WO2019035239A1 - Vacuum exhaust device and method for cooling vacuum exhaust device - Google Patents

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cooling
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建治 橋本
英晃 井上
浩司 柴山
敏生 鈴木
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株式会社アルバック
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    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C25/00—Adaptations of pumps for special use of pumps for elastic fluids
    • F04C25/02—Adaptations of pumps for special use of pumps for elastic fluids for producing high vacuum
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/04—Heating; Cooling; Heat insulation

Definitions

  • the present invention relates to an evacuation apparatus and a method of cooling the evacuation apparatus.
  • control unit is cooled by the refrigerant body cooled by the air-cooled heat exchanger, and the vacuum pump blows the outside air toward the air-cooled heat exchanger, and the external air is controlled before hitting the air-cooled heat exchanger Exposed to department.
  • the cooling efficiency of the vacuum exhaust system is improved.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of a vacuum evacuation device according to a first embodiment.
  • the air-cooled heat exchanger 23 is connected to the cooling circuit 21.
  • the air-cooled heat exchanger 23 is provided in the middle of the cooling circuit 21 and is provided downstream of the circulation pump 22.
  • the circulation pump 22 operates, the refrigerant supplied from the circulation pump 22 flows into the air-cooled heat exchanger 23.
  • the refrigerant is cooled by the air-cooled heat exchanger 23, and the refrigerant immediately after being cooled by the air-cooled heat exchanger 23 flows into the cooling circuit 21 drawn around the control unit 13.
  • a temperature sensor T 1 is attached to the control unit 13, and the measured value detected by the temperature sensor T 1 is sent to the control unit 13.
  • the control unit 13 can suppress the operation of the drive unit 12 or stop the operation of the drive unit 12.
  • control unit 13 operates frequently while the vacuum evacuation device 1 is operated. Therefore, it is important to efficiently cool the heat generated from the control unit 13.
  • the temperature of the control unit 13 is controlled so that the temperature of the control unit 13 does not exceed 80 ° C. even if the vacuum evacuation device 1 is operated for a long time.
  • the pump main body 11 and the drive unit 12 are naturally set to a desired temperature or less.
  • the evacuation apparatus 1 may include a power supply 40 as an auxiliary power supply for supplying DC power to the control unit 13, the circulation pump 22, and the blower 30.
  • the pump body 11, the drive unit 12 and the control unit 13, the air-cooled heat exchanger 23, and the blower 30 are arranged in series in this order.
  • the disposition direction of these is taken as a series direction (Y-axis direction).
  • the pair of screw rotors 131 and 132 are arranged in the X-axis direction.
  • the screw rotor 131 has a helical first tooth 131s
  • the screw rotor 132 has a helical second tooth 132s that meshes with the first tooth 131s.
  • the number of turns of each of the first teeth 131s and the second teeth 132s is not limited to the illustrated number.
  • the evacuation apparatus 2 further includes an auxiliary pump mechanism 60 for evacuating the exhaust pipe 112 provided in the pump body 11.
  • the auxiliary pump mechanism 60 includes an auxiliary pump 61, a pipe 62 disposed downstream of the auxiliary pump 61, a pipe 63 disposed upstream of the auxiliary pump 61, and an exhaust pipe 112 between the pipe 62 and the pipe 63. And a check valve 64 provided on the way.
  • the auxiliary pump mechanism 60 may be provided in the housing 50.

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Abstract

[Problem] To improve the cooling efficiency of a vacuum exhaust device. [Solution] This vacuum exhaust device is equipped with a vacuum pump, a cooling mechanism, and a blower. The vacuum pump has a pump body, a driving unit for driving the pump body, and a control unit for controlling the driving unit. The cooling mechanism has a cooling circuit, a circulation pump for circulating a refrigerant through the cooling circuit, and an air cooled heat exchanger that is connected to the cooling circuit and can cool the refrigerant. The cooling mechanism cools the control unit with the refrigerant. The blower can blow external air from the vacuum pump toward the air cooled heat exchanger. The blower cools both the control unit and the air cooled heat exchanger with the external air.

Description

真空排気装置及び真空排気装置の冷却方法Vacuum exhaust system and cooling method of vacuum exhaust system
　本発明は、真空排気装置及び真空排気装置の冷却方法に関する。 The present invention relates to an evacuation apparatus and a method of cooling the evacuation apparatus.
　ロータリポンプ等の真空ポンプでは、外部から風を取り込み、空冷によって強制的に真空ポンプを冷却するタイプのものがある（例えば、特許文献１参照）。一方、パイプ内に潤滑油を循環し、パイプに接続した空冷ラジエターによって潤滑油を冷却し、冷却した潤滑油によって真空ポンプを冷却するタイプのものがある（例えば、特許文献２参照）。 Some vacuum pumps, such as a rotary pump, take in wind from the outside and forcibly cool the vacuum pump by air cooling (see, for example, Patent Document 1). On the other hand, there is a type in which lubricating oil is circulated in a pipe, the lubricating oil is cooled by an air-cooled radiator connected to the pipe, and the vacuum pump is cooled by the cooled lubricating oil (see, for example, Patent Document 2).
特開２０１０－１２７１１８号公報JP, 2010-127118, A 特開平１０－１５９７８０号公報JP 10-159780 A
　しかしながら、真空ポンプの所要動力が大きくなるほど、真空ポンプから発せられる熱量が大きくなる。これにより、空冷式冷却は、この所要動力の増加に対応できなくなる。一方、潤滑油で冷却する方法では、潤滑油が真空ポンプの駆動によって汚染、劣化すると、冷却性能が低下する場合がある。 However, as the required power of the vacuum pump increases, the amount of heat generated from the vacuum pump also increases. As a result, air cooling can not cope with the increase in the required power. On the other hand, in the method of cooling with lubricating oil, if the lubricating oil is contaminated or deteriorated by driving the vacuum pump, the cooling performance may be reduced.
　以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、冷却効率を向上させた真空排気装置及び真空排気装置の冷却方法を提供することにある。 In view of the circumstances as described above, it is an object of the present invention to provide an evacuating apparatus with improved cooling efficiency and a method of cooling the evacuating apparatus.
　上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る真空排気装置は、真空ポンプと、冷却機構と、送風機とを具備する。上記真空ポンプは、ポンプ本体と、上記ポンプ本体を駆動する駆動部と、上記駆動部を制御する制御部とを有する。上記冷却機構は、冷却回路と、上記冷却回路に冷媒体を循環させる循環ポンプと、上記冷却回路に接続され上記冷媒体を冷却することが可能な空冷式熱交換器とを有する。上記冷却機構は、上記冷媒体により上記制御部を冷却する。上記送風機は、上記真空ポンプから上記空冷式熱交換器に向けて外気を送風することができる。上記送風機は、上記外気により上記制御部及び空冷式熱交換器のそれぞれを空冷する。
　これにより、空冷式熱交換器によって冷却された冷媒体により制御部が冷却され、さらに、真空ポンプから空冷式熱交換器に向けて外気が送風され、外気が空冷式熱交換器に当たる前に制御部に晒される。この結果、真空排気装置の冷却効率が向上する。 In order to achieve the above object, an evacuation apparatus according to an aspect of the present invention includes a vacuum pump, a cooling mechanism, and a blower. The vacuum pump has a pump body, a drive unit for driving the pump body, and a control unit for controlling the drive unit. The cooling mechanism includes a cooling circuit, a circulation pump that circulates the refrigerant through the cooling circuit, and an air-cooled heat exchanger connected to the cooling circuit and capable of cooling the refrigerant. The cooling mechanism cools the control unit by the refrigerant body. The blower can blow outside air from the vacuum pump to the air-cooled heat exchanger. The blower air-cools each of the control unit and the air-cooling type heat exchanger by the outside air.
Thus, the control unit is cooled by the refrigerant body cooled by the air-cooled heat exchanger, and the vacuum pump blows the outside air toward the air-cooled heat exchanger, and the external air is controlled before hitting the air-cooled heat exchanger Exposed to department. As a result, the cooling efficiency of the vacuum exhaust system is improved.
　上記の真空排気装置においては、上記真空ポンプ及び上記冷却機構を収容する筐体をさらに具備してもよい。上記送風機は、上記筐体と上記制御部との間において上記外気を上記真空ポンプから上記空冷式熱交換器に向けて送風する。
　これにより、筐体と制御部との間において外気による気流が生じ、制御部が効率よく空冷される。 The above-described vacuum evacuation apparatus may further include a housing for housing the vacuum pump and the cooling mechanism. The air blower blows the outside air from the vacuum pump toward the air-cooled heat exchanger between the housing and the control unit.
As a result, an air flow is generated by the outside air between the housing and the control unit, and the control unit is efficiently air-cooled.
　上記の真空排気装置においては、上記制御部は、上記空冷式熱交換器と上記ポンプ本体との間に位置してもよい。
　これにより、送風機によって送られた外気は、空冷式熱交換器に当たる前に制御部に当たり、真空排気装置の冷却効率が向上する。 In the above-described vacuum evacuation device, the control unit may be located between the air-cooled heat exchanger and the pump body.
As a result, the outside air sent by the blower hits the control unit before hitting the air-cooled heat exchanger, and the cooling efficiency of the vacuum exhaust system is improved.
　上記の真空排気装置においては、上記空冷式熱交換器は、上記送風機と上記制御部との間に位置してもよい。
　これにより、送風機によって引き込まれた外気は、制御部に当たった後に、空冷式熱交換器に当たる。この結果、空冷式熱交換器が効率よく空冷される。 In the above-described vacuum evacuation device, the air-cooled heat exchanger may be located between the blower and the control unit.
Thus, the outside air drawn by the blower hits the controller and then the air-cooled heat exchanger. As a result, the air-cooled heat exchanger is efficiently air-cooled.
　上記の真空排気装置においては、上記冷却機構は、上記冷却回路を循環する上記冷媒体によって上記駆動部をさらに冷却してもよい。上記冷却回路において、上記制御部を冷却する部分は、上記駆動部を冷却する部分よりも上流に位置している。
　これにより、空冷式熱交換器で冷却された冷媒体は、予め制御部を冷却してから駆動部を冷却する。この結果、真空排気装置の冷却効率が向上する。 In the above-described vacuum evacuation apparatus, the cooling mechanism may further cool the drive unit by the refrigerant circulating in the cooling circuit. In the cooling circuit, the portion for cooling the control unit is located upstream of the portion for cooling the drive unit.
Thus, the refrigerant cooled by the air-cooled heat exchanger cools the control unit in advance and then cools the drive unit. As a result, the cooling efficiency of the vacuum exhaust system is improved.
　上記の真空排気装置においては、上記ポンプ本体に設けられたガス排気口を真空排気する補助ポンプをさらに具備してもよい。
　これにより、ポンプ本体に設けられたガス排気口が真空排気され、ポンプ本体の負荷が減少する。この結果、真空排気装置の冷却効率がさらに向上する。 The above-described evacuation apparatus may further include an auxiliary pump for evacuating the gas exhaust port provided in the pump body.
As a result, the gas exhaust port provided in the pump body is evacuated and the load on the pump body is reduced. As a result, the cooling efficiency of the vacuum exhaust system is further improved.
　上記の真空排気装置においては、上記冷却回路は、上記制御部を冷却する上記部分の上流に上記冷却回路内で上記冷媒体の蒸気圧に差を生じさせる差圧機構を有してもよい。
　これにより、差圧機構の上流と下流とで、冷媒体の沸点に差が生じ、例えば、冷媒体は、差圧機構の下流で上流よりも低い温度で蒸発する。この結果、冷媒体の気化により制御部から熱が奪われ、真空排気装置の冷却効率がさらに向上する。 In the above-described vacuum evacuation device, the cooling circuit may have a differential pressure mechanism which causes a difference in the vapor pressure of the refrigerant in the cooling circuit upstream of the portion for cooling the control unit.
As a result, a difference occurs in the boiling point of the refrigerant between the upstream and the downstream of the differential pressure mechanism, and, for example, the refrigerant evaporates at a temperature lower in the downstream of the differential pressure mechanism than in the upstream. As a result, the controller is deprived of heat due to the vaporization of the refrigerant, and the cooling efficiency of the vacuum exhaust system is further improved.
　上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る真空排気装置の冷却方法は、ポンプ本体と、上記ポンプ本体を駆動する駆動部と、上記駆動部を制御する制御部とを有する真空ポンプに対して、上記制御部を空冷式熱交換器によって冷却させた冷媒体によって冷却することを含む。上記真空ポンプから上記空冷式熱交換器に向かって外気を送風することにより上記制御部及び上記空冷式熱交換器のそれぞれが上記外気により空冷される。
　これにより、空冷式熱交換器によって冷却された冷媒体により制御部が冷却され、さらに、真空ポンプから空冷式熱交換器に向けて外気が送風され、外気が空冷式熱交換器に当たる前に制御部に晒される。この結果、真空排気装置の冷却効率が向上する。 In order to achieve the above object, a method of cooling a vacuum exhaust apparatus according to an aspect of the present invention comprises a pump body, a drive unit for driving the pump body, and a control unit for controlling the drive unit. And cooling the control unit with a refrigerant cooled by an air-cooled heat exchanger. By blowing the outside air from the vacuum pump toward the air-cooled heat exchanger, the control unit and the air-cooled heat exchanger are each air-cooled by the outside air.
Thus, the control unit is cooled by the refrigerant body cooled by the air-cooled heat exchanger, and the vacuum pump blows the outside air toward the air-cooled heat exchanger, and the external air is controlled before hitting the air-cooled heat exchanger Exposed to department. As a result, the cooling efficiency of the vacuum exhaust system is improved.
　以上述べたように、本発明によれば、冷却効率を向上させた真空排気装置及び真空排気装置の冷却方法が提供される。 As described above, according to the present invention, there are provided a vacuum evacuation device and a cooling method of the vacuum evacuation device with improved cooling efficiency.
第１実施形態に係る真空排気装置の概略的ブロック図である。It is a schematic block diagram of the evacuation apparatus concerning a 1st embodiment. 図（ａ）は、真空排気装置における構成要素の概略的な上面配置図である。図（ｂ）は、真空排気装置における構成要素の概略的な側面配置図である。Figure (a) is a schematic top plan view of the components in the vacuum evacuation system. Figure (b) is a schematic side view of the components in the vacuum evacuation system. 真空ポンプ内部の要部を示す模式的断面図である。It is a schematic cross section which shows the principal part inside a vacuum pump. 第２実施形態に係る真空排気装置における構成要素の概略的な側面配置図である。It is a schematic side layout of the component in the evacuation apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第３実施形態に係る真空排気装置における構成要素の概略的な上面配置図である。It is a schematic upper surface layout figure of the component in the evacuation apparatus which concerns on 3rd Embodiment.
　以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。各図面には、ＸＹＺ軸座標が導入される場合がある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each drawing, XYZ axis coordinates may be introduced.
　（第１実施形態） First Embodiment
　図１は、第１実施形態に係る真空排気装置の概略的ブロック図である。 FIG. 1 is a schematic block diagram of a vacuum evacuation device according to a first embodiment.
　真空排気装置１は、真空ポンプ１０と、冷却機構２０と、送風機３０とを具備する。 The evacuation apparatus 1 includes a vacuum pump 10, a cooling mechanism 20, and a blower 30.
　真空ポンプ１０は、ポンプ本体１１と、駆動部１２と、制御部１３とを有する。ポンプ本体は、例えば、真空槽を真空排気する本体部である。駆動部１２は、ポンプ本体１１を駆動する。制御部１３は、駆動部１２を制御する。 The vacuum pump 10 has a pump body 11, a drive unit 12, and a control unit 13. The pump main body is, for example, a main body that evacuates the vacuum chamber. The drive unit 12 drives the pump body 11. The control unit 13 controls the drive unit 12.
　冷却機構２０は、冷却回路２１と、循環ポンプ２２と、空冷式熱交換器２３とを有する。冷却機構２０は、真空排気装置１内で冷媒体を循環し、ポンプ本体１１、駆動部１２及び制御部１３のそれぞれを冷却する。循環ポンプ２２は、冷却回路２１の途中に設けられ、冷却回路２１に冷媒体を循環させる。冷却回路２１における冷媒体が流れる方向に関する記載において、ある部位に対して、冷媒体の流入側方向を「上流」、冷媒体の流出方向を「下流」と定義する。 The cooling mechanism 20 has a cooling circuit 21, a circulation pump 22, and an air-cooled heat exchanger 23. The cooling mechanism 20 circulates the refrigerant in the vacuum exhaust device 1 to cool each of the pump main body 11, the drive unit 12 and the control unit 13. The circulation pump 22 is provided in the middle of the cooling circuit 21 to circulate the refrigerant through the cooling circuit 21. In the description regarding the direction in which the refrigerant flows in the cooling circuit 21, the flow-in direction of the refrigerant is defined as "upstream" and the flow-out direction of the refrigerant is defined as "downstream" with respect to a certain part.
　空冷式熱交換器２３は、冷却回路２１に接続されている。例えば、空冷式熱交換器２３は、冷却回路２１の途中に設けられ、循環ポンプ２２の下流に設けられている。例えば、循環ポンプ２２が作動すると、循環ポンプ２２から供給された冷媒体は、空冷式熱交換器２３に流入する。冷媒体は、空冷式熱交換器２３によって冷却され、空冷式熱交換器２３によって冷却された直後の冷媒体が制御部１３付近に引き回された冷却回路２１に流入する。 The air-cooled heat exchanger 23 is connected to the cooling circuit 21. For example, the air-cooled heat exchanger 23 is provided in the middle of the cooling circuit 21 and is provided downstream of the circulation pump 22. For example, when the circulation pump 22 operates, the refrigerant supplied from the circulation pump 22 flows into the air-cooled heat exchanger 23. The refrigerant is cooled by the air-cooled heat exchanger 23, and the refrigerant immediately after being cooled by the air-cooled heat exchanger 23 flows into the cooling circuit 21 drawn around the control unit 13.
　これにより、駆動部１２及び制御部１３においては、予め制御部１３が冷媒体によって冷却され、その後、駆動部１２が冷却される。すなわち、駆動部１２によって暖められた冷媒体が制御部１３付近に引き回された冷却回路２１に流れるのではなく、空冷式熱交換器２３によって冷却された直後の冷媒体が制御部１３付近に引き回された冷却回路２１に流入する。これにより、制御部１３の水冷効果が向上する。そして、駆動部１２に引き回された冷却回路２１から流出した冷媒体は、循環ポンプ２２に吸引され、再び、循環ポンプ２２が空冷式熱交換器２３に冷媒体を供給する。真空排気装置１においては、この水冷動作が繰り返される。　　なお、本実施形態において、「水冷」とは、水で冷却されることのほか、クーラント液やラジエター液等によって冷却されることも含む。 Thereby, in the drive unit 12 and the control unit 13, the control unit 13 is cooled by the refrigerant in advance, and then the drive unit 12 is cooled. That is, the refrigerant body warmed by the drive unit 12 does not flow to the cooling circuit 21 drawn around the control unit 13, but the refrigerant body immediately after being cooled by the air-cooled heat exchanger 23 is near the control unit 13. It flows into the drawn cooling circuit 21. Thereby, the water cooling effect of the control unit 13 is improved. Then, the refrigerant flowing out of the cooling circuit 21 drawn to the drive unit 12 is sucked by the circulation pump 22, and the circulation pump 22 supplies the refrigerant to the air-cooled heat exchanger 23 again. In the vacuum evacuation device 1, this water cooling operation is repeated. In the present embodiment, “water-cooling” includes not only cooling with water but also cooling with coolant liquid, radiator liquid, and the like.
　また、冷却機構２０は、真空排気装置１内における循環式であるため、真空排気装置１外から真空排気装置１に冷媒体を供給することを要しない。このため、冷却機構２０を設置する自由度が向上する。 Further, since the cooling mechanism 20 is a circulation type in the vacuum exhaust device 1, it is not necessary to supply the refrigerant to the vacuum exhaust device 1 from outside the vacuum exhaust device 1. For this reason, the freedom degree of installing the cooling mechanism 20 is improved.
　さらに、本実施形態に係る真空排気装置１は、空冷機能も兼ね備える。 Furthermore, the vacuum evacuation device 1 according to the present embodiment also has an air cooling function.
　例えば、送風機３０は、真空排気装置１外から外気を取り込み、真空ポンプ１０から空冷式熱交換器２３に向けて外気を送風する。例えば、図中には外気の流れが矢印Ａで模式的に示されている。外気は、ホンプ本体１１、駆動部１２及び制御部１３のそれぞれの横を流れ、空冷式熱交換器２３の手前にまで送風される。空冷式熱交換器２３に当たった外気は、空冷式熱交換器２３の横に設けられた送風機３０により吸引されて、送風機３０によって真空排気装置１外に放出される。これにより、ホンプ本体１１、駆動部１２、制御部１３及び空冷式熱交換器２３のそれぞれが外気により強制空冷される。真空排気装置１においては、この空冷動作が繰り返される。 For example, the blower 30 takes in the outside air from the outside of the vacuum exhaust device 1 and blows the outside air from the vacuum pump 10 toward the air-cooled heat exchanger 23. For example, the flow of outside air is schematically shown by arrow A in the figure. Outside air flows beside each of the main pump body 11, the drive unit 12 and the control unit 13, and is blown to the front of the air-cooled heat exchanger 23. The outside air that has hit the air-cooled heat exchanger 23 is sucked by the blower 30 provided next to the air-cooled heat exchanger 23 and released by the blower 30 to the outside of the vacuum evacuation device 1. As a result, each of the main pump body 11, the drive unit 12, the control unit 13, and the air-cooling type heat exchanger 23 is forcedly air-cooled by the outside air. In the vacuum exhaust device 1, this air cooling operation is repeated.
　真空排気装置１においては、外気が空冷式熱交換器２３に当たる前に制御部１３に当たる。換言すれば、空冷式熱交換器２３に当たって暖められた外気は、送風機３０によって真空排気装置１外に排気され、空冷式熱交換器２３によって暖められる前の外気が制御部１３に当たる。これにより、制御部１３の空冷効果が向上する。 In the vacuum evacuation device 1, the outside air strikes the control unit 13 before it strikes the air-cooled heat exchanger 23. In other words, the outside air warmed against the air-cooled heat exchanger 23 is exhausted to the outside of the vacuum exhaust device 1 by the blower 30, and the outside air before being warmed by the air-cooled heat exchanger 23 hits the control unit 13. Thereby, the air cooling effect of the control unit 13 is improved.
　真空排気装置１においては、制御部１３には、温度センサＴ１が付設され、温度センサＴ１によって検知された測定値が制御部１３に送られる。制御部１３の温度が閾値以上になった場合、制御部１３によって駆動部１２の動作を抑制したり、駆動部１２の動作を停止したりすることができる。 In the vacuum evacuation device 1, a temperature sensor T 1 is attached to the control unit 13, and the measured value detected by the temperature sensor T 1 is sent to the control unit 13. When the temperature of the control unit 13 becomes equal to or higher than the threshold, the control unit 13 can suppress the operation of the drive unit 12 or stop the operation of the drive unit 12.
　例えば、制御部１３は、制御部１３のインバータ制御回路におけるトランジスタのスイッチング速度、循環ポンプ２２の出力、送風機３０の出力を制御する。 For example, the control unit 13 controls the switching speed of the transistors in the inverter control circuit of the control unit 13, the output of the circulation pump 22, and the output of the blower 30.
　制御部１３は、制御部１３の温度が所定の値を超えたときは、送風機３０の出力を上昇させたり、インバータ制御回路のスイッチング速度を減速したり、循環ポンプ２２の出力を上昇させたりして、制御部１３の温度が所定の値以下になるように制御する。 When the temperature of the control unit 13 exceeds a predetermined value, the control unit 13 increases the output of the blower 30, reduces the switching speed of the inverter control circuit, or increases the output of the circulation pump 22. The temperature of the control unit 13 is controlled to be equal to or less than a predetermined value.
　換言すれば、制御部１３は、真空排気装置１を稼動している間は、頻繁に動作している。このため、制御部１３から発せられる熱を効率よく冷却するかが重要になる。本実施形態に係る真空排気装置１においては、真空排気装置１を長時間稼動しても、制御部１３の温度が８０℃を超えないように、制御部１３の温度が制御されている。なお、ポンプ本体１１及び駆動部１２については、当然に所望の温度以下に設定されている。 In other words, the control unit 13 operates frequently while the vacuum evacuation device 1 is operated. Therefore, it is important to efficiently cool the heat generated from the control unit 13. In the vacuum evacuation device 1 according to the present embodiment, the temperature of the control unit 13 is controlled so that the temperature of the control unit 13 does not exceed 80 ° C. even if the vacuum evacuation device 1 is operated for a long time. The pump main body 11 and the drive unit 12 are naturally set to a desired temperature or less.
　駆動源１２、制御部１３、循環ポンプ２２及び送風機３０のそれぞれには、真空排気装置１外から電力が供給される。なお、真空排気装置１は、制御部１３、循環ポンプ２２及び送風機３０にＤＣ電力を供給するための補助電源として電源４０を具備してもよい。 Electric power is supplied to each of the drive source 12, the control unit 13, the circulation pump 22, and the blower 30 from the outside of the vacuum exhaust device 1. The evacuation apparatus 1 may include a power supply 40 as an auxiliary power supply for supplying DC power to the control unit 13, the circulation pump 22, and the blower 30.
　図２（ａ）は、真空排気装置における構成要素の概略的な上面配置図である。図２（ｂ）は、真空排気装置における構成要素の概略的な側面配置図である。 FIG. 2 (a) is a schematic top plan view of the components in the vacuum exhaust system. FIG. 2 (b) is a schematic side view of the components in the vacuum evacuation system.
　真空排気装置１において、真空ポンプ１０及び冷却機構２０は、筐体５０に収容される。筐体５０の形状は、例えば、直方体である。筐体５０は、外気を吸入することが可能な開口５０ｈを有する。筐体５０の下には、キャスタ機構９０が設けられる。 In the vacuum evacuation device 1, the vacuum pump 10 and the cooling mechanism 20 are housed in a housing 50. The shape of the housing 50 is, for example, a rectangular parallelepiped. The housing 50 has an opening 50 h capable of sucking in external air. Below the housing 50, a caster mechanism 90 is provided.
　真空排気装置１において、ポンプ本体１１と、駆動部１２及び制御部１３と、空冷式熱交換器２３と、送風機３０とがこの順に直列状に並ぶ。本実施形態では、これらの配置方向を直列方向（Ｙ軸方向）とする。 In the vacuum evacuation device 1, the pump body 11, the drive unit 12 and the control unit 13, the air-cooled heat exchanger 23, and the blower 30 are arranged in series in this order. In the present embodiment, the disposition direction of these is taken as a series direction (Y-axis direction).
　ポンプ本体１１は、直列方向において最前に位置する。ポンプ本体１１には、吸気管１１１と排気管１１２が設けられている。吸気管１１１には、図示しない真空槽の内部空間に接続され、排気管１１２には大気または図示しない補助ポンプ、吐出気体を処理する装置等に接続される。 The pump body 11 is located at the front in the series direction. An intake pipe 111 and an exhaust pipe 112 are provided in the pump body 11. The intake pipe 111 is connected to the internal space of a vacuum tank (not shown), and the exhaust pipe 112 is connected to the atmosphere or an auxiliary pump (not shown), a device for processing discharge gas, or the like.
　駆動部１２は、ポンプ本体１１と、空冷式熱交換器２３との間に位置する。空冷式熱交換器２３は、送風機３０と、駆動部１２及び制御部１３との間に位置する。空冷式熱交換器２３は、例えば、ラジエターである。 The drive unit 12 is located between the pump body 11 and the air-cooled heat exchanger 23. The air-cooled heat exchanger 23 is located between the blower 30 and the drive unit 12 and the control unit 13. The air-cooled heat exchanger 23 is, for example, a radiator.
　制御部１３は、空冷式熱交換器２３とポンプ本体１１との間に位置する。制御部１３は、直列方向に直交する方向（Ｘ軸方向）において駆動部１２に隣接する。制御部１３は、駆動部１２に取り付けられる。駆動部１２の駆動源として、交流モータが適用された場合、制御部１３は、例えば、交流モータの回転数制御をするインバータ制御回路を有する。 The controller 13 is located between the air-cooled heat exchanger 23 and the pump body 11. The control unit 13 is adjacent to the drive unit 12 in a direction (X-axis direction) orthogonal to the series direction. The control unit 13 is attached to the drive unit 12. When an AC motor is applied as a drive source of the drive unit 12, the control unit 13 has, for example, an inverter control circuit that controls the number of rotations of the AC motor.
　インバータ制御回路においては、頻回にスイッチング素子のスイッチング動作がなされるため、高温に発熱する場合がある。インバータ制御回路の温度が閾値を超えた場合には、インバータ制御回路が破損する。このため、真空排気装置では、制御部１３を効率よく冷却することが要求される。 In the inverter control circuit, since switching operations of switching elements are frequently performed, heat may be generated to a high temperature. When the temperature of the inverter control circuit exceeds the threshold, the inverter control circuit is broken. For this reason, in the evacuation apparatus, it is required to cool the control unit 13 efficiently.
　冷却機構２０は、ポンプ本体１１と送風機３０との間に位置する。循環ポンプ２２は、Ｘ軸方向において、空冷式熱交換器２３に並ぶ。冷却回路２１は、空冷式熱交換器２３に接続される。冷却回路２１は、駆動部１２に引き回される。制御部１３は、駆動部１２に引き回された冷却回路２１により冷却される。但し、冷却回路２１において、制御部１３の冷却に寄与する部分Ｐは、駆動部１２を冷却する部分Ｑよりも上流に位置している。 The cooling mechanism 20 is located between the pump body 11 and the blower 30. The circulation pump 22 is aligned with the air-cooled heat exchanger 23 in the X-axis direction. The cooling circuit 21 is connected to the air-cooled heat exchanger 23. The cooling circuit 21 is routed to the drive unit 12. The control unit 13 is cooled by the cooling circuit 21 drawn around the drive unit 12. However, in the cooling circuit 21, the portion P contributing to the cooling of the control unit 13 is located upstream of the portion Q that cools the drive unit 12.
　これにより、空冷式熱交換器２３によって冷却された直後の冷媒体が部分Ｑよりも先に部分Ｐに流入する。この結果、駆動部１２は、効率よく水冷される。ここで、冷媒体は、例えば、水、クーラント液、ラジエター液等のいずれかである。 Thus, the refrigerant immediately after being cooled by the air-cooled heat exchanger 23 flows into the portion P earlier than the portion Q. As a result, the drive unit 12 is efficiently water-cooled. Here, the refrigerant body is, for example, any of water, coolant liquid, radiator liquid and the like.
　送風機３０は、直列方向の最後に位置する。送風機３０は、回転式の羽根車３１と、回転軸３２と、カバー３３とを有する。カバー３３には、筐体５０から外気を排出する開口３３ｈが設けられている。 The blower 30 is located at the end of the series direction. The blower 30 has a rotary impeller 31, a rotating shaft 32, and a cover 33. The cover 33 is provided with an opening 33 h for discharging the outside air from the housing 50.
　送風機３０が作動すると、外気が開口５０ｈを介して筐体５０内に導入され、筐体５０と真空ポンプ１０との間で外気が流れる。外気は、この後、空冷式熱交換器２３に向けて送風され、空冷式熱交換器２３に当たる。そして、筐体５０内の外気は、羽根車３１を通過して開口３３ｈから放出される。 When the blower 30 operates, the outside air is introduced into the housing 50 through the opening 50 h, and the outside air flows between the housing 50 and the vacuum pump 10. Thereafter, the outside air is blown toward the air-cooled heat exchanger 23 and hits the air-cooled heat exchanger 23. Then, the outside air in the housing 50 passes through the impeller 31 and is discharged from the opening 33 h.
　真空排気装置１においては、筐体５０と制御部１３との間において外気が真空ポンプ１０から空冷式熱交換器２３に向かう気流が形成される。仮に、筐体５０によって真空ポンプ１０等が収容されていない場合には、制御部１３の横を流れる気流が形成されにくくなり、制御部１３外で外気が制御部１３付近で淀みやすくなる。これにより、制御部１３の空冷効果が減退する。 In the vacuum evacuation device 1, an air flow is formed between the vacuum pump 10 and the air-cooled heat exchanger 23 between the housing 50 and the control unit 13 so that the outside air flows from the vacuum pump 10. If the vacuum pump 10 and the like are not accommodated by the housing 50, an air flow flowing beside the control unit 13 is unlikely to be formed, and outside air is easily collected near the control unit 13 outside the control unit 13. As a result, the air cooling effect of the control unit 13 is reduced.
　本実施形態では、筐体５０によって真空ポンプ１０及び冷却機構２０を収容し、強制的に制御部１３の横を流れる気流を強制的に形成する。これにより、制御部１３の周りの外気が制御部１３付近で淀みにくくなり、制御部１３の空冷効果が向上する。 In the present embodiment, the vacuum pump 10 and the cooling mechanism 20 are accommodated by the housing 50, and the air flow forcibly flowing sideways of the control unit 13 is forcibly formed. As a result, the outside air around the control unit 13 is less likely to stagnate in the vicinity of the control unit 13, and the air cooling effect of the control unit 13 is improved.
　このように真空排気装置１においては、制御部１３が駆動部１２側から効率よく水冷されるとともに、筐体５０側からも効率よく空冷される。 As described above, in the vacuum evacuation device 1, the control unit 13 is efficiently water-cooled from the drive unit 12 side, and is also efficiently air-cooled from the housing 50 side.
　また、駆動部１２及び制御部１３が最前に位置し、駆動部１２及び制御部１３と、ポンプ本体１１と、空冷式熱交換器２３と、送風機３０とがこの順に直列状に並んだ状態であっても、直列方向において、制御部１３が空冷式熱交換器２３よりも気流の上流に位置するので同じ空冷効果が得られる。本実施形態においては、このような配列も含む。 Further, the drive unit 12 and the control unit 13 are at the forefront, and the drive unit 12 and the control unit 13, the pump main body 11, the air-cooled heat exchanger 23, and the blower 30 are arranged in series in this order. Even in the serial direction, since the control unit 13 is located upstream of the air flow than the air-cooling heat exchanger 23, the same air cooling effect can be obtained. In the present embodiment, such sequences are also included.
　なお、筐体５０内に流れる外気の向きをＡ方向とは逆方向にした場合、すなわち、空冷式熱交換器２３から真空ポンプ１０に向けて気流を発生させた場合には、空冷式熱交換器２３を空冷することにより暖められた外気が制御部１３に当たり好ましくない。 In the case where the direction of the outside air flowing into the housing 50 is opposite to the direction A, that is, when the air flow is generated from the air-cooled heat exchanger 23 toward the vacuum pump 10, the air-cooled heat exchange is performed. Outside air warmed by air-cooling the vessel 23 strikes the control unit 13, which is not preferable.
　図３は、真空ポンプ内部の要部を示す模式的断面図である。図３に示す冷却回路２１の配置は一例であり、この例に限らない。 FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the main part inside the vacuum pump. The arrangement of the cooling circuit 21 shown in FIG. 3 is an example, and is not limited to this example.
　図３には、一例として、２軸型のスクリューポンプが示されている。本実施形態に係る真空ポンプ１０は、２軸型のスクリューポンプに限らず、ルーツ型ドライポンプ、ロータリポンプ等であってもよい。 As an example, a twin screw type screw pump is shown in FIG. The vacuum pump 10 according to the present embodiment is not limited to a twin-screw type screw pump, and may be a roots type dry pump, a rotary pump or the like.
　真空ポンプ１０において、ポンプハウジング１１０内には、一対のスクリューロータ１３１、１３２が設けられている。ポンプハウジング１１０の材料は、例えば、鋳鉄である。ポンプハウジング１１０の外周には、例えば、放熱フィン（不図示）が設けられ、ポンプハウジング１１０は、筐体５０内の外気により空冷される。 In the vacuum pump 10, a pair of screw rotors 131 and 132 are provided in the pump housing 110. The material of the pump housing 110 is, for example, cast iron. For example, radiation fins (not shown) are provided on the outer periphery of the pump housing 110, and the pump housing 110 is air cooled by the outside air in the housing 50.
　一対のスクリューロータ１３１、１３２は、Ｘ軸方向に並ぶ。スクリューロータ１３１は、螺旋状の第１歯１３１ｓを有し、スクリューロータ１３２は、第１歯１３１ｓと噛み合う螺旋状の第２歯１３２ｓを有する。第１歯１３１ｓ及び第２歯１３２ｓのそれぞれのターン数は、図示される数に限らない。 The pair of screw rotors 131 and 132 are arranged in the X-axis direction. The screw rotor 131 has a helical first tooth 131s, and the screw rotor 132 has a helical second tooth 132s that meshes with the first tooth 131s. The number of turns of each of the first teeth 131s and the second teeth 132s is not limited to the illustrated number.
　ポンプハウジング１１０には、スクリューロータ１３１の軸端部１３５及びスクリューロータ１３２の軸端部１３７のそれぞれが挿通する。軸端部１３５とポンプハウジング１１０との間には、ベアリング１４０ａが設けられる。軸端部１３７とポンプハウジング１１０との間には、ベアリング１４０ｂが設けられている。ベアリング１４０ａを介して、軸端部１３５がポンプハウジング１１０に回転可能に支持される。ベアリング１４０ｂを介して、軸端部１３７がポンプハウジング１１０に回転可能に支持されている。ポンプハウジング１１０には、ベアリング１４０ａ、１４０ｂを覆うカバー１４１が気密に固定されている。 The shaft end 135 of the screw rotor 131 and the shaft end 137 of the screw rotor 132 pass through the pump housing 110. A bearing 140 a is provided between the shaft end 135 and the pump housing 110. A bearing 140 b is provided between the shaft end 137 and the pump housing 110. The shaft end 135 is rotatably supported by the pump housing 110 via the bearing 140 a. The shaft end 137 is rotatably supported by the pump housing 110 via the bearing 140 b. A cover 141 covering the bearings 140a and 140b is airtightly fixed to the pump housing 110.
　軸端部１３５とは反対側のスクリューロータ１３１の軸端部１３６と、軸端部１３７とは反対側のスクリューロータ１３２の軸端部１３８は、カバー１４１とは反対側においてポンプハウジング１１０を挿通する。軸端部１３６とポンプハウジング１１０との間には、ベアリング１５０ａが設けられ、軸端部１３８とポンプハウジング１１０との間には、ベアリング１５０ｂが設けられている。ベアリング１５０ａを介して、軸端部１３６がポンプハウジング１１０に回転可能に支持され、ベアリング１５０ｂを介して、軸端部１３８がポンプハウジング１１０に回転可能に支持されている。 Shaft end 136 of screw rotor 131 opposite to shaft end 135 and shaft end 138 of screw rotor 132 opposite to shaft end 137 pass through pump housing 110 on the side opposite to cover 141 Do. A bearing 150 a is provided between the shaft end 136 and the pump housing 110, and a bearing 150 b is provided between the shaft end 138 and the pump housing 110. The shaft end 136 is rotatably supported by the pump housing 110 via the bearing 150 a, and the shaft end 138 is rotatably supported by the pump housing 110 via the bearing 150 b.
　駆動部１２は、モータハウジング１２１と、モータ１２２と、タイミングギア１２３ａと、タイミングギア１２３ｂとを有する。モータ１２２、タイミングギア１２３ａ及びタイミングギア１２３ｂは、モータハウジング１２１内に収容されている。モータハウジング１２１の材料は、例えば、アルミニウム鋳物である。 The drive unit 12 includes a motor housing 121, a motor 122, a timing gear 123a, and a timing gear 123b. The motor 122, the timing gear 123 a and the timing gear 123 b are accommodated in the motor housing 121. The material of the motor housing 121 is, for example, an aluminum casting.
　モータ１２２は、例えば、ＡＣモータ等で構成される。モータ１２２の駆動軸１２２ａ０は、スクリューロータ１３２の軸端部１３８に連結されている。モータ１２２は、スクリューロータ１３２を所定の回転数で回転させる。この回転数は、制御部１３のインバータ制御回路で制御されている。 The motor 122 is configured of, for example, an AC motor or the like. The drive shaft 122 a 0 of the motor 122 is connected to the shaft end 138 of the screw rotor 132. The motor 122 rotates the screw rotor 132 at a predetermined number of rotations. The rotational speed is controlled by the inverter control circuit of the control unit 13.
　タイミングギア１２３ａは、スクリューロータ１３１の軸端部１３６に取り付けられている。タイミングギア１２３ｂは、スクリューロータ１３２の軸端部１３８に取り付けられている。タイミングギア１２３ａ、１２３ｂは、相互に噛み合うようにＸ軸方向に並列されている。これにより、スクリューロータ１３２が回転すると、スクリューロータ１３１が回転する。 The timing gear 123 a is attached to the shaft end 136 of the screw rotor 131. The timing gear 123 b is attached to the shaft end 138 of the screw rotor 132. The timing gears 123a and 123b are juxtaposed in the X-axis direction so as to engage with each other. Thus, when the screw rotor 132 rotates, the screw rotor 131 rotates.
　ここで、ベアリング１４０ａ、１４０ｂの側において、ポンプハウジング１１０、第１歯１３１ｓ及び第２歯１３２ｓで画定される空間を吸気室１１３とし、ベアリング１５０ａ、１５０ｂの側において、ポンプハウジング１１０、第１歯１３１ｓ及び第２歯１３２ｓで画定される空間を排気室１１５とする。吸気室１１３は、吸気口１１４を介して吸気管１１１に繋がり、排気室１１５は、排気口１１６を介して排気管１１２に繋がっている。 Here, on the side of the bearings 140a, 140b, the space defined by the pump housing 110, the first teeth 131s and the second teeth 132s is taken as the suction chamber 113, and on the side of the bearings 150a, 150b, the pump housing 110, the first teeth. A space defined by 131s and the second teeth 132s is an exhaust chamber 115. The intake chamber 113 is connected to the intake pipe 111 via the intake port 114, and the exhaust chamber 115 is connected to the exhaust pipe 112 via the exhaust port 116.
　スクリューロータ１３１、１３２のそれぞれは、モータ１２２の駆動により、相互に逆方向に回転する。これにより、例えば、真空槽内のガスが吸気口１１４から吸引され、排気口１１６から排気される。 The screw rotors 131 and 132 rotate in opposite directions to each other by the drive of the motor 122. Thereby, for example, the gas in the vacuum chamber is sucked from the intake port 114 and exhausted from the exhaust port 116.
　制御部１３は、回路基板１３ｓと、回路基板１３ｓを保護するケース１３ｃとを有する。ケース１３ｃには、必要に応じて、筐体５０内に流れる外気を通す開口１３ｈが設けられている。回路基板１３ｓは、インバータ制御回路等を含む。回路基板１３ｓが取り付けられたモータハウジング１２１は、回路基板１３ｓのヒートシンクを兼ねている。なお、制御部１３の構成は、図示した例に限らない。 The control unit 13 includes a circuit board 13s and a case 13c that protects the circuit board 13s. The case 13c is provided with an opening 13h through which the outside air flowing into the housing 50 passes as needed. The circuit board 13s includes an inverter control circuit and the like. The motor housing 121 to which the circuit board 13s is attached also serves as a heat sink of the circuit board 13s. The configuration of the control unit 13 is not limited to the illustrated example.
　図３には冷却回路２１の一例として、モータハウジング１２１内に設けられた流路が示されている。冷却回路２１は、このような流路、モータハウジング１２１外に設けられた冷却管及び冷却管同士を繋ぐ継ぎ手の少なくとも１つによって構成されてもよい。モータハウジング１２１外に設けられた冷却管は、モータハウジング１２１に接してもよく、モータハウジング１２１から離れてもよい。さらに、冷却回路２１は、分岐構造を有してもよい。 As an example of the cooling circuit 21, a flow path provided in the motor housing 121 is shown in FIG. 3. The cooling circuit 21 may be configured by at least one of such a flow path, a cooling pipe provided outside the motor housing 121, and a joint that connects the cooling pipes. The cooling pipe provided outside the motor housing 121 may be in contact with the motor housing 121 or may be separated from the motor housing 121. Furthermore, the cooling circuit 21 may have a branched structure.
　このように、本実施形態においては、ポンプ本体１１と、ポンプ本体１１を駆動する駆動部１２と、駆動部を制御する制御部１３とを有する真空ポンプ１０に対して、制御部１３を空冷式熱交換器２３によって冷却した冷媒体によって冷却する。さらに、真空ポンプ１０から空冷式熱交換器２３に向かって外気を送風することにより制御部１３及び空冷式熱交換器２３のそれぞれを外気により空冷する。 As described above, in the present embodiment, the control unit 13 is air-cooled with respect to the vacuum pump 10 having the pump body 11, the drive unit 12 for driving the pump body 11, and the control unit 13 for controlling the drive unit. The refrigerant is cooled by the refrigerant cooled by the heat exchanger 23. Further, the control unit 13 and the air-cooling heat exchanger 23 are air-cooled with the outside air by blowing the outside air from the vacuum pump 10 toward the air-cooling heat exchanger 23.
　真空排気装置１においては、駆動部１２及び制御部１３のそれぞれが水冷され、ホンプ本体１１、駆動部１２、制御部１３及び空冷式熱交換器２３のそれぞれが強制空冷される。真空排気装置１においては、長時間稼動しても、制御部１３の温度が８０℃以下になるように制御されているので、制御部１３のインバータ制御回路が自発的に発熱しても、インバータ制御回路は、水冷及び空冷によって８０℃以下に常時設定される。これにより、真空排気装置１を長時間稼動しても、インバータ制御回路が破損しにくくなっている。 In the vacuum evacuation device 1, each of the drive unit 12 and the control unit 13 is water-cooled, and each of the pump body 11, the drive unit 12, the control unit 13, and the air-cooled heat exchanger 23 is forced air-cooled. In the vacuum exhaust device 1, the temperature of the control unit 13 is controlled to be 80 ° C. or lower even when it is operated for a long time, so the inverter control circuit of the control unit 13 generates heat even if it generates heat The control circuit is always set to 80 ° C. or less by water cooling and air cooling. Thus, even if the vacuum exhaust device 1 is operated for a long time, the inverter control circuit is less likely to be damaged.
　（第２実施形態） Second Embodiment
　図４は、第２実施形態に係る真空排気装置における構成要素の概略的な側面配置図である。 FIG. 4 is a schematic side layout view of components in the vacuum evacuation device according to the second embodiment.
　真空排気装置２は、ポンプ本体１１に設けられた排気管１１２を真空排気する補助ポンプ機構６０をさらに具備する。補助ポンプ機構６０は、補助ポンプ６１と、補助ポンプ６１の下流に配置された配管６２と、補助ポンプ６１の上流に配置された配管６３と、配管６２と配管６３との間における排気管１１２の途中に設けられた逆止弁６４とを有する。補助ポンプ機構６０は、筐体５０内に設けられてもよい。 The evacuation apparatus 2 further includes an auxiliary pump mechanism 60 for evacuating the exhaust pipe 112 provided in the pump body 11. The auxiliary pump mechanism 60 includes an auxiliary pump 61, a pipe 62 disposed downstream of the auxiliary pump 61, a pipe 63 disposed upstream of the auxiliary pump 61, and an exhaust pipe 112 between the pipe 62 and the pipe 63. And a check valve 64 provided on the way. The auxiliary pump mechanism 60 may be provided in the housing 50.
　これにより、ポンプ本体１１に設けられた排気管１１２が真空排気され、排気管１１２と繋がった排気室１１５が真空排気される。例えば、ポンプ本体１１による真空槽の排気が終了段階となると、真空槽からの吐出量が減少し、排気管１１２を流れるガス流量が減少する。補助ポンプ６１の吸排気がポンプ本体１１の排気量よりも優勢になって、配管６３側が配管６２側に対して負圧になったとしても、逆止弁６４の存在によって配管６２を介して排気管１１２に流れたガスがポンプ本体１１内に逆流することはない。これにより、大気圧に抵抗して運転しているのは補助ポンプ６１となり、ポンプ本体１１は、吸気室１１３と排気室１１５との間で差圧を受けた運転とはならず、ほぼ空転する。これにより、ポンプ本体１１の負荷（スクリューロータ１３１、１３２の回転負荷）が減少し、ポンプ本体１１からの発熱が抑えられる。この結果、真空排気装置１の冷却効率がさらに向上する。 As a result, the exhaust pipe 112 provided in the pump body 11 is evacuated, and the exhaust chamber 115 connected to the exhaust pipe 112 is evacuated. For example, when the evacuation of the vacuum chamber by the pump main body 11 is at a termination stage, the discharge amount from the vacuum chamber decreases, and the gas flow rate flowing through the exhaust pipe 112 decreases. Even if the intake and exhaust of the auxiliary pump 61 become more dominant than the displacement of the pump main body 11 and the pipe 63 side becomes a negative pressure with respect to the pipe 62 side, exhausting through the pipe 62 due to the presence of the check valve 64 The gas flowing into the pipe 112 never flows back into the pump body 11. As a result, the auxiliary pump 61 operates with resistance to atmospheric pressure, and the pump main body 11 does not become the operation that receives the differential pressure between the intake chamber 113 and the exhaust chamber 115, and almost idles. . Thereby, the load of the pump main body 11 (rotational load of the screw rotors 131 and 132) is reduced, and heat generation from the pump main body 11 is suppressed. As a result, the cooling efficiency of the vacuum exhaust device 1 is further improved.
　（第３実施形態）
　図５は、第３実施形態に係る真空排気装置における構成要素の概略的な上面配置図である。 Third Embodiment
FIG. 5 is a schematic top plan view of the components of the vacuum exhaust system according to the third embodiment.
　真空排気装置３においては、冷却機構２０が差圧機構２５、圧力計２６及び蓄圧器２７をさらに有する。差圧機構２５は、例えば、冷却回路２１の部分Ｐの上流に設けられている。循環ポンプ２２が駆動することにより、差圧機構２５の上流と下流とで冷却回路２１の内圧に差が生じる。換言すれば、循環ポンプ２２の供給側と吸引側とで冷却回路２１の内圧差が生じる。差圧機構２５は、例えば、オリフィスである。また、循環ポンプ２２は、気液混合移送型の循環ポンプである。 In the vacuum evacuation device 3, the cooling mechanism 20 further includes a differential pressure mechanism 25, a pressure gauge 26, and a pressure accumulator 27. The differential pressure mechanism 25 is provided, for example, upstream of the portion P of the cooling circuit 21. By driving the circulation pump 22, a difference occurs in the internal pressure of the cooling circuit 21 between the upstream and the downstream of the differential pressure mechanism 25. In other words, an internal pressure difference of the cooling circuit 21 occurs between the supply side and the suction side of the circulation pump 22. The differential pressure mechanism 25 is, for example, an orifice. The circulation pump 22 is a gas-liquid mixed transfer circulation pump.
　例えば、差圧機構２５の下流における冷却回路２１内の圧力は、差圧機構２５の上流における冷却回路２１内の圧力よりも低く設定される。例えば、差圧機構２５の上流における冷却回路２１内の圧力を常圧（例えば、１気圧）とすると、差圧機構２５の下流における冷却回路２１内の圧力は、常圧よりも低く設定される。 For example, the pressure in the cooling circuit 21 downstream of the differential pressure mechanism 25 is set lower than the pressure in the cooling circuit 21 upstream of the differential pressure mechanism 25. For example, assuming that the pressure in the cooling circuit 21 upstream of the differential pressure mechanism 25 is normal pressure (for example, 1 atm), the pressure in the cooling circuit 21 downstream of the differential pressure mechanism 25 is set lower than normal pressure. .
　圧力計２６は、差圧機構２５の下流と循環ポンプ２２との間における冷却回路２１（部分Ｑ）内の圧力を計測する。圧力計２６で計測された圧力値は、循環ポンプ２２の出力にフィードバックされる。これにより、例えば、冷却回路２１の部分Ｑ内の圧力が一定に保たれる。 The pressure gauge 26 measures the pressure in the cooling circuit 21 (part Q) between the downstream of the differential pressure mechanism 25 and the circulation pump 22. The pressure value measured by the pressure gauge 26 is fed back to the output of the circulation pump 22. Thereby, for example, the pressure in the portion Q of the cooling circuit 21 is kept constant.
　蓄圧器２７は、差圧機構２５の上流と循環ポンプ２２との間における冷却回路２１に設けられている。例えば、蓄圧器２７は、空冷式熱交換器２３と循環ポンプ２２との間に設けられている。蓄圧器２７は、差圧機構２５の上流と循環ポンプ２２との間における冷却回路２１内の圧力が所定の値以上（例えば、１．１気圧以上）になった場合、この冷却回路２１内の圧力を下げるリーク弁を有している。 The pressure accumulator 27 is provided in the cooling circuit 21 between the upstream of the differential pressure mechanism 25 and the circulation pump 22. For example, the pressure accumulator 27 is provided between the air-cooled heat exchanger 23 and the circulation pump 22. When the pressure in the cooling circuit 21 between the upstream of the differential pressure mechanism 25 and the circulation pump 22 becomes equal to or higher than a predetermined value (for example, 1.1 atmospheric pressure or more), the pressure accumulator 27 It has a leak valve that reduces the pressure.
　例えば、冷媒体が水である場合、冷却回路２１の部分Ｑにおける冷媒体の沸点は、制御部１３の設定温度（例えば、８０℃）の８０％以下になるように設定される。例えば、冷却回路２１の部分Ｑにおける冷媒体の沸点は、６４℃以下に設定される。また、冷媒体の沸点の下限については、使用環境の露点としてもよい。これは、制御部１３の温度が露点以下の温度となってしまうと、電子回路が結露し、不具合を発生するからである。例えば、冷媒体の沸点の下限を４０℃とすることにより、結露発生を確実に防止できる。 For example, when the refrigerant is water, the boiling point of the refrigerant in the portion Q of the cooling circuit 21 is set to be 80% or less of the set temperature (for example, 80 ° C.) of the control unit 13. For example, the boiling point of the refrigerant in the portion Q of the cooling circuit 21 is set to 64 ° C. or less. Further, the lower limit of the boiling point of the refrigerant may be the dew point of the use environment. This is because when the temperature of the control unit 13 reaches a temperature equal to or lower than the dew point, dew condensation occurs in the electronic circuit to cause a problem. For example, by setting the lower limit of the boiling point of the refrigerant to 40 ° C., the occurrence of condensation can be reliably prevented.
　これにより、真空排気装置３の可動によって冷却回路２１の部分Ｑにおける冷媒体の温度が上昇したとしても、冷却回路２１の部分Ｑにおける冷媒体の温度が６４℃になった時点で、冷却回路２１の部分Ｑでは冷媒体が気化する。これにより、駆動部１２及び制御部１３からは冷媒体の気化熱相当の熱がさらに奪われ、真空排気装置の冷却効率がさらに向上する。すなわち、真空排気装置を長時間稼動しても、制御部１３は、より確実に設定温度（例えば、８０℃）以下になる。 Thereby, even if the temperature of the refrigerant body in the portion Q of the cooling circuit 21 rises due to the movement of the vacuum exhaust device 3, the cooling circuit 21 is obtained when the temperature of the refrigerant body in the portion Q of the cooling circuit 21 reaches 64 ° C. In the portion Q of the refrigerant body, the refrigerant is vaporized. As a result, heat equivalent to the heat of vaporization of the refrigerant is further removed from the drive unit 12 and the control unit 13, and the cooling efficiency of the vacuum exhaust device is further improved. That is, even if the vacuum evacuation device is operated for a long time, the control unit 13 more surely reaches the set temperature (for example, 80 ° C.) or less.
　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく種々変更を加え得ることは勿論である。各実施形態は、独立の形態とは限らず、技術的に可能な限り複合させることができる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited only to the above-mentioned embodiment, of course, a various change can be added. Each embodiment is not limited to an independent form, and can be combined as much as technically possible.
　１、２、３、４…真空排気装置
　１０…真空ポンプ
　１１…ポンプ本体
　１２…駆動部
　１３…制御部
　１３ｓ…回路基板
　１３ｃ…ケース
　１３ｈ…開口
　２０…冷却機構
　２１…冷却回路
　２２…循環ポンプ
　２３…空冷式熱交換器
　２５…差圧機構
　２６…圧力計
　２７…蓄圧器
　３０…送風機
　３１…羽根車
　３２…回転軸
　３３ｈ…開口
　３３…カバー
　４０…電源
　５０…筐体
　５０ｈ…開口
　６０…補助ポンプ機構
　６１…補助ポンプ
　６２、６３…配管
　６４…逆止弁
　７０…制御装置
　９０…キャスタ機構
　１１０…ポンプハウジング
　１１１…吸気管
　１１２…排気管
　１１３…吸気室
　１１４…吸気口
　１１５…排気室
　１１６…排気口
　１２１…モータハウジング
　１２２…モータ
　１２２ａ…駆動軸
　１２３ａ、１２３ｂ…タイミングギア
　１３１、１３２…スクリューロータ
　１３１ｓ…第１歯
　１３５、１３６…軸端部
　１３２ｓ…第２歯
　１３７、１３８…軸端部
　１４０ａ、１４０ｂ、１５０ａ、１５０ｂ…ベアリング
　１４１…カバー DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2, 3, 4 ... Vacuum exhaust system 10 ... Vacuum pump 11 ... Pump main body 12 ... Drive part 13 ... Control part 13s ... Circuit board 13c ... Case 13h ... Opening 20 ... Cooling mechanism 21 ... Cooling circuit 22 ... Circulation pump 23 ... Air-cooled heat exchanger 25 ... Differential pressure mechanism 26 ... Pressure gauge 27 ... Pressure accumulator 30 ... Blower 31 ... Impeller 32 ... Rotor shaft 33 h ... Opening 33 ... Cover 40 ... Power supply 50 ... Housing 50 h ... Opening 60 ... Auxiliary pump Mechanism 61 ... Auxiliary pump 62, 63 ... Piping 64 ... Check valve 70 ... Control device 90 ... Caster mechanism 110 ... Pump housing 111 ... Intake pipe 112 ... Exhaust pipe 113 ... Intake chamber 114 ... Intake port 115 ... Exhaust chamber 116 ... Exhaust Port 121: Motor housing 122: Motor 122a: Drive shaft 123a, 123b: Timing gear 131, 132: Screw screw 131 131s ··· first tooth 135, 136 · · · shaft end 132s · · · second tooth 137, 138 · · · shaft end 140a, 140b, 150a, 150b ... bearing 141 ... cover

Claims (8)

  1. 　ポンプ本体と、前記ポンプ本体を駆動する駆動部と、前記駆動部を制御する制御部とを有する真空ポンプと、
    　冷却回路と、前記冷却回路に冷媒体を循環させる循環ポンプと、前記冷却回路に接続され前記冷媒体を冷却することが可能な空冷式熱交換器とを有し、前記冷媒体により前記制御部を冷却する冷却機構と、
    　前記真空ポンプから前記空冷式熱交換器に向けて外気を送風することが可能であり、前記外気により前記制御部及び空冷式熱交換器のそれぞれを空冷する送風機と
    　を具備する真空排気装置。     A vacuum pump having a pump body, a drive unit for driving the pump body, and a control unit for controlling the drive unit;
    The control unit includes a cooling circuit, a circulation pump that circulates a coolant through the cooling circuit, and an air-cooled heat exchanger connected to the cooling circuit and capable of cooling the coolant. A cooling mechanism for cooling the
    An exhaust system comprising: an air blower capable of blowing outside air from the vacuum pump toward the air-cooled heat exchanger, and air-cooling each of the control unit and the air-cooled heat exchanger by the outside air.
  2. 　請求項１に記載の真空排気装置であって、
    　前記真空ポンプ及び前記冷却機構を収容する筐体をさらに具備し、
    　前記送風機は、前記筐体と前記制御部との間において前記外気を前記真空ポンプから前記空冷式熱交換器に向けて送風する
    　真空排気装置。     The vacuum evacuation apparatus according to claim 1, wherein
    The apparatus further comprises a housing for housing the vacuum pump and the cooling mechanism,
    The air blower blows the outside air from the vacuum pump toward the air-cooled heat exchanger between the housing and the control unit.
  3. 　請求項１または２に記載の真空排気装置であって、
    　前記制御部は、前記空冷式熱交換器と前記ポンプ本体との間に位置する
    　真空排気装置。     The vacuum exhaust system according to claim 1 or 2, wherein
    The control unit is located between the air-cooled heat exchanger and the pump body.
  4. 　請求項１～３のいずれか１つに記載の真空排気装置であって、
    　前記空冷式熱交換器は、前記送風機と前記制御部との間に位置する
    　真空排気装置。     The vacuum exhaust system according to any one of claims 1 to 3, wherein
    The air-cooled heat exchanger is located between the blower and the control unit.
  5. 　請求項１～４のいずれか１つに記載の真空排気装置であって、
    　前記冷却機構は、前記冷却回路を循環する前記冷媒体によって前記駆動部をさらに冷却し、
    　前記冷却回路において、前記制御部を冷却する部分は、前記駆動部を冷却する部分よりも上流に位置する
    　真空排気装置。     The vacuum exhaust system according to any one of claims 1 to 4, wherein
    The cooling mechanism further cools the drive unit by the refrigerant circulating in the cooling circuit.
    In the cooling circuit, a portion for cooling the control unit is located upstream of a portion for cooling the drive unit.
  6. 　請求項１～５のいずれか１つに記載の真空排気装置であって、
    　前記ポンプ本体に設けられたガス排気口を真空排気する補助ポンプをさらに具備する
    　真空排気装置。     The vacuum evacuation apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein
    A vacuum exhaust system further comprising an auxiliary pump for evacuating a gas exhaust port provided in the pump body.
  7. 　請求項５または６のいずれか１つに記載の真空排気装置であって、
    　前記冷却回路は、前記制御部を冷却する前記部分の上流に前記冷却回路内で前記冷媒体の蒸気圧に差を生じさせる差圧機構を有する
    　真空排気装置。     The vacuum exhaust system according to any one of claims 5 or 6, wherein
    The cooling circuit includes a differential pressure mechanism that causes a difference in the vapor pressure of the refrigerant in the cooling circuit upstream of the portion that cools the control unit.
  8. 　ポンプ本体と、前記ポンプ本体を駆動する駆動部と、前記駆動部を制御する制御部とを有する真空ポンプに対して、前記制御部を空冷式熱交換器によって冷却させた冷媒体によって冷却し、
    　前記真空ポンプから前記空冷式熱交換器に向かって外気を送風することにより前記制御部及び前記空冷式熱交換器のそれぞれを前記外気により空冷する
    　真空排気装置の冷却方法。     With respect to a vacuum pump having a pump body, a drive unit for driving the pump body, and a control unit for controlling the drive unit, the control unit is cooled by a refrigerant body cooled by an air-cooled heat exchanger.
    A cooling method of a vacuum exhaust system, wherein the control unit and the air-cooled heat exchanger are each air-cooled with the ambient air by blowing the ambient air from the vacuum pump toward the air-cooled heat exchanger.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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