JPH03279694A

JPH03279694A - 真空ユニット

Info

Publication number: JPH03279694A
Application number: JP7954290A
Authority: JP
Inventors: Ryusuke Ushigoe; 牛越　隆介
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1990-03-28
Filing date: 1990-03-28
Publication date: 1991-12-10
Anticipated expiration: 2010-03-29
Also published as: JPH0726623B2

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）本発明はメカニカルブースターが組み込まれた真空ユニ
ットに関するものである。

（従来の技術）液封ポンプ、アトモスタ（大気駆動エアエジェクタ）等
からなる真空排気系と直列にメカニカルブースターを組
み込んだ真空ユニットは従来から知られている。このた
めのメカニカルブースターとしては、ハウジング内に非
接触同期回転可能に支持された一対のロータをモータ等
の動力源により駆動する形式のものが普通であるが、従
来はメカニカルブースターの吐出側圧力が１００ｔｏｒ
ｒ以下になってからモータ等を起動する必要があった。

しかし近年においてはメカニカルブースターの動力源と
ロータとの間に流体継手、ヒステリシスマグネットカッ
プリング等のすべり回転継手を介在させることにより、
メカニカルブースターを他の液封ポンプ等と同時に起動
し、大気圧下より排気できるようにしたものが開発され
ている。

このようなすべり回転継手を備えたメカニカルブースタ
ーは、■起動時からの排気時間が短いこと、■ガス負荷
が大きくなるとすべりを発生して過負荷から機器を保護
できること、■過負荷回転時のバイパスが不要であるこ
と、■異物片のかみこみ時に自然に停止し、損傷が最小
限となること等の多くの利点を持つものである。しかし
このすべり回転継手はロータ側回転数が駆動側回転数の
５０％以下の状態で連続運転を行うと大きな動力ロスを
生ずるのみならず、すべり回転継手が過熱され動力伝達
能力の低下や焼付き等の問題がある。

このためこれらのトラブルを防止するための手段として
、圧力モニターを行ないポンプを制御するか、または冷
却設備を必要としていた。

一方真空ユニットとしては、液封ポンプ、アトモスタ、
メカニカルブースターを組合せた場合、メカニカルブー
スターの吐出圧力によってアトモスタの大気導入バルブ
、バイパスバルブ等を操作する必要があるため、メカニ
カルブースターの吐出圧力を検出するための圧力センサ
や圧力スイッチ等を取り付ける必要があった。しかし酸
性ガスや有機溶剤を含有するガスに対して使用可能な圧
力センサ等は非常に高価なものとなるため、これらのガ
スの減圧を行う場合には上記のバルブ類のシーケンス制
御に圧力センサ等を使用できず、止むを得ず起動時から
の経過時間を目安としてタイマーによりバルブ類の制御
を行っており、運転効率の低下を避けることができなか
った。

（発明が解決しようとする課題）本発明は上記した従来の問題点を解決して、ずベリ回転
継手を有するメカニカルブースターが組み込まれた真空
ユニットにおいて、すべり回転継手のスリップ量の大き
い状態での運転時間を低減して動力ロス及び過熱の問題
をなくするとともに、酸性ガスや有機溶剤を含有するガ
スを減圧する場合にも高い運転効率を維持することがで
きる真空ユニットを提供するために完成されたものであ
る。

（課題を解決するための手段）上記の課題を解決するためになされた本発明は、ハウジ
ング内に非接触同期回転可能に支持された一対のロータ
をすべり回転継手を介して動力源により駆動する構造の
メカニカルブースターが組み込まれた真空ユニットにお
いて、上記ロータに回転数検出装置を取り付けるととも
に、その出力によりメカニカルブースターの動力源の回
転数を制御するコントローラを設けたことを特徴とする
ものである。

また、コントローラがロータの回転数検出装置の出力に
応じて真空ユニット内のバルブを開閉制御することもで
きる。更にコントローラがロータの回転数検出装置の出
力により真空ユニットの運転停止を行うようにすること
もできる。

（実施例）以下に本発明を図面を参照しつつ更に詳細に説明する。

図中、（１）は液封ポンプ、（２）はバイパス弁（３）
を備えたアトモスタ、（４）はこれらの真空系に直列に
接続されたメカニカルブースターである。前述したよう
に、メカニカルブースター（４）はハウジング（５）内
に非接触同期回転可能に支持された一対のロータ（６）
、（６）をすべり回転継手（７）を介して動力源（８）
！こより駆動する構造のものである。すべり回転継手（
７）としては機械摩擦力を利用した摩擦継手、流体力を
利用した流体継手、磁力を利用したヒステリシスマグネ
ツクカップリングまたはエデイカレントマグネットカッ
プリング等があり、どの形式のものでも使用することが
できる。

本発明においては、このメカニカルブースター（４）の
ロータ（６）に回転数検出袋Ｎ（９）が取付けられてい
る。この回転数検出装置（９）としては、接触式センサ
ー、マグネチックセンサー、近接センサー光電センサー
等を選択して使用することができ、メカニカルブースタ
ー（４）の接ガス部以外の部分にシャフトの回転数を測
定できるように取付ければよいので、ガスによる腐食を
心配する必要がなく、安価な材質のものを使用すること
ができる。

この回転数検出装置（９）により検出されたロータ（６
）の回転数はコントローラ００）に入力され、第１の発
明においてはメカニカルブースター（４）の動力源（８
）の回転数の制御に利用される。ここで回転数の切り換
え方法としては、インバータ形式、無段階変速機等があ
るが、最低２点以上の回転数の切り換えが可能なもので
あれば形式は任意に選択することができる。

動力源（８）の回転数切り換えの低速側は、メカニカル
ブースター（４）の排気速度が低速時にも液封ポンプ（
１）等の補助ポンプの排気速度以上になるように設定す
ることにより、メカニカルブースター（４）が排気抵抗
となることを防止する。しかし低速側の回転数を上げ過
ぎるとすべり回転継手（７）のスリップ量の増大を招く
ため、メカニカルブースター（４）の排気速度が補助ポ
ンプの排気速度の１．２倍程度となるように低速側の回
転数を設定することが好ましい。

実施例のようにアトモスタ（２）を含む真空系において
は、動力源（８）の回転数制御のみならず、バイパス弁
（３）と大気弁（１１）とのバルブ開閉制御を併せて行
うことが有効である。一般に、アトモスタ（２）は１０
０ｔｏｒｒ以下で作動するように設計されているので、
効率的な運転にはアトモスタ（２）の吸込圧力が１００
ｔｏｒｒ以下となったときにアトモスタ（２）を作動さ
せるようにバイパス弁（３）を閉とし、大気弁（１１）
を開とするバルブ制御を行う必要がある。このためには
、メカニカルブースター（４）のすべり回転継手（７）
を１ｏｏｔｏｒｒ以上ではすべり、これより低圧ではす
べらないようにトルク設定することが好ましくこのよう
にトルク設定を行えば、アトモスタ（２）の吸込圧力を
メカニカルブースター（４）のローター回転数より推定
することも可能となる。

次に図示の実施例について、更に具体的に説明する。

この実施例のメカニカルブースター（４）は排気速度が
０．２〜３０ｔｏｒｒで１００　ｒｄ／Ｈｒ　、アトモ
スタ（２）は排気速度が４０ボ／Ｈｒ（但し、吸入圧力
ＩＱＱｔｏｒｒ以下で作動）、液封ポンプ（１）は排気
速度が６０ｒｒ？１０ｒのものであり、メカニカルブー
スター（４）のすべり回転継手（７）はヒステリシスマ
グネットカップリングを使用して吐出圧力が８０ｔｏｒ
ｒですべり出すように伝達トルクを設定した。また動力
源（８）の回転数制御にはインバータを使用し、高周波
数を６０ヘルツ、低周波数を液封ポンプ（１）とのマツ
チングより４５ヘルツとした。更に回転数検出装置（９
）として近接センサーを使用し、測定値を３０００ｒｐ
ｍ以上の高速回転、２９９９〜２２００ｒｐｍの中速回
転、２１９９ｒｐｍ以下の低速回転の３段に分類してコ
ントローラ（１０）に出力することによって動力源（８
）の回転数を前記２段階に切り換えるように設定した。

なお、メカニカルブースター（４）のローター（６）の
回転数が低中速のときにはバイパス弁（３）を開、大気
弁（１１）を閉とし、ローター回転数が高速のときには
１２時間後にバイパス弁（３）を閉、大気弁（１１）を
開とし、アトモスタ（２）を作動させるようにした。

（作用）以下に第２図を参照しつつ上記の装置の作動を説明する
。

まず起動スイッチを入れローター回転数が上昇して中速
域になると、Ｔ１時間後にコントローラ００）により動
力源（８）の回転数が高速に設定される。これによりロ
ーター回転数が高速域まで上昇し、１２時間を経過する
とバイパス弁（３）が閉、大気弁（ＩＩ）が開となる。

これとともにアトモスタ（２）が作動し、メカニカルブ
ースター（４）の吸引側の真空度は第２図の上段に示す
ように低下する。

この状態において運転が継続されるが、もしガス負荷が
何らかの原因で上昇すると、上記の真空度が上昇すると
ともに、メカニカルブースター（４）のローター回転数
は次第に低下し、すべり回転継手（７）のすべり量が大
きい状態となる。しかし本発明においてはローター回転
数が中速域まで落ちると回転数検出装置（９）がこれを
検出し、コントローラ００）によりバイパス弁（３）が
開、大気弁（１１）が閉となりアトモスタ（２）が停止
するとともに、１４時間後にコントローラ００）が動力
源（８）の回転数を低速に落とす。これによりメカニカ
ルブースター（４）のすべり回転継手（７）のすべり量
は小さい状態となり、すべり回転継手（７）の過熱等が
防止される。このようにローター回転数が中速域まで落
ちてから１３時間が経過するとコントローラ００）が動
力源（８）の回転数を高速に設定するが、１４時間を経
過してもローター回転数が中速域のままであると再びコ
ントローラ（１０）が動力源（８）の回転数を低速に設
定し、すべり回転継手（７）を保護する。

０以上のように本発明ではローター回転数を検出して動力
源（８）の回転数を制御するので、すべり回転継手（７
）のスリップ量の大きい状態での運転時間を低減して動
力ロス及び過熱の問題をなくすることができる。なお、
実施例ではタイマーを組み込んでいるが、タイマーは本
発明の必須要件ではなく、省略することも可能である。

しかし制御系のチャタリングの防止のためにはこれらの
タイマーを使用することが好ましい。

またローター回転数を検出し、１４時間を経過しても低
速のままである場合には異常事態が発生したことを示す
ために動力源（８）、０２）を停止させることもできる
。

（発明の効果）以上に説明したように、本発明ではメカニカルブースタ
ーを含む真空ユニットにおいて、従来の圧力センサー又
は圧力スイッチに代えてローター回転数検出装置を組み
込むことにより、メカニカルブースターのすべり回転継
手のスリップ量の大きい状態での運転時間を低減して動
力ロス及び過１熱の問題をなくすることができる。またこのような回転
数検出装置はガスに接触しない部分＆こ取付けが可能で
あるから、腐食性のガスの減圧にも使用することができ
る。さらにまた、本発明の真空ユニットはポンプの自己
診断にも利用することができる。よって本発明は従来の
問題点を解消した真空ユニットとして、産業の発展に寄
与するところは極めて大きいものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す配管系統図、第２図はそ
の作動状況を説明するタイムチャー１・である。（４）：メカニカルブースター、（５）：ハウジング、
（６）：ロータ、（７）：回転継手、（９）：回転数検
出装置、００）：コントローラ。

Claims

【特許請求の範囲】１、ハウジング（５）内に非接触同期回転可能に支持さ
れた一対のロータ（６）、（６）をすべり回転継手（７
）を介して動力源（８）により駆動する構造のメカニカ
ルブースター（４）が組み込まれた真空ユニットにおい
て、上記ロータ（６）に回転数検出装置（９）を取り付
けるとともに、その出力によりメカニカルブースター（
４）の動力源（８）の回転数を制御するコントローラ（
１０）を設けたことを特徴とする真空ユニット。２、コントローラ（１０）が回転数検出装置（９）の出
力により真空ユニット内のバルブの開閉制御を行う請求
項１記載の真空ユニット。３、コントローラ（１０）が回転数検出装置（９）の出
力により真空ユニットの運転停止を行う請求項１記載の
真空ユニット。