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補助ポンプと主ポンプを正しくマッチングさせるには?

主ポンプは、運転開始前の排気や連続運転時のサポートの役割を果たしてくれる補助ポンプを必要とします。安全で最適な性能を確保するために、補助ポンプと主ポンプの正しい組み合わせやマッチングを考える際には、おさえておくべきいくつかのポイントがあります。

正しいポンプの組み合わせがなぜ重要なのか?

不適切な組合せは、拡散ポンプの停止(および大規模なオイル汚染)やターボ分子ポンプの過熱など、深刻な結果を招く可能性があります。

以下に、よくある例を挙げながら、これらの要件について説明します。

補助ポンプと主ポンプは何に使用されるのか?

補助ポンプは、大気圧からある一定の真空レベルまで排気するポンプです。これには、オイルシール型ロータリベーン(OSRV)、ダイアフラム、スクロール、多段ルーツ、ピストン、スクリューポンプおよび水封式ポンプなどが挙げられます。

主ポンプは、補助ポンプや場合によっては他の主ポンプを使って、運転前に必要な圧力まで初期排気してあげる必要があります。主ポンプの例は、オイル拡散ポンプ(ODP)、ターボ分子ポンプ(TMP)、蒸気ブースター(VB)、メカニカルブースター(MB)、イオンゲッターポンプ(IGP)、チタンサブリメーションポンプ(TSP)、非蒸発可能ゲーター(NEG)、極低温、分子ドラッグ、再生ポンプなどです。

ODP、TMP、VBポンプなどは、連続運転にバックポンプが必要な場合もあります。

補助ポンプと主ポンプを選択する際に考慮すべきポイント

補助ポンプと主ポンプをマッチングするには、次の点を考慮する必要があります

  •  主ポンプが排気プロセスを「引き継ぐ」時点までの補助ポンプによる初期排気時間。これは主ポンプが補助ポンプと同時にスタートし、主ポンプの "タイムアウト "を防ぐために時間内に規定圧力に到達する必要がある場合に特に重要です。
  • 主ポンプ起動時のガス流量と圧力上昇の初期「サージ」。下図は、nXDS15iスクロールが補助ポンプであり、nEXT300Dが主ポンプのTMPとした場合の例で、主ポンプ(nEXT300D)が排気を「引き継ぐ」ときの圧力上昇に対応してスループットが急増していることを示しています。
真空ポンプの組み合わせの例

これにより、補助ポンプで約1.5 mbarの上昇が生じます(下図参照) 

真空ポンプの組み合わせのスループットの例

  • 最大背圧(MBP)/ 臨界背圧(CBP)を超えないようにしてください。これにより、最大ガス流量が制限されます。補助ポンプは、補助ポンプのピーク/公称速度を想定するのではなく、必要な背圧で十分な速度性能を備えている必要があります。
  • MBP値は、フローではなくゼロフローのために製造業者によって提示される場合があります。
  • 清浄度(ドライポンプが必要かもしれません)
  • 補助ポンプは、主ポンプとの間に統合可能である必要があるか?
  • 圧縮に関して、特にTMPと組み合わせた場合、補助ポンプの典型的な残留大気はどのようになるのか?例えば、H2のTMPの圧縮比が比較的低い場合、バッキングポンプのH2部分圧力が大きくなると、達成可能な到達圧力が制限される可能性があるため重要です。