メカニカルブースタ真空ポンプの吸入側限界圧力について教えてください。
製造技術データベースサイト イプロス製造業
エンジニア質問箱
質問箱メニュー
検索
質問する
前の質問
機器の停電対策について
次の質問
接着剤について
kobatoさんを気になる人に追加
閉じる
メカニカルブースタ真空ポンプの吸入側限界圧力と連続運転限界について理論的に教えてください。ドライ真空ポンプSST200とメカニカル真空ポンプSMB-C15（5.5KW）のセットで排気をしております。電源は200V60Hzです。メーカーから戴いた「予想性能曲線SMB-C15（5.5kw）+SST200」で「吸入側限界圧力＝900Pa」「連続運転限界＝260Pa」となっていますが、この「吸入側限界圧力」はメカニカルブースタ真空ポンプが大気から使用できないからこの数値があると思いますが、なぜメカニカルブースタ真空ポンプは大気から使用できないのでしょうか。ポンプの「吸入側限界圧力」は何によって決まるのでしょうか。同じメカニカルブースタ真空ポンプでも組込のモーター容量が変わると数値が違います。3.5Kwの場合の「予想性能曲線SMB-C15（3.7kw）+SST200」では「吸入側限界圧力＝860Pa」「連続運転限界＝260Pa」となっています。「吸入側限界圧力」は違うのですが「連続運転限界」は同じですが、メーカー排気曲線は正しいのでしょうか。疑問に思いメーカーに「吸入側限界圧力」と「連続運転限界」の数値の根拠となる資料を戴きたいとお願いしましたが戴けませんでした。「吸入側限界圧力」と「連続運転限界」の数値の技術的な裏づけとなる資料は手に入らないものでしょうか。資料の例を挙げれば、『構造との関係/ポンプ動力との関係/吸入圧と電流関係/吸入圧と背圧関係/理論計算と式/実験計算式 』等で説明できると思いますが。以上ご指導下さい。
追加で「連続運転限界＝620Pa」と修正しましたが修正が誤りです。本文質問で考えてください。
違反通報
質問の一部誤りがありました。「連続運転限界＝260Pa」と書きましたが。「連続運転限界＝620Pa」です。【星の王子さん】回答有難うございました。王子さんの回答1・回答2に添付戴きましたﾎｰﾑﾍﾟｰｼﾞは、質問前に私も見ております。私の知りたいのは『｢吸入側限界圧力」と「連続運転限界」の数値の技術的な裏づけとなる資料またはﾃﾞｰﾀｰ』です。購入ﾒｰｶｰから回答いただけないためやむなく質問箱を利用して確認しております。動力が違うのに｢連続運転限界｣が同じということはおかしくありませんか。
全て見る
この質問にキーワードを設定する
星の王子さんを気になる人に追加
星の王子さん
質問でファイルの重要そうな部分を抜粋してＰＤＦで掲載しました。 ちょっと逆さになってしまいましたが、コピーしてお使い下さい。 http://www.qabox.jp/question/qa4639.html
この回答が「なるほど」と思ったらクリック→
星の王子さんへのお礼 お礼日時： 2010/08/17 17:18
｢メカニカルブースターポンプの評価法｣のPDFﾌｧｲﾙが開けないのですが、質問箱サンの処理の問題でしょうか。先週は私の貼り付けた画像ファイルが開けなかったのですが今週に入り開けるようになりました。添付ファイル開ける様になるにはアイコンが出来ますが、アイコンが出来ていません。星の王子さんは開けますか。お礼欄利用して質問して申し訳ありません確認していただければ幸いです。
メカニカルブースターポンプは基本は補助ポンプが必ず必要となります。補助ポンプと組み合わせる事で排気性能のＵＰと到達圧力を下げるのを目的としています。 http://www.shinku-pump.com/vacuumpump/mechanical/ http://www.ulvac-kiko.com/faq/index.html http://www.ulvac-kiko.com/faq/faq_q07.html アルバック機工さん(小型メカブ)、アルバックさん(大型メカブ)などは丁寧にご回答して頂けるのではないでしょうか？ 基本、粗引(補助)ポンプの排気速度が低下する1k〜0.1Paの領域で排気速度をアップすることが可能という情報しかありません。ルーツポンプで調べてみて下さい。 メカニカルブースターポンプは、大気から排気するポンプではなく後段（大気側）に油回転ポンプを設けて使用される。中、低真空領域（１Pa～1000Pa）でガス負荷の大きな雰囲気形成に主に使用されています。
星の王子さんへのお礼 お礼日時： 2010/08/11 08:23
星の王子さんご回答有難うございました。
こんなの見つけました。 http://marie.nucleng.kyoto-u.ac.jp/PEOPLE/IKUJI/edu/vac/app-A/pspeed.html
星の王子さんへのお礼 お礼日時： 2010/08/11 08:27
星の王子さんご回答有難うございました。私のほしい情報は数値の裏付ととなるﾃﾞｰﾀｰです。このまま質問公開して何か手がかりつかみたいと思います。今後もよろしくご指導下さい。
http://sky.geocities.jp/nanyo101/ 使えるかどうかは不明ですが・・・ 今、私の知り合いのアルバックさんのご担当に回答を依頼しておきました。 外出されているようですので、戻られてからご回答するようなメールを頂いております。 メール入りましたら、再度ご連絡差し上げます。
星の王子さんへのお礼 お礼日時： 2010/08/11 13:47
ご回答3のホームページ｢Vector｣さんのソフトは今から設計で使用してみようとダウンロード(フリーソフト)したところです。いま凍結庫の設計をしています。お礼と現状報告まで。
簡単に電話でご回答して頂きました。 まず、メカニカルブースターはルーツ形の、即ち、容積形の機械的真空ポンプだから、吸込容積量は、吸込ガスの重さに関係なく同じと考えられていますが誤りです。 メカブの性能は、補助ポンプとの容量比や圧縮比によって性能が決まるのですが、その性能を推定する明確な計算方法があるのではなく、空気吸込テスト性能を標準用として代用しているだけとの回答でした。 従って、工学的、技術的に確実な方法としては、安全側で決定すると言う手法となるとの事です。このような安全側でメカブの性能を考えた数字でカタログ等には記載があるらしいです。 後日再度ご回答を頂けるとの事でした。
ただいま担当の方からお詫びの連絡が入りました。勉強不足でしたとの事です。 資料があるんですが、ＰＤＦで頂いているので添付できずちょっと残念です。 簡単に主要部分なところだけ記載致します。 次のように記号を定義する。 P1：メカニカルブースタの吸入圧力 （Pa) P2：メカニカルブースタの吐出圧力＝Fore pump吸入圧力 （Pa） D ：メカニカルブースタのDisplacement （L／min） 逆流が無い場合の排気速度で幾何学的排気速度とも言う。ローターくぼみ部とケーシン グ曲面から構成される図形の面積を求めこれにケーシング幅をかけ４倍し回転数 を掛け合わせたもの。 S1：メカニカルブースター排気速度（L／min） S2：Fore Pump排気速度（Ｌ／min） Ｔ1：メカニカルブースタ吸入側ガス温度 Ｔ2：メカニカルブースタ吐出側ガス温度 Q：ガス量 （Pa・ｍ3／min） つづく
メカニカルブースタポンプの吸入ガス量をQとして吐出側から排気過程において逆流する量をQbとするとＱ＝Ｓ1P1＝DP1ーＱb（１式）Qbはつぎの２つから構成される。Qfb：ローター間、ローター ケーシング間の隙間を通して吐出側から圧力差に応じて流れるガス量でflow-backと呼ばれる。メカニカルブースタポンプの一般的な使用圧力では、隙間は気体の平均自由工程より数分の１から１０分の１であることからここでの流れは、分子流の振る舞いを示す。Ｐ2が高くなり粘性流となった場合はＰ2.＞２Ｐ1では、隙間の最小部では、音速となりP1がいくら小さくなても流量は変化しなくなる。＜参考＞平均自由工程：ある気体分子が他の気体分子と衝突するまでに飛行する距離の平均値で圧力に逆比例する。窒素の場合１×１０－３Torrで５０mmと覚えておくと便利である。（つづく）
Ｑcb：Carry-backと呼ばれるもので吐出側でローター表面に気体分子が吸着したりローター表面の小さな凸凹に気体がトラップされ吸入側で放出されるもので隙間の大小には関係しない逆流である。Ｑcbは逆流量としては小さな値でありＰ1が１０-2Pa程度の圧力領域ではその存在が明確になるが１Ｐa以上で使用される一般のメカニカルブースタポンプにおいては無視できる。 ※記載が厳しい為間の文面は省略させて頂きます。 Kの値は複雑でQfbを考えるとQが大きくなるとT2が大きくなり熱膨張による隙間が変化し逆流量が変わる。またP2が変われば逆流の流れの状態が分子流であったり粘性流であったり変化するので計算によりコンダクタンスを求めるのは難しい。しかし、Qに対する吐出温度があまり変化しなければKの値はP2によりだいたい決まった値となる。ここでT1=T2と過程するとP2/P1=S1/S2ここから先の計算式が入れたいんですが、分数がうまく記載できません。
あと、私、メカニカルブースターポンプとルーツポンプを一色単に考えておりましたが、メカニカルブースターポンプは、単体で起動できないどちらかといえば小型のポンプを指すらしく、ルーツポンプはメカニカルブースターポンプより大型のポンプを指すような位置づけみたいです。 大気圧から、バックポンプ無しで行ける物もあるとかないとか・・・ 資料の送り先などが判ればすぐに教えて差し上げられるのに、何とも歯がゆい思いです。 何とかファイルを添付できるようにはならないもんなんですかね？？？
星の王子さんへのお礼 お礼日時： 2010/08/17 17:38
添付ファイル有難うございました。回答13にて添付ファイル開けないと連絡差し上げましたが。さし上げてから、｢メカニカルブースターポンプの評価法｣を再度見ましたところ、添付ファイルアイコン作成され開くことが出来ました。お礼の欄が前後しますが。この欄を使用し再度ご回答13の御礼とします。添付ファイル読んで確認して行きます。有難うございました。
今、イプロスさんの方に、何とか添付資料をつけてご連絡が出来ないか問い合わせております。
星の王子さんへのお礼 お礼日時： 2010/08/12 09:52
星の王子さん、回答4から回答9まで有難うございました。アルバックさんは当社にも営業にこられています。アルバックさんに星の王子さんの事話メールにて問合せしてもよろしいでしょうか。星の王子さんの回答を参考に計算してみます。仕事抱えてのことなので、時間かかると思いますが。 質問に排気性能曲線画像ファイル添付したのですがどの様に開くのでしょうか。 なお私は25年ぶりに真空業界に戻って1年目になるところで、過去を思い出しながら設計業務をしています。 お礼と近況まで。
maribokuさんを気になる人に追加
maribokuさん
理論的な数字でお答え出来ませんが、以前に真空排気装置の質問をした事が有り ましたので、経験での意見と思ってください。 １．ﾒｶﾆｶﾙﾌﾞｰｽﾀｰは、扇風機のような物ではないのでしょうか？ 羽根の大きさが変わらければ、高出力のモーターで回せば風量が増します。 低出力のﾓｰﾀｰなら、低回転となり風量は殆ど無くなるでしょう。 ２．低出力でも、10Paの雰囲気では回転が速くなるのではないでしょうか？ 結局、仕事量に値する動力が必要なのだと思います。 ３．油回転ﾎﾟﾝﾌﾟ等と組併せる真空排気装置では、ﾒｶﾌﾞの運転開始を真空SWに で制御しますが、振動等で真空SWの動作点がズレてしまう事が有ります。 再設定を行った時、大気圧側に設定し過ぎると振動が大きくなりました。 ４．未試験ですが、モーターを大きくすれば振動が無くなると思います。 当該機のﾓｰﾀｰを大きくすれば限界圧力は1000Pa？
maribokuさんへのお礼 お礼日時： 2010/08/12 09:56
maribokuさんご回答有難うございます。私の理論的な数字をつかめないでいますが、maribokuさんのご回答の内容と同じ考えを持っています。有難うございました。
イプロスさんの方から１６日にご回答頂きましたが・・・資料を特定の方にだけお見せするというのは難しいようです。申し訳ございません。 簡単にお話しをまとめさせて頂きますと、メカニカルブースターポンプ安全なラインで限界圧力を定めています。メカブ自体の目的が「補助ポンプの気体輸送能力が下がる圧力帯で能力をブーストすること」ですから、抵抗の少ない圧力帯で高回転で回してかき集めて補助ポンプに送ってあげるという作業をします。 （補助ポンプの能力が下がらない圧力まで昇圧してあげる） 大気圧付近でも大電力を投入すれば回ります、が補助ポンプの処理能力を超えるので使い物になりません。 もし、どうしても詳しい資料の方がほしいという場合はＰＤＦファイルを加工して添付できるように致しますので、ご連絡下さい。
星の王子さんへのお礼 お礼日時： 2010/08/17 16:16
回答有難うございます。県立図書館の本に（本の名前思い出しませんが）ルーツポンプの説明があり、p1：ルーツポンプの吸気側圧力、p2：ルーツポンプの排気側圧力 S1：ルーツポンプの排気速度、S2：補助ポンプの排気速度、S0：ルーツポンプの設計排気速度、F：逆流量(排気口側から吸気口側への逆流量) S1＝S0－F 気体の 吸気側温度＝排気側温度のp1×S1＝p2×S2、 ⊿p＝p2－p1とするとp1＝⊿p／((S1／S2)－1) W1：吸気側と排気側の圧力差に対抗してロータが行う仕事、W：機械摩擦仕事、p1：ルーツポンプの吸気側圧力p2：ルーツポンプの排気側圧力S0 ：ルーツポンプの設計排気速度Cp：ポンプ定数 動力＝W1＋W＝Cp(p2－p1)＋W ～＝ S0(p2－p1)＋Wが有りました。これらの式から考えると。 1）ルーツポンプ排気速度は設計排気速度から逆流量を引いた量 (続く)
今、イプロスさんに添付ファイルを共有に見れるようにできないか問合せしております。 私の方どうしてもこちらを見て頂きたくて・・・ またご連絡します。
星の王子さんへのお礼 お礼日時： 2010/08/17 16:55
(続き) 2)ルーツポンプの吸気側圧力は排気側と吸入側の圧力差と排気速度比から決定される。 3)W1≫Wよって所要動力は圧力差に比例する。 このことから考えると、ルーツポンプの型式が同一ならばモーター容量に関係なく排気速度は同じ。ルーツポンプのモーターをアップすることで高い圧力側から排気できるが、所要動力がモータの定格を越えない圧力差でルーツポンプを使用する。後段ポンプとの排気協調を取る。以上のように理解しましたが、アルバックさんに再確認していただければ幸いです。なお、添付ファイル見れる様努力されている様子。有難うございます。私の添付ファイルも見れるようになりました。此処をお借りしてお礼申し上げます。
私の方は開けますよ。
星の王子さんへのお礼 お礼日時： 2010/08/18 16:37
返事送れて申し訳ありません。昨日ファイル開きました。ファイル読み納得できましたので有難うございました。今後またお会いできることを楽しみにしています。
この質問をブックマーク
ページトップへ
すべて
一覧ページへ
ユーザーランキングへ
あと2000文字入力できます。
入力欄を広げる