JPS62113884A - スクリユ−真空ポンプの起動法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はスクリュー真空ポンプに係り、特に排圧が大気
で運転されるオイルフリ式に好適な起動法に関する。

〔発明の背景〕

ロータリポンプにブースタポンプとして、文献「真空技
術Ｊ第４９〜５１ページに記載のようにメカニカルブー
スタポンプが一般に使用されている。メカニカルブース
タポンプの動作圧力は１０−４〜数＋Ｔｏｏｒで、ロー
タリポンプと直列に連結して使用される。第５図はメカ
ニカルブスタボンプ１とロータリポンプ２を使用したと
きの排気例で、３は真空槽、４は真空スイッチ、５はメ
インバルブである。排気操作はまずメイバルブを閉じ、
ロータリポンプを始動する。次に、メインバルブを開け
、真空槽の圧力が１０Ｔｏｒｒまで低下したらメカニカ
ルブースタポンプを始動する。メカニカルブスタボンプ
はロータリポンプの排気速度の低下する領域をカバーす
るポンプで、圧縮比は１０〜１００程度である。したが
って、メカニカルブスタポンプが運転しているときは、
常にロータリポンプが運転されていることが必要であっ
たり、ロータリポンプの排気速度もメカニカルブスタボ
ン一方、スクリュー真空ポンプは低圧側の気体を圧縮し
て高圧側へ排出する点において、基本的に圧縮機と同一
の作用をなす。従来のスクリュー圧縮機の駆動トルク軽
減法として、特公昭４２−１６６６４号に記載のように
圧縮機の吸込側に閉鎖弁、閉鎖弁により圧縮機の吸入口
が閉鎖された後に圧縮機の内側に残存するガスを除去す
るために圧縮機の内部に連絡する排出ポンプを備えたも
のがある。

これは運転時に消費ガス量が減少したときに、閉鎖弁を
閉鎖すると同時に排出ポンプにより圧縮機内側に残存す
るガスを除去し、無負荷時の駆動トルクを大幅に減少さ
せるものである。しかしながら、従来の装置は運転時の
駆動トルク軽減を目的としたもので、スクリュ圧縮機の
起動の点については配慮されていなかった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は起動の際の駆動トルクを小さくしたスク
リュー真空ポンプを提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明の特徴は、スクリュー真空ポンプのを吸入圧力を
所定の低圧にするためのノ」）形の補助真空ポンプを有
し、この補助真空ポンプはスクリュー真空ポンプの排気
経路と並列に連絡され、補助真空ポンプによって系内を
所定の真空状態にした後よるロータ回転速度と駆動トル
クの関係、及びロータ回転速度と吸入圧力の関係を示し
たものである。最大となる駆動トルクはロータ外径周速
１０ｍ　／　ｓ前後で（ロータ外径＝１０Ｏｎ＋ｍのと
き）定格運転時の２倍に達する。通常背圧が大気圧で運
転されるスクリュー真空ポンプは高圧縮比を得るため、
ロータ外径周速は６０〜Ｌｏｏｍ／ｓの高速で使用され
る。これはロータ間、ロータとケーシング間すきまから
の相対的漏れを少なくするためである。したがって、低
速回転では漏れの影響が著しく、低速回転でのＰ−ｖ線
図は第３図のようになる。

第８図において、１−２−３−４はロータ回転速度ａの
Ｐ　−ｖ線図で、以下５−６−３−４はす。

７−８−３−４はｃ　、　９−１０−３−４　（ハツチ
ングで示す）はｄ（定格回転速度）でのＰ−ｖ線図であ
る。すなわち、ロータ外径周速１０　ｍ　／　Ｓ以前で
は漏れの影響が大きいが、排圧と吸入圧力の差が小さい
ため、駆動トルクは小さく、これを越えると排圧と吸入
圧力の差は大きいが漏れの影響は小さくなり、駆動トル
クは減少する。

一般に駆動モータ及びインバータの容量は負荷のトルク
特性によって決定する。第１図のようなトルク特性のも
のでは、低速域を通過するのみで過大な駆動モータ、イ
ンバータを選択する必要がある。これは真空ポンプの費
用、重量、小形化を考慮すると不都合なことである。こ
の問題を解決するためには、定格運転時のトルク内で低
速回転域を通過することができればよく、それには負荷
トルク特性が、第４図に示すようなものにすることによ
って実現できる。

前記したように、オイルフリ一式の真空ポンプではロー
タ外径周速を６０〜Ｌｏｏｍ／ｓの高速化することによ
り、漏れの影響を小さくしている。

負荷トルク特性を改善するには、起動からロータ外径周
速６０　ｍ　／　ｓ程度までの間、作動室内を負圧にす
ることによって負荷トルクを小さくすることができる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。

スクリュー真空ポンプ本体１はカップリング２を介して
高周波モータ３に結合している。真空ポンプ１の吸入通
路４のフランジ部には閉塞弁５が設けられ、閉塞弁５は
被排気系に連結する吸入配管６に結合している。また、
吸入通路４と吸入配管６は補助配管７で結合し、補助配
管７の中間に閉塞弁８が設けである。真空ポンプｌの排
気側フランジ部には排気配管９が結合し、排気配管９の
途中に逆止弁１０が設けである。逆止弁１０の前後の排
気配管９には補助配管１１が連結し、補助配管１１の中
間に抽気ポンプ１２が設けである。

次に、真空ポンプの運転手順に従って各部の動作を説明
する。真空ポンプ１停止時は閉塞弁５゜８は閉じた状態
にあり、真空ポンプ及びこれに連結する配管はすべて大
気圧となっている。このような状態からインバータ装置
１３の電源が投入されると、インバータ装置１３内に設
けたタイマ（図示せず）が作動すると同時に抽気ポンプ
１２が起動し、閉塞弁５，８と逆止弁１０間の流路内の
気体を逆止弁１０の下流側に排出して流路を真空にする
。タイマの設定時間は流路内圧力が１〜１００　Ｔｏｒ
ｒに低下するまでの時間に、１ａ！整されており、設定
時間が過ぎると高周波モータ３に電流を流す。インバー
タ装置１３は電圧に比例した周波数を発生し、高周波モ
ータ３を低速度から徐々に高速度へと昇速させ、これに
結合する真空ポンプを定格回転速度まで昇速させる。イ
ンバータ装置から高周波モータ駆動用として発生する電
圧が設定値を越えるとインバータ装置から抽気ポンプへ
供給している電流が停止し、抽気ポンプは停止する。ま
た、これと同時に閉塞弁８は開放され、補助配管７及び
吸入配管６を介して、被排気系の気体を吸引する。補助
配管８の径は吸入配管４の径に比べて非常に小さく、補
助配管７から吸入通路４を介して真空ポンプに吸入され
ても、駆動トルクに影響を及ぼさない程度しか流れない
。

このような状態でさらに時間が経過すると、真空ポンプ
の排気側圧力は吸入側気体の排出によって大気圧となる
。さらに、吸入配管６とこれに連結する被排気系が設定
圧力以下になると圧力センサー４からの信号によって閉
塞弁５が開放され、被排気系の圧力をさらに低くするこ
とができる。

本実施例によれば、駆動の際のトルクを大幅に低減する
ことができるため、高周波モータ及びインバータの容量
の小さなものを選択することができる。本発明では抽気
ポンプを別途設ける必要があるが、抽気ポンプの排気速
度は真空ポンプ本体力も数Ｔｏｒｒのもので十分である
。ま゛た、抽気ポンプは起動のみ使用されるものである
ため、信頼性も高いものとなる。

従来のように大気から真空ポンプを作動させる方法では
インバータが総原価に占める割合が−〜−と大きな割合
を占めていたが、本発明を実施するために要した抽気ポ
ンプなどの価格を考慮しても十分に真空ポンプの総原価
を低減する効果かある。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、真空ポンプを起動する際
の駆動トルクが大幅に低減することかでき、駆動モータ
及びインバータの小容量化が図れ、真空ポンプ装置の小
形・軽量化ならびに低価格を実現させる効果がある。

低速度起動した際の駆動トルクの変化と吸入圧力の変化
を示した図、第３図は低速度起動した際のＰ−ｖ線図、
第４図は定格運転時に必要なインバータ容量で運転する
ことが可能な負荷トルク特性線図、第５図は従来の客の
系統図である。

１・・・真空ポンプ、５，８・・・閉塞弁、１０・・・
逆止弁１２・・・抽気ポンプ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 外周に螺旋状に形成された凸条、凹条をそれぞれ有する
   雄、雌ロータを、これらの凸条、凹条がロータ対抗部に
   て微小隙間を有して互いにはまり合うようにケーシング
   に収容し、各ロータの軸端には一方の回転力を他方に伝
   達する雄、雌タイミングギヤを取付け、定格運転時の排
   気圧力が大気で運転されるスクリュー真空ポンプにおい
   て、前記ポンプの吸気側に閉塞弁、排気側に閉塞弁ある
   いは逆止弁を設け、さらに前記弁間の流路に連結する抽
   気ポンプを設け、前記弁間の流路の気体を前記抽気ポン
   プで抽気し、負圧にした後に起動することを特徴とする
   スクリュー真空ポンプの起動法。