(57)【要約】 【課題】 後段の排気空間の容積を小とする従来のドライ真空ポンプよりも消費電力を一層低減することができる多段式容積移送型ドライ真空ポンプの省エネ方法を提供すること。【解決手段】例えば、多段式ルーツ型ドライ真空ポンプ２１の最後段の排気空間２４に接続した主排気配管２５に大気への方向を順方向とする逆止弁２８を設け、かつ該排気空間２４に接続した副排気管２７にドライ真空ポンプ２１よりも排気速度が小さい補助ポンプ３０を逆止弁２８と並列に設けて、ドライ真空ポンプ２１と共に駆動させる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多段式容積移送型ドライ真空ポンプの最終段のロータが排気する最後段の排気空間に接続された主排気配管に大気への方向を順方向とする逆止弁を設け、大気圧に近い中間段の排気空間または前記最後段の排気空間のいずれかに連なる副排気管に、前記ドライ真空ポンプよりも排気速度が小さく、前記ドライ真空ポンプと共に運転される補助ポンプを前記逆止弁に対して並列に設け、前記排気空間を減圧にすることにより前記ドライ真空ポンプの消費電力を低減するようにしたことを特徴とする多段式容積移送型ドライ真空ポンプの省エネ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多段式容積移送型ドライ真空ポンプの消費電力を低減する省エネ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図６は従来例の多段式ルーツ型のドライ真空ポンプ１を示すものであるが、図において本体２内にはモータ３の回転軸によって回転駆動されるロータ５、６、７、８、９、１０が図７及び図８で示すように一対で成るが、これらが相反する方向に駆動される。最終段のロータ１０が排気する最終段の排気空間には、サイレンサ１２を備えた排気配管１１が接続されており、この排気配管１１の大気側端部には逆止弁１３に設けられている。公知のように、各ロータ１乃至１０の各対が相反する方向に回転することにより、吸気口４に接続される不図示の真空室を排気し、排気ガスは排気配管１１を通り逆止弁１３を開弁させて大気に吐出される。ロータは前段から後段に向かうにつれて容積を小さくし、また後段の２つのロータ９、１０は図７に示すように五葉とされている。このような後段のロータを小さくすることにより、この多段式ルーツ型のドライ真空ポンプ１の消費電力を小としている。すなわち、後段側では必要な排気容量が前段より小さくなっているので、排気容量に合わせてロータを小さくして消費電力を小さくしている。
【０００３】
これにつき更に説明すれば、図９に示すように各ロータが同じ大きさであれば、図１２に示すように吸入圧力に対し排気速度は曲線ａのように変化するが、図１０に示すように前段の２つのロータは同じ大きさとし、中間段の２つをこれより小さく、後段の２つを更に小さくすれば、吸入圧力と排気速度との関係は曲線ｂのように変化する。更に図１１で示すように、後段の２つのロータを一層小さくすれば、図１２において曲線ｃで示すように排気速度は変化する。図１３はこれら図９、１０及び図１１の場合の吸入圧力に対する消費電力を示しているが、ｃ′、ｂ′、ａ′で示すように、消費電力は図１１の場合が最も小さく、次いで図１０が続き、図９が最も大きい（例えば特許文献１を参照）。
【０００４】
以上のようにして消費電力を小さくし、省エネが行われるのであるが、消費電力を小さくする別の方式としては、モータ３を排気容量に応じて制御することにより消費電力を小さくすることも考えられている。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２５４１９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上述のような方法で得られる省エネ効果にとどまらず、より一層消費電力を低減することのできる多段式容積移送型ドライ真空ポンプの省エネ方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の課題は、多段式容積移送型ドライ真空ポンプの最終段のロータが排気する最後段の排気空間に接続された主排気配管に大気への方向を順方向とする逆止弁を設け、大気圧に近い中間段の排気空間または最後段の排気空間のいずれかに連なる副排気管に、多段式容積移送型ドライ真空ポンプよりも排気速度が小さく、多段式容積移送型ドライ真空ポンプと共に運転される補助ポンプを逆止弁に対して並列に設け、排気空間を減圧にすることにより多段式容積移送型ドライ真空ポンプの消費電力を低減するようにしたことを特徴とする省エネ方法によって解決される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の多段式容積移送型ドライ真空ポンプの消費電力を低減する省エネ方法によれば、従来よりも大幅な省エネ効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について図１〜図５を参照して説明する。なお、これらの図においては、従来例でその構造を明示したのでロータ等は簡略化して示す。すなわち、図１に示す第１の実施の形態では、多段式ルーツ型のドライ真空ポンプ２０の本体２１内には、モータ２２により回転駆動されるそれぞれ一対のロータＲ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5及びＲ6（例えば図８で示す形状とする）が設けられている。また本体２１の左端上壁部には吸気口２３が設けられており、最終段のロータＲ6が排気する最後段の排気空間２４は、サイレンサ２６および逆止弁２８を備えた主排気配管２５が接続されている。この逆止弁２８は大気側への方向を順方向としている。そして本発明の第１の実施の形態によれば、最後段の排気空間２４に接続された副排気管２７にダイアフラムポンプで成る補助ポンプ３０が逆止弁２８と並列するように設けられている。
【００１０】
本発明の第１の実施の形態である多段式ルーツ型のドライ真空ポンプ２０は以上のように構成されるのであるが、次にこの作用について説明する。モータ２２を駆動すると、上述したように各ロータＲ1 乃至Ｒ6により、それぞれが受け持つ排気空間の圧力の流体を下流側へと移送させる。よって、吸気口２３に接続された不図示の真空室は排気される。最後段の排気空間２４の圧力は大気圧に最も近いのであるが、本発明によれば排気空間２４の圧力は補助ポンプ３０の駆動により減圧され、最終段のロータＲ6による排気作用の負担は大幅に軽減される。すなわち、モータ２２の消費電力を従来よりも大幅に小とすることができる。例えば、定格消費電力３．７ｋＷのドライ真空ポンプ２０であれば、補助ポンプ３０の排気速度はこのドライ真空ポンプ２０の１％以下でも充分に上述の省エネを行うことができる。もっともドライ真空ポンプ２０の使用条件によって異なり、例えばパージガスの流量やプロセスガスの流量によって上述の範囲内で変更される。なお、ドライ真空ポンプ２０の排気速度が１０００Ｌ／ｍｉｎ（６０ｍ3／ｈｒ）であるとすると、補助ポンプ３０の排気量は１０乃至２０Ｌ／ｍｉｎですむ。この程度のダイアフラムポンプの定格電力は１００Ｗ程度である。図６の多段式ルーツ型のドライ真空ポンプ１を用いた場合には、定格消費電力は１．４乃至１．５ｋＷ程度まで小さくできるが、補助ポンプ３０を設けた本実施の形態である多段式ルーツ型のドライ真空ポンプ２０では、消費電力を約５００Ｗにまで低下させることができた。
【００１１】
図２は本発明の第２の実施の形態の多段式ルーツ型のドライ真空ポンプ２０′を示すものであるが、第１の実施の形態に対応する部分については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００１２】
すなわち本実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様に最後段の排気空間２４は、サイレンサ２６および逆止弁２８を備えた主排気配管２５が接続されて大気へと連なる。更に、サイレンサ２６および逆止弁２８のバイパスとなるように主排気配管２５に副排気配管２７が接続され、補助ポンプ３０が逆止弁２８と並列に設けられる。この補助ポンプ３０の吐出口は配管４１を介して逆止弁２８の大気側に接続される。この実施の形態においては、補助ポンプ３０は主排気配管２５の逆止弁２８に並列して設けられているので、大容量のガスを排気する時は主排気配管２５に流れ、補助ポンプ３０が故障してもドライ真空ポンプ２０の性能は維持される。また、第１の実施の形態と同様な省エネ効果が得られることは明らかである。
【００１３】
図３は本発明の第３の実施の形態の多段式ルーツ型のドライ真空ポンプ２０′を示すものであるが、上記実施の形態に対応する部分については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。すなわち、本実施の形態によれば、逆止弁２８のバイパスとなるように主排気配管２５に副排気配管２７が接続され、補助ポンプ３０は逆止弁２８に並列に設けられる。排気空間２４には、主排気配管２５を介して逆止弁２８および補助ポンプ３０が並列に接続されているので、上記実施の形態と同様な効果を奏することは明らかである。
【００１４】
図４に示す第４の実施の形態では、多段式ルーツ型のドライ真空ポンプ２０Ａの本体２１Ａ内にはモータ２２により回転駆動されるそれぞれ一対のロータＲ1、Ｒ2 、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5及びＲ6が設けられている。また本体２１Ａの左端上壁部には吸気口２３が設けられており、最終段のロータＲ6 が排気する最後段の空間２４は、サイレンサ２６および逆止弁２８を備えた主排気配管２５が接続されている。この逆止弁２８は大気側への方向を順方向としている。そして本発明の第４の実施の形態によれば、中間段の排気空間２４′に接続された副排気管２７′にダイアフラムポンプで成る補助ポンプ３０′が逆止弁２８と並列するように設けられている。すなわち本体２１Ａには主排気配管２５とは別に副排気配管２７′が接続されている。なお、更に上流側の排気空間２４″に対応して副排気管２７″を接続するようにしてもよい。
【００１５】
本発明の第４の実施の形態は以上のように構成されるのであるが、次にこの作用について説明する。モータ２２を駆動すると、上述したように各ロータＲ1乃至Ｒ6により、それぞれが受け持つ排気空間の圧力の流体を下流側へ移送する。よって、吸気口２３に接続された真空室は排気される。中間段の排気空間２４′の圧力は大気圧に近いのであるが、本発明の実施の形態でも補助ポンプ３０′の駆動により、減圧に排気される。よって、中間段のロータＲ5以降の排気作用の負担は軽減される。すなわち、モータ２２の消費電力を従来よりも大幅に小とすることができる。
【００１６】
図５に示す第５の実施の形態では、多段式ルーツ型のドライ真空ポンプ２０Ｂの本体２１Ｂ内にはモータ２２により回転駆動されるそれぞれ一対のロータＲ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5及びＲ6が設けられている。また本体２１Ｂの左端上壁部には吸込口２３が設けられており、最終段のロータＲ6が排気する最後段の排気空間２４は、サイレンサ２６および逆止弁２８を備えた主排気配管２５が接続されている。この逆止弁２８は大気側への方向を順方向としている。そして本発明の第５の実施の形態によれば、中間段の排気空間２４′に接続された副排気管２７′にダイアフラムポンプで成る補助ポンプ３０′が逆止弁２８と並列するように設けられている。すなわち本体２１Ｂには主排気配管２５とは別に副排気配管２７′が接続されている。
【００１７】
本発明の第５の実施の形態は以上のように構成されるのであるが、次にこの作用について説明する。モータ２２を駆動すると、上述したように各ロータＲ1乃至Ｒ6は、それぞれが受け持つ排気空間の圧力の流体を下流側へと移送させる。よって、吸気口２３に接続された真空室は排気される。中間段の排気空間２４′の圧力は上流側より大気圧に近いのであるが、本発明の第５の実施の形態によれば補助ポンプ３０′の駆動により減圧される。よって、中間段のロータＲ4以降の排気作用の負担は大幅に軽減される。すなわち、モータ２２の消費電力を従来よりも大幅に小とすることができる。
【００１８】
以上、本発明の各実施の形態について説明したが、勿論、本発明はこれらに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【００１９】
例えば以上の実施の形態では、それぞれ対をなすロータＲ1乃至Ｒ6は全て同型同大としたが、これに代えて図６及び図１０、１１に示すように前段から後段に向かうにつれてロータの容積を小さくしてもよい。この場合には、以上の実施の形態よりも更に消費電力を小さくできることは明らかである。また、多段式ルーツ型のドライ真空ポンプに限らず、容積移送型のドライ真空ポンプ、例えばスクリュー型やクロー型でも同様の効果が得られる。
【００２０】
更にまた、以上の実施の形態では、補助ポンプとしてダイアフラムポンプを説明したが、これに限ることなく他のドライポンプ、例えばベーンポンプ、ピストンポンプ、スクロールポンプ等を用いてもよい。
【００２１】
また以上の実施の形態では、補助ポンプ３０、３０′は本体２１、２１′、２１Ａ、２１Ｂの周壁に形成した排気孔に配管を介して接続されたが、配管を介することなく、単に排気孔のみ形成し、本体内部に補助ポンプ機構を設けるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施の形態による多段式ルーツ型のドライ真空ポンプとその関連部分を示す模式図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態による多段式ルーツ型のドライ真空ポンプとその関連部分を示す模式図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態による多段式ルーツ型のドライ真空ポンプとその関連部分を示す模式図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態による多段式ルーツ型のドライ真空ポンプとその関連部分を示す模式図である。
【図５】本発明の第５の実施の形態による多段式ルーツ型のドライ真空ポンプとその関連部分を示す模式図である。
【図６】従来例の多段式ルーツ型のドライ真空ポンプの部分破断側面図である。
【図７】図６における［７］−［７］線方向断面図である。
【図８】図６における［８］−［８］線方向断面図である。
【図９】多段のロータの大きさが等しい場合を示す模式図である。
【図１０】前段、中段、後段とでロータの大きさを変えた場合の模式図である。
【図１１】前段、中段及び後段において図１０に比べ更に後段の２つのロータを小さくした場合を示す模式図である。
【図１２】図９、図１０及び図１１のロータを用いた場合の多段式ルーツ型のドライ真空ポンプの吸入圧力と排気速度との関係を示す特性図である。
【図１３】同吸入圧力と消費電力との関係を示すチャートである。
【符号の説明】
【００２３】
２０、２０′、２０″、２０Ａ、２０Ｂ・・・ドライ真空ポンプ
２２・・・モータ
２４・・・最後段の排気空間
２４′、２４″・・・中間段の排気空間
２５・・・主排気配管
２７、２７′・・・副排気配管
Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6・・・ロータ
３０、３０′・・・補助ポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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