JP2020112113A - 排気システムおよび排気装置制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】消費電力を一層低減する。【解決手段】制御部が、可変型排気装置を含む複数台の排気装置を動作させた状態において、検出信号に基づいて特定される接続用配管内の真空圧が予め指定された圧力範囲内で一定となったときに（ステップ１２，１４）、動作中の可変型排気装置による排気対象からの気体の排気量および動作中の可変型排気装置の回転数に応じて変化する予め規定されたパラメータと、動作中の可変型排気装置の回転数とに基づき（ステップ１５）、排気対象からの気体の排気量が予め規定された排気量以下となる排気能力低下状態で動作中の可変型排気装置が存在するか否かを判別すると共に（ステップ１６）、排気能力低下状態で動作中の可変型排気装置が存在するときに、少なくとも１台の排気装置の動作を継続させつつ、排気能力低下状態で動作中の可変型排気装置を少なくとも１台停止させる（ステップ１７）。【選択図】図２

Description

本発明は、接続用配管を介して排気対象に接続された複数の排気装置を備えて構成された排気システム、およびそのような排気システムにおいて各排気装置を制御する排気装置制御方法に関するものである。

この種の排気システムおよび排気装置制御方法として、出願人は、射出成型機や吸着保持装置などの排気対象から真空ポンプによって空気を吸引して排気する排気システム、およびその制御方法を下記の特許文献に開示している。出願人が開示している排気システムでは、インバータ回路から供給される電力によって動作するモータ（電動機）を動力源とする真空ポンプ（排気能力可変型の真空ポンプ）を複数台備えると共に、これらの真空ポンプが接続用配管を介して排気対象に対して並列的に接続されている。

この排気システムでは、制御部が、上記の接続用配管に配設された圧力センサからのセンサ信号に基づいて接続用配管内の真空圧を特定すると共に、特定した真空圧が目標真空圧に対する許容範囲内の真空圧となるように各インバータ回路を制御して各真空ポンプへの電力の供給状態（すなわち、動作させる真空ポンプの台数や、動作中の真空ポンプの回転数）を変化させる制御を行う。これにより、この排気システムでは、接続用配管内の真空圧を目標真空圧に対する許容範囲内の圧力とするのに必要な台数の真空ポンプが必要な回転数で動作させられて排気対象から適量の空気が継続的に排気される。

特開２０１５−２０３３４８号公報（第１２−２８頁、第１−６図）

ところが、出願人が開示している排気システム、およびその制御方法には、以下のような改善すべき課題が存在する。具体的には、出願人が開示している排気システムおよび制御方法では、制御部が、接続用配管内の真空圧が目標真空圧に対する許容範囲内の圧力となるように、動作させる真空ポンプの台数や、動作中の真空ポンプの回転数（一例として、真空ポンプに動力源として搭載されているモータの回転数）を規定して各真空ポンプの動作状態を制御する構成および制御方法が採用されている。

これにより、出願人が開示している排気システムおよび制御方法では、負荷が増加したとき（排気対象から多くの空気を排気する必要があるとき）に、制御部が、動作させる真空ポンプの台数を増加させたり、動作中の真空ポンプの回転数を上昇させたりすることで、接続用配管内の真空圧を目標真空圧に対する許容範囲内の圧力に維持することが可能となっている。また、出願人が開示している排気システムおよび制御方法では、負荷が減少したとき（排気対象から排気すべき空気の量が減少したとき）に、制御部が、動作させる真空ポンプの台数を減少させたり、動作中の真空ポンプの回転数を低下させたりすることで、接続用配管内の真空圧を目標真空圧に対する許容範囲内の圧力に維持することが可能となっている。

この場合、上記のような負荷の減少時には、継続動作中の真空ポンプによる排気によって接続用配管内の真空圧が上昇したときに、それらの真空ポンプの回転数を低下させて排気対象からの単位時間あたりの空気の排気量を減少させることで接続用配管内の真空圧を低下させる処理が行われ、予め規定された回転数まで低下させた状態でも接続用配管内の真空圧が目標真空圧に対する許容範囲よりも高いとき（排気対象からの単位時間あたりの空気の排気量が多過ぎるとき）には、動作中の真空ポンプの台数を減少させる処理が行われる。これにより、接続用配管内の真空圧を目標真空圧に対する許容範囲内の圧力に維持するのに不要な真空ポンプを停止させる分だけ、消費電力が低減される。

一方、この種の排気システムに採用される真空ポンプは、図４に示すように、到達し得る真空圧（以下、「到達可能真空圧」ともいう）が回転数に応じて変化する。なお、同図では、許容範囲の上限の回転数を１００．０％とし、許容範囲の下限の回転数を３３．３％とし、この上限の回転数および下限の回転数を含む５種類の回転数を例に挙げて、各回転数毎の排気対象からの排気量（真空ポンプから排気される１気圧下での空気の体積）と、接続用配管内の真空圧との関係を図示している。つまり、同図に示す例の真空ポンプでは、１００．０％の回転数で動作させた際に排気量が最小となる真空圧ａが１００．０％の回転数における到達可能真空圧であり、３３．３％の回転数で動作させた際に排気量が最小となる真空圧ｅが３３．３％の回転数における到達可能真空圧となっている。

この場合、出願人が開示している排気システムにおける制御方法では、一例として、３台の真空ポンプを動作させている状態において接続用配管内の真空圧が目標真空圧に対する許容範囲よりも高いときに各真空ポンプの回転数を徐々に低下させ、回転数を６６．７％まで低下させても接続用配管内の真空圧が目標真空圧に対する許容範囲よりも高いときに、３台の真空ポンプのうちの２台の真空ポンプの動作を継続させつつ、残りの１台を停止させる構成が採用されている。

したがって、各真空ポンプを６６．７％の回転数で動作させた際の到達可能真空圧である真空圧ｃよりも低い圧力に目標真空圧を設定した状態で３台の真空ポンプを動作させているときに負荷が減少した際には、各真空ポンプの回転数が６６．７％以上となる状態において接続用配管内の真空圧が目標真空圧よりも高い圧力となるため、回転数を６６．７％まで低下させても接続用配管内の真空圧が目標真空圧に対する許容範囲よりも高い圧力となる。この結果、そのように目標真空圧を設定したときには、３台動作時に負荷が減少したときに、検出される真空圧が目標真空圧よりも高いと判別され、真空圧をさらに低下させるために３台の真空ポンプのうちの１台を停止させる処理が行われる。

しかしながら、例えば、真空圧ｂ（真空ポンプを６６．７％の回転数で動作させた際の到達可能真空圧である真空圧ｃよりも高い圧力の一例）に目標真空圧を設定した状態で３台の真空ポンプを動作させているときに負荷が減少した際には、各真空ポンプの回転数を８３．３％まで低下させたときに、接続用配管内の真空圧が、８３．３％の回転数における到達可能真空圧であり、かつ目標真空圧である真空圧ｂとなるため、各真空ポンプの回転数がさらに低下させられることなく、８３．３％の回転数が維持され、結果として、３台の真空ポンプ２が動作している状態が維持される。

このように、上記の制御例では、目標真空圧を真空圧ｃよりも低い圧力に設定したときには、３台の真空ポンプのうちの１台が停止されるのに対し、目標真空圧を真空圧ｃよりも高い圧力（上記の例では、真空圧ｂ）に設定したときには、３台の真空ポンプが継続的に動作させられることとなる。この場合、例えば上記の例のように目標真空圧を真空圧ｂに設定することで３台の真空ポンプが８３．３％の回転数で継続的に動作させられて真空圧ｂが維持される状態では、図４に示すように、各真空ポンプによる排気量が非常に少ない量の状態、すなわち、各真空ポンプが実質的に機能していないのと同然の状態が維持されることとなる。

一方で、目標真空圧として設定された真空圧ｂは、各真空ポンプの回転数を８３．３％としたときの到達可能真空圧であるため、３台の真空ポンプを動作させなくても、１台の真空ポンプを８３．３％の回転数で動作させることで到達することができる。それにも拘わらず、実質的には機能していないのと同然の各真空ポンプを８３．３％との高い回転数で継続的に動作させるため、排気システムの消費電力量の低減が困難となる。したがって、上記の例のような状態において消費される電力を低減可能に改善するのが好ましい。

本発明は、かかる改善すべき課題に鑑みてなされたものであり、消費電力を一層低減し得る排気システムおよび排気装置制御方法を提供することを主目的とする。

上記目的を達成すべく、請求項１記載の排気システムは、排気対象から気体を排気可能に構成されて接続用配管を介して当該排気対象に並列接続されたＮ台（Ｎは、２以上の自然数）の排気装置と、前記接続用配管内の真空圧を検出して検出信号を出力する真空圧センサと、前記検出信号に基づいて特定される前記接続用配管内の真空圧が予め指定された圧力範囲内の真空圧となるように前記各排気装置の動作を制御する制御部とを備えた排気システムであって、前記各排気装置のうちの少なくとも１台が回転数に応じて前記排気対象からの排気能力が変化する可変型排気装置で構成され、前記制御部は、前記可変型排気装置を含む複数の前記排気装置を動作させた状態において、前記検出信号に基づいて特定される前記接続用配管内の真空圧が前記予め指定された圧力範囲内で一定となったときに、動作中の前記可変型排気装置による前記排気対象からの前記気体の排気量および当該動作中の可変型排気装置の回転数に応じて変化する予め規定されたパラメータと、当該動作中の可変型排気装置の回転数とに基づき、当該排気対象からの当該気体の排気量が予め規定された排気量以下となる排気能力低下状態で動作中の当該可変型排気装置が存在するか否かを判別すると共に、前記排気能力低下状態で動作中の前記可変型排気装置が存在するときに、少なくとも１台の当該排気装置の動作を継続させつつ、当該排気能力低下状態で動作中の当該可変型排気装置を少なくとも１台停止させる。

請求項２記載の排気システムは、請求項１記載の排気システムにおいて、前記可変型排気装置は、動力源としてのモータを備えて構成され、前記制御部は、前記モータに供給する電力の電流値を前記予め規定されたパラメータとして前記排気能力低下状態で動作中の当該可変型排気装置が存在するか否かを判別する。

請求項３記載の排気システムは、請求項１記載の排気システムにおいて、前記制御部は、前記可変型排気装置の温度を前記予め規定されたパラメータとして前記排気能力低下状態で動作中の当該可変型排気装置が存在するか否かを判別する。

請求項４記載の排気システムは、請求項１から３のいずれかに記載の排気システムにおいて、前記制御部は、前記排気能力低下状態で動作中の前記可変型排気装置が複数台存在し、かつ当該排気能力低下状態で動作中の当該各可変型排気装置のなかに回転数が他の当該可変型排気装置の回転数とは相違する当該可変型排気装置が存在するときに、当該排気能力低下状態で動作中の当該各可変型排気装置のなかで回転数が最も高い当該可変型排気装置を除く当該可変型排気装置のうちの少なくとも１台停止させる。

請求項５記載の排気装置制御方法は、排気対象から気体を排気可能に構成されて接続用配管を介して当該排気対象に並列接続されたＮ台（Ｎは、２以上の自然数）の排気装置と、前記接続用配管内の真空圧を検出して検出信号を出力する真空圧センサとを備えた排気システムを制御対象として、前記検出信号に基づいて特定される前記接続用配管内の真空圧が予め指定された圧力範囲内の真空圧となるように前記各排気装置の動作を制御する排気装置制御方法であって、前記各排気装置のうちの少なくとも１台が回転数に応じて前記排気対象からの排気能力が変化する可変型排気装置で構成された前記排気システムにおいて、前記可変型排気装置を含む複数の前記排気装置を動作させた状態において、前記検出信号に基づいて特定される前記接続用配管内の真空圧が前記予め指定された圧力範囲内で一定となったときに、動作中の前記可変型排気装置による前記排気対象からの前記気体の排気量および当該動作中の可変型排気装置の回転数に応じて変化する予め規定されたパラメータと、当該動作中の可変型排気装置の回転数とに基づき、前記排気対象からの前記気体の排気量が予め規定された排気量以下となる排気能力低下状態で動作中の当該可変型排気装置が存在するか否かを判別すると共に、前記排気能力低下状態で動作中の前記可変型排気装置が存在するときに、少なくとも１台の当該排気装置の動作を継続させつつ、当該排気能力低下状態で動作中の当該可変型排気装置を少なくとも１台停止させる。

請求項６記載の排気装置制御方法は、請求項５記載の排気装置制御方法において、前記可変型排気装置が動力源として備えているモータに供給する電力の電流値を前記予め規定されたパラメータとして前記排気能力低下状態で動作中の当該可変型排気装置が存在するか否かを判別する。

請求項７記載の排気装置制御方法は、請求項５記載の排気装置制御方法において、前記可変型排気装置の温度を前記予め規定されたパラメータとして前記排気能力低下状態で動作中の当該可変型排気装置が存在するか否かを判別する。

請求項８記載の排気装置制御方法は、請求項５から７のいずれかに記載の排気装置制御方法において、前記排気能力低下状態で動作中の前記可変型排気装置が複数台存在し、かつ当該排気能力低下状態で動作中の当該各可変型排気装置のなかに回転数が他の当該可変型排気装置の回転数とは相違する当該可変型排気装置が存在するときに、当該排気能力低下状態で動作中の当該各可変型排気装置のなかで回転数が最も高い当該可変型排気装置を除く当該可変型排気装置のうちの少なくとも１台停止させる。

なお、上記の「接続用配管内の真空圧が予め指定された圧力範囲内で一定となったとき」とは、「接続用配管内の真空圧が予め指定された圧力範囲から外れない状態が維持されたとき」を意味する。したがって、「接続用配管内の真空圧が、予め指定された圧力範囲を外れることなく僅かに変動したとき」も「接続用配管内の真空圧が予め指定された圧力範囲内で一定となったとき」に含まれる。

請求項１記載の排気システム、および請求項５記載の排気装置制御方法では、複数の排気装置を動作させた状態において、検出信号に基づいて特定される接続用配管内の真空圧が予め指定された圧力範囲内で一定となったときに、動作中の可変型排気装置による排気対象からの気体の排気量および動作中の可変型排気装置の回転数に応じて変化する予め規定されたパラメータと、その可変型排気装置の回転数とに基づき、排気対象からの気体の排気量が予め規定された排気量以下となる排気能力低下状態で動作中の可変型排気装置が存在するか否かを判別すると共に、排気能力低下状態で動作中の可変型排気装置が存在するときに、少なくとも１台の排気装置の動作を継続させつつ、排気能力低下状態で動作中の可変型排気装置を少なくとも１台停止させる。

したがって、請求項１記載の排気システム、および請求項５記載の排気装置制御方法によれば、複数の排気装置が動作している状態でそれらの排気装置のうちのいずれかの可変型排気装置が、排気対象からの空気の排気量が極く少量の排気能力低下状態のときに、排気装置が１台だけ動作している状態、または、動作中の排気装置のすべてが排気能力低下状態と判別されない状態となるまで、実質的には機能していない不要な可変型排気装置が停止されるため、停止させた可変型排気装置に対して供給していた電力の分だけ、排気システムの消費電力を低減することができる。これにより、排気システムのランニングコストを一層低減することができる。

請求項２記載の排気システム、および請求項６記載の排気装置制御方法では、可変型排気装置が動力源として備えているモータに供給する電力の電流値を予め規定されたパラメータとして排気能力低下状態で動作中の可変型排気装置が存在するか否かを判別する。また、請求項３記載の排気システム、および請求項７記載の排気装置制御方法では、可変型排気装置の温度を予め規定されたパラメータとして排気能力低下状態で動作中の可変型排気装置が存在するか否かを判別する。したがって、請求項２，３記載の排気システム、および請求項６，７記載の排気装置制御方法によれば、排気装置が排気能力低下状態で動作中か否かを比較的簡易な構成で取得可能な情報に基づいて特定することができるため、排気システムの製造コスト（導入コスト）の高騰を招くことなく、排気システムの消費電力を低減することができる。

請求項４記載の排気システム、および請求項８記載の排気装置制御方法では、排気能力低下状態で動作中の可変型排気装置が複数台存在し、かつ排気能力低下状態で動作中の各可変型排気装置のなかに回転数が他の可変型排気装置の回転数とは相違する可変型排気装置が存在するときに、排気能力低下状態で動作中の各可変型排気装置のなかで回転数が最も高い可変型排気装置を除く可変型排気装置のうちの少なくとも１台停止させる。

したがって、請求項４記載の排気システム、および請求項８記載の排気装置制御方法によれば、排気能力低下状態で動作中の可変型排気装置が複数台存在する状況下において、排気能力低下状態で動作中の各可変型排気装置のなかで回転数が最も高い可変型排気装置を停止させる構成・方法とは異なり、排気能力低下状態で動作中の可変型排気装置を少なくとも１台停止させた際に、動作中の可変型排気装置の回転数を上昇させたり、停止中の可変型排気装置の動作を再開させたりすることなく、排気能力低下状態で動作中の各可変型排気装置のなかで回転数が最も高い可変型排気装置の動作状態（回転数）を維持するだけで、その回転数で動作中の可変型排気装置の到達可能真空圧である目標真空圧に対する許容範囲内の真空圧を維持することができる。

本発明の実施の形態に係る排気システム１の構成を示す構成図である。 本発明の実施の形態に係る排気システム１における制御部６によって実行される排気量調整処理１０のフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る排気システム１による排気量調整処理１０の実行時における真空ポンプ２ａ〜２ｃの動作状態の一例について説明するための説明図である。 本発明の実施の形態に係る排気システム１における各真空ポンプ２ａ〜２ｃの「排気対象Ｘからの排気量」と「真空圧」との関係を回転数３３．３％〜１００．０％の各回転数毎に示した図である。 本発明の実施の形態に係る排気システム１における各真空ポンプ２ａ〜２ｃの「各真空ポンプ２ａ〜２ｃに供給する電力の電流値」と「真空圧」との関係を回転数３３．３％〜１００．０％の各回転数毎に示した図である。

以下、添付図面を参照して、排気システム、および排気装置制御方法の実施の形態について説明する。

最初に、排気システム１の構成について、添付図面を参照して説明する。

図１に示す排気システム１は、「排気システム」の一例であって、出願人が開示している前述の排気システムと同様にして、射出成型機、吸着保持装置および真空包装機などの各種排気対象Ｘから空気（「気体」の一例）を吸引して排気する（排気対象Ｘに対して真空圧を供給する）ことができるように構成されている。具体的には、排気システム１は、真空ポンプ２ａ〜２ｃ（Ｎ＝３台の「排気装置」の一例：以下、これらを区別しないときには「真空ポンプ２」ともいう）、インバータ回路３ａ〜３ｃ（以下、これらを区別しないときには「インバータ回路３」ともいう）、接続用配管４、真空圧センサ５、制御部６および記憶部７を備えている。

真空ポンプ２は、「回転数に応じて排気対象からの排気能力が変化する可変型排気装置」の一例である「インバータ制御方式の真空ポンプ」であって、本例の排気システム１では、各真空ポンプ２が接続用配管４（「接続用配管」の一例）を介して排気対象Ｘに対して並列接続されている。この真空ポンプ２は、一例として、ベーンポンプ等のロータ方式のポンプ（回転式のポンプ）で構成されており、後述するように各インバータ回路３から供給される電力Ｐ２ａ〜Ｐ２ｃ（以下、区別しないときには「電力Ｐ２」ともいう）の周波数に応じた回転数（回転速）で回転するモータを動力源として備えると共に、モータの動力出力軸と、ポンプ本体のインプットシャフトとが動力伝達機構（カップリングや、ベルト＆プーリ等）を介して相互に接続されている。

つまり、本例の真空ポンプ２では、モータの回転数（動力出力軸の回転数）と、ポンプ本体のインプットシャフトの回転数（ロータの回転数）とが予め規定された比率で固定されており、モータの回転数の増減に応じてロータの回転数が変化することとなる。なお、以下の説明では、排気システム１の動作に関する理解を容易とするために、「真空ポンプ２に搭載されているモータにおける動力出力軸の回転数」を単に「真空ポンプ２の回転数」ともいう。この場合、本例の排気システム１は、一例として、作動用電力の定格周波数が６０Ｈｚのモータをそれぞれ備えると共に、回転数あたりの排気能力が互いに等しい真空ポンプ（排気能力が同じ真空ポンプ）で各真空ポンプ２が構成されている。また、真空ポンプ２は、モータの温度や、モータによって回転させられる機構部品における軸受部の温度などを検出する図示しない温度センサを備え、温度センサが検出した温度を特定可能なセンサ信号Ｓ２ａ〜Ｓ２ｃ（以下、区別しないときには「センサ信号Ｓ２」ともいう）をインバータ回路３に出力する。

この場合、真空ポンプ２のような「可変型排気装置」は、所定の回転数を下回る動作状態において空気を十分に排気する（空気を吸引する）のが困難な状態となる。したがって、本例では、一例として、各真空ポンプ２に対して上記の定格周波数（６０Ｈｚ）の電力Ｐ２を供給したときの回転数を上限の１００．０％の回転数としたときに、その３３．３％の回転数を下限として規定し、３３．３％から１００．０％の間の回転数で各真空ポンプ２を動作させるよう規定されている。なお、本例の排気システム１において採用されている各真空ポンプ２は、各回転数毎の「排気対象Ｘからの排気量」と「真空圧」との関係が、図４に示すような関係となるような排気能力を有している。

インバータ回路３は、制御部６と相俟って「制御部」を構成する。この場合、本例の排気システム１では、インバータ回路３ａが制御部６からの制御信号Ｓ３ａ、および真空ポンプ２ａからのセンサ信号Ｓ２ａに基づいて特定される温度に応じて真空ポンプ２ａに供給する電力Ｐ２ａの周波数を変化させる。また、インバータ回路３ｂが制御部６からの制御信号Ｓ３ｂおよび真空ポンプ２ｂからのセンサ信号Ｓ２ｂに基づいて特定される温度に応じて真空ポンプ２ｂに供給する電力Ｐ２ｂの周波数を変化させる。さらに、インバータ回路３ｃが制御部６からの制御信号Ｓ３ｃおよび真空ポンプ２ｃからのセンサ信号Ｓ２ｃに基づいて特定される温度に応じて真空ポンプ２ｃに供給する電力Ｐ２ｃの周波数を変化させる。これにより、本例の排気システム１では、各真空ポンプ２が上記の３３．３％から１００．０％の間の任意の回転数で動作させられる（各真空ポンプ２の回転数が制御される）。

なお、定格周波数である６０Ｈｚの電力Ｐ２がインバータ回路３から供給されたときの回転数を１００．０％の回転数として各真空ポンプ２を動作させる本例では、５０Ｈｚの電力Ｐ２を供給した真空ポンプ２が８３．３％の回転数で動作し、４０Ｈｚの電力Ｐ２を供給した真空ポンプ２が６６．７％の回転数で動作し、３０Ｈｚの電力Ｐ２を供給した真空ポンプ２が５０．０％の回転数で動作すると共に、２０Ｈｚの電力Ｐ２を供給した真空ポンプ２が３３．３％の回転数で動作することとなる。

この場合、この種の「排気システム」において採用されている「真空ポンプ」では、「電動機（モータ）」に対して供給される電力の周波数に応じて回転数が変化するため、所定の周波数の電力が供給された「真空ポンプ」は、「排気対象の真空圧」の高低によらず、その周波数に対応する回転数で動作することとなる。しかしながら、所定の周波数の電力を供給して所定の回転数で動作させる場合においても、供給する電力の電流値は、「排気対象の真空圧」に応じて相違する。

具体的には、本例の排気システム１において採用されている真空ポンプ２は、一例として、各回転数毎の「真空ポンプ２に供給する電力Ｐ２の電流値」と「真空圧」との関係が、図５に示すような関係となるようなモータを備えて各真空ポンプ２が採用されている。なお、本例の真空ポンプ２において採用されているモータでは、同図に示すように、いずれの回転数においても、低真空圧のとき、および高真空圧のときに電流値が低く、中程度の真空圧のときに電流値が高くなるような特性を有しているが、真空値が高ければ高いほど電流値が高くなる特性や、真空値が高ければ高いほど電流値が低くなる特性のモータ（電動機）を備えたものも存在する。

また、インバータ回路３は、図１に示すように、各真空ポンプ２の動作状態を把握させるために、各真空ポンプ２に対して供給している電力Ｐ２の電流値を示す電流値データＤａａ〜Ｄａｃ（以下、区別しないときには「電流値データＤａ」ともいう）、各真空ポンプ２の回転数を示す回転数データＤｒａ〜Ｄｒｃ（以下、区別しないときには「回転数データＤｒ」ともいう）、および上記のセンサ信号Ｓ２ａ〜Ｓ２ｃに基づいて特定される温度を示す温度データＤｔａ〜Ｄｔｃ（以下、区別しないときには「温度データＤｔ」ともいう）などを制御部６に出力可能に構成されている。

接続用配管４は、排気対象Ｘに対して各真空ポンプ２を並列的に接続する圧力配管であって、本例の排気システム１では、この接続用配管４に真空圧センサ５が取り付けられている。なお、排気システム１の構成要素として接続用配管４を備えた排気システム１の構成に代えて、排気対象Ｘに接続された既存の圧力配管に各真空ポンプ２を接続して真空圧センサ５を配設する構成（「排気システム」の構成要素ではない「接続用配管」を使用する構成）を採用することもできる。真空圧センサ（真空度センサ）５は、「真空圧センサ」の一例であって、上記のように接続用配管４に配設されて接続用配管４内の真空圧（真空度）を検出し、検出した真空圧に応じたセンサ信号Ｓ５（「検出信号」の一例）を出力する。

制御部６は、前述したように、各インバータ回路３と相まって「制御部」を構成し、排気システム１を総括的に制御する。この制御部６は、後述するように、図２に示す排気量調整処理１０を実行して、各インバータ回路３に対して制御信号Ｓ３ａ〜Ｓ３ｃ（以下、区別しないときには「制御信号Ｓ３」ともいう）を出力することにより、接続用配管４内の真空圧が、予め設定された目標真空圧に対する許容範囲（一例として、設定された目標真空圧の±５．０％の範囲）内の真空圧となるように各真空ポンプ２を動作させる。

具体的には、制御部６は、真空圧センサ５から出力されるセンサ信号Ｓ５に基づいて接続用配管４内の真空圧を特定すると共に、予め設定された目標真空圧、およびセンサ信号Ｓ５に基づいて特定した真空圧に基づき、各真空ポンプ２をどのように動作させるかを特定（決定）する。

この際に、制御部６は、目標真空圧に対する許容範囲（「予め指定された圧力範囲」の一例）よりも高い真空圧に上昇したときに負荷が減少したと判別し、目標真空圧に対する許容範囲よりも低い真空圧に低下したときに負荷が増加したと判別する。また、制御部６は、負荷が減少したときに、各インバータ回路３に制御信号Ｓ３を出力して各真空ポンプ２の動作状態を変更して排気システム１全体としての空気の排気量を低減させると共に、負荷が増加したときに、各インバータ回路３に制御信号Ｓ３を出力して各真空ポンプ２の動作状態を変更して排気システム１全体としての空気の排気量を増加させることにより、接続用配管４内の真空圧を上記の真空圧範囲内の真空圧に維持する。

さらに、制御部６は、真空圧センサ５からのセンサ信号Ｓ５に基づいて特定される接続用配管４内の真空圧が目標真空圧に対する許容範囲内の真空圧で一定になったときに、各インバータ回路３から出力されている電流値データＤａおよび回転数データＤｒに基づき、実質的に機能していない真空ポンプ２が存在するか否かを判別し、存在するときに、そのような真空ポンプ２を少なくとも１台停止させる。なお、制御部６による排気量調整処理１０の具体的な内容については、後に詳細に説明する。また、制御部６は、各インバータ回路３から出力されている温度データＤｔに基づいて特定された温度が予め設定された温度を超えて高温となったとき（異常加熱したとき）などに各インバータ回路３を制御して真空ポンプ２を停止させる処理を行うが、この処理に関する説明を省略する。

記憶部７は、制御部６の動作プログラムや制御部６の演算結果、および後述の排気量調整処理１０において制御部６が各インバータ回路３を介して真空ポンプ２を制御するための制御用データＤｃなどを記憶する。

次に、排気システム１による排気対象Ｘからの空気の排気処理（真空圧の供給処理）について、添付図面を参照して説明する。

この排気システム１による排気対象Ｘからの空気の排気に際しては、まず、図示しない操作部を操作して目標真空圧を設定する。この際に、本例の排気システム１では、一例として、６０Ｈｚの電力Ｐ２を供給した真空ポンプ２の回転数を１００．０％とすると共に、１００．０％の回転数で動作させた真空ポンプ２の到達可能真空圧（図４に示す真空圧ａ）を上限とし、かつその真空圧の５０．０％の真空圧を下限とする圧力範囲内から任意の真空圧を指定して目標真空圧として設定することが可能となっている。この際には、一例として、図４に示す真空圧ｅを目標真空圧として設定する。

次いで、操作部の操作によって排気処理を開始させる。この際に、制御部６は、まず、インバータ回路３ａに制御信号Ｓ３ａを出力して真空ポンプ２ａに対して２０Ｈｚの電力Ｐ２ａを供給させる（真空ポンプ２ａを３３．３％の回転数で動作させる）と共に、図２に示す排気量調整処理１０を開始する。この場合、本例の排気システム１では、電力Ｐ２が供給されて動作を開始した真空ポンプ２からインバータ回路３に対してセンサ信号Ｓ２が繰り返し出力されると共に、このセンサ信号Ｓ２に基づいて特定される温度を示す温度データＤｔと、供給している電力Ｐ２の電流値を示す電流値データＤａと、電力Ｐ２の周波数に対応する真空ポンプ２の回転数を示す回転数データＤｒとがインバータ回路３から制御部６に繰り返し出力されるが、以下、排気量調整処理１０についての理解を容易とするために、真空ポンプ２からのセンサ信号Ｓ２の出力、インバータ回路３からの温度データＤｔ、電流値データＤａおよび回転数データＤｒの出力に関する説明を省略する。

この排気量調整処理１０では、制御部６は、まず、真空圧センサ５から出力されるセンサ信号Ｓ５に基づいて接続用配管４内の真空圧を特定する（ステップ１１）。次いで、制御部６は、特定した真空圧が目標真空圧に対する許容範囲内の真空圧であるか否かを判別する（ステップ１２）。この際には、処理開始直後で接続用配管４内が大気圧と同程度の低い真空圧のため、制御部６は、センサ信号Ｓ５に基づいて特定した真空圧が目標真空圧に対する許容範囲よりも低い真空圧であると判別する。

したがって、制御部６は、インバータ回路３ａに制御信号Ｓ３ａを出力して真空ポンプ２ａに対して供給する電力Ｐ２ａの周波数を上昇させることで真空ポンプ２ａの回転数を上昇させて（真空ポンプの動作状態の変更：ステップ１３）、真空ポンプ２ａによる排気対象Ｘからの排気量を増加させてステップ１１に戻る。なお、処理開始直後の本例では、真空圧センサ５からセンサ信号Ｓ５に基づいて特定される真空圧が目標真空圧に対する許容範囲内の真空圧となるまで、上記のステップ１１〜１３の処理が繰り返し実行されて排気対象Ｘからの排気量が徐々に増加させられる。

具体的には、図３の左方に「排気量増加時（真空圧が低いとき）」の制御例として図示しているように、まず、真空ポンプ２ａの回転数が３３．３％から徐々に上昇させられて１００．０％まで上昇したときに、３３．３％の回転数で真空ポンプ２ｂの動作が開始される。この際には、３３．３％の回転数で動作する真空ポンプ２ｂによる排気量を考慮して、真空ポンプ２ａの回転数を６６．７％（１００．０％−３３．３％の回転数）まで低下させる。これにより、排気システム１全体としての排気量が急激に上昇する事態が回避される。

また、真空ポンプ２ａの回転数が６６．７％から徐々に上昇させられて再び１００．０％まで上昇したときには、３３．３％の回転数で動作中の真空ポンプ２ｂの回転数が徐々に上昇させられる。さらに、真空ポンプ２ｂの回転数が１００．０％まで上昇したときには、３３．３％の回転数で真空ポンプ２ｃの動作が開始される。この際にも、３３．３％の回転数で動作する真空ポンプ２ｃによる排気量を考慮して、真空ポンプ２ｂの回転数を６６．７％まで低下させる。これにより、排気システム１全体としての排気量が急激に上昇する事態が回避される。

また、真空ポンプ２ｂの回転数が６６．７％から徐々に上昇させられて再び１００．０％まで上昇したときには、３３．３％の回転数で動作中の真空ポンプ２ｃの回転数が徐々に上昇させられる。さらに、真空ポンプ２ｂの回転数が１００．０％まで上昇したときには、真空圧センサ５からセンサ信号Ｓ５に基づいて特定される真空圧が目標真空圧に対する許容範囲内の真空圧となるまで、真空ポンプ２ａ〜２ｃの３台がそれぞれ１００．０％の回転数で動作した状態が維持される。

なお、排気システム１、接続用配管４および排気対象Ｘ内の真空ラインの容積が小さく（例えば、接続用配管４の配管長さが短く）、かつ排気システム１の負荷が小さいとき（例えば、排気対象Ｘが可動していないとき）には、真空ポンプ２ｃの動作を開始させる以前（真空ポンプ２ａ，２ｂの２台が動作している状態）、または、真空ポンプ２ｂの動作を開始させる以前（真空ポンプ２ａのみが動作している状態）において、センサ信号Ｓ５に基づいて特定される真空圧が目標真空圧に対する許容範囲内の真空圧となるが、制御部６による各真空ポンプ２の制御に関する理解を容易とするために、上記のように真空ポンプ２ａ〜２ｃの３台がそれぞれ１００．０％の回転数で動作した状態となる以前に接続用配管４内の真空圧が目標真空圧に対する許容範囲内の真空圧に達しなかったものとする。また、上記の制御の例に代えて、排気システム１の起動時には、処理開始直後から複数台の真空ポンプ２を同時に動作開始させることもできるが、そのような制御の例に関する説明を省略する。

また、処理開始に先立って設定された目標真空圧が、真空圧ｅである本例では、例えば排気対象Ｘが未稼働状態で、負荷が小さいときに、上記のように真空ポンプ２ａ〜２ｃの３台がそれぞれ１００．０％の回転数で排気対象Ｘから空気を排気することで、接続用配管４内の真空圧（真空圧センサ５からのセンサ信号Ｓ５に基づいて特定される真空圧）が真空圧ｅまで上昇する。また、１００．０％の回転数で３台の真空ポンプ２を動作させ続けた場合には、接続用配管４内の真空圧が、各真空ポンプ２の１００．０％の回転数における到達可能真空圧である真空圧ａに向かって上昇し、目標真空圧である真空圧ｅよりも高い真空圧となる。したがって、３台の真空ポンプ２を１００．０％の回転数で動作させ続けた際には、ステップ１１においてセンサ信号Ｓ５に基づいて特定される接続用配管４内の真空圧が、目標真空圧に対する許容範囲よりも高い真空圧であると特定される（ステップ１２）。

この際に、制御部６は、インバータ回路３ｃに制御信号Ｓ３ｃを出力して真空ポンプ２ｃに対して供給する電力Ｐ２ｃの周波数を下降させることで真空ポンプ２ｃの回転数を下降させて（真空ポンプの動作状態の変更：ステップ１３）、真空ポンプ２ｃによる排気対象Ｘからの排気量を減少させてステップ１１に戻る。次いで、真空圧センサ５からセンサ信号Ｓ５に基づいて特定される真空圧が目標真空圧に対する許容範囲内の真空圧となるまで、上記のステップ１１〜１３の処理が繰り返し実行されて排気対象Ｘからの排気量が徐々に減少させられる。

具体的には、図３の右方に「排気量低減時（真空圧が高いとき）」の制御例として図示しているように、まず、真空ポンプ２ｃの回転数が１００．０％から徐々に下降させられて、回転数の下限値である３３．３％まで下降したときに、真空ポンプ２ｃの回転数が３３．３％の状態に維持されると共に、真空ポンプ２ｂの回転数が１００．０％から徐々に下降させられる。また、真空ポンプ２ｂの回転数が６６．７％まで下降したときには、真空ポンプ２ｃが停止させられると共に、３３．３％の回転数で動作していた真空ポンプ２ｃの停止による排気量の減少を考慮して、真空ポンプ２ｂの回転数を１００．０％に上昇させる。これにより、排気システム１全体としての排気量が急激に下降する事態が回避される。

さらに、真空ポンプ２ｂの回転数が１００．０％から徐々に下降させられて、回転数の下限値である３３．３％まで下降したときに、真空ポンプ２ｂの回転数が３３．３％の状態に維持されると共に、真空ポンプ２ａの回転数が１００．０％から徐々に下降させられる。また、真空ポンプ２ａの回転数が６６．７％まで下降したときには、真空ポンプ２ｂが停止させられると共に、３３．３％の回転数で動作していた真空ポンプ２ｂの停止による排気量の減少を考慮して、真空ポンプ２ａの回転数を１００．０％に上昇させる。これにより、排気システム１全体としての排気量が急激に下降する事態が回避される。

また、真空ポンプ２ａの回転数が１００．０％から徐々に下降させられて、回転数の下限値である３３．３％まで下降したときには、センサ信号Ｓ５に基づいて特定される接続用配管４内の真空圧が、３３．３％で回転させた状態の真空ポンプ２ａの到達可能真空である真空圧ｅとなる。したがって、制御部６は、ステップ１１において特定した接続用配管４内の真空圧が、設定されている目標真空圧に対する許容範囲内の真空圧であると判別し（ステップ１２）、複数台の真空ポンプ２が動作中であるか否かを判別する（ステップ１３）。

この際には、真空ポンプ２ａの１台だけが動作中のため、制御部６は、ステップ１１に戻ってセンサ信号Ｓ５に基づく接続用配管４内の真空圧の特定を実行する。この後、負荷が大きくなって排気対象Ｘから多くの空気を排気する必要が生じるまで、上記のステップ１１〜１４の処理が繰り返し実行される。これにより、真空ポンプ２ａの１台が３３．３％の回転数で継続して排気処理を行い、接続用配管４内の真空圧が目標真空圧に対する許容範囲内の真空圧（本例では、真空圧ｅ）の状態が維持される。

一方、上記の例とは異なり、図４に示す真空圧ｅよりも高い真空圧が目標真空圧として設定されることもある。具体的には、一例として、真空ポンプ２を８３．３％の回転数で動作させた際の到達真空圧である真空圧ｂが目標真空圧として設定されたものとする。このような状態で操作部の操作によって排気処理の開始が指示されたときに、制御部６は、前述の制御例と同様にして、まず、真空ポンプ２ａの回転数を徐々に上昇させ、真空ポンプ２ａに加えて真空ポンプ２ｂの動作を開始して、その回転数を徐々に上昇させ、かつ真空ポンプ２ａ，２ｂに加えて真空ポンプ２ｃの動作を開始して、その回転数を徐々に上昇させる。これにより、真空ポンプ２ａ〜２ｃの３台がそれぞれ１００．０％の回転数で動作した状態となる。

また、１００．０％の回転数で３台の真空ポンプ２を動作させ続けた場合には、接続用配管４内の真空圧が、各真空ポンプ２の１００．０％の回転数における到達可能真空圧である真空圧ａに向かって上昇し、目標真空圧である真空圧ｂよりも高い真空圧となる。したがって、３台の真空ポンプ２を１００．０％の回転数で動作させ続けた際には、ステップ１１においてセンサ信号Ｓ５に基づいて特定される接続用配管４内の真空圧が、目標真空圧に対する許容範囲よりも高い真空圧であると特定される（ステップ１２）。

この際には、目標真空圧を真空圧ｅに設定した前述の例のときと同様にして、まず、真空ポンプ２ｃの回転数が１００．０％から徐々に下降させられて３３．３％の状態が維持されると共に、真空ポンプ２ｂの回転数が１００．０％から徐々に下降させられ、真空ポンプ２ｂの回転数が６６．７％まで下降したときに、真空ポンプ２ｃが停止させられると共に、真空ポンプ２ｂの回転数を１００．０％に上昇させられる。次いで、真空ポンプ２ｂの回転数が１００．０％から徐々に下降させられて３３．３％の状態が維持されると共に、真空ポンプ２ａの回転数が１００．０％から徐々に下降させられる。

さらに、真空ポンプ２ａの回転数が８３．３％まで下降したときには、ステップ１１においてセンサ信号Ｓ５に基づいて特定される接続用配管４内の真空圧が、目標真空圧に対する許容範囲内の真空圧となる（「検出信号に基づいて特定される接続用配管内の真空圧が予め指定された圧力範囲内で一定となったとき」との状態の一例：ステップ１２）。この際に、出願人が開示している排気システムのように接続用配管４内の真空圧が目標真空圧に対する許容範囲内の真空圧であるか否かだけに基づいて各真空ポンプ２の動作状態を制御する構成・方法では、真空ポンプ２ａが８３．３％の回転数で動作し、かつ真空ポンプ２ｂが３３．３％の回転数で動作しているこの状態（２台の真空ポンプ２が動作している状態）が維持される。

一方、本例の排気システム１では、上記のように、ステップ１２において接続用配管４内の真空圧が目標真空圧に対する許容範囲内の真空圧であると判別した後に、制御部６は、複数台の真空ポンプ２（本例では、真空ポンプ２ａ，２ｂ）が動作中であると判別し（ステップ１４）、動作中の真空ポンプ２のその時点における動作状態を特定する（ステップ１５）。具体的には、制御部６は、このステップ１５の処理として、真空ポンプ２の回転数と、真空ポンプ２に対して供給されている電力Ｐ２の電流値（「動作中の可変型排気装置による排気対象からの気体の排気量および動作中の可変型排気装置の回転数に応じて変化する予め規定されたパラメータ」の一例）とを「真空ポンプ２の動作状態」として特定する。

この際に、制御部６は、回転数データＤｒａに基づき、真空ポンプ２ａが８３．３％の回転数で動作中であると特定すると共に、回転数データＤｒｂに基づき、真空ポンプ２ｂが３３．３％の回転数で動作中であると特定する。また、制御部６は、電流値データＤａａに基づき、真空ポンプ２ａに対して供給されている電力Ｐ２の電流値が図５に示す電流値Ｂｂであると特定すると共に、電流値データＤａｂに基づき、真空ポンプ２ｂに対して供給されている電力Ｐ２の電流値が同図に示す電流値Ｂｅであると特定する。

次いで、制御部６は、特定した各真空ポンプ２の回転数、および各真空ポンプ２に対して供給している電力Ｐ２の電流値に基づき、排気対象Ｘからの空気の排気量が予め規定された排気量以下となる「排気能力低下状態」で動作中の真空ポンプ２が存在するか否かを判別する（ステップ１６）。

この場合、図４に示すように、３３．３％の回転数で動作中の真空ポンプ２ｂの到達真空度は、８３．３％の回転数で動作中の真空ポンプ２ａの到達真空度であって目標真空度である真空度ｂよりも低い真空度ｅとなっている。したがって、真空ポンプ２ｂは、接続用配管４内の真空度が、３３．３％の回転数での動作時における到達可能真空度よりも高い真空度ｂとなっていることで、排気対象Ｘからの排気量が極く少量（実質的には、ほぼゼロ）となっている。なお、本例の排気システム１では、一例として、排気対象Ｘからの排気量が同図における排気量Ａ以下となる動作状態を「排気能力低下状態」と規定し、上記のように、実質的な排気処理に寄与していない真空ポンプ２を停止させる構成が採用されている。この場合、「排気能力低下状態」とする排気量（上記の例における「排気量Ａ」）については、図示しない操作部の操作によって任意に変更することが可能となっている。

また、本例の排気システム１における真空ポンプ２では、図４に示すように、１００．０％の回転数で動作している状態では、真空圧Ａａ以上の真空圧で排気対象Ｘからの排気量が排気量Ａ以下となり、８３．３％の回転数で動作している状態では、真空圧Ａｂ以上の真空圧で排気対象Ｘからの排気量が排気量Ａ以下となり、６６．７％の回転数で動作している状態では、真空圧Ａｃ以上の真空圧で排気対象Ｘからの排気量が排気量Ａ以下となり、５０．０％の回転数で動作している状態では、真空圧Ａｄ以上の真空圧で排気対象Ｘからの排気量が排気量Ａ以下となり、かつ３３．３％の回転数で動作している状態では、真空圧Ａｅ以上の真空圧で排気対象Ｘからの排気量が排気量Ａ以下となる。

さらに、本例の排気システム１における真空ポンプ２では、図５に示すように、１００．０％の回転数で真空圧Ａａ以上の真空圧で動作しているときに供給される電力Ｐ２の電流値が電流値Ｃａ以下となり、８３．３％の回転数で真空圧Ａｂ以上の真空圧で動作しているときに供給される電力Ｐ２の電流値が電流値Ｃｂ以下となり、６６．７％の回転数で真空圧Ａｃ以上の真空圧で動作しているときに供給される電力Ｐ２の電流値が電流値Ｃｃ以下となり、５０．０％の回転数で真空圧Ａｄ以上の真空圧で動作しているときに供給される電力Ｐ２の電流値が電流値Ｃｄ以下となり、３３．３％の回転数で真空圧Ａｅ以上の真空圧で動作しているときに供給される電力Ｐ２の電流値が電流値Ｃｅ以下となる。

なお、真空ポンプ２の回転数と、供給している電力Ｐ２の電流値と、真空ポンプ２による排気量との関係については、一例として、それらの関係を特定可能な制御用データＤｃが記憶部７に記憶されている。したがって、制御部６は、ステップ１５で特定した真空ポンプ２ａ，２ｂの動作状態（回転数、および供給されている電力Ｐ２の電流値）と、記憶部７から読み出した制御用データＤｃとに基づき、真空ポンプ２ａ，２ｂが「排気能力低下状態」で動作中であるか否かを判別する。

具体的には、制御部６は、３３．３％の回転数で動作中の真空ポンプ２ｂについては、インバータ回路３ｂから供給している電力Ｐ２ｂの電流値Ｂｅが上記の電流値Ｃｅよりも低いため、排気対象Ｘからの排気量が排気量Ａよりも少量となる「排気能力低下状態」で動作中であると判別する（「排気能力低下状態で動作中の可変型排気装置が存在するとき」との状態の一例：ステップ１６）。また、制御部６は、８３．３％の回転数で動作中の真空ポンプ２ａについても、インバータ回路３ａから供給している電力Ｐ２ａの電流値Ｂｂが上記の電流値Ｃｂよりも低いため、「排気能力低下状態」で動作中であると判別する（「排気能力低下状態で動作中の可変型排気装置が存在するとき」との状態の他の一例：ステップ１６）。

次いで、動作中の真空ポンプ２ａ，２ｂの双方が「排気能力低下状態」で動作中であると判別した制御部６は（「排気能力低下状態で動作中の可変型排気装置が複数台存在し、かつ排気能力低下状態で動作中の各可変型排気装置のなかに回転数が他の可変型排気装置の回転数とは相違する可変型排気装置が存在するとき」との状態の一例）、３３．３％の回転数で動作中の真空ポンプ２ｂ（「排気能力低下状態で動作中の各可変型排気装置のなかで回転数が最も高い可変型排気装置を除く可変型排気装置」の一例）を停止させる。

具体的には、制御部６は、インバータ回路３ｂに対して制御信号Ｓ３ｂを出力して真空ポンプ２ｂに対する電力Ｐ２ｂの出力を停止させることにより、真空ポンプ２ｂを停止させる（「少なくとも１台の排気装置の動作を継続させつつ、排気能力低下状態で動作中の可変型排気装置を少なくとも１台停止させる」との処理の一例：ステップ１７）。これにより、停止させた真空ポンプ２ｂに対して供給していた電力Ｐ２ｂの分だけ、排気システム１の消費電力が低減される。

この場合、上記の制御例とは相違するが、上記のステップ１７において、真空ポンプ２ａ（「排気能力低下状態で動作中の各可変型排気装置のなかで回転数が最も高い可変型排気装置」の一例）を停止させたときには、３３．３％の回転数で動作中の真空ポンプ２ｂによる到達可能真空圧が、目標真空圧（本例では、真空圧ｂ）に対する許容範囲の真空圧よりも低い真空圧ｅのため、接続用配管４内の真空圧を目標真空圧に対する許容範囲内の真空圧に維持することができなくなる。

このような構成を採用することもできるが、上記のステップ１７において、８３．３％の回転数で動作中の真空ポンプ２ａの動作を継続させ、３３．３％の回転数で動作中の真空ポンプ２ｂを停止させた本例では、真空ポンプ２ａを８３．３％の回転数で動作させた状態を維持させることにより、接続用配管４内の真空圧が、目標真空圧に対する許容範囲内の真空圧である真空圧ｂの状態が維持される。

この後、負荷が増加して排気対象Ｘから多くの空気を排気する必要がある状態に移行するまでは、真空ポンプ２ａを８３．３％の回転数で動作させているだけで、ステップ１１において特定される接続用配管４内の真空圧が目標真空圧に対する許容範囲内の真空圧であると判別され（ステップ１２）、真空ポンプ２ａの一台だけが動作中であると判別されて（ステップ１４）、ステップ１１に戻る一連の処理が繰り返し実行される。

なお、センサ信号Ｓ５に基づいて特定される接続用配管４内の真空圧に応じた各真空ポンプ２の回転数の変更や動作台数の変更に関する基本的な制御の手順（ステップ１１〜１３の各処理の手順）は、図３に示す制御の手順の例に限定されない。例えば、出願人が前述の特許文献に開示している排気システムおよびその制御方法の各実施の形態の制御手順と同様の手順を採用して各真空ポンプ２の動作状態を変更することができる。

この場合、前述の特許文献に出願人が最初の実施例として開示している制御の例と同様に動作中の真空ポンプ２の回転数を互いに同じ回転数とする制御手順を採用したときに、上記の例のように目標真空圧を図４に示す真空圧ｂに設定した場合には、真空ポンプ２ａ〜２ｃの３台が８３．３％の回転数でそれぞれ動作している状態で接続用配管４内の真空圧が目標真空圧に対する許容範囲内の真空圧ｂとなる。しかしながら、接続用配管４内の真空圧が真空圧ｂの状態で各真空ポンプ２ａ〜２ｃを８３．３％の回転数で動作させても、各真空ポンプ２ａ〜２ｃの各々の排気量は、排気量Ａを大きく下回る状態となる。

この際には、前述の例と同様にして、各真空ポンプ２の回転数、および電力Ｐ２の電流値に基づき、真空ポンプ２ａ〜２ｃのすべてが「排気能力低下状態」であると判別される（「排気能力低下状態で動作中の可変型排気装置が複数台存在する」との状態の他の一例）。このような状態では、前述の例とは異なり、「排気能力低下状態」で動作中の真空ポンプ２ａ〜２ｃのすべての回転数が同じ回転数となっている。したがって、各真空ポンプ２のうちの「動作状態とする優先順位」を低く設定されている真空ポンプ２を停止させる。

この際に、「動作状態とする優先順位」として、真空ポンプ２ａ、真空ポンプ２ｂおよび真空ポンプ２ｃの順が設定されていたときには、まず、「排気能力低下状態」の真空ポンプ２ａ〜２ｃのうちの真空ポンプ２ｃを停止させると共に、真空ポンプ２ａ，２ｂを８３．３％の回転数で継続動作させる（「少なくとも１台の排気装置の動作を継続させつつ、排気能力低下状態で動作中の可変型排気装置を少なくとも１台停止させる」との処理の他の一例）。次いで、真空ポンプ２ｃの停止後も「排気能力低下状態」である真空ポンプ２ａ，２ｂのうちの真空ポンプ２ｂを停止させると共に、真空ポンプ２ａを８３．３％の回転数で継続動作させる（「少なくとも１台の排気装置の動作を継続させつつ、排気能力低下状態で動作中の可変型排気装置を少なくとも１台停止させる」との処理のさらに他の一例）。

これにより、３台の真空ポンプ２ａ〜２ｃを８３．３％の回転数で動作させていた状態から、真空ポンプ２ｂ，２ｃが停止させられて真空ポンプ２ａの１台だけが８３．３％の回転数で動作した状態となり、接続用配管４内の真空圧が目標真空圧に対する許容範囲内の真空圧となる状態が維持される。なお、上記のように、真空ポンプ２ｃを停止させ、その後に真空ポンプ２ｂを停止させる制御に代えて、「排気能力低下状態」の真空ポンプ２ａ〜２ｃのうちの任意の２台（例えば真空ポンプ２ｂ，２ｃ）を同時に停止させる制御を行うこともできる。このような制御を行った場合にも、真空ポンプ２ａの１台だけが８３．３％の回転数で動作した状態となり、接続用配管４内の真空圧が目標真空圧に対する許容範囲内の真空圧となる状態が維持される。

このように、この排気システム１および排気装置制御方法では、複数台の真空ポンプ２を動作させた状態において、真空圧センサ５からのセンサ信号Ｓ５に基づいて特定される接続用配管４内の真空圧が予め指定された圧力範囲内で一定となったときに、動作中の真空ポンプ２による排気対象Ｘからの空気の排気量および動作中の真空ポンプ２の回転数に応じて変化する「予め規定されたパラメータ」と、真空ポンプ２の回転数とに基づき、排気対象Ｘからの空気の排気量が予め規定された排気量以下となる「排気能力低下状態」で動作中の真空ポンプ２が存在するか否かを判別すると共に、「排気能力低下状態」で動作中の真空ポンプ２が存在するときに、少なくとも１台の真空ポンプ２の動作を継続させつつ、「排気能力低下状態」で動作中の真空ポンプ２を少なくとも１台停止させる。

したがって、この排気システム１および排気装置制御方法によれば、複数の真空ポンプ２が動作している状態でそれらの真空ポンプ２のうちのいずれか（または、すべて）が、排気対象Ｘからの空気の排気量が極く少量の「排気能力低下状態」のときに、真空ポンプ２が１台だけ動作している状態、または、動作中の真空ポンプ２のすべてが「排気能力低下状態」と判別されない状態となるまで、実質的には機能していない不要な真空ポンプ２が停止されるため、停止させた真空ポンプ２に対して供給していた電力Ｐ２の分だけ、排気システム１の消費電力を低減することができる。これにより、排気システム１のランニングコストを一層低減することができる。

また、この排気システム１および排気装置制御方法によれば、真空ポンプ２が動力源として備えているモータに供給する電力Ｐ２の電流値を「予め規定されたパラメータ」として「排気能力低下状態」で動作中の真空ポンプ２が存在するか否かを判別することにより、真空ポンプ２が「排気能力低下状態」で動作中か否かを比較的簡易な構成で取得可能な情報（本例では、電流値）に基づいて特定することができるため、排気システム１の製造コスト（導入コスト）の高騰を招くことなく、排気システム１の消費電力を低減することができる。

さらに、この排気システム１および排気装置制御方法では、「排気能力低下状態」で動作中の真空ポンプ２が複数台存在し、かつ「排気能力低下状態」で動作中の各真空ポンプ２のなかに回転数が他の真空ポンプ２の回転数とは相違する真空ポンプ２が存在するときに、「排気能力低下状態」で動作中の各真空ポンプ２のなかで回転数が最も高い真空ポンプ２を除く真空ポンプ２のうちの少なくとも１台停止させる。

したがって、この排気システム１および排気装置制御方法によれば、「排気能力低下状態」で動作中の真空ポンプ２が複数台存在する状況下において、「排気能力低下状態」で動作中の各真空ポンプ２のなかで回転数が最も高い真空ポンプ２を停止させる構成・方法とは異なり、「排気能力低下状態」で動作中の真空ポンプ２を少なくとも１台停止させた際に、動作中の真空ポンプ２の回転数を上昇させたり、停止中の真空ポンプ２の動作を再開させたりすることなく、「排気能力低下状態」で動作中の各真空ポンプ２のなかで回転数が最も高い真空ポンプ２の動作状態（回転数）を維持するだけで、その回転数で動作中の真空ポンプ２の到達可能真空圧である目標真空圧に対する許容範囲内の真空圧を維持することができる。

なお、「排気システム」の構成、および「排気装置制御方法」の具体的な内容は、上記の排気システム１の構成、および排気システム１における各真空ポンプ２ａ〜２ｃの制御方法の例に限定されない。例えば、「真空ポンプ２におけるモータ（動力源）に供給している電力Ｐ２の電流値」と「真空ポンプ２におけるモータ（動力源）の回転数」とに基づいて「排気能力低下状態」で動作中の真空ポンプ２が存在するか否かを判別する構成の排気システム１およびその制御方法を例に挙げて説明したが、「動作中の可変型排気装置に供給している電力の電流値」以外の各種のパラメータを「予め規定されたパラメータ」として取得して、排気能力低下状態で動作中の可変型排気装置が存在するか否かを判別する構成・制御方法を採用することができる。

この場合、「排気能力低下状態」で動作中の「可変型排気装置」は、「接続用配管」内の真空圧が目標真空圧に対する許容範囲内の真空圧（ある程度高い真空圧）となっている状態、すなわち、非常に高い負荷が加わる状態で動作させられることとなる。このため、「排気能力低下状態」で動作中の「可変型排気装置」では、動力源（モータ等）や機構部品の温度が、「排気能力低下状態」ではない通常状態での動作中よりも高温となる。したがって、「可変型排気装置の温度」を「予め規定されたパラメータ」として参照することにより、「可変型排気装置」が「排気能力低下状態」で動作中であるか否かを判別することができる。

この場合、前述の排気システム１では、モータの温度や、軸受部の温度などを示すセンサ信号Ｓ２が真空ポンプ２からインバータ回路３に出力され、インバータ回路３が、センサ信号Ｓ２に基づく温度データＤｔを生成して制御部６に出力する構成が採用されている。これにより、前述の排気システム１では、制御部６が、インバータ回路３から取得した温度データＤｔに基づき、真空ポンプ２の温度（この例では、モータの温度や、軸受部の温度など）を特定することが可能となっている。

したがって、前述の排気量調整処理１０におけるステップ１５において、電流値データＤａの取得、および取得した電流値データＤａに基づく電力Ｐ２の電流値の特定の処理に代えて、温度データＤｔの取得、および取得した温度データＤｔに基づく真空ポンプ２の温度の特定の処理を実行すると共に、ステップ１６において、真空ポンプ２の回転数、および電力Ｐ２の電流値に基づく判別の処理に代えて、真空ポンプ２の回転数、および真空ポンプ２の温度に基づく判別処理を実行することで、前述の例と同様にして、動作中の真空ポンプ２が「排気能力低下状態」であるか否かを特定し、「排気能力低下状態」のときには、少なくとも１台の真空ポンプ２を停止させることができる。

このように、真空ポンプ２の温度を「予め規定されたパラメータ」として「排気能力低下状態」で動作中の真空ポンプ２が存在するか否かを判別する排気システム１および排気装置制御方法によれば、真空ポンプ２が「排気能力低下状態」で動作中か否かを比較的簡易な構成で取得可能な情報（本例では、電流値）に基づいて特定することができるため、排気システム１の製造コスト（導入コスト）の高騰を招くことなく、排気システム１の消費電力を低減することができる。

また、上記の「電力の電流値」や「可変型排気装置の温度」に代えて、「可変型排気装置における吸気の温度（吸気口から吸気される気体の温度）」、「可変型排気装置における排気の温度（排気口から排気される気体の温度）」、および「可変型排気装置における吸気の温度と排気の温度との差温」などの「気体の温度」や、「可変型排気装置における吸気量（吸気口から吸気される気体の体積：接続用配管内の真空圧に応じた真空圧の吸気の体積）」、および「可変型排気装置からの排気量（排気口から排気される気体の体積：大気圧下での気体の体積）」などの「可変型排気装置による排気対象からの気体の排気量」などを「予め規定されたパラメータ」として取得して「可変型排気装置」が「排気能力低下状態」で動作中であるか否かを判別する構成・制御方法を採用することもできる。

さらに、「排気システム」を構成する「排気装置」の台数は、排気システム１のようなＮ＝３台に限定されず、Ｎ＝２台、または、Ｎ＝４台以上の複数台を備えて「排気システム」を構成することができる。また、Ｎ＝３台の「排気装置」のすべてを「可変型排気装置」である真空ポンプ２で構成した例について説明したが、Ｎ台の「排気装置」のうちの少なくとも１台が「可変型排気装置」であれば、他の「排気装置」については、「排気対象Ｘからの排気能力が変化しない固定型排気装置」で構成することもできる。

さらに、「可変型排気装置」の一例として、インバータ制御方式のモータを動力源とする真空ポンプ２を採用してインバータ回路３から供給する電力の周波数を変更することで各真空ポンプ２の回転数を制御する構成・方法を例に挙げて説明したが、例えば、供給電力の電圧に応じて回転数が変化するモータを動力源とする電圧可変制御型の「可変型排気装置」を採用して、その「排気装置」に供給する電力の電圧を変化させることで回転数を制御する構成・方法を採用したり、供給電力の電流に応じて回転数が変化するモータを動力源とする電流可変制御型の「可変型排気装置」を採用して、その「排気装置」に供給する電力の電流を変化させることで回転数を制御する構成・方法を採用したりすることもできる。

また、ロータ方式の真空ポンプ２を備えて構成した例について説明したが、ピストン＆シリンダ方式の「排気装置」（往復動型の「排気装置」を備えて構成することもできる。なお、ピストン＆シリンダ方式の「排気装置」では、ピストンが連結されているクランク軸の回転数が「排気装置の回転数」に相当する。加えて、モータ（電動機）を動力源として備えた真空ポンプ２等を「排気装置」として備えた構成、およびその制御方法について説明したが、「内燃機関」や「蒸気タービン」を動力源とする「排気装置」を備えて「排気システム」を構成して、それらの「排気装置」を制御して「排気対象」から気体（空気等）を排気することもできる。

１ 排気システム
２ａ〜２ｃ 真空ポンプ
３ａ〜３ｃ インバータ回路
４ 接続用配管
５ 真空圧センサ
６ 制御部
７ 記憶部
１０ 排気量調整処理
Ｐ２ａ〜Ｐ２ｃ 電力
Ｓ２ａ〜Ｓ２ｃ センサ信号
Ｓ３ａ〜Ｓ３ｃ 制御信号
Ｓ５ センサ信号
Ｄａａ〜Ｄａｃ 電流値データ
Ｄｃ 制御用データ
Ｄｒａ〜Ｄｒｃ 回転数データ
Ｄｔａ〜Ｄｔｃ 温度データ
Ｘ 排気対象

Claims (8)

1. 排気対象から気体を排気可能に構成されて接続用配管を介して当該排気対象に並列接続されたＮ台（Ｎは、２以上の自然数）の排気装置と、
   前記接続用配管内の真空圧を検出して検出信号を出力する真空圧センサと、
   前記検出信号に基づいて特定される前記接続用配管内の真空圧が予め指定された圧力範囲内の真空圧となるように前記各排気装置の動作を制御する制御部とを備えた排気システムであって、
   前記各排気装置のうちの少なくとも１台が回転数に応じて前記排気対象からの排気能力が変化する可変型排気装置で構成され、
   前記制御部は、前記可変型排気装置を含む複数の前記排気装置を動作させた状態において、前記検出信号に基づいて特定される前記接続用配管内の真空圧が前記予め指定された圧力範囲内で一定となったときに、動作中の前記可変型排気装置による前記排気対象からの前記気体の排気量および当該動作中の可変型排気装置の回転数に応じて変化する予め規定されたパラメータと、当該動作中の可変型排気装置の回転数とに基づき、当該排気対象からの当該気体の排気量が予め規定された排気量以下となる排気能力低下状態で動作中の当該可変型排気装置が存在するか否かを判別すると共に、前記排気能力低下状態で動作中の前記可変型排気装置が存在するときに、少なくとも１台の当該排気装置の動作を継続させつつ、当該排気能力低下状態で動作中の当該可変型排気装置を少なくとも１台停止させる排気システム。
2. 前記可変型排気装置は、動力源としてのモータを備えて構成され、
   前記制御部は、前記モータに供給する電力の電流値を前記予め規定されたパラメータとして前記排気能力低下状態で動作中の当該可変型排気装置が存在するか否かを判別する請求項１記載の排気システム。
3. 前記制御部は、前記可変型排気装置の温度を前記予め規定されたパラメータとして前記排気能力低下状態で動作中の当該可変型排気装置が存在するか否かを判別する請求項１記載の排気システム。
4. 前記制御部は、前記排気能力低下状態で動作中の前記可変型排気装置が複数台存在し、かつ当該排気能力低下状態で動作中の当該各可変型排気装置のなかに回転数が他の当該可変型排気装置の回転数とは相違する当該可変型排気装置が存在するときに、当該排気能力低下状態で動作中の当該各可変型排気装置のなかで回転数が最も高い当該可変型排気装置を除く当該可変型排気装置のうちの少なくとも１台停止させる請求項１から３のいずれかに記載の排気システム。
5. 排気対象から気体を排気可能に構成されて接続用配管を介して当該排気対象に並列接続されたＮ台（Ｎは、２以上の自然数）の排気装置と、前記接続用配管内の真空圧を検出して検出信号を出力する真空圧センサとを備えた排気システムを制御対象として、前記検出信号に基づいて特定される前記接続用配管内の真空圧が予め指定された圧力範囲内の真空圧となるように前記各排気装置の動作を制御する排気装置制御方法であって、
   前記各排気装置のうちの少なくとも１台が回転数に応じて前記排気対象からの排気能力が変化する可変型排気装置で構成された前記排気システムにおいて、前記可変型排気装置を含む複数の前記排気装置を動作させた状態において、前記検出信号に基づいて特定される前記接続用配管内の真空圧が前記予め指定された圧力範囲内で一定となったときに、動作中の前記可変型排気装置による前記排気対象からの前記気体の排気量および当該動作中の可変型排気装置の回転数に応じて変化する予め規定されたパラメータと、当該動作中の可変型排気装置の回転数とに基づき、前記排気対象からの前記気体の排気量が予め規定された排気量以下となる排気能力低下状態で動作中の当該可変型排気装置が存在するか否かを判別すると共に、前記排気能力低下状態で動作中の前記可変型排気装置が存在するときに、少なくとも１台の当該排気装置の動作を継続させつつ、当該排気能力低下状態で動作中の当該可変型排気装置を少なくとも１台停止させる排気装置制御方法。
6. 前記可変型排気装置が動力源として備えているモータに供給する電力の電流値を前記予め規定されたパラメータとして前記排気能力低下状態で動作中の当該可変型排気装置が存在するか否かを判別する請求項５記載の排気装置制御方法。
7. 前記可変型排気装置の温度を前記予め規定されたパラメータとして前記排気能力低下状態で動作中の当該可変型排気装置が存在するか否かを判別する請求項５記載の排気装置制御方法。
8. 前記排気能力低下状態で動作中の前記可変型排気装置が複数台存在し、かつ当該排気能力低下状態で動作中の当該各可変型排気装置のなかに回転数が他の当該可変型排気装置の回転数とは相違する当該可変型排気装置が存在するときに、当該排気能力低下状態で動作中の当該各可変型排気装置のなかで回転数が最も高い当該可変型排気装置を除く当該可変型排気装置のうちの少なくとも１台停止させる請求項５から７のいずれかに記載の排気装置制御方法。

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