(57)【要約】  本発明は、圧縮機（１２）と、該圧縮機（１２）を駆動するための駆動モータ（１４）と、該駆動モータ（１４）を一定の定格回転周波数で運転するためのモータ制御装置（１６；３２）とを備えた高速回転式の真空ポンプ（１０）に関する。周辺条件に関連して、圧縮機を定格回転周波数で運転する場合は不都合に激しい振動が圧縮機（１２）に発生する可能性があり、この振動によって軸受けが過剰に負荷される。従って本発明の課題は、圧縮機若しくは真空ポンプの振動負荷を減少させることである。この課題は本発明に基づいて、モータ制御装置（１６；３２）に作動可能な回転周波数補正装置（１８；３４）が対応配置されており、該回転周波数補正装置（１８；３４）が作動すると、定格回転周波数をコンスタントに、該定格回転周波数の最大１０％の回転周波数補正値だけ補正することによって解決される。これにより、圧縮機（１２）若しくは真空ポンプ（１０）の極端に激しい固有振動が発生した場合に、駆動モータ（１４）の回転周波数を、共振作用等が防止され得るように簡単に変化させる手段が得られる。
2008516139.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機（１２）と、該圧縮機（１２）を駆動するための駆動モータ（１４）と、該駆動モータ（１４）を一定の定格回転周波数で運転するためのモータ制御装置（１６；３２）とを備えた高速回転式の真空ポンプ（１０；３０）において、
モータ制御装置（１６；３２）に作動可能な回転周波数補正装置（１８；３４）が対応配置されており、該回転周波数補正装置（１８；３４）が作動すると、定格回転周波数をコンスタントに、該定格回転周波数の最大１０％の回転周波数補正値だけ補正することを特徴とする、高速回転式の真空ポンプ。
【請求項２】
回転周波数補正装置（１８）を作動させるために該回転周波数補正装置に接続可能な回転周波数補正作動装置（２０）が設けられている、請求項１記載の高速回転式の真空ポンプ（１０）。
【請求項３】
回転周波数補正作動装置（２０）が、回転周波数補正装置（１８）と電気的に接続可能な外部の電子メモリ素子である、請求項２記載の高速回転式の真空ポンプ（１０）。
【請求項４】
回転周波数補正作動装置（２０）が、回転周波数補正装置（１８）の電気的なインタフェース（２２）に接続可能なドングルである、請求項３記載の高速回転式の真空ポンプ（１０）。
【請求項５】
圧縮機（１２）に、回転周波数補正装置（３４）に接続可能な振動センサ（３６）が対応配置されており、該振動センサ（３６）が規定された振動振幅の超過を検出すると、回転周波数補正装置（３４）が作動する、請求項１記載の高速回転式の真空ポンプ（３０）。
【請求項６】
回転周波数補正装置（３４）に少なくとも２つの異なる回転周波数補正値がメモリされている、請求項５記載の高速回転式の真空ポンプ（３０）。
【請求項７】
回転周波数補正装置（３４）に調整装置が対応配置されており、該調整装置がモータ回転周波数を制御し且つ振動センサ（３６）から調整値を供給される、請求項５記載の高速回転式の真空ポンプ（３０）。
【請求項８】
圧縮機（１２）、該圧縮機（１２）を駆動するための駆動モータ（１４）及び該駆動モータ（１４）を一定の定格回転周波数で運転するためのモータ制御装置（３２）を有する高速回転式の真空ポンプ（３０）を運転するための方法において、
圧縮機（１２）の固有振動を振動センサ（３６）によって検出し、
圧縮機の固有振動が規定された限界値を超過すると、駆動モータ（１４）の回転周波数を当該駆動モータ（１４）の定格回転周波数の１０％未満の値だけ変化させ、
駆動モータ（１４）を変化された回転数で運転することを特徴とする、高速回転式の真空ポンプを運転するための方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばターボ形分子ポンプ等の高速回転式の真空ポンプに関する。
【０００２】
本発明では、高速回転式の真空ポンプとは、１００００ｒｐｍ以上の定格回転数を有する真空ポンプであると理解される。例えばターボ形分子ポンプ等の高速回転式の真空ポンプは、一般に一定の定格回転数若しくは定格回転周波数で運転される。定格回転周波数は、この定格回転周波数によって真空ポンプの共振周波数が励起されないように選択されている。モータ制御装置が駆動モータを運転する定格回転周波数が、事実上常に同じで一定であるのに対して、真空ポンプの共振周波数は、多数の周辺条件に関連して変化する可能性がある。真空ポンプの共振周波数は、特に真空ポンプの質量、サスペンション及び緩衝作用の変化によって影響を及ぼされる。全てが単一のフレームに結合されており且つこのようにして互いに機械的に結合された、複数の高速回転式の真空ポンプを備えた設備では、真空ポンプの同一周波数の振動が、それぞれ大きな振幅を有する振動に積算され且つ／又は１つ或いは複数の真空ポンプの共振周波数が、定格回転周波数で回転する真空ポンプによって当該真空ポンプが励起されるように変化する可能性がある。調査で判ったように、前記のような設備における真空ポンプの軸受けでは、摩耗の大部分が上で説明した影響に起因している。
【０００３】
これに対して本発明の課題は、高速回転式の真空ポンプにおいて、固有振動に基づく摩耗を減少させる手段を提供することである。
【０００４】
この課題は、装置請求項１若しくは方法請求項８の特徴部に記載の構成手段によって解決される。
【０００５】
装置請求項１に基づいて、モータ制御装置に作動可能な回転周波数補正装置が対応配置されており、この回転周波数補正装置が作動すると、定格回転周波数をコンスタントに、この定格回転周波数の最大１０％の回転周波数補正値だけ補正する。回転周波数補正装置を設けることによって、それ自体は一定の駆動モータの回転周波数を僅かに変化させるための手段が得られる。このようにして、予防措置として、又は必要な場合に、駆動モータの回転周波数を僅かに離調させることができ、このことは一般に、定格回転周波数において生ぜしめられる真空ポンプの共振動作を止めるため、若しくは共通のフレームに複数の真空ポンプを配置した場合に、発生する振動の積算及び不安定な揺れを防止するためには十分である。このことを達成するためには、定格回転周波数の最大１０％の回転周波数補正値で完全に足りる。一般に、振動の共振現象及び／又は不安定な揺れを防止するためには、定格回転周波数の０．５〜２％の回転周波数補正値で十分である。このようにして、特に軸受けの摩耗が減少される。
【０００６】
有利には、回転周波数補正作動装置が設けられており、この回転周波数補正作動装置は、回転周波数補正装置を作動させるために、該回転周波数補正装置に接続することができる。回転周波数補正作動装置は、例えば電気的に回転数補正装置と接続可能な外部の電子メモリ素子であってよい。回転周波数補正作動装置が回転数補正装置に接続されると直ちに、定格回転周波数が回転数補正装置又は回転周波数補正作動装置にメモリされた値だけ低下される。
【０００７】
前記の外部の電子メモリ素子は、例えばモータ制御装置若しくは回転周波数補正装置の電気的なインタフェースに接続可能なドングルとして形成されていてよい。ドングルをインタフェースに接続することによって、簡単に回転数が補正される。種々様々な回転数補正値を有するメモリ素子若しくはドングルが供与され得るので、定格回転周波数の離調の値及び符号を選択することができる。
【０００８】
有利な構成では、圧縮機に、回転周波数補正装置に接続された振動センサが対応配置されており、この場合、この振動センサによって圧縮機の規定された振動振幅の超過が検出されると、回転周波数補正装置が作動される。振動センサを設けること及びこの振動センサから供給される振動信号を評価することによって、真空ポンプを常に監視することができる。このようにして、真空ポンプは激しい固有振動の防止に関して事実上メインテナンスフリーになる。更にこのようにして、真空ポンプの共振周波数が、この真空ポンプの運転開始後に初めて危機的に変化した場合は、回転周波数補正が行われるということが保証される。
【０００９】
有利には、回転周波数補正装置には少なくとも２つの異なる回転周波数補正値がメモリされている。このようにして、特に共通のフレームに組み込まれた複数の真空ポンプを備えた設備では、第１の回転周波数補正が不適切であると判ると、第２の回転周波数補正を行うことができる。
【００１０】
更に別の有利な構成では、回転周波数補正装置に調整装置が対応配置されており、この調整装置には振動センサが調整値を供給する。この調整値は回転周波数である。調整装置によって、特に多数の真空ポンプを備えた複合装置において、周辺条件が一時的に変化した場合でも、真空ポンプ若しくは圧縮機の最小の振動を保証する回転周波数補正が生ぜしめられるということが保証され得る。
【００１１】
原則として前記調整装置は、真空ポンプ自体に設けられていても、特に複数の真空ポンプを備えた設備では、全ての真空ポンプに共通して１中央制御装置に設けられていてもよい。
【００１２】
圧縮機、該圧縮機を駆動するための駆動モータ及び該駆動モータを一定の定格回転周波数で運転するためのモータ制御装置を有する高速回転式の真空ポンプを運転するための、本発明による方法では：
圧縮機の固有振動を検出し、
圧縮機の固有振動が規定された限界値を超過すると、回転周波数を駆動モータの定格回転周波数の１０％未満の値だけ変化させ、
駆動モータを変化された回転周波数で運転する。
【００１３】
本発明によるこの方法によって、圧縮機の固有振動の自動監視と、場合によっては駆動モータにより生ぜしめられる振動の周波数の補正が実現される。
【００１４】
以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。
【００１５】
図１及び図２には、それぞれターボ形分子ポンプとして形成された高速回転式の真空ポンプ１０；３０が示されている。この高速回転式の真空ポンプは、ラジアル圧縮機として形成されていてもよい。真空ポンプ１０；３０は、例えば３００００ｒｐｍの定格回転数を有しており、これは５００Ｈｚの回転周波数に相当する。真空ポンプ１０；３０は独立して使用可能であるが、全てが共通のフレームに組み込まれた同一タイプの１００〜１２０個の真空ポンプの１設備部分であってもよい。このような設備は、例えばガラスコーティングにおいて使用される。
【００１６】
真空ポンプ１０；３０はターボ形分子圧縮機１２を有しており、このターボ形分子圧縮機１２は駆動モータ１４によって駆動される。この駆動モータ１４は直流モータ又は交流モータであってよい。
【００１７】
駆動モータ１４はモータ制御装置１６によって制御され、このモータ制御装置１６を介してモータコイルが給電される。モータ制御装置１６は駆動モータ１４を一定の定格回転周波数で運転する。
【００１８】
更に、図１に示した真空ポンプ１０は回転周波数補正装置１８を有しており、この回転周波数補正装置１８は回転周波数補正作動装置２０によって作動可能である。回転周波数補正装置１８が作動することによって、モータ制御装置１６が定格回転周波数の離調を生ぜしめ、例えば回転周波数を１０Ｈｚの回転周波数補正値だけ離調させる。
【００１９】
回転周波数補正作動装置２０は、いわゆるドングルの形の電子メモリ素子である。このドングルは、必要な場合は回転周波数補正装置１８に接続された、並列又は直列のインタフェース２２に接続される。回転周波数補正作動装置２０には、回転周波数補正値が電子的にメモリされている。
【００２０】
回転周波数補正作動装置２０がインタフェース２２に接続されていないと、回転周波数補正装置１８は作動しないので、モータ制御装置１６は駆動モータ１４を定格回転周波数で運転する。回転周波数補正作動装置２０が回転周波数補正装置１８のインタフェース２２に接続されると直ちに、回転周波数がメモリされた値だけ低下される。
【００２１】
図２に示した真空ポンプ３０の実施例では、この真空ポンプ３０の振動特性は駆動モータ１４の回転周波数を制御することによって調整される。このためには圧縮機１２に振動センサ３６が固定されており、この振動センサ３６は圧縮機１２の固有振動の周波数及び振幅を記録する。振動センサは真空ポンプ３０のケーシング部材に配置されていてもよい。
【００２２】
振動センサ３６は、回転周波数補正装置３４と接続されており、この回転周波数補正装置３４は、振動センサ３６から供給された振動情報を評価し且つ振動センサ３６により圧縮機１２の規定された振動振幅の超過が検出されると、回転周波数を補正する。振動センサ３６によって極端に激しい振動が検出されると、回転周波数補正装置３４が定格回転周波数を１０Ｈｚの回転周波数補正値だけ、新たなモータ回転周波数へ上方又は下方修正する。この新たなモータ回転周波数で駆動モータ１４を運転した場合に振動センサ３６によって許容不能に大きな振動が検出されると、定格回転周波数が第２の回転周波数補正値の分だけ変更され、駆動モータ１４はこの第２の新たなモータ回転周波数で運転される。
【００２３】
回転周波数補正装置には調整装置が設けられていてよく、この調整装置には振動センサ３６が調整値を供給する。モータ回転周波数の調整は無段階式で行うこともでき、このようにしてモータ回転周波数は、常に定格回転周波数のできるだけ近傍に位置している。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】回転周波数補正がドングルによって作動される、本発明による真空ポンプの第１実施例を示した図である。
【図２】振動特性が振動センサによって監視される、本発明による圧縮機の第２実施例を示した図である。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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