JP2008248759A - 真空排気装置及び真空ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】密閉室と真空ポンプとを接続する吸込み流路の開閉又は流量制御を行なうバルブ機構を設けることによって、真空ポンプの吸込部を閉鎖可能にする。
【解決手段】密閉室１に吸込み流路３ａ、３ｂを介して複数台の真空ポンプＡ、Ｂを接続し、該複数台の真空ポンプを用いて密閉室１を真空状態にする真空排気装置において、各真空ポンプＡ、Ｂの吸込み流路３ａ、３ｂに大気圧と真空ポンプの吸込圧を利用して該吸込み流路を開閉可能なバルブ機構４ａ、４ｂを設け、各真空ポンプＡ、Ｂの作動又は停止と該吸込み流路３ａ、３ｂの開放又は閉鎖を同期させながら各真空ポンプＡ、Ｂの作動を制御することにより、密閉室１を真空状態とするように構成する。
【選択図】図３

Description

本発明は、スクロールポンプ、ベーンポンプ等の真空ポンプ、又は複数台の真空ポンプを用いて密閉室を真空状態とする真空排気装置に関する。

従来、密閉室内の気体を排気して真空状態を得るために用いられる真空排気装置の一構成例が特許文献１（実開平４−１１９３７３号公報）に開示されている。この装置は、排気配管を並列に配列した複数の分岐配管で構成し、該分岐配管に複数台の真空ポンプとバルブとを介設してなるものである。そして、排気運転の初期においては，該複数のバルブを操作して真空ポンプを並列配置とすることにより、排気速度を高め、減圧があるレベルまで達した後は、バルブ操作により真空ポンプを直列配置とすることにより、目標とする到達圧力を得られるようにしている。

また本出願人は、先に複数台設けられた真空ポンプの運転制御方法及び装置を提案している（特許文献２）。以下図７及び図８に基づいてこの装置の概要を説明する。図７において、３台の真空ポンプＰ_Ａ、Ｐ_Ｂ、Ｐ_Ｃによって真空タンク０１を真空状態にする構成を示す。真空ポンプＰ_Ａ、Ｐ_Ｂ、Ｐ_ＣはそれぞれモータＭ_Ａ、Ｍ_Ｂ、Ｍ_Ｃによって駆動される。真空タンク０１と真空ポンプＰ_Ａ、Ｐ_Ｂ、Ｐ_Ｃとの間にはそれぞれ電磁開閉弁Ｖ_Ａ、Ｖ_Ｂ、Ｖ_Ｃが設けられている。真空ポンプＰ_Ａ、Ｐ_Ｂ、Ｐ_Ｃはそれぞれスクロール式、またはベーン式等の回転式の容積形ポンプで構成されている。

モータＭ_Ａ、Ｍ_Ｂ、Ｍ_Ｃは電源０３から電力が供給されて運転される。そして各モータへの供給電流が電流検出手段０５によって検出される。真空ポンプＰ_Ａ、Ｐ_Ｂ、Ｐ_Ｃは、制御手段０７によって作動、停止が制御されており、制御手段０７には、電流検出手段０５からの電流値に基づいて所定の電流範囲内に収束したときに目標負圧（真空）前の予め設定した負圧判断点Ｓに到達したと判断するとともに、負圧判断点Ｓに達してから所定時間経過して真空状態に到達したと判断する真空到達判断手段０９と、該真空到達判断手段０９によって負圧判断点Ｓまたは真空状態に達したと判断したときに作動ポンプ数を低減する作動ポンプ制御手段０１１とが設けられている。

スクロール式、またはベーン式等の回転式の容積形ポンプにおいては、真空ポンプの動力（電流値）特性は、図８に示すような電流値カーブを有し、一定電流値に収束する平坦な直線状態の部分と電流値が大きく変化する山形部分とからなる。
真空タンク０１内を真空にする作動開始直後は、高い圧力を圧縮して排気を行うために動力（電流値）を必要とするが、負圧が進むにつれて排気する空気がなくなり仕事をしなくなるため、動力を必要とせず、１０^２Ｐａ〜１０^３Ｐａ以下ではほぼ一定値に収束する。

そこで、真空到達判断手段０９はこのような真空ポンプの動力（電流値）特性を用いて、負圧が進み真空（目標負圧）近くになると電流値が一定に収束することから、測定電流がこの一定値Ｐを基準に測定値の変動（ばらつき）を考慮して±αの範囲内に入った時点を検出して、この点を真空前の予め設定した負圧判断点Ｓとして、この点Ｓに到達しかつ一定時間、たとえば数分間維持されていた場合には、負圧判断点Ｓから真空（目標負圧）に到達したものと判断する。

また、一定値Ｐは、真空ポンプＰ_Ａ、Ｐ_Ｂ、Ｐ_Ｃの運転時間が長くなるにつれて低下するように下方にオフセットされる。すなわち、運転開始時にはＰであったものを、運転時間の係数ｋを掛けてｋＰとして０．９Ｐ、０．８Ｐ等と低下させていくように設定されている。
すなわち、真空ポンプの使用時間が長くなるにつれて、回転、摺動部材の当たりが馴染むことによって真空ポンプの負荷が低下していくため、負圧判断点Ｓへの到達を判断する所定の電流範囲を運転時間の経過とともに低下させていくことによって、運転時間を考慮したことにより正確な真空到達を判断することができる。

真空ポンプＰ_Ａ、Ｐ_Ｂ、Ｐ_Ｃを駆動するモータＭ_Ａ、Ｍ_Ｂ、Ｍ_Ｃに流れる電流値を検出して目標負圧（真空）前の予め設定した負圧判断点Ｓ、または真空状態に達したと判断するため、真空タンク内の圧力を検出する真空センサを設置する必要がないため、設備コストの増加を抑えることができる。特に真空タンクや真空室の環境によっては防塵、防水を施した専用のセンサを設置しなければならない場合には、コスト効果は大きいものである。

また、目標負圧（真空）前の予め設定した負圧判断点Ｓに到達したときには、排気する空気量が減るため余分なポンプを作動しなくても真空に到達できるし、また真空に達していれば余分なポンプを作動しなくても真空を維持できるので、複数台の真空ポンプのうち作動ポンプの台数を低減することで、電力消費を削減でき、さらに不要なポンプの運転を停止するためポンプのメンテナンス時間をのばすことができ、さらにインバータ等の回転数制御機器を使用せずポンプの作動、停止で制御するため、インバータによる周辺機器への電子ノイズによる悪影響も生じない。

実開平４−１１９３７３号公報 特願２００６−２４７３９８号の明細書及び図面（非公開）

真空ポンプを用いてタンク、容器等の密閉室を真空状態とする場合、停電時、又は真空ポンプの運転終了時等に密閉室内に気体が逆流しないように、密閉室と真空ポンプを接続する吸込み流路を閉じるバルブ機構を設ける必要がある。特に特許文献１又は特許文献２に開示されたように、複数台の真空ポンプを用い、各真空ポンプの作動、停止を個別に制御しながら密閉室を排気する場合は、各真空ポンプの停止時、又は各真空ポンプを切換え作動させ、排気運転の終盤には一部の真空ポンプを休止させて省エネを図る必要がある。また、その他必要時に真空ポンプの吸込み口を閉鎖するバルブ機構を設ける必要がある。

しかし従来のバルブ機構は、特許文献２で開示されたように、電磁弁を用いた場合、大流量の排気の流量制御を行うため、口径及びコイル等の大型化を招き、バルブ機構が大型化し、設備費が高価になるという問題があった。

本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、密閉室と真空ポンプとを接続する吸込み流路の開閉又は流量制御を行なうバルブ機構を設けることによって、真空ポンプの吸込部を閉鎖可能にするとともに、該バルブ機構を小型化し、かつ他の動力源を必要としないバルブ機構を実現することを目的とする。

かかる目的を達成するため、本発明の真空排気装置は、
密閉室に吸込み流路を介して複数台の真空ポンプを接続し、該複数台の真空ポンプ該密閉室を真空状態にする真空排気装置において、
各真空ポンプの吸込み流路に介設されたケーシングと、
該ケーシング内の空間を該吸込み流路に連通した第１室と該吸込み流路と隔離された第２室とに仕切る仕切り壁と、
該仕切り壁を貫通するピストンロッド、該ピストンロッドの一端に取り付けられ該第１室内を往復動する弁体、及び該ピストンロッドの他端に設けられ該第２室内を摺動するピストンからなる摺動体と、
該仕切り壁と該弁体との間に挿入され該弁体を該吸込み流路を閉鎖する方向に付勢する弾性体と、からなり、
該ピストンによって分離された該第２室の２つの空間のうち該仕切り壁と該ピストンとに囲まれた第１空間を大気と連通した大気圧空間とし、
該真空ポンプの作動時には該第２室の他方の第２空間を該真空ポンプの吸込域と連通させることにより該吸込み流路を開放し、該真空ポンプの停止時には該第２空間を大気又は該真空ポンプの吐出域と連通させることにより、該吸込み流路を閉鎖するように構成したバルブ機構を備え、
各真空ポンプの作動又は停止と該吸込み流路の開放又は閉鎖を同期させながら各真空ポンプの作動を制御することにより、前記密閉室を真空状態とするように構成したものである。

本発明の真空排気装置においては、複数台設けられた各真空ポンプの吸込み流路に前記構成を有するバルブ機構を備えたことにより、各真空ポンプの作動時にはその吸込み流路を開放し、各真空ポンプの停止時にはその吸込み流路を閉鎖可能としたものである。

即ち、弁体とピストンロッドを介して一体となったピストンの両側に第１空間及び第２空間が形成されており、真空ポンプの作動時には第２空間を該真空ポンプの吸込域と連通させることにより、第２空間を負圧にする。一方、第１空間は大気圧に保持されているので、ピストンの両側に位置する第１空間と第２空間との間に圧力差が生じる。この圧力差によって前記弾性体の付勢力に抗して、ピストン及び弁体等からなる摺動体を吸込み流路を解放する方向に移動させることができる。

真空ポンプの停止時には、第２空間を大気又は該真空ポンプの吐出域と連通させることにより、第２空間を大気圧又は大気圧より高圧の真空ポンプの吐出圧にすることができる。これによって、第２空間の圧力を第１空間の大気圧と同等以上の圧力に保持できるため、ピストン及び弁体等からなる摺動体を吸込み流路を閉鎖する方向に移動させることができる。なお第２空間を真空ポンプの中間圧力域に連通させれば、第２空間を大気圧より若干低圧の圧力にすることができ、ピストンに作用する閉鎖方向の力を調整することができる。このように、第２空間と連通する真空ポンプの領域を適宜選択することによって、第２空間の圧力を適宜調整することができる。そのため、弁体の移動速度や弁体による吸込み流路の閉鎖保持力を調整できる。

本発明では、前記構成を有することによって、真空ポンプの停止と同期して真空ポンプの吸込部を閉鎖できるので、一旦真空状態とした密閉室に排気した気体が逆流するおそれがなくなる。本発明のバルブ機構は、大気や真空ポンプの吸込域又は吐出域の圧力を利用してバルブ機構の開閉を行うので、他の駆動装置、例えば圧縮空気等の供給源を必要としない。従って、運転時の動力費を低減可能であるとともに、小型化が可能である。

本発明の真空排気装置において、バルブ機構の開閉機構として、第２空間と第１室又は真空ポンプの吸込域とを連通する連通路を設け、該第２空間に大気導入管を設けるとともに、該大気導入管に、該真空ポンプの作動時に該大気導入管を閉鎖し、該真空ポンプの停止時に該大気導入管を開放する２方電磁弁を介設するようにしてもよい。なお第１室は吸込み流路と連通しているので、真空ポンプの作動時は負圧となる。

かかる構成では、前記２方電磁弁により、真空ポンプの作動時は大気導入管を閉鎖しているので、第２空間は負圧になる。従って、第１空間の圧力（大気圧）＞第２空間の圧力となるので、該差圧により摺動体を吸込み流路を開放する方向に移動させる。真空ポンプの停止時は大気導入管が開放されるため、ピストンの両側を形成する第１空間と第２空間とは等圧となり、摺動体は弾性体の付勢力により吸込み流路を閉鎖する方向に移動する。このように、大気や真空ポンプの吸込域又は吐出域の圧力を利用してバルブ機構の開閉を行うので、前述のように運転時の動力費低減とバルブ機構の小型化が可能である。また、２方電磁弁は小口径の大気導入管の開閉を行なうのみであるので、小型の電磁弁で済む。

あるいはバルブ機構の別の開閉機構として、第２空間に大気導入管を設けるとともに、該大気導入管に、３方電磁弁を介して他の真空ポンプの吸込域とを接続する連通路を設け、該バルブ機構が設けられた真空ポンプの作動時に該連通路を開放し、該真空ポンプの停止時に該大気導入管を開放するように構成してもよい。この場合も、前記構成と同様に、バルブ機構の動力費低減とバルブ機構の小型化が可能となる。さらに他の真空ポンプの吸込圧を利用するため、バルブ機構が設けられた真空ポンプの作動に制約を受けずにバルブ機構の開閉を行なうことができる。

本発明の真空排気装置によれば、前記構成を有するバルブ機構を備えたことにより、密閉室に接続された吸込み流路に介設された複数台の真空ポンプの吸込口の開閉が該真空ポンプの作動又は停止と同期して自在に行なわれるため、より効率の良い排気操作が可能となる。

次に本発明の真空ポンプは、
密閉室を吸込み流路を介して真空状態にする真空ポンプにおいて、
該吸込み流路に介設されたケーシングと、
該ケーシング内の空間を該吸込み流路に連通した第１室と該吸込み流路と隔離された第２室とに仕切る仕切り壁と、
該仕切り壁を貫通するピストンロッド、該ピストンロッドの一端に取り付けられ該第１室に収容された弁体、及び該ピストンロッドの他端に設けられ該第２室に収容されたピストンからなる摺動体と、
該仕切り壁と該弁体との間に挿入され該弁体を前記真空ポンプの吸込み口を閉鎖する方向に付勢する弾性体と、からなり、
密閉室を吸込み流路を介して真空状態にする真空ポンプにおいて、
該吸込み流路に介設されたケーシングと、
該ケーシング内の空間を該吸込み流路に連通した第１室と該吸込み流路と隔離された第２室とに仕切る仕切り壁と、
該仕切り壁を貫通するピストンロッド、該ピストンロッドの一端に取り付けられ該第１室に収容された弁体、及び該ピストンロッドの他端に設けられ該第２室に収容されたピストンからなる摺動体と、
該仕切り壁と該弁体との間に挿入され該弁体を前記真空ポンプの吸込み口を閉鎖する方向に付勢する弾性体と、からなり、
該ピストンによって分離された該第２室の２つの空間のうち該仕切り壁と該ピストンとに囲まれた第１空間を大気と連通した大気圧空間とし、
該真空ポンプの作動時には該第２室の他方の第２空間を該真空ポンプの吸込域と連通させることにより該吸込み流路を開放し、該真空ポンプの停止時には該第２空間を大気又は該真空ポンプの吐出域と連通させることにより、該吸込み流路を閉鎖するように構成したバルブ機構を備えたものである。

本発明の真空ポンプにおいても、前記構成を有するバルブ機構を備えたことによって、真空ポンプの停止と同期して真空ポンプの吸込部を閉鎖できるので、一旦真空状態とした密閉室に排気した気体が逆流するおそれがなくなる。また、このバルブ機構は、大気や真空ポンプの吸込域又は吐出域の圧力を利用してバルブ機構の開閉を行うので、他の駆動装置を必要としない。従って、運転時の動力費を低減可能であるとともに、小型化が可能である。

本発明の真空ポンプにおいて、バルブ機構の弁体の駆動機構を次のように構成してもよい。即ち、第２空間に大気導入管を設けるとともに、該大気導入管に、３方電磁弁を介して第１室又は真空ポンプの吸込域とを連通する連通路を設け、該真空ポンプの作動時に該連通路を開放し、該真空ポンプの停止時に該大気導入管を開放するように構成する。
このように、３方電磁弁を設けることにより、第２空間の負圧又は大気圧への切り替えを確実かつ迅速に行うことができる。

さらに、前記構成に加えて、密閉室内の圧力を検出するセンサを設け、該圧力が真空到達圧力となったときに該センサの検出信号を受けて真空ポンプを停止させるとともに、該真空ポンプの停止に同期して３方電磁弁を作動させ大気導入管を開放させるコントローラを設けるようにするとよい。
これによって、密閉室内の圧力が真空到達圧力になった時点で、真空ポンプの停止及び３方電磁弁の作動を確実に行なうことができる。また真空ポンプを停止させる真空到達圧力値の設定値を変更することにより、密閉室内の圧力状態に対応した運転を行なうことができる。

本発明によれば、真空ポンプの吸込み流路に前記構成を有するバルブ機構を設けているので、真空ポンプの停止時に該バルブ機構で吸込み流路を閉鎖することによって、密閉室の排気運転完了時等に一旦真空状態とした密閉室に排気した気体が逆流するおそれがなくなる。

また、該バルブ機構は、大気や真空ポンプの吸込域又は吐出域の圧力を利用して吸込み流路の開閉を行うので、他の駆動装置を必要としない。従って、運転時の動力費を低減可能であるとともに、バルブ機構の小型化が可能になる。

さらに、本発明の真空排気装置によれば、前記構成を有するバルブ機構を備えたことにより、密閉室に接続された吸込み流路に介設された複数台の真空ポンプの吸込口の開閉が該真空ポンプの作動又は停止と同期して自在に行なわれるため、より効率の良い排気操作が可能となる。例えば、排気運転の終盤に一部の真空ポンプを停止させる省エネ制御が可能となる。

以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。
（実施形態１）

次に本発明をスクロール型圧縮機に適用した第１実施形態を図１及び図２に基づいて説明する。図１は本実施形態を示す全体構成図であり、（ａ）はバルブ機構の開放時を示し、（ｂ）はバルブ機構の閉鎖時を示す。図２は本実施形態の運転状態を時系列で示す線図である。図１において、内部気体を排気され真空状態とされるべき密閉容器１と真空ポンプ２とは排気時に吸込み流路３で接続される。吸込み流路３にはバルブ機構４が介設されている。以下バルブ機構４の構成を説明する。

バルブ機構４は、吸込み流路３に介設された中空円筒形状のケーシング５の内部が中央に設けられた仕切り壁６によって、吸込み流路３に連通した第１室７と吸込み流路３から隔離された第２室８とに分割されている。仕切り壁６の中央に穿設された貫通孔にピストンロッド９が挿入され、ピストン９の一端には第１室７内に収容された弁体１０が取り付けられ、ピストン９の他端には第１室８の内部で摺動するピストン１１が取り付けられている。ピストンロッド９、弁体１０及びピストン１１は一体に構成され、ケーシング５の内部を摺動する摺動体１２を構成する。

仕切り壁６と弁体１０との間にはピストンロッド９の周囲を取り巻くようにコイルバネ１３が装着されている。また第２室８はピストン１１によって第１空間１４と第２空間１５とに分離されている。第１空間１４には、第１空間１４を外気と連通させる開口１６が設けられている。第２空間１５には３方電磁弁１９が介設された大気導入管１８が設けられ、真空ポンプ２の吸込部２４と３方電磁弁１９とを接続する連通管１７が設けられている。弁体１０に対向する第１室７の内面には弁体１０が当接したときのシール性能を良くするための弁座２１が設けられている。

また、真空ポンプ２には、吸込み流路３に連なる吸込部２４と、吐出管２５及び真空ポンプ２を起動又は停止させるオンオフスイッチ２６が設けられている。密閉室１には密閉室内の圧力を検出するための圧力計２２が設けられ、圧力計２２が設定された真空到達圧力を検出したときに、該検出信号をコントローラ２３に入力する。そして、コントローラ２３からオンオフスイッチ２６に真空ポンプ２を停止させる操作信号を送信するとともに、コントローラ２３から３方電磁弁１９を閉から開とする操作信号を送る。

かかる構成の本実施形態において、オンオフスイッチ２６を操作して真空ポンプ２を起動する。３方電磁弁１９は、真空ポンプ２の入力電源と同期通電されるが、真空ポンプ２の作動中は大気導入管１８を閉鎖し、連通管１７と第２空間１５を連通させている。また、真空ポンプ２の作動前はバルブ機構４により吸込み流路３は閉鎖されている。

真空ポンプ２が作動を開始すると、真空ポンプ２の吸込部２４が負圧になり、それと同時に、吸込部２４と連通管１７を介して連通している第２空間１５も負圧となる。一方、第１空間１４は開口１６で外気と連通しているので、常に大気圧状態となっている。従って、第１空間１４の圧力Ｐ３（大気圧）＞第２空間１５の圧力Ｐ４（負圧）であるため、この圧力差により摺動体１２は密閉室１から離れる方向の力を受け、図１（ａ）の矢印ａ方向に移動する。この動作で吸込み流路３が開放され、密閉室１内の気体が真空ポンプ２によって排気される。

密閉室１内の排気が進み、設定された真空到達圧力となると、圧力計２２がそれを検出し、その検出信号をコントローラ２３に送る。コントローラ２３は該検出信号を受けて、真空ポンプ２を停止させるとともに、３方電磁弁１９を操作して、大気導入管１８を開放する。この動作により第２空間１５に外気が導入され、第２空間１５が大気圧となる。第２空間１５が大気圧になると、（第１空間１４の圧力Ｐ３）＝（第２空間１５の圧力Ｐ４）となり、第２空間１４と第２空間１５との間で差圧はなくなる。この状態で弁体１０に対してコイルバネ１２の弾性力が弁体１０を弁座２１に近づける方向に働く。これによって、弁体１０が図１（ｂ）の矢印ｂ方向に移動して弁座２１に当接し、吸込み流路３を閉鎖する。

このようにして、図２に示すように真空ポンプ２及びバルブ機構４を操作して、排気運転を行なう。なお、本実施形態では、停電時など異常事態が発生した場合でも、バルブ機構４により吸込み流路３を閉鎖することができる。即ち、３方電磁弁１９に通電しないときは大気導入管１８を大気に開放するようにし、３方電磁弁１９に通電したときは連通管１７を第２空間１５に連通させるようにすることによってこれを可能とする。

本実施形態によれば、密閉室１と真空ポンプ２の吸込部２４とを接続する吸込み流路３にバルブ機構４を介設したことにより、バルブ機構４により、真空ポンプ２の作動又は停止と同期して吸込み流路３を開放又は閉鎖することができる。従って、排気運転完了後や停電時等の異常発生時に吸込み流路３を閉鎖できるので、一旦排気した気体が密閉室１に逆流することを防止できる。

また、大気圧又は真空ポンプ２の吸込み圧を利用してバルブ機構４の開閉を行っているので、他の駆動源を必要としない。即ち、別途圧縮機を用いて圧縮空気等を製造する必要がないので、動力費を節減できる。従来は，特許文献２に開示されているように、電磁弁を用いて大口径の吸込み流路３を流れる大流量の気体の流量制御を行なっているため、大型の電磁弁が必要であった。これに対し、本実施形態では、小口径の大気導入管１８を開閉させるための電磁弁しか必要としないため、小型の電磁弁だけで済む。従って、設備費を大幅に節減することができる。

なお、本実施形態の変形例として、大気導入管１８の代わりに、第２空間１５を３方電磁弁１９を介して真空ポンプ２の吐出域又は中間圧力域に連通する連通管を設けるようにしてもよい。かかる構成とした場合は、真空ポンプ２を停止させる時、第２空間１５に真空ポンプ２の吐出圧力又は中間圧力を導入することができる。該吐出圧力は大気圧より高い「大気圧＋α」の圧力を有するため、第２空間１５を該吐出域に連通させた場合は、第２空間１５に大気圧より高い圧力を付与することができる。それによって弁体１０の閉鎖動作を速めることができ、吸込み流路３の閉鎖を迅速に行なうことができるとともに、弁体１０の閉鎖保持力を高めることができる。

一方、第２空間１５を真空ポンプ２の中間圧力域に連通させた場合は、第２空間１５に大気圧よりやや低い「大気圧−α」の圧力を付与することができる。この場合は、弁体１０の閉鎖動作を緩やかにすることができ、吸込み流路３の閉鎖動作を緩慢にすることができる。

また、圧力計２２により密閉容器１の真空到達圧力を検出して真空ポンプ２を停止させる場合に、オンオフスイッチ２６を操作して真空ポンプを停止させ、同時にコントローラ２３により３方電磁弁１９を操作するようにしてもよい。
また、本実施形態のバルブ機構４の開閉機構は、複数台の真空ポンプを用い、各真空ポンプの作動、停止を個別に制御しながら密閉室を排気する真空排気装置に適用してもよい。
（実施形態２）

次に本発明の第２実施形態を図３及び図４に基づいて説明する。本実施形態は、密閉容器に吸込み流路を介して複数台の真空ポンプを接続し、該複数台の真空ポンプを用いて該密閉容器を真空状態にする真空排気装置に本発明を適用した実施形態である。図３は本実施形態を示す全体構成図であり、図４は本実施形態の運転状態を時系列で示す線図である。

図３において、本実施形態は、密閉容器１に接続された吸込み流路３を２系統の分岐流路３ａ及び３ｂに分岐させている。分岐流路３ａはバルブ機構４ａを介して真空ポンプＡに接続され、分岐流路３ｂはバルブ機構４ｂを介して真空ポンプＢに接続されている。なお、本実施形態では、真空ポンプＡの装置系と真空ポンプＢの装置系で同一部位又は機器には同一番号を付すとともに、真空ポンプＡの装置系では番号の後にａを付し、真空ポンプＢの装置系では番号の後にｂを付して区別している。ただし、真空ポンプＡ及びＢの２系統の装置の同一の部位又は機器に共通する記述を行なうときは、ａ又はｂを省いて番号のみで表示することとする。

本実施形態のバルブ機構４は、第１室７と第２空間１５とを連通する連通管３１を設けている。また第２空間１５に設けられた大気導入管１８に２方電磁弁３２を設けている。その他の構成は前記第1実施形態と同一であり、前記第１実施形態と同一の部位又は機器には前記第１実施形態と同一の番号を付している。そして、同一の部位又は機器の説明を省略する。

本実施形態において、真空ポンプＡ又はＢの作動又は停止、及びバルブ機構４の作動は、前記第１実施形態と同様に行なう。即ち、オンオフスイッチ２６で真空ポンプＡ又はＢを起動させる。このとき２方電磁弁３２は、真空ポンプ２の入力電源と同期通電されるが、真空ポンプ２の作動中は大気導入管１８を閉鎖し、連通管３１と第２空間１５とを連通している。また、真空ポンプ２の作動前はバルブ機構４により吸込み流路３は閉鎖されている。

真空ポンプＡ又はＢの運転時において大気導入管１８は閉鎖されているので、第２空間１５の圧力Ｐ４は連通管３１で連通している第１室７の圧力Ｐ２と同一の負圧状態をなす。一方、第１空間１４の圧力Ｐ３は大気圧であるので、ピストン１１の両側空間で差圧を形成する。これによって、ピストン１１及び弁体１０は矢印ａ方向の力を受け、バルブ機構４は吸込み流路３を開放する。密閉容器１が設定された真空到達圧力に達した時は、それを圧力計２２で検出し、該検出信号をコントローラ２３に送る。コントローラ２３では該検出信号を受信して、真空ポンプＡ又はＢを停止させるとともに、２方電磁弁３２を操作して、大気導入管１８を開放する。なお、真空ポンプＡ又はＢの停止は手動でオンオフスイッチ２６を操作してもよい。

大気導入管１８が開放されることにより、第２空間１５が大気圧となるので、ピストン１１の両側空間で等圧となり、ピストン１１はコイルバネ１３の弾性力により真空ポンプ側に、矢印ｂ方向に移動し、吸込み流路３を閉鎖する。このようにして、図４に示すように真空ポンプＡ又はＢ及びバルブ機構４ａ及び４ｂを操作して、排気運転を行なう。

本実施形態によれば、真空ポンプＡ又はＢの吸込み流路３ａ又は３ｂにバルブ機構４ａ又は４ｂを介設したことにより、前記第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。また、前記第１実施形態と同様の手段で、停電時など異常事態が発生した場合でも、バルブ機構４により吸込み流路３を閉鎖することができる。

また吸込み流路３に２台の真空ポンプＡ及びＢを接続し、これら真空ポンプの運転を制御しながら密閉室１の排気を行なう場合、各真空ポンプの停止に連動して該真空ポンプに接続された分岐流路を閉鎖できるので、一方の真空ポンプが停止し、他方の真空ポンプが運転している時に、運転中の真空ポンプの分岐流路に停止中の真空ポンプ内の気体が逆流することがない。従って、2台の真空ポンプの作動を制御することによって、密閉室１の排気を迅速に行なうことができる。また、真空ポンプＡ又はＢのうち片側のみの運転が可能になり、省エネを図ることができる。
なお、本実施形態は、前記第1実施形態のように、単一の真空ポンプを用いた排気運転にも適用可能である。
（実施形態３）

次に本発明の第４実施形態を図５及び図６に基づいて説明する。本実施形態は、前記第２実施形態と同様に、複数台の真空ポンプを用いて真空容器の排気運転を行なう場合の実施形態である。図５は本実施形態を示す全体構成図であり、図６は本実施形態の運転状態を時系列で示す線図である。

図５及び図６において、本実施形態は、前記第２実施形態と比べて、連通管３１を設ける代わりに、大気導通管１８に３方電磁弁４１を設け、真空ポンプＡの吸込部２４ａと別な真空ポンプＢの装置系の３方電磁弁４１ｂとを接続する連通管４２ａを設けるとともに、真空ポンプＢの吸込部２４ｂと３方電磁弁４１ａとを接続する連通管４２ｂを設けた点が異なる。その他の構成は同一であるため、同一の部位又は機器には第２実施形態と同一の符号を付し、それらの説明を省略する。

本実施形態において、真空ポンプＡ若しくはＢの起動若しくは停止、又はバルブ機構４の開閉操作は、前記第１実施形態又は第２実施形態と同一である。そして、図６に示すように、真空ポンプＡ又はＢ及びバルブ機構４ａ及び４ｂを操作して、排気運転を行なう。

本実施形態においては、前記第２実施形態と共通の作用効果を得ることができるほか、大気導入管１８に他の装置系の真空ポンプの吸込部２４と連通させることにより、他の装置系の真空ポンプの負圧を利用して、バルブ機構４の開閉動作を行うことができる。従って、自前の装置系の真空ポンプの運転状況の制約を受けずに、バルブ機構４の開閉操作を行なうことができるという長所がある。

本発明によれば、真空ポンプの吸込部に真空ポンプの吸い込み圧を利用して開閉可能なバルブ機構を設けることにより、真空ポンプの停止時に真空容器への気体の逆流を防止することができる。そして特に複数台の真空ポンプを用いた密閉室の排気運転に好適である。

本発明の第１実施形態を示す全体構成図であり、（ａ）はバルブ機構の開放時を示し、（ｂ）はバルブ機構の閉鎖時を示す。 前記第１実施形態の運転状態を時系列で示す線図である。 本発明の第２実施形態を示す全体構成図である。 前記第２実施形態の運転状態を時系列で示す線図である。 本発明の第３実施形態を示す全体構成図である。 前記第３実施形態の運転状態を時系列で示す線図である。 先願（非公開）の真空排気装置の全体構成図である。 先願（非公開）の真空排気装置の真空ポンプの動力（電流値）特性図である。

符号の説明

１ 密閉容器（密閉室）
２、Ａ、Ｂ 真空ポンプ
３、３ａ、３ｂ 吸込み流路
４、４ａ、４ｂ バルブ機構
５、５ａ、５ｂ ケーシング
６、６ａ、６ｂ 仕切り壁
７、７ａ、７ｂ 第１室
８、８ａ、８ｂ 第２室
９、９ａ、９ｂ ピストンロッド
１０、１０ａ、１０ｂ 弁体
１１、１１ａ、１１ｂ ピストン
１２、１２ａ、１２ｂ 摺動体
１３、１３ａ、１３ｂ 弾性体
１４、１４ａ、１４ｂ 第１空間
１５、１５ａ、１５ｂ 第２空間
１６、１６ａ、１６ｂ 開口
１７、１７ａ、１７ｂ、３１ａ、３１ｂ、４２ａ、４２ｂ 連通管（連通路）
１８、１８ａ、１８ｂ 大気導入管
１９、４１ａ、４１ｂ ３方電磁弁
３２ａ、３２ｂ ２方電磁弁
２２ 圧力計
２３ コントローラ

Claims (6)

1. 密閉室に吸込み流路を介して複数台の真空ポンプを接続し、該複数台の真空ポンプを用いて該密閉室を真空状態にする真空排気装置において、
   各真空ポンプの吸込み流路に介設されたケーシングと、
   該ケーシング内の空間を該吸込み流路に連通した第１室と該吸込み流路と隔離された第２室とに仕切る仕切り壁と、
   該仕切り壁を貫通するピストンロッド、該ピストンロッドの一端に取り付けられ該第１室内を往復動する弁体、及び該ピストンロッドの他端に設けられ該第２室内を摺動するピストンからなる摺動体と、
   該仕切り壁と該弁体との間に挿入され該弁体を該吸込み流路を閉鎖する方向に付勢する弾性体と、からなり、
   該ピストンによって分離された該第２室の２つの空間のうち該仕切り壁と該ピストンとに囲まれた第１空間を大気と連通した大気圧空間とし、
   該真空ポンプの作動時には該第２室の他方の第２空間を該真空ポンプの吸込域と連通させることにより該吸込み流路を開放し、該真空ポンプの停止時には該第２空間を大気又は該真空ポンプの吐出域と連通させることにより、該吸込み流路を閉鎖するように構成したバルブ機構を備え、
   各真空ポンプの作動又は停止と該吸込み流路の開放又は閉鎖を同期させながら各真空ポンプの作動を制御することにより、前記密閉室を真空状態とするように構成したことを特徴とする真空排気装置。
2. 前記第２空間と前記第１室又は前記真空ポンプの吸込域とを連通する連通路を設け、
   該第２空間に大気導入管を設けるとともに、該大気導入管に、該真空ポンプの作動時に該大気導入管を閉鎖し、該真空ポンプの停止時に該大気導入管を開放する２方電磁弁を介設したことを特徴とする請求項１に記載の真空排気装置。
3. 前記第２空間に大気導入管を設けるとともに、該大気導入管に、３方電磁弁を介して他の真空ポンプの吸込域とを接続する連通路を設け、
   該第２空間が属するバルブ機構によって該吸込み流路が開閉される真空ポンプの作動時に該連通路を開放し、該真空ポンプの停止時に該大気導入管を開放するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の真空排気装置。
4. 密閉室を吸込み流路を介して真空状態にする真空ポンプにおいて、
   該吸込み流路に介設されたケーシングと、
   該ケーシング内の空間を該吸込み流路に連通した第１室と該吸込み流路と隔離された第２室とに仕切る仕切り壁と、
   該仕切り壁を貫通するピストンロッド、該ピストンロッドの一端に取り付けられ該第１室に収容された弁体、及び該ピストンロッドの他端に設けられ該第２室に収容されたピストンからなる摺動体と、
   該仕切り壁と該弁体との間に挿入され該弁体を前記真空ポンプの吸込み口を閉鎖する方向に付勢する弾性体と、からなり、
   該ピストンによって分離された該第２室の２つの空間のうち該仕切り壁と該ピストンとに囲まれた第１空間を大気と連通した大気圧空間とし、
   該真空ポンプの作動時には該第２室の他方の第２空間を該真空ポンプの吸込域と連通させることにより該吸込み流路を開放し、該真空ポンプの停止時には該第２空間を大気又は該真空ポンプの吐出域と連通させることにより、該吸込み流路を閉鎖するように構成したバルブ機構を備えたことを特徴とする真空ポンプ。
5. 前記第２空間に大気導入管を設けるとともに、該大気導入管に、３方電磁弁を介して前記第１室又は前記真空ポンプの吸込域とを連通する連通路を設け、
   該真空ポンプの作動時に該連通路を遮蔽し、該真空ポンプの停止時に該大気導入管を開放するように構成したことを特徴とする請求項４に記載の真空排気装置。
6. 前記密閉室内の圧力を検出するセンサを設け、該圧力が真空到達圧力となったときに該センサの検出信号を受け真空ポンプを停止させるとともに、該真空ポンプの停止に同期して前記電磁弁を作動させ前記大気導入管を開放させるコントローラを設けたことを特徴とする請求項５に記載の真空ポンプ。

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