JP5892559B2 - ポンプ装置 - Google Patents
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Description
上記ポンプ本体は、吸入口と、吐出口と、ポンプ室と、可動部材と、駆動部とを有する。上記ポンプ室は、上記吸入口と上記吐出口と各々連通可能である。上記可動部材は、上記ポンプ室へのガスの吸入と上記ポンプ室からのガスの排出とを交互に行う。上記駆動部は、上記可動部材を駆動し、回転速度に応じて上記吐出口から吐出されるガスの流量を変化させることが可能なモータを含む。
上記温度センサは、上記ポンプ本体に取り付けられ、上記吐出口から吐出されるガスの温度又は上記ポンプ本体の温度を測定し、上記ガスの温度に関連する情報を含む温度信号を出力する。
上記コントローラは、入力部と、演算部と、出力部とを有する。上記入力部は、上記吐出口から吐出される上記ガスの基準流量を指定する外部信号が入力される。上記演算部は、上記温度信号に基づいて上記吐出口から吐出される上記ガスの実流量を演算する。上記出力部は、上記実流量が上記基準流量と一致するように上記モータの回転速度を補正する補正信号を出力する。
上記ポンプ本体に取り付けられた温度センサによって、上記吐出口から吐出されるガスの温度又は上記ポンプ本体の温度が測定される。
上記温度センサの出力に含まれる上記ガスの温度に関連する温度信号に基づいて上記吐出口から吐出される前記ガスの実流量が演算される。
上記実流量が上記基準流量と一致するように上記基準回転速度が補正され、補正された回転速度信号が上記モータへ出力される。
上記ポンプ本体は、吸入口と、吐出口と、ポンプ室と、可動部材と、駆動部とを有する。上記ポンプ室は、上記吸入口と上記吐出口と各々連通可能である。上記可動部材は、上記ポンプ室へのガスの吸入と上記ポンプ室からのガスの排出とを交互に行う。上記駆動部は、上記可動部材を駆動し、回転速度に応じて上記吐出口から吐出されるガスの流量を変化させることが可能なモータを含む。
上記温度センサは、上記ポンプ本体に取り付けられ、上記吐出口から吐出されるガスの温度又は上記ポンプ本体の温度を測定し、上記ガスの温度に関連する情報を含む温度信号を出力する。
上記コントローラは、入力部と、演算部と、出力部とを有する。上記入力部は、上記吐出口から吐出される上記ガスの基準流量を指定する外部信号が入力される。上記演算部は、上記温度信号に基づいて上記吐出口から吐出される上記ガスの実流量を演算する。上記出力部は、上記実流量が上記基準流量と一致するように上記モータの回転速度を補正する補正信号を出力する。
ポンプ本体の温度特性を考慮した補正を加えることで、ポンプ本体から吐出されるガスの流量を更に高精度に制御することができる。
これにより、第1の温度と第3の温度との間におけるガスの流量特性を、第3の温度と第2の温度との間におけるガスの流量特性と対応させることができ、第1の温度から第2の温度にわたって流量と回転速度との間に線形的な相関をもたせることができる。
上記第1の弁は、上記吸入口と上記ポンプ室との間に取り付けられ、上記吸入口から上記ポンプ室へのガスの流れを許容する。
上記第2の弁は、上記ポンプ室と上記吐出口との間に取り付けられ、上記ポンプ室のガスの圧力が第1の圧力以上である場合に上記ポンプ室から上記吐出口への上記ガスの流れを許容する。
上記第3の弁は、上記ポンプ本体に取り付けられ、上記吸入口と上記吐出口との間のガスの圧力が上記第1の圧力よりも大きい第2の圧力以下の場合に上記吸入口から上記吐出口へ向かう上記ガスの流れを制限する。
上記ポンプ本体に取り付けられた温度センサによって、上記吐出口から吐出されるガスの温度又は上記ポンプ本体の温度が測定される。
上記温度センサの出力に含まれる上記ガスの温度に関連する温度信号に基づいて上記吐出口から吐出される前記ガスの実流量が演算される。
上記実流量が上記基準流量と一致するように上記基準回転速度が補正され、補正された回転速度信号が上記モータへ出力される。
図1は本発明の第1の実施形態に係るポンプシステムを示す図である。本実施形態のポンプシステム1は、圧力源2と、ポンプ装置3と、処理部4と、制御部5とを有する。
次に、図2を参照してポンプ装置3の詳細を説明する。図2は、ポンプ装置3の構造を示す断面図である。本実施形態においてポンプ装置3は、ダイアフラムポンプで構成される。
ポンプ装置3は、金属製のケーシング10と、駆動部20と、可動部材30と、コントローラ50とを有する。ケーシング10、駆動部20及び可動部材30は、ポンプ装置3のポンプ本体を構成する。本実施形態においてコントローラ50は上記ポンプ本体に取り付けられるが、これに限られず、上記ポンプ本体の外部に備えられていてもよい。
コントローラ50は、駆動部20のモータケース22の内部に配置される。コントローラ50は、ICチップ等の各種電子部品を有し、制御部5及びモータ21と電気的に接続された配線基板で構成される。コントローラ50は、制御部5から入力される制御信号(Vsp)を受けて、モータ21を駆動する。
QT=QT0(273+T0)/(273+T) …(1)
ここで、QTは温度Tでの流量[NL/min]、QT0は基準温度T0での流量[NL/min]、Tは雰囲気温度[℃]、T0は基準温度(20℃)である。
Qt=QT0(273+T0)/(273+t) …(2)
ここで、Qtは温度tでの流量[NL/min]、QT0は基準温度T0での流量[NL/min]、tはモータ表面温度[℃]、T0は基準温度(20℃)である。
次に、以上のように構成されるポンプ装置3の典型的な動作例を説明する。図6は、ポンプ装置3の制御フローである。
Qt=QT0×C(t)×D(t) …(3)
これにより、高温側の領域Aだけでなく低温側の領域Bに対しても理論値に対応したモータの回転制御を実行することが可能となる。
図14は本発明の第2の実施形態に係るポンプ装置の構造を示す断面図である。以下、第1の実施形態と異なる構成について主に説明し、上述の実施形態と同様の構成については同様の符号を付しその説明を省略または簡略化する。
続いて本発明の第3の実施形態について説明する。以下、第1の実施形態と異なる構成について主に説明し、上述の実施形態と同様の構成については同様の符号を付しその説明を省略または簡略化する。
10…ケーシング
20…駆動部
30…可動部材
31…ダイアフラム
41…吸入弁
42…吐出弁
50…コントローラ
61…温度センサ
80…弁機構
91,92,94…規制部材
100…ポンプ室
101…吸入口
102…吐出口
Claims (6)
- 吸入口と、吐出口と、前記吸入口及び前記吐出口と各々連通可能なポンプ室と、前記ポンプ室へのガスの吸入と前記ポンプ室からのガスの排出とを交互に行う可動部材と、前記可動部材を駆動し、回転速度に応じて前記吐出口から吐出されるガスの流量を変化させることが可能なモータを含む駆動部とを有するポンプ本体と、
前記ポンプ本体に取り付けられ、前記吐出口から吐出されるガスの温度又は前記ポンプ本体の温度を測定することで、前記ガスの温度に関連する温度信号を出力する温度センサと、
前記吐出口から吐出される前記ガスの基準流量を指定する外部信号が入力される入力部と、前記温度信号に基づいて前記吐出口から吐出される前記ガスの実流量を演算する演算部と、前記実流量が前記基準流量と一致するように前記モータの回転速度を補正する補正信号を出力する出力部とを有するコントローラと、
前記吸入口と前記ポンプ室との間に取り付けられ、前記吸入口から前記ポンプ室へのガスの流れを許容する第1の弁と、
前記ポンプ室と前記吐出口との間に取り付けられ、前記ポンプ室のガスの圧力が第1の圧力以上である場合に前記ポンプ室から前記吐出口への前記ガスの流れを許容する第2の弁と、
前記ポンプ本体に取り付けられ、前記吸入口と前記吐出口との間のガスの圧力が前記第1の圧力よりも大きい第2の圧力以下の場合に前記吸入口から前記吐出口へ向かう前記ガスの流れを制限する第3の弁と
を具備するポンプ装置。 - 請求項1に記載のポンプ装置であって、
前記コントローラは、予め取得された前記ポンプ本体の温度特性を含む補正係数を記憶する記憶部をさらに有し、
前記演算部は、前記温度信号に基づいて算出されるガス流量に前記補正係数を乗じることで前記ガスの実流量を演算する
ポンプ装置。 - 請求項2に記載のポンプ装置であって、
前記補正係数は、第1の温度から前記第1の温度よりも高い第2の温度までにおける前記温度特性の近似関数であり、
前記近似関数は、前記第1の温度と、前記第1の温度よりも高く前記第2の温度よりも低い第3の温度との間において前記モータの回転速度を上昇させる補正信号を生成する
ポンプ装置。 - 請求項1に記載のポンプ装置であって、
前記第3の弁は、前記第1の圧力以上、前記第2の圧力以下の圧力に応じて、開度が連続的に変化する弁部材を含む
ポンプ装置。 - 請求項4に記載のポンプ装置であって、
前記弁部材は、全閉時に所定流量以下のガスの流れを許容する通孔を有する
ポンプ装置。 - 請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のポンプ装置であって、
前記第1の弁及び前記第2の弁は、
前記ポンプ本体に固定される第1の端部と、前記ガスの流れに応じて移動する第2の端部とを有する弁体と、
前記弁体に間隙を介して対向配置され、前記第2の端部の移動量を制限する規制部材と、をそれぞれ有する
ポンプ装置。
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