拡散ポンプが大気圧で使用されないのは、効果的に機能するためにはあらかじめ真空環境が必要だからである。
これは、空気分子を捕捉するために沸騰流体の蒸気に依存しており、より高い圧力では効率的に動作しない設計と動作原理によるものです。
なぜ拡散ポンプは大気圧で使用されないのか？4つの主な理由を説明
1.拡散ポンプの動作要件
拡散ポンプは、沸騰する流体の蒸気を利用して空気分子を巻き込むことで作動します。
この流体の蒸気（通常はオイル）は上方へ移動し、空気分子を捕獲し、ポンプ底部へ向かわせます。
取り込まれた分子は、流体の蒸気が冷えると放出され、このプロセスが繰り返される。
このメカニズムは、高真空を作り出すのに非常に効果的であるが、プロセスを開始するには、既存の低圧環境が必要である。
2.バックポンプの必要性
ディフュージョンポンプは、大まかな真空領域と微細な真空領域での排気速度を持たないため、ロータリーベーンポンプやルーツポンプなどのバッキングポンプを使用する必要があります。
これらのバッキングポンプは、拡散ポンプが作動を開始できる範囲まで大気圧レベルから圧力を低下させることにより、初期の真空環境を作り出します。
この初期真空がなければ、拡散ポンプの流体蒸気は空気分子を効果的に巻き込むことができず、ポンプは非効率となる。
3.圧力レベルと効率
拡散ポンプの効率は、通常8.0 x 10^-6 Torrの範囲の非常に低い圧力で最適化される。
大気圧では、空気分子の密度が高すぎるため、拡散ポンプは空気分子を効果的に捕捉・除去することができない。
このため、拡散ポンプは通常、多段真空システムの一部となり、初期段階で圧力を拡散ポンプの作動に適したレベルまで下げる。
4.他のポンプとの比較
拡散ポンプとは対照的に、ターボ分子ポンプ（TMP）のような他のタイプのポンプは、冷却水やオイルを必要とせず、より迅速に目的の真空レベルを達成することができます。
そのため、特に迅速な真空引きと清浄性が重要な用途に適しています。
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