JPH02298690A - 流量制御弁と二つのベローズ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、弁をピストンで作
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。

しかも、管路内の圧力が低下した時に開放する弁は、管
路内の圧力で直ちに開放するので、起動時の負荷軽減の
度合いが少ない欠点が合った。

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りて前記真空容器
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に弁を設
け、該弁を開閉する連結ロッドに対し第１のベローズと
第２のベローズを直列に連結し、第１のベローズはコイ
ルバネを閉弁方向に作用させると七もに該ベローズ外部
の大気圧及び内部に連通する弁上流の管路内の負圧を開
弁方向に作用させ、第２のベローズは第１のベローズよ
り受圧面積を小さくし、コイルバネ及びベローズ内部の
大気圧並びにベローズ外部の弁下流の管路内の負圧を閉
弁方向に作用させたことを特徴とする真空装置の起動負
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。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、第２ベローズの外部に牛用する
弁下流側の負圧によって弁を閉弁方向に作用させ、更に
流体圧の低下により弁間隙を通して弁上流側の流体圧も
次第に低下させ、その負正によって第１ベローズの内部
の負正によって弁を開放させ、真空容器内の流体がポン
プ側に流れる量を増加し弁は全開となり、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）には、ポンプの配管に接続するフランジ（２）
と真空容器の配管に接続するフランジ（３）を有し、弁
本体（１）は隔壁（４）で上下二基に区画され、上室（
５ａ）には、端面を上室（５ａ）の上端面に固着して垂
設された第１のベローズ（６）を有し、第１ベローズ（
６）の内部に、真空容器内圧力を導入する導入管（８）
が開口している。王室（５ｂ）内には隔壁（４）に端面
を固着して垂設された、第１のベローズ（６）より有効
受圧面積の小さい第２のベローズ（７）を有し、第１の
ベローズ（６）の遊端面金具（６ａ）の外面に固着し、
隔壁（４）を挿通して第２のベローズ（７）の内部に挿
設され、その先端を第２のベローズ遊端面金具（７ａ）
の内面に固着する連結ロッド（９）を設ける。第２のベ
ローズ（７）の遊端面金具（７ａ）の外面には、一体内
に連結環（１０）を形成し、真空容器に連なる配管の弁
本体内開口端（３ａ）を開閉し、弁本体（１）周壁に固
着するビン軸（１１）に回転可能に枢支した蝶弁（１２
）と、連結環（ｌＯ）が着脱自在に係合している。弁本
体（１）上室には外気と導通する導孔（１３）を、また
隔壁（４）には第２のベローズ（７）内と大気を導通す
る導通孔（１４）を有している。又第１ベローズ（６）
内および第２のベローズ（７）内には、連結ロッド（９
）を介して蝶弁（１２）を閉弁方向に付勢し、かつ一定
限度以上にベローズ長が収縮することを防止するコイル
バネ（＋５）、　（１６）がそれぞれ内臓されている。

上記の構成により、ポンプ起動前には真空容器内圧力、
第１．第２のベローズ内外は大気圧となっているので、
コイルバネ（１５）、　（１６）で第１．第２ベローズ
（６）、　（７）は伸張し、連結環（１０）は弁（１２
）と当接して弁（１２）を下方へ付勢し、ビン軸（１１
）を軸として時計方向に回動し、第１図の実線で示した
位、置になり、弁（１２）は真空容器配管の弁本体（１
）内閉口端（３ａ）を閉止する。

この状態でポンプが運転されると、弁の上流側に相当す
る弁本体下室（５ｂ）の流体が先ず吸引されて減圧し、
第２のベローズ（７）内外に圧力差を生じ、第２ベロー
ズ（７）は伸長して弁（１２）を閉止方向に付勢する。

更に、弁上流側の圧力が低下し弁（１２）の両面に圧力
差を生じ、真空容器管路（３ｂ）内の流体は弁（１２）
と開口端（３ａ）の間隙を通ってポンプ側に流れ、真空
容器側の流体圧力は大気圧Ｐ。

より低下する。したがって第１のベローズ（６）の内部
圧力は大気圧より低下し、第１ベローズ（６）は収縮し
弁（１２）を開方向に付勢し、第２のベローズ（７）と
相反する動作をするが、第１のベローズ（６）と第２の
ベローズ（７）の受圧面積の差で弁（１２）は開方向に
作用する。弁（１２）の開放により、真空容器側の圧力
（即ち第１ベローズ内圧力）および弁本体下室内圧力（
即ち第２ベローズの外部圧力）は低下し、弁（１２）の
開閉動作に対して、第１ベローズ（６）と第２ベローズ
（７）は相反する動作をするが、前述の如く受圧面積差
で弁は開き方向に動作し、大気圧と真空容器内圧力の圧
力差と弁の開きが対応し、第１のベローズ（６）のバネ
（１５）の圧縮限度で全開となるものである。

第２図は真空容器の真空度をポンプの電力量を線図で示
したもので、線図（］）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径差はなく
、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、上記構成としているので
、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。

更に、弁開放作動時に弁下流の負圧により閉弁力を生じ
させているので、弁の開放速度が遅くなり、起動負荷の
軽減効果が大となる。

【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図は真空度と電力との関係を示す線図で
ある。 （１）・・・弁本体　　　　　（４）・・・隔壁（６）
・・・第１ベローズ　　（７）・・・第２ベローズ（８
）・・・導入管　　　　　（９）・・・連結ロッド（１
２）・・・蝶弁　　　　　　（１５）、（＋６）・・・
コイルバネ第１図 、５０　　　　　　　　　　　　　　　　　ｊ（７第２
図 起　　　　　１度 初

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に弁を設け、該弁を
   開閉する連結ロッドに対し第１のベローズと第２のベロ
   ーズを直列に連結し、前記第１ベローズはコイルバネを
   閉弁方向に作用させるとともに該ベローズ外部の大気圧
   及び内部に連通する弁上流の管路内の負圧を開弁方向に
   作用させ、前記第２ベローズは前記第１ベローズより受
   圧面積を小さくし、前記コイルバネ及びベローズ内部の
   大気圧並びに該ベローズ外部の弁下流の管路内の負圧を
   閉弁方向に作用させたことを特徴とする真空装置の起動
   負荷軽減装置。