JPH03500440A - 高真空を得るためのポンプアセンブリ - 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】 一′　ためのポンプ　セン１１ 本発明は高真空を得るためのポンプアセ２７９に係る。

１０°”ｍｂａｒ未満の真空を得るためには、−次ボンブと二次ポンプを直列に 配置することがよく知られて髪）る、アセンブリを起動するには、−次ボンブの 上流の圧力が二次ポンプを始動できるようなＰ１値に達するまでは一次ポンプの みを運転する。それから後に二次ポンプが始動し、両方のポンプ（すなわち−次 ポンプと二次ポンプ）は同時に直列且つ永続的に運転する。所定の長さの時間が 経過すると囲陣内に所望の圧力が達せられる。

このようなポンプアセンブリはポンプを駆動するモータに給電するために電力が 必要である。電力は当該地の配電線又はポンプアセンブリに内蔵された蓄電池か ら供給され得る。

本発明の目的は、ポンプ運転中に消費される電力を節約することである０本発明 は特に蓄電池から給電される携帯用アセンブリの場合に特に有利であり、所与の 重量及び寸法の蓄電池でポンプアセンブリの運転時間を増加することができる。

従って本発明は、高真空を得るためのポンプアセンブリに係り、該アセンブリは 直列に配置された一次ポンプ及び二次ポンプを含み、二次ポンプは減圧すべき囲 障から吸気し、アセンブリは更に、−次ポンプの上流の圧力がＰ１１値満に低下 したときに二次ポンプを始動するための手段を含んでおり、分離弁を続いて伴う 受動的タンクが二次ポンプの排気口と一次ポンプの吸気口との間に配置されてお り、さらにポンプアセンブリが、該受動的タンク内の圧力がＰ２＜　Ｐ　＋値に 違す°ると分離弁を閉じ且つ一次ポンプの運転を停止し、また該受動的タンク内 の圧力がＰ、値に戻ると分離弁を開放し且つ一次ポンプを再始動するための制御 手段を備えることを特徴とする。

以下、添付図面を参考に本発明の詳細な説明する。

尚、第１図は本発明のポンプアセンブリのブロック図、第２図はポンプアセンブ リの代表的運転曲線を示す。

すなわち、第１図は駆動モータ２を有する二次ポンプ１を備えるポンプアセンブ リを概略的に示し、該二次ポンプは高真空を形成しようとする囲障３に吸気口側 を連結され、駆動モータ５を有する一次ボンプ４に排気口側を連結され、該−次 ポンプ４は大気に排気する。

図例のポンプアセンブリは例えば携帯用の電池作動式であり、従ってアセンブリ の電力供給用蓄電池６を備える。

蓄電池は、特にモータ２及び５に給電するための直流／交流三相コンバータを含 む制御電気回路７に給電する。ライン８及び９はこれらの給電系を示す。

定の圧力２３未満でしか運転することができない、従ってアセンブリを起動する にはまず一次ボンブ４のみを始動し、−次ポンプの上流の圧力が該圧力Ｐ、未満 に低下すると二次ポンプが自動的に始動する。駆動モータ５により消費される電 流量は吸入圧の増加関数であることが知られている９従って二次ポンプは、駆動 モータ５により消費される電流が該始動圧力Ｐ、に対応する値未満に低下すると 始動する。

このために制御回路７は、例えばライン９における電流の所定の値で転換する電 流量感応リレーを含む。

本発明によると、分離弁１１を次に伴う受動的タンク１ｏが二次ポンプ１の排気 口１２と一次ボンブ４の吸気口１３との間に配置される。受動的タンク１０は所 定の容積を有する単なる中空の容器であり、このことがら「受動的（ｐａｓｓｉ ｖｅ）」と呼称する。

制御回路７は二次ボン１１の駆動モータ２の電流最大値工。

及び最小値■２の闇で機能するリレーを含み、電流値１１及びＩ２は分離タンク １０内の圧力Ｐの２値、即ち始動圧力Ｐ、に相当する第１の値と、Ｐ２＜ＰＩに 相当する第２の値とに対応する。

圧力、Ｐ２は真空囲障３内の圧力の値Ｐｉに対応する。この圧力ＰＩ！は二次ポ ンプ１の許容限界吸入圧である。

従ってタンク１０内の圧力が値Ｐ２に達すると、制御回路７はライン１４を介し て弁１１を閉じ、−次ボンブ４の駆動モータ５の運転を停止する。逆に、二次ポ ンプ１だけが運転し続けて囲障３の壁から脱ガスする結果として分離タンク１０ 内の圧力がＰ、値まで上昇すると、制御回路７は分離弁１１を再び開いて一次ポ ンプ４を再始動する。タンクｌｏ内の圧力が再びＰ２値まで低下すると、−次ポ ンプ４の運転を再び停止し且つ分離弁１１を再び閉じる０分離タンク１０内の圧 力はこうして２つの値Ｐ、及びＰ２の闇を往復変動し、第１の時間帯では両方の ポンプが運転し、第２の時間帯では二次ポンプのみが運転する。

第２図はこの運転を示す。

時刻０〜ｔ１でポンプアセンブリは起動し、−次ボンブ４のみが運転する１時刻 ｔ１においてタンクｌｏ内の圧力はＰ、値に達し、二次ポンプ１が始動される。

この時点で駆動モータ２により消費される電流量は最大値であり、■、に等しい 、圧力は時刻ｔ、でＰ２まで低下し、モータ２により消費される電流量は最小値 ■２まで低下し、ここでリレーが始動されて一次ボンブ４は運転３停止し、且つ 弁１１は閉じる０時刻Ｌ２〜ｔ、では二次ポンプのみが運転している０時刻ｔ、 で一次ポンプは再始動し、また弁１１が再び開く、ｔ、〜ｔ、では両方のポンプ が運転し、ｔ４〜１．では二次ポンプ１のみが運転し、以下同様である。

排気量Ｑを体積流量Ｓと吸入圧Ｐとの積である規定するならばＱ＝ＰＳである。

上述したように、二次ポンプ１の吸気口側がその許容限界圧力Ｐ！に達した時点 で圧力Ｐ、はタンクｌｏ内の圧力である。

この時点で状態は定常的であり、−次ボンプ４を介して排気される流量Ｑは囲障 ３がらの脱ガス流量Ｑ、に等しい。

この時点で一次ポンプにより排気される流量はＱ＝ＰａＳ＝Ｑ＋（Ｓは一次ボン プ４の体積流量である）である、従ってＰ２＝Ｑ、／Ｓである。

一次ポンプ４のオンオフ比は囲障３がらの脱ガス流量。、及びタンク１０の容積 Ｖの大きさに直接関係する。これらの２つの大きさは次式により表される。

Ｐ＋　−Ｐ２＝　ｔｉ、Ｑ＋／Ｖ ここでｔａは一次ボンブ４の停止時間、即ち第２図中ｊｚ−ｔ２又はｔｓ−ｔ＜ である、従って、 ｔａ＝　Ｖ（Ｐ＋　−Ｐ２）／Ｑｌ 従って停止時間は、タンク１０の容Ｈｖの増加、二次ポンプ１の始動圧力Ｐ１の 増加、及び囲障３からの脱ガス流量Ｑ１の減少と共に増加する。

更に、−次ボンブ４の運転時間ｔｏ＋（第２図中、時間１．−１゜又は１．−１ ．又はｔａ　ｔｓに対応）はタンク１０の容積Ｖ及び−次ボンプ４の体積流量Ｓ に依存する。

これらの量は次式により表される。

ｔ＋ａ＝２．３（Ｖ／Ｓ）ｌｏｇ（Ｐ＋／Ｐ２）従って一次ボンプ４のこの運転 時間は、タンク１０の容積Ｖの減少、圧力比Ｐ、／Ｐ２の減少、及び−次ボンブ ４の体積流量Ｓの増加と共に減少する。

従って次式が導かれる。

従ってこの比は、囲障がらの脱ガス流Ｑ１の減少、Ｐ＋ｌｈ比の減少、−次ポン プの体積流量Ｓの増加、及び圧力差Ｐ１Ｐ２の増加と共に減少する。

例えば−次ボンブ４の体積流量ＳがＳ＝　３．６ｍ’／ｈ＝　１１７ｓｅｃ。

であるならば、脱ガス流量Ｑ＋　＝　１０−２ｍｂＪ／ｓｅｅ、、最大始動圧力 Ｐ、　＝　４０ｍｂ、及び最小圧力Ｐ２＝　４．１０−’＋ｎｂであり、従って ｔｍ＝９．２秒及びｔａ　＝　４０００秒であり、ｔ−／ｌｉ　＝　２．３／１ １００ ０ｔ／（ｔｍ＋　ｔｑ）　＝　２．３／１ｏ０２．３ｚ２．３Ｘ　１０−’とな る。

従って、このようなポンプアセンブリの使用時間ｔの間に該アセンブリで一次ボ ンプ４により消費されるエネルギは、該−次ボンブ４が断続的に運転するのでな く時間ｔの間ずつと運転していたと仮定した場合に一次ポンプにより消費される エネルギの２．３ｘｌＯ−倍に相当する。二次ポンプは時刻ｔ１から永続的に運 転している。

従って本発明は、特に電池により給電される電池作動式アセンブリで使用する場 合に有利である。

本発明は、−次ボンプ４が固定ポンプ（例えば「モレキュラーシーブ」又はゼオ ライト型の静的ポンプ）であるような場合にも適用可能である０分子捕捉による ボンピングは非常に低い温度でしか有効でなく、この型のポンプは例えば液体窒 素循環による強力な冷却システムを必要とする。

この場合、駆動モータ５は存在せず、冷却システムに置き換えられる。従って、 大気に排気する回転−次ポンプを使用する場合に駆動モータの運転を停止すると 同一の条件下で、制御回路７はこの冷却回路５の運転を停止するようにこの冷却 回路に作用する。

ＦＩＧ、’１ 国際調査報告 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．高真空を得るためのポンプアセンブリであって、該アセンブリは直列に配置 された一次ポンプ（４）及び二次ポンプ（１）を含んでおり、二次ポンプ（１） は空にされるべき囲障（３）から吸気し、アセンブリは更に、一次ポンプ（４） の上流の圧力がＰ１値未満に低下すると二次ポンプ（１）を始動するための手段 （７）を含んでおり、分離弁（１１）を続いて伴う受動的タンク（１０）が二次 ポンプ（１）の排気口（１２）と一次ポンプ（４）の吸気口（１３）との間に配 置されており、更にポンプアセンブリが、該受動的タンク（１０）内の圧力がＰ ２＜Ｐ１値に達すると分離弁（１１）を閉じ且つ一次ポンプ（４）の運転を停止 し、また該受動的タンク（１０）内の圧力が再びＰ１値に達すると分離弁（１１ ）を開放し且つ一次ポンプ（４）を再始動するための制御手段（７）を備えるこ とを特徴とするポンプアセンブリ。 ２．該一次ポンプが冷却装置（５）を備える固定ポンプ（４）であり、該一次ポ ンプ（４）の運転の停止制御手段が冷却装置（５）に作用することを特徴とする 請求項１に記載のポンプアセンブリ。