JPH02298689A - 流量制御弁を用いた真空装置の起動負荷軽減装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、ロータリーポンプと真空容器を配管で接続
し、ロータリーポンプの運転によって、真空容器内の流
体を吸引排出し真空状態とする、真空装置におけるロー
タリーポンプ起動時の負荷を軽減する負荷軽減装置に関
する。

（従来の技術） 従来、ロータリーポンプと真空容器を配管で接続し、ロ
ータリーポンプの運転によって真空容器内の流体を吸引
排出し真空状態とする真空装置は公知である。前記真空
装置においては、ロータリーポンプ起動時には真空容器
と配管内の全容積の流体が負荷となっていた。

また、その対策として、ロータリーポンプと真空容器と
の間の管路中に、管路内の負圧で作動するピストンによ
って開放する弁を設けることも提案されている（特公昭
３６−１２６３６号）。

［発明が解決しようとする課題］ 前記弁を用いない真空装置では、ポンプは負荷容量の大
きい状態で起動され、数分間は過負荷状態の運転となり
消費電力も大きく、ポンプ自体の寿命を縮めていた。場
合によっては過負荷のためモータが回らないことも起こ
る。

そのために、過負荷運転が継続しないように大容量のポ
ンプを用いる等の方法をとっていた。

また、前記弁を用いた真空装置では、弁をビス−。

トンで作動しているため、摺動抵抗を生じ、また気密性
が悪く、弁の作動特性が安定しない欠点があった。

更に、前記弁を用いた真空装置では、弁を開放する管路
内圧力として、弁の下流、即ち弁とロータリーポンプと
の間の圧力を導入しているので、ロータリーポンプの作
動によって直ちに弁は開放し、その開放によって真空容
器側のより高圧の流体が流入する。その高圧流体の流入
により再び弁は閉じる方向に作動するというハンチング
現象を生じる欠点があった。

本発明はロータリーポンプの起動時における負荷を軽減
し、適正容量のポンプとモータ出力で真空容器内の真空
を達成させるとともに、安定した起動時の負荷軽減を行
うことを目的としたものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は、ロータリーポンプと前記真空容器との間の管
状体にほぼ直交する方向に突出する分岐管を前記管状体
と一体的に設け、前記分岐管を被覆し該分岐管と同心の
ベローズを設け、該ベローズと一体の底板を気密に密着
するとともに前記分岐管内を摺動する提体を設け、該提
体には、尾部に螺合する調節ねじを設け、該調節ねじを
前記ベローズ内で前記管状体面と前記調節ねじの間に介
設するバネで前記ベローズ遊端面に当接するよう付勢し
、前記提体に連結し管状体に流量制御弁を設け、ロータ
リーポンプと真空容器との間の管路内に、ロータリーポ
ンプの起動時に、大気圧と弁上流の圧力との圧力差が一
定値以上になると、その差圧に応じて弁の開度を大にし
て全閉から全開状態に至る制御を行うようにし、起動時
において流量を絞って負荷を軽減し、前記圧力差に応じ
て次第に流量を増して全開に至る間負荷をほぼ一定にす
るロータリーポンプ起動時の負荷軽減装置を提供するも
のである。

〔作　用〕

上記の構成により、ロータリーポンプ起動前は真空容器
内の圧力は大気圧に近く、その差が一定値に達しないと
きは、弁は全閉位置の状態となっており、この状態でポ
ンプが極めて容易に起動され、弁のポンプ側の管路内の
流体が吸引されて圧力が低下する６それによって弁の真
空容器側管路内の流体と圧力差を生じ、真空容器側の流
体は弁と管壁との間隙からポンプ側に流れ、真空容器側
管路内の圧力は低下してベローズ内の圧力は低下し、ベ
ローズ外の大気圧との差圧が一定値以上になると、弁は
その差圧に応じて開度を大にし、真空容器内の流体がポ
ンプ側に流れる量を増加し、所定の圧力差に達して弁は
全開となり、以後この状態でポンプは運転され真空容器
内を所定の真空度とするものである。

〔実　施　例〕

以下図面に基づき本発明の起動負荷軽減装置の実施例に
ついて説明する。

第１図は本発明の実施例の断面図を示したもので、弁本
体（１）は一端にロータリーポンプ配管に接続するフラ
ンジ（２）と、他端に真空容器配管に接続するフランジ
（３）を有する管状体からなり、その周面には管状体の
中心軸にほぼ直交する方向に突出する分岐管（４）を管
状体と一体的に設け。

前記分岐管（４）を被覆し、分岐管（４）と同心のベロ
ーズ（５）を設け、ベローズ（５）と一体の底板（６）
を管状体面に気密に密着する。また前記分岐管（４）内
を摺動する提体（７）には、尾部に螺合する調節ねじ（
８）を設ける。そして調節ねじ（８）を前記ベローズ（
５）内で管状体面と、前記調節ねじ（８）の間に介設す
るバネ（９）でベローズ遊端面に当接するよう付勢する
。この結果、ベローズ（５）内外の圧力差とバネ（９）
が対抗する。なお分岐管（４）は容器側の管状体内に開
口している。

第２図（イ）、（ロ）に示すように、前記管状体からな
る弁本体（１）内周面には、対向する位置に支軸（ａ）
、　（ａ　＝　）を内方へ突出して固着し、管状体軸心
と直交し管状体内面に周縁を接する円板状の弁体く１０
）を設け、弁体（ｌＯ）面に固着し前記支軸（ａ）、　
（ａ　＝　）に軸支する連結具（１１）、　（１１−）
で弁体（１０）を支軸（ａ）、　（ａ　＝　）を軸とし
て回動可能に支持する。そして前記支軸（ａ）、　Ｃａ
　＝　）を結ぶ線と直交し、弁体面の中心線上で中心を
外れた位置に環状または半環状の連結環（１２）を設け
る。そして連結環（１４）の一端を連結環（１２）に係
合し、連結環（１４）の他の一端は前記環体（７）の分
岐管（４）内の一端に固着する連結環（１３）に係合し
、環体（７）の分岐管（４）内の進退により弁体（１０
）を支軸（ａ）、　（ａ　′）を軸として傾動可能とし
ている。

第２図および第３図は第１図の要部の部分拡大断面図を
示したもので、弁体（ｌＯ）とその環体（７）との連結
構造を示し、第２図は弁全開の状態を示し、（イ）は横
断面図、（ロ）はＡ−Ａ＝線に沿う断面図であり、弁体
（１０）と弁本体（１）内面との間隙を誇張して示して
いるが、実際は接した状態にあるものである。第３図は
弁全開の状態を示し、（イ）は横断面図、（ロ）はＡ−
Ａ＝線に沿った断面図である。

次にその作用を説明する。第１図においてベローズ（５
）の有効断面積ＡｃＬｄ、環体（７）の断面積ａ　ｃｒ
Ａ、大気圧Ｐ。ｋｇ　／　ｃｏｔ、真空容器内圧力Ｐ＋
ｋｇ／ｃｏｔ、バネ（９）の弾力Ｓｋｇとし、ロータリ
ーポンプ起動前においては、ベローズ（５）内外および
真空容器内圧力はほぼ大気圧Ｐ。になっており、バネ（
９）の弾力Ｓでベローズ（５）は図の右方へ偏倚され、
弁体（１０）は全閉となるようバネ（９）の弾力Ｓは設
定される。

ロータリーポンプが起動されると、先ず弁体（１０）か
らポンプ側の管路内の流体が吸引されて圧力低下し、真
空容器側の管路内の流体は弁体（１０）と管路内壁との
間隙からポンプ側に流れて圧力を低下するとともにベロ
ーズ（５）内の流体も分岐管（４）と環体（７）の間隙
から吸引されて圧力低下し、真空容器内と同様に、ベロ
ーズ（５）内の圧力は大気圧Ｐ。より低いＰｌとなる。

ベローズ（５）内外の圧力差Ｐ。−Ｐｌによる力（Ｐｏ
−Ｐ、）Ａがバネの弾力Ｓより大になると、バネを平衡
する位置まで圧縮し、したがって環体（７）は図の左方
へ移動し、連結環（１４）を介して弁体（１０）を支軸
（ａ）、　（ａ　′）を中心として傾動し、管状体から
なる弁本体（１）の内壁と弁体（１０）との間隙を拡げ
、ポンプ側へ吸引する流量を増し、圧力差Ｐ。−Ｐ、に
応じて開度を増し、全開の位置でバネの圧縮限度に達し
、以後は圧力差が増しても開度は変わらず、全開の状態
で容器内の流体を吸引し、所定の真空度を得るものであ
る。

第４図は真空容器の真空度とポンプの電力量を線図で示
したもので、線図（１）は管路中に弁を用いない場合の
従来例、（２）は本発明の例、を示したもので、この従
来例では、起動時においては真空容器内および配管内の
流体がポンプ負荷となるので、消費電力は大きくポンプ
の運転が経過するにしたがって、流体の密度が次第に小
さくなるので、電力量も次第に減する状態になる。

本発明においては、起動時におけるポンプ負荷は、弁の
ポンプ側の管路内流体であるので、従来例（１）に比し
小さくポンプの運転が続き、弁の真空容器側の圧力が減
じ、大気圧との差に応じて流量は増してゆくが、流体の
密度も小さくなるので、ポンプ負荷としてはそれ程差は
なく、はぼ一定の消費電力で経過し、全開の状態から密
度が小さくなることにより消費電力は減じてゆくもので
ある。

したがって、この従来例（１）の起動待負荷に要するポ
ンプ消費電力に対し、本発明（２）による起動時から弁
全開に至る間の消費電力は小さく、かつほぼ一定である
ので、この消費電力に相当する適正出力のモータとする
ことができる。

［発明の効果） 以上説明のように、本発明は、上記構成にしたことによ
り、従来の弁を用いない場合のように、ポンプの起動時
に真空容器と配管内全容積の流体がポンプ負荷となるこ
とが防止され、起動時から前記流量制御弁が全開に至る
間は負荷をほぼ一定にすることができるので、この負荷
に応する適正容量のポンプで足り、従来の装置に比しモ
ータを小型にすることができ、電力消費量の節減と、過
負荷運転がなくなることにより、ポンプの寿命を延ばす
ことができる効果を奏する。

また、ロータリーポンプと真空容器管の管路中に、管路
内の負圧で作動するピストンによって開放する弁を設け
たものと比較して、本発明はベローズで弁を開放するの
で、摺動抵抗がなくなり、かつ気密性も向上するため、
弁の作動特性が安定する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の真空装置の起動負荷軽減装置の実施例
の断面図、第２図は弁の全閉状態を示す第１図要部の部
分拡大断面図であり、（イ）はその横断面図、（ロ）は
Ａ−Ａ′線に沿う断面図、第３図は弁の全開状態を示す
第１図要部の部分拡大断面図であり、（イ）はその横断
面図、（ロ）はＢ−Ｂ　′線に沿う断面図、第４図は真
空度と電力との関係を示す線図である。 （１）・・・弁本体　　　　　（５）・・・ベローズ（
７）・・・環体　　　　　　（８）・・・調節ねじ（９
）・・・バネ　　　　　　（ｌＯ）・・・弁体（１１）
、　（１１＝　）・・・連結具　（１２）、（１３）・
・・連結環（１４）・・・連結環

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ロータリーポンプと真空容器とを配管で接続し、前記ロ
   ータリーポンプの運転によって前記真空容器内の流体を
   吸引排出し真空状態とする真空装置において、前記ロー
   タリーポンプと前記真空容器との間の管状体にほぼ直交
   する方向に突出する分岐管を前記管状体と一体的に設け
   、前記分岐管を被覆し該分岐管と同心のベローズを設け
   、該ベローズと一体の底板を気密に密着するとともに前
   記分岐管内を摺動する桿体を設け、該桿体には、尾部に
   螺合する調節ねじを設け、該調節ねじを前記ベローズ内
   で前記管状体面と前記調節ねじの間に介設するバネで前
   記ベローズ遊端面に当接するよう付勢し、前記桿体に連
   結し管状体に流量制御弁を設け、前記ロータリーポンプ
   の起動時に大気圧と前記流量制御弁上流の圧力との差圧
   が一定値以上になると、その差圧に応じて弁の開度を大
   きくし、全閉から全開に至る制御を行うことを特徴とす
   る真空装置の起動負荷軽減装置。