制御され、前記排気管内を断熱圧縮によって発熱させ、
排気ガスが凝固・固化しない温度に維持することが出来
るという効果を奏する。
【0020】上記構成より成る第5発明の多段式真空ポ
ンプは、前記第2発明において、前記圧力検出手段を構
成する前記真空検出手段が、真空側の入口の真空度を検
出し、前記制御回路が、検出された真空度に基づき個別
単段ポンプの回転数比を設定するので、前記単段ポンプ
の背圧真空度を改善し、排気速度の低下を防止し、駆動
力の増加を抑制するという効果を奏する。
ンプは、前記第2発明において、前記圧力検出手段を構
成する前記真空検出手段が、真空側の入口の真空度を検
出し、前記制御回路が、検出された真空度に基づき個別
単段ポンプの回転数比を設定するので、前記単段ポンプ
の背圧真空度を改善し、排気速度の低下を防止し、駆動
力の増加を抑制するという効果を奏する。
【0021】上記構成より成る第6発明の多段式真空ポ
ンプは、前記第4発明において、前記温度センサが各単
段ポンプの出口温度を測定し、前記制御回路が回転数を
制御するので、ガス通路内の温度を排気ガスが凝縮・固
化しない温度に保つことが出来るという効果を奏する。
ンプは、前記第4発明において、前記温度センサが各単
段ポンプの出口温度を測定し、前記制御回路が回転数を
制御するので、ガス通路内の温度を排気ガスが凝縮・固
化しない温度に保つことが出来るという効果を奏する。
【0022】上記構成より成る第7発明の多段式真空ポ
ンプは、前記第4発明において、隣り合う単段ポンプの
吸入口と排気口とを連結する少なくとも1つ以上の前記
排気管に配設された前記インタークーラが、前記排気管
を冷却するので、排気加熱に伴う熱膨張による前記単段
ポンプの可動部の干渉を防止するという効果を奏する。
ンプは、前記第4発明において、隣り合う単段ポンプの
吸入口と排気口とを連結する少なくとも1つ以上の前記
排気管に配設された前記インタークーラが、前記排気管
を冷却するので、排気加熱に伴う熱膨張による前記単段
ポンプの可動部の干渉を防止するという効果を奏する。
【0023】上記構成より成る第8発明の多段式真空ポ
ンプは、前記第7発明において、前記冷却水循環手段
が、前記インタクーラに対して循環する冷却水の流量を
調整するので、前記ガス通路内の温度を排気ガスが凝縮
・固化しない温度に維持するという効果を奏する。
ンプは、前記第7発明において、前記冷却水循環手段
が、前記インタクーラに対して循環する冷却水の流量を
調整するので、前記ガス通路内の温度を排気ガスが凝縮
・固化しない温度に維持するという効果を奏する。
【0024】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について、以
下図面に基づいて説明する。
下図面に基づいて説明する。
【0025】(第1実施形態)第1実施形態の多段式真
空ポンプは、図1に示されるように隣り合う単段ポンプ
1ないし4の吸入口と排気口とを排気管23ないし25
によって接続して直列に連結される複数の個別の単段ポ
ンプ1ないし4と、個別の単段ポンプ1ないし4をそれ
ぞれ駆動する個別のモータ5ないし8と、前記単段ポン
プ1ないし4の回転数を可変にする駆動手段9ないし1
2と、大気側に接する単段ポンプを駆動するモータの駆
動電流を検出する駆動電流検出手段とから成るものであ
る。
空ポンプは、図1に示されるように隣り合う単段ポンプ
1ないし4の吸入口と排気口とを排気管23ないし25
によって接続して直列に連結される複数の個別の単段ポ
ンプ1ないし4と、個別の単段ポンプ1ないし4をそれ
ぞれ駆動する個別のモータ5ないし8と、前記単段ポン
プ1ないし4の回転数を可変にする駆動手段9ないし1
2と、大気側に接する単段ポンプを駆動するモータの駆
動電流を検出する駆動電流検出手段とから成るものであ
る。
【0026】図1に示されるように、大気側に接する前
記単段ポンプ4を駆動する前記モータ8の前記駆動電源
12からの駆動電流を検出する駆動電流検出手段36を
備え、検出した電流値を制御手段35に伝達するように
構成されている。
記単段ポンプ4を駆動する前記モータ8の前記駆動電源
12からの駆動電流を検出する駆動電流検出手段36を
備え、検出した電流値を制御手段35に伝達するように
構成されている。
【0027】真空側の入口18の圧力を検出する圧力検
出手段13が、真空側の入口の真空度を検出するピラニ
ータイプの真空検出手段によって構成され、検出された
真空度に基づき個別単段ポンプ1ないし4の回転数比を
設定する制御手段35を備えている。
出手段13が、真空側の入口の真空度を検出するピラニ
ータイプの真空検出手段によって構成され、検出された
真空度に基づき個別単段ポンプ1ないし4の回転数比を
設定する制御手段35を備えている。
【0028】各前記単段ポンプ1ないし4の前記排気口
とを接続する前記排気管23ないし26に配設され、各
単段ポンプ1ないし4の出口温度を検出する温度検出手
段14ないし17を備え、前記制御手段35に接続され
ガス通路内の温度を排気ガスが凝縮・固化しない温度に
保つように回転数を制御することができるように構成さ
れている。
とを接続する前記排気管23ないし26に配設され、各
単段ポンプ1ないし4の出口温度を検出する温度検出手
段14ないし17を備え、前記制御手段35に接続され
ガス通路内の温度を排気ガスが凝縮・固化しない温度に
保つように回転数を制御することができるように構成さ
れている。
【0029】インタークーラ27ないし30は、図1に
示されるように隣り合う単段ポンプ1ないし4のケース
および吸入口と排気口とを連結する前記排気管23ない
し26に配設され、該ポンプのケースおよび排気管を冷
却するように構成されている。
示されるように隣り合う単段ポンプ1ないし4のケース
および吸入口と排気口とを連結する前記排気管23ない
し26に配設され、該ポンプのケースおよび排気管を冷
却するように構成されている。
【0030】冷却水循環手段37は、図1に示されるよ
うに冷却水源(図示せず)に接続され、流量を調整する
可変流量バルブとしての流量調整弁31ないし34が配
設され、前記インタクーラ27ないし30に対して、冷
却水を循環させ、ガス通路内の温度を排気ガスが凝縮・
固化しない温度に保つように構成されている。
うに冷却水源(図示せず)に接続され、流量を調整する
可変流量バルブとしての流量調整弁31ないし34が配
設され、前記インタクーラ27ないし30に対して、冷
却水を循環させ、ガス通路内の温度を排気ガスが凝縮・
固化しない温度に保つように構成されている。
【0031】前記制御手段35は、制御フローおよびデ
ータを予め格納したROMを備えたCPUによって構成
され、信号ケーブル20によって前記圧力センサ13お
よび温度センサ14ないし17に接続され、信号ケーブ
ル20によって前記流量調節弁31ないし34に接続さ
れているとともに、信号ケーブル21によって駆動電源
9〜11に接続され該制御手段35の出力信号が出力さ
れるように構成されている。
ータを予め格納したROMを備えたCPUによって構成
され、信号ケーブル20によって前記圧力センサ13お
よび温度センサ14ないし17に接続され、信号ケーブ
ル20によって前記流量調節弁31ないし34に接続さ
れているとともに、信号ケーブル21によって駆動電源
9〜11に接続され該制御手段35の出力信号が出力さ
れるように構成されている。
【0032】上記構成より成る第1実施形態の多段式真
空ポンプにおいて、前記真空側の単段ポンプ1の前記入
口18は、図示しない真空チャンバに連結されており、
大気圧から1Pa台まで真空引きする。
空ポンプにおいて、前記真空側の単段ポンプ1の前記入
口18は、図示しない真空チャンバに連結されており、
大気圧から1Pa台まで真空引きする。
【0033】高真空時は、前記単段ポンプ1の入口圧力
と出口圧力の差圧は数+Pa程度であり、駆動力は少な
くてもよいため、小容量モータで回転数を高く設定する
ことができる。逆に、前記単段ポンプ4の入口出口の差
圧は数+kPaあるため、多くの駆動力を必要とし、大
容量モータで回転数を低くして使用される。
と出口圧力の差圧は数+Pa程度であり、駆動力は少な
くてもよいため、小容量モータで回転数を高く設定する
ことができる。逆に、前記単段ポンプ4の入口出口の差
圧は数+kPaあるため、多くの駆動力を必要とし、大
容量モータで回転数を低くして使用される。
【0034】低真空時、特に大気圧に近い真空度におけ
るルーツポンプは、高真空時に比べて単段ポンプ1の体
積効率は低下するため、排気速度は低下してしまう。こ
のとき、図2に示されるように入口出口の差圧は大きく
なり、より大きな駆動力が必要になる。逆に、前記単段
ポンプ4の入口出口の差圧は小さくなり、必要な駆動力
は減る。
るルーツポンプは、高真空時に比べて単段ポンプ1の体
積効率は低下するため、排気速度は低下してしまう。こ
のとき、図2に示されるように入口出口の差圧は大きく
なり、より大きな駆動力が必要になる。逆に、前記単段
ポンプ4の入口出口の差圧は小さくなり、必要な駆動力
は減る。
【0035】従って、前記単段ポンプ4の回転数を上げ
ることにより、単段ポンプ1の背圧側真空度を改善し、
図3中一点鎖線で示されるように排気速度の落ち込みを
防ぐとともに、図2中一点鎖線で示されるように単段ポ
ンプ1の駆動力増加を抑制することができる。
ることにより、単段ポンプ1の背圧側真空度を改善し、
図3中一点鎖線で示されるように排気速度の落ち込みを
防ぐとともに、図2中一点鎖線で示されるように単段ポ
ンプ1の駆動力増加を抑制することができる。
【0036】特に、真空チャンバ内を大気圧から真空引
きする場合や、パージガスを定量流す場合などは、この
条件に適合するため、速やかな到達真空度の達成を得る
には、低真空時に単段ポンプ4を高回転側に回転数を変
えることが望ましい。
きする場合や、パージガスを定量流す場合などは、この
条件に適合するため、速やかな到達真空度の達成を得る
には、低真空時に単段ポンプ4を高回転側に回転数を変
えることが望ましい。
【0037】この制御を実行させるために、多段ポンプ
の前記入口18の圧力を圧力計13によって計測し、そ
の圧力に応じて、前記制御手段35によってDCブラシ
レスモータによって構成される前記モータ5ないし8の
回転数が設定される。
の前記入口18の圧力を圧力計13によって計測し、そ
の圧力に応じて、前記制御手段35によってDCブラシ
レスモータによって構成される前記モータ5ないし8の
回転数が設定される。
【0038】またはより簡便な方法として、前記モータ
5ないし7の回転数は常に一定とし、前記駆動電源12
に出力している回転数情報と前記電流検出手段36より
得られる電流値から、真空度を推定することもできる。
5ないし7の回転数は常に一定とし、前記駆動電源12
に出力している回転数情報と前記電流検出手段36より
得られる電流値から、真空度を推定することもできる。
【0039】一方、多段ポンプのガス通路内温度は排気
ガスが凝縮・固化しない温度に保つことが求められてい
る。この要件を満足するためには、多段ポンプを構成す
る前記単段ポンプ1ないし4の回転数の配分を変え、単
段ポンプの間に介在する配管23〜26内を断熱圧縮に
よって発熱させ、所定の温度を維持する。
ガスが凝縮・固化しない温度に保つことが求められてい
る。この要件を満足するためには、多段ポンプを構成す
る前記単段ポンプ1ないし4の回転数の配分を変え、単
段ポンプの間に介在する配管23〜26内を断熱圧縮に
よって発熱させ、所定の温度を維持する。
【0040】そのために、前記単段ポンプ1ないし4の
出口温度を、温度検出手段14ないし17によって前記
制御手段35に取り込み、各排気管23ないし26の温
度を所定の温度を維持するように回転数が制御される。
出口温度を、温度検出手段14ないし17によって前記
制御手段35に取り込み、各排気管23ないし26の温
度を所定の温度を維持するように回転数が制御される。
【0041】同様の目的で、前記単段ポンプ1ないし4
の前記排気管23ないし26とともにポンプケースを冷
却する方法も考えられる。その場合、冷却水流量によっ
て冷却能力を調節するため、冷却水入口側に前記制御手
段35によって制御される前記可変流量バルブ31ない
し34を連結し、過熱してロータ接触の危険がある単段
ポンプには流量バルブを全開に開いてガス通路内温度を
下げ、低温度で排気ガスが凝縮・固化する危険性がある
前記単段ポンプ1ないし4には、該当する前記流量バル
ブ31ないし34を絞ることによって、ガス通路内温度
を上げて所定の温度範囲に保つようにするものである。
の前記排気管23ないし26とともにポンプケースを冷
却する方法も考えられる。その場合、冷却水流量によっ
て冷却能力を調節するため、冷却水入口側に前記制御手
段35によって制御される前記可変流量バルブ31ない
し34を連結し、過熱してロータ接触の危険がある単段
ポンプには流量バルブを全開に開いてガス通路内温度を
下げ、低温度で排気ガスが凝縮・固化する危険性がある
前記単段ポンプ1ないし4には、該当する前記流量バル
ブ31ないし34を絞ることによって、ガス通路内温度
を上げて所定の温度範囲に保つようにするものである。
【0042】上記第1実施形態の多段式真空ポンプは、
前記個別の単段モータ1ないし4が、隣り合う単段ポン
プの吸入口と排気口とを前記排気管23ないし25によ
って接続して直列に連結される複数の前記個別の単段ポ
ンプをそれぞれ駆動するとともに、前記駆動手段12
が、少なくとも大気側に接する大容量の前記単段ポンプ
4の回転数を制御するので、安価なシステムにより、直
列につながる真空側の単段ポンプ排出口の背圧真空度を
改善するという効果を奏する。
前記個別の単段モータ1ないし4が、隣り合う単段ポン
プの吸入口と排気口とを前記排気管23ないし25によ
って接続して直列に連結される複数の前記個別の単段ポ
ンプをそれぞれ駆動するとともに、前記駆動手段12
が、少なくとも大気側に接する大容量の前記単段ポンプ
4の回転数を制御するので、安価なシステムにより、直
列につながる真空側の単段ポンプ排出口の背圧真空度を
改善するという効果を奏する。
【0043】また第1実施形態の多段式真空ポンプは、
前記駆動電流検出手段36が、大気側に接する前記単段
ポンプ4を駆動する前記モータ8の駆動電流を検出する
ので、該検出した駆動電流に基づき大気側に接する前記
単段ポンプ4の回転数を制御するため、駆動力の増加を
抑制するという効果を奏する。
前記駆動電流検出手段36が、大気側に接する前記単段
ポンプ4を駆動する前記モータ8の駆動電流を検出する
ので、該検出した駆動電流に基づき大気側に接する前記
単段ポンプ4の回転数を制御するため、駆動力の増加を
抑制するという効果を奏する。
【0044】さらに第1実施形態の多段式真空ポンプ
は、前記制御手段35が、前記圧力検出手段13によっ
て検出された圧力に基づき、前記単段ポンプ1ないし4
の前記モータ5ないし8の回転数を設定するので、検出
された圧力に応じて前記単段ポンプ1ないし4の回転数
が制御されるため、前記単段ポンプの背圧真空度を改善
するとともに、駆動力の増加を抑制するという効果を奏
する。
は、前記制御手段35が、前記圧力検出手段13によっ
て検出された圧力に基づき、前記単段ポンプ1ないし4
の前記モータ5ないし8の回転数を設定するので、検出
された圧力に応じて前記単段ポンプ1ないし4の回転数
が制御されるため、前記単段ポンプの背圧真空度を改善
するとともに、駆動力の増加を抑制するという効果を奏
する。
【0045】また第1実施形態の多段式真空ポンプは、
隣り合う前記単段ポンプ1ないし4の吸入口と排気口と
を接続する前記排気管23ないし26に配設された前記
温度検出手段14ないし17が、各単段ポンプ1ないし
4の出口温度を検出し、前記単段ポンプ1ないし4の前
記モータ5ないし8の回転数が制御され、前記排気管2
3ないし26内を断熱圧縮によって発熱させ、排気ガス
が凝固・固化しない温度に維持することが出来るという
効果を奏する。
隣り合う前記単段ポンプ1ないし4の吸入口と排気口と
を接続する前記排気管23ないし26に配設された前記
温度検出手段14ないし17が、各単段ポンプ1ないし
4の出口温度を検出し、前記単段ポンプ1ないし4の前
記モータ5ないし8の回転数が制御され、前記排気管2
3ないし26内を断熱圧縮によって発熱させ、排気ガス
が凝固・固化しない温度に維持することが出来るという
効果を奏する。
【0046】さらに第1実施形態の多段式真空ポンプ
は、前記圧力検出手段13が、真空側の入口の真空度を
検出し、前記制御手段35が、検出された真空度に基づ
き個別単段ポンプ1ないし4の回転数を設定するので、
前記単段ポンプ1ないし4の背圧真空度を改善し、排気
速度の低下を防止し、駆動力の増加を抑制するという効
果を奏する。
は、前記圧力検出手段13が、真空側の入口の真空度を
検出し、前記制御手段35が、検出された真空度に基づ
き個別単段ポンプ1ないし4の回転数を設定するので、
前記単段ポンプ1ないし4の背圧真空度を改善し、排気
速度の低下を防止し、駆動力の増加を抑制するという効
果を奏する。
【0047】さらに第1実施形態の多段式真空ポンプ
は、隣り合う単段ポンプ1ないし4の吸入口と排気口と
を連結する少なくとも1つ以上の前記排気管23ないし
26に配設された前記インタークーラ27ないし30
が、前記排気管23ないし26およびポンプケースを冷
却するので、排気加熱に伴う熱膨張による前記単段ポン
プ1ないし4の可動部の干渉を防止するという効果を奏
する。
は、隣り合う単段ポンプ1ないし4の吸入口と排気口と
を連結する少なくとも1つ以上の前記排気管23ないし
26に配設された前記インタークーラ27ないし30
が、前記排気管23ないし26およびポンプケースを冷
却するので、排気加熱に伴う熱膨張による前記単段ポン
プ1ないし4の可動部の干渉を防止するという効果を奏
する。
【0048】また第1実施形態の多段式真空ポンプは、
前記冷却水循環手段37が、前記インタクーラ27ない
し30に対して循環する冷却水の流量を、前記制御手段
35からの指令に従い前記流量制御弁31ないし34に
より調整するので、前記ガス通路内の温度を排気ガスが
凝縮・固化しない温度に維持するという効果を奏する。
前記冷却水循環手段37が、前記インタクーラ27ない
し30に対して循環する冷却水の流量を、前記制御手段
35からの指令に従い前記流量制御弁31ないし34に
より調整するので、前記ガス通路内の温度を排気ガスが
凝縮・固化しない温度に維持するという効果を奏する。
【0049】(第2実施形態)第2実施形態の多段式真
空ポンプは、図4および図5に示されるように真空側の
入口の真空度を検出することなく、駆動電流検出手段3
6が検出した大気側に接する前記単段ポンプ4を駆動す
る前記モータ8の駆動電流のみに基づき大気側に接する
前記単段ポンプ4の回転数を制御する点が、前記第1実
施形態との相違点であり、以下相違点を中心に説明す
る。
空ポンプは、図4および図5に示されるように真空側の
入口の真空度を検出することなく、駆動電流検出手段3
6が検出した大気側に接する前記単段ポンプ4を駆動す
る前記モータ8の駆動電流のみに基づき大気側に接する
前記単段ポンプ4の回転数を制御する点が、前記第1実
施形態との相違点であり、以下相違点を中心に説明す
る。
【0050】本第2実施形態においては、図4における
負荷としての単段ポンプ4は、図5に示されるモータ8
によって回転駆動されるルーツポンプによって構成され
る。
負荷としての単段ポンプ4は、図5に示されるモータ8
によって回転駆動されるルーツポンプによって構成され
る。
【0051】制御手段としてのマイコン35は、図6に
示されるようにステップ101において、前記ルーツポ
ンプ4を回転駆動する前記モータ8の回転数を回転数検
出手段38により読み取り、ステップ102において、
駆動電流検出手段36によって前記モータ8の駆動電流
の電流値が読み取られる。
示されるようにステップ101において、前記ルーツポ
ンプ4を回転駆動する前記モータ8の回転数を回転数検
出手段38により読み取り、ステップ102において、
駆動電流検出手段36によって前記モータ8の駆動電流
の電流値が読み取られる。
【0052】ステップ103において、読み取られた前
記電流値が設定値と等しいがどうかが判定され、等しい
場合はステップ101に戻り、等しくない場合は、ステ
ップ104において、読み取られた前記電流値が設定値
より少ないかどうか判定される。
記電流値が設定値と等しいがどうかが判定され、等しい
場合はステップ101に戻り、等しくない場合は、ステ
ップ104において、読み取られた前記電流値が設定値
より少ないかどうか判定される。
【0053】少ない場合はステップ105において、速
度指令値が増加され、多い場合はステップ106におい
て、速度指令値が減少される。
度指令値が増加され、多い場合はステップ106におい
て、速度指令値が減少される。
【0054】上記第2実施形態の多段式真空ポンプは、
前記駆動電流検出手段36が、大気側に接する前記単段
ポンプ4を駆動する前記モータ8の駆動電流を検出する
ので、該検出した駆動電流に基づき大気側に接する大容
量の前記単段ポンプ4の回転数を制御するため、駆動力
の増加を抑制するという効果を奏する。
前記駆動電流検出手段36が、大気側に接する前記単段
ポンプ4を駆動する前記モータ8の駆動電流を検出する
ので、該検出した駆動電流に基づき大気側に接する大容
量の前記単段ポンプ4の回転数を制御するため、駆動力
の増加を抑制するという効果を奏する。
【0055】また第2実施形態の多段式真空ポンプは、
上述したように前記モータの駆動電流に基づき、前記モ
ータの回転数(回転速度)を制御するものであるため、
高価な真空度検出装置を不要にするので、システム全体
を安価かつ制御をシンプルにするという効果を奏する。
上述したように前記モータの駆動電流に基づき、前記モ
ータの回転数(回転速度)を制御するものであるため、
高価な真空度検出装置を不要にするので、システム全体
を安価かつ制御をシンプルにするという効果を奏する。
【0056】(第3実施形態)第3実施形態の多段式真
空ポンプは、図7および図8に示されるように真空側の
入口の真空度を直接検出することにより、前記単段ポン
プ4の回転数を制御する点が、前記第2実施形態との相
違点であり、以下相違点を中心に説明する。
空ポンプは、図7および図8に示されるように真空側の
入口の真空度を直接検出することにより、前記単段ポン
プ4の回転数を制御する点が、前記第2実施形態との相
違点であり、以下相違点を中心に説明する。
【0057】本第3実施形態においては、制御手段とし
てのマイコン35は、図8に示されるようにステップ2
01において、前記ルーツポンプ4を回転駆動する前記
モータ8の回転数を読み取り、ステップ202におい
て、ピラニータイプの真空計39によって真空側の入口
の真空度が読み取られる。
てのマイコン35は、図8に示されるようにステップ2
01において、前記ルーツポンプ4を回転駆動する前記
モータ8の回転数を読み取り、ステップ202におい
て、ピラニータイプの真空計39によって真空側の入口
の真空度が読み取られる。
【0058】ステップ203において、読み取られた前
記真空度に対して回転数が適正かどうかが判定され、適
正な場合はステップ201に戻り、適正でない場合は、
ステップ204において、読み取られた前記回転数が前
記真空度に対して低いかどうか判定される。
記真空度に対して回転数が適正かどうかが判定され、適
正な場合はステップ201に戻り、適正でない場合は、
ステップ204において、読み取られた前記回転数が前
記真空度に対して低いかどうか判定される。
【0059】低い場合はステップ205において、速度
指令値が増加され、高い場合はステップ206におい
て、速度指令値が減少される。
指令値が増加され、高い場合はステップ206におい
て、速度指令値が減少される。
【0060】上記第3実施形態の多段式真空ポンプは、
前記真空計39が、真空側の入口の真空度を検出し、前
記制御手段35が、検出された真空度に基づき個別単段
ポンプ1ないし4の回転数比を設定するので、前記単段
ポンプ1ないし4の背圧真空度を改善し、排気速度の低
下を防止し、駆動力の増加を抑制するという効果を奏す
る。
前記真空計39が、真空側の入口の真空度を検出し、前
記制御手段35が、検出された真空度に基づき個別単段
ポンプ1ないし4の回転数比を設定するので、前記単段
ポンプ1ないし4の背圧真空度を改善し、排気速度の低
下を防止し、駆動力の増加を抑制するという効果を奏す
る。
【0061】また第3実施形態の多段式真空ポンプは、
上述したように前記真空計39によって、真空側の入口
の真空度を直接検出し、検出した真空度と回転数との関
係に基づき、前記モータの回転数(回転速度)を制御す
るものであるため、前記モータの回転数を適正かつ精度
良く制御することが出来るという効果を奏する。
上述したように前記真空計39によって、真空側の入口
の真空度を直接検出し、検出した真空度と回転数との関
係に基づき、前記モータの回転数(回転速度)を制御す
るものであるため、前記モータの回転数を適正かつ精度
良く制御することが出来るという効果を奏する。
【0062】上述の実施形態は、説明のために例示した
もので、本発明としてはそれらに限定されるものでは無
く、特許請求の範囲、発明の詳細な説明および図面の記
載から当業者が認識することができる本発明の技術的思
想に反しない限り、変更および付加が可能である。
もので、本発明としてはそれらに限定されるものでは無
く、特許請求の範囲、発明の詳細な説明および図面の記
載から当業者が認識することができる本発明の技術的思
想に反しない限り、変更および付加が可能である。
【図1】本発明の第1実施形態の多段式真空ポンプのシ
ステム全体を示すブロック図である。
ステム全体を示すブロック図である。
【図2】本第1実施形態における真空度と動力との関係
を示す線図である。
を示す線図である。
【図3】本第1実施形態における真空度と排気速度との
関係を示す線図である。
関係を示す線図である。
【図4】本発明の第2実施形態の多段式真空ポンプを示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図5】本第2実施形態におけるポンプとしてのルーツ
ポンプを示す側面図である。
ポンプを示す側面図である。
【図6】本第2実施形態における制御フローを示すチャ
ート図である。
ート図である。
【図7】本発明の第3実施形態の多段式真空ポンプを示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図8】本第3実施形態における制御フローを示すチャ
ート図である。
ート図である。
【図9】従来の第1の多段式真空ポンプを示すブロック
図である。
図である。
【図10】従来の第2の多段式真空ポンプを示すブロッ
ク図である。
ク図である。
1ないし4 ポンプ 5ないし8 モータ 9ないし12 駆動電源 23ないし25 排気管
Claims (8)
- 【請求項1】 隣り合う単段ポンプの吸入口と排気口と
を排気管によって接続して直列に連結される複数の個別
の単段ポンプと、個別の単段ポンプをそれぞれ駆動する
個別のモータと、 少なくとも大気側に接する前記単段ポンプの回転数を可
変にする駆動手段と、 大気側に接する前記単段ポンプを駆動するモータの駆動
電流を検出する駆動電流検出手段とから成ることを特徴
とする多段式真空ポンプ。 - 【請求項2】 請求項1において、 真空側の入口の圧力を検出する圧力検出手段を備えてい
ることを特徴とする多段式真空ポンプ。 - 【請求項3】 請求項2において、 前記圧力検出手段によって検出された圧力に基づき、前
記単段ポンプのモータ回転数を設定する制御手段を備え
ていることを特徴とする多段式真空ポンプ。 - 【請求項4】 請求項2において、 隣り合う前記単段ポンプの吸入口と排気口とを接続する
少なくとも1つ以上の排気管に配設され、各単段ポンプ
の出口温度を検出する温度検出手段を備え、 前記単段ポンプのモータ回転数が制御されるように構成
されていることを特徴とする多段式真空ポンプ。 - 【請求項5】 請求項2において、 前記圧力検出手段が、真空側の入口の真空度を検出し、 検出された真空度に基づき個別多段ポンプの回転数を設
定する制御回路を備えていることを特徴とする多段式真
空ポンプ。 - 【請求項6】 請求項4において、 各単段ポンプの出口温度を測定する温度センサを備え、 ガス通路内の温度を排気ガスが凝縮・固化しない温度に
保つように回転数を制御することができる制御回路を備
えていることを特徴とする多段式真空ポンプ。 - 【請求項7】 請求項4において、 隣り合う単段ポンプの吸入口と排気口とを連結する少な
くとも1つ以上の前記排気管に配設され、該排気管を冷
却するインタークーラを備えていることを特徴とする多
段式真空ポンプ。 - 【請求項8】 請求項7において、 前記インタクーラに対して、ガス通路内の温度を排気ガ
スが凝縮・固化しない温度に保つように流量が調整され
た冷却水を循環させる冷却水循環手段を備えていること
を特徴とする多段式真空ポンプ。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33492496A JP3767052B2 (ja) | 1996-11-30 | 1996-11-30 | 多段式真空ポンプ |
US08/980,848 US6056510A (en) | 1996-11-30 | 1997-12-01 | Multistage vacuum pump unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33492496A JP3767052B2 (ja) | 1996-11-30 | 1996-11-30 | 多段式真空ポンプ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10159775A true JPH10159775A (ja) | 1998-06-16 |
JP3767052B2 JP3767052B2 (ja) | 2006-04-19 |
Family
ID=18282771
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33492496A Expired - Fee Related JP3767052B2 (ja) | 1996-11-30 | 1996-11-30 | 多段式真空ポンプ |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6056510A (ja) |
JP (1) | JP3767052B2 (ja) |
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JP2003513200A (ja) * | 1999-10-26 | 2003-04-08 | アトラス コプコ エアーパワー,ナームローゼ フェンノートシャップ | 多段コンプレッサ装置及びそのような多段コンプレッサ装置を調整する方法 |
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CN107559200A (zh) * | 2017-11-01 | 2018-01-09 | 广东肯富来泵业股份有限公司 | 平衡型罗茨真空泵***及其控制方法 |
JP2018173026A (ja) * | 2017-03-31 | 2018-11-08 | 株式会社荏原製作所 | ルーツ型真空ポンプ及びルーツ型真空ポンプの運転方法 |
JP2021513023A (ja) * | 2018-02-02 | 2021-05-20 | 中山市天元真空設備技術有限公司Zhongshan Tianyuan Vacuum Equipment Technology Co., Ltd. | 多段ルーツ型ドライ真空ポンプ |
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