JP3347209B2 - 油回転真空ポンプの圧力異常検出装置 - Google Patents

油回転真空ポンプの圧力異常検出装置

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JP3347209B2 JP03282794A JP3282794A JP3347209B2 JP 3347209 B2 JP3347209 B2 JP 3347209B2 JP 03282794 A JP03282794 A JP 03282794A JP 3282794 A JP3282794 A JP 3282794A JP 3347209 B2 JP3347209 B2 JP 3347209B2
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    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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    • F04C27/02Liquid sealing for high-vacuum pumps or for compressors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は油回転真空ポンプの圧力
異常検出装置に関し、特に、各種の真空機器分野で使用
される油回転真空ポンプの改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一例として従来の2段式の油回転真空ポ
ンプの概略構成を図3に示す。図3において、油回転真
空ポンプの本体1は、モータ部2およびポンプ部3から
構成され、モータシャフト2aの先部には冷却用ファン
13が接続され、さらにポンプ部3の回転軸に直結され
ている。ポンプ部3は、油槽ケース3aの内部にポンプ
機構部3bが設けられ、このポンプ機構部3bは油槽ケ
ース3a内に貯溜された油4に浸かった状態で作用す
る。ポンプ機構部3bのポンプ室5,6には、油ポンプ
7より少量ずつ油4が供給されて循環するようにしてあ
り、吸気口8から吸入されたガスは、1段目ポンプ室5
でロータ9aおよびベーン10aの回転により圧縮さ
れ、2段目ポンプ室6に送られる。この際、油ポンプ7
より供給される少量の油4は機械部品の潤滑の他に、各
部の真空シールや放熱媒体の役目を行う。2段目ポンプ
室6でも1段目ポンプ室5と同様にしてロータ9bおよ
びベーン10bで圧縮されたガスは、排気弁11cを押
し上げて油槽ケース3a中に放出され、排気口12より
排気される。また、排気ガス量が多い場合には、1段目
ポンプ室5のみの圧縮により排気弁11a,11bが押
し上げられ、排気されるように構成されている。
【0003】図4は、危険ガス等を排気する場合に使用
される油回転真空ポンプを示し、付加設備を取り付けた
油回転真空ポンプの概略図である。この油回転真空ポン
プでは、付加設備として、例えば不活性ガスパージ口2
1を取り付け、ここから不活性ガス22を内部に導入す
ることにより、危険ガスの希釈やポンプ内へのガスの滞
留を防止する構成を有する。また凝縮性ガス等を排気す
る場合には、このようなガスを凝縮させずに効率良く排
気するために、2段目ポンプ室6に不活性ガス22を導
入するガスバラスト23を装着しているものもある。ま
た腐食性のガス等を排気する場合には、これらのガスが
油中に溶け込み、油4を早期に劣化させることを防ぐた
めに、貯溜している油4中に不活性ガス22を導入し、
油をバブリングするオイルバブラ24を装着している。
その他の構成は、図3で説明した油回転真空ポンプと同
じである。
【0004】上記構成を有する油回転真空ポンプでは、
通常、吸気口側で10-4Torr程度の圧力まで排気が可能
であり、また排気口側では大気圧程度の圧力で排気が行
われる。さらにかかる油回転真空ポンプの保護装置とし
ては、通常、モータの加熱焼損防止用にサーマルプロテ
クタ、サーマルリレー、ヒューズ、モータブレーカ等が
適宜装着されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の装
置では、特に反応生成物を生じるようなガスを排気する
用途において、排気口から先の排気用配管が何らかの原
因により目詰まりした場合に、排気ガスを圧縮してしま
い、その結果、配管の接続部からの排気ガスリークや、
場合よってはポンプのガスケット15a,15bや油量
計等を破壊し、そこから排気ガスが漏洩するといった不
具合がある。
【0006】また上記油回転真空ポンプでは、寒冷時に
油の粘度が硬化した場合等でもポンプの起動が容易にで
きるよう、一般的に比較的十分な出力を持つモータが装
着されており、従って生成物等により排気用配管が詰ま
った場合には、排気口側を加圧する圧縮機として作用し
てしまうことがある。また、このような真空用の配管設
備は一般的に外圧用に設計されているため、内部圧力の
上昇にはあまり耐性がなく、比較的低度の圧力上昇に対
しても漏洩が起こる可能性がある。
【0007】半導体や電子部品の製造設備等に使用され
る油回転真空ポンプでは、その排気口側配管を定期的に
分解、清掃し、上述のような事故を未然に防止するよう
にしているが、装置の稼働状態や排気ガス種の変更、排
気ガスや周期温度の変化、排気側配管の履歴や排ガス処
理設備の状態等、様々な要因により定期保守よりも早い
時期に排気側配管が目詰まりすることがあり、上述のよ
うな不具合が発生することがあった。
【0008】上記の場合に通常用いられている保護装置
がどの程度効果があるかというと、一例として、1.1
kwモータを装着した排気速度700 l/min. クラスの
油回転真空ポンプにおける油槽ケース内の圧力上昇に対
するモータ電流値の変化を図5に示し、また同圧力上昇
に対するポンプ本体の温度変化の状況を図6に示す。こ
れらの図に示されたデータに従えば、モータ電流値やポ
ンプ本体の温度は共に排気口側の圧力上昇に対する加圧
保護として使用できるような顕著な変化を示さず、上記
のサーマルリレーやヒューズ等の保護装置設備を油槽ケ
ース内の圧力上昇保護として用いることは適当でないこ
とがわかる。
【0009】また、近年の半導体や電子部品等の製造ラ
インでは、極微量でも非常に有害なガスや、大気中に漏
れるだけで爆発するおそれのある危険ガス等を多量に使
用しており、このような排気ガス漏れ事故が発生すると
大きな事故になる可能性がある。
【0010】本発明の目的は、上記の問題を解決し、油
槽ケース内の圧力上昇を迅速にかつ正確に検出し、排気
ガスの漏洩事故やポンプの破損事故を未然に防止する油
回転真空ポンプの圧力異常検出装置を提供することにあ
る。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明に係る油回転真空
ポンプの圧力異常検出装置は、上記の目的を達成するた
め、油槽ケース内に貯留された油の中に配置されたポン
プ部を有する油回転真空ポンプにおいて、油回転真空ポ
ンプの油槽ケースの内部の油面下に開口端を有しかつ油
槽ケースからリークタイトにポンプの外部に取り出され
圧力検出用の管部材に圧力計に設置し、この圧力計は
管部材および油槽ケース内の油を介して油槽ケース内の
圧力を検出し、この圧力計の出力信号に基づいてポンプ
保護停止用のリレー接点や異常信号などを取り出せるよ
うに構成されている。
【0012】また本発明に係る油回転真空ポンプの圧力
異常検出装置は、油槽ケース内に貯留された油の中に配
置されたポンプ部と不活性ガス導入部とオイルバブラ用
配管を有する油回転真空ポンプにおいて、オイルバブラ
用配管に付設され油槽ケース内の圧力異常を検出するた
めの圧力計を備え、この圧力計はオイルバブラ用配管お
よび油槽ケース内の油を介して油槽ケース内の圧力を検
出するように構成されている。さらに圧力計で圧力異常
を検出するための基準圧力は1.5〜3kg/cm2
度の範囲で設定されることが望ましい。
【0013】
【作用】本発明による油回転真空ポンプの圧力異常検出
装置では、油槽ケース内および排気口部以降の配管内の
圧力上昇を直ちに検出し、ポンプを保護停止することが
できるので、排気側配管からのガス漏れや、加圧による
ポンプの破損を未然に防止することができる。
【0014】また油槽ケース内の油面上に開口端を有す
る配管に取り付けた圧力計や、排気口配管の一部に取り
付けた圧力計によりこれらの圧力をモニタすることも可
能であるが、腐食性のガス等を排気する場合には、この
ように設置した圧力計は、排気ガスにさらされるため早
期に劣化するおそれがある。そこで、油面下に開口端を
有する管部材を利用して油に介して圧力を検出すること
により、排気ガスが直接圧力計に接しなくなるため、特
に圧力計の耐食性等を考慮する必要もなく、安価な通常
型圧力計を保護設備として用いることが可能となる。
【0015】
【実施例】以下に、本発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。
【0016】図1は本発明の第1の実施例を示し、前述
した図3の油回転真空ポンプを改良したものである。図
1で、図3で説明した要素と実質的に同一の要素には同
一の符号を付している。
【0017】油回転真空ポンプのポンプ本体1はモータ
部2とポンプ部3から構成される。モータ部2はそのモ
ータシャフト2aに冷却用ファン13を備え、冷却用フ
ァン13でポンプ本体1の温度上昇を抑制する。またモ
ータ部3の入力部には、サーマルリレーやヒューズ等の
保護装置(図示せず)が装着されており、モータ部2が
加熱した場合や過負荷状態となった場合の焼損保護につ
いては従来装置と同様に行われる。
【0018】ポンプ部3は、その大部分が油槽ケース3
aに貯留された油4の中に配置される。この実施例では
一例として2段構成のポンプ部を示し、第1ポンプ室5
と第2ポンプ室6を備えている。第1ポンプ室5には第
1ポンプ用ロータ9aとこれに固定された第1ポンプ用
ベーン10aを設け、第2ポンプ室6には第2ポンプ用
ロータ9bとこれに固定された第2ポンプ用ベーン10
bを設ける。第1ポンプ用ロータ9aと第2ポンプ用ロ
ータ9bの回転シャフトは、モータ部2のシャフト2a
に連結されている。ロータおよびベーンの構造はよく知
られているのでここでは詳述しない。ポンプ部3におい
て、8は吸気口、11a〜11cは排気口を形成する排
気弁である。14a〜14cは排気弁11a〜11cに
所定の圧力を加える排気弁押さえバネ、また7は油ポン
プで、油槽ケース3a内に貯留される油4から適当な量
の油を潤滑・真空シール・放熱のために第1ポンプ室5
および第2ポンプ室6に供給する。また12は油槽ケー
ス3aの排気口、15a,15bはガスケット、16は
油量計、17は油注入口、18は油排出口である。上記
構成に対して、さらに一端の開口部が油4の中に配置さ
れた圧力検出用パイプ19を設け、他端の開口部が油槽
ケース3aの外に配置されるように延設された前記パイ
プ19の他端に圧力計20を付設している。圧力計20
は、通常市販されている従来のものを用いている。具体
的に例えば半導体圧力センサを利用する。
【0019】上記構成を有する油回転真空ポンプの基本
動作は、従来技術の箇所で図3を参照して説明した油回
転真空ポンプと全く同じである。
【0020】図1に示した構成において、排気口12の
先の配管が詰まる等の何等かの原因によって油槽ケース
3aの内部が加圧状態となった場合、油槽ケース2内に
貯溜している油にも加圧状態が生じ、その圧力が上昇
し、圧力検出パイプ19を通じて圧力計20により油槽
ケース3a内の圧力上昇が検出される。そこで予め基準
となる圧力を設定しておき、この基準圧力と上昇した圧
力を比較し、検出した圧力が基準圧力を越えたときには
異常を知らせる信号や油回転真空ポンプの保護停止する
信号S1を発するように構成している。信号S1を発生
する構成は、本実施例のごとく圧力計の中に設けること
もできるし、圧力計は検出した圧力信号を出力し、その
圧力信号を外部に付加した装置で処理して信号S1を発
生するように構成することもできる。
【0021】上記において、設定される基準圧力として
は絶対圧で1.5〜3kg/cm2程度の範囲が望まし
く、例えば1.5kg/cm2 で異常信号を発し、2k
g/cm2 でポンプを保護停止するように構成する。
【0022】図2は本発明の第2の実施例を示し、前述
の図4で説明した油回転真空ポンプに対応する実施例で
ある。図1で説明された油回転真空ポンプの構成に対し
て付加される要素として、21は不活性ガスパージ導入
口、23はガスバラスト導入口、24はオイルバブラ
(オイルバブラ用配管の意味)、24aはオイルバブラ
導入口、22は導入される不活性ガスである。この実施
例では、油槽ケース3a内の油4中に既にオイルバブラ
24が設置されているので、前記実施例のごとく新たに
圧力検出パイプ19を設ける必要はない。そこでオイル
バブラ24に、前記実施例で説明した圧力上昇状態を検
出するための圧力計20を付設し、さらに前記実施例の
場合と同様に保護接点等を設けるだけでよい。このとき
オイルバブラ24から不活性ガス22を導入していない
場合には、オイラバブラ24は圧力検出パイプ19と全
く同様に用いればよい。またオイルバブラ24を使用
し、ここから不活性ガス22等を導入している場合に
は、オイルバブラ24のライン上に圧力計20を設置す
ることにより、圧力計20は油槽ケース3aの内部圧力
に対応して変化するので、これにより保護出力が得られ
る。
【0023】上記第2実施例の場合には、油槽ケース3
a内の圧力と、油の重さによる圧力と、さらに不活性ガ
ス22の吹き出し圧力が付加されるので、圧力計20で
検出を行うための基準となる圧力の設定は、圧力検出パ
イプ19を用いる場合に比べて、やや高くした方が良
く、例えば2kg/cm2 で異常信号を発し、3kg/
cm2 でポンプを保護停止するよう構成する。
【0024】上記のようにして、排気口配管の目詰まり
や排ガス処理設備等に何等かの異常が発生し、油回転真
空ポンプの油槽ケース3a内の圧力が上昇した場合に
は、直ちにこれを検出し、排気ガスの外部への漏洩やポ
ンプの破損を未然に防止することが可能となる。
【0025】前記各実施例では2段式ポンプについて説
明したが、1段式のポンプの場合も全く同様に構成する
ことができる。
【0026】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明によ
れば、油槽ケースに貯留した油の中に開口端を有する管
部材を配置して外部に延設し、さらに圧力計を設けるこ
とによって保護手段を施すようにしたため、油槽ケース
内の圧力上昇を正確にかつ迅速に検出することができ、
排気ガスの漏洩事故やポンプの破損事故を未然に防止す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る油回転真空ポンプの第1実施例を
示す縦断面図である。
【図2】本発明に係る油回転真空ポンプの第2実施例を
示す縦断面図である。
【図3】従来の油回転真空ポンプの第1の構成例を示す
縦断面図である。
【図4】従来の油回転真空ポンプの第2の構成例を示す
縦断面図である。
【図5】油槽ケース内圧力とモータ電流値の関係を示す
グラフである。
【図6】油槽ケース内圧力とポンプ本体の温度の関係を
示すグラフである。
【符号の説明】
1 ポンプ本体 2 モータ部 3 ポンプ部 4 油 5 第1ポンプ室 6 第2ポンプ室 7 油ポンプ 8 吸気口 9a,9b ロータ 10a,10b ベーン 12 排気口 13 冷却ファン 19 圧力検出パイプ 20 圧力計 21 不活性ガスパージ導入口 22 不活性ガス 23 ガスバラスト導入口 24 オイルバブラ(オイルバブラ用
配管)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−128588(JP,A) 特開 平4−140494(JP,A) 特開 平4−140493(JP,A) 特開 昭60−51511(JP,A) 特公 昭62−20117(JP,B1) 実公 平2−1513(JP,Y2) 実公 昭63−27106(JP,Y2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F04C 25/02 F04C 29/10

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 油槽ケース内に貯留された油の中に配置
    されたポンプ部を有する油回転真空ポンプにおいて、油
    槽ケース内の油面下に開口端を有しかつ前記油槽ケース
    から外部に延設された圧力検出用の管部材と、前記管部
    材に付設され前記油槽ケース内の圧力異常を検出するた
    めの圧力計とからなり、この圧力計は前記管部材および
    前記油槽ケース内の前記油を介して前記油槽ケース内の
    圧力を検出することを特徴とする油回転真空ポンプの圧
    力異常検出装置。
  2. 【請求項2】 油槽ケース内に貯留された油の中に配置
    されたポンプ部と不活性ガス導入部とオイルバブラ用配
    管を有する油回転真空ポンプにおいて、前記オイルバブ
    ラ用配管に付設され前記油槽ケース内の圧力異常を検出
    するための圧力計を備え、この圧力計は前記オイルバブ
    ラ用配管および前記油槽ケース内の前記油を介して前記
    油槽ケース内の圧力を検出することを特徴とする油回転
    真空ポンプの圧力異常検出装置。
  3. 【請求項3】 請求項1または2記載の油回転真空ポン
    プの圧力異常検出装置において、前記圧力計で圧力異常
    を検出するための基準圧力は1.5〜3kg/cm2
    度の範囲で設定されることを特徴とする油回転真空ポン
    プの圧力異常検出装置。
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