JPH11132186A - ターボ分子ポンプ - Google Patents
ターボ分子ポンプInfo
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- JPH11132186A JPH11132186A JP9296792A JP29679297A JPH11132186A JP H11132186 A JPH11132186 A JP H11132186A JP 9296792 A JP9296792 A JP 9296792A JP 29679297 A JP29679297 A JP 29679297A JP H11132186 A JPH11132186 A JP H11132186A
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- impeller
- molecular pump
- motor
- turbo
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D19/00—Axial-flow pumps
- F04D19/02—Multi-stage pumps
- F04D19/04—Multi-stage pumps specially adapted to the production of a high vacuum, e.g. molecular pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
- F04D27/001—Testing thereof; Determination or simulation of flow characteristics; Stall or surge detection, e.g. condition monitoring
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2270/00—Control
- F05D2270/30—Control parameters, e.g. input parameters
- F05D2270/335—Output power or torque
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
- Non-Positive Displacement Air Blowers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高速回転中の翼車の温度を求めることがで
き、又、リアルタイムで求めることことができるターボ
分子ポンプを提供する。 【解決手段】 翼車と、翼車を駆動するモータ１を備え
たターボ分子ポンプにおいて、モータ１に供給される電
力に関連した指標値を求め、この指標値と温度との関係
に基づいて、指標値から翼車の温度を求める手段（演算
装置３０）を備える構成とし、翼車を駆動するモータに
供給する電力に関連する指標と、翼車の温度との関係を
用いて翼車の温度を推定して求める。これによって、回
転中の翼車の温度をリアルタイムで求めることができ
る。
き、又、リアルタイムで求めることことができるターボ
分子ポンプを提供する。 【解決手段】 翼車と、翼車を駆動するモータ１を備え
たターボ分子ポンプにおいて、モータ１に供給される電
力に関連した指標値を求め、この指標値と温度との関係
に基づいて、指標値から翼車の温度を求める手段（演算
装置３０）を備える構成とし、翼車を駆動するモータに
供給する電力に関連する指標と、翼車の温度との関係を
用いて翼車の温度を推定して求める。これによって、回
転中の翼車の温度をリアルタイムで求めることができ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高真空や超高真空
を得る真空ポンプに関し、特にターボ分子ポンプに関す
る。
を得る真空ポンプに関し、特にターボ分子ポンプに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ターボ分子ポンプは、高速で回転する翼
車によって排気を行っている。一般に、高速で回転する
翼車には遠心力によって高引張応力が発生する。ターボ
分子ポンプの翼車は、アルミニウム合金や炭素繊維強化
合金で作られる。これらの素材の高温での機械強度は、
室温と比較して低下する。一方、ターボ分子ポンプにお
いて、多量のガスを排気する場合、回転する翼車は排気
に伴うガスの圧縮熱や摩擦熱によって高温状態となる。
そのため、ターボ分子ポンプの翼車は、高速回転中では
機械強度が低下する。
車によって排気を行っている。一般に、高速で回転する
翼車には遠心力によって高引張応力が発生する。ターボ
分子ポンプの翼車は、アルミニウム合金や炭素繊維強化
合金で作られる。これらの素材の高温での機械強度は、
室温と比較して低下する。一方、ターボ分子ポンプにお
いて、多量のガスを排気する場合、回転する翼車は排気
に伴うガスの圧縮熱や摩擦熱によって高温状態となる。
そのため、ターボ分子ポンプの翼車は、高速回転中では
機械強度が低下する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ターボ分子ポンプを安
定して動作させるには、高速回転中においても翼車の機
械強度が許容強度以上であることが求められる。この翼
車の管理は、例えば、製品の設計仕様上で許容される機
械強度及び温度上限値を定めておき、これらの設定値を
しきい値として、設計仕様から外れるような負荷運転に
対してアラームを発する等の管理を行うことが考えられ
る。
定して動作させるには、高速回転中においても翼車の機
械強度が許容強度以上であることが求められる。この翼
車の管理は、例えば、製品の設計仕様上で許容される機
械強度及び温度上限値を定めておき、これらの設定値を
しきい値として、設計仕様から外れるような負荷運転に
対してアラームを発する等の管理を行うことが考えられ
る。
【０００４】このような翼車の管理を行う場合、翼車の
温度を測定する必要がある。翼車の温度を測定する場
合、赤外線温度センサ等を用いて温度測定を行うことが
できるが、このような温度測定は実験室において可能な
測定方法であって、真空装置に設置したターボ分子ポン
プの翼車の温度測定には適用することは困難である。
温度を測定する必要がある。翼車の温度を測定する場
合、赤外線温度センサ等を用いて温度測定を行うことが
できるが、このような温度測定は実験室において可能な
測定方法であって、真空装置に設置したターボ分子ポン
プの翼車の温度測定には適用することは困難である。
【０００５】そのため、従来のターボ分子ポンプでは、
高速で回転する翼車を直接的にもあるいは間接的にも測
定する手段が無く、温度管理が不十分であるという問題
点がある。
高速で回転する翼車を直接的にもあるいは間接的にも測
定する手段が無く、温度管理が不十分であるという問題
点がある。
【０００６】特に、翼車は高速回転を行っているため、
翼車の温度をリアルタイムで知ることが望まれるが、従
来、翼車の温度をリアルタイムで知ることができるター
ボ分子ポンプは知られていない。
翼車の温度をリアルタイムで知ることが望まれるが、従
来、翼車の温度をリアルタイムで知ることができるター
ボ分子ポンプは知られていない。
【０００７】そこで、本発明は前記した従来の問題点を
解決し、ターボ分子ポンプにおいて、高速回転中の翼車
の温度を求めることを目的とし、又、高速回転中の翼車
の温度をリアルタイムで求めることを目的とする。
解決し、ターボ分子ポンプにおいて、高速回転中の翼車
の温度を求めることを目的とし、又、高速回転中の翼車
の温度をリアルタイムで求めることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明のターボ分子ポン
プは、翼車を駆動するモータに供給する電力に関連する
指標と、翼車の温度との関係を用いて翼車の温度を求め
るものである。
プは、翼車を駆動するモータに供給する電力に関連する
指標と、翼車の温度との関係を用いて翼車の温度を求め
るものである。
【０００９】そこで、本発明のターボ分子ポンプは、翼
車と、翼車を駆動するモータを備えたターボ分子ポンプ
において、モータに供給される電力に関連した指標値を
求め、この指標値と温度との関係に基づいて、指標値か
ら翼車の温度を求める手段を備える構成とし、これによ
って、回転中の翼車の温度をリアルタイムで求めること
ができる。
車と、翼車を駆動するモータを備えたターボ分子ポンプ
において、モータに供給される電力に関連した指標値を
求め、この指標値と温度との関係に基づいて、指標値か
ら翼車の温度を求める手段を備える構成とし、これによ
って、回転中の翼車の温度をリアルタイムで求めること
ができる。
【００１０】ここで、モータに供給される電力に関連し
た指標値は電力を求めるために要する値である。この指
標値は電力値自体、電流値と電圧値、あるいは電流値と
することができる。本発明の第１の実施の態様は指標値
を電力値とする場合であり、電力計により求めた値を用
いることができる。又、本発明の第２の実施の態様は指
標値を電流値と電圧値とする場合であり、電流計及び電
圧計の測定値の積の値を用いることができる。又、本発
明の第３の態様は指標値を電流値とする場合であり、電
圧値が一定として電流計の電流値を求め、測定値と一定
電圧値との積の値を用いることができる。
た指標値は電力を求めるために要する値である。この指
標値は電力値自体、電流値と電圧値、あるいは電流値と
することができる。本発明の第１の実施の態様は指標値
を電力値とする場合であり、電力計により求めた値を用
いることができる。又、本発明の第２の実施の態様は指
標値を電流値と電圧値とする場合であり、電流計及び電
圧計の測定値の積の値を用いることができる。又、本発
明の第３の態様は指標値を電流値とする場合であり、電
圧値が一定として電流計の電流値を求め、測定値と一定
電圧値との積の値を用いることができる。
【００１１】温度を求めるにあたって、モータに供給さ
れる電力に関連した指標値と翼車の温度との関係をあら
かじめ求めておく。翼車の温度は、モータへの供給電力
に応じて直ちに平衡温度に達すると考えられる。従っ
て、供給電力と翼車の平衡温度の比例関係から、電力の
指標値に対応する翼車の温度を推定し求めることができ
る。
れる電力に関連した指標値と翼車の温度との関係をあら
かじめ求めておく。翼車の温度は、モータへの供給電力
に応じて直ちに平衡温度に達すると考えられる。従っ
て、供給電力と翼車の平衡温度の比例関係から、電力の
指標値に対応する翼車の温度を推定し求めることができ
る。
【００１２】ターボ分子ポンプの駆動時において、モー
タに供給される電力に関連した指標値を求め、この指標
値をあらかじめ求めておいた指標値と翼車の温度との関
係に適用させて、翼車の温度を求める。これによって、
翼車が高速で回転している場合であっても、翼車の温度
を求めることができる。指標値を時々刻々求め、この指
標値に対応する翼車の温度を求めることにより、リアル
タイムで翼車の温度を得ることができる。
タに供給される電力に関連した指標値を求め、この指標
値をあらかじめ求めておいた指標値と翼車の温度との関
係に適用させて、翼車の温度を求める。これによって、
翼車が高速で回転している場合であっても、翼車の温度
を求めることができる。指標値を時々刻々求め、この指
標値に対応する翼車の温度を求めることにより、リアル
タイムで翼車の温度を得ることができる。
【００１３】モータに供給される電力に関連した指標値
と翼車の温度との関係は、ターボ分子ポンプの動作状態
を変えることによって、モータに供給される電力に関連
した指標値を変更させ、この時の翼車の温度を赤外温度
センサ等の温度検出手段で測定し、指標値と測定温度と
の関係を求めることにより得ることができる。
と翼車の温度との関係は、ターボ分子ポンプの動作状態
を変えることによって、モータに供給される電力に関連
した指標値を変更させ、この時の翼車の温度を赤外温度
センサ等の温度検出手段で測定し、指標値と測定温度と
の関係を求めることにより得ることができる。
【００１４】指標値と温度との関係は、任意の形態で記
憶することができる。本発明の第４の実施の形態では、
指標値と温度との関係をグラフやテーブル等の対応デー
タにより記憶し、本発明の第５の実施の形態では、関係
式により記憶しておくことができる。
憶することができる。本発明の第４の実施の形態では、
指標値と温度との関係をグラフやテーブル等の対応デー
タにより記憶し、本発明の第５の実施の形態では、関係
式により記憶しておくことができる。
【００１５】又、指標値と温度との関係は、ターボ分子
ポンプの動作条件に応じて異なり、例えば、排気を行う
ガスの種類や、ガスの熱伝導率等の物理的特性や、ポン
プ側の温度等をパラメータとする関係で表される。
ポンプの動作条件に応じて異なり、例えば、排気を行う
ガスの種類や、ガスの熱伝導率等の物理的特性や、ポン
プ側の温度等をパラメータとする関係で表される。
【００１６】本発明の第６の実施の形態は、ポンプ側の
温度をパラメータとして、指標値と温度との関係を補正
するものである。
温度をパラメータとして、指標値と温度との関係を補正
するものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
参照しながら詳細に説明する。図１は本発明のターボ分
子ポンプの一構成例を説明するための概略図である。図
１において、ターボ分子ポンプはケースの内側にスぺー
サを介して取り付けられた固定翼体５と、固定翼体５に
対向して設置されると共に駆動軸３に取り付けられて回
転する翼車４とによりタービン翼を形成し、翼車４を高
速回転させることのよって、吸気口１２から吸気した気
体分子を排気口１３側に移送させる構成としている。こ
のターボ分子ポンプでは、翼車４の回転体の半径方向に
電磁石を設けたラジアル磁気軸受７と、軸方向に電磁石
を設けたスラスト磁気軸受８の磁気軸受を備え、回転体
に回転状態を検出する変位を電磁石とほぼ同位置に設置
してフィードバック系を構成し、各電磁石に流れる電流
を調節して電磁石の吸引力を調節している。翼車４等の
回転体は、モータ１を含む駆動装置により回転駆動され
る。モータ１や電磁石にはレセプタクル２を介して駆動
電力に供給が行われる。なお、停止時には、回転体はタ
ッチダウンベアリング９によって軸方向の支持が行われ
る。又、ターボ分子ポンプのベース部分には冷却水を通
すためのパイプ１４が配置されている。
参照しながら詳細に説明する。図１は本発明のターボ分
子ポンプの一構成例を説明するための概略図である。図
１において、ターボ分子ポンプはケースの内側にスぺー
サを介して取り付けられた固定翼体５と、固定翼体５に
対向して設置されると共に駆動軸３に取り付けられて回
転する翼車４とによりタービン翼を形成し、翼車４を高
速回転させることのよって、吸気口１２から吸気した気
体分子を排気口１３側に移送させる構成としている。こ
のターボ分子ポンプでは、翼車４の回転体の半径方向に
電磁石を設けたラジアル磁気軸受７と、軸方向に電磁石
を設けたスラスト磁気軸受８の磁気軸受を備え、回転体
に回転状態を検出する変位を電磁石とほぼ同位置に設置
してフィードバック系を構成し、各電磁石に流れる電流
を調節して電磁石の吸引力を調節している。翼車４等の
回転体は、モータ１を含む駆動装置により回転駆動され
る。モータ１や電磁石にはレセプタクル２を介して駆動
電力に供給が行われる。なお、停止時には、回転体はタ
ッチダウンベアリング９によって軸方向の支持が行われ
る。又、ターボ分子ポンプのベース部分には冷却水を通
すためのパイプ１４が配置されている。
【００１８】又、ターボ分子ポンプには、ポンプ側の温
度を測定する温度センサ１５，１６，１７が設けられ
る。温度センサ１５はステータ６の温度を検出し、温度
センサ１６はベース部分の温度を検出し、温度センサ１
７は冷却水の温度を検出する。
度を測定する温度センサ１５，１６，１７が設けられ
る。温度センサ１５はステータ６の温度を検出し、温度
センサ１６はベース部分の温度を検出し、温度センサ１
７は冷却水の温度を検出する。
【００１９】図２は本発明のターボ分子ポンプの翼車の
温度を求める構成を説明するための概略構成図である。
この図２に示す構成例では、ターボ分子ポンプ１０中の
モータ１に電力を供給する電源装置２０側に翼車の温度
を求める機構を設けた例である。なお、この翼車の温度
を求める機構は、電源装置２０側に限らず、ターボ分子
ポンプ１０側や制御装置４０側に設けることも、又、単
独に設けることもできる。
温度を求める構成を説明するための概略構成図である。
この図２に示す構成例では、ターボ分子ポンプ１０中の
モータ１に電力を供給する電源装置２０側に翼車の温度
を求める機構を設けた例である。なお、この翼車の温度
を求める機構は、電源装置２０側に限らず、ターボ分子
ポンプ１０側や制御装置４０側に設けることも、又、単
独に設けることもできる。
【００２０】図２の構成例において、電源装置２０はタ
ーボ分子ポンプ１０のモータ１に駆動電力を供給する装
置であり、図示しない外部電源と接続しているモータ駆
動用インバータ２１からケーブル４２を介してモータ１
と接続している。電源装置２０は、モータに供給される
電力に関連した指標値を求める機構として、ケーブル４
２に接続した電流計２２、電圧計２３、及びＡ／Ｄ変換
器２４を備える。なお、Ａ／Ｄ変換器２４は電流計２
２、電圧計２３の測定値をデジタル信号に変換する装置
であり、以後の信号処理をアナログ信号で行う場合や電
流計２２及び電圧計２３がデジタル測定装置の場合に
は、不要とすることができる。又、電力計を用いて直接
電力を求めることもできる。
ーボ分子ポンプ１０のモータ１に駆動電力を供給する装
置であり、図示しない外部電源と接続しているモータ駆
動用インバータ２１からケーブル４２を介してモータ１
と接続している。電源装置２０は、モータに供給される
電力に関連した指標値を求める機構として、ケーブル４
２に接続した電流計２２、電圧計２３、及びＡ／Ｄ変換
器２４を備える。なお、Ａ／Ｄ変換器２４は電流計２
２、電圧計２３の測定値をデジタル信号に変換する装置
であり、以後の信号処理をアナログ信号で行う場合や電
流計２２及び電圧計２３がデジタル測定装置の場合に
は、不要とすることができる。又、電力計を用いて直接
電力を求めることもできる。
【００２１】演算装置３０は、電流値や電圧値、あるい
は電力値等のモータに供給される電力に関連した指標値
から翼車の温度を演算処理によって求めるものであり、
求めた温度は表示装置２７で表示すると共に、通信ポー
ト２６を介して接続される制御装置４１に伝送すること
もできる。なお、演算装置３０の演算処理に用いる指標
値と翼車の温度との関係は、制御装置４０あるいは入力
手段４１から入力されるパラメータによりパラメータ入
力部２５を介して選択することができる。
は電力値等のモータに供給される電力に関連した指標値
から翼車の温度を演算処理によって求めるものであり、
求めた温度は表示装置２７で表示すると共に、通信ポー
ト２６を介して接続される制御装置４１に伝送すること
もできる。なお、演算装置３０の演算処理に用いる指標
値と翼車の温度との関係は、制御装置４０あるいは入力
手段４１から入力されるパラメータによりパラメータ入
力部２５を介して選択することができる。
【００２２】次に、翼車の温度を演算処理により求める
演算装置の一構成例について図３を用いて説明する。図
３に示す演算装置の構成例は、電流と電圧あるいは電流
を入力して電力を求め、あらかじめ求めておいたモータ
に供給する電力値と翼車の温度との関係を用いて、翼車
の温度を求める例である。
演算装置の一構成例について図３を用いて説明する。図
３に示す演算装置の構成例は、電流と電圧あるいは電流
を入力して電力を求め、あらかじめ求めておいたモータ
に供給する電力値と翼車の温度との関係を用いて、翼車
の温度を求める例である。
【００２３】図３において、演算装置３０は、電力算出
部３１と温度算出部３２と温度−電力関係記憶部３３と
選択部３４を機能として備える。電力算出部３１は、入
力した電流と電圧又は電流を用いて電力の指標値を算出
する機能部分であり、電流と電圧を入力する場合には算
出した電力を指標値とする。
部３１と温度算出部３２と温度−電力関係記憶部３３と
選択部３４を機能として備える。電力算出部３１は、入
力した電流と電圧又は電流を用いて電力の指標値を算出
する機能部分であり、電流と電圧を入力する場合には算
出した電力を指標値とする。
【００２４】なお、ターボ分子ポンプは、通常同一機種
には同じ電気特性のモータが使用されるため、力率ｅに
よるモータの個体差は、許容範囲内とすることができ
る。３相モータの場合には、電力Ｖと電流Ｉと電力Ｐと
の間には、 Ｐ＝３1/2・Ｉ・Ｖ・ｅ の関係があり、電圧が一定であるか、あるいは電流との
相関関係が推定可能である場合には、電圧を求めること
なく電力を求めることができる。
には同じ電気特性のモータが使用されるため、力率ｅに
よるモータの個体差は、許容範囲内とすることができ
る。３相モータの場合には、電力Ｖと電流Ｉと電力Ｐと
の間には、 Ｐ＝３1/2・Ｉ・Ｖ・ｅ の関係があり、電圧が一定であるか、あるいは電流との
相関関係が推定可能である場合には、電圧を求めること
なく電力を求めることができる。
【００２５】従って、モータ１の電圧が一定とすること
ができる場合や推定できる場合には、電圧測定値を入力
することなく電流値のみを入力して算出した電力値、あ
るいは電流値を指標値とすることができる。
ができる場合や推定できる場合には、電圧測定値を入力
することなく電流値のみを入力して算出した電力値、あ
るいは電流値を指標値とすることができる。
【００２６】温度−電力関係記憶部３３は、あらかじめ
求めておいた、翼車の温度とモータに供給する電力の指
標値との関係を記憶しておき、選択部３４で選択した関
係を温度算出部３２に送る。温度算出部３２は、温度−
電力関係記憶部３３からの温度−電力関係に基づいて、
電力の指標値に応じた温度θを算出する。
求めておいた、翼車の温度とモータに供給する電力の指
標値との関係を記憶しておき、選択部３４で選択した関
係を温度算出部３２に送る。温度算出部３２は、温度−
電力関係記憶部３３からの温度−電力関係に基づいて、
電力の指標値に応じた温度θを算出する。
【００２７】なお、上記各部は、各機能を説明上区別し
て示すものであり、必ずしも各部は独立した構成である
必要はない。又、各部の機能は、ソフトウエアで構成す
ることもあるいはハードウエアで構成することができ
る。
て示すものであり、必ずしも各部は独立した構成である
必要はない。又、各部の機能は、ソフトウエアで構成す
ることもあるいはハードウエアで構成することができ
る。
【００２８】図４，５は、翼車の温度とモータに供給さ
れる電力との関係を説明するための図である。図４はタ
ーボ分子ポンプで排気するガスの種類をパラメータとす
る場合であり、図５はターボ分子ポンプで排気するガス
の熱伝導率等の物理的特性をパラメータとする場合であ
る。又、両図４，５において、ポンプ側の温度をパラメ
ータとする場合を（ａ），（ｂ）で示している。
れる電力との関係を説明するための図である。図４はタ
ーボ分子ポンプで排気するガスの種類をパラメータとす
る場合であり、図５はターボ分子ポンプで排気するガス
の熱伝導率等の物理的特性をパラメータとする場合であ
る。又、両図４，５において、ポンプ側の温度をパラメ
ータとする場合を（ａ），（ｂ）で示している。
【００２９】図４において、翼車の温度θとモータに供
給される電力Ｐの関係は、ターボ分子ポンプが排気する
ガス種により特性が異なる。例えば、ＡｒガスとＮ2 ガ
スでは、同一の電力をモータに供給しても、翼車の温度
特性は異なる。
給される電力Ｐの関係は、ターボ分子ポンプが排気する
ガス種により特性が異なる。例えば、ＡｒガスとＮ2 ガ
スでは、同一の電力をモータに供給しても、翼車の温度
特性は異なる。
【００３０】図５において、翼車の温度θとモータに供
給される電力Ｐの関係は、ターボ分子ポンプが排気する
ガスの物理的特性により特性が異なる。例えば、ガスの
熱伝導率がλ１とλ２では、同一の電力をモータに供給
しても、翼車の温度特性は異なる。
給される電力Ｐの関係は、ターボ分子ポンプが排気する
ガスの物理的特性により特性が異なる。例えば、ガスの
熱伝導率がλ１とλ２では、同一の電力をモータに供給
しても、翼車の温度特性は異なる。
【００３１】又、翼車の温度θとモータに供給される電
力Ｐの関係の特性は、図４（ａ），（ｂ）及び図５
（ａ），（ｂ）に示すように、ポンプ側の温度Ｔによっ
ても異なる。従って、ガス種による特性とポンプ側の温
度Ｔとの関係、及びガスの物理的特性とポンプ側の温度
Ｔとの関係を求めておくことによって、ポンプ側の温度
Ｔに対応して翼車の温度を補正することができる。
力Ｐの関係の特性は、図４（ａ），（ｂ）及び図５
（ａ），（ｂ）に示すように、ポンプ側の温度Ｔによっ
ても異なる。従って、ガス種による特性とポンプ側の温
度Ｔとの関係、及びガスの物理的特性とポンプ側の温度
Ｔとの関係を求めておくことによって、ポンプ側の温度
Ｔに対応して翼車の温度を補正することができる。
【００３２】従って、翼車の温度と電力の指標値との関
係は、ガスの種類や流量や排気口圧力等のターボ分子ポ
ンプの運転条件を変化させることによって、モータに供
給する電力を変え、この時の翼車の平衡温度を測定する
ことによって求めることができる。
係は、ガスの種類や流量や排気口圧力等のターボ分子ポ
ンプの運転条件を変化させることによって、モータに供
給する電力を変え、この時の翼車の平衡温度を測定する
ことによって求めることができる。
【００３３】温度−電力関係記憶部３３は、上記の翼車
の温度θとモータに供給される電力Ｐの関係を種々のパ
ラメータに応じて記憶しておき、選択部３４により温度
算出に要する関係を選択し、電力の指標値に対応する翼
車の温度θを算出する。温度−電力関係記憶部３３は、
上記指標値と温度との関係をグラフやテーブル等の対応
データ、あるいは関係式により記憶することができる。
対応データによる記憶は、指標値をアドレス情報とし、
温度をアドレス情報で定まるデータとしてメモリ上に記
憶することも、又、ロジック回路等によりハードウエア
で構成することもできる。
の温度θとモータに供給される電力Ｐの関係を種々のパ
ラメータに応じて記憶しておき、選択部３４により温度
算出に要する関係を選択し、電力の指標値に対応する翼
車の温度θを算出する。温度−電力関係記憶部３３は、
上記指標値と温度との関係をグラフやテーブル等の対応
データ、あるいは関係式により記憶することができる。
対応データによる記憶は、指標値をアドレス情報とし、
温度をアドレス情報で定まるデータとしてメモリ上に記
憶することも、又、ロジック回路等によりハードウエア
で構成することもできる。
【００３４】次に、演算装置の動作を図６，７のフロー
チャートを用いて説明する。図６のフローチャートは指
標値と温度との関係データを用いた場合であり、図７の
フローチャートは指標値と温度との関係式を用いた場合
である。
チャートを用いて説明する。図６のフローチャートは指
標値と温度との関係データを用いた場合であり、図７の
フローチャートは指標値と温度との関係式を用いた場合
である。
【００３５】図６のフローチャートにおいて、指標値と
温度との関係を選択するために、ガス種やガスの物理的
特性等のパラメータを入力し（ステップＳ１）、温度−
電力関係記憶部３３からこのパラメータに対応した温度
−電力関係のデータを読み出す。なお、ポンプ側温度の
パラメータは、このパラメータに対応したデータを読み
出して、以下の温度算出処理を行うこともできるが、ポ
ンプ側温度を測定する毎に翼車の温度を補正する補正処
理を行うこともできる（ステップＳ２）。
温度との関係を選択するために、ガス種やガスの物理的
特性等のパラメータを入力し（ステップＳ１）、温度−
電力関係記憶部３３からこのパラメータに対応した温度
−電力関係のデータを読み出す。なお、ポンプ側温度の
パラメータは、このパラメータに対応したデータを読み
出して、以下の温度算出処理を行うこともできるが、ポ
ンプ側温度を測定する毎に翼車の温度を補正する補正処
理を行うこともできる（ステップＳ２）。
【００３６】電流と電圧、あるいは電圧が一定とみなせ
る場合には電流を測定し（ステップＳ３）、この電流と
電圧、あるいは電圧を用いて電力Ｐを求める（ステップ
Ｓ４）。求めた電力Ｐを用い、温度−電力関係のデータ
に基づいて翼車の温度θを求め（ステップＳ５）、求め
た温度θを表示する（ステップＳ６）。
る場合には電流を測定し（ステップＳ３）、この電流と
電圧、あるいは電圧を用いて電力Ｐを求める（ステップ
Ｓ４）。求めた電力Ｐを用い、温度−電力関係のデータ
に基づいて翼車の温度θを求め（ステップＳ５）、求め
た温度θを表示する（ステップＳ６）。
【００３７】なお、モータに供給される電圧がほぼ一定
とみなせる場合には、温度と電力指標値の関係は温度−
電流関係で表すことができるため、この場合には、前記
ステップＳ４の工程を省き、ステップＳ５において温度
−電流関係データを用いることによって、翼車の温度を
求めることができる。
とみなせる場合には、温度と電力指標値の関係は温度−
電流関係で表すことができるため、この場合には、前記
ステップＳ４の工程を省き、ステップＳ５において温度
−電流関係データを用いることによって、翼車の温度を
求めることができる。
【００３８】図７のフローチャートにおいて、前記ステ
ップＳ１と同様に、ガス種やガスの物理的特性等のパラ
メータを入力し（ステップＳ１１）、温度−電力関係記
憶部３３からこのパラメータに対応した温度−電力関係
の関係式の係数Ｃ，ｋを読み出す。
ップＳ１と同様に、ガス種やガスの物理的特性等のパラ
メータを入力し（ステップＳ１１）、温度−電力関係記
憶部３３からこのパラメータに対応した温度−電力関係
の関係式の係数Ｃ，ｋを読み出す。
【００３９】翼車の温度θは、モータへの供給電力Ｐ
（ｔ）に対して以下の関係式で表される。 Ｃ・（ｄθ／ｄｔ）＋ｋθ＝Ｐ（ｔ） ここで、ｋは翼車の温度が平衡状態にあるときの供給電
力Ｐ（ｔ）に対する温度θの比例係数であり、Ｃは翼車
の熱容量相当量であり、実験から求めることができる。
（ｔ）に対して以下の関係式で表される。 Ｃ・（ｄθ／ｄｔ）＋ｋθ＝Ｐ（ｔ） ここで、ｋは翼車の温度が平衡状態にあるときの供給電
力Ｐ（ｔ）に対する温度θの比例係数であり、Ｃは翼車
の熱容量相当量であり、実験から求めることができる。
【００４０】なお、ポンプ側温度のパラメータは、図６
のフローチャートと同様に、パラメータに対応したデー
タを読み出して処理を行うことも、翼車の温度を補正す
る補正処理を行うこともできる（ステップＳ１２）。
のフローチャートと同様に、パラメータに対応したデー
タを読み出して処理を行うことも、翼車の温度を補正す
る補正処理を行うこともできる（ステップＳ１２）。
【００４１】前記ステップＳ３，４と同様にして、電力
の指標値を求める（ステップＳ１３，１４）。求めた電
力の指標値（電力Ｐ）を用い、温度−電力関係の関係式
に基づいて翼車の温度θを求め（ステップＳ１５）、求
めた温度θを表示する（ステップＳ１６）。
の指標値を求める（ステップＳ１３，１４）。求めた電
力の指標値（電力Ｐ）を用い、温度−電力関係の関係式
に基づいて翼車の温度θを求め（ステップＳ１５）、求
めた温度θを表示する（ステップＳ１６）。
【００４２】なお、図６のフローチャートと同様に、モ
ータに供給される電圧がほぼ一定とみなせる場合には、
ステップＳ１４の工程を省き、ステップＳ１５において
温度−電流関係の関係式を用いることによって、翼車の
温度を求めることができる。
ータに供給される電圧がほぼ一定とみなせる場合には、
ステップＳ１４の工程を省き、ステップＳ１５において
温度−電流関係の関係式を用いることによって、翼車の
温度を求めることができる。
【００４３】図８は、モータに供給される電圧がほぼ一
定とみなせる場合に、温度と電力との関係を温度と電流
の関係で表した場合の演算装置の構成を説明するための
図であり、又、図９，１０は同場合の温度−電流関係デ
ータを用いた場合と温度−電流関係の関係式を用いた場
合のフローチャートである。
定とみなせる場合に、温度と電力との関係を温度と電流
の関係で表した場合の演算装置の構成を説明するための
図であり、又、図９，１０は同場合の温度−電流関係デ
ータを用いた場合と温度−電流関係の関係式を用いた場
合のフローチャートである。
【００４４】なお、図８，９，１０の説明は前記図３，
６，７の説明と重複するためここでの説明は省略する。
６，７の説明と重複するためここでの説明は省略する。
【００４５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のターボ分
子ポンプによれば、高速回転中の翼車の温度を求めるこ
とができ、又、高速回転中の翼車の温度をリアルタイム
で求めることことができる。
子ポンプによれば、高速回転中の翼車の温度を求めるこ
とができ、又、高速回転中の翼車の温度をリアルタイム
で求めることことができる。
【図１】本発明のターボ分子ポンプの一構成例を説明す
るための概略図である。
るための概略図である。
【図２】本発明のターボ分子ポンプの翼車の温度を求め
る構成を説明するための概略構成図である。
る構成を説明するための概略構成図である。
【図３】本発明のターボ分子ポンプの翼車の温度を演算
処理により求める演算装置の一構成例を説明するための
図である。
処理により求める演算装置の一構成例を説明するための
図である。
【図４】本発明のターボ分子ポンプの翼車の温度とモー
タに供給される電力との関係を説明するための図であ
る。
タに供給される電力との関係を説明するための図であ
る。
【図５】本発明のターボ分子ポンプの翼車の温度とモー
タに供給される電力との関係を説明するための図であ
る。
タに供給される電力との関係を説明するための図であ
る。
【図６】本発明のターボ分子ポンプの演算装置の動作を
説明するためのフローチャートである。
説明するためのフローチャートである。
【図７】本発明のターボ分子ポンプの演算装置の動作を
説明するためのフローチャートである。
説明するためのフローチャートである。
【図８】本発明のターボ分子ポンプの翼車の温度を演算
処理により求める演算装置の他の構成例を説明するため
の図である。
処理により求める演算装置の他の構成例を説明するため
の図である。
【図９】本発明のターボ分子ポンプの他の演算装置の動
作を説明するためのフローチャートである。
作を説明するためのフローチャートである。
【図１０】本発明のターボ分子ポンプの他の演算装置の
動作を説明するためのフローチャートである。
動作を説明するためのフローチャートである。
１…モータ、２…レセプタクル、３…駆動軸、４…翼
車、５…スぺーサ、６…ステータ、７，８，１１…磁気
軸受、９…タッチダウンベアリング、１０…ターボ分子
ポンプ本体、１２…排気口、１３…吸気口、１４…冷却
パイプ、１５，１６，１７…温度センサ、２０…電源装
置、２１…モータ駆動用インバータ、２２…電流計、２
３…電圧計、２４…Ａ／Ｄ変換器、２５…パラメータ入
力部、２６…通信ポート、３０…演算装置、３１…電力
算出部、３２…温度算出部、３３…温度−電力関係記憶
部、３４…選択部、４０…制御装置、４１…入力装置、
４２…ケーブル。
車、５…スぺーサ、６…ステータ、７，８，１１…磁気
軸受、９…タッチダウンベアリング、１０…ターボ分子
ポンプ本体、１２…排気口、１３…吸気口、１４…冷却
パイプ、１５，１６，１７…温度センサ、２０…電源装
置、２１…モータ駆動用インバータ、２２…電流計、２
３…電圧計、２４…Ａ／Ｄ変換器、２５…パラメータ入
力部、２６…通信ポート、３０…演算装置、３１…電力
算出部、３２…温度算出部、３３…温度−電力関係記憶
部、３４…選択部、４０…制御装置、４１…入力装置、
４２…ケーブル。
Claims (1)
- 【請求項１】 翼車と、翼車を駆動するモータを備えた
ターボ分子ポンプにおいて、 前記モータに供給される電力に関連した指標値を求め、
該指標値と温度との関係に基づいて、指標値から翼車の
温度を求める手段を備えることを特徴とするターボ分子
ポンプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9296792A JPH11132186A (ja) | 1997-10-29 | 1997-10-29 | ターボ分子ポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9296792A JPH11132186A (ja) | 1997-10-29 | 1997-10-29 | ターボ分子ポンプ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11132186A true JPH11132186A (ja) | 1999-05-18 |
Family
ID=17838201
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9296792A Pending JPH11132186A (ja) | 1997-10-29 | 1997-10-29 | ターボ分子ポンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11132186A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010021307A1 (ja) * | 2008-08-19 | 2010-02-25 | エドワーズ株式会社 | 真空ポンプ |
| US8753095B2 (en) | 2005-04-29 | 2014-06-17 | Edwards Limited | Pumping system and method of operation |
| US9062684B2 (en) | 2005-02-02 | 2015-06-23 | Edwards Limited | Method of operating a pumping system |
| JP2018080609A (ja) * | 2016-11-15 | 2018-05-24 | 株式会社島津製作所 | ポンプ状態推定装置およびターボ分子ポンプ |
-
1997
- 1997-10-29 JP JP9296792A patent/JPH11132186A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9062684B2 (en) | 2005-02-02 | 2015-06-23 | Edwards Limited | Method of operating a pumping system |
| US9903378B2 (en) | 2005-02-02 | 2018-02-27 | Edwards Limited | Method of operating a pumping system |
| US8753095B2 (en) | 2005-04-29 | 2014-06-17 | Edwards Limited | Pumping system and method of operation |
| WO2010021307A1 (ja) * | 2008-08-19 | 2010-02-25 | エドワーズ株式会社 | 真空ポンプ |
| JPWO2010021307A1 (ja) * | 2008-08-19 | 2012-01-26 | エドワーズ株式会社 | 真空ポンプ |
| JP2018080609A (ja) * | 2016-11-15 | 2018-05-24 | 株式会社島津製作所 | ポンプ状態推定装置およびターボ分子ポンプ |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040512 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20071018 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20071023 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20071218 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080513 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080704 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090108 |