選定表では、V0155 と V0160 が隣り合っている。1 台は 150 m³/h、もう 1 台は 160 m³/h で、モーターはいずれも 4.0 kW、吸気口はいずれも G2"。10 立方メートルしか違わず、接続口径と出力も同じに見えるため、どちらを選んでも大差ないように思える。
実際は違う。この 2 台のポンプの差は、排気速度が一部にすぎず、大きいのは到達圧力にある。V0155 はガスバラスト閉で 0.3 mbar、V0160 はガスバラスト閉で 0.1 mbar。この 0.2 mbar の差が、ある運転条件では使え、ある運転条件では到達できないことを決める。
一、まず 2 台の実際のパラメータを揃える
| 項目 | V0155 | V0160 |
|---|---|---|
| 定格排気速度（50/60Hz） | 150 / 175 m³/h | 160 / 190 m³/h |
| 到達圧力（ガスバラスト閉） | 0.3 mbar | 0.1 mbar |
| 到達圧力（ガスバラスト開） | 0.5 mbar | — |
| モーター出力 | 4.0 kW | 4 kW |
| 電圧 | 三相 220/240V、380/415V | 三相 220/240V、380/415V |
| 吸気 / 排気口 | G2" / G2" | G2" / G2" |
| 騒音（50/60Hz） | 70 dB | 70 / 72 dB |
| 油量 | 4 L | 5 ~ 8.5 L（このシリーズの範囲） |
| 重量 | 108 kg | 120 kg |
排気速度の差は 6.7%、出力は同じ、接続口径も同じ、設置寸法も同じクラス。したがって「ポンプは少し大きい方が安心」という感覚で選ぶのは、ここでは無効な行為である。ワンサイズ大きくしても到達圧力で要件を満たさなければ、ほとんど測定できない排気速度差を買っただけになる。
二、計算してみる：10 立方メートルでどれだけ時間を短縮できるか
正味容積 2 m³ のチャンバを、常圧 1013 mbar から 10 mbar まで排気する。排気速度は 50Hz、容積域で一定排気速度として概算する：
t = (V / S) × ln(P₁ / P₂)
- V0155：S = 150 m³/h = 2.5 m³/min、t = (2 / 2.5) × ln(1013 / 10) = 0.8 × 4.618 ≈ 3.69 min
- V0160：S = 160 m³/h = 2.67 m³/min、t = (2 / 2.67) × 4.618 ≈ 3.46 min
差は 0.23 分、つまり 14 秒。同じ配管、同じチャンバであれば、この程度の差は実運転ではフランジの漏れ、チャンバ壁からの放出ガス、バルブ切替時間に容易に埋もれる。
結論は明確である。もしプロセスが 10 mbar 以上の領域だけで動くなら、この 10 立方メートルのために 12 kg の重量と 1~4.5 L の油量を余計に負う価値はない。
三、差が開くのは到達圧力に近づくとき
目標圧力を 0.5 mbar まで下げると、2 台の差は別の姿になる。この区間では到達圧力を代入する必要がある。到達圧力付近では排気速度が明らかに低下するためである：
t = (V / S) × ln[(P₁ − Pu) / (P₂ − Pu)]、Pu はポンプの到達圧力
- V0155（Pu = 0.3）：t = 0.8 × ln[(10 − 0.3) / (0.5 − 0.3)] = 0.8 × 3.881 ≈ 3.11 min
- V0160（Pu = 0.1）：t = 0.75 × ln[(10 − 0.1) / (0.5 − 0.1)] = 0.75 × 3.209 ≈ 2.41 min
同じ行程で 0.70 分、つまり 42 秒、29% 遅い。2 段を合計すると、V0155 は全体で 6.80 min、V0160 は 5.87 min である。
この式は簡略モデルであり、実際の排気速度は 10 mbar 以下で線形より急に低下するため、実機の時間は計算より長くなる。しかし傾向は正確である。到達圧力に近づくほど、到達圧力の差が拡大し、排気速度の差は関係なくなる。
さらに極端な場合：プロセスが 0.2 mbar を要求するなら、V0155 の下限は 0.3 mbar であり、このポンプは遅いのではなく、到達できない。どれだけ計算しても意味がない。
四、0.3 mbar で足りるのはどのような場合か
すべての運転条件で 0.1 mbar が必要なわけではない。以下の場面では、V0155 の 0.3 mbar で十分であり、V0155 を選ぶ方が適している：
- 真空吸着、真空吊り：動作点は 40~70 mbar オーダーで、到達圧力から遠い
- 真空包装、含浸、浸漬：動作点は通常 5~50 mbar で、排気速度と回復速度が重要となる
- 真空乾燥、脱泡：ガスバラストで水蒸気や溶剤を排出し、ガスバラスト開時の到達圧力は 0.5 mbar であるため、ガスバラスト閉との差は重要ではない
- 粗引きの後段にルーツポンプを接続し、ルーツポンプの動作域がもともと 1~100 mbar である場合
逆に、V0160 を選ぶ必要がある典型例は次のとおり：
- 真空蒸着、真空熱処理の粗引きで、0.1 mbar 以下に入ってから高真空ポンプを起動することが許可される場合
- 真空蒸留、分子蒸留の末端圧力が 0.1~0.2 mbar に設定される場合
- プロセスが保持圧段階でチャンバを 0.3 mbar 未満に安定して保つことを要求し、ガスバラスト開を許可しない場合
- 長時間、到達圧力付近で運転する必要がある場合。到達圧力付近ではポンプの容積効率が低く、油温が高いため、余裕を高く取りすぎると油消費と故障率が上がる
五、排気速度表を上から順に選ばないこと
このシリーズのパラメータ表には見落としやすい点がある：到達圧力は排気速度に伴って単調に良くなるわけではない。
| 型式 | 排気速度（50Hz） | 到達圧力（ガスバラスト閉） |
|---|---|---|
| V0160 | 160 m³/h | 0.1 mbar |
| V0202 | 200 m³/h | 0.1 mbar |
| V0250 | 250 m³/h | 0.5 mbar |
| V0302 | 300 m³/h | 0.5 mbar |
| V300B | 280 m³/h | 0.08 mbar |
V0302 の排気速度は V0160 の約2倍だが、到達圧力は逆に 4 倍の差がある。この 2 項目は異なる設計上のトレードオフによるもので、排気速度はシリンダ径と回転数、到達圧力は隙間、油路、排気構造、およびその機種が想定するプロセス段階で決まる。
したがって選定順序は次のとおりである：まず動作圧力点とガスバラストの要否を決め、到達圧力が基準を満たす型式を絞り込み、残った中から排気速度とタクトで選ぶ。逆に排気速度を先に見ると、排気は速いが到達圧力が不足するポンプを選びやすい。
六、60Hz 現場と設置面
2 台のポンプの排気速度は周波数に応じて上がる：V0155 は 175 m³/h、V0160 は 190 m³/h になり、差は 10 立方メートルから 15 立方メートルになる。60Hz 地域での選定は 60Hz の列で計算する必要があり、一部の型式は 60Hz 地域に適さないため、注文前に当社へ具体的な型式と構成を確認してください。騒音も変わる：V0155 は 70 dB、V0160 は 60Hz で 72 dB であり、機械室の防音は高い方の値に合わせる。
設置面では、108 kg と 120 kg はいずれも据え置きでき、吊り上げを要さない範囲だが、防振パッドとアンカーボルトは装置全体の重量で選定し、ポンプ本体の重量で選定しない。油量はそれぞれの油面計の目盛りに従って補充し、V0155 は 4 L、V0160 は 5~8.5 L の範囲内で具体的な型式により決まる。
七、一言でまとめる選定ロジック
- 動作点が 1 mbar 以上で、ガスバラストを開いて 0.3 mbar 以下まで下げる必要がない → V0155。重量を抑えられ、油量も少なく、構造もより簡単
- 動作点が 0.1~0.3 mbar の間のどこか、または 0.3 mbar 未満を要求する → V0160。0.3 mbar のポンプではここに余裕がなく、物理的に到達できない
- 水蒸気や溶剤を処理するために頻繁にガスバラストを開き、同時に 0.3 mbar 未満も要求する → 2 台とも再評価が必要。V0155 はガスバラスト開時の到達圧力が 0.5 mbar であり、パラメータ調整では解決できない
選定表で隣り合う 2 つの欄は、しばしば「ほぼ同じだから大きい方を選べば安心」ではなく、「一方は足り、一方は足りない」である。まずプロセスがどの圧力点で止まるのかをはっきりさせ、そのうえで排気速度を見る。順序を逆にすると、手に入るポンプは誤ったものになる。