JP4045325B2 - Apparatus and method for reducing power consumption of oil diffusion pump - Google Patents
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Description
本発明は油拡散ポンプの消費電力量を削減するための手段および装置に関するものである。 The present invention relates to means and apparatus for reducing the power consumption of an oil diffusion pump.
一般に油拡散ポンプは図5に示すように構成され、ヒータ5により加熱された油4が蒸気化され、ジェット3から油拡散ポンプ本体1の内壁面に吹き付けられ、この油4の噴射により気体が噴流の進行方向へはね飛ばされ排気口8より排気される。
油拡散ポンプ本体1の外壁面は水冷パイプ2により冷却されているので内壁に付着した油4は凝縮され油拡散ポンプ本体1の下方へ戻り、再加熱され再度蒸気化し、循環する仕組みである。
In general, the oil diffusion pump is configured as shown in FIG. 5, and the
Since the outer wall surface of the oil diffusion pump
ヒータ5はブレーカー7や電磁開閉器6を介して一次側電源より配線され、ヒータには所望の排気性能を得るために必要な電力が供給される。ヒータ電圧およびヒータ電流は一定であると共に最大電力であることが一般的であるが、例えば特許文献1乃至3に開示される様に、油温を熱電対などにより監視し、この信号によりヒータへの出力電力を調整する方法もある。
The heater 5 is wired from the primary power source via the breaker 7 and the electromagnetic switch 6, and the heater is supplied with electric power necessary to obtain a desired exhaust performance. In general, the heater voltage and the heater current are constant and the maximum power. However, as disclosed in, for example,
特許文献1は、作動液温度を測定する端子と、ノズル温度を測定する端子とを設け、検出信号に基づいてヒータに供給する電力を制御することにより、ポンプの起動時間および停止時間を正確に管理して無駄な電力消費を防止し、ポンプ性能を高めるものである。
特許文献2は、運転時のヒータへの供給電力を定温度制御方式により制御するとともに、外乱が生じても油汚染が生じないように、常に所定の最小電力以上に維持されるように供給電力を制御するものである。
In
特許文献3は、作動油の油温に対応してチャンバー内の到達圧力値および到達圧力値に到達するための運転時間に関するデータを対応する複数の油温についての複数のデータとして予め求めておき、目標とする真空度と到達時間条件に対応して複数のデータから適合するデータを求めて適合するデータに対応する作動油温で運転することにより、エネルギー消費を効率的に抑制させるものである。
ヒータ電力と油拡散ポンプの臨界背圧および最大排気量は比例関係にあり、ヒータ電力が高いほど臨界背圧が高く、最大排気量が大きいが、排気速度や到達圧力は必ずしもヒータ電力とは比例関係であるとは言えず、ジェット3の形状などに依存する傾向が強い。よって補助ポンプの性能が高く、かつ油拡散ポンプ使用時に導入するガス流量が油拡散ポンプの最大排気量より大幅に少ない場合においてはヒータ電力を下げること望ましい。しかしながら、油拡散ポンプはさまざまな装置に搭載可能となるように設計されるので、装置によっては不必要に大きな電力の投入を必要とすることとなっていた。ここで、補助ポンプとは油拡散ポンプの背圧を臨界値以下に維持するための真空ポンプであり粗引きポンプとしても使用される。
There is a proportional relationship between the heater power and the critical back pressure and maximum displacement of the oil diffusion pump. The higher the heater power, the higher the critical back pressure and the larger the maximum displacement, but the exhaust speed and ultimate pressure are not necessarily proportional to the heater power. It cannot be said that it is a relationship, and tends to depend on the shape of the
また、特許文献1乃至3に開示されるようにヒータに温度調整器を搭載し供給電力を制御する方法では、最適な油温を一義的に決定することができないという課題がある。これは、油温測定位置によって測定温度が異なるためであり、正確な油温を測定することそのものが困難であるということに起因している。さらに、油拡散ポンプのジェット3の個体差や経時変化、または油4の使用時間や経時変化などによっても油温は最大で±5℃程度の個体差を生じてしまうため、同型同用途の真空装置であっても温度設定を個別に行う必要があり、温度調整による消費電力量削減装置を量販することは困難であった。
In addition, as disclosed in
加えて、油4の劣化が進むと油温は低くなる傾向があるので、油4の劣化が進むにつれて消費電力が増大するという問題も発生する。劣化した作動油は交換の必要があるが、油温を監視し供給電力を制御する方法では劣化に気付かず供給電力を増大させて油温を維持してしまうため、作動油の交換時期を見逃すばかりでなく不必要な電力を浪費してしまう。油拡散ポンプの運転中に油温のみでなく供給電力も監視していれば作動油の交換時期を適切に判断できるが、供給電力を常時監視するための計器が別途必要になる。
In addition, since the oil temperature tends to decrease as the deterioration of the
現在、あらゆる分野において環境問題が逼迫し省エネルギー化が要求されている。前述のように従来の油拡散ポンプはさまざまな装置に搭載可能となるように設計され、かつ多大な電力量が投入されていた。前述のように、この電力量は搭載される真空装置によっては過剰である場合が存在するという問題があった。 Currently, environmental problems are tight in all fields and energy saving is required. As described above, the conventional oil diffusion pump is designed to be mounted on various devices, and a large amount of electric power has been input. As described above, there is a problem in that the amount of electric power may be excessive depending on the vacuum device to be mounted.
この発明は上記のような従来のものの持つ問題点を解決するもので、さまざまな装置にもっとも適した所要電力量、排気性能とすることが可能となる装置を提供する事を目的としている。 An object of the present invention is to solve the above-described problems of the conventional apparatus, and to provide an apparatus that can achieve the required power amount and exhaust performance most suitable for various apparatuses.
本発明は、従来の油拡散ポンプにおける投入電力量が、搭載される真空装置によっては過剰であるという問題に鑑み、これを油拡散ポンプの排気性能を考慮しながら油拡散ポンプへの投入電力を断続的に遮断し、この遮断した時間分の消費電力量を削減することで消費電力量という面の性能と排気性能のバランスを向上させようとするものである。 In view of the problem that the amount of input power in the conventional oil diffusion pump is excessive depending on the mounted vacuum device, the present invention reduces the input power to the oil diffusion pump while considering the exhaust performance of the oil diffusion pump. By cutting off intermittently and reducing the amount of power consumption for the cut-off time, the balance between the performance in terms of power consumption and the exhaust performance is intended to be improved.
本発明の第一の側面は、ヒータにより加熱した作動油の蒸気流をジェットから噴射して吸入気体を排気する油拡散ポンプにおいて、予め入力された制御信号に基づいて、ヒータに供給する電力を断続的に遮断する油拡散ポンプの消費電力量削減装置である。消費電力量削減装置は、ヒータに接続する電力調整器と電力調整器に接続するタイマとにより構成し、タイマの発信するON/OFF比に基づいて、ヒータに周期的に断続電力を投入するようにした。 According to a first aspect of the present invention, in an oil diffusion pump that exhausts a suction gas by ejecting a steam flow of hydraulic oil heated by a heater from a jet, electric power supplied to the heater is based on a control signal input in advance. It is a power consumption reduction device for an oil diffusion pump that cuts off intermittently. The power consumption reduction device is composed of a power regulator connected to the heater and a timer connected to the power regulator, so that intermittent power is periodically supplied to the heater based on the ON / OFF ratio transmitted by the timer. I made it.
上記第一の側面において、タイマに入力するON/OFF比は、予め実測したデータに基づいて設定する。ここで、予め実測したデータは、少なくとも油拡散ポンプの排気性能に関するデータを含むようにした。油拡散ポンプが使用上支障のない程度、即ち、排気性能が所定値を満たす範囲でON/OFF比を最小にするようにタイマを設定するようにした。油拡散ポンプの排気性能は、油拡散ポンプの臨界背圧、最大排気量、排気速度及び到達圧力の少なくとも1つ以上とした。ここで、油拡散ポンプの油温が低下する直前のON/OFF比をタイマに設定するようにした。またさらに、油拡散ポンプは断熱手段を搭載し、断熱手段により昇温した油温分の投入電力量を削減するON/OFF比をタイマに設定するようにしてもよい。 In the first aspect, the ON / OFF ratio input to the timer is set based on previously measured data. Here, the actually measured data includes at least data related to the exhaust performance of the oil diffusion pump. The timer is set so that the ON / OFF ratio is minimized so that the oil diffusion pump does not interfere with use, that is, the exhaust performance satisfies a predetermined value. The exhaust performance of the oil diffusion pump was at least one of the critical back pressure, maximum displacement, exhaust speed, and ultimate pressure of the oil diffusion pump. Here, the ON / OFF ratio immediately before the oil temperature of the oil diffusion pump decreases is set in the timer. Furthermore, the oil diffusion pump may be equipped with a heat insulating means, and an ON / OFF ratio that reduces the amount of input power for the oil temperature raised by the heat insulating means may be set in the timer.
本発明の第二の側面は、ヒータにより加熱した作動油の蒸気流をジェットから噴射して吸入気体を排気する油拡散ポンプであって、ヒータに対する投入電力を予め入力された信号比で投入電力をON/OFF制御する制御装置を備えた油拡散ポンプである。 The second aspect of the present invention is an oil diffusion pump that exhausts intake gas by injecting a steam flow of hydraulic oil heated by a heater from a jet, and the input power to the heater is input at a signal ratio input in advance. It is an oil diffusion pump provided with the control apparatus which controls ON / OFF.
本発明の第三の側面は、ヒータにより加熱した作動油の蒸気流をジェットから噴射して吸入気体を排気する油拡散ポンプに用いる消費電力量削減方法であって、ヒータに投入する電力のON/OFF比と油拡散ポンプの排気性能との関係について、油拡散ポンプの排気性能が所定値を満たす最小のON/OFF比を導出するステップ、及びその最小のON/OFF比でヒータに周期的に断続電力を投入するステップからなる油拡散ポンプの消費電力量削減方法である。 The third aspect of the present invention is a method for reducing power consumption used in an oil diffusion pump that exhausts intake gas by injecting a vapor flow of hydraulic oil heated by a heater from a jet, and turning on the electric power supplied to the heater Determining the minimum ON / OFF ratio at which the exhaust performance of the oil diffusion pump satisfies a predetermined value, and the heater periodically with the minimum ON / OFF ratio. This is a method for reducing the amount of power consumed by the oil diffusion pump, comprising the step of supplying intermittent power to the oil diffusion pump.
本発明で油拡散ポンプに投入する電力を断続的に遮断することにより、油拡散ポンプの消費電力量を効率的に削減することが可能となる。また、本発明の電力調整器およびタイマをユニット化して搭載することのみで、既設の油拡散ポンプの消費電力量を大幅に削減することができる。 By intermittently cutting off the electric power input to the oil diffusion pump in the present invention, it becomes possible to efficiently reduce the power consumption of the oil diffusion pump. Moreover, the power consumption of the existing oil diffusion pump can be significantly reduced only by mounting the power regulator and timer of the present invention as a unit.
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。図5と同様の部分には同一符号を付して説明を省略する。図1に於いて、9は電力調整器、10はタイマである。投入電力は電力調整器9を介してヒータ5へ送られるようにする。タイマ10は予め入力されたON/OFF比およびON/OFF周期を電力調整器9に発信するものであり、電力調整器9はタイマ10の発生する信号に基づいてヒータ5に断続的に電力を供給する。タイマに入力するON/OFF比およびON/OFF周期は自由に設定すればよく、電力調整器9はON信号においてヒータに電力を供給し、OFF信号においてヒータに供給する電力を遮断するものとする。なお、図示していないが、予め入力するON/OFF比を決定するためのデータを取得するために、必要に応じて、排気性能を測定するための検出器、及び、油4付近には油温を測定するための検出器の双方または一方が設けられる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The same parts as those in FIG. In FIG. 1, 9 is a power regulator and 10 is a timer. The input power is sent to the heater 5 via the power regulator 9. The
実施例は、油拡散ポンプにタイマ10と電力調整器9を搭載することにより省エネルギー化を図るものであるが、本発明の消費電力量削減手段は油拡散ポンプに投入するエネルギーを断続的に遮断するものであればこれに限られるものではない。例えば、電力調整器9ではなく、電磁開閉器6をタイマおよびリレーなどを用いてON/OFFさせてもよいが、その際は電磁開閉器6の接点の寿命や作動時の騒音などを十分に考慮する必要がある。また、タイマ10と電力調整器9をユニット化しこれを搭載することのみで既設の油拡散ポンプの省エネルギー化を図ることが可能となる。
In the embodiment, energy saving is achieved by mounting the
油拡散ポンプに断続的エネルギーを投入することにより、過剰に加えられていた無駄な電力をカットすることができ、省エネルギー効果を促進することが可能となる。これは、作動油に投入するエネルギーを遮断しても油温が急激に低下することがないことを利用しているためであり、温度が低下する直前で再度一定時間のエネルギーを投入することにより、エネルギーの投入を断続的に省略しながらも一定温度を維持することを可能としている。 By supplying intermittent energy to the oil diffusion pump, it is possible to cut wasteful power that has been excessively applied, and to promote an energy saving effect. This is because the oil temperature does not drop suddenly even if the energy input to the hydraulic oil is cut off. By supplying energy for a certain time again immediately before the temperature decreases. This makes it possible to maintain a constant temperature while intermittently omitting the input of energy.
投入エネルギーを遮断する時間および間隔は省エネルギー効果と排気性能とのバランスから目的に応じて適宜決定すればよい。 What is necessary is just to determine suitably the time and space | interval which interrupts | blocks input energy according to the objective from the balance of an energy saving effect and exhaust performance.
以下、図1に示すタイマ10および電力調整器9を用いて省エネルギー効果を得ようとする場合の具体的実施例について例示する。
第一の実施例は、油拡散ポンプの油温が低下する直前のON/OFF比およびON/OFF周期を検出し、タイマ10に設定するものである。
Hereinafter, a specific embodiment in the case of trying to obtain an energy saving effect using the
In the first embodiment, the ON / OFF ratio and the ON / OFF cycle immediately before the oil temperature of the oil diffusion pump is lowered are detected and set in the
タイマ10に設定するON/OFF比およびON/OFF周期は図2のフローチャートに則った実験データから取得する。まず、従来の油拡散ポンプへ継続的一定電力を投入した際の油温t1を測定する。また、温度が低下したと判断する油温t2を予め設定しておく。油温が低下したと判断する温度単位としては百分の1℃単位あるいは十分の1℃単位等にする必要はなく、1〜3℃の低下を油温の低下として判断すればよい。但し、必要に応じてこの温度単位は適宜判断することが望ましい。
The ON / OFF ratio and ON / OFF cycle set in the
次に図1のタイマ10および電力調整器9を接続し、ONの時間を短くし、その分をOFF時間とする。このONの時間を序々に短くしていくことでON/OFF比を変化させ、投入電力量を削減していき、各段階で油温tnを測定してt2と比較する。このとき、著しくONの時間を短く、すなわちOFFの時間を長くすると油拡散ポンプの排気性能が著しく低下するのは明白であるので、油の温度が低下するか否かを確認しながら調整するのが望まく効率的である。同図のフローチャートではOFF時間を1%ずつ増大させるものとするが、比率は適宜選択すればよい。また、ON/OFF周期は百分の1秒単位あるいは十分の1秒単位等にする必要はなく、数秒単位あるいは数十秒単位でよい。立ち上がり時の投入電力の遅れを考慮し周期は短すぎないことが好ましい。但しこの時間単位を長くすることで油温に揺らぎが出ない程度に設定する必要があるので適宜調整することが望ましい。
Next, the
ON時間を短く、すなわちOFF時間を長くしていくと、温度が低下したと判断する油温t2より測定温度tnが低下するON/OFF比に到達する。このときの時間比では油温が低下していることから、排気性能に影響が顕著に出始める分岐点と考えられるので、この段階の前の時間比を最適と考えることとすると効率的である。同図のフローチャートでは測定油温tnがt2以下となる際の測定温度tmがt2に等しい場合はその時点のON/OFF比を、測定油温tmがt2よりも小さい場合は1段階手前に測定したON/OFF比を求めている。 When the ON time is shortened, that is, when the OFF time is lengthened, the ON / OFF ratio at which the measured temperature tn is lower than the oil temperature t2 at which it is determined that the temperature has decreased is reached. Since the oil temperature is decreasing at this time ratio, it can be considered as a branch point where the exhaust performance starts to have a noticeable effect, so it is efficient to consider the time ratio before this stage as the optimum. . In the flowchart of the figure, if the measured temperature tm when the measured oil temperature tn is equal to or lower than t2, the ON / OFF ratio at that time is measured, and if the measured oil temperature tm is smaller than t2, the measurement is performed one step before. The calculated ON / OFF ratio is obtained.
上記のように油温が低下する直前のON/OFF比が求められたら、このON/OFF比においての臨界背圧、最大排気量を実験により測定する。臨界背圧および最大排気量の著しい性能低下は油拡散ポンプを使用する上で、被排気系への油の逆流を招くこととなるので測定は必須であり、通常の油拡散ポンプ使用時の状況を把握し、余裕を見ておくことが望ましい。 If the ON / OFF ratio immediately before the oil temperature decreases as described above is obtained, the critical back pressure and the maximum displacement at this ON / OFF ratio are measured by experiment. Measurement of the critical back pressure and maximum displacement is serious because it causes a back flow of oil to the exhausted system when using the oil diffusion pump. It is desirable to understand the situation and take a margin.
臨界背圧および最大排気量を通常の油拡散ポンプ使用時の状況と比較し、使用上問題がなければ排気速度、到達圧力を測定する。一般に排気速度、到達圧力は投入電力との関係は浅く、油温の低下が1〜3℃程度では性能の著しい低下は考えにくいが、使用上問題がないことを確認することが望ましい。 Compare the critical back pressure and maximum displacement with the situation when using a normal oil diffusion pump, and if there is no problem in use, measure the exhaust speed and ultimate pressure. In general, the exhaust speed and the ultimate pressure are not closely related to the input power, and if the oil temperature decreases by about 1 to 3 ° C., it is difficult to think of a significant decrease in performance, but it is desirable to confirm that there is no problem in use.
臨界背圧、最大排気量、排気速度、到達圧力等の排気性能が使用上問題なければ、このときのヒータ5への投入電力のOFF時間をON時間とOFF時間とを加算したもので除し、100を乗じたものが消費電力量削減率と考えることができる。
もし、油温が低下する直前のON/OFF比において臨界背圧、最大排気量、排気速度、到達圧力等の排気性能いずれかに使用上の問題が見られる場合はさらに前段階のON/OFF比で排気性能を測定し、最適なON/OFF比を求めればよい。
If the exhaust performance such as critical back pressure, maximum displacement, exhaust speed, and ultimate pressure is not a problem in use, the OFF time of the power input to the heater 5 at this time is divided by the sum of the ON time and the OFF time. , 100 can be considered as the power consumption reduction rate.
If there are problems in use in exhaust performance such as critical back pressure, maximum displacement, exhaust speed, ultimate pressure, etc. in the ON / OFF ratio immediately before the oil temperature decreases, the ON / OFF of the previous stage is further The exhaust performance is measured by the ratio, and the optimum ON / OFF ratio may be obtained.
また、ヒータ5をON/OFF制御する際に、油温が低下するのを極力防止するため、図1の11に示すような断熱材によって油拡散ポンプ本体1の下部を覆うと外部へ漏洩する熱を遮断できるため、消費電力量削減効果の向上が期待できる。
Further, when the heater 5 is ON / OFF controlled, if the lower part of the oil diffusion pump
第二の実施例は、油拡散ポンプの排気性能が使用上支障のない程度まで投入電力量を削減するON/OFF比およびON/OFF周期を検出し、タイマ10に設定するものである。
タイマ10に設定するON/OFF比およびON/OFF周期は図3のフローチャートに則った実験データから取得する。OFF時間を徐々に増大させて臨界背圧、最大排気量、排気速度、到達圧力等必要な排気性能を測定し、排気性能に影響が出る直前のON/OFF比をタイマ10に設定することで省エネルギー効果を増大させるものである。同図のフローチャートは図2同様OFF時間を1%ずつ増大させるものとするが、比率は適宜選択すればよい。またON/OFF周期も適宜選択すればよい。
In the second embodiment, an ON / OFF ratio and an ON / OFF cycle for reducing the input power amount to such an extent that the exhaust performance of the oil diffusion pump does not hinder the use are detected and set in the
The ON / OFF ratio and ON / OFF cycle set in the
第三の実施例は、油拡散ポンプに断熱手段を搭載し、断熱手段による作動油の温度上昇分の投入電力量を削減するON/OFF比およびON/OFF周期を検出し、タイマ10に設定するものである。例えば図1に示す断熱材11を油拡散ポンプ本体1の下部に覆うと、外部へ漏洩する熱を遮断できるため、同じ投入電力であっても断熱材を用いない場合に比して高い作動油温が維持される。断熱材を用いない場合に得られる作動油温を通常得られる作動油温とすると、作動油の昇温分エネルギーが過剰に投入されているため、過剰に投入された電力量を断続的に供給電力を遮断することで削減する。
In the third embodiment, a heat insulating means is mounted on the oil diffusion pump, and the ON / OFF ratio and the ON / OFF cycle for reducing the input electric energy for the temperature rise of the hydraulic oil by the heat insulating means are detected and set in the
タイマ10に設定するON/OFF比およびON/OFF周期は図4のフローチャートに則った実験データから取得する。まず、断熱手段を用いず従来同様継続的一定電力を供給した場合の油温t1、および断熱手段を用いて継続的一定電力を供給した場合の油温t3を測定する。次いで、タイマ10のOFF時間を徐々に増加させて油温tnを測定しt1と比較する。同図のフローチャートは図2同様OFF時間を1%ずつ増大させるものとするが、比率は適宜選択すればよい。またON/OFF周期も適宜選択すればよい。測定油温がt1以下になるまでこの作業を繰返し、この時の測定油温tmがt1に等しい場合はその時点のON/OFF比を、測定油温tmがt1よりも小さい場合は1段階前に測定したON/OFF比をタイマ10に設定すればよい。上記手段により設定したON/OFF比は過剰投入分の電力量を削減しているに過ぎないため、排気性能の確認の必要はないが念のため排気性能を確認してもよい。
The ON / OFF ratio and ON / OFF cycle set in the
次に、ヒータの最大電力を継続的に投入する既設の油拡散ポンプに図1に示す電力調整器9およびタイマ10をユニット化して搭載し、油拡散ポンプを実際に省電力化した結果を例示する。
まず、図2に示すフローチャートに則って油温が低下する直前のON/OFF比を検出した。省電力ユニットを搭載せず従来同様に運転した際の油温t1は249℃であり、温度が低下したと判断する油温t2を247℃、ON/OFF周期を50秒に設定した結果、油温が低下する直前のON/OFF比として4:1を検出した。図11は油温の測定結果を示す。以下、省電力ユニットを搭載しない既設の油拡散ポンプによる運転データを標準時データとする。ジャケット付標準とは図5に示す油拡散ポンプに図1の11に示す断熱材を用いた際の運転データであり、標準時より高い油温が維持されているため第三の実施例を利用して昇温分の投入電力量を削減してもよい。
Next, the power regulator 9 and
First, the ON / OFF ratio immediately before the oil temperature decreased was detected according to the flowchart shown in FIG. The oil temperature t1 when operating in the same manner as before without installing the power saving unit is 249 ° C. As a result of setting the oil temperature t2 to determine that the temperature has decreased to 247 ° C and the ON / OFF cycle to 50 seconds, 4: 1 was detected as the ON / OFF ratio immediately before the temperature decreased. FIG. 11 shows the measurement result of the oil temperature. Hereinafter, the operation data of an existing oil diffusion pump not equipped with a power saving unit is assumed to be standard time data. The standard with jacket is the operation data when the heat insulating material shown in 11 of FIG. 1 is used for the oil diffusion pump shown in FIG. 5. Since the oil temperature higher than the standard time is maintained, the third embodiment is used. Thus, the input power amount for the temperature rise may be reduced.
次いで、ON/OFF比4:1、ON/OFF周期50秒における排気性能を測定し、標準時の排気性能と比較した。この結果を図6乃至図8に示す。
図6は排気速度を、図7は最大排気量を、図8は到達圧力および臨界背圧を測定した結果である。図より、省電力ユニット使用時の排気速度、最大排気量、到達圧力は標準時にほぼ等しいが、臨界背圧のみが標準時と比較して低下していることがわかる。但し、油拡散ポンプの臨界背圧は一般に13Pa以上であればよく、油拡散ポンプに接続される補助ポンプの到達圧力は13Paよりもはるかに低いため、省電力ユニット使用時の臨界背圧として測定された25.3Paは全く問題のない値である。よって排気性能に問題はなく、タイマ10にON/OFF比4:1、ON/OFF周期50秒を設定し使用すればよい。
Next, the exhaust performance at an ON / OFF ratio of 4: 1 and an ON / OFF cycle of 50 seconds was measured and compared with the exhaust performance at the standard time. The results are shown in FIGS.
FIG. 6 shows the exhaust velocity, FIG. 7 shows the maximum displacement, and FIG. 8 shows the ultimate pressure and critical back pressure. From the figure, it can be seen that the exhaust speed, the maximum displacement, and the ultimate pressure when using the power saving unit are almost equal to the standard time, but only the critical back pressure is lower than the standard time. However, the critical back pressure of the oil diffusion pump should generally be 13 Pa or higher, and the ultimate pressure of the auxiliary pump connected to the oil diffusion pump is much lower than 13 Pa, so it is measured as the critical back pressure when using the power saving unit. 25.3 Pa is a value which has no problem at all. Therefore, there is no problem in the exhaust performance, and the
図9は油温の時間変化を示し、標準時と省電力ユニット使用時の立ち上がりを比較した結果である。標準時に比較して、省電力ユニット使用時は立ち上がりに多少の遅れが見られた。実際の油拡散ポンプの使用に際しては問題のない遅れであるが、立ち上がりを早めたい場合は運転開始後所定の油温になるまではON/OFF制御は用いずヒータの最大電力を継続的に供給すればよい。 FIG. 9 shows the time change of the oil temperature, and is a result of comparing the rise at the standard time and when using the power saving unit. Compared to the standard time, there was a slight delay in starting up when using the power-saving unit. Although there is no problem in using the actual oil diffusion pump, if you want to speed up the start-up, the maximum power of the heater is continuously supplied without using the ON / OFF control until the oil temperature reaches the specified level after the start of operation. do it.
図10はON/OFF比同一でON/OFF周期を変化させた際の油温の時間変化を示す。ON/OFF比は4:1に設定した。図より、ON/OFF周期が10秒の場合に比較してON/OFF周期が50秒の場合の方が高い油温が維持されていることがわかる。これは、前述したような立ち上がり時の投入電力の遅れに起因していると見られるため、ON/OFF周期も実測データから選択することが望ましい。 FIG. 10 shows the time change of the oil temperature when the ON / OFF ratio is changed with the same ON / OFF ratio. The ON / OFF ratio was set to 4: 1. From the figure, it can be seen that a higher oil temperature is maintained when the ON / OFF cycle is 50 seconds than when the ON / OFF cycle is 10 seconds. Since this is considered to be caused by the delay of the input power at the time of rising as described above, it is desirable to select the ON / OFF cycle from the actually measured data.
上記より、ON/OFF比4:1、ON/OFF周期50秒の断続電力を供給することにより、既設の油拡散ポンプの排気性能を維持したまま20%の消費電力量削減が可能となった。 From the above, by supplying intermittent power with an ON / OFF ratio of 4: 1 and an ON / OFF cycle of 50 seconds, it has become possible to reduce power consumption by 20% while maintaining the exhaust performance of the existing oil diffusion pump. .
本発明により油拡散ポンプにタイマ10および電力調整器9を設けることでヒータ5への最適な電力投入量の調整が可能となる。これによって、油拡散ポンプを取り付ける真空装置の補助ポンプなどの性能や使用上の排気性能に最適な性能にすることで、消費電力量を可能な限り低減し、省エネルギー化を図ることができる。
By providing the oil diffusion pump with the
温度調整器を用いたヒータ制御では計測油温の信頼性が高くないこと、或いは油温が経時変化すること等に起因し、所望の省エネルギー効果が得られない場合や、必要以上に省エネルギー化してしまい排気性能に支障が出てしまう場合があったが、本発明は油温の経時変化を電力制御にフィードバックせず予め設定した条件で供給電力をON/OFF制御することにより所望の省エネルギー効果を得ることを可能とするものである。また、ポンプ内に配置させた熱電対等による測温結果をフィードバックする必要がないため、装置の簡略化および低コスト化にも貢献する。更に作動油の交換時期も適切に判断できるため、従来の温度調整制御に見られたような作動油の劣化に気付かずに消費電力を増大させて油温を維持してしまうといった不具合もない。加えて、実施例は油温の差分を測定しているため、作動油温の測定位置による計測誤差を無視できるという効果も奏する。 In heater control using a temperature regulator, the reliability of the measured oil temperature is not high, or the oil temperature changes over time. In some cases, the exhaust performance may be hindered. However, the present invention does not feed back the change in oil temperature over time to the power control. It is possible to obtain. Further, since it is not necessary to feed back the temperature measurement result by a thermocouple or the like arranged in the pump, it contributes to simplification and cost reduction of the apparatus. Furthermore, since the replacement timing of the hydraulic oil can be determined appropriately, there is no problem of increasing the power consumption and maintaining the oil temperature without noticing the deterioration of the hydraulic oil as seen in the conventional temperature adjustment control. In addition, since the embodiment measures the difference in the oil temperature, the measurement error due to the measurement position of the hydraulic oil temperature can be ignored.
油温を設定する従来の方法では同型同用途の真空装置であっても適切な油温を個別に設定する必要があったが、本発明手段を用いることにより同型同用途の真空装置であれば一義的に同一のON/OFF時間比で運転することが可能となるため、あらかじめ最適に設定したタイマ9および電力調整器10をユニット化し、単体販売することも容易である。
In the conventional method for setting the oil temperature, it was necessary to individually set an appropriate oil temperature even for the vacuum device of the same type and the same application. Since it is possible to operate with the same ON / OFF time ratio uniquely, it is easy to unitize the timer 9 and the
また、上記実施例においては、ON/OFF比とその周期を制御して運転するものを示したが、例えば、ON幅を一定としてOFF幅だけを制御する構成としてもよいし、逆にOFF幅を一定としてON幅だけを制御する構成としてもよい。さらに、上記に示した幾つかの制御を組み合わせてもよい。 Further, in the above embodiment, the operation is performed by controlling the ON / OFF ratio and its cycle. However, for example, a configuration in which only the OFF width is controlled with the ON width being constant may be used. It is good also as a structure which controls only ON width | variety by making constant. Further, some of the controls described above may be combined.
1 油拡散ポンプ本体
2 水冷パイプ
3 ジェット
4 油
5 ヒータ
6 電磁開閉器
7 ブレーカー
8 排出口
9 電力調整器
10 タイマ
11 断熱材
1 Oil diffusion pump body
2 Water cooling pipe
3 Jet
4 oil
5 Heater
6 Electromagnetic switch
7 Breaker
8 Discharge port
9 Power regulator
10 timer
11 Insulation
Claims (7)
該ヒータに接続される電力調整器、および該電力調整器に接続されるタイマを備え、
該予め入力された制御データに従って該電力調整器をON/OFFするよう該タイマが設定され、
該タイマに設定されたON/OFF比及び周期時間が、予め実測したデータに基づいて設定されることを特徴とする油拡散ポンプの消費電力量削減装置。
Oil diffusion that intermittently cuts off the electric power supplied to the heater based on pre-input control data in an oil diffusion pump that exhausts the suction gas by injecting a vapor flow of hydraulic oil heated by the heater from a jet A power consumption reduction device for a pump,
A power regulator connected to the heater, and a timer connected to the power regulator,
The timer is set to turn on / off the power regulator according to the pre-input control data,
An ON / OFF ratio and a cycle time set in the timer are set based on data measured in advance, and an apparatus for reducing power consumption of an oil diffusion pump.
2. The power consumption reduction device according to claim 1, wherein the previously measured data represents a relationship between at least the ON / OFF ratio and cycle time and the exhaust performance of the oil diffusion pump. Quantity reduction device.
2. The power consumption reduction device according to claim 1, wherein the previously measured data is a minimum in which at least one of critical back pressure, maximum exhaust amount, exhaust speed, and ultimate pressure, which are exhaust performance of the oil diffusion pump, satisfies a predetermined value. An oil diffusion pump power consumption reduction device characterized by expressing the ON / OFF ratio of the oil diffusion pump.
The power consumption reduction device according to any one of claims 1 to 3 , wherein the previously measured data represents an ON / OFF ratio immediately before the oil temperature of the oil diffusion pump decreases. To reduce power consumption.
該油拡散ポンプに装着される断熱手段を備え、前記予め実測したデータが、該断熱手段により昇温した油温分の投入電力量を削減するON/OFF比を表していることを特徴とする消費電力量削減装置。
The power consumption reduction device according to claim 1,
Insulating means mounted on the oil diffusion pump is provided, and the previously measured data represents an ON / OFF ratio for reducing the input power amount of the oil temperature raised by the insulating means. Power consumption reduction device.
該作動油を加熱するヒータ、及び該ヒータの給電線に接続された請求項1から5いずれか一項に記載の消費電力削減装置を備えた油拡散ポンプ。
An oil diffusion pump that exhausts a suction gas by injecting a steam flow of heated hydraulic oil from a jet,
The oil diffusion pump provided with the heater which heats this hydraulic fluid, and the power consumption reduction apparatus as described in any one of Claim 1 to 5 connected to the electric power feeding line of this heater.
該ヒータに投入する電力のON/OFF比及び周期時間と該油拡散ポンプの排気性能との関係について、該油拡散ポンプの排気性能が所定値を満たす最小のON/OFF比を導出するステップ、及び
該最小のON/OFF比で該ヒータに周期的に断続電力を投入するステップ
からなることを特徴とする消費電力量削減方法。 A method for reducing power consumption used in an oil diffusion pump that exhausts a suction gas by injecting a vapor flow of hydraulic oil heated by a heater from a jet,
Deriving the minimum ON / OFF ratio at which the exhaust performance of the oil diffusion pump satisfies a predetermined value with respect to the relationship between the ON / OFF ratio and cycle time of the electric power supplied to the heater and the exhaust performance of the oil diffusion pump; And a method for reducing the amount of power consumption, comprising the step of periodically supplying intermittent power to the heater at the minimum ON / OFF ratio.
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