JP6078748B2 - Suction system and suction method - Google Patents
Suction system and suction method Download PDFInfo
- Publication number
- JP6078748B2 JP6078748B2 JP2013243613A JP2013243613A JP6078748B2 JP 6078748 B2 JP6078748 B2 JP 6078748B2 JP 2013243613 A JP2013243613 A JP 2013243613A JP 2013243613 A JP2013243613 A JP 2013243613A JP 6078748 B2 JP6078748 B2 JP 6078748B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- suction
- connection state
- vacuum
- vacuum pressure
- suction device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
- Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
Description
本発明は、第1吸引装置および第2吸引装置を備えると共に両吸引装置を並列接続状態および直列接続状態のいずれかに切り替えた状態で吸引対象から気体を吸引可能に構成された吸引システム、並びに、そのような吸引システムによって吸引対象から気体を吸引する吸引方法に関するものである。 The present invention includes a suction system including a first suction device and a second suction device and configured to be able to suck a gas from a suction target in a state in which both suction devices are switched between a parallel connection state and a serial connection state, and The present invention relates to a suction method for sucking a gas from a suction target using such a suction system.
この種の吸引システムとして、下記の特許文献1に真空排気装置が開示されている。この真空排気装置は、一対の真空ポンプと、両真空ポンプを並列接続状態および直列接続状態のいずれかに切り替えるための3つのバルブとを備えて構成されている。この真空排気装置では、まず、両真空ポンプを動作させると共に、各バルブの開閉状態を変更して両真空ポンプを並列接続状態に切り替える。この際には、両真空ポンプによって被排気装置(吸引対象)から空気が吸引され、被排気装置と両真空ポンプとを相互に接続している配管内が真空状態となる。
As a suction system of this type, a vacuum exhaust device is disclosed in
次いで、配管内の真空圧が規定圧に達したとき(配管内の真空圧が、並列接続状態では空気を吸引するのが困難な程度に高い真空圧となったとき)に、両真空ポンプを作動させた状態を維持しつつ、各バルブの開閉状態を変更して両真空ポンプを直列接続状態に切り替える。この際には、上流側の真空ポンプの排出口から排出される空気が下流側の真空ポンプによって吸引されて上流側の真空ポンプの排気抵抗が軽減されるため、上流側の真空ポンプの吸引効率が向上する。この結果、並列接続状態での運転によって配管内がある程度高い真空圧となっていても、直列接続状態に切り替えた両真空ポンプによってさらに空気を吸引することができ、これにより、並列接続状態で運転していたときよりも、配管内の真空圧が上昇して十分に高い真空圧となる。 Next, when the vacuum pressure in the pipe reaches the specified pressure (when the vacuum pressure in the pipe is high enough to suck air in the parallel connection state), both vacuum pumps are turned on. While maintaining the operated state, the open / close state of each valve is changed to switch both vacuum pumps to a serial connection state. At this time, the air discharged from the discharge port of the upstream vacuum pump is sucked by the downstream vacuum pump and the exhaust resistance of the upstream vacuum pump is reduced, so that the suction efficiency of the upstream vacuum pump is reduced. Will improve. As a result, even if the inside of the piping is at a somewhat high vacuum pressure due to the operation in the parallel connection state, it is possible to suck more air by both the vacuum pumps switched to the serial connection state, and thus the operation in the parallel connection state. The vacuum pressure in the pipe rises to a sufficiently high vacuum pressure than when it was.
ところが、従来の真空排気装置には、以下の解決すべき問題点が存在する。すなわち、従来の真空排気装置では、運転開始時に両真空ポンプを並列接続状態で作動させることで両真空ポンプによって単位時間あたりに多くの空気を吸引して配管内を短時間である程度の真空圧とした後に、両真空ポンプを直列接続状態に切り替えてさらに空気を吸引することで配管内の真空圧をさらに上昇させる構成および方法を採用している。一方、この種の吸引システムには、そのランニングコストを低減すべきとの要望がある。 However, the conventional vacuum exhaust apparatus has the following problems to be solved. That is, in the conventional evacuation apparatus, by operating both vacuum pumps in a parallel connection state at the start of operation, a large amount of air is sucked per unit time by both vacuum pumps, and a certain vacuum pressure is set in the pipe in a short time. After that, a configuration and a method are adopted in which both vacuum pumps are switched to a serial connection state and air is further sucked to further increase the vacuum pressure in the pipe. On the other hand, there is a demand for reducing the running cost of this type of suction system.
この場合、上記の真空排気装置における両真空ポンプとして、小型の真空ポンプを採用したり、回転数可変型の真空ポンプを採用して両真空ポンプの回転数を低下させたりすることにより、消費電力量を低減してランニングコストを低減することが可能となる。しかしながら、小型の真空ポンプは吸引能力が低いため、並列接続状態において単位時間あたりに吸引可能な空気の量が減少して配管内の真空圧を短時間で上昇させるのが困難になると共に、直列接続状態において配管内の真空圧を十分に上昇させ得る十分な量の空気を吸引するのが困難となる。また、吸引能力が高い真空ポンプを採用したとしても、並列接続状態において両真空ポンプの回転数を低下させたときには、単位時間あたりに吸引可能な空気の量が減少して配管内の真空圧を短時間で上昇させるのが困難となり、直列接続状態において両真空ポンプの回転数を低下させたときには、配管内の真空圧を十分に上昇させ得る十分な量の空気を吸引するのが困難となる。したがって、従来の真空排気装置のような吸引システムでは、並列接続状態において配管内の真空圧を短時間で上昇させ、かつ直列接続状態において吸引対象から十分な量の空気を吸引可能としつつ、そのランニングコストを低減するのが困難となっているという問題点がある。 In this case, power consumption can be reduced by adopting a small vacuum pump as the both vacuum pumps in the above-described vacuum exhaust system or by reducing the number of rotations of both vacuum pumps by adopting a variable rotation speed type vacuum pump. The running cost can be reduced by reducing the amount. However, since a small vacuum pump has a low suction capability, the amount of air that can be sucked per unit time in a parallel connection state decreases, making it difficult to increase the vacuum pressure in the pipe in a short time, and in series. It is difficult to suck a sufficient amount of air that can sufficiently increase the vacuum pressure in the pipe in the connected state. Even if a vacuum pump with a high suction capacity is used, if the number of rotations of both vacuum pumps is reduced in a parallel connection state, the amount of air that can be sucked per unit time will decrease and the vacuum pressure in the pipe will be reduced. It becomes difficult to raise in a short time, and when the number of rotations of both vacuum pumps is reduced in a serial connection state, it becomes difficult to suck a sufficient amount of air that can sufficiently raise the vacuum pressure in the pipe. . Therefore, in a suction system such as a conventional vacuum exhaust device, the vacuum pressure in the pipe is increased in a short time in the parallel connection state, and a sufficient amount of air can be sucked from the suction target in the serial connection state. There is a problem that it is difficult to reduce the running cost.
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、並列接続状態において配管内の真空圧を短時間で上昇させ、かつ直列接続状態において吸引対象から十分な量の空気を吸引可能としつつ、そのランニングコストを十分に低減し得る吸引システムおよび吸引方法を提供することを主目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, while raising the vacuum pressure in the pipe in a short time in the parallel connection state and allowing a sufficient amount of air to be sucked from the suction target in the serial connection state. The main object is to provide a suction system and a suction method capable of sufficiently reducing the running cost.
上記目的を達成すべく、請求項1記載の吸引システムは、第1吸引装置および第2吸引装置を備えて当該両吸引装置によって吸引対象から気体を吸引可能に構成されると共に、前記両吸引装置の吸入口を前記吸引対象にそれぞれ接続する並列接続状態と、前記第1吸引装置の前記吸入口を前記吸引対象に接続すると共に前記第2吸引装置の前記吸入口を当該第1吸引装置の排出口に接続する直列接続状態とのいずれかに切り替え可能に構成された吸引システムであって、前記両吸引装置としての回転数可変型の吸引装置と、前記両吸引装置の回転数を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記両吸引装置が前記並列接続状態から前記直列接続状態に切り替えられている状態において当該吸引システムを前記吸引対象に接続する配管内の真空圧が予め規定された第1真空圧まで上昇するとの第1条件が満たされたときに前記第2吸引装置の回転数を低下させると共に、前記第2吸引装置の回転数を低下させている状態において前記配管内の真空圧が前記第1真空圧よりも低い予め規定された第2真空圧まで低下するとの第2条件が満たされたときに前記第1吸引装置の回転数を上昇させる。
In order to achieve the above object, the suction system according to
請求項2記載の吸引システムは、請求項1記載の吸引システムにおいて、前記制御部は、前記第1条件が満たされたときに前記第2吸引装置の回転数を前記並列接続状態から前記直列接続状態に切り替えられた時点における回転数よりも低下させる。
The suction system according to claim 2, wherein in the suction system according to
請求項3記載の吸引システムは、請求項1または2記載の吸引システムにおいて、前記制御部は、前記第2条件が満たされたときに前記第1吸引装置の回転数を前記並列接続状態から前記直列接続状態に切り替えられた時点における回転数よりも上昇させる。 A suction system according to a third aspect of the present invention is the suction system according to the first or second aspect, wherein the control unit changes the rotational speed of the first suction device from the parallel connection state when the second condition is satisfied. The number of revolutions is increased from that at the time of switching to the serial connection state.
請求項4記載の吸引方法は、回転数可変型の第1吸引装置および回転数可変型の第2吸引装置を備えて当該両吸引装置によって吸引対象から気体を吸引可能に構成されると共に、前記両吸引装置の吸入口を前記吸引対象にそれぞれ接続する並列接続状態と、前記第1吸引装置の前記吸入口を前記吸引対象に接続すると共に前記第2吸引装置の前記吸入口を当該第1吸引装置の排出口に接続する直列接続状態とのいずれかに切り替え可能に構成された吸引システムによって前記吸引対象から前記気体を吸引する吸引方法であって、前記両吸引装置が前記並列接続状態から前記直列接続状態に切り替えられている状態において前記吸引システムを前記吸引対象に接続する配管内の真空圧が予め規定された第1真空圧まで上昇するとの第1条件が満たされたときに前記第2吸引装置の回転数を低下させると共に、前記第2吸引装置の回転数を低下させている状態において前記配管内の真空圧が前記第1真空圧よりも低い予め規定された第2真空圧まで低下するとの第2条件が満たされたときに前記第1吸引装置の回転数を上昇させる。
The suction method according to
請求項5記載の吸引方法は、請求項4記載の吸引方法において、前記第1条件が満たされたときに前記第2吸引装置の回転数を前記並列接続状態から前記直列接続状態に切り替えた時点における回転数よりも低下させる。
The suction method according to
請求項6記載の吸引方法は、請求項4または5記載の吸引方法において、前記第2条件が満たされたときに前記第1吸引装置の回転数を前記並列接続状態から前記直列接続状態に切り替えた時点における回転数よりも上昇させる。
The suction method according to claim 6 is the suction method according to
請求項1記載の吸引システム、および請求項4記載の吸引方法によれば、直列接続状態において第1条件が満たされたときに第2吸引装置の回転数を低下させると共に、第2吸引装置の回転数を低下させている状態において第2条件が満たされたときに第1吸引装置の回転数を上昇させることにより、直列接続状態に切り替えたことで並列接続状態よりも高い真空圧となるように吸引対象から十分な量の空気を吸引可能としつつ、第2吸引装置の回転数を低下させた分だけ、直列接続状態における両吸引装置の消費電力の総和を十分に低減することができ、また、直列接続状態において吸引対象からさらに多くの空気を吸引するために第1吸引装置の回転数を上昇させたときにも、第2吸引装置の回転数を低下させている分だけ、両吸引装置の消費電力の総和が過剰に大きくなる事態を回避することができる。これにより、直列接続状態において十分に高い真空圧となるように吸引対象から十分な量の空気を吸引可能としつつ、そのランニングコストを十分に低減することができる。さらに、小型のポンプを採用したり、並列接続状態における両吸引装置の回転数を低下させたりするのとは異なり、運転開始直後、すなわち、並列接続状態における両吸引装置の回転数を必要に応じて十分に高い回転数とすることで、配管内の真空圧を短時間で上昇させることができる。
According to the suction system according to
また、請求項2記載の吸引システム、および請求項5記載の吸引方法によれば、第1条件が満たされたときに第2吸引装置の回転数を並列接続状態から直列接続状態に切り替えた時点における回転数よりも低下させることにより、並列接続状態のときよりも第2吸引装置の消費電力を確実に低減することができるため、両吸引装置の消費電力の総和を確実に低減することができる。
According to the suction system according to claim 2 and the suction method according to
さらに、請求項3記載の吸引システム、および請求項6記載の吸引方法によれば、第2条件が満たされたときに第1吸引装置の回転数を並列接続状態から直列接続状態に切り替えた時点における回転数よりも上昇させることにより、直列接続状態に切り替えたことによる真空圧の上昇に加えて、第1吸引装置の吸引能力を並列接続状態のときよりも上昇させる分だけ、直列接続状態における真空圧を一層高い真空圧まで確実に上昇させることができる。
Furthermore, according to the suction system according to
なお、本明細書においては、「大気圧よりも低い圧力(負圧)」を「真空圧」といい、「大気圧以上の圧力(正圧)」を単に「圧力」という。また、絶対真空に近い真空圧となっている状態を「真空圧が高い状態(高真空状態)」といい、大気圧に近い真空圧となっている状態を「真空圧が低い状態(低真空状態)」といい、大気圧に近い真空圧から絶対真空に近い真空圧に変化することを「真空圧が上昇する」といい、絶対真空に近い真空圧から大気圧に近い真空圧に変化することを「真空圧が低下する」という。 In the present specification, “pressure lower than atmospheric pressure (negative pressure)” is referred to as “vacuum pressure”, and “pressure above atmospheric pressure (positive pressure)” is simply referred to as “pressure”. In addition, a state in which the vacuum pressure is close to absolute vacuum is referred to as “high vacuum pressure (high vacuum state)”, and a state in which the vacuum pressure is close to atmospheric pressure is referred to as “low vacuum pressure (low vacuum). State) ”, changing from a vacuum pressure close to atmospheric pressure to a vacuum pressure close to absolute vacuum is called“ vacuum pressure rises ”, and changes from a vacuum pressure close to absolute vacuum to a vacuum pressure close to atmospheric pressure. This is called "vacuum pressure decreases".
以下、添付図面を参照して、吸引システムおよび吸引方法の実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of a suction system and a suction method will be described with reference to the accompanying drawings.
最初に、吸引システム1の構成について、添付図面を参照して説明する。
First, the configuration of the
図1に示す吸引システム1は、「吸引システム」の一例であって、真空ポンプ2a,2b、インバータ回路2c、圧力センサ3および制御部4を備え、射出成型機、吸着保持装置、真空包装機、並びに、箱体および袋体等の各種容器内の空気を脱気する工具等の各種吸引対象(図示せず)から真空ポンプ2a,2bによって空気(「気体」の一例)を吸引する(吸引対象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、この吸引システム1では、真空ポンプ2aの吸入口が配管P1a,P1を介して吸引対象に接続されると共に、真空ポンプ2bの吸入口が配管P1b,P1を介して吸引対象に接続され、かつ、真空ポンプ2aの排出口が配管P2aを介して大気開放されると共に、真空ポンプ2bの排出口が配管P2bを介して大気開放されている。
A
この場合、配管P1aには、配管P1側から真空ポンプ2aに向かう向きへの空気の通過を許容し、かつ逆向きへの空気の通過を規制する逆止弁(ボール式、ディスク式、およびスイング式などの機械式一方向性弁:一例として、ボールチェックバルブ)CV1が配設されている。また、配管P1bには、配管P1側から真空ポンプ2bに向かう向きへの空気の通過を許容し、かつ逆向きへの空気の通過を規制する逆止弁(一例として、ボールチェックバルブ)CV2が配設されている。これにより、この吸引システム1では、真空ポンプ2a,2bの停止時においても、ある程度の時間に亘って配管P1内の真空圧の低下を阻止することが可能となっている。さらに、配管P2aには、真空ポンプ2aからの空気の排出を許容し、かつ逆向きへの空気の通過(大気の侵入)を規制する逆止弁(一例として、ボールチェックバルブ)CV3が配設されている。
In this case, a check valve (a ball type, a disk type, and a swing type) that allows the passage of air in the direction from the piping P1 side toward the vacuum pump 2a and restricts the passage of air in the reverse direction is provided in the piping P1a. Mechanical one-way valve such as a type: As an example, a ball check valve (CV1) is provided. The pipe P1b has a check valve (for example, a ball check valve) CV2 that allows air to pass from the pipe P1 to the
また、この吸引システム1では、一端部が上記の配管P2aを介して真空ポンプ2aの排出口に接続され、他端部が上記の配管P1bを介して真空ポンプ2bの吸入口に接続された配管P3を備えている。この場合、この配管P3には、後述するように制御部4の制御に従って配管P3を開口または閉塞する電磁弁SVが配設されている。これにより、この吸引システム1では、後述するようにして、電磁弁SVを閉塞状態にすることで吸引対象に対して真空ポンプ2a,2bを並列に接続した状態(並列接続状態)と、電磁弁SVを開口状態にすることで吸引対象に対して真空ポンプ2a,2bを直列に接続した状態(直列接続状態)とのいずれかに切り替えることが可能となっている。
In the
真空ポンプ2a,2bは、「回転数可変型の吸引装置」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、後述するようにインバータ回路2cから供給される電力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て構成されている。この場合、本例では、一例として、真空ポンプ2aが「第1吸引装置」に相当し、かつ真空ポンプ2bが「第2吸引装置」に相当する。また、本例の吸引システム1では、一例として、作動用電力の定格周波数が60Hzのモータを動力源としてそれぞれ備えて回転数あたりの吸引能力が同じ真空ポンプ(処理能力が同じ真空ポンプ)で両真空ポンプ2a,2bが構成されている。
The
インバータ回路2cは、制御部4と相俟って「制御部」を構成し、制御部4の制御に従って真空ポンプ2a,2bへの供給電力の周波数をそれぞれ変化させることで真空ポンプ2a,2bを任意の回転数で作動させる(真空ポンプ2a,2bの回転数を制御する)。圧力センサ3は、一例として、前述した配管P1に配設され、真空ポンプ2a,2bによって空気を吸引しているときの配管P1内の真空圧を特定可能なセンサ信号を出力する。
The
制御部4は、吸引システム1を総括的に制御する。具体的には、制御部4は、圧力センサ3からのセンサ信号に基づいて配管P1内の真空圧を演算する。また、制御部4は、演算した配管P1内の真空圧や、吸引システム1の運転状態に応じて、電磁弁SVを閉塞状態に制御して真空ポンプ2a,2bを並列接続状態にしたり、電磁弁SVを開口状態に制御して真空ポンプ2a,2bを直列接続状態にしたりすると共に、インバータ回路2cを制御して真空ポンプ2a,2bに対して任意の周波数の電力を供給させることで真空ポンプ2a,2bの回転数を制御する。なお、配管P1内の真空圧、および吸引システム1の運転状態と、電磁弁SVの開閉制御、およびインバータ回路2cから真空ポンプ2a,2bへの供給電力の周波数との関係については、後に詳細に説明する。
The
次に、吸引システム1による吸引対象からの空気の吸引方法(真空圧の供給方法)について、添付図面を参照して説明する。
Next, an air suction method (vacuum pressure supply method) from the suction target by the
この吸引システム1では、図示しない操作部のスタートスイッチが操作されたときに、制御部4が、まず、電磁弁SVを閉塞状態に制御すると共に、インバータ回路2cを制御して、両真空ポンプ2a,2bの運転を開始させる。この際に、インバータ回路2cは、一例として、両真空ポンプ2a,2bを60Hz(両真空ポンプ2a,2bに搭載されているモータの定格周波数)の電力で運転させる。これに応じて、真空ポンプ2aが配管P1a内の空気を吸引し、かつ真空ポンプ2bが配管P1b内の空気を吸引する。
In this
この場合、真空ポンプ2a,2bの作動開始前には、各配管P1,P1a,P1b,P2a,P2b,P3内が大気圧となっている。したがって、真空ポンプ2aによって配管P1a内の空気が吸引されることで逆止弁CV1が開口状態になると共に、真空ポンプ2bによって配管P1b内の空気が吸引されることで逆止弁CV2が開口状態となり、配管P1を介して接続されている吸引対象から、配管P1および配管P1aを介して真空ポンプ2aに向かって空気が吸引され、かつ配管P1および配管P1bを介して真空ポンプ2bに向かって空気が吸引される。これにより、配管P1,P1a,P1b内が真空状態となり、真空ポンプ2a,2bの作動開始からの経過時間に応じてその真空圧が徐々に上昇する。
In this case, before the operation of the
また、配管P1aから真空ポンプ2aの吸入口に吸引された空気は、排出口から配管P2aに排出される。この際に、配管P2aにおける真空ポンプ2aとは逆側の端部が大気に開放されて大気圧となっているため、真空ポンプ2aの排出口からの空気の排出圧によって逆止弁CV3における真空ポンプ2a側の圧力が上昇する結果、逆止弁CV3が開口状態となる。これにより、真空ポンプ2aから配管P2aに排出された空気が逆止弁CV3を通過して大気中に放出される。また、配管P1bから真空ポンプ2bの吸入口に吸引された空気は、排出口から配管P2bを介して大気中に放出される。この場合、本例では、作動開始直後の並列接続状態において、両真空ポンプ2a,2bを定格周波数である60Hzの電力で運転させている。したがって、異常発熱や耐用寿命の著しい低下などを招くおそれのない回転数のなかでは最も高い吸引能力が発揮される回転数で両真空ポンプ2a,2bを運転させているため、配管P1,P1a,P1b内の真空圧を短時間で好適に上昇させることが可能となっている。
Further, the air sucked from the pipe P1a to the suction port of the vacuum pump 2a is discharged from the discharge port to the pipe P2a. At this time, since the end of the pipe P2a opposite to the vacuum pump 2a is opened to the atmosphere and is at atmospheric pressure, the vacuum in the check valve CV3 is caused by the discharge pressure of air from the discharge port of the vacuum pump 2a. As a result of the pressure on the pump 2a side increasing, the check valve CV3 is opened. Thereby, the air discharged from the vacuum pump 2a to the pipe P2a passes through the check valve CV3 and is released into the atmosphere. Further, the air sucked into the suction port of the
一方、制御部4は、上記の電磁弁SVの閉塞制御およびインバータ回路2cからの電力の供給制御を行うのと同時に、圧力センサ3から出力されるセンサ信号に基づく配管P1内の真空圧の演算を開始する。また、制御部4は、演算した真空圧が、一例として、93.0kPa(並列接続状態で運転を継続するよりも直列接続状態に切り替えた方が単位時間あたりの空気の吸入量(単位時間あたりの真空圧の上昇量)が増加する真空圧、すなわち、並列接続状態から直列接続状態に切り替えた方が、目標とする真空圧まで上昇させるのに必要な電力量を低減できる真空圧)に達したときに、両真空ポンプ2a,2bの回転数を維持させつつ、電磁弁SVを開口制御して両真空ポンプ2a,2bを並列接続状態から直列接続状態に切り替える(「並列接続状態から直列接続状態に切り替えた時点における両真空ポンプ2a,2bの回転数」が「定格周波数の60Hzの電力で運転しているときの回転数」の例)。この際には、電磁弁SVが開口されることにより、真空ポンプ2aの排出口に接続されている配管P2aと、真空ポンプ2bの吸入口に接続されている配管P1bとが配管P3を介して連通した状態となり、この結果、真空ポンプ2aの排出口と真空ポンプ2bの吸入口とが相互に接続された状態となる。
On the other hand, the
また、真空ポンプ2aから配管P2aに排出される空気が配管P3,P1bを介して真空ポンプ2bによって吸引され、これにより、配管P2aにおける逆止弁CV3よりも真空ポンプ2a側の部位が真空状態となる結果、逆止弁CV3が閉塞状態となって配管P2aへの大気の侵入が規制される。さらに、真空ポンプ2aから排出された空気が配管P2a,P3を介して配管P1bに流入する分だけ、配管P1bにおける真空ポンプ2b側(配管P3との接続部位側)の真空圧が配管P1bにおける配管P1側の真空圧よりも低下する結果、逆止弁CV2が閉塞状態となって配管P1から配管P1bへの空気の流入が規制される。これにより、両真空ポンプ2a,2bが直列接続状態となる。
In addition, the air discharged from the vacuum pump 2a to the pipe P2a is sucked by the
この場合、本例の吸引システム1では、制御部4が、並列接続状態から直列接続状態に切り替えたときに、両真空ポンプ2a,2bを60Hzの電力で運転させた状態を維持させる。この際に、この吸引システム1では、真空ポンプ2a,2bが直列接続状態に切り替えられた状態において真空ポンプ2aから排出された空気が真空ポンプ2bによって吸引されるため、真空ポンプ2aの排気抵抗が軽減される分だけ、真空ポンプ2aの吸引効率が向上する。したがって、並列接続状態から直列接続状態に切り替えた状態で両真空ポンプ2a,2bによる空気の吸引を継続することにより、配管P1a,P1内の真空圧が、並列接続状態において到達可能な真空圧(一例として、96.8kPa)よりも高くなった状態においても、吸引対象から空気を吸引することができる。このため、並列接続状態と同じ回転数で両真空ポンプ2a,2bを回転させているにも拘わらず、吸引対象から空気を吸引し続けることができる。これにより、配管P1a,P1内の真空圧がさらに上昇する。
In this case, in the
一方、直列接続状態での運転を継続することにより、圧力センサ3から出力されるセンサ信号に基づく配管P1内の真空圧が、一例として、99.7kPa(「第1真空圧」の一例)となったときに(「第1条件」が満たされたときの一例)、制御部4は、インバータ回路2cを制御して、真空ポンプ2aの回転数を維持させつつ(60Hzの電力で運転を継続させつつ)、真空ポンプ2bを40Hzの電力で運転させることによって真空ポンプ2bの回転数を並列接続状態から直列接続状態に切り替えた時点の回転数(この例では、60Hzの電力で運転した際の回転数)よりも低下させる。この際には、配管P1内の真空圧が、両真空ポンプ2a,2bをそれぞれ60Hzの電力で運転していたときよりも僅かに低下するものの、直列接続状態が維持され、かつ真空ポンプ2aについては60Hzの電力での運転が継続されているため、吸引対象から十分な量の空気を吸引することができる。これにより、配管P1内の真空圧が並列接続状態時において到達可能な真空圧(一例として、96.8kPa)よりも十分に高い真空圧(吸引対象において必要とされている真空圧:一例として、99.6kPa)となる。
On the other hand, by continuing the operation in the series connection state, the vacuum pressure in the pipe P1 based on the sensor signal output from the
この場合、例えば、吸引対象の状態が変化して単位時間あたりに大量の空気が吸引対象から吸引される状態(吸引システム1に対する負荷が増大した状態)となったときには、上記の運転状態では吸引対象から十分に空気を吸引することが困難となり、配管P1内の真空圧が徐々に低下することがある。したがって、制御部4は、一例として、真空ポンプ2bの回転数を低下させた状態において、圧力センサ3から出力されるセンサ信号に基づく配管P1内の真空圧が、一例として、98.0kPa(「第2真空圧」の一例)となったときに(「第2条件」が満たされたときの一例)、インバータ回路2cを制御して、真空ポンプ2bの回転数を維持させつつ(40Hzの電力での運転を継続させつつ)、真空ポンプ2aを80Hzの電力で運転させることによって真空ポンプ2aの回転数を並列接続状態から直列接続状態に切り替えた時点の回転数(この例では、60Hzの電力で運転した際の回転数)よりも上昇させる。
In this case, for example, when the state of the suction target changes and a large amount of air is sucked from the suction target per unit time (a state in which the load on the
これにより、真空ポンプ2aによる吸入量が増加する分だけ吸引対象から十分な量の空気を吸引することが可能となり、配管P1a,P1内の真空圧が徐々に上昇する。なお、この運転状態においては、真空ポンプ2aのモータに対して定格周波数の60Hzよりも高い周波数の電力が供給されて回転数が上昇しているが、真空ポンプ2aから排出された空気が真空ポンプ2bによって吸引されている分だけ真空ポンプ2aにかかる負担が軽減されているため、真空ポンプ2aに異常発熱や耐用寿命の低下などが生じる事態が回避される。 As a result, a sufficient amount of air can be sucked from the suction target as much as the amount of suction by the vacuum pump 2a increases, and the vacuum pressure in the pipes P1a and P1 gradually increases. In this operation state, the motor of the vacuum pump 2a is supplied with electric power having a frequency higher than the rated frequency of 60 Hz and the rotational speed is increased, but the air discharged from the vacuum pump 2a is Since the burden on the vacuum pump 2a is reduced by the amount sucked by 2b, a situation in which abnormal heat generation or a decrease in the service life of the vacuum pump 2a occurs is avoided.
この場合、この吸引システム1では、図2に示すように、並列接続状態の真空ポンプ2a,2bをそれぞれ60Hzの電力で運転させたときに、配管P1内の真空圧が最高で96.8kPaに達することが確認された。また、真空圧が96.8kPaに達したときの真空ポンプ2a,2bによる消費電力は、8.2kWであった。一方、両真空ポンプ2a,2bの回転数を維持しつつ直列接続状態に切り替えたとき、すなわち、直列接続状態の真空ポンプ2a,2bをそれぞれ60Hzの電力で運転させたときには、配管P1内の真空圧が最高で99.9kPaに達することが確認された。また、真空圧が99.9kPaに達したときの真空ポンプ2a,2bによる消費電力は、5.6kWであった。
In this case, in this
これに対して、直列接続状態において、真空ポンプ2aを60Hzの電力で運転させ、かつ真空ポンプ2bを40Hzの電力で運転させたとき(真空ポンプ2bの回転数を、並列接続状態から直列接続状態に切り替えた時点における回転数よりも低下させたとき)には、配管P1内の真空圧が最高で99.6kPaに達することが確認された。また、真空圧が99.6kPaに達したときの真空ポンプ2a,2bによる消費電力は、4.4kWであった。したがって、直列接続状態において真空ポンプ2bの回転数を低下させたときには、直列接続状態において両真空ポンプ2a,2bをそれぞれ60Hzの電力で運転させたときよりも到達可能真空圧がやや低下するものの、並列接続状態において運転しているときよりも十分に高い真空圧となるように十分な量の空気を吸引可能としつつ、その消費電力を十分に低減できることがわかる。
In contrast, when the vacuum pump 2a is operated with 60 Hz power and the
一方、上記の例とは相違するが、直列接続状態において、真空ポンプ2aに対して80Hzの電力を供給し、かつ真空ポンプ2bに対して60Hzの電力を供給したとき(真空ポンプ2bの回転数を低下させることなく、真空ポンプ2aの回転数を、並列接続状態から直列接続状態に切り替えた時点における回転数よりも上昇させたとき)には、配管P1内の真空圧が最高で100.1kPaに達することが確認された。しかしながら、真空圧が100.1kPaに達したときの真空ポンプ2a,2bによる消費電力が、5.8kWであり、そのような運転状態を継続したときには、ランニングコストが高騰することが確認された。
On the other hand, although different from the above example, in a serial connection state, when 80 Hz power is supplied to the vacuum pump 2a and 60 Hz power is supplied to the
これに対して、上記の例のように、直列接続状態において、真空ポンプ2aを80Hzの電力で運転させ、かつ真空ポンプ2bを40Hzの電力で運転させたとき(真空ポンプ2bの回転数を低下させ、かつ真空ポンプ2aの回転数を上昇させたとき)には、配管P1内の真空圧が最高で99.9kPaに達することが確認された。また、真空圧が99.9kPaに達したときの真空ポンプ2a,2bによる消費電力は、4.8kWであった。したがって、真空ポンプ2bの回転数を並列接続状態から直列接続状態に切り替えた時点における回転数よりも低下させ、かつ真空ポンプ2aの回転数を並列接続状態から直列接続状態に切り替えた時点における回転数よりも上昇させることにより、並列接続状態から直列接続状態に切り替えて単に真空ポンプ2aの回転数を上昇させたときよりも到達可能真空圧がやや低いものの、直列接続状態において両真空ポンプ2a,2bの回転数を変更しないとき(両真空ポンプ2a,2bをそれぞれ60Hzの電力で運転させたとき)と同程度の真空圧となるように十分な量の空気を吸引しつつ、その消費電力を十分に低減できることがわかる。
On the other hand, when the vacuum pump 2a is operated with 80 Hz power and the
このように、この吸引システム1、および吸引システム1による吸引方法によれば、直列接続状態において「第1条件」が満たされたときに真空ポンプ2bの回転数を低下させると共に、真空ポンプ2bの回転数を低下させている状態において「第2条件」が満たされたときに真空ポンプ2aの回転数を上昇させることにより、直列接続状態に切り替えたことで並列接続状態よりも高い真空圧となるように吸引対象から十分な量の空気を吸引可能としつつ、真空ポンプ2bの回転数を低下させた分だけ、直列接続状態における両真空ポンプ2a,2bの消費電力の総和を十分に低減することができ、また、直列接続状態において吸引対象からさらに多くの空気を吸引するために真空ポンプ2aの回転数を上昇させたときにも、真空ポンプ2bの回転数を低下させている分だけ、両真空ポンプ2a,2bの消費電力の総和が過剰に大きくなる事態を回避することができる。これにより、直列接続状態において十分に高い真空圧となるように吸引対象から十分な量の空気を吸引可能としつつ、そのランニングコストを十分に低減することができる。さらに、小型のポンプを採用したり、並列接続状態における両真空ポンプ2a,2bの回転数を低下させたりするのとは異なり、運転開始直後、すなわち、並列接続状態における両真空ポンプ2a,2bの回転数を必要に応じて十分に高い回転数とすることで、配管内の真空圧を短時間で上昇させることができる。
As described above, according to the
また、この吸引システム1、および吸引システム1による吸引方法によれば、「第1条件」が満たされたときに真空ポンプ2bの回転数を、並列接続状態から直列接続状態に切り替えた時点における回転数よりも低下させることにより、並列接続状態のときよりも真空ポンプ2bの消費電力を確実に低減することができるため、両真空ポンプ2a,2bの消費電力の総和を確実に低減することができる。
Further, according to the
さらに、この吸引システム1、および吸引システム1による吸引方法によれば、「第2条件」が満たされたときに真空ポンプ2aの回転数を、並列接続状態から直列接続状態に切り替えた時点における回転数よりも上昇させることにより、直列接続状態に切り替えたことによる真空圧の上昇に加えて、真空ポンプ2aの吸引能力を並列接続状態のときよりも上昇させる分だけ、直列接続状態における真空圧を一層高い真空圧まで確実に上昇させることができる。
Further, according to the
なお、「吸引システム」の構成、および「吸引方法」の具体的な内容は、上記の吸引システム1の構成、および吸引システム1による吸引対象からの空気の吸引方法の例に限定されない。
The configuration of the “suction system” and the specific content of the “suction method” are not limited to the configuration of the
例えば、並列接続状態において両真空ポンプ2a,2bに対してモータの定格周波数である60Hzの電力をそれぞれ供給して動作させる構成・方法(並列接続状態における両真空ポンプ2a,2bの回転数を、定格周波数の電力で運転させた状態に維持する構成・方法)について説明したが、このような構成・方法に代えて、並列接続状態において両真空ポンプ2a,2bに対してモータの定格周波数よりも低い周波数の電力をそれぞれ供給して動作させたり、並列接続状態において両真空ポンプ2a,2bの回転数を任意に変化させたりする構成・方法を採用することもできる。
For example , in a parallel connection state, a configuration and a method for operating both
また、並列接続状態から直列接続状態に切り替えたときに、切替え時点における回転数を維持して両真空ポンプ2a,2bを60Hzの電力で運転させる構成・方法を例に挙げて説明したが、このような構成・方法に代えて、並列接続状態から直列接続状態に切り替えたときに、切替え時点における回転数よりも高い回転数で両真空ポンプ2a,2bを運転させる構成・方法や、並列接続状態から直列接続状態に切り替えたときに、切替え時点における回転数よりも低い回転数で両真空ポンプ2a,2bを運転させる構成・方法を採用することもできる。
In addition, when switching from the parallel connection state to the serial connection state, the configuration and method of operating both
さらに、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2a,2bを採用してインバータ回路2cから供給する電力の周波数を変更することで真空ポンプ2a,2b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「真空ポンプ」を採用し、その「真空ポンプ」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・方法を採用することもできる。
Further, a configuration and method for controlling the rotation speed of the
1 吸引システム
2a,2b 真空ポンプ
2c インバータ回路
3 圧力センサ
4 制御部
CV1〜CV3 逆止弁
P1,P1a,P1b,P2a,P2b,P3 配管
SV 電磁弁
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記両吸引装置としての回転数可変型の吸引装置と、
前記両吸引装置の回転数を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記両吸引装置が前記並列接続状態から前記直列接続状態に切り替えられている状態において当該吸引システムを前記吸引対象に接続する配管内の真空圧が予め規定された第1真空圧まで上昇するとの第1条件が満たされたときに前記第2吸引装置の回転数を低下させると共に、前記第2吸引装置の回転数を低下させている状態において前記配管内の真空圧が前記第1真空圧よりも低い予め規定された第2真空圧まで低下するとの第2条件が満たされたときに前記第1吸引装置の回転数を上昇させる吸引システム。 A parallel connection state in which the first suction device and the second suction device are provided so that gas can be sucked from the suction target by the suction devices, and the suction ports of the suction devices are connected to the suction target, respectively. The suction port of the first suction device is connected to the suction target and can be switched to either a serial connection state in which the suction port of the second suction device is connected to the discharge port of the first suction device. A suction system,
A rotation speed variable type suction device as both the suction devices;
A control unit for controlling the rotational speed of both suction devices,
The controller includes a first vacuum pressure in which a vacuum pressure in a pipe connecting the suction system to the suction target is defined in advance in a state where the suction devices are switched from the parallel connection state to the series connection state. When the first condition of increasing to the second condition is satisfied, the rotational speed of the second suction device is decreased, and the vacuum pressure in the pipe is reduced when the rotational speed of the second suction device is decreased. The suction system which raises the rotation speed of the said 1st suction device, when the 2nd condition that it falls to the 2nd vacuum pressure prescribed | regulated lower than 1 vacuum pressure is satisfy | filled.
前記両吸引装置が前記並列接続状態から前記直列接続状態に切り替えられている状態において前記吸引システムを前記吸引対象に接続する配管内の真空圧が予め規定された第1真空圧まで上昇するとの第1条件が満たされたときに前記第2吸引装置の回転数を低下させると共に、前記第2吸引装置の回転数を低下させている状態において前記配管内の真空圧が前記第1真空圧よりも低い予め規定された第2真空圧まで低下するとの第2条件が満たされたときに前記第1吸引装置の回転数を上昇させる吸引方法。 The first suction device of variable rotation speed type and the second suction device of variable rotation speed type are provided so that gas can be sucked from the suction target by the two suction devices, and the suction ports of the two suction devices are suctioned. A parallel connection state that connects to each target, and a serial connection that connects the suction port of the first suction device to the suction target and connects the suction port of the second suction device to the discharge port of the first suction device A suction method for sucking the gas from the suction target by a suction system configured to be switchable to any of the states,
In a state where both the suction devices are switched from the parallel connection state to the series connection state, the vacuum pressure in the pipe connecting the suction system to the suction target rises to a first vacuum pressure defined in advance. When one condition is satisfied, the rotational speed of the second suction device is reduced, and the vacuum pressure in the pipe is lower than the first vacuum pressure in a state where the rotational speed of the second suction device is reduced. lower predefined suction method increases the rotational speed of the first suction device when the second condition to decrease until the second vacuum pressure is met.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013243613A JP6078748B2 (en) | 2013-11-26 | 2013-11-26 | Suction system and suction method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013243613A JP6078748B2 (en) | 2013-11-26 | 2013-11-26 | Suction system and suction method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015102034A JP2015102034A (en) | 2015-06-04 |
JP6078748B2 true JP6078748B2 (en) | 2017-02-15 |
Family
ID=53377943
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013243613A Active JP6078748B2 (en) | 2013-11-26 | 2013-11-26 | Suction system and suction method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6078748B2 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE202015004596U1 (en) * | 2015-06-26 | 2015-09-21 | Oerlikon Leybold Vacuum Gmbh | vacuum pump system |
EP3489516B1 (en) * | 2017-11-24 | 2021-09-01 | Pfeiffer Vacuum Gmbh | Vacuum pump |
JP7192226B2 (en) * | 2018-03-16 | 2022-12-20 | トヨタ自動車株式会社 | fuel cell system |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3580890B2 (en) * | 1995-02-28 | 2004-10-27 | アネスト岩田株式会社 | Oilless vacuum pump device and operation control method thereof |
-
2013
- 2013-11-26 JP JP2013243613A patent/JP6078748B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2015102034A (en) | 2015-06-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4786443B2 (en) | Compressed air production facility | |
JP5189842B2 (en) | How the pump system works | |
JP4196307B1 (en) | Steam system | |
JP6078748B2 (en) | Suction system and suction method | |
JP5980705B2 (en) | Elevator pressure control device | |
TWI734588B (en) | Pumping method in a system of vacuum pumps and system of vacuum pumps | |
JP6078750B2 (en) | Suction system | |
JP2007092582A (en) | Fluid control device and fluid control method | |
JP7430035B2 (en) | Vacuum exhaust equipment and its operating method | |
JP2019138200A (en) | Compressor system | |
JP6300624B2 (en) | Compression device | |
JP6078749B2 (en) | Suction system | |
JP5915931B2 (en) | Compressor number control system | |
JP5163962B2 (en) | Steam system | |
JP2008169723A (en) | Method for operating compressor | |
JP2009114984A (en) | Vacuum pump device | |
JP2004204691A (en) | Compressed air manufacturing facility and control method of compressor | |
JP2011099348A (en) | Air compressor | |
JP6795626B2 (en) | Scroll compressor | |
JP6954642B2 (en) | Exhaust system and exhaust system control method | |
JP2020067028A (en) | Compressor | |
JP3702364B2 (en) | Horizontal shaft pump | |
JP5633061B2 (en) | Package type vacuum pump unit | |
JP2011046502A (en) | Lifting magnet control device | |
WO2011052675A1 (en) | Pump unit, vacuum device, and exhaust device for load lock chamber |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150807 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160517 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160531 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160721 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20161206 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20161207 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6078748 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |