真空ポンプ・ブロワの基礎知識

真空とは?

日本工業規格では真空とは「通常の大気圧より低い圧力の気体で満たされた空間の状態」(JIS Z 8261-1)と定義されていて、さらに真空を4つの圧力範囲に分類しています。

真空の圧力範囲 名称
100kPa~100Pa (105Pa~102Pa) 低真空
100Pa~0.1Pa (102Pa~10-1Pa) 中真空
0.1Pa~10µPa (10-1Pa~10-5Pa) 高真空
10µPa以下 (10-5Pa以下) 超高真空

上表の圧力は絶対真空(空間中に分子が一つも無い完全な真空状態)を0とした時の値です。
また、JISには制定されていませんが、10-9Pa以下の真空を極高真空といい、学術用語としては定着しています。

ブロワとは?

圧縮空気とは「動力伝達媒体として使用する、大気を圧縮した空気」(JIS B 0142)と定義されていて、JIS B 0132で圧縮機(コンプレッサ)、ブロワについて下記のように定義されています。

用語 定義
圧縮機 羽根車もしくはロータの回転運動またはピストンの往復運動によって気体を圧送する機械
ブロワ 圧縮機のうち、有効吐出し圧力が200kPa以下のもの

ブロワとは圧縮機(コンプレッサ)のうち200kPa(0.2MPa)以下の低圧エアーを作り出す装置をいいます。

真空ポンプの種類

真空ポンプにはドライポンプ、油回転ポンプ、水封式ポンプ、エジェクタなど様々な種類があります。
その中でドライポンプはポンプ内部の気体移送経路に油や封液などを使用していないポンプで、ベーンポンプ、ルーツポンプ、スクリューポンプなどの方式があります。

ドライポンプの種類

容積移送式 回転式 ベーンポンプ
クローポンプ
多段ルーツポンプ
スクロールポンプ
スクリューポンプ
往復動式 ダイヤフラムポンプ
ピストンポンプ
ベローズポンプ
運動量輸送式 機械式 サイドチャネルブロア
ターボ真空ポンプ

ベーンポンプ

ベーンと呼ばれるカーボン製のブレード(板状の羽根)が遠心力で飛び出すことによって空気を掻きだす方式のポンプ

ベーンポンプ

クローポンプ

それぞれ爪状の突起を持つ一対のクロー形ロータを非接触で互いに反対方向に等速度で回転させ、吸引気体を圧縮して排気するポンプ

クローポンプ

多段ルーツポンプ

非接触で互いに逆方向に等速度で回転する一対のまゆ形断面のロータを直列に配置して多段化したポンプ

多段ルーツポンプ

スクロールポンプ

同一の渦巻形の壁を持った固定スクロールと旋回スクロールからなるポンプ

スクリューポンプ

一対のスクリュー形ロータを非接触で互いに反対方向に等速度で回転させて吸引気体を圧縮して排気する単段式ポンプ

真空単位(ゲージ圧と絶対圧)

真空単位には絶対圧とゲージ圧があります。 絶対圧は絶対真空を圧力0の基準としており、ゲージ圧は大気圧を圧力0の基準としています。相対的な圧力(※)ですので、ご注意ください。なお、当社は大気圧を基準としたゲージ圧を主に使用しています。
※右の式で換算できます。 絶対圧[kPa] ≒ 101.3[kPa] - ゲージ圧[kPa]

ゲージ圧と絶対圧

国際単位系(SI)では圧力の単位はPaを用いることになっており、mmHg、Torrは現在の新計量法では商取引に使用しません。 参考までに単位の比較を下表に示します。 換算表はこちらを参照ください。

圧力単位比較 絶対圧
圧力単位比較 絶対圧
圧力単位比較 ゲージ圧
圧力単位比較 ゲージ圧

単位換算表

真空度(ゲージ圧)に換算

真空単位 真空度(ゲージ圧)
From To kPa mmHg mbar
1kPa 1 7.5 10
1mmHg 0.1333 1 1.333
1mbar 0.1 0.75 1

絶対圧力に換算

真空単位 絶対圧力
From To kPa[abs] Torr atm mbar[abs]
1kPa[abs] 1 7.5 9.87×10-3 10
1Torr 0.1333 1 1.316×10-3 1.333
1atm 1.013×102 760 1 1.013×103
1mbar[abs] 0.1 0.75 9.87×10-4 1

排気圧力(ゲージ圧)に換算

圧力単位 排気圧力(ゲージ圧)
From To kPa kgf/cm2 psi mbar
1kPa 1 1.02×10-2 1.45×10-1 10
1kgf/cm2 98.07 1 14.223 9.807×102
1psi(lb/in) 6.89 7.031×10-2 1 68.9
1mbar 0.1 1.02×10-3 1.45×10-2 1

流量を換算

流量単位
From To cfm m3/h L/min L/s m3/s
1cfm(ft3/min) 1 1.6992 28.32 0.472 4.72×10-4
1m3/h 0.589 1 16.67 0.278 2.78×10-4
1L/min 0.0353 0.06 1 0.0167 1.67×10-5
1L/s 2.119 3.6 60 1 10-3
1m3/s 2119 3600 60000 1000 1