JP2008008302A - Energy saving method of multistage system volume transfer type dry vacuum pump - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、多段式容積移送型ドライ真空ポンプの消費電力を低減する省エネ方法に関する。 The present invention relates to an energy saving method for reducing power consumption of a multistage positive displacement vacuum pump.
図6は従来例の多段式ルーツ型のドライ真空ポンプ1を示すものであるが、図において本体2内にはモータ3の回転軸によって回転駆動されるロータ5、6、7、8、9、10が図7及び図8で示すように一対で成るが、これらが相反する方向に駆動される。最終段のロータ10が排気する最終段の排気空間には、サイレンサ12を備えた排気配管11が接続されており、この排気配管11の大気側端部には逆止弁13に設けられている。公知のように、各ロータ1乃至10の各対が相反する方向に回転することにより、吸気口4に接続される不図示の真空室を排気し、排気ガスは排気配管11を通り逆止弁13を開弁させて大気に吐出される。ロータは前段から後段に向かうにつれて容積を小さくし、また後段の2つのロータ9、10は図7に示すように五葉とされている。このような後段のロータを小さくすることにより、この多段式ルーツ型のドライ真空ポンプ1の消費電力を小としている。すなわち、後段側では必要な排気容量が前段より小さくなっているので、排気容量に合わせてロータを小さくして消費電力を小さくしている。
FIG. 6 shows a conventional multi-stage roots type dry vacuum pump 1, in which a
これにつき更に説明すれば、図9に示すように各ロータが同じ大きさであれば、図12に示すように吸入圧力に対し排気速度は曲線aのように変化するが、図10に示すように前段の2つのロータは同じ大きさとし、中間段の2つをこれより小さく、後段の2つを更に小さくすれば、吸入圧力と排気速度との関係は曲線bのように変化する。更に図11で示すように、後段の2つのロータを一層小さくすれば、図12において曲線cで示すように排気速度は変化する。図13はこれら図9、10及び図11の場合の吸入圧力に対する消費電力を示しているが、c′、b′、a′で示すように、消費電力は図11の場合が最も小さく、次いで図10が続き、図9が最も大きい(例えば特許文献1を参照)。 Further explaining this, if the rotors have the same size as shown in FIG. 9, the exhaust speed changes with respect to the suction pressure as shown in the curve a as shown in FIG. 12, but as shown in FIG. If the two rotors at the front stage are the same size, two at the middle stage are smaller than this, and two at the rear stage are further reduced, the relationship between the suction pressure and the exhaust speed changes as shown by a curve b. Further, as shown in FIG. 11, if the two subsequent rotors are further reduced, the exhaust speed changes as shown by the curve c in FIG. FIG. 13 shows the power consumption with respect to the suction pressure in the cases of FIGS. 9, 10 and 11. As shown by c ′, b ′ and a ′, the power consumption is the smallest in FIG. FIG. 10 continues, and FIG. 9 is the largest (see, for example, Patent Document 1).
以上のようにして消費電力を小さくし、省エネが行われるのであるが、消費電力を小さくする別の方式としては、モータ3を排気容量に応じて制御することにより消費電力を小さくすることも考えられている。
As described above, the power consumption is reduced and energy saving is performed. However, as another method for reducing the power consumption, it can be considered to reduce the power consumption by controlling the
本発明は上述のような方法で得られる省エネ効果にとどまらず、より一層消費電力を低減することのできる多段式容積移送型ドライ真空ポンプの省エネ方法を提供することを課題とする。 This invention makes it a subject to provide the energy-saving method of the multistage type volume transfer type dry vacuum pump which can reduce power consumption further not only in the energy-saving effect obtained by the above methods.
以上の課題は、多段式容積移送型ドライ真空ポンプの最終段のロータが排気する最後段の排気空間に接続された主排気配管に大気への方向を順方向とする逆止弁を設け、大気圧に近い中間段の排気空間または最後段の排気空間のいずれかに連なる副排気管に、多段式容積移送型ドライ真空ポンプよりも排気速度が小さく、多段式容積移送型ドライ真空ポンプと共に運転される補助ポンプを逆止弁に対して並列に設け、排気空間を減圧にすることにより多段式容積移送型ドライ真空ポンプの消費電力を低減するようにしたことを特徴とする省エネ方法によって解決される。 The above problem is that the main exhaust pipe connected to the last exhaust space exhausted by the last stage rotor of the multistage positive displacement dry vacuum pump is provided with a check valve whose forward direction is the atmosphere. The sub-exhaust pipe connected to either the middle stage exhaust space or the last stage exhaust space close to the atmospheric pressure has a lower exhaust speed than the multi-stage type volume transfer type dry vacuum pump, and is operated together with the multi-stage type volume transfer type dry vacuum pump. This is solved by an energy-saving method characterized in that the auxiliary pump is provided in parallel with the check valve and the exhaust space is decompressed to reduce the power consumption of the multistage positive displacement dry vacuum pump. .
本発明の多段式容積移送型ドライ真空ポンプの消費電力を低減する省エネ方法によれば、従来よりも大幅な省エネ効果を得ることができる。 According to the energy saving method for reducing the power consumption of the multistage volumetric transfer type vacuum pump of the present invention, it is possible to obtain a significant energy saving effect as compared with the prior art.
以下、本発明の実施の形態について図1〜図5を参照して説明する。なお、これらの図においては、従来例でその構造を明示したのでロータ等は簡略化して示す。すなわち、図1に示す第1の実施の形態では、多段式ルーツ型のドライ真空ポンプ20の本体21内には、モータ22により回転駆動されるそれぞれ一対のロータR1、R2、R3、R4、R5及びR6(例えば図8で示す形状とする)が設けられている。また本体21の左端上壁部には吸気口23が設けられており、最終段のロータR6が排気する最後段の排気空間24は、サイレンサ26および逆止弁28を備えた主排気配管25が接続されている。この逆止弁28は大気側への方向を順方向としている。そして本発明の第1の実施の形態によれば、最後段の排気空間24に接続された副排気管27にダイアフラムポンプで成る補助ポンプ30が逆止弁28と並列するように設けられている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. In these figures, since the structure is clearly shown in the conventional example, the rotor and the like are shown in a simplified manner. That is, in the first embodiment shown in FIG. 1, a pair of rotors R 1 , R 2 , R 3 , which are driven to rotate by a
本発明の第1の実施の形態である多段式ルーツ型のドライ真空ポンプ20は以上のように構成されるのであるが、次にこの作用について説明する。モータ22を駆動すると、上述したように各ロータR1 乃至R6により、それぞれが受け持つ排気空間の圧力の流体を下流側へと移送させる。よって、吸気口23に接続された不図示の真空室は排気される。最後段の排気空間24の圧力は大気圧に最も近いのであるが、本発明によれば排気空間24の圧力は補助ポンプ30の駆動により減圧され、最終段のロータR6による排気作用の負担は大幅に軽減される。すなわち、モータ22の消費電力を従来よりも大幅に小とすることができる。例えば、定格消費電力3.7kWのドライ真空ポンプ20であれば、補助ポンプ30の排気速度はこのドライ真空ポンプ20の1%以下でも充分に上述の省エネを行うことができる。もっともドライ真空ポンプ20の使用条件によって異なり、例えばパージガスの流量やプロセスガスの流量によって上述の範囲内で変更される。なお、ドライ真空ポンプ20の排気速度が1000L/min(60m3/hr)であるとすると、補助ポンプ30の排気量は10乃至20L/minですむ。この程度のダイアフラムポンプの定格電力は100W程度である。図6の多段式ルーツ型のドライ真空ポンプ1を用いた場合には、定格消費電力は1.4乃至1.5kW程度まで小さくできるが、補助ポンプ30を設けた本実施の形態である多段式ルーツ型のドライ真空ポンプ20では、消費電力を約500Wにまで低下させることができた。
The multi-stage roots type
図2は本発明の第2の実施の形態の多段式ルーツ型のドライ真空ポンプ20′を示すものであるが、第1の実施の形態に対応する部分については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。 FIG. 2 shows a multi-stage roots-type dry vacuum pump 20 'according to a second embodiment of the present invention. The parts corresponding to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and Detailed description is omitted.
すなわち本実施の形態によれば、第1の実施の形態と同様に最後段の排気空間24は、サイレンサ26および逆止弁28を備えた主排気配管25が接続されて大気へと連なる。更に、サイレンサ26および逆止弁28のバイパスとなるように主排気配管25に副排気配管27が接続され、補助ポンプ30が逆止弁28と並列に設けられる。この補助ポンプ30の吐出口は配管41を介して逆止弁28の大気側に接続される。この実施の形態においては、補助ポンプ30は主排気配管25の逆止弁28に並列して設けられているので、大容量のガスを排気する時は主排気配管25に流れ、補助ポンプ30が故障してもドライ真空ポンプ20の性能は維持される。また、第1の実施の形態と同様な省エネ効果が得られることは明らかである。
That is, according to the present embodiment, as in the first embodiment, the
図3は本発明の第3の実施の形態の多段式ルーツ型のドライ真空ポンプ20′を示すものであるが、上記実施の形態に対応する部分については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。すなわち、本実施の形態によれば、逆止弁28のバイパスとなるように主排気配管25に副排気配管27が接続され、補助ポンプ30は逆止弁28に並列に設けられる。排気空間24には、主排気配管25を介して逆止弁28および補助ポンプ30が並列に接続されているので、上記実施の形態と同様な効果を奏することは明らかである。
FIG. 3 shows a multi-stage roots type dry vacuum pump 20 'according to a third embodiment of the present invention. The parts corresponding to those of the above-mentioned embodiment are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted. Description is omitted. That is, according to the present embodiment, the
図4に示す第4の実施の形態では、多段式ルーツ型のドライ真空ポンプ20Aの本体21A内にはモータ22により回転駆動されるそれぞれ一対のロータR1、R2 、R3、R4、R5及びR6が設けられている。また本体21Aの左端上壁部には吸気口23が設けられており、最終段のロータR6 が排気する最後段の空間24は、サイレンサ26および逆止弁28を備えた主排気配管25が接続されている。この逆止弁28は大気側への方向を順方向としている。そして本発明の第4の実施の形態によれば、中間段の排気空間24′に接続された副排気管27′にダイアフラムポンプで成る補助ポンプ30′が逆止弁28と並列するように設けられている。すなわち本体21Aには主排気配管25とは別に副排気配管27′が接続されている。なお、更に上流側の排気空間24″に対応して副排気管27″を接続するようにしてもよい。
In the fourth embodiment shown in FIG. 4, a pair of rotors R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , which are rotated by a
本発明の第4の実施の形態は以上のように構成されるのであるが、次にこの作用について説明する。モータ22を駆動すると、上述したように各ロータR1乃至R6により、それぞれが受け持つ排気空間の圧力の流体を下流側へ移送する。よって、吸気口23に接続された真空室は排気される。中間段の排気空間24′の圧力は大気圧に近いのであるが、本発明の実施の形態でも補助ポンプ30′の駆動により、減圧に排気される。よって、中間段のロータR5以降の排気作用の負担は軽減される。すなわち、モータ22の消費電力を従来よりも大幅に小とすることができる。
The fourth embodiment of the present invention is configured as described above. Next, this operation will be described. When the
図5に示す第5の実施の形態では、多段式ルーツ型のドライ真空ポンプ20Bの本体21B内にはモータ22により回転駆動されるそれぞれ一対のロータR1、R2、R3、R4、R5及びR6が設けられている。また本体21Bの左端上壁部には吸込口23が設けられており、最終段のロータR6が排気する最後段の排気空間24は、サイレンサ26および逆止弁28を備えた主排気配管25が接続されている。この逆止弁28は大気側への方向を順方向としている。そして本発明の第5の実施の形態によれば、中間段の排気空間24′に接続された副排気管27′にダイアフラムポンプで成る補助ポンプ30′が逆止弁28と並列するように設けられている。すなわち本体21Bには主排気配管25とは別に副排気配管27′が接続されている。
In the fifth embodiment shown in FIG. 5, a pair of rotors R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , which are rotated by a
本発明の第5の実施の形態は以上のように構成されるのであるが、次にこの作用について説明する。モータ22を駆動すると、上述したように各ロータR1乃至R6は、それぞれが受け持つ排気空間の圧力の流体を下流側へと移送させる。よって、吸気口23に接続された真空室は排気される。中間段の排気空間24′の圧力は上流側より大気圧に近いのであるが、本発明の第5の実施の形態によれば補助ポンプ30′の駆動により減圧される。よって、中間段のロータR4以降の排気作用の負担は大幅に軽減される。すなわち、モータ22の消費電力を従来よりも大幅に小とすることができる。
The fifth embodiment of the present invention is configured as described above. Next, this operation will be described. When the
以上、本発明の各実施の形態について説明したが、勿論、本発明はこれらに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。 As mentioned above, although each embodiment of this invention was described, of course, this invention is not limited to these, A various deformation | transformation is possible based on the technical idea of this invention.
例えば以上の実施の形態では、それぞれ対をなすロータR1乃至R6は全て同型同大としたが、これに代えて図6及び図10、11に示すように前段から後段に向かうにつれてロータの容積を小さくしてもよい。この場合には、以上の実施の形態よりも更に消費電力を小さくできることは明らかである。また、多段式ルーツ型のドライ真空ポンプに限らず、容積移送型のドライ真空ポンプ、例えばスクリュー型やクロー型でも同様の効果が得られる。 For example, in the above embodiment, the rotors R 1 to R 6 that make a pair are all the same type and size, but instead of this, as shown in FIGS. The volume may be reduced. In this case, it is clear that the power consumption can be further reduced as compared with the above embodiment. The same effect can be obtained not only with a multi-stage roots type dry vacuum pump but also with a volume transfer type dry vacuum pump such as a screw type or a claw type.
更にまた、以上の実施の形態では、補助ポンプとしてダイアフラムポンプを説明したが、これに限ることなく他のドライポンプ、例えばベーンポンプ、ピストンポンプ、スクロールポンプ等を用いてもよい。 Furthermore, in the above embodiment, the diaphragm pump has been described as the auxiliary pump. However, the present invention is not limited to this, and other dry pumps such as a vane pump, a piston pump, and a scroll pump may be used.
また以上の実施の形態では、補助ポンプ30、30′は本体21、21′、21A、21Bの周壁に形成した排気孔に配管を介して接続されたが、配管を介することなく、単に排気孔のみ形成し、本体内部に補助ポンプ機構を設けるようにしてもよい。
In the above embodiment, the auxiliary pumps 30 and 30 'are connected to the exhaust holes formed in the peripheral walls of the
20、20′、20″、20A、20B・・・ドライ真空ポンプ
22・・・モータ
24・・・最後段の排気空間
24′、24″・・・中間段の排気空間
25・・・主排気配管
27、27′・・・副排気配管
R1、R2、R3、R4、R5、R6・・・ロータ
30、30′・・・補助ポンプ
20, 20 ', 20 ", 20A, 20B ...
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