真空ポンプ油の選び方と混合使用の可否:粘度等級から混合リスクまで

油封ロータリーベーン真空ポンプの油は、潤滑剤だけではない。ベーンとポンプ室の間に油膜を形成し、圧縮室の漏れ経路を塞ぐ。これが油封式ポンプで 0.1 mbar 台に到達できる前提であり、同時に圧縮熱を運び去り、摩耗粉やダストを包み込んで油タンク底部へ沈める。したがって油を選び間違えると、現場で見えるのは「摩耗が少し早い」ではなく、真空度が上がらない、排気時間が長くなる、油交換回数が倍になるといった現象である。以下では「選び方」と「混合可否」を分けて説明する。

1. まず真空度で油種族を決め、次に使用条件で粘度等級を決める

ISO 6743 では、圧縮式油潤滑容積ポンプ用油を D 族に分類し、作動真空度によって低真空、中真空、高真空の三段に分け、各段をさらにガスの腐食性の有無で二区分に分けている(DVA/DVB、DVC/DVD、DVE/DVF)。ドイツの DIN 51506 は添加剤と負荷で分類する別の体系である。VB、VC は添加剤を含まない鉱物油型、VBL、VCL は酸化防止添加剤を加えたもの、VDL は高圧・重負荷向けである。両者に共通するのは、真空度が高いほど、負荷が重いほど、油の酸化防止性と低蒸気圧性への要求が高くなる点である。

当社の単段油封ロータリーベーン真空ポンプ V0025A から V0100(V0025A–V0100 製品ページ)は、ガスバラストを閉じたときの到達真空度が 0.1 mbar、V0025A は 0.5 mbar で、低真空と中真空の境界に位置する。酸化防止添加剤入りの鉱物油型真空ポンプ油を選べばよく、高真空拡散ポンプ油まで必要としない。後者は粘度が低く蒸気圧も低いため、この種のポンプではかえって油膜が薄くなりやすい。

粘度等級は四つの要素で決める。回転数、油温、すき間(クリアランス)、吸気温度である。回転数が高い場合は一段階低い粘度を選ぶ。50Hz では多くの機種が 2900 r/min、V300B は 1500 r/min であり、同じ使用条件なら大型ポンプは一段階高い粘度を選べる。油温が長期にわたり高い場合(工場内が高温、連続運転、冷却風不足など)は一段階高い粘度を選ぶ。冬季の冷間起動が多い場合やポンプ室内のすき間が小さい場合は、粘度が高いと吸油が遅くなり、始動電流が大きくなる。

60Hz 地域への輸出は個別に確認する必要がある。仕様書には一部機種が 60Hz 地域に適さないと明記されており、回転数が上がると油温と油品要求が変わるため、注文前に工場へ該当構成を確認すること。

2. 計算例:油の状態が排気時間にどう表れるか

粗引段階では次の式で排気時間を見積もる:

t = (V / S) × ln(P0 / P1)

V はチャンバー容積(m³)、S は有効排気速度(m³/h)で、t を秒に換算するには 3600 を掛ける。

V0100 を一台例に取る。公称排気速度は 100 m³/h で、2 m³ のチャンバーを 1000 mbar から 10 mbar まで排気する。まず有効排気速度を求める。配管、バルブ

よくある質問

真空ポンプ油は異なるブランド間で混合使用できますか?
短時間の補給や応急処置としては可能だが、長期運転には推奨しない。異なるブランドでは酸化防止剤や乳化防止添加剤の体系が異なり、混合後に濁りや沈殿が生じることがあり、乳化防止能力が低下する。水蒸気を含む条件では油が持続的に白濁し、排気速度も低下する。
真空ポンプ油の交換頻度はどのくらいが適切ですか?
清浄で乾燥した条件では 2000 時間または半年ごと、水蒸気や溶剤を含む条件では 500~1000 時間ごとを目安とする。V0040A の油量は 1.5 L、V0100 の油量は 2 L で、油量が少ないほど汚染に敏感なため、大型ポンプより短い周期にする。
油を選び間違えるとどのような症状が出ますか?
まず排気速度が低下し、その後で真空度が低下する。V0100 で 2 m³ のチャンバーを 10 mbar まで排気する例では、有効排気速度が 70 m³/h から 50 m³/h に下がると、排気時間は 474 秒から 663 秒になり、40% 長くなる。この時点では到達真空度が正常範囲にあることもある。
鉱物油と合成油は混合できますか?
できない。鉱物油型と PAO、エステル系合成油では極性や添加剤体系の差が大きく、混合後に層分離したり添加剤が相互に消耗したりする可能性がある。油位は正常に見えても真空度が上がらず、全量交換する必要がある。
油が交換時期かどうかはどう判断しますか?
三つの箇所を見る。油窓の色が淡黄色から黒色または白色に変わる。油位が前回記録より上昇する(多くは凝縮液の混入による)。ガスバラストを閉じたときの到達真空度が新しい油のときより一段階低い(例えば 0.1 mbar から 0.3 mbar に低下する)。いずれか一つが当てはまれば、まず油を交換してからポンプを判断する。

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