排気速度低下の調査順序：まず実効排気速度を測り、それからポンプを分解する

真空ポンプの排気速度低下は現場で「ポンプがだめになった」と直接判断されがちですが、実際にポンプ本体を分解してみると問題がない割合は少なくありません。ガスが別の場所から入っているか、排気速度がそもそもチャンバーに届いていないのです。「まず症状を分け、次にデータを測り、最後に機械を分解する」順序で進めれば、2〜3時間で範囲を一箇所に絞れます。

一、まず症状を二つに分類する

異なる症状はまったく異なる原因を指し示すため、一言確認するだけで半分の遠回りを避けられます：

症状	判断根拠	指し示す原因
到達圧力に達しない	バルブを閉じた後の安定圧力がポンプの到達圧力より高い	漏れ率、凝縮性ガス、油の種類、ポンプ自体の到達能力
到達はするが排気が遅い	安定圧力は正常で、排気時間が以前より長い	実効排気速度の低下：配管、フィルター、局部抵抗、ポンプ内部漏れ

ポンプの到達圧力の列と照合します。V0025A から V0100 はガスバラスト閉で 0.1 mbar、開で 0.5 mbar、V0160 から V0302 はガスバラスト閉で 0.1 mbar（V0250、V0302 は 0.5 mbar）、V630B はガスバラスト閉で ≤8×10⁻² mbar、2V80 はガスバラスト閉で 4×10⁻⁴ mbar です。安定圧力が 0.08 mbar でポンプが V0160 の場合、まずポンプを疑わず、ガス負荷を計算してください。

二、まず圧力上昇法を行い、コストを抑える

吸気バルブを閉じ、チャンバーとポンプを切り離し、圧力が時間とともに上昇する曲線を記録します。漏れ率は

代入します：チャンバー V = 2 m³、300 s の間に圧力が 0.02 mbar から 0.17 mbar まで上昇し、ΔP = 0.15 mbar の場合、Q = 0.15 × 2 ÷ 300 × 1000 = 1 mbar·L/s となります。

この量級の漏れ率が V0160 に与える影響をまず計算します。160 m³/h は 44.4 L/s に換算され、漏れガスだけで圧力が 1 ÷ 44.4 ≈ 0.023 mbar 上昇します。つまり、ポンプ自体は 0.1 mbar に到達できても、システムは常に 0.12 mbar 付近で止まり、どう調整しても下がりません。

同じ式は検漏精度を逆に決めるのにも使えます。2V80（74 m³/h、約 20.6 L/s）を 1×10⁻³ mbar で安定させる場合、許容漏れ率の上限は 1×10⁻³ × 20.6 ≈ 0.02 mbar·L/s で、上記の 1 mbar·L/s より 48 倍小さい値です。この量級は圧力上昇法では識別できないため、トレーサーガス法を用いる必要があります。ISO 20485:2017 は二種類の方法（ガス流入による真空検漏と、ガス流出による加圧検漏）を規定しており、中国国内では GB/T 40335-2021 が対応し、修正採用に従って実施します。スプレーガンの走査速度は遅くします。速く走査すると小さな漏れ点を見落とします。

圧力上昇曲線を読むには前提があります。バルブを閉じた直後の区間は上昇が速く、壁面からの脱ガスと残留ガスによるため、曲線が線形区間に入ってから傾きを取る必要があります。そうしないと算出した「漏れ率」は脱ガス率になります。

三、排気曲線から実効排気速度を逆算する

圧力上昇法で漏れを除外したら、残るのは排気速度です。排気時間の基本関係は

t = (V / S) · ln(p₁ / p₂)

引き続き 2 m³ のチャンバーで V0160（公称 160 m³/h）を見ます。1013 mbar から 10 mbar まで排気すると、t = (2 ÷ 160) × 3600 × ln(101.3) ≈ 208 s、3分半です。

現場実測では同じ区間に 210 s かかり、一見問題なさそうです。しかし測定したのは 100 mbar から 10 mbar の区間で、理論値は 104 s しかありません。実測値を代入して逆算すると

つまり公称排気速度の 49% しかありません。ポンプは回り、圧力は下がっていますが、チャンバー側が受け取る排気速度は半分に落ちています。このとき調べるべきは「ポンプ吸気口からチャンバーまでの間に何が失われているか」であり、ポンプのベーンではありません。

四、配管コンダクタンス：失われた排気速度を数値にする

実効排気速度、ポンプ排気速度、コンダクタンスの三者は直列に連なります：

S_eff = 79 m³/h、S_p = 160 m³/h が既知として、C を逆算します：

次に実物寸法で照合します。DN50（内径 5 cm）、4 m 直管、2 個の 90° エルボを管径の 20 倍で換算して合計 2 m の等価長、総等価長は 6 m です。粘性流における長い円管のコンダクタンス

d = 0.05 m、L = 6 m を代入します：100 mbar では C ≈ 1.4×10⁴ L/s、10 mbar では約 1.4×10³ L/s、1 mbar では 142 L/s、0.1 mbar では 14.2 L/s しか残りません。分子流では C = 12.1 × d³ / L（d、L は cm、結果は L/s）に切り替え、DN50、長さ 600 cm で計算すると 2.5 L/s のみです。

照合結果は明快です。10 mbar 付近の配管理論コンダクタンスは 5×10³ m³/h のオーダーですが、実測等価コンダクタンスは 156 m³/h しかなく、一桁以上違います。問題は管径ではなく、どこかの局部抵抗にあります。確率順に並べると、ボールバルブが全開でない、吸気フィルターエレメントの積灰、ホースが負圧で潰れている、逆止弁が半開で引っかかっている、ベローズ管の内径がポンプ吸気口より一ランク小さい、などです。この区間も設置時に見落としやすい落とし穴で、V0160 の吸気口は G2″ であり、接続部で縮径すると吸気口をわざわざ小さくしたのと同じになります。

ついでに別の現場フィードバックも説明します。「1 mbar 以下に排気すると遅くなる」というのは錯覚ではありません。0.1 mbar では同じ DN50 管のコンダクタンスは 51 m³/h しかなく、ポンプを大きくしても配管に抑え込まれます。配管に問題がないことを確認してからポンプを調べます。油位と油の種類、油の乳化、吸気フィルターの詰まり、ベーンと排気弁片の摩耗、オイルミストセパレーターエレメントの詰まり（排気背圧が上がると排気速度が全体的に低下します）、カップリング弾性体の滑りなどを確認します。回転数も確認します。同じポンプでも 50Hz と 60Hz で排気速度が異なり（V0160 は 160 / 190 m³/h）、一部の機種は 60Hz 地域に適していません。周波数変更や輸出前には、電動機と回転数構成を工場に確認する必要があり、カタログ値から直接換算してはいけません。

五、ポンプに問題がなく、配管にも問題がなければ、媒体を見る

水蒸気や溶剤蒸気を含む条件では、ポンプはガスを運べても、凝縮性成分がポンプ油に蓄積し、油が乳化すると到達圧力と排気速度が一緒に低下します。このような条件の対処はガスバラストを開けることです。代償はカタログに明記されています。V0025A から V0100 ではガスバラスト閉で 0.1 mbar、開で 0.5 mbar、V630B では ≤8×10⁻² から ≤0.7 mbar に変わります。ガスバラストを開けた後に到達圧力が悪化するのは設計上のことであり、故障ではありません。このときは排気時間と油の状態を見るべきで、到達圧力を判断基準にしないでください。油封式ポンプの油交換周期は条件によって決まり、具体的な判断は真空ポンプ油の交換時期を参照してください。

六、調査順序のまとめ

現場データを記録する：チャンバー容積、目標圧力、排気時間、安定圧力、油の種類と運転時間。
圧力上昇法で漏れ率を計算し、許容値と比較する。超えていればトレーサーガス法で位置を特定する。
排気曲線から実効排気速度を逆算し、公称排気速度と比較する。
等価コンダクタンスを逆算し、管径から算出した理論コンダクタンスと比較して、管径の問題か局部抵抗かを判断する。
バルブ開度、フィルターエレメント、ホース、逆止弁を確認する。
ポンプ本体を確認する：油、フィルター、ベーン、排気側背圧。
選定の再確認は後回しにする。実測 S_eff と条件要求が常にかみ合わない場合は、選定計算機でチャンバー容積と排気時間から再計算し、旧モデルに費用を追加してワンサイズ大きいポンプに交換するのは避ける。

この順序の価値は、各ステップに数値があり、「排気速度が不足している」を「漏れ率がいくらか、コンダクタンスがいくらか、ポンプにまだどれだけ余力があるか」に分解できることです。パラメータが合わない場合は、まず V0160–V0302 単段油封式ベーンポンプと 2V80 / 2V275 二段油封式ベーンポンプのカタログ値を確認し、次によくある質問に戻って選定の基準を照合してください。

よくある質問

排気速度低下はまずポンプを調べるべきか、それとも配管を調べるべきか？

まず配管と漏れ率を調べます。V0160 を例にすると、公称 160 m³/h、実測で 100 mbar から 10 mbar まで 210 s かかった場合、逆算した実効排気速度は 79 m³/h のみ、等価コンダクタンスは 156 m³/h です。一方、同サイズの DN50 管の 10 mbar における理論コンダクタンスは 5000 m³/h のオーダーで、一桁違うということは抵抗が局部部品にあります。ポンプを分解する前にバルブとフィルターエレメントを確認してください。

圧力上昇法で 1 mbar·L/s と測れた場合、大きいと見なすべきか？

ポンプの排気速度によります。1 mbar·L/s と 44.4 L/s の実効排気速度の組み合わせでは圧力が 0.023 mbar まで上がり、0.1 mbar の条件ではまだ許容できます。しかし 2V80 は 1×10⁻³ mbar で運転するため、許容漏れ率は 0.02 mbar·L/s しかなく、同じ漏れ率では 48 倍の超過となります。トレーサーガス法で位置を特定する必要があります。

ガスバラストを開けた後に到達圧力が悪化するのは、ポンプが故障しているのか？

いいえ。V0025A から V0100 ではガスバラスト閉で 0.1 mbar、開で 0.5 mbar、V630B では ≤8×10⁻² mbar から ≤0.7 mbar に変わります。これはガスバラスト分流後の設計値です。凝縮性ガスを含む条件では排気時間と油の状態で判断し、到達圧力を判断基準にしないでください。

1 mbar 以下に排気すると明らかに遅くなるのは、ポンプの排気速度が不足しているのか？

多くは配管です。DN50、等価長 6 m の管は 0.1 mbar でコンダクタンス約 51 m³/h、分子流になると C = 12.1×d³/L で計算して 2.5 L/s しか残らず、ポンプを大きくしても抑え込まれます。まず管長を短くし、内径を大きくしてから、ポンプ交換を検討してください。