お客様からは、しばしばチャンバーの寸法と「数分でどの圧力まで引けるか」という一言だけが提示され、残りはサプライヤーに計算を任されます。実はこの計算は複雑ではなく、3ステップで排気速度を決められ、計算後にはサプライヤーが提示した型式が妥当かどうかも判断できます。
ステップ1：容積を計算する。配管を忘れない
チャンバー容積 = 長さ × 幅 × 高さ。ただし、実際に排気に関与するのはチャンバーだけではありません。以下も含まれます。
- チャンバーからポンプまでの配管容積（管径が小さく、距離が長い場合は割合が小さくない）；
- チャンバー内の治具、固定具が占める体積（差し引く）；
- バッファタンク、フィルター、バルブの容積（加算する）。
例：800 × 600 × 500 mm のチャンバーで、内部の治具が 30 L を占める場合。
容積 = 0.8 × 0.6 × 0.5 = 0.24 m³ = 240 L。30 L の治具を差し引き、配管約 10 L を加えると、正味容積は約 220 L です。
ステップ2：公式で必要な排気速度を計算する
概算には次の式を使用します。
S = (V / t) × ln(p₀ / p₁)
- S：必要な排気速度（m³/s）
- V：正味容積（m³）
- t：許容される排気時間（s）
- p₀：初期圧力。大気から開始する場合は 1013 mbar とします
- p₁：目標圧力（mbar）
220 L のチャンバーで、90 秒で 10 mbar まで排気することが求められる場合：
- V = 0.22 m³、t = 90 s
- S = (0.22 / 90) × ln(1013 / 10) = 0.00244 × 4.62 ≈ 0.0113 m³/s
1時間当たりに換算：0.0113 × 3600 ≈ 40.7 m³/h。
ステップ3：余裕を加えて型式を選ぶ
上記で算出した 40.7 m³/h は理論値であり、実際には3つの要素を加える必要があります。
| 要因 | 推奨余裕 | 理由 |
|---|---|---|
| 漏れと放出ガス | +20~30% | シール材、ホース、ワーク表面からの継続的な放出ガス |
| 配管圧力損失 | +10~20% | エルボ、フィルター、長い配管 |
| 摩耗と経年劣化 | +10% | ベーン摩耗後に排気速度が低下する |
40.7 m³/h に 40% の余裕を加えると、約 57 m³/h が必要です。対応する型式は次のとおりです。
| 型式 | 排気速度 50/60Hz | 説明 |
|---|---|---|
| V15/25/40H | 40 / 45 m³/h | 余 |