JPS63172094A - 回転機を内蔵した真空容器の真空度制御装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は真空容器の真空度制御装置の改良に関するもの
である。

［従来の技術］ 第４図は従来のフライホイールを含む回転機を内蔵した
真空容器の真空度制御装置の構成図、第５図は該装置の
シーケンス制御図、第６図は真空容器内の圧力と風損と
の関係を示す線図である。

図中１は真空容器、２は真空容器１内に固定された固定
子で、鉄心とコイルとからなっている。３は固定子に挿
通された軸で上部軸受４と下部軸受５との間に支持され
ている。６は軸に固定されたフライホイール、７はフラ
イホイール６に一体に取付けられた永久磁石からなる回
転子で、上記軸３、回転子７及び固定子２とにより、永
久磁石式発電電動機９を構成している。

発電電動機９は常時は固定子２に電力を供給して回転子
７及びフライホイール６を回転し、フライホイール６に
回転エネルギを蓄積しておき、停電等により固定子２に
供給されていた電力がＯＦＦになると、フライホイール
６に蓄積されていた回転エネルギによって回転子７を回
転し、これにより出力を得るようにしたものである。こ
のような発電電動機においては、フライホイール６の風
損をなくし効率を高めるために、容器１内は真空に保持
されている。

８は真空容器１の真空度を測定するための真空測定子、
１０は容器１の排気系の配管で、主電磁バルブ１１とリ
ーク用電磁バルブ１２とを介して真空ポンプ１３に接続
されている。１４は真空ポンプ１３の油が配管工０内に
逆流するのを防止するためのオイルトラップである。又
１５は切替えスイッチ、１８は真空測定子８からの信号
に応じて主電磁バルブ１１、リーク用電磁バルブ１２、
真空ポンプ１３、切替えスイッチ１５のそれぞれをシー
ケンス制御するための制御手段、１９は電動機９に電気
制動をかけるための電気制御手段（制動用抵抗器）であ
り、この制動用抵抗器１９は切替えスイッチ１５を介し
て電源系統に接続されている。

従来の真空容器の真空度制御装置は、上記のように構成
されているので、真空排気制御手段１８は第６図に示す
ような真空容器の内部圧力と風損との関係から求められ
た第５図に示すようなシーケンス制御機能を有している
。すなわち第６図における真空容器の内部圧力（Ｔｏｒ
ｒ）と風損との関係において、第５図中の真空圧上限設
定値■１と真空圧下限設定値ｖ２とを求め、内部圧力（
Ｔｏｒｒ）が真空圧下限設定値Ｖ　に達した時点Ａ１と
その時点Ａ１から一定時間Ｔを経過した時点りとの間を
、第６図における内部圧力Ｏ１１〜１．０Ｔｏｒｒの真
空ポンプ稼働領域とし、かつ同図の内部圧力１．０〜１
０Ｔｏｒｒの間を真空圧異常判断領域として、第５図中
の真空圧下限設定値Ｖ２への圧力到達時点Ａ　から真空
圧上限設定値Ｖ１への圧力到■ 速時点Ｃまでの間に設定する。また真空ポンプ稼働領域
における圧力到達時点Ａ１からの主電磁バルブ１１のタ
イムラグｔ　、上記真空ポンプ１３の停止時点Ｄ、この
停止時点りからのリーク用電磁バルブ１２のタイムラグ
ｔ　、バルブ動作時間ｔ３、及び真空容器１内の圧力が
上限設定値に達した時に発電電動機９に電気制動をかけ
る時点Ｃのそれぞれが予め設定されている。

次に動作について説明する。発電電動機９が運転される
と、真空容器１内の真空圧が真空測定子８により検出さ
れ、その検出値が真空容器１内の圧力上昇により下限設
定値ｖ２に達すると、その時点Ａ１で真空排気制御手段
１８が真空ポンプ１３に運転指令信号を出力し、真空ポ
ンプは運転を始める。ついで真空排気制御手段１８は上
記Ａ　時点からのタイムラグｔ１を経て主電磁パルブ１
１の開信号を出力することにより主電磁バルブ１１が開
く。このため真空ポンプ１３による吸引力で真空容器１
内の圧力が低下する。なおこの場合におけるｔｌの大き
さは配管工０内が十分排気される時間であって数秒から
約１分の間に設定される。真空ポンプ１３が運転され、
真空容器１の内部が排気されて圧力が下がり時間Ｔが経
過すると、真空ポンプは自動的に停止する。この時間Ｔ
の意味はその間に十分に真空容器１の排気かできる時間
で、１分から２４時間の間に設定される。

真空ポンプ１３が停止すると同時に主電磁バルブ１１も
閉じる。続いてｔ２時間経過後、リーク用電磁バルブ１
２がｔ３時間だけ開かれ配管工０内を大気圧に戻す。な
おｔ２は主電磁バルブが完全に閉じるまでの時間で、約
１〜５秒程度に設定されている。ｔ３は配管内の圧力を
大気圧に戻すための時間で１〜３０秒程度に設定される
。主電磁バルブ１１が閉じポンプ１３が停止してからは
、真空容器内の圧力は多少のリークや内部材料のアウト
ガスによって次第に上昇し、下限設定値■２に達すると
上記のように再び真空ポンプ１３が１時間運転され真空
容器内の圧力は低下する。このようにして、真空容器内
の圧力が真空圧下限設定値ｖ２に達する毎に、以上の動
作を繰返し行わせることにより真空度が制御されている
のである。

次に圧力が下限設定値Ｖ　に達したＡ１の時点で、真空
ポンプやバルブの不具合等により圧力低下がうまくゆか
ず、真空容器内の圧力がさらに上昇して圧力の限界Ｖ１
　（６点）に達すると、真空排気制御手段１８は切替え
スイッチ１５に動作指令信号を出力し、切替えスイッチ
１５により制動抵抗１９を接続し、電動機９を停止させ
る。つまりフライホイール６は停止するのである。

なお真空上限設定値ｖ１でフライホイールを停止させる
のは、真空度低下によりフライホイール６の回転に伴う
風損が上昇し、この風損にともなって電気的入力が増大
して好ましくないからである。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで上記真空容器の真空度制御装置においては、真
空容器内の圧力が下限設定値ｖ２に達すると、真空ポン
プが作動して真空容器内を排気しその圧力を低下させて
いるが、真空容器の気密性能が低下すると、真空容器内
に空気が侵入し内部圧力の上昇する時間が短くなって、
真空ポンプの稼働頻度が高くなるため、真空ポンプの運
転延時間が長くなってその寿命を短くし、排気性能の低
下を招き、真空圧上限設定値ｖ１に達して予告なしにフ
ライホイール装置を停止させてしまう。このため性能低
下した真空ポンプの修復期間中はフライホイールはその
機能を消失し、停電時膜にたたないことになるのが問題
であった。

本発明は従来装置の上記問題点を解決するためになされ
たもので、真空ポンプがその性能を低下させる前に警報
を出し、ポンプの修復の期間を与え得るような真空容器
の真空度制御装置を提供しようとするものである。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、回転機を内蔵した真空容器の
真空度制御装置において、 真空容器内の圧力が真空圧下限設定値に達したため、真
空ポンプを所定時間運転し停止後、再び上記真空圧下限
設定値に達するまでの時間間隔が予め定めた時間より短
くなった場合は、警報信号を出力するように構成された
真空度異常警報出力機能を備えた。

［作　用］ 上記警報出力機能を備えたので、真空容器や配管の気密
性能の低下により、真空ポンプ停止後真空容器内の圧力
が上昇し、再び真空圧下限設定値に達するまでの時間間
隔が短くなってきた場合、警報信号により真空ポンプの
機能低下を予知し得ることになった。こ−のため真空ポ
ンプの保守、修復は装置の休止時間を利用して行うこと
が出来るようになったので、フライホイール装置の信頼
度を向上させることが可能となった。

［発明の実施例］ 第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図はその
シーケンス制御図である。図中１〜１９は従来装置と同
一部品であり、２０は真空異常警報信号、２１はブザー
、２２は外部信号である。

図において真空排気制御手段１８は、前記従来装置と同
様な真空ポンプ運転制御機能を有しているが、本発明に
おいてさらにブザー２１による真空異常信号出力機能を
備えた。

第３図は真空容器内のガス量の経時変化を示すグラフで
ある。正常時は多少のマイクロリークによるガスＱ１と
、内部の構成材料から発生するガスＱｍとの合計（Ｑ　
１　＋Ｑｍ）が発生ガス量となる。従って正常時は、図
に示すようにＱｍは時間とともに低下するので、真空容
器内の圧力が真空圧下限設定値■２に達する時間間隔Ｔ
１は長くなってゆ＜０シかし真空容器１の気密性能が低
下すると、第３図Ｈ点以降に示すようにリーク量Ｑｌに
よるガス量が増大し、真空容器１内の圧力は正常時に比
較し急上昇することになり、速い時間で真空圧下限設定
値Ｖ２に達する。即ちＴ１は次第に短くなってゆく。従
って真空容器１内の圧力がポンプ１３停止後、真空圧下
限設定値Ｖ２に達するまでの時間が、予め定めた時間Ｔ
２より短くなった場合、警報を発するように構成してお
けば、真空ポンプの性能低下を事前に予知することが可
能となる。

第１図におけるブザー２１はその警報出力のためのもの
で、真空容器内の圧力が真空ポンプ１３の運転停止後、
真空圧下限設定値Ｖ２に達する時間が、Ｔ２より短くな
れば真空異常警報信号２０を出力しブザー２１を吹鳴す
る。その結果真空ポンプ１３の性能低下を事前に予知す
ることが出来るので、業務に支障のない時を選んで修復
等を行うことが可能となる。この結果フライホイールが
予告なしに停止するようなことはなくなった。

なお警報出力の時間として、真空ポンプ停止後真空圧下
限設定値ｖ２に達するまでの時間Ｔ２を利用したが、こ
れに限るものでなく第２図のＴ５を利用してもよい。

また上記警報信号２０は、例えば接点の開閉による外部
信号２２として遠隔地へ送り、遠隔地のブザーを吹鳴さ
せたり、ランプを点灯させる等して真空異常を知らせる
こともできる。

さらに真空容器１の気密性能が急速に低下した場合や真
空排気手段が正常に機能しなかった場合等に、真空容器
内の圧力がさらに上昇して圧力の限界Ｖ、（Ｃ点）に達
すると、真空排気制御手段１８は切換えスイッチ１５を
作動して、制動抵抗１９を接続し発電電動機９を停止さ
せる即ちフライホイール６を停止させる機能を有してい
る。

［発明の効果］ 本発明は真空容器の真空度制御装置において、真空容器
の気密低下を予知しうるように構成したので、真空ポン
プ等をその性能低下の前に保守、修復することが可能と
なり、フライホイールが突然停止するような事故の発生
を防止できるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である回転機を内蔵する真空
容器の真空圧制御装置の構成図、第２図はそのシーケン
スを示す線図、第３図は真空容器内のガス量の経時変化
を示す線図、第４図は従来の真空圧制御装置の構成図、
第５図はそのシーケンスを示す線図、第６図は風損と圧
力との関係を示す線図である。 図中１は真空容器、６はフライホイール、１３は真空ポ
ンプ、１８は真空排気制御手段、２０は真空異常警報信
号、２１はブザー、２２は外部信号である。 なお図中同一符号は同一または相当部品を示すものであ
る。 第１図 第５図 第６図 斥力（了ｏｒｒ）− リーク量　Ｑｌ　− アウトカスｆＱｍ−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 フライホイールを含む回転機を内蔵した真空容器の排気
   を行う真空ポンプと、該真空容器の内部圧力を測定して
   その測定値を測定信号として出力する真空測定子と、該
   測定信号を入力しその測定値により排気を制御する真空
   排気制御手段とを備え、上記真空容器の圧力が上昇し、
   上記測定値が予め設定した真空圧下限設定値に達すると
   、上記真空ポンプを予め定めた一定時間だけ運転した後
   停止させる動作を、上記真空圧下限設定値に達する毎に
   繰返し行わせるように構成した真空容器の真空度制御装
   置において、 上記真空容器内の圧力が上記真空ポンプ停止後真空圧下
   限設定値に達するまでの時間間隔が、予め定めた時間よ
   り短い場合は、警報信号を出力するように構成したこと
   を特徴とする回転機を内蔵した真空容器の真空度制御装
   置。