JPS6249480B2 - - Google Patents
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- JPS6249480B2 JPS6249480B2 JP53103964A JP10396478A JPS6249480B2 JP S6249480 B2 JPS6249480 B2 JP S6249480B2 JP 53103964 A JP53103964 A JP 53103964A JP 10396478 A JP10396478 A JP 10396478A JP S6249480 B2 JPS6249480 B2 JP S6249480B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heater
- fluid
- pressure ratio
- source
- power
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
- G05F1/66—Regulating electric power
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04F—PUMPING OF FLUID BY DIRECT CONTACT OF ANOTHER FLUID OR BY USING INERTIA OF FLUID TO BE PUMPED; SIPHONS
- F04F9/00—Diffusion pumps
- F04F9/08—Control
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Temperature (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は真空蒸気ポンプ、特にポンプの前方管
と負荷ポートとの間の圧力比を表わす感知信号に
応答してヒータから流体へ連続的に供給される電
力が制御される真空蒸気ポンプに関するものであ
る。
と負荷ポートとの間の圧力比を表わす感知信号に
応答してヒータから流体へ連続的に供給される電
力が制御される真空蒸気ポンプに関するものであ
る。
気化しうる流体源をもつ真空蒸気ポンプ、たと
えば拡散ポンプなどの前方管と負荷ポートの間の
圧力比（ＰＩＮ／ＰＯＵＴ）がヒータにより気化性流体
浴に 供給される電力の関数であることは従来技術にお
いて知られている。かようなヒータは通常非調整
交流電源から給電される。非調整電源の電圧が変
動すると、ヒータへ供給される電力も変動し、そ
の結果ＰＩＮ／ＰＯＵＴの比が変化する。ヒータへ供給
され る電力として調整交流電源を用意することも可能
ではあるが、かような電源は比較的高価であり、
多くの場合ヒータへ供給される電力を変動させる
手段をもたない。そのため従来技術では圧力比
ＰＩＮ／ＰＯＵＴの正確な制御が一般には達成されず、
圧力 比の設定値を変更することに困難がある。
えば拡散ポンプなどの前方管と負荷ポートの間の
圧力比（ＰＩＮ／ＰＯＵＴ）がヒータにより気化性流体
浴に 供給される電力の関数であることは従来技術にお
いて知られている。かようなヒータは通常非調整
交流電源から給電される。非調整電源の電圧が変
動すると、ヒータへ供給される電力も変動し、そ
の結果ＰＩＮ／ＰＯＵＴの比が変化する。ヒータへ供給
され る電力として調整交流電源を用意することも可能
ではあるが、かような電源は比較的高価であり、
多くの場合ヒータへ供給される電力を変動させる
手段をもたない。そのため従来技術では圧力比
ＰＩＮ／ＰＯＵＴの正確な制御が一般には達成されず、
圧力 比の設定値を変更することに困難がある。
本発明によれば、ヒータにより気化される流体
源（典型的には油浴）をもつ真空蒸気ポンプの前
方管と負荷ポートの間に、ポンプの性状を感知す
ることにより、予定された比が維持される。感知
された性状は、前方管と負荷ポートとの間の現実
の圧力比を表わす信号に変換される。現実の圧力
比を表わす信号に応答して、ヒータから連続的に
流体へ供給される電力は予定された圧力比が達成
されるように制御される。予定された圧力比は、
予定された範囲にわたつて任意に変動される設定
値でありうる。ポンプ性状を感知するためフイー
ドバツク方式を利用することにより、ヒータ用の
調整電力源に付随する出費は避けられる。
源（典型的には油浴）をもつ真空蒸気ポンプの前
方管と負荷ポートの間に、ポンプの性状を感知す
ることにより、予定された比が維持される。感知
された性状は、前方管と負荷ポートとの間の現実
の圧力比を表わす信号に変換される。現実の圧力
比を表わす信号に応答して、ヒータから連続的に
流体へ供給される電力は予定された圧力比が達成
されるように制御される。予定された圧力比は、
予定された範囲にわたつて任意に変動される設定
値でありうる。ポンプ性状を感知するためフイー
ドバツク方式を利用することにより、ヒータ用の
調整電力源に付随する出費は避けられる。
本発明は具体的に拡散ポンプ、特にブリツグ米
国特許第3690151号（本発明と共に本出願人に譲
渡）に開示されているようなヘリウム部分圧が含
まれている拡散ポンプに応用されるものである。
拡散ポンプの前方管内のヘリウム部分圧を測定す
ることは、前方管内が高圧であつて、前方管圧力
（ＰOUT）と負荷圧力（ＰIN）を測定する直接的ア
プローチが実行不能であるため、困難である。従
つてＰＩＮ／ＰＯＵＴに関連しているポンプの性状を感
知す ることによりＰＩＮ／ＰＯＵＴの比を間接的に決定する
こと が必要である。
国特許第3690151号（本発明と共に本出願人に譲
渡）に開示されているようなヘリウム部分圧が含
まれている拡散ポンプに応用されるものである。
拡散ポンプの前方管内のヘリウム部分圧を測定す
ることは、前方管内が高圧であつて、前方管圧力
（ＰOUT）と負荷圧力（ＰIN）を測定する直接的ア
プローチが実行不能であるため、困難である。従
つてＰＩＮ／ＰＯＵＴに関連しているポンプの性状を感
知す ることによりＰＩＮ／ＰＯＵＴの比を間接的に決定する
こと が必要である。
本発明の一実施態様によれば、気化性流体に連
続的に供給される熱は、気化性流体用の電熱器へ
供給される実効値電力を感知することにより制御
される。電熱器へ供給される実効値電力は電熱器
により気化性流体へ連続的に供給される電力に直
接比例する。
続的に供給される熱は、気化性流体用の電熱器へ
供給される実効値電力を感知することにより制御
される。電熱器へ供給される実効値電力は電熱器
により気化性流体へ連続的に供給される電力に直
接比例する。
本発明の他の実施態様によれば、気化性流体へ
供給される電力は、高い熱伝導路を形成する金属
ブロツクを介して気化性流体へ電力を供給してい
るヒータ内に埋設した、熱電対などの感熱体によ
り測定される。流体のではなく、ヒータの温度を
監視しなければならないのであるから、感熱体は
流体から隔離する必要がある。流体の温度を監視
しても、どのくらいの電力がヒータから流体へ供
給されたかは分らない。なぜなら、流体温度は大
きな熱容量を有し、そこへ供給された熱とは独立
に長時間一定温度を保つ傾向があるからである。
供給される電力は、高い熱伝導路を形成する金属
ブロツクを介して気化性流体へ電力を供給してい
るヒータ内に埋設した、熱電対などの感熱体によ
り測定される。流体のではなく、ヒータの温度を
監視しなければならないのであるから、感熱体は
流体から隔離する必要がある。流体の温度を監視
しても、どのくらいの電力がヒータから流体へ供
給されたかは分らない。なぜなら、流体温度は大
きな熱容量を有し、そこへ供給された熱とは独立
に長時間一定温度を保つ傾向があるからである。
ヒータから気化性流体へ供給される電力Ｐは次
式によりＰINとＰOUTに関係する。
式によりＰINとＰOUTに関係する。
ＰＩＮ／ＰＯＵＴ＝K1eK 2 P
ここでK1およびK2はポンプの諸変数により決
定される定数、ｅは自然対数の底である。
定される定数、ｅは自然対数の底である。
典型的拡散ポンプにおけるK1とK2の値は高感
度をもつポンプとなるように選定される。感度と
は、ヒータへ供給される電力が係数で２だけ変化
すると比ＰＩＮ／ＰＯＵＴが次数で１またはそれ以上変
化す るようなものである。K1およびK2の値のため、
ヒータ用の非調整電源はＰＩＮ／ＰＯＵＴの値に大きな
変化 を起こさせるが、これは本発明により克服され
る。高真空蒸気ポンプ内の気化性流体浴の温度を
制御して蒸気温度を所望範囲内に維持することは
知られているが、この従来技術の蒸気温度制御は
圧力比ＰＩＮ／ＰＯＵＴを安定させるには効果がないよ
うで ある。従来技術の流体温度制御は、流体浴の温度
を感知し、電流がヒータへ供給されるか供給され
ないかを制御するため浴中の流体と接触するサー
モスタツトスイツチを利用する。サーモスタツト
スイツチは、非調整交流電源の小さい電圧変化を
補償することができないため、実際には圧力比
ＰＩＮ／ＰＯＵＴの安定を阻害する。かようなスイツチ
は、 流体浴の温度が所望温度条件より低いか高いかに
よつてヒータへ供給される電力を比較的長時間の
間完全にオンまたは完全にオフするかのいずれか
である。ヒータへ供給される電力のかような激し
い変動は比ＰＩＮ／ＰＯＵＴの相当な変動となつて反映
す る。さらに、浴中の流体の温度感知は、拡散ポン
プの噴孔から発する蒸気の密度、従つて沸騰器中
の流体または油の圧が比ＰＩＮ／ＰＯＵＴを制御するの
であ るから、効果的でないアプローチである。ポンプ
の噴孔から発する蒸気の密度は沸騰器から沸騰さ
れる蒸気の量の関数である。沸騰器中の流体の温
度は、流体の液―気相変化点において、エネルギ
ー入力に拘らずほゞ一定にとどまつている。電力
が、間欠的にではなく、連続的にヒータへ供給さ
れるようにヒータへの電力を制御することによ
り、油浴の流体から生ずる蒸気量に対する連続的
な制御がなされる。
度をもつポンプとなるように選定される。感度と
は、ヒータへ供給される電力が係数で２だけ変化
すると比ＰＩＮ／ＰＯＵＴが次数で１またはそれ以上変
化す るようなものである。K1およびK2の値のため、
ヒータ用の非調整電源はＰＩＮ／ＰＯＵＴの値に大きな
変化 を起こさせるが、これは本発明により克服され
る。高真空蒸気ポンプ内の気化性流体浴の温度を
制御して蒸気温度を所望範囲内に維持することは
知られているが、この従来技術の蒸気温度制御は
圧力比ＰＩＮ／ＰＯＵＴを安定させるには効果がないよ
うで ある。従来技術の流体温度制御は、流体浴の温度
を感知し、電流がヒータへ供給されるか供給され
ないかを制御するため浴中の流体と接触するサー
モスタツトスイツチを利用する。サーモスタツト
スイツチは、非調整交流電源の小さい電圧変化を
補償することができないため、実際には圧力比
ＰＩＮ／ＰＯＵＴの安定を阻害する。かようなスイツチ
は、 流体浴の温度が所望温度条件より低いか高いかに
よつてヒータへ供給される電力を比較的長時間の
間完全にオンまたは完全にオフするかのいずれか
である。ヒータへ供給される電力のかような激し
い変動は比ＰＩＮ／ＰＯＵＴの相当な変動となつて反映
す る。さらに、浴中の流体の温度感知は、拡散ポン
プの噴孔から発する蒸気の密度、従つて沸騰器中
の流体または油の圧が比ＰＩＮ／ＰＯＵＴを制御するの
であ るから、効果的でないアプローチである。ポンプ
の噴孔から発する蒸気の密度は沸騰器から沸騰さ
れる蒸気の量の関数である。沸騰器中の流体の温
度は、流体の液―気相変化点において、エネルギ
ー入力に拘らずほゞ一定にとどまつている。電力
が、間欠的にではなく、連続的にヒータへ供給さ
れるようにヒータへの電力を制御することによ
り、油浴の流体から生ずる蒸気量に対する連続的
な制御がなされる。
本発明の他の実施態様によれば、浴を離れ拡散
ポンプのノズルにいずれかを通つて流出する前の
油蒸気の密度を感知することにより、比ＰＩＮ／ＰＯＵ
Ｔは 間接的に決定される。かような密度測定は、たと
えば、浴より下流で拡散ポンプ噴孔より上流の蒸
気流中にある在来のイオン源と検出器により実現
されうる。
ポンプのノズルにいずれかを通つて流出する前の
油蒸気の密度を感知することにより、比ＰＩＮ／ＰＯＵ
Ｔは 間接的に決定される。かような密度測定は、たと
えば、浴より下流で拡散ポンプ噴孔より上流の蒸
気流中にある在来のイオン源と検出器により実現
されうる。
従つて、本発明の目的はヒータにより気化され
る流体源をもつ真空蒸気ポンプの前方管と負荷ポ
ートの間に予定された圧力比を維持するための新
規かつ改良された方法と装置を提供することであ
る。
る流体源をもつ真空蒸気ポンプの前方管と負荷ポ
ートの間に予定された圧力比を維持するための新
規かつ改良された方法と装置を提供することであ
る。
本発明の他の目的はヒータにより気化される流
体源をもつ真空蒸気ポンプの前方管と負荷ポート
の間に予定された圧力比を維持するための閉鎖ル
ープ式負フイードバツク装置を提供することであ
る。
体源をもつ真空蒸気ポンプの前方管と負荷ポート
の間に予定された圧力比を維持するための閉鎖ル
ープ式負フイードバツク装置を提供することであ
る。
本発明の他の目的は気化性流体源をもつ真空蒸
気ポンプの前方管と負荷ポートの間に予定された
圧力比を維持するためのフイードバツク制御装置
を提供することで、このフイードバツク制御は何
らの圧力を測定することなく間接的になされるも
のである。
気ポンプの前方管と負荷ポートの間に予定された
圧力比を維持するためのフイードバツク制御装置
を提供することで、このフイードバツク制御は何
らの圧力を測定することなく間接的になされるも
のである。
本発明の別の目的はヒータにより気化される流
体源をもつ真空蒸気ポンプの前方管と負荷ポート
の間に予定された圧力比を維持するための方法と
装置であつて、ヒータへ連続的に供給される熱の
量を制御するためポンプの性状が感知される方法
と装置を提供することである。
体源をもつ真空蒸気ポンプの前方管と負荷ポート
の間に予定された圧力比を維持するための方法と
装置であつて、ヒータへ連続的に供給される熱の
量を制御するためポンプの性状が感知される方法
と装置を提供することである。
本発明のさらに他の目的はヒータにより気化さ
れる流体源をもつ真空蒸気ポンプの前方管と負荷
ポートの間に予定された圧力比を設定値の範囲に
わたつて維持するための装置を提供することであ
る。
れる流体源をもつ真空蒸気ポンプの前方管と負荷
ポートの間に予定された圧力比を設定値の範囲に
わたつて維持するための装置を提供することであ
る。
図面を参照しつつ本発明の実施態様について詳
説すると、第１図には在来型の拡散ポンプ１１が
示され、これは電気抵抗加熱器１３により気相に
加熱される気化性流体の油浴１２を有している。
浴１２から気化した流体は拡散ノズル１４からポ
ンプ１１の円筒形室壁へ向かつて流出する。蒸気
はケーシング１５の円筒形壁上に凝縮し、油浴１
２へ流れ落ちて、そこで再び加熱される在来の様
式をとる。比較的低圧（典型的には10-6トールの
程度）に引かれるべき負荷１６がフランジ１７に
よりケーシング１５頂部の入口ポート１８に接続
される。ケーシング１５の壁にある出口ポート１
９は最下端のノズル１４と浴１２の液面との間に
配置され、前方ポンプ２１により排気されている
前方管２０に接続されている。以上の構造はすべ
て当業者に周知のもので、本発明の背景をなすも
のである。
説すると、第１図には在来型の拡散ポンプ１１が
示され、これは電気抵抗加熱器１３により気相に
加熱される気化性流体の油浴１２を有している。
浴１２から気化した流体は拡散ノズル１４からポ
ンプ１１の円筒形室壁へ向かつて流出する。蒸気
はケーシング１５の円筒形壁上に凝縮し、油浴１
２へ流れ落ちて、そこで再び加熱される在来の様
式をとる。比較的低圧（典型的には10-6トールの
程度）に引かれるべき負荷１６がフランジ１７に
よりケーシング１５頂部の入口ポート１８に接続
される。ケーシング１５の壁にある出口ポート１
９は最下端のノズル１４と浴１２の液面との間に
配置され、前方ポンプ２１により排気されている
前方管２０に接続されている。以上の構造はすべ
て当業者に周知のもので、本発明の背景をなすも
のである。
本発明によれば、ポート１８と１９における圧
力の比ＰＩＮ／ＰＯＵＴは一定に維持される（ここでＰ
INは ポート１８における圧、ＰOUPはポート１９にお
ける圧である）。比ＰＩＮ／ＰＯＵＴは、ヒータ１３に
より浴 １２へ供給される電力を制御することにより、予
定された設定可能な水準に維持される。ヒータ１
３により連続的に浴１２へ供給される電力を制御
することにより、比ＰＩＮ／ＰＯＵＴは次式に従い制御
され る。
力の比ＰＩＮ／ＰＯＵＴは一定に維持される（ここでＰ
INは ポート１８における圧、ＰOUPはポート１９にお
ける圧である）。比ＰＩＮ／ＰＯＵＴは、ヒータ１３に
より浴 １２へ供給される電力を制御することにより、予
定された設定可能な水準に維持される。ヒータ１
３により連続的に浴１２へ供給される電力を制御
することにより、比ＰＩＮ／ＰＯＵＴは次式に従い制御
され る。
ＰＩＮ／ＰＯＵＴ＝K1eK 2 P
ここでK1およびK2はポンプ１１の特性により
制御される変数、 ｅは自然対数の底、 Ｐはヒータ１３により浴１２へ連続的に供給され
る電力に等しい。
制御される変数、 ｅは自然対数の底、 Ｐはヒータ１３により浴１２へ連続的に供給され
る電力に等しい。
第１図の実施例によれば、浴１２へ供給される
電力は在来のヒータ１３へ供給される実効値電力
を制御することにより制御される。この目的のた
め、ヒータ１３で供給される実効値電力が感知さ
れ、設定値と比較されて、、非調整交流電源２
３、たとえば110ボルト60ヘルツ交流線などから
ヒータへ連続的に供給される電力を制御する誤差
信号が導かれる。電源２３からの電力は、電源と
ヒータの間に直列接続された三極交流スイツチ２
４を介してヒータ１３に接続される。三極交流ス
イツチ２４のゲート電極は、ヒータ１３に供給さ
れる実効値電力を表わす信号と、端子２８と大地
とで直流電源に接続された電位計２７のスライダ
２６から導かれる直流電圧により決定される電力
の設定値とに応答するものである。
電力は在来のヒータ１３へ供給される実効値電力
を制御することにより制御される。この目的のた
め、ヒータ１３で供給される実効値電力が感知さ
れ、設定値と比較されて、、非調整交流電源２
３、たとえば110ボルト60ヘルツ交流線などから
ヒータへ連続的に供給される電力を制御する誤差
信号が導かれる。電源２３からの電力は、電源と
ヒータの間に直列接続された三極交流スイツチ２
４を介してヒータ１３に接続される。三極交流ス
イツチ２４のゲート電極は、ヒータ１３に供給さ
れる実効値電力を表わす信号と、端子２８と大地
とで直流電源に接続された電位計２７のスライダ
２６から導かれる直流電圧により決定される電力
の設定値とに応答するものである。
ヒータ１３に供給される実効値電力は、ヒータ
に対して分路をなす回路３０により監視され、こ
の回路は直列抵抗３１と白熱電球３２からなる。
電球３２からの光の強度はヒータ１３へ供給され
る電力を瞬間的に表わす。電球３２からの光は遮
蔽光学通路を介して半導体光電池３３へ導かれ、
その１つの電極は端子３４で直流源に、第２の電
極は負荷抵抗３５に接続されている。光電池３３
は比較的長い応答時間をもつから、抵抗３５の両
端に生じた電圧はヒータ１３へ供給される実効値
電力に直接比例する。
に対して分路をなす回路３０により監視され、こ
の回路は直列抵抗３１と白熱電球３２からなる。
電球３２からの光の強度はヒータ１３へ供給され
る電力を瞬間的に表わす。電球３２からの光は遮
蔽光学通路を介して半導体光電池３３へ導かれ、
その１つの電極は端子３４で直流源に、第２の電
極は負荷抵抗３５に接続されている。光電池３３
は比較的長い応答時間をもつから、抵抗３５の両
端に生じた電圧はヒータ１３へ供給される実効値
電力に直接比例する。
ヒータ１３へ供給される実効値電力を表わす抵
抗３５両端の電圧は、スライダ２６から導かれる
ヒータ１３への電力入力の設定値（これは今度は
油浴１２へヒータ１３により供給される電力に直
接比例する）と比較される。比較は差動増幅器３
７内で行われ、その非逆転入力端子３８と逆転入
力端子３９は、それぞれ直列抵抗４１と４２によ
り接続された抵抗３５とスライダ２６との直流電
圧に応答する。増幅器３７は抵抗３５とスライダ
２６の間の差に比例する誤差信号を導出し、この
増幅器は増幅器への諸入力信号間の差の短期的変
動を円滑化するコンデンサ４３と抵抗４４との並
列結合を包含する負のフイードバツク通路を有し
ている。
抗３５両端の電圧は、スライダ２６から導かれる
ヒータ１３への電力入力の設定値（これは今度は
油浴１２へヒータ１３により供給される電力に直
接比例する）と比較される。比較は差動増幅器３
７内で行われ、その非逆転入力端子３８と逆転入
力端子３９は、それぞれ直列抵抗４１と４２によ
り接続された抵抗３５とスライダ２６との直流電
圧に応答する。増幅器３７は抵抗３５とスライダ
２６の間の差に比例する誤差信号を導出し、この
増幅器は増幅器への諸入力信号間の差の短期的変
動を円滑化するコンデンサ４３と抵抗４４との並
列結合を包含する負のフイードバツク通路を有し
ている。
増幅器３７の直流差動出力は、PNPトランジス
タ４５のベースへ加えられ、このトランジスタは
直流抵抗４０と分路ゼナーダイオード４６により
保護されている。トランジスタ４５のコレクタ
は、電源２３から導かれる電圧の非波全波整流
再生波にコンデンサ４７を介して接続される。全
波再生波は電源２３を変圧器４９の一次巻線４８
に接続することによつて導かれ、変圧器の二次巻
線５０の両端はダイオード５１，５２の陰極に接
続される。ダイオード５０，５１の陽極は直接合
一してコンデンサ４７の他の電極に接続される。
タ４５のベースへ加えられ、このトランジスタは
直流抵抗４０と分路ゼナーダイオード４６により
保護されている。トランジスタ４５のコレクタ
は、電源２３から導かれる電圧の非波全波整流
再生波にコンデンサ４７を介して接続される。全
波再生波は電源２３を変圧器４９の一次巻線４８
に接続することによつて導かれ、変圧器の二次巻
線５０の両端はダイオード５１，５２の陰極に接
続される。ダイオード５０，５１の陽極は直接合
一してコンデンサ４７の他の電極に接続される。
コンデンサ４７は増幅器３７から導かれる差動
誤差電圧を表わす準位に充電され、この準位はダ
イオード５１，５２の陽極から導かれる全波整流
電圧に重ねて印加される。コンデンサ４７を通じ
て結合される全波整流電圧と、増幅器３７の出力
から生ずるトランジスタ４５のコレクタにおける
誤差電圧とは、単接合トランジスタ５３の形の電
圧応答スイツチの放電時間を制御するため組合わ
される。トランジスタ４５のコレクタにおける電
圧は単接合トランジスタ５３のゲート電極に直接
供給され、それによりコンデンサ４７に結合され
た全波整流電圧の各半サイクルごとに１回単接合
トランジスタをその出力電極間で導通状態に作動
させる。各半サイクルごとにゲート電極が導通に
される時間は誤差電圧の大きさによつて決まる。
単接合トランジスタ５３の１つの出力電極は変圧
器５５の一次巻線５４を通じてダイオード５１，
５２の陽極に接続される。単接合トランジスタ５
３の他の出力電極は抵抗５６を通じて接地され
る。
誤差電圧を表わす準位に充電され、この準位はダ
イオード５１，５２の陽極から導かれる全波整流
電圧に重ねて印加される。コンデンサ４７を通じ
て結合される全波整流電圧と、増幅器３７の出力
から生ずるトランジスタ４５のコレクタにおける
誤差電圧とは、単接合トランジスタ５３の形の電
圧応答スイツチの放電時間を制御するため組合わ
される。トランジスタ４５のコレクタにおける電
圧は単接合トランジスタ５３のゲート電極に直接
供給され、それによりコンデンサ４７に結合され
た全波整流電圧の各半サイクルごとに１回単接合
トランジスタをその出力電極間で導通状態に作動
させる。各半サイクルごとにゲート電極が導通に
される時間は誤差電圧の大きさによつて決まる。
単接合トランジスタ５３の１つの出力電極は変圧
器５５の一次巻線５４を通じてダイオード５１，
５２の陽極に接続される。単接合トランジスタ５
３の他の出力電極は抵抗５６を通じて接地され
る。
単接合トランジスタ５３の出力電極を変圧器５
４を通じてダイオード５１，５２の陽極接合点に
接続することにより、交流電源２３の各半サイク
ルごとに単接合トランジスタのカツトオフが確保
される。同様に、もし電力供給の変動があると、
単接合トランジスタ５３の出力端子に加えられる
電圧はコンデンサ４７を介して単接合トランジス
タのゲート電極に結合された全波整流電圧の変動
に追従する。以上から、60ヘルツ電源２３の各半
サイクルごとに一次巻線５４はタイミングパルス
に応答することになり、その先端は電源２３を横
切るゼロ軸線に対し時間位置をもち、これは増幅
器３７から導かれる誤差電圧によつて効果的に制
御されるもので、また交流電源２３の大きさに逆
関係をなすもである。
４を通じてダイオード５１，５２の陽極接合点に
接続することにより、交流電源２３の各半サイク
ルごとに単接合トランジスタのカツトオフが確保
される。同様に、もし電力供給の変動があると、
単接合トランジスタ５３の出力端子に加えられる
電圧はコンデンサ４７を介して単接合トランジス
タのゲート電極に結合された全波整流電圧の変動
に追従する。以上から、60ヘルツ電源２３の各半
サイクルごとに一次巻線５４はタイミングパルス
に応答することになり、その先端は電源２３を横
切るゼロ軸線に対し時間位置をもち、これは増幅
器３７から導かれる誤差電圧によつて効果的に制
御されるもので、また交流電源２３の大きさに逆
関係をなすもである。
タイミングパルスは、電源２３からヒータ１３
へ流れる電流の各半サイクルの衝撃係数を制御す
るため変圧器５５の二次巻線５６により三極交流
スイツチ２４のゲート電極へ結合される。具体的
に三極交流スイツチ２４は電源２３の各半サイク
ルごとに１回、主として増幅器３７から導かれる
誤差電圧の大きさに応じた時点で導通状態に作動
され、僅かには交流電源の大きさにも依存する。
交流電源２３の大きさに対する衝撃係数依存性は
電源２３と三極交流スイツチ２４によりヒータ１
３へ供給される電流の大きさにより幾分かは補償
される。電源２３の各半サイクルごとの三極交流
スイツチ２４の導通時間を制御することにより、
電源からヒータ１３へ連続的に供給される電力と
圧力比ＰＩＮ／ＰＯＵＴは電位計２７のスライダ２６の
セツ トにより定められる値に制御される。
へ流れる電流の各半サイクルの衝撃係数を制御す
るため変圧器５５の二次巻線５６により三極交流
スイツチ２４のゲート電極へ結合される。具体的
に三極交流スイツチ２４は電源２３の各半サイク
ルごとに１回、主として増幅器３７から導かれる
誤差電圧の大きさに応じた時点で導通状態に作動
され、僅かには交流電源の大きさにも依存する。
交流電源２３の大きさに対する衝撃係数依存性は
電源２３と三極交流スイツチ２４によりヒータ１
３へ供給される電流の大きさにより幾分かは補償
される。電源２３の各半サイクルごとの三極交流
スイツチ２４の導通時間を制御することにより、
電源からヒータ１３へ連続的に供給される電力と
圧力比ＰＩＮ／ＰＯＵＴは電位計２７のスライダ２６の
セツ トにより定められる値に制御される。
増幅器３７、その他直流電力を必要とするポン
プ１１付設の回路は、全波整流ブリツジ６１を変
圧器４９の二次巻線５０の両端に接続することに
より形成される直流源により付勢される。ブリツ
ジ６１は頂点を有し、この両側に直流電圧が導か
れる。この頂点は、正負直流電源電圧用の出力端
子６３，６４をもつ適当な電源フイルタ回路６２
に接続される。
プ１１付設の回路は、全波整流ブリツジ６１を変
圧器４９の二次巻線５０の両端に接続することに
より形成される直流源により付勢される。ブリツ
ジ６１は頂点を有し、この両側に直流電圧が導か
れる。この頂点は、正負直流電源電圧用の出力端
子６３，６４をもつ適当な電源フイルタ回路６２
に接続される。
本発明の他の実施態様によれば、第２図に示す
ように電熱ヒータ７１へ供給される熱は熱電対７
２などのような適当な感熱手段により直接監視さ
れる。熱電対７２とヒータ７１は、鉄などの中程
度の熱伝導性をもつ金属ブロツク７４を介して拡
散ポンプ１１の油浴１２に熱を供給する加熱ブロ
ツク７３の中に配置されている。この結果、熱の
流れは加熱ブロツク７３から金属ブロツク７４を
経て油浴１２へとなる。感熱体７２はブロツク７
４により浴１２から切離し、ヒータ７１へ供給さ
れる電力が、従つて浴１２へ供給される熱が監視
されるようにすることが必要である。浴１２内の
液の温度を直接監視したら、浴は熱容量が高く、
従つて浴１２の温度は連続的に浴へ供給されてい
る電力を表示するものではないから、不正確とな
る。
ように電熱ヒータ７１へ供給される熱は熱電対７
２などのような適当な感熱手段により直接監視さ
れる。熱電対７２とヒータ７１は、鉄などの中程
度の熱伝導性をもつ金属ブロツク７４を介して拡
散ポンプ１１の油浴１２に熱を供給する加熱ブロ
ツク７３の中に配置されている。この結果、熱の
流れは加熱ブロツク７３から金属ブロツク７４を
経て油浴１２へとなる。感熱体７２はブロツク７
４により浴１２から切離し、ヒータ７１へ供給さ
れる電力が、従つて浴１２へ供給される熱が監視
されるようにすることが必要である。浴１２内の
液の温度を直接監視したら、浴は熱容量が高く、
従つて浴１２の温度は連続的に浴へ供給されてい
る電力を表示するものではないから、不正確とな
る。
熱電対７２の出力信号、すなわち浴１２へ供給
される電力を表わす直流電圧は、電位計２７のス
ライダ２６から導かれるような設定値と比較され
る。比較は、第１図の制御装置と同じ形状をもつ
制御装置７５の中で行なわれる。これにより制御
装置７５は交流電源２３の各半サイクルごとに記
時波を発するが、その先端は交流電源２３の交叉
ゼロ軸線に対し熱電対７２とスライダ２６とから
導かれる電圧間の差を表わす大きさだけずれてい
る。記時波は電源２３の各半サイクルごとに三極
交流スイツチ２４の放電時間を制御して、ヒータ
７１および浴１２へ連続的に供給される電力を制
御する。
される電力を表わす直流電圧は、電位計２７のス
ライダ２６から導かれるような設定値と比較され
る。比較は、第１図の制御装置と同じ形状をもつ
制御装置７５の中で行なわれる。これにより制御
装置７５は交流電源２３の各半サイクルごとに記
時波を発するが、その先端は交流電源２３の交叉
ゼロ軸線に対し熱電対７２とスライダ２６とから
導かれる電圧間の差を表わす大きさだけずれてい
る。記時波は電源２３の各半サイクルごとに三極
交流スイツチ２４の放電時間を制御して、ヒータ
７１および浴１２へ連続的に供給される電力を制
御する。
本発明のさらに他の変形例によれば、第３図に
示す如く、油浴１２へ供給される電力はポンプの
蒸気密度の関数として制御される。１つの形状に
おいて、油蒸気の密度は密度ゲージ８１を浴１２
からメズル１４への流路内に配置することによつ
て測定される。密度ゲージは、アイソトープ源な
どのイオン源８２とイオン検出器８３とから成
る。イオン源８２から検出器８３へのビームは、
浴１２からノズル１４へ流れる気化分子の全般的
流れ方向に対し横断的である。或いは密度ゲージ
８１は、１個のノズル１４の下流で、凝縮ケーシ
ング壁１５の上流とする。この形状はノズル下流
で総圧力が相当低くなるから有利でありうる。
示す如く、油浴１２へ供給される電力はポンプの
蒸気密度の関数として制御される。１つの形状に
おいて、油蒸気の密度は密度ゲージ８１を浴１２
からメズル１４への流路内に配置することによつ
て測定される。密度ゲージは、アイソトープ源な
どのイオン源８２とイオン検出器８３とから成
る。イオン源８２から検出器８３へのビームは、
浴１２からノズル１４へ流れる気化分子の全般的
流れ方向に対し横断的である。或いは密度ゲージ
８１は、１個のノズル１４の下流で、凝縮ケーシ
ング壁１５の上流とする。この形状はノズル下流
で総圧力が相当低くなるから有利でありうる。
検出器８３は蒸気流の密度に関連した直流電位
を導く。検出器８３の直流出力信号は、第１図の
制御装置と同じ形状をもつ制御装置８４への入力
として接続される。制御装置内において、検出器
８３の出力信号は、電位計２７のスライダ２６な
どから導かれる設定値と比較される。制御装置は
第１図および第２図について説明した所と正確に
同じ信号を導き、交流電源２３の各半サイクルご
とに三極交流スイツチ２４のトリガー時間を制御
する。
を導く。検出器８３の直流出力信号は、第１図の
制御装置と同じ形状をもつ制御装置８４への入力
として接続される。制御装置内において、検出器
８３の出力信号は、電位計２７のスライダ２６な
どから導かれる設定値と比較される。制御装置は
第１図および第２図について説明した所と正確に
同じ信号を導き、交流電源２３の各半サイクルご
とに三極交流スイツチ２４のトリガー時間を制御
する。
以上、本発明の具体的実施例数種につき詳説図
示したが、本発明の範囲内において種々の変更を
なしうることは勿論である。
示したが、本発明の範囲内において種々の変更を
なしうることは勿論である。
第１図は本発明の好適実施態様の略示結線図、
第２図はヒータ用の熱感体を設けた本発明の他の
実施態様の略示結線図、第３図は蒸気密度ゲージ
を使用する本発明のさらに他の実施態様の略示結
線図である。 １１…真空蒸気ポンプ；１２…油浴（流体
源）；１３…ヒータ（電気抵抗加熱器）；１６…
負荷；１８…入口ポート；１９…出口ポート；２
３…非調整交流電源；２４…三極交流スイツチ；
２６…スライダ；２７…電位計；３０…モニタ回
路；３２…白熱電球；３３…半導体光電池；３５
…負荷抵抗；３７…差動増幅器；４５…トランジ
スタ；４７…コンデンサ；４８…（変圧器４９
の）一次巻線；５０…（同）二次巻線；５３…単
接合トランジスタ（電圧応答スイツチ）；５４…
（変圧器５５の）一次巻線；５６…（同）二次巻
線；７２…熱電対；７４…金属ブロツク；７５…
制御装置；８１…蒸気密度ゲージ；８２…イオン
源；８３…イオン検出器；８４…制御装置。
第２図はヒータ用の熱感体を設けた本発明の他の
実施態様の略示結線図、第３図は蒸気密度ゲージ
を使用する本発明のさらに他の実施態様の略示結
線図である。 １１…真空蒸気ポンプ；１２…油浴（流体
源）；１３…ヒータ（電気抵抗加熱器）；１６…
負荷；１８…入口ポート；１９…出口ポート；２
３…非調整交流電源；２４…三極交流スイツチ；
２６…スライダ；２７…電位計；３０…モニタ回
路；３２…白熱電球；３３…半導体光電池；３５
…負荷抵抗；３７…差動増幅器；４５…トランジ
スタ；４７…コンデンサ；４８…（変圧器４９
の）一次巻線；５０…（同）二次巻線；５３…単
接合トランジスタ（電圧応答スイツチ）；５４…
（変圧器５５の）一次巻線；５６…（同）二次巻
線；７２…熱電対；７４…金属ブロツク；７５…
制御装置；８１…蒸気密度ゲージ；８２…イオン
源；８３…イオン検出器；８４…制御装置。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ヒータにより気化される流体源を有する真空
蒸気ポンプの入口ポートと出口ポートとの間の所
定の圧力比を維持するための方法であつて、前記
ヒータは前記流体源から離れており、熱はヒータ
から高い熱伝導性をもつ物質塊を介して流体へ伝
わるところの、以下の段階から成る方法： 圧力比の指標であるヒータ温度を感知する段
階；ならびに 所定の圧力比を達成するように、感知した温度
に応答して、前記ヒータから前記流体源に連続的
に供給されている電力を制御する段階。 ２ ヒータにより気化される流体源をもつ真空蒸
気ポンプの入口ポートと出口ポートとの間の所定
の圧力比を維持するための装置であつて、前記ヒ
ータが前記流体源から離れているところの、以下
の手段および特徴から成る装置： 前記ヒータと前記流体源との間に位置した中程
度の熱伝導性を有する物質塊であつて、これを通
じて熱がヒータから流体源へと流れるようにする
物質塊； 実際の圧力比を表す信号を導出するため、実際
の圧力比を表すヒータ温度を感知するための感知
手段； 所定の圧力比を達成するように、前記信号と所
定の圧力比を表す変数とを比較して、前記ヒータ
から前記流体源に連続的に供給されている電力を
制御するための制御手段；ならびに 前記の所定の圧力比の設定値を変化させるため
の手段。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US05/828,835 US4191512A (en) | 1977-08-29 | 1977-08-29 | Apparatus and method for controlling pressure ratio in high vacuum vapor pumps |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5459610A JPS5459610A (en) | 1979-05-14 |
| JPS6249480B2 true JPS6249480B2 (ja) | 1987-10-20 |
Family
ID=25252866
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10396478A Granted JPS5459610A (en) | 1977-08-29 | 1978-08-28 | Method of controlling pressure ratio in high vacuum steam pump and its device |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4191512A (ja) |
| JP (1) | JPS5459610A (ja) |
| DE (1) | DE2837512A1 (ja) |
| FR (1) | FR2402091A1 (ja) |
| GB (1) | GB2005051B (ja) |
| IL (1) | IL55324A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4610603A (en) * | 1981-07-06 | 1986-09-09 | Torr Vacuum Products, Inc. | Protective control system for diffusion pump |
| JPS6110999U (ja) * | 1984-06-27 | 1986-01-22 | 株式会社 徳田製作所 | 油拡散真空ポンプ |
| US7003215B2 (en) * | 2002-01-21 | 2006-02-21 | Air Products And Chemicals, Inc. | Vapor flow controller |
| US20030202874A1 (en) * | 2002-04-29 | 2003-10-30 | Marsbed Hablanian | Methods and apparatus for controlling power in vapor jet vacuum pumps |
| CN102829004B (zh) * | 2012-09-05 | 2016-09-07 | 常州大成绿色镀膜科技有限公司 | 一种防爆油扩散泵真空系统及其防爆控制方法 |
| DE102014212644A1 (de) * | 2014-06-30 | 2015-12-31 | Oerlikon Leybold Vacuum Gmbh | Diffusionspumpe |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US728616A (en) * | 1902-09-29 | 1903-05-19 | John Ernest Hardman | Signal system. |
| US2518597A (en) * | 1945-06-20 | 1950-08-15 | Niagara Alkali Company | Pumping apparatus |
| US2792484A (en) * | 1951-12-19 | 1957-05-14 | Gen Electric | Temperature measuring and controlling apparatus |
| DE1035314B (de) * | 1956-04-06 | 1958-07-31 | Siemens Ag | Diffusionspumpe mit regelbarer Sauggeschwindigkeit |
| US3168418A (en) * | 1962-03-27 | 1965-02-02 | Alloyd Electronics | Device for monitoring and controlling evaporation rate in vacuum deposition |
| BE658703A (ja) * | 1964-01-24 | 1900-01-01 | ||
| US3282330A (en) * | 1964-11-04 | 1966-11-01 | Nat Res Corp | Diffusion pump safety control |
| US3275221A (en) * | 1965-05-27 | 1966-09-27 | Varian Associates | Automatic high vacuum system |
| US3445859A (en) * | 1965-07-01 | 1969-05-20 | Dresser Ind | Diffusion vacuum pump apparatus |
| US3495777A (en) * | 1967-05-16 | 1970-02-17 | Athena Controls | Proportional temperature regulation system |
| NL6907810A (ja) * | 1968-05-31 | 1969-12-02 | ||
| US3575766A (en) * | 1968-10-29 | 1971-04-20 | Reynolds Tobacco Co R | Band sealer for cigarette or filter maker |
| US3553429A (en) * | 1968-11-18 | 1971-01-05 | Eastman Kodak Co | Temperature control circuit |
| US3544236A (en) * | 1969-03-17 | 1970-12-01 | James L Brookmire | Fluid flow control |
| US3859012A (en) * | 1972-08-10 | 1975-01-07 | Coulter Electronics | Fluid ejecting mechanism |
| JPS5232449B2 (ja) * | 1973-03-19 | 1977-08-22 | ||
| JPS5177910A (ja) * | 1974-12-27 | 1976-07-06 | Fujitsu Ltd | Shinkusochinohaikiseigyohoho |
| US4024376A (en) * | 1975-06-13 | 1977-05-17 | Leybold-Heraeus Gmbh & Co. Kg | Device for measuring the evaporation rate in vacuum evaporation processes |
| US3999190A (en) * | 1975-10-22 | 1976-12-21 | Burroughs Corporation | Temperature control system for ink jet printer |
-
1977
- 1977-08-29 US US05/828,835 patent/US4191512A/en not_active Expired - Lifetime
-
1978
- 1978-08-09 IL IL55324A patent/IL55324A/xx unknown
- 1978-08-28 DE DE19782837512 patent/DE2837512A1/de not_active Withdrawn
- 1978-08-28 JP JP10396478A patent/JPS5459610A/ja active Granted
- 1978-08-29 FR FR7824917A patent/FR2402091A1/fr active Granted
- 1978-08-29 GB GB7834878A patent/GB2005051B/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2005051A (en) | 1979-04-11 |
| GB2005051B (en) | 1982-03-31 |
| JPS5459610A (en) | 1979-05-14 |
| FR2402091B1 (ja) | 1983-11-04 |
| FR2402091A1 (fr) | 1979-03-30 |
| IL55324A0 (en) | 1978-10-31 |
| US4191512A (en) | 1980-03-04 |
| DE2837512A1 (de) | 1979-03-08 |
| IL55324A (en) | 1982-01-31 |
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