(57)【要約】【課題】  複数の真空装置を稼働させる際に電力量を軽減する真空ポンプシステムを構成する。【解決手段】  枠体の下方床面に複数の一次側真空ポンプを並列に設置し、一次側真空ポンプの各吸気口を枠体一段目下部に設けた一次側ヘッダーに接続し、枠体の一段目上部に複数の二次側真空ポンプを並列に設置し、二次側真空ポンプの各排気口を一次側ヘッダーに接続し、二次側真空ポンプの各吸気口を二段目下部に設けた二次側ヘッダーに接続し、枠体の二段目上部に複数の三次側真空ポンプを並列に設置し、三次側真空ポンプの各排気口を二次側ヘッダーに接続し、三次側真空ポンプの各吸気口を三段目下部に設けた三次側ヘッダーに接続し、複数の真空装置を必要真空度に応じた各ヘッダーに接続し、各ヘッダー内に真空圧力センサを設け、該圧力センサが検知した真空圧力に応じて集中制御装置が全ての真空ポンプの起動停止動作を制御する真空ポンプシステムを構成する。【選択図】図１
2013148076.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の真空装置の真空排気を行うべく真空装置側から順に複数の三次側真空ポンプと複数の二次側真空ポンプと複数の大気から減圧できる一次側真空ポンプの３段の真空ポンプが設けられた真空ポンプシステムにおいて、
３段にて構成される枠体の１段目下部に当該接続する前記全真空装置の同時真空排気に対応できる排気量の容積を持つ円柱形の一次側ヘッダ−を設け、前記一次側ヘッダ−の下方床面に前記複数の大気から減圧できる一次側真空ポンプを並列に設置し、前記複数の一次側真空ポンプの各吸気口を前記一次側ヘッダ−に接続し、前記枠体の２段目下部に当該接続する前記全真空装置の同時真空排気に対応できる排気量の容積を持つ円柱形の二次側ヘッダ−を設け、前記枠体の１段目上部に前記複数の二次側真空ポンプを並列に設置し、前記複数の二次側真空ポンプの各排気口を前記一次側ヘッダ−に接続し、前記複数の二次側真空ポンプの各吸気口を前記二次側ヘッダ−に接続し、前記枠体の３段目下部に当該接続する前記全真空装置の同時真空排気に対応できる排気量の容積を持つ円柱形の三次側ヘッダ−を設け、前記枠体の２段目上部に前記複数の三次側真空ポンプを並列に設置し、前記複数の三次側真空ポンプの各排気口を前記二次側ヘッダ−に接続し、前記複数の三次側真空ポンプの各吸気口を前記三次側ヘッダ−に接続し、前記複数の真空装置を各真空装置の必要真空度に応じて前記一次側ヘッダ−と前記二次側ヘッダ−と前記三次側ヘッダ−のうちのいずれかに接続することを特徴とする真空ポンプシステム。
【請求項２】
前記一次側ヘッダ−と前記二次側ヘッダ−と前記三次側ヘッダ−内に真空圧力センサを設け、前記真空圧力センサが検知した真空圧力応じて前記複数の一次側真空ポンプと前記複数の二次側真空ポンプと前記複数の三次側真空ポンプの起動停止動作並びに、前記各ヘッダ−と前記複数の各真空ポンプに接続されたバルブ及び前記各ヘッダ−と前記複数の各真空装置に接続されたバルブの開閉動作を一括して個別に制御する集中制御装置を具備することを特徴とする請求項１に記載の真空ポンプシステム。
【請求項３】
前記複数の一次側真空ポンプ、前記複数の二次側真空ポンプ、前記複数の三次側真空ポンプの中にそれぞれ予備ポンプが用意されていることを特徴とする請求項１又は、請求項２に記載の真空ポンプシステム。
【請求項４】
前記真空ポンプシステムを複数段で構成することを特徴とする請求項１乃至３に記載の真空ポンプシステム。
【請求項５】
前記枠体を増設し、前記各円柱形のヘッダ−に新たに同径の円柱形のヘッダ−を接続して延長し、前記延長した円柱形のヘッダ−に新たな各真空ポンプ及び真空装置を接続し、随時拡張可能なシステムとすることを特徴とする請求項１乃至４に記載の真空ポンプシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、複数の真空装置、特に真空包装機を稼働させる際の電力量の軽減、いわゆる省エネルギ−化を図る真空ポンプシステムに関するものである。
【背景技術】
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００２】
【特許文献１】  特開２００１−２４４１６０号公報
【特許文献２】  特開２００５−２９０５５８号公報
【特許文献３】  特開平４−１０３７６７号公報
【特許文献４】  特開２００５−１８０２７９号公報
【特許文献５】  特開２００８−１７５１４５号公報
【特許文献６】  特開２００４−６８６３７号公報
【特許文献７】  特開２００９−１１４９８４号公報
【０００３】  従来真空ポンプを複数用いてシステム化する場合、枠体を利用することが一般的である。図５は、特許文献１のシステムであり、一次側真空ポンプと二次側真空ポンプを組み合わせ４セットにして二段の枠体に設置している。【０００４】  複数の多段式真空ポンプシステムにおいては、一段目に複数の一次側真空ポンプを並列に設置し、二段目に複数の二次側真空ポンプを並列に設置する場合各段ごとに集合管を用いて連結するのが一般的である。一次側集合管の例は、特許文献２で示す図６のＡ及び特許文献３で示す図７の１０ｂである。二次側集合管の例は、特許文献２で示す図６のＢ  特許文献３で示す図８の１０ｂである。三次側集合管の例は、特許文献４で示す図９のＣである。【０００５】  上記特許文献と本発明の相違点について記載する。特許文献３は本発明と主要な課題が異なる。特許文献３の図７は一次側真空ポンプのみを複数として炉芯管内の圧力の低下に対処しようとしているのに対して、本発明は一次側、二次側真空ポンプとも複数としている。特許文献３の図８は、２台の一次側真空ポンプと２台の二次側真空ポンプをそれぞれ直結し二次側集合管で並列に接続しているが本発明は、複数の一次側真空ポンプと複数の二次側真空ポンプを大きな容積の円柱形の一次側ヘッダーに並列に接続し、更に前記の二次側集合管に替えて大きな容積の円柱形のヘッダーに複数の二次側真空ポンプを並列に連結している。【０００６】  特許文献４も本発明と主要な課題が異なる。特許文献４の図９は、三次側真空ポンプのみを複数として故障に対処しようとしているのに対して本発明は、一次側、二次側、三次側真空ポンプとも複数としている。特許文献４の真空ポンプの制御手段については、真空チャンバ図９の１０制御部からの指示に基づいて各真空ポンプの制御をしている。これに対して本発明は、一次側ヘッダー、二次側ヘッダー、三次側ヘッダーの各ヘッダー内に真空圧力センサを設けて集中制御装置によって全ての真空ポンプと各ヘッダーに接続されたバルブの制御をしている。【０００７】  特許文献１も本発明と主要な課題が異なる。特許文献１の図５は、複数の一次側真空ポンプ及び複数の二次側真空ポンプをそれぞれ集合管で連結していないが本発明は、複数の一次側真空ポンプ及び複数の二次側真空ポンプをそれぞれ集合管に替えて大きな容積の円柱形ヘッダーで連結している。【０００８】  特許文献２も本発明と主要な課題が異なる。特許文献２は、スパッタリングによる薄膜作製において排気時間を短縮する目的で一次側真空ポンプの集合管に図６のＥＢ１にバッファユニットを備え、第一ロックチャンバ−、ＥＫ１を排気し、更に二次側真空ポンプの集合管にも図６のＥＢ２にバッファユニットを備え、第二ロックチャンバ−、ＥＫ２を高速で排気している。これに対して本発明は、集合管に替えて急激な増圧に対応するために大きな容積の円柱形ヘッダーを備え、それぞれ複数の一次側真空ポンプ、複数の二次側真空ポンプ、複数の三次側真空ポンプを連結し、複数の各真空装置をその必要とされる真空圧力に応じて一次側、二次側及び三次側ヘッダーに接続して排気する。本発明は、高速の排気を課題としていない。そして本発明によれば、配管等のリークなどに���り更に排気量が不足した時は、一次側ヘッダー、二次側ヘッダー、三次側ヘッダーのそれぞれに接続する予備ポンプが稼働し排気する。【０００９】  特許文献２の制御手段については第１及び第２導入チャンバ−図６のＥＫ１及びＥＫ２及びバッファユニットＥＢ１、ＥＢ２に真空圧力センサを設けて各真空ポンプの制御をしているようである。これに対して本発明は、一次側ヘッダー、二次側ヘッダー、三次側ヘッダーの各ヘッダー内を一定の真空圧力に保つよう真空圧力センサを設けて全ての真空ポンプの制御をしている。特許文献２の課題は、導入チャンバ−の高速な排気であり、本発明の課題は、各真空装置への安定した真空圧力の供給である。ここに真空圧力センサの運用の違いがある。【００１０】  本発明と類似するシステムに特許文献５の図１０  がある。特許文献５は、大型化する液晶基板を処理するための処理チャンバ−内を排気する真空ポンプユニットに関するものであり排気量の大型化に対処するためのものである。本発明は、複数の真空装置、特に真空包装機を稼働させる際の電力量の軽減、いわゆる省エネルギ−化を図る真空ポンプシステムに関するものであり両者はその課題が異なる。【００１１】  特許文献５は、背景技術の中で排気量が大型となる真空ポンプユニットとして図１１の様に「前段ポンプである１台のブースターポンプ２０１と後段ポンプである１台のメインポンプ２０２を枠体２０３に搭載して、真空ポンプユニット２００を構成している。そして必要とされる排気量に応じて真空ポンプユニット２００を図１２に示すように複数台（図では４台）設置して、対応している。」（段落番号０００２参照）と開示している。特許文献５は、「前段ポンプである１台のブースターポンプ２０１と後段ポンプである１台のメインポンプ２０２を枠体２０３に搭載して、真空ポンプユニット２００を」（段落番号０００２参照）前提にあたかもブースターポンプ１台とメインポンプ１台がセットでなければ真空装置に使用できないかのようなに開示してその分コスト高となる点、故障に際して真空ポンプユニットごと交換しなければならない等を背景技術及びその課題としている。これは特許文献５が自ら開示しているように「真空ポンプユニットの性能は、メインポンプとブースターポンプの台数の組み合わせを変えることによりその性能を変化されることができる」（段落番号０００５参照）のである。特許文献２は、登録済みであるが、特許文献２の図６、特許文献３の図８、特許文献４の図９のような構成も可能である。【００１２】  特許文献５はブースターポンプ１台とメインポンプ１台をセットで使用する点を具体的な課題としているが、本発明は真空装置１台につき大気圧から減圧できる真空ポンプ１台を使用する点に具体的な課題がある。【００１３】  本発明と特許文献５は、いずれも枠体を使用している。従来真空ポンプを複数用いてシステム化する場合、枠体を利用することが一般的である。但し本発明は、真空ポンプのみを枠体に設置するのではなく大きな容積の円柱形のヘッダーも合わせて設置する。【００１４】  本発明と特許文献５は、いずれも複数台の一次側真空ポンプ、二次側真空ポンプで構成されている。これも特許文献２の図６に見るように従来��般的な構成として知られている。【００１５】  本発明と特許文献５は、いずれも枠体を用いた複数の多段式真空ポンプシステムにおいて、下の段に複数の一次側真空ポンプを並列に設置し、その上の段に複数の二次側真空ポンプを並列に設置し、各段ごとに集合管を用いて連結している。これも従来より一般的に行われているものであり一次側集合管の例は、特許文献２で示す図６のＡ及び特許文献３で示す図７の１０ｂであり、二次側集合管の例は、特許文献２で示す図６のＢ及び特許文献３で示す図８の１０ｂであり、三次側集合管の例は、特許文献４で示す図９のＣである。特許文献５の特許請求の範囲には特に記載はないが、図１０を見る限り一次側真空ポンプの中継集合管２２に比べると二次側真空ポンプの集合吸気管２１は太くなっている。これは大型の基板を処理するための大容量処理チャンバ−の排気に高真空排気量をえるためである。これに対して本発明は、集合管に替えてそれぞれ大きな容積の円柱形ヘッダーを備え、これを各段枠体下部に設置し、それぞれ複数の一次側真空ポンプ、複数の二次側真空ポンプに連結し、複数の各真空装置をその必要とされる真空圧力に応じて一次側、二次側及び三次側ヘッダーに接続して排気する。本発明の各ヘッダーは、高真空排気量を得ることを課題としていない。【００１６】  特許文献５では、真空装置と真空ポンプシステムの接続部は、２１ａ１つだけである。これに対して本発明では、複数の各真空装置は、各使用真空圧力領域に応じた一次側、二次側及び三次側ヘッダーに接続部を設け各真空装置と接続する。【００１７】  特許文献５は、背圧センサの記載はあるが真空圧力制御の判断基準の真空圧力センサがどこに設置されているのか直接・間接の記載もない。そして特許文献５は、ウォ−ニング信号とアラ−ム信号で真空ポンプユニットの警告と駆動動作を集中制御装置で制御している。これに対して本発明は、一次側ヘッダー、二次側ヘッダー、三次側ヘッダーの各ヘッダー内に真空圧力センサを設けて集中制御装置で全ての真空ポンプの制御をしている。【００１８】  更に本発明は、真空装置及びその配管にリ−クなどの不足の事態が発生した時に備え一次側ヘッダー、二次側ヘッダー、三次側ヘッダーのそれぞれに接続する予備ポンプを設けている。特許文献５には、予備ポンプはない。【００１９】  特許文献５は、メインポンプとブースターポンプの組み合わせ台数を変更し、真空ポンプユニットの性能を変化させることが容易になるとする。本発明も同様に性能を変化させることが容易である。しかし特許文献５の性能の変化の対象は、その吸気口２１ａ１が二次側集合管に一つ付いているところから、真空装置１台又は１台と看做される集約化された真空装置の高速域における排気速度と大容積の排気量である。これに対して本発明は、複数の真空装置と接続できる真空圧力領域の異なる複数のヘッダーを備えており複数の各真空装置の必要とする複数の真空圧力領域を選択しながら安定した排気速度と排気量の変化を得ることができ、なおかつ真空装置は複数のものからその操作によっては一台のものまで変化に対応させることができ、性能の変化の対象は格段に広くなる。【００２０】  特許文献５は「１〜２台のブースターポンプ��故障が発生しても真空ポンプユニットとして機能させ続けることができ、故障の発生したポンプだけを交換すればよい」（段落番号０００８参照）、と開示する。しかし本発明は、複数の一次側、二次側、三次側の各々に予備ポンプを設けており、配管等のリークによる真空不良事故のみならず、二次側真空ポンプだけでなく一次側又は三次側真空ポンプが故障した場合も含めて、真空ポンプシステムとしての性能を維持しながら故障に対処できる。【００２１】  特許文献５は「複数台の前記ブースターポンプ及び前記メインポンプの制御を集中して制御できる集中制御装置」（請求項７参照）「複数の前記ブースターポンプ及び前記メインポンプをそれぞれ一括して制御する制御装置を」（請求項８参照）具備していると開示する。該集中制御装置は、特許文献４、及び特許文献７も備えており、従来より真空ポンプシステムに於いては設置することがむしろ一般的である。重要なのは、それがどの様に運用されているかである。特許文献５は「前記ブースターポンプ及びメインポンプのそれぞれは制御盤により冷却水と窒素ガス等のユーティリティイとポンプの各部状態をセンサで確認しながら運転され、ウォ−ニング信号とアラ−ム信号の２段階の警報を出力するようになっており」（請求項６参照）各ポンプを制御保護している。これに対して本発明の集中制御装置は、三段よりなる各ヘッダー内に設置された真空圧力センサの検知した信号によって複数の各真空装置に安定した真空圧力を供給すべく各ヘッダー内を一定の真空圧力に維持するよう各真空ポンプを制御する。【００２２】  以上は、本発明と類似する真空システムである。次に消費電力を節約する真空システムについては特許文献６及び７がある。
特許文献６は、図１３に示すように「吸気側の真空度を計測しながら、排気手段の駆動制御を行うことにより、排気管内の真空度の低下を抑制しつつ、排気手段の消費電力を節約する」処理装置を開示している（段落番号００２０参照）。【００２３】  特許文献７は、図１４に示すように「吸気口と排気口とが空間的に連通された真空ポンプ装置であって、上記吸気口と上記排気口との間に排気速度がそれぞれ異なる複数のポンプを並列に配置し、装置負荷が低いときほど排気速度がより低いポンプを用いてポンピングが行われるように上記複数のポンプの駆動が制御される」（段落番号０００７）ことにより「真空度が比較的高い状態下での消費電力を大幅に低減する真空ポンプ装置を提供する」（段落番号０００６参照）と開示している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】  従来、真空装置で真空作業を行う場合、真空装置一台につき大気圧から減圧できる真空ポンプ一台又は、  大気圧から減圧できる真空ポンプ一台とメカニカルブースターポンプ一台乃至二台を組み合わせて作業を行う事が一般的である。真空装置作業中は、装置の立ち上がり時間の短縮と真空ポンプの故障を減らすために真空ポンプを継続して稼働させている。真空装置の運転サイクルの中で真空排気時以外は、真空ポンプはアイドリング状態で稼働している。ここに無駄な電力の消費が発生する。【００２５】  特許文献６については、特許文献７がその中で引用して、特許文献６「に記載されたような従来装置によれば、そもそもモ−タ自体が比較的大型のポンプ用であるため、低回転駆動させたとしても、比較的小型のポンプ用のモ−タと比べれば、消費電力が比較的大きくなってしまう。」（段落番号０００５参照）と開示している。
また特許文献６は基本的に真空装置作業中に真空ポンプのアイドリング状態の存続を前提に消費電力の節約を考察している。これに対して本発明は、真空装置作業中に於ける真空ポンプアイのドリング状態そのものを消滅させて消費電力の削減を図っており、その効果は格段の差が有る【００２６】  特許文献７の発明は、一台の真空装置に複数の真空ポンプが必要となる。特に真空装置を多数必要とする場合は、真空ポンプの数もその何倍かになる。これでは該真空ポンプ装置の設置費用及び維持費用が嵩み消費電力を低減できたとしてもその分コスト高となる。
これに対して本発明は、真空装置を複数使用する場合にメカニカルブースターポンプと大気圧から減圧できる真空ポンプを組み合わせて構成し、真空ポンプの台数を削減した上で、更に消費電力を削減する真空ポンプシステムとした。【００２７】  本発明は、真空装置、特に真空包装機を複数稼働させる場合において、このような課題を解決するためのものであり、真空圧力が比較的低い領域内で複数のヘッダーの真空圧力を選択的に制御し、消費電力を激減させる真空ポンプシステムを提供すること主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２８】  上記課題を解決するために、請求項１記載の本発明の真空ポンプシステムによれば、複数の真空装置の真空排気を行うべく真空装置側から順に複数の三次側真空ポンプと複数の二次側真空ポンプと複数の大気から減圧できる一次側真空ポンプの３段の真空ポンプが設けられた真空ポンプシステムにおいて、３段にて構成される枠体の１段目下部に当該接続する前記全真空装置の同時真空排気に対応できる排気量の容積を持つ円柱形の一次側ヘッダーを設ける。【００２９】  そして前記一次側ヘッダーの下方床面に前記複数の大気から減圧できる一次側真空ポンプを並列に設置し、前記複数の一次側真空ポンプの各吸気口を前記一次側ヘッダーに接続し、枠体の２段目下部に当該接続する前記全真空装置の同時真空排気に対応できる排気量の容積を持つ円柱形の二次側ヘッダーを設ける。【００３０】  前記枠体の１段目上部に前記複数の二次側真空ポンプを並列に設置し、前記複数の二次側真空ポンプの各排気口を前記一次側ヘッダーに接続し、前記複数の二次側真空ポンプの各吸気口を前記二次側ヘッダーに接続し、前記枠体の３段目下部に当該接続する前記全真空装置の同時真空排気に対応できる排気量の容積を持つ円柱形の三次側ヘッダーを設ける。【００３１】  前記枠体の２段目上部に前記複数の三次側真空ポンプを並列に設置し、前記複数の三次側真空ポンプの各排気口を前記二次側ヘッダーに接続し、前記複数の三次側真空ポンプの各吸気口を前記三次側ヘッダーに接続し、前記複数の真空装置を各真空装置の必要真空度に応じて前記一次側ヘッダーと前記二次側ヘッダーと前記三次側ヘッダーのうちのいずれかに接続することを特徴とする真空ポンプシステムである。【００３２】  請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の真空ポンプシステムに於いて、前記一次側ヘッダーと前記二次側ヘッダーと前記三次側ヘッダー内に真空圧力センサを設け、前記真空圧力センサが検知した真空圧力応じて、前記複数の一次側真空ポンプと前記複数の二次側真空ポンプと前記複数の三次側真空ポンプの起動停止動作並びに、前記各ヘッダーと前記複数の各真空ポンプに接続されたバルブ及び前記各ヘッダーと前記複数の各真空装置に接続されたバルブの開閉動作を一括して個別に制御する集中制御装置を具備することを特徴とする。【００３３】  請求項３に記載の本発明は、請求項１又は、２に記載の真空ポンプシステムに於いて、前記複数の一次側真空ポンプ、前記複数の二次側真空ポンプ、前記複数の三次側真空ポンプの中にそれぞれ予備ポンプが用意されていることを特徴とする。【００３４】  請求項４に記載の本発明は、請求項１乃至３に記載の真空ポンプシステムに於いて、複数段で構成する真空ポンプシステムとすることを特徴とする。【００３５】  請求項５に記載の本発明は、前記枠体を増設し、前記各円柱形のヘッダーに新たに同径の円柱形のヘッダーを接続して延長し、前記延長した円柱形のヘッダーに新たな各真空ポンプ及び真空装置を接続し、随時拡張可能なシステムとすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３６】    本発明の効果として第一にあげられるのは、複数の真空装置を稼働させる際の消費電力量の軽減、いわゆる省エネルギ−化を図ったことである。従来の例では、１１台の真空装置に対して１１台の大気圧から減圧できる真空ポンプが必要であった。これに対して本発明の２段で構成される真空ポンプシステムによる実施例の図３では、大気圧から減圧できる一次側真空ポンプのうちＰ３は予備機なので大気圧から減圧できる一次側真空ポンプの運転台数は２台で済み、二次側真空ポンプもＰ７は予備機なので二次側真空ポンプの運転台数は３台で済む。そして二次側真空ポンプは、主にメカニカルブースターポンプを使用しており、そのモ−タは大気から減圧できる同排気量の真空ポンプのモ−タの消費電力量の１／３で済むので、大気から減圧できる真空ポンプを１１台使用するのに比して消費電力量は、まずここで大幅に軽減される。
本発明真空ポンプシステムの各ヘッダーは複数の真空装置の排気に応じた排気量を保有維持すれば必要にして十分で各真空ポンプの構成数の削減が図られた。この一次側、二次側、三次側各真空ポンプの削減は、本発明の真空ポンプシステムにより実現されたものでその効果は絶大である。【００３７】  本発明システムの特徴は、二次側真空ポンプ、三次側真空ポンプにメカニカルブースターポンプを使用する点にある。メカニカルブースターポンプを大気圧から減圧できる一次側真空ポンプすなわち油回転ポンプ、水封式ポンプなどを補助ポンプとして直列に使用すると少ないモータ消費電力でも大容量の排気速度が得られ、広い圧力範囲にわたって良好な排気特性が発揮される。しかし本発明は、複数の一次側真空ポンプを並列に設置しその上部に二次側真空ポンプとしてこのメカニカルブースターポンプを複数並列に設置し、これを中継集合管と集合吸気管と接続して単に台数制御のみを行うものではない。【００３８】  本発明は、複数の真空装置の排気量に応じて複数の一次側真空ポンプと複数の二次側真空ポンプの間に大きな容積の円柱形の一次側ヘッダーを備え、複数の二次側真空ポンプと複数の三次側真空ポンプの間に大きな容積の円柱形の二次側ヘッダーを備え、更に複数の三次側真空ポンプの上に大きな容積の円柱形の三次側ヘッダーを備える。この上中下の一次側、二次側、三次側ヘッダーには、それぞれ複数の一次側真空ポンプと複数の二次側真空ポンプと複数の三次側真空ポンプを並列に接続している。本発明は、該ヘッダーに真空圧力センサを設置し、ヘッダー内真空圧力の状況をチェックしながら各真空装置にとって最適な真空圧力状態での運転方法をもたらし、メカニカルブースターポンプの上記特性をいかして、真空装置台数の必要真空排気量に応じてバランスをとりながら自動的に起動停止を制御する。【００３９】  具体的な真空包装機の例では、従来複数の真空包装機を使用する場合各包装機にそれぞれ大気圧から減圧できる真空ポンプ一台又は、大気圧から減圧できる真空ポンプ一台とメカニカルブースターポンプ一台乃至二台を組み合わせて作業を行っていた。真空包装作業中、装置の立ち上がり時間の短縮と真空ポンプの故障を減らすために真空ポンプは継続して運転させている。真空包装サイクルの中で真空排気時以外は、真空ポンプは、アイドリング状態で運転している。ここに無駄な電力の消費が発生する。【００４０】  本発明によれば各真空装置の排気口は、一次側乃至三次側ヘッダーに接続されている。各真空装置は、真空排気時のみ該ヘッダーより真空排気される。そして各真空装置の真空排気によって増圧された各ヘッダーの圧力は各ヘッダーの真空圧力センサにより検知され、圧力信号は集中制御装置に伝達される。各ヘッダーの真空圧力が設定圧力より高くなった場合には集中制御装置は一次側乃至三次側真空ポンプのいずれかを自動的に起動し、各真空ポンプと各ヘッダーを接続するバルブ開き、各ヘッダー内を最適な真空圧力領域に維持する。各ヘッダーの真空圧力が設定圧力より低くなった場合には、各ヘッダー内の真空圧力センサにより検知された圧力信号を受信した集中制御装置は一定時間経過後に起動中の真空ポンプの中から選択された真空ポンプ���各ヘッダーに接続されたバルブ閉じる。そして選択された該真空ポンプは、自動的に停止制御される。【００４１】  本発明による各ヘッダーは、全真空装置を同時に真空排気した場合を想定し真空圧力変化に対応できる容積を保有する。従って、複数の真空装置の同時排気の場合でも本発明の各ヘッダーはこれに対応できる大きな容積であるところから各ヘッダー内の真空圧力領域に激しい変動はない。このように本発明による各ヘッダーは常に最良の比較的低い真空圧力領域を維持するのである。一般的に真空ポンプにおいて、ロ−タを回転駆動させるモ−タの負荷は、高い真空圧力時には比較的高く、低い真空圧力時には比較的低いことが知られている。ここにも消費電力を軽減できる理由がある。【００４２】  本発明においては、複数の真空装置のいずれかが常に各ヘッダーより真空排気されており、集中制御装置は常に各真空ポンプを起動停止及び各バルブを開閉することにより各ヘッダー内を一定の真空圧力に到達するように制御している。すなわち本発明システムには前記のような真空ポンプの無駄なアイドリング状態は存在しないのである。ここに消費電力を大幅に削減できる理由がある。従って、本発明システムによれば各真空装置に必要な真空圧と排気量を供給しながら、各ヘッダーは常に安定した真空圧力を維持しつつ消費電力量を軽減することになり、上記の電力の省エネルギ−効果と合わせて本発明によれば消費電力量は、従来の８０パ−セントを超える量を削減できた。【００４３】  本発明の第２の効果として各真空装置が必要とする真空領域を選択できることが挙げられる。本発明は、  複数からなる大気から減圧できる一次側真空ポンプと二次側、三次側のメカニカルブースターポンプを並列に接続して三次側まで三段のヘッダーで構成されている。従って一次側ヘッダーより二次側ヘッダーのほうが真空圧力は低く、二次側ヘッダーより三次側ヘッダーのほうが真空圧力は低い。各真空装置は、各使用圧力領域に応じた真空領域をこれら三つのヘッダーから選択できる。真空装置によっては、これら三つのヘッダーから任意に複数選択して稼働するものもある。更に本発明は、複数の真空圧力領域の異なるヘッダーを備えることができ選択の巾はよりひろがる。【００４４】  本発明の第３の効果として真空装置等の不具合に対応できる点である。本発明は、複数の一次側真空ポンプ、二次側真空ポンプ、三次側真空ポンプの中にそれぞれ予備ポンプを用意している。真空装置及び真空装置と本発明のヘッダー間の配管等にリ−クがあった場合、本発明によるヘッダー内の真空圧力センサは増圧を検知し、集中制御装置は予備ポンプをも起動させ真空圧力を回復させる。
また集中制御装置は、真空ポンプが故障した時も故障した真空ポンプを自動的に停止制御すると同時に予備ポンプを自動的に起動制御する。本発明の真空ポンプシステムは真空装置の作業を停滞させることなく故障した真空ポンプの修理を可能とする。【００４５】  本発明の第４の効果として、本発明システムで使用される真空ポンプは、長い耐久性を得られることが挙げられる。すなわち寿命が長くなるのである。本発明システムでは、真空装置から排気される空気等の気体は予め計算された容積をもつ各ヘッダー内で圧力平衡を起こすので、本発明システムの各真空ポンプは、各真空装置から直接大気圧の気体を吸引することはない。すなわち本発明による各ヘッダーは、常に一定の比較的低い真空圧力領域を維持している。該ヘッダーに接続された各真空ポンプは、この領域で稼働を継続する限り真空ポンプの急激な負荷変動はない。急激な負荷変動がなければ真空ポンプを構成する各部材のダメージは、少なくなる。加えて本発明は、予備ポンプを用意している。この予備ポンプは、特定の真空ポンプを意味するのではない。真空装置の作業を停止させることなくロ−テイションを組んで任意に休止させる真空ポンプを用意する事である。休止させた真空ポンプはオイル交換などのメンテナンスが可能である。このことが本発明システムで使用される真空ポンプに、より長い耐久性をあたえる。【００４６】  本発明の第５の効果として、本発明のヘッダーは円柱形であるところから、ヘッダーの作成は容易である。枠体を増設して必要な真空圧力領域に応じて一次側乃至三次側ヘッダーの中の任意のヘッダーに新たに同径の円柱形のヘッダーを接続して延長し、該延長した円柱形のヘッダーに新たに必要な各真空ポンプ及び真空装置を接続し、真空ポンプシステムを随時拡張することも容易にできる。真空装置の台数を増やし真空装置作業の増産体制に迅速に対応できる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】  本発明に係る特許請求の範囲請求項１の真空ポンプシステムの構成例を示す正面図である。
【図２】  本発明に係る特許請求の範囲請求項１、２、３、の真空ポンプシステムの構成例を示す正面図である。
【図３】  本発明に係る特許請求の範囲請求項４の真空ポンプシステムを２段で実施した構成例を示す正面図である。
【図４】  本発明真空ポンプシステムを実施した際の二次側ヘッダー内の真空度測定データである。
【図５】  特開２００１−２４４１６０号公報  従来の真空ポンプユニットの構成例を示す図である。
【図６】  特開２００５−２９０５５８号公報従来の真空ポンプユニットの構成例を示す図である。
【図７】  特開平４−１０３７６７号公報従来の真空ポンプユニットの構成例を示す図である。
【図８】  特開平４−１０３７６７号公報従来の真空ポンプユニットの構成例を示す図である。
【図９】  特開２００５−１８０２７９号公報従来の真空ポンプユニットの構成例を示す図である。
【図１０】  特開２００８−１７５１４５号公報従来の真空ポンプユニットの構成例を示す図である。
【図１１】  特開２００８−１７５１４５号公報の引用する従来の真空ポンプユニットの構成例を示す図である。
【図１２】  特開２００８−１７５１４５号公報の引用する従来の真空ポンプユニットの構成例を示す図である。
【図１３】  特開２００４−６８６３７号公報従来の真空ポンプユニットの構成例を示す図である。
【図１４】  特開２００９−１１４９８４号公報従来の真空ポンプユニットの構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４８】  以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。
【実施例】
【００４９】  図１は、本発明システムの特許請求の範囲請求項１の構成例を示す正面図である。図２は、本発明システムの特許請求の範囲請求項１乃至３を示す概略図である。
本発明は、枠体図１の１を設置する。枠体は、システムを構成するのに適している。【００５０】  本発明の特徴は、大きな容積の円柱形のヘッダーを３段階に設けることである。この３段階の各ヘッダーの容積は、各ヘッダーを使用する当該全真空装置が同時に真空排気した場合を想定し圧力変化に対応できる排気量により決定される。本発明は、枠体図１の１段目下部に一次側ヘッダー５を２段目下部に二次側ヘッダー１４を３段目下部に三次側ヘッダー３０を設置する。【００５１】  また本発明においては、該各ヘッダーを減圧する各一次側ポンプ、二次側ポンプ、三次側ポンプも当該全真空装置が同時に真空排気した場合を想定し該各ヘッダー内の圧力変化に対応できる排気量とエネルギ−効率を考慮してその数を構成している。【００５２】  本発明は、枠体図１の１段目の下方床面に複数の一次側真空ポンプＰ１、Ｐ２、Ｐ３を並列に設置する。これら一次側真空ポンプは、大気から減圧できる油回転ポンプ、水封式ポンプ、スクリュウ型ポンプなどである。【００５３】  本発明は、一次側真空ポンプ図２のＰ１、Ｐ２、Ｐ３の各吸気口２、３、４を一次側ヘッダー５に接続させる。そして枠体１の１段目上部に複数の二次側真空ポンプＰ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７を並列に設置する。二次側真空ポンプは、メカニカルブースターポンプであることが望ましい。メカニカルブースターポンプは、大気から減圧できる油回転ポンプ、水封式ポンプ、スクリュウ型ポンプを補助ポンプとするとき大きな排気速度と広い圧力範囲にわたって良好な排気特性が発揮される。【００５４】  本発明は、二次側真空ポンプの各排気口図２の６、７、８、９を一次側ヘッダー５に接続し二次側真空ポンプの各吸気口１０、１１、１２、１３を二次側ヘッダー１４に接続する。枠体の２段目上部に複数の三次側真空ポンプＰ８、Ｐ９、を並列に設置し、三次側真空ポンプの各排気口３３、３４を二次側ヘッダー１４に接続し、三次側真空ポンプの各吸気口３５、３６を三次側ヘッダー３０に接続する。三次側真空ポンプも二次側真空ポンプと同様メカニカルブースターポンプであることが望ましい。【００５５】  そして複数の真空装置図２のＳ１、Ｓ２を一次側ヘッダー５の１５、１６に接続する。真空装置Ｓ３は、一次側ヘッダー５の１８と二次側ヘッダー１４の２１に接続する。複数の真空装置Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６は、二次側ヘッダー１４の２２、２３、２４だけに接続されている。真空装置Ｓ７は、一次側ヘッダー５の１７と三次側ヘッダー３０の２６に接続されている。複数の真空装置Ｓ８、Ｓ９は、三次側ヘッダー３０の２７、２８のみに接続されている。真空装置Ｓ１０は、二次側ヘッダー１４の２５と三次側ヘッダー３０の２９に接続されている。真空圧力は、一次側ヘッダー５より二次側ヘッダー１４のほうが低く、二次側ヘッダー１４より三次側ヘッダー３０のほうが低い。この様に本発明によれば、各真空装置は、これら圧力領域の異なる三つのヘッダーから各使用圧力領域に応じた真空領域を選択できるのであり真空装置によっては．これら三つのヘッダーから任意に複数選択して稼働できることになる。【００５６】  本発明は、複数段のヘッダーを備えた真空ポンプシステムを構成することができる。図３は、特許���求の範囲請求項４を２段式とし真空装置は、真空包装機にて実施した例である。【００５７】  本発明は、一次側ヘッダー図２の５と二次側ヘッダー１４及び三次側ヘッダー３０内に真空圧力センサ１９、２０、３１を設け、該真空圧力センサが検知した真空圧力応じて複数の一次側真空ポンプと複数の二次側真空ポンプ及び複数の三次側真空ポンプの起動停止動作並びに、各ヘッダーと各真空ポンプに接続されたバルブ及び各ヘッダーと各真空装置に接続されたバルブの開閉動作を一括して個別に制御する集中制御装置３２を具備する。【００５８】  図３のＨ３、Ｈ４は、メカニカルブースターポンプを内蔵する真空包装機である。図３のＨ１、Ｈ２は、メカニカルブースターポンプを内蔵しない真空包装機である。この様に本発明によるシステムは、メカニカルブースターポンプを内蔵する真空包装機でもメカニカルブースターポンプを内蔵しない真空包装機でも対応できる。【００５９】  但し、メカニカルブースターポンプを内蔵する真空装置は、広く普及されているがこの様な真空装置に於いても該ポンプを取り外し図２の真空装置Ｓ８、Ｓ９の様に本発明のシステムに組み込めば真空装置Ｓ８、Ｓ９は、該ポンプ取り外し前と同様の性能を維持しながら該ポンプを内蔵していた時より消費電力が削減される。そして外したポンプは、本発明システムに使用できる図２のＰ８、Ｐ９。更に、該ポンプを外す真空装置の台数にもよるが、不要となるメカニカルブースターポンプも出てくる。この様に本発明によれば、真空ポンプの台数を削減できる。【００６０】  本発明は、複数の一次側真空ポンプ、二次側真空ポンプ、三次側真空ポンプの中にそれぞれ予備ポンプ図２のＰ３、Ｐ７、Ｐ９を用意している。真空装置及び真空装置と本発明のヘッダー間の配管等にリ−クなどの不具合があった場合、本発明によるヘッダー内の真空圧力センサ１９、２０、３１は増圧を検知し、その信号を受信した集中制御装置は予備ポンプをも起動させてからヘッダーに接続されたバルブを開きこの真空圧不足に対処する。また各真空ポンプに異常が発生した場合には、その真空ポンプの異常信号を受信した集中制御装置は、その真空ポンプとヘッダーを接続しているバルブを閉じて異常が発生した真空ポンプの運転を停止する。同時に予備ポンプを起動してから予備ポンプとヘッダーに接続されたバルブを開く事により、真空ポンプの異常停止によるへッダーの真空圧力不足に対処する。この予備ポンプは、特定の真空ポンプを意味するのではない。ロ−テイションを組んで任意に休止させる真空ポンプを用意するということである。休止させた真空ポンプはオイル交換などのメンテナンスが可能である。また真空ポンプ故障時には、真空装置の作業を停滞させることなくオーバーホールすることも可能となる。【００６１】  本発明は、枠体を増設して必要な真空圧力領域に応じて一次側乃至三次側ヘッダーのうち任意のヘッダーに新たに同径の円柱形のヘッダーを接続して延長し、該延長した円柱形のヘッダーに新たに必要な各真空ポンプ及び真空装置を接続し、真空ポンプシステムを随時拡張することができる。【００６２】  本発明システムの真空ポンプ制御方法については、全ての真空装置が常に稼働するものではないことを���提に詳述する。まず使用すべき真空装置のうち１台でも真空装置運転開始信号が集中制御装置図２の３２に入力されると真空ポンプシステムは自動的に起動する。【００６３】  集中制御装置図２の３２は、一次側ヘッダー５、二次側ヘッダー１４、三次側ヘッダー３０内の各真空圧力センサ１９、２０、３１が検知した真空圧力に応じた信号によって各一次側真空ポンプ、二次側真空ポンプ、三次側真空ポンプの中からいずれかを順次必要に応じて選別して起動させ、当該真空ポンプとヘッダーを接続するバルブを開く。そして各一次側真空ポンプ、二次側真空ポンプ、三次側真空ポンプは一次側ヘッダー５と二次側ヘッダー１４及び三次側ヘッダー３０内を排気する。各ヘッダー内に設置された各真空圧力センサ１９、２０、３１により検知された真空圧力信号は集中制御装置３２に伝達される。各ヘッダーの真空圧力が其々の規定された値より低い状態が継続し一定時間経過後に集中制御装置３２は、真空ポンプ運転要求信号出力中の真空装置とヘッダー間に設置されたバルブ３７を開くと同時に真空装置に真空準備完了信号を送る。ここで本発明による真空システムは、真空装置稼働の準備を完了する。【００６４】  各真空装置図２のＳ１乃至Ｓ１０は、それぞれ稼働開始によって真空排気時のみ各ヘッダー５、１４、３０より真空排気される。そして各真空装置の真空排気によって単位時間における稼働中の真空装置の合計排気量が、各ヘッダーに接続された真空ポンプの合計排気量を継続して上回り、各ヘッダー内の真空圧力が規定値より不足している場合には、各ヘッダー内の真空圧力センサ１９、２０、３１によりその増圧が検知される。検知された信号は、集中制御装置３２に送られ集中制御装置３２は、停止している一次側乃至三次側真空ポンプのいずれかを個別的自動的に起動制御した後当該真空ポンプとヘッダーを接続するバルブを開き各、ヘッダーを最良の真空圧力領域まで回復させる。【００６５】  そして単位時間における稼働中の真空装置の合計排気量が、各ヘッダーに接続された真空ポンプの合計排気量を継続して下回り、各ヘッダー内の真空圧力が規定値を超えて回復したときは、その回復した真空圧力を各ヘッダー５、１４、３０内の真空圧力センサ１９、２０、３１が検知し、検知した信号は、集中制御装置３２に送られ集中制御装置３２は、起動された真空ポンプ又は起動された真空ポンプと同一次、同数乃至複数の他の真空ポンプとヘッダーを接続するバルブを閉じて、当該真空ポンプを個別的自動的に停止制御する。
本発明による真空ポンプシステムは、この一連の動作を恒常的に行っている。【００６６】  本発明システムで問題になるのは、真空システムに接続される全真空装置が同時に一斉に真空排気した場合、真空排気が不完全にならないかである。本発明システムの各ヘッダーの容積は、当該全真空装置を同時に真空排気した場合を想定し運転中の真空ポンプの合計排気量を超えた場合でも急激な圧力変化を吸収できる様に決定されている。また該各ヘッダーを減圧する各一次側ポンプ、二次側ポンプ、三次側ポンプも当該全真空装置を同時に真空排気した場合を想定し該各ヘッダー内の圧力変化に対応できる排気量を考慮してその数を構成している。従って、複数の真空装置の同時排気の場合でも本発明の各ヘッダーはこれに対応できる大きさの容積であるところから各ヘッダー内の真空圧力領域に激しい変動はない。このように本発明による各ヘッダーは常に安定した最良の比較的低い真空圧力領域を維持する。【００６７】  全真空装置が同時に真空排気した場合を想定すると各真空ポンプの構成数が増えるのではないかと懸念される。上記のように本発明真空ポンプシステムの各ヘッダーと真空ポンプは複数の真空装置の同時排気の場合にもそれに応じた排気量を保有維持すれば必要にして十分と考えられる。その結果本発明は、各ヘッダーに接続される各真空ポンプの構成数を削減でき、このことがまず消費電力を大幅に削減した。【００６８】  図４は、一次側真空ポンプと一次側ヘッダー及び二次側真空ポンプと二次側ヘッダーを備える図３の構成で本発明システムを実現させ、現実に真空装置としての真空包装機を稼働させた時の二次側ヘッダー内の真空度測定デ−タである。但し、この時の真空包装機の運転台数１１台、一次側真空ポンプ運転台数２台、二次側真空ポンプ運転台数３台である。【００６９】  図４の３８に示す朝７：２０から８：０９までは、始業運転で真空包装機性能確認の準備段階であり真空包装機は、生産稼働せず間欠的に調整運転している。図４の３９に示す昼１１：５０から１２：５９までは、昼休みの時間帯で、真空包装機の運転停止に連動して各ヘッダーと各真空包装機の間のバルブ図３の３７を閉めてから、各ヘッダーと各真空ポンプの間のバルブを閉めて全真空ポンプを停止させている。ヘッダー内の真空圧力は、１ｈＰａ以下で一定の真空圧力となっており、図４の３９は水平線で表わされている。真空包装機は、午後からの運転再開と同時に各真空ポンプを起動してから各ヘッダーのバルブを開き短時間で生産稼働可能となる。【００７０】  これに対して図４の午前中８：０９から１１：４８までと午後１２：５９から１６：００迄は、真空包装機の生産稼働時間帯である。この時間帯は、図４の真空圧力の線は水平線で表わされる部分はなく図４のグラフ上の真空圧力を表わす線は常に一定の巾で上下しながら推移している。即ち、本発明システムは、真空包装機の稼働中常にヘッダー内圧力を一定の範囲に維持すべく各真空ポンプの運転を制御している。これらの時間帯で真空圧力が１６ｈＰａを超えている時は、特に真空包装機の同時吸引が多い時であり、真空圧力が６ｈＰａを下回る時は、真空包装機の同時吸引が少ない時である。
この様に本発明システムによれば、真空包装作業中の非排気時に真空ポンプが運転する無駄なアイドリング状態はない。従って、本発明システムによれば、前述したように様々な効果だけでなく８０パ−セントを超える消費電力の削減をもたらす。【００７１】  複数の真空装置を使用する作業の中には、各真空装置の真空排気が時間的に規則的なものと不規則的なものがある。上記のとおり本発明システムは、真空装置作業中いずれの場合でも各真空装置の真空排気に対応できるように、各真空ポンプのアイドリング状態の無駄を無くす起動停止の制御を行い、各ヘッダー内真空圧力を一定の範囲内に安定させている。【００７２】  以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。【００７３】  当業者には明らかなように、いずれの場合であっても、真空ポンプシステムに含まれる複数のポンプの各々の排気速度及び／又は容量は、それぞれ任意に設定することができる。【００７４】本発明は、いずれの真空ポンプを使用する真空装置に利用できる。真空排気の対象となる吸気元装置の種類、用途、サイズ、性能等はいずれも不問である。
【符号の説明】
【００７５】１      システム枠体
２−４  一次側真空ポンプ吸気口
５      一次側ヘッダー
６−９  二次側真空ポンプ排気口
１０−１３  二次側真空ポンプ吸気口
１４    二次側ヘッダー
１５−１８  真空装置と一次側ヘッダーの接続部
１９    一次側ヘッダー内の圧力センサ−
２０    二次側ヘッダー内の圧力センサ−
２１−２５  真空装置と二次側ヘッダーの接続部
２６−２９  真空装置と三次側ヘッダーの接続部
３０    三次側ヘッダー
３１    三次側ヘッダー内の圧力センサ−
３２    集中制御装置
３３．３４  三次側真空ポンプ排気口
３５．３６  三次側真空ポンプ吸気口
３７    空気圧操作バルブ
３８    朝７：２０から８：０９まで真空包装機調整運転
３９    昼１１：５０から１２：５９まで全真空包装機と全真空ポンプ停止
Ｐ１−Ｐ３  一次側真空ポンプ
Ｐ４−Ｐ７  二次側真空ポンプ
Ｐ８．Ｐ９  三次側真空ポンプ
Ｈ１．Ｈ２．Ｈ  真空ポンプを搭載しない真空包装機
Ｈ３．Ｈ４  真空ポンプを搭載する真空包装機
Ｓ１−Ｓ１０  真空装置
【図１】
2013148076.tif 000003
【図２】
2013148076.tif 000004
【図３】
2013148076.tif 000005
【図４】
2013148076.tif 000006
【図５】
2013148076.tif 000007
【図６】
2013148076.tif 000008
【図７】
2013148076.tif 000009
【図８】
2013148076.tif 000010
【図９】
2013148076.tif 000011
【図１０】
2013148076.tif 000012
【図１１】
2013148076.tif 000013
【図１２】
2013148076.tif 000014
【図１３】
2013148076.tif 000015
【図１４】
2013148076.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成24年3月16日(2012.3.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】  上記特許文献と本発明の相違点について記載する。特許文献３は本発明と主要な課題が異なる。特許文献３の図７は一次側真空ポンプのみを複数として炉芯管内の圧力の低下に対処しようとしているのに対して、本発明は一次側、二次側真空ポンプとも複数としている。特許文献３の図８は、２台の一次側真空ポンプと２台の二次側真空ポンプをそれぞれ直結し二次側集合管で並列に接続しているが本発明は、複数の一次側真空ポンプと複数の二次側真空ポンプを大きな容積の円柱形の一次側ヘッダーに並列に接続し、更に前記の二次側集合管に替えて大きな容積の円柱形の二次側ヘッダーに複数の二次側真空ポンプを並列に連結している。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】  本発明と特許文献５は、いずれも枠体を用いた複数の多段式真空ポンプシステムにおいて、下の段に複数の一次側真空ポンプを並列に設置し、その上の段に複数の二次側真空ポンプを並列に設置し、各段ごとに集合管を用いて連結している。これも従来より一般的に行われているものであり一次側集合管の例は、特許文献２で示す図６のＡ及び特許文献３で示す図７の１０ｂであり、二次側集合管の例は、特許文献２で示す図６のＢ及び特許文献３で示す図８の１０ｂであり、三次側集合管の例は、特許文献４で示す図９のＣである。特許文献５の特許請求の範囲には特に記載はないが、図１０を見る限り一次側真空ポンプの中継集合管２２に比べると二次側真空ポンプの集合吸気管２１は太くなっている。これは大型の基板を処理するための大容量処理チャンバ−の排気に高真空排気量をえるためである。これに対して本発明は、集合管に替えてそれぞれ大きな容積の円柱形ヘッダーを備え、これを各段枠体下部に設置し、それぞれ複数の一次側真空ポンプ、複数の二次側真空ポンプ、複数の三次側真空ポンプに連結し、複数の各真空装置をその必要とされる真空圧力に応じて一次側、二次側及び三次側ヘッダー接続して排気する。本発明の各ヘッダーは、高真空排気量を得ることを課題としていない。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】  特許文献５は「１〜２台のブースターポンプに故障が発生しても真空ポンプユニットとして機能させ続けることができ、故障の発生したポンプだけを交換すればよい」（段落番号０００８参照）、と開示する。しかし本発明は、複数の一次側、二次側、三次側の各々に予備ポンプを設けており、配管等のリークによる真空不良事故のみならず、二次側真空ポンプだけでなく一次側及び三次側真空ポンプが故障した場合も含めて、真空ポンプシステムとしての性能を維持しながら故障に対処できる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】  特許文献６については、特許文献７がその中で引用して、特許文献６「に記載されたような従来装置によれば、そもそもモ−タ自体が比較的大型のポンプ用であるため、低回転駆動させたとしても、比較的小型のポンプ用のモ−タと比べれば、消費電力が比較的大きくなってしまう。」（段落番号０００５参照）と開示している。
また特許文献６は基本的に真空装置作業中に真空ポンプのアイドリング状態の存続を前提に消費電力の節約を考察している。これに対して本発明は、真空装置作業中に於ける真空ポンプのアイドリング状態そのものを消滅させて消費電力の削減を図っており、その効果は格段の差が有る。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】  本発明は、真空装置、特に真空包装機を複数稼働させる場合において、このような課題を解決するためのものであり、真空圧力が比較的低い領域内で複数のヘッダー内の真空圧力を選択的に制御し、消費電力を激減させる真空ポンプシステムを提供することを主たる目的とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】  そして前記一次側ヘッダーの下方床面に前記複数の大気から減圧できる一次側真空ポンプを並列に設置し、前記複数の一次側真空ポンプの各吸気口を前記一次側ヘッダーに接続し、前記枠体の２段目下部に当該接続する前記全真空装置の同時真空排気に対応できる排気量の容積を持つ円柱形の二次側ヘッダーを設ける。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】  請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の真空ポンプシステムに於いて、前記一次側ヘッダーと前記二次側ヘッダーと前記三次側ヘッダー内に真空圧力センサを設け、前記真空圧力センサが検知した真空圧力に応じて、前記複数の一次側真空ポンプと前記複数の二次側真空ポンプと前記複数の三次側真空ポンプの起動停止動作並びに、前記各ヘッダーと前記複数の各真空ポンプに接続されたバルブ及び前記各ヘッダーと前記複数の各真空装置に接続されたバルブの開閉動作を一括して個別に制御する集中制御装置を具備することを特徴とする。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】  本発明は、複数の一次側真空ポンプと複数の二次側真空ポンプの間に大きな容積の円柱形の一次側ヘッダーを備え、複数の二次側真空ポンプと複数の三次側真空ポンプの間に大きな容積の円柱形の二次側ヘッダーを備え、更に複数の三次側真空ポンプの上に大きな容積の円柱形の三次側ヘッダーを備え、複数の真空装置の必要真空度に応じて一次側乃至三次側ヘッダ−のいずれかに接続する。この上中下の一次側、二次側、三次側ヘッダーには、それぞれ複数の一次側真空ポンプと複数の二次側真空ポンプと複数の三次側真空ポンプを並列に接続している。本発明は、該ヘッダー内に真空圧力センサを設置し、ヘッダー内真空圧力の状況をチェックしながら各真空装置にとって最適な真空圧力状態での運転方法をもたらし、メカニカルブースターポンプの上記特性をいかして、真空装置台数の必要真空排気量に応じてバランスをとりながら自動的に起動停止を制御する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】  本発明によれば各真空装置の排気口は、一次側乃至三次側ヘッダーに接続されている。各真空装置は、真空排気時のみ該ヘッダーより真空排気される。そして各真空装置の真空排気によって増圧された各ヘッダー内の圧力は各ヘッダー内の真空圧力センサにより検知され、圧力信号は集中制御装置に伝達される。各ヘッダーの真空圧力が設定圧力より高くなった場合には集中制御装置は一次側乃至三次側真空ポンプのいずれかを自動的に起動し、各真空ポンプと各ヘッダーを接続するバルブ開き、各ヘッダー内を最適な真空圧力領域に導きこれを維持する。各ヘッダー内の真空圧力が設定圧力より低くなった場合には、各ヘッダー内の真空圧力センサにより検知された圧力信号を受信した集中制御装置は一定時間経過後に起動中の真空ポンプの中から選択された真空ポンプと各ヘッダーに接続されたバルブ閉じる。そして選択された該真空ポンプは、自動的に停止制御される。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】  本発明においては、複数の真空装置のいずれかが各ヘッダーより真空排気されており、真空排気されない時も集中制御装置は常に各真空ポンプを起動停止及び各バルブを開閉することにより各ヘッダー内を一定の真空圧力に到達するように制御している。すなわち本発明システムには前記のような真空ポンプの無駄なアイドリング状態は存在しないのである。ここに消費電力を大幅に削減できる理由がある。従って、本発明システムによれば各真空装置に必要な真空圧力と排気量を供給しながら、各ヘッダーは常に安定した真空圧力を維持しつつ消費電力量を軽減することになり、上記の電力の省エネルギ−効果と合わせて本発明によれば消費電力量は、従来の８０パ−セントを超える量を削減できた。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】  本発明の第４の効果として、本発明システムで使用される真空ポンプは、長い耐久性を得られることが挙げられる。すなわち寿命が長くなるのである。本発明システムでは、真空装置から排気される空気等の気体は予め計算された容積をもつ各ヘッダー内で圧力平衡を起こすので、本発明システムの各真空ポンプは、各真空装置から直接大気圧の気体を吸引することはない。すなわち本発明による各ヘッダーは、常に一定の比較的低い真空圧力領域を維持している。該ヘッダーに接続された各真空ポンプは、この領域で稼働を継続する限り真空ポンプの急激な負荷変動はない。急激な負荷変動がなければ真空ポンプを構成する各部材のダメージは、少なくなる。加えて本発明は、予備ポンプを用意している。この予備ポンプは、特定の真空ポンプを意味するのではない。真空装置の作業を停止させることなくロ−テイションを組んで任意に休止させる真空ポンプを用意するということである。休止させた真空ポンプはオイル交換などのメンテナンスが可能である。このことが本発明システムで使用される真空ポンプに、より長い耐久性をあたえる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】  本発明の第５の効果として、本発明のヘッダーは円柱形であるところから、ヘッダーの作製は容易である。枠体を増設して必要な真空圧力領域に応じて一次側乃至三次側ヘッダーの中の任意のヘッダーに新たに同径の円柱形のヘッダーを接続して延長し、該延長した円柱形のヘッダーに新たに必要な各真空ポンプ及び真空装置を接続し、真空ポンプシステムを随時拡張することも容易にできる。真空装置の台数を増やし真空装置作業の増産体制に迅速に対応できる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】  集中制御装置図２の３２は、一次側ヘッダー５、二次側ヘッダー１４、三次側ヘッダー３０内の各真空圧力センサ１９、２０、３１が検知した真空圧力に応じた信号によって各一次側真空ポンプ、二次側真空ポンプ、三次側真空ポンプの中からいずれかを順次必要に応じて選別して起動させ、当該真空ポンプとヘッダーを接続するバルブを開く。そして各一次側真空ポンプ、二次側真空ポンプ、三次側真空ポンプは一次側ヘッダー５と二次側ヘッダー１４及び三次側ヘッダー３０内を排気する。各ヘッダー内に設置された各真空圧力センサ１９、２０、３１により検知された真空圧力信号は集中制御装置３２に伝達される。各ヘッダー内の真空圧力が其々の規定された値より低い状態が継続し一定時間経過後に集中制御装置３２は、真空ポンプ運転要求信号出力中の真空装置とヘッダー間に設置されたバルブ３７を開くと同時に真空装置に真空準備完了信号を送る。ここで本発明による真空ポンプシステムは、真空装置稼働の準備を完了する。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６４】  各真空装置図２のＳ１乃至Ｓ１０は、それぞれ稼働開始によって真空排気時のみ各ヘッダー５、１４、３０より真空排気される。そして各真空装置の真空排気によって単位時間における稼働中の真空装置の合計排気量が、各ヘッダーに接続された真空ポンプの合計排気量を継続して上回り、各ヘッダー内の真空圧力が規定値より不足している場合には、各ヘッダー内の真空圧力センサ１９、２０、３１によりその増圧が検知される。検知された信号は、集中制御装置３２に送られ集中制御装置３２は、停止している一次側乃至三次側真空ポンプのいずれかを個別的自動的に起動制御した後当該真空ポンプとヘッダーを接続するバルブを開き各ヘッダー内を最良の真空圧力領域まで回復させる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６６】  本発明システムで問題になるのは、真空ポンプシステムに接続される全真空装置が同時に一斉に真空排気した場合、真空排気が不完全にならないかである。本発明システムの各ヘッダーの容積は、当該全真空装置を同時に真空排気した場合を想定し運転中の真空ポンプの合計排気量を超えた場合でも急激な圧力変化を吸収できる様に決定されている。また該各ヘッダー内を減圧する各一次側真空ポンプ、二次側真空ポンプ、三次側真空ポンプも当該全真空装置を同時に真空排気した場合を想定し該各ヘッダー内の圧力変化に対応できる排気量を考慮してその数を構成している。従って、複数の真空装置の同時排気の場合でも本発明の各ヘッダーはこれに対応できる大きさの容積であるところから各ヘッダー内の真空圧力領域に激しい変動はない。このように本発明による各ヘッダー内は常に安定した最良の比較的低い真空圧力領域を維持する。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６９】  図４の３８に示す朝７：２０から８：０９までは、始業運転で真空包装機性能確認の準備段階であり真空包装機は、生産稼働せず間欠的に調整運転している。図４の３９に示す昼１１：５０から１２：５９までは、昼休みの時間帯で、真空包装機の運転停止に連動して各ヘッダーと各真空包装機の間のバルブ図３の３７を閉めてから、各ヘッダーと各真空ポンプの間のバルブを閉めて全真空ポンプを停止させている。ヘッダー内の真空圧力は、午後からの生産準備のため到達域に達し１ｈＰａ以下で一定の真空圧力となっており、図４の３９は水平線で表わされている。真空包装機は、午後からの運転再開と同時に各真空ポンプを起動してから各ヘッダーのバルブを開き短時間で生産稼働可能となる。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７０】  これに対して図４の午前中８：０９から１１：４８までと午後１２：５９から１６：００迄は、真空包装機の生産稼働時間帯である。図４のグラフが示すこの部分は、二つのことを証明している。
第１に、この時間帯は、図４の真空圧力の線は水平線で表わされる部分はなく図４のグラフ上の真空圧力を表わす線は常に一定の巾で上下しながら推移している。即ち、本発明の真空ポンプシステムは、真空包装機の稼働中複数の真空包装機のいずれかが各ヘッダーより真空排気されており、真空排気されない時も集中制御装置は常に各真空ポンプを起動停止及び各バルブを開閉することにより常にヘッダー内圧力を一定の範囲に維持すべく各真空ポンプの運転を制御している。このことは、本発明の真空ポンプシステムによれば、真空包装作業中の従来の真空ポンプが運転する非排気時の無駄なアイドリング状態はないことを証明している。本発明は、従来の様に各真空ポンプが各真空包装機を直接真空排気するのではなく、各真空ポンプによって排気された各ヘッダーが各真空包装機を排気する。本発明の制御された各真空ポンプに接続された各ヘッダーは、無駄のない言わばクッション効果をもたらすのである。
そして敢えて付言するならば、本発明の真空ポンプシステムに於いても無駄なアイドリング状態を意図的に創出しうる。それは、真空包装機の作業中各真空ポンプの運転を各真空包装機の必要排気量より排気過剰とし、本発明のヘッダー内の真空圧力を到達域に導きこれを継続させることである。グラフ上の線で表わすならばそれはちょうど図４のグラフ上３９の昼休みの時間帯のような１ｈＰａ以下の水平線を描かせることになる。但し、図４の３９の時間帯は午後からの生産準備のために真空圧力を下げているのであり無駄なアイドリング状態ではない。  図４の真空包装機の生産稼働時間帯であるこの時間帯に図４のグラフ上３９のような１ｈＰａ以下の水平線はない。これが現れないように各真空ポンプを制御しているのが本発明の真空ポンプシステムである。
第２に、これらの時間帯で真空圧力が６ｈＰａを下回る時は、真空包装機の同時排気が少ない時である。真空圧力が１６ｈＰａを超えている時は、特に真空包装機の同時排気が多い時であり、この時同時排気している各真空包装機は、正常な作業を継続している。このことは、次のことを証明している。本発明の真空ポンプシステムは、複数の真空包装機の同時排気の場合でもそれに対応する排気量の各ヘッダーの真空度と真空ポンプの運転台数で構成され機能している。図４のグラフを示す真空包装機の数は、１１台である。従来ではこの場合１１台の真空ポンプが必要であった。ところが本発明の真空ポンプシステムでは、一次側真空ポンプ２台二次側真空ポンプ３台で合計５台である。このように本発明の真空ポンプシステムを利用すれば、これ以上の構成数の真空ポンプは不要となり全体の真空ポンプの構成数を削減できたことである。
従って、以上二つのことが本発明の真空ポンプシステムによって前記の様々な効果と共に８０パ−セントを超える消費電力量の削減をもたらした。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７１】  複数の真空装置を使用する作業の中には、各真空装置の真空排気が時間的に規則的なものと不規則的なものがある。上記のとおり本発明の真空ポンプシステムは、真空ポンプの構成数を削減した上で真空装置作業中いずれの場合でも各真空装置の真空排気に対応できるように、各真空ポンプのアイドリング状態の無駄を無くす起動停止の制御を行い、各ヘッダー内の真空圧力を一定の範囲内に維持し真空装置の作業を安定させながら消費電力量の省エネルギ−化を実現した。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２】
前記一次側ヘッダ−と前記二次側ヘッダ−と前記三次側ヘッダ−内に真空圧力センサを設け、前記真空圧力センサが検知した真空圧力に応じて前記複数の一次側真空ポンプと前記複数の二次側真空ポンプと前記複数の三次側真空ポンプの起動停止動作並びに、前記各ヘッダ−と前記複数の各真空ポンプに接続されたバルブ及び前記各ヘッダ−と前記複数の各真空装置に接続されたバルブの開閉動作を一括して個別に制御する集中制御装置を具備することを特徴とする請求項１に記載の真空ポンプシステム。
【手続補正書】
【提出日】平成24年6月4日(2012.6.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
複数の真空装置の真空排気を行うべく真空装置側から順に複数の三次側真空ポンプと複数の二次側真空ポンプと複数の大気から減圧できる一次側真空ポンプの３段の真空ポンプが設けられた真空ポンプシステムにおいて、
３段にて構成される枠体の１段目下部に当該直接及び間接的に排気する前記真空装置（Ｓ１−Ｓ１０）の同時真空排気に対応できる排気量の容積を持つ円柱形の一次側ヘッダ−を設け、前記一次側ヘッダ−の下方床面に前記複数の大気から減圧できる一次側真空ポンプを並列に設置し、前記複数の一次側真空ポンプの各吸気口を前記一次側ヘッダ−に接続し、前記枠体の２段目下部に当該直接及び間接的に排気する前記真空装置（Ｓ３−Ｓ１０）の同時真空排気に対応できる排気量の容積を持つ円柱形の二次側ヘッダ−を設け、前記枠体の１段目上部に前記複数の二次側真空ポンプを並列に設置し、前記複数の二次側真空ポンプの各排気口を前記一次側ヘッダ−に接続し、前記複数の二次側真空ポンプの各吸気口を前記二次側ヘッダ−に接続し、前記枠体の３段目下部に当該直接的に排気する前記真空装置（Ｓ７−Ｓ１０）の同時真空排気に対応できる排気量の容積を持つ円柱形の三次側ヘッダ−を設け、前記枠体の２段目上部に前記複数の三次側真空ポンプを並列に設置し、前記複数の三次側真空ポンプの各排気口を前記二次側ヘッダ−に接続し、前記複数の三次側真空ポンプの各吸気口を前記三次側ヘッダ−に接続し、前記真空装置（Ｓ１−Ｓ１０）を各真空装置の必要真空度に応じて前記一次側ヘッダ−と前記二次側ヘッダ−と前記三次側ヘッダ−のうちのいずれかに接続することを特徴とする真空ポンプシステム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２】
前記一次側ヘッダ−と前記二次側ヘッダ−と前記三次側ヘッダ−内に真空圧力センサを設け、前記真空圧力センサが検知した真空圧力に応じて前記複数の一次側真空ポンプと前記複数の二次側真空ポンプと前記複数の三次側真空ポンプの起動停止動作並びに、前記各ヘッダ−と前記複数の各真空ポンプに接続されたバルブ及び前記各ヘッダ−と前記真空装置（Ｓ１−Ｓ１０）に接続されたバルブの開閉動作を一括して個別に制御する集中制御装置を具備することを特徴とする請求項１に記載の真空ポンプシステム。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項４】
前記真空ポンプシステムを前記一次側ヘッダ−・前記複数の大気から減圧できる一次側真空ポンプと前記二次側ヘッダ−・前記複数の二次側真空ポンプの二段又は、前記一次側ヘッダ−・前記複数の大気から減圧できる一次側真空ポンプと前記二次側ヘッダ−・前記複数の二次側真空ポンプと前記三次側ヘッダ−・前記複数の三次側真空ポンプと四次側ヘッダ−・複数の四次側真空ポンプの四段で構成することを特徴とする請求項１乃至３に記載の真空ポンプシステム。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】  上記課題を解決するために、請求項１記載の本発明の真空ポンプシステムによれば、複数の真空装置の真空排気を行うべく真空装置側から順に複数の三次側真空ポンプと複数の二次側真空ポンプと複数の大気から減圧できる一次側真空ポンプの３段の真空ポンプが設けられた真空ポンプシステムにおいて、３段にて構成される枠体の１段目下部に当該直接及び間接的に排気する前記真空装置図１  Ｓ１−Ｓ１０の同時真空排気に対応できる排気量の容積を持つ円柱形の一次側ヘッダーを設ける。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】  そして前記一次側ヘッダーの下方床面に前記複数の大気から減圧できる一次側真空ポンプを並列に設置し、前記複数の一次側真空ポンプの各吸気口を前記一次側ヘッダーに接続し、前記枠体の２段目下部に当該直接及び間接的に排気する前記真空装置図１  Ｓ３−Ｓ１０の同時真空排気に対応できる排気量の容積を持つ円柱形の二次側ヘッダーを設ける。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】  前記枠体の１段目上部に前記複数の二次側真空ポンプを並列に設置し、前記複数の二次側真空ポンプの各排気口を前記一次側ヘッダーに接続し、前記複数の二次側真空ポンプの各吸気口を前記二次側ヘッダーに接続し、前記枠体の３段目下部に当該直接的に排気する前記真空装置図１  Ｓ７−Ｓ１０の同時真空排気に対応できる排気量の容積を持つ円柱形の三次側ヘッダーを設ける。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】  前記枠体の２段目上部に前記複数の三次側真空ポンプを並列に設置し、前記複数の三次側真空ポンプの各排気口を前記二次側ヘッダーに接続し、前記複数の三次側真空ポンプの各吸気口を前記三次側ヘッダーに接続し、前記真空装置図１  Ｓ１−Ｓ１０を各真空装置の必要真空度に応じて前記一次側ヘッダーと前記二次側ヘッダーと前記三次側ヘッダーのうちのいずれかに接続することを特徴とする真空ポンプシステムである。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】  請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の真空ポンプシステムに於いて、前記一次側ヘッダーと前記二次側ヘッダーと前記三次側ヘッダー内に真空圧力センサを設け、前記真空圧力センサが検知した真空圧力に応じて、前記複数の一次側真空ポンプと前記複数の二次側真空ポンプと前記複数の三次側真空ポンプの起動停止動作並びに、前記各ヘッダーと前記複数の各真空ポンプに接続されたバルブ及び前記各ヘッダーと前記真空装置図２Ｓ１−Ｓ１０に接続されたバルブの開閉動作を一括して個別に制御する集中制御装置を具備することを特徴とする。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】  請求項４に記載の本発明は、請求項１乃至３に記載の真空ポンプシステムに於いて、前記一次側ヘッダ−・前記複数の大気から減圧できる一次側真空ポンプと前記二次側ヘッダ−・前記複数の二次側真空ポンプの二段又は、前記一次側ヘッダ−・前記複数の大気から減圧できる一次側真空ポンプと前記二次側ヘッダ−・前記複数の二次側真空ポンプと前記三次側ヘッダ−・前記複数の三次側真空ポンプと四次側ヘッダ−・複数の四次側真空ポンプの四段で構成する真空ポンプシステムとすることを特徴とする。そして、本発明は、用途に応じて更に多段式の真空ポンプシステムとすることも可能である。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】  本発明の効果として第一にあげられるのは、複数の真空装置を稼働させる際の消費電力量の軽減、いわゆる省エネルギ−化を図ったことである。従来の例では、１１台の真空装置に対して１１台の大気圧から減圧できる真空ポンプが必要であった。これに対して本発明の二段で構成される真空ポンプシステムによる実施例の図３では、大気圧から減圧できる一次側真空ポンプのうちＰ３は予備機なので大気圧から減圧できる一次側真空ポンプの運転台数は２台で済み、二次側真空ポンプもＰ７は予備機なので二次側真空ポンプの運転台数は３台で済む。そして二次側真空ポンプは、主にメカニカルブースターポンプを使用しており、そのモ−タは大気から減圧できる同排気量の真空ポンプのモ−タの消費電力量の１／３で済むので、大気から減圧できる真空ポンプを１１台使用するのに比して消費電力量は、まずここで大幅に軽減される。
本発明真空ポンプシステムの各ヘッダーは複数の真空装置の排気に応じた排気量を保有維持すれば必要にして十分で各真空ポンプの構成数の削減が図られた。この一次側、二次側、三次側各真空ポンプの削減は、本発明の真空ポンプシステムにより実現されたものでその効果は絶大である。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】  本発明による各ヘッダーは、各ヘッダ−が直接及び間接的に排気する当該全真空装置を同時に真空排気した場合を想定し真空圧力変化に対応できる容積を保有する。従って、複数の真空装置の同時排気の場合でも本発明の各ヘッダーはこれに対応できる大きな容積であるところから各ヘッダー内の真空圧力領域に激しい変動はない。このように本発明による各ヘッダーは常に最良の比較的低い真空圧力領域を維持するのである。一般的に真空ポンプにおいて、ロ−タを回転駆動させるモ−タの負荷は、高い真空圧力時には比較的高く、低い真空圧力時には比較的低いことが知られている。ここにも消費電力を軽減できる理由がある。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】  本発明の特徴は、大きな容積の円柱形のヘッダーを３段階に設けることである。この３段階の各ヘッダーの容積は、各ヘッダーが直接及び間接的に排気する当該全真空装置を同時に真空排気した場合を想定し圧力変化に対応できる排気量により決定される。本発明は、枠体図１の１段目下部に一次側ヘッダー５を２段目下部に二次側ヘッダー１４を３段目下部に三次側ヘッダー３０を設置する。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】  また本発明においては、該各ヘッダーを減圧する各一次側ポンプ、二次側ポンプ、三次側ポンプも各ヘッダーが直接及び間接的に排気する当該全真空装置を同時に真空排気した場合を想定し該各ヘッダー内の圧力変化に対応できる排気量とエネルギ−効率を考慮してその数を構成している。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】  本発明は、二段以上のヘッダーを備えた真空ポンプシステムを構成することができる。図３は、特許請求の範囲請求項４の二段式真空ポンプシステムを表し真空装置は、真空包装機にて実施した例である。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６６】  本発明システムで問題になるのは、真空ポンプシステムに接続される全真空装置が同時に一斉に真空排気した場合、真空排気が不完全にならないかである。本発明システムの各ヘッダーの容積は、各ヘッダーが直接及び間接的に排気する当該全真空装置を同時に真空排気した場合を想定し運転中の真空ポンプの合計排気量を超えた場合でも急激な圧力変化を吸収できる様に決定されている。また該各ヘッダー内を減圧する各一次側真空ポンプ、二次側真空ポンプ、三次側真空ポンプも各ヘッダーが直接及び間接的に排気する当該全真空装置を同時に真空排気した場合を想定し該各ヘッダー内の圧力変化に対応できる排気量を考慮してその数を構成している。従って、複数の真空装置の同時排気の場合でも本発明の各ヘッダーはこれに対応できる大きさの容積であるところから各ヘッダー内の真空圧力領域に激しい変動はない。このように本発明による各ヘッダー内は常に安定した最良の比較的低い真空圧力領域を維持する。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７２】  以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形増設が可能である。