JP4745779B2 - Vacuum equipment - Google Patents
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Description
この発明は、真空装置に関し、特に例えば、吸気口から吸引した気体を大気圧にまで圧縮して排気口から排出する機械式の真空ポンプを備えた、真空装置に関する。 The present invention relates to a vacuum apparatus, and more particularly to a vacuum apparatus including a mechanical vacuum pump that compresses gas sucked from an intake port to atmospheric pressure and discharges the gas from the exhaust port.
この種の真空装置において、真空ポンプの駆動動力(消費電力)を低減させるべく、従来、例えば特許文献1に開示されたものがある。この従来技術によれば、真空ポンプ、例えば多段ルーツ型のドライポンプ、の最後段の排気室に、補助ポンプが接続される。そして、この補助ポンプにより最後段の排気室が減圧されることで、当該最後段の圧縮を受け持つロータの負担が軽減され、ひいては真空ポンプの駆動動力が低減される。 In this type of vacuum apparatus, there is a conventional one disclosed in Patent Document 1, for example, in order to reduce driving power (power consumption) of a vacuum pump. According to this prior art, an auxiliary pump is connected to the last exhaust chamber of a vacuum pump, for example, a multistage roots type dry pump. The auxiliary exhaust pump depressurizes the last exhaust chamber, so that the burden on the rotor responsible for the last compression is reduced, and the driving power of the vacuum pump is reduced.
また、同従来技術には、最後段の排気室に接続された排気配管の出口に大気への方向を順方向とする逆止弁が設けられ、この逆止弁に並列に補助ポンプが接続される構成も、開示されている。この構成によっても、最後段のロータの負担が軽減されるので、真空ポンプの駆動電力が低減される。また、補助ポンプが故障しても、排気ガスは逆止弁を介して流れるので、真空ポンプ自体の性能は維持される。 In the prior art, a check valve having a forward direction to the atmosphere is provided at the outlet of the exhaust pipe connected to the exhaust chamber at the last stage, and an auxiliary pump is connected in parallel to the check valve. This configuration is also disclosed. Also with this configuration, the burden on the rotor at the last stage is reduced, so that the driving power of the vacuum pump is reduced. Even if the auxiliary pump fails, the exhaust gas flows through the check valve, so that the performance of the vacuum pump itself is maintained.
ところで、上述の従来技術では、補助ポンプとして、定格電力が100[W]のダイアフラムポンプが、例示されている。また、ダイアフラムポンプ以外にも、ベーンポンプやピストンポンプ、スクロールポンプ等の他のドライポンプを用いてもよい旨が、開示されている。つまり、従来技術では、補助ポンプは機械的に作動する部分を有する機械式ポンプであることが、前提とされる。このため、真空ポンプの他に、補助ポンプについても、当該真空ポンプと同程度のメンテナンスが必要となる。また、補助ポンプを駆動するための電力も必要となる。従って、その分、ランニングコストが掛かり、補助ポンプを設けた意味が減却する、という問題がある。 By the way, in the above-mentioned prior art, the diaphragm pump whose rated electric power is 100 [W] is illustrated as an auxiliary pump. Further, it is disclosed that other dry pumps such as a vane pump, a piston pump, and a scroll pump may be used in addition to the diaphragm pump. That is, in the prior art, it is assumed that the auxiliary pump is a mechanical pump having a mechanically operated portion. For this reason, in addition to the vacuum pump, the auxiliary pump requires the same level of maintenance as the vacuum pump. Also, electric power for driving the auxiliary pump is required. Therefore, there is a problem that the running cost is increased and the meaning of providing the auxiliary pump is reduced.
また、上述の従来技術によって例えば腐食性ガスや可燃性ガス(爆発性ガスを含む)、或いは有害ガス等を排気する場合には、これらのガスを所定のパージ用ガスで希釈化するという、いわゆるガスパージ処理を行う必要がある。そうすると、当該ガスパージ処理を行うための設備が別途必要になり、その分、真空装置全体の構成が複雑化し、イニシャルコストまでも高騰する。 Further, when exhausting, for example, corrosive gas, flammable gas (including explosive gas), harmful gas, or the like according to the above-described conventional technology, these gases are diluted with a predetermined purge gas. It is necessary to perform a gas purge process. In this case, a separate facility for performing the gas purging process is required, and accordingly, the configuration of the entire vacuum apparatus becomes complicated and the initial cost increases.
そこで、この発明は、従来よりも簡単かつ安価な構成で真空ポンプの駆動動力を低減させることができ、しかも同時にガスパージ処理をも実施することができる真空装置を提供することを、目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a vacuum apparatus that can reduce the driving power of a vacuum pump with a simpler and cheaper configuration than the prior art and that can also perform a gas purge process at the same time.
かかる目的を達成するために、この発明の真空装置は、吸気口から吸引した気体を大気圧にまで圧縮して排気口から排出する機械式の真空ポンプと、この真空ポンプの排気口に一端が結合されており、当該排気口から排出された気体を他端に移送する排気配管と、この排気配管の一端から他端に向かう方向を順方向として当該排気配管に設けられた逆止弁と、を具備する。さらに、排気配管の逆止弁よりも上流側に結合されており、駆動ガスの供給によって当該上流側から気体を吸い込み、吸い込んだ気体を駆動ガスと共に吐き出すエゼクタと、このエゼクタから吐き出された吐出ガスを排気配管の逆止弁よりも下流側に合流させる合流配管と、をも具備する。そして、エゼクタ駆動用の駆動ガスとして、真空ポンプによって排気された気体にガスパージ処理を施すためのパージ用ガスを、流用するものである。 In order to achieve such an object, the vacuum device of the present invention includes a mechanical vacuum pump that compresses the gas sucked from the intake port to atmospheric pressure and discharges it from the exhaust port, and one end of the vacuum pump at the exhaust port. An exhaust pipe that is coupled to transfer the gas discharged from the exhaust port to the other end, and a check valve provided in the exhaust pipe with the direction from one end to the other end of the exhaust pipe as a forward direction; It comprises. Further, the exhaust pipe is connected to the upstream side of the check valve of the exhaust pipe. The ejector that sucks in the gas from the upstream side by supplying the driving gas and discharges the sucked gas together with the driving gas, and the discharge gas discharged from the ejector. And a joining pipe that joins the exhaust pipe to the downstream side of the check valve of the exhaust pipe. A purge gas for applying a gas purge process to the gas exhausted by the vacuum pump is used as a drive gas for driving the ejector.
即ち、この発明における真空ポンプの吸気口には、排気の対象となる空間、例えば真空槽が結合される。真空ポンプは、この真空槽内の気体を、吸気口を介して吸引し、大気圧にまで圧縮する。圧縮された気体は、真空ポンプの排気口から排出され、排出された気体、言わば排気ガスは、当該排気口に一端が結合された排気配管を通って、当該排気配管の他端に向かって移送され、例えば当該排気ガスを無害化するための除害装置に送られる。なお、排気配管の途中には、その一端から他端に向かう方向を順方向として逆止弁が設けられている。そして、排気配管の当該逆止弁が設けられている位置よりも上流側に、エゼクタが結合されている。このエゼクタは、駆動ガスの供給によって、当該上流側から排気ガスを吸い込む。換言すれば、エゼクタは、真空ポンプの排気口から排気配管の一部(逆止弁よりも上流側の部分)を介して逆止弁に至るまでの空間を、排気する。これによって、真空ポンプの排気口付近が真空になり、当該真空ポンプの排気口と吸気口との間の圧力差が減少する。この結果、真空ポンプに掛かる負荷が軽減され、当該真空ポンプの駆動動力が低減される。 That is, a space to be exhausted, for example, a vacuum chamber, is coupled to the suction port of the vacuum pump in the present invention . The vacuum pump sucks the gas in the vacuum chamber through the intake port and compresses it to atmospheric pressure. The compressed gas is discharged from the exhaust port of the vacuum pump, and the discharged gas, that is, the exhaust gas is transferred toward the other end of the exhaust pipe through the exhaust pipe having one end coupled to the exhaust port. For example, the exhaust gas is sent to a detoxifying device for detoxifying the exhaust gas. A check valve is provided in the middle of the exhaust pipe with the direction from one end to the other as the forward direction. And the ejector is couple | bonded upstream from the position in which the said nonreturn valve is provided of exhaust piping. The ejector sucks exhaust gas from the upstream side by supplying the driving gas. In other words, the ejector exhausts a space from the exhaust port of the vacuum pump to the check valve via a part of the exhaust pipe (a part upstream of the check valve). As a result, the vicinity of the exhaust port of the vacuum pump is evacuated, and the pressure difference between the exhaust port and the intake port of the vacuum pump is reduced. As a result, the load applied to the vacuum pump is reduced, and the driving power of the vacuum pump is reduced.
一方、エゼクタに吸い込まれた排気ガスは、駆動ガスと共に当該エゼクタから吐き出される。そして、この吐き出された言わば吐出ガスは、合流配管を通って、排気配管の逆止弁が設けられている位置よりも下流側に合流される。ここで、吐出ガスには、上述の如くエゼクタ駆動用の駆動ガスが含まれており、当該駆動ガスとして、パージ用ガスが用いられている。従って、かかるパージ用ガスを含む吐出ガスが排気配管を流れる排気ガスに合流されることで、当該排気ガスを希釈化するというガスパージ処理が実現される。 On the other hand, the exhaust gas sucked into the ejector is discharged from the ejector together with the driving gas. Then, the discharged so-called discharged gas passes through the merging pipe and is joined downstream from the position where the check valve of the exhaust pipe is provided. Here, the discharge gas includes the drive gas for driving the ejector as described above, and a purge gas is used as the drive gas. Therefore, a gas purge process of diluting the exhaust gas is realized by joining the discharge gas containing the purge gas to the exhaust gas flowing through the exhaust pipe.
なお、この発明において、エゼクタは、真空ポンプよりも排気能力(排気速度)が小さいものであってもよい。即ち、この発明におけるエゼクタは、上述の如く真空ポンプの排気口付近を減圧することによって当該真空ポンプの駆動動力を低減する、といういわゆる補助ポンプとして機能する。従って、エゼクタは、真空ポンプほどの排気能力を必要とせず、当該補助ポンプとして必要かつ十分な排気能力を備えていれば足りる。そこで、かかる補助ポンプとして比較的に排気能力の小さいエゼクタを採用することで、真空装置全体のイニシャルコストをより低減することができる。また、エゼクタの排気能力が小さいほど、駆動ガスの消費量が少なくて済むので、その分、ランニングコストもより低減する。 In the present invention, the ejector may have an exhaust capability (exhaust speed) smaller than that of the vacuum pump. That is, the ejector according to the present invention functions as a so-called auxiliary pump that reduces the driving power of the vacuum pump by reducing the pressure in the vicinity of the exhaust port of the vacuum pump as described above. Therefore, the ejector does not require the exhaust capability as much as the vacuum pump, and it is sufficient if the ejector has the necessary and sufficient exhaust capability as the auxiliary pump. Therefore, by adopting an ejector having a relatively small exhaust capacity as such an auxiliary pump, the initial cost of the entire vacuum apparatus can be further reduced. Also, the smaller the ejector's exhaust capacity, the smaller the amount of drive gas consumed, so the running cost is reduced accordingly.
そして、この発明における真空ポンプとしては、例えばスクリュー型のドライポンプが好適である。即ち、スクリュー型のドライポンプは、それ単体では、吸気圧力(吸気口側の圧力)が低くなるに連れて、つまり吸気口と排気口との間の圧力差が大きくなるに連れて、駆動動力が大きくなる、という特性を有する。かかるスクリュー型のドライポンプがこの発明の真空ポンプとして採用された場合も、上述の如く当該ドライポンプの排気口付近がエゼクタによって減圧される。従って、ドライポンプの吸気圧力が低下しても、吸気口と排気口との間の圧力差はそれ単体のときほど大きくならず、その分、当該ドライポンプの駆動動力が低減される。つまり、吸気圧力が低くなるに連れて駆動動力が大きくなるというスクリュー型のドライポンプが真空ポンプとして採用されたときに、エゼクタによる当該駆動動力の低減効果がより顕著に現れる。 And as a vacuum pump in this invention, a screw type dry pump is suitable, for example. That is, the screw-type dry pump alone has a driving power as the intake pressure (pressure on the intake port side) decreases, that is, as the pressure difference between the intake port and the exhaust port increases. Has a characteristic of increasing. Even when such a screw-type dry pump is employed as the vacuum pump of the present invention, as described above, the vicinity of the exhaust port of the dry pump is decompressed by the ejector. Therefore, even if the intake pressure of the dry pump decreases, the pressure difference between the intake port and the exhaust port does not increase as much as the single unit, and the drive power of the dry pump is reduced accordingly. That is, when a screw-type dry pump in which the driving power increases as the intake pressure decreases is adopted as a vacuum pump, the effect of reducing the driving power by the ejector appears more remarkably.
また、言うまでもなく、この発明は、ガスパージ処理を必要とするガス、例えば腐食性ガスや可燃性ガス、或いは有害ガス等、を含む気体を排気する場合に、特に有効である。 Needless to say, the present invention is particularly effective when exhausting a gas that requires a gas purge process, such as a gas containing a corrosive gas, a flammable gas, or a harmful gas.
そして、この発明における駆動ガスとしては、例えば窒素(N2)ガスが好適である。即ち、この発明のような真空装置が使用される場所、例えば工場等においては、概ね、窒素ガスの供給設備が整えられているので、比較的容易に当該窒素ガスを入手することができる。従って、かかる既存の設備から入手可能な窒素ガスを駆動ガスとして採用すれば、この発明をより簡単かつ安価に実現することができる。 Then, as the driving gas in the present invention, for example, nitrogen (N 2) gas is preferred. That is, in a place where a vacuum apparatus such as the present invention is used, for example, a factory or the like, the supply of nitrogen gas is generally provided, so that the nitrogen gas can be obtained relatively easily. Therefore, if nitrogen gas available from such existing equipment is adopted as the driving gas, the present invention can be realized more easily and inexpensively.
また、駆動ガスとして、空気圧縮機によって圧縮された圧縮空気(圧縮乾燥空気)を採用してもよい。即ち、上述の工場等においては、窒素ガスの供給設備の他に、圧縮空気の供給設備も整えられているところが多い。従って、かかる圧縮空気をエゼクタの駆動ガスとして採用するのも、この発明を簡単かつ安価に実現する上で得策である。ただし、排気ガスが可燃性ガス(特に爆発性ガス)である場合には、当該駆動ガスとして、窒素ガス等の不活性ガスを用いるのが、望ましい。 Moreover, you may employ | adopt the compressed air (compressed dry air) compressed with the air compressor as drive gas. That is, in the above-described factories and the like, in addition to the nitrogen gas supply facility, there are many places where a compressed air supply facility is provided. Therefore, adopting such compressed air as the drive gas for the ejector is also a good measure for realizing the present invention easily and inexpensively. However, when the exhaust gas is a combustible gas (particularly explosive gas), it is desirable to use an inert gas such as nitrogen gas as the driving gas.
さらに、例えば、この発明の真空装置全体を防爆仕様とするには、真空ポンプとして、防爆対応品(防爆検定に合格したいわゆる防爆検定品)を採用すればよい。即ち、この発明では、補助ポンプとしてのエゼクタは爆発要因を含んでいないため、言わばメインポンプとしての真空ポンプに防爆対応品を採用すれば、真空装置全体を防爆仕様とすることができる。これに対して、上述の従来技術において、装置全体を防爆仕様とするには、真空ポンプのみならず、補助ポンプをも防爆対応品とする必要があり、その分、装置全体の構成が複雑化しかつ高コスト化する。つまり、この発明によれば、防爆仕様の真空装置を、従来よりも簡単かつ安価に構成することができる。 Furthermore, for example, in order to make the entire vacuum device of the present invention explosion-proof, an explosion-proof product (a so-called explosion-proof test product that has passed the explosion-proof test) may be employed as the vacuum pump. That is, in the present invention, the ejector as the auxiliary pump does not include an explosion factor. Therefore, if an explosion-proof product is used for the vacuum pump as the main pump, the entire vacuum device can be made explosion-proof. On the other hand, in the above-described prior art, in order to make the entire device explosion-proof, not only the vacuum pump but also the auxiliary pump needs to be explosion-proof, and the configuration of the entire device is complicated accordingly. And increase the cost. In other words, according to the present invention, the explosion-proof vacuum device can be configured more simply and at a lower cost than in the past.
この発明によれば、真空ポンプの駆動動力を低減するための補助ポンプとして、いわゆる噴射式ポンプであるエゼクタが使用される。従って、補助ポンプが機械式ポンプであることを前提とする上述の従来技術に比べて、当該補助ポンプのメンテナンス費用等を含むランニングコストを大幅に低減することができる。しかも、エゼクタを駆動させるための駆動ガスとして、パージ用ガスが使用され、このパージ用ガスを含むエゼクタからの吐出ガスによって、実際にガスパージ処理が行われる。これに対して、上述の従来技術において、ガスパージ処理を行うには、それ専用の設備が別途必要になる。即ち、この発明によれば、従来よりも簡単かつ安価な構成で真空ポンプの駆動電力を低減させることができ、しかも同時にガスパージ処理を実施することができる。 According to the present invention, an ejector that is a so-called injection pump is used as an auxiliary pump for reducing the driving power of the vacuum pump. Therefore, the running cost including the maintenance cost and the like of the auxiliary pump can be significantly reduced as compared with the above-described conventional technology on the assumption that the auxiliary pump is a mechanical pump. Moreover, a purge gas is used as a drive gas for driving the ejector, and a gas purge process is actually performed by the discharge gas from the ejector including the purge gas. On the other hand, in the above-described prior art, in order to perform the gas purge process, a dedicated facility is separately required. That is, according to the present invention, the driving power of the vacuum pump can be reduced with a simpler and cheaper configuration than the conventional one, and the gas purge process can be simultaneously performed.
この発明の一実施形態について、図1および図2を参照して説明する。 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1に示すように、この実施形態に係る真空装置10は、スクリュー型のドライポンプ12を備えている。このドライポンプ12は、直流モータ14によって互いに反対方向に回転する一対の単段ロータ16を内蔵しており、このロータ16の回転によって、吸気口18から気体を吸引する。吸引された気体は、ロータ16の先頭端16aから最終端(最終段または最終圧縮工程とも言う。)16bに移送され、当該最終端16bにおいて大気圧にまで圧縮される。そして、この圧縮された気体は、排気ポート20を介して外部に排気される。なお、ロータ16の歯形形状は任意であり、例えばリショルム形、角ねじ形および台形形のいずれであってもよい。
As shown in FIG. 1, the
かかるドライポンプ12の吸気口18は、例えばこの実施形態の真空装置10と共に表面処理装置を構成する図示しない真空槽の排気口に結合されている。一方、排気ポート20には、主排気配管22の一端が結合されており、当該主排気配管22の他端は、例えば図示しない除害装置に結合されている。
The
さらに、主排気配管22の途中には、当該主排気配管22の一端(ドライポンプ12側)から他端(除害装置側)に向かう方向を順方向として、逆止弁24が設けられている。そしてさらに、この逆止弁24と並列に、空気エゼクタ26を有するバイパス配管28が設けられている。
Further, a check valve 24 is provided in the middle of the
具体的には、バイパス配管28は、エゼクタ26と、このエゼクタ26の吸込口26aに一端が結合された吸込側枝管30と、当該エゼクタ26の吐出口26bに一端が結合された合流配管としての吐出側枝管32と、を備えている。そして、吸込側枝管30の他端は、主排気配管22の逆止弁24が設けられている位置よりも上流側、換言すれば当該逆止弁24から主排気配管22の一端(排気ポート18との結合部)までの間の任意の位置に、結合されている。一方、吐出側枝管32の他端は、主排気配管22の逆止弁24が設けられている位置よりも下流側、つまり当該逆止弁24から主排気配管22の他端(排出口)までの間の任意の位置に、結合されている。
Specifically, the bypass pipe 28 is an
また、エゼクタ26は、これを駆動させるための駆動ガスが供給される供給口26cを有している。そして、この供給口26cは、図示しない窒素ガス配管に結合されている。なお、ここで言う窒素ガス配管とは、比較的に高圧(例えば106[Pa]程度)の窒素ガスが流通している配管のことを言い、かかる窒素ガス配管は、この実施形態の真空装置10が使用される場所、例えば工場等であれば、概ね配備されている。
Further, the
このように構成された真空装置10は、次のように動作する。
The
即ち、今、ドライポンプ12が起動されると共に、エゼクタ26に駆動ガスが供給されるとする。すると、ドライポンプ12のロータ16が回転し、吸気口18を介して、真空槽内から気体が吸引される。吸引された気体は、上述の如くロータ16の先頭端16aから最終端16bに向かって移送され、当該最終端16bにおいて大気圧にまで圧縮される。そして、圧縮された気体は、排気ポート20を介して主排気配管22に排出される。そして、この排出された気体、言わば排気ガスは、図1に点線の矢印50で示すように、主排気配管22を通り、さらに逆止弁24を通って、除害装置へと送られる。
That is, it is assumed that the
一方、エゼクタ26に供給された駆動ガスは、当該エゼクタ26の吐出口26bから吐き出される。そして、このエゼクタ26(吐出口26b)から吐き出されたガス、言わば吐出ガスは、図1に一点鎖線の矢印52で示すように、吐出側枝管32を通って、逆止弁24の下流側で主排気配管22に合流される。そして、この主排気配管22に合流された吐出ガスは、当該主排気配管22を流れる排気ガスと共に、除害装置へと送られる。
On the other hand, the driving gas supplied to the
ここで、エゼクタ26用の駆動ガスは、上述したように既設の窒素ガス配管から調達される。この窒素ガス配管を流れる窒素ガスの圧力は、上述の如く比較的に高い(106[Pa]程度)ので、当該エゼクタ26を駆動させるには十分である。ただし、このエゼクタ26の排気能力は、ドライポンプ12の排気能力に比べると大きくはない。このため、排気作業が開始(ドライポンプ12が起動)されてから暫くの間、つまりドライポンプ12から比較的に大量の排気ガスが排出されている間は、当該排気ガスの殆どは、主排気配管22を流れ、エゼクタ26(バイパス配管28)側には流れない。換言すれば、エゼクタ26は、それ本来の(ポンプとしての)機能を果たさない。しかしながら、エゼクタ26は、バイパス配管28に設けられているので、当該エゼクタ26が、ドライポンプ12による排気作用に対して、配管抵抗となることはない。また、このようにエゼクタ26がポンプとして機能していない状況下にあっても、当該エゼクタ26に供給された駆動ガスは、上述した要領で、当該エゼクタ26から吐き出され、最終的に、主排気配管22を流れる排気ガスに合流される。
Here, the drive gas for the
そして、排気作業が進み、ドライポンプ12から排出される排気ガスの量が比較的に少なくなると、詳しくはエゼクタ26によって排気可能な程度になると、当該エゼクタ26が自ずと有効化される。これによって、ドライポンプ12から排出された排気ガスは、図1に二点差線の矢印54で示すように、バイパス配管28の吸込側枝管30を通って、エゼクタ26内(吸込口26a)に吸い込まれる。そして、吸い込まれた排気ガスは、エゼクタ26(供給口26c)に供給されている駆動ガスと共に、当該エゼクタ26(吐出口26b)から吐き出される。そして、吐き出された吐出ガスは、上述と同様、最終的に、主排気配管24を流れる排気ガスに合流される。
When the exhaust operation progresses and the amount of exhaust gas discharged from the
このようにエゼクタ26が有効化されているときは、当該エゼクタ26は、ドライポンプ12の排気ポート20から主排気配管22の一部(逆止弁24よりも上流側の部分)を介して逆止弁24に至るまでの空間を、排気することになる。これによって、排気ポート20を含む当該空間が減圧され、例えば8×103[Pa]程度の真空になる。そして、このように排気ポート20が真空になることによって、当該排気ポート20と吸気口18との間、言い換えればロータ16の最終端16bと先頭端16aとの間、の圧力差が小さくなる。この結果、ロータ16に掛かる負荷が軽減され、ドライポンプ12の駆動動力が低減される。
When the
図2に、この実施形態の真空装置10全体の動力特性を示す。また、参考用として、ドライポンプ12が単体のときの動力特性をも併せて示す。
FIG. 2 shows the power characteristics of the
即ち、図2において、実線の曲線Xが、ドライポンプ12単体の動力特性を示す。この曲線Xから分かるように、ドライポンプ12単体では、吸気圧力が大気圧(約105[Pa])と略等しいときに、駆動動力が最小になる。そして、吸気圧力が低くなるに連れて(図2の横軸上で右側から左側に進むに連れて)、つまり排気作業が進むに連れて、駆動動力が増大する。さらに、吸気圧力が或る一定値(図2では約3×103[Pa]と読み取られるが、この値はドライポンプ12の排気能力によって異なる。)を下回ると、駆動動力は概ね飽和する。そして、到達圧力付近において、当該駆動動力は最大となる。
That is, in FIG. 2, the solid curve X indicates the power characteristic of the
一方、かかるドライポンプ12にエゼクタ26が組み合わされた真空装置10によれば、吸気圧力が大気圧(約105[Pa])と略等しいとき、つまり排気作業の開始直後は、エゼクタ26がポンプとして機能していないので、ドライポンプ12単体のときと同様、駆動動力は最小になる。そして、排気作業が進み、吸気圧力が低下する途中で、エゼクタ26が有効化される。これによって、破線の曲線Yで示すように、駆動動力が増大から減少に転ずる。そして、吸気圧力が低下するに連れて、駆動動力はさらに減少し、到達圧力付近で、当該駆動動力は最小となる。つまり、吸気圧力が低下するに連れて駆動動力が増大するというスクリュー型のドライポンプ12に対し、言わば補助ポンプとしてのエゼクタ26が付加されることによって、当該駆動動力の増大が大幅に抑制される。換言すれば、スクリュー型のドライポンプ12と補助ポンプとしてのエゼクタ26とが組み合わされたこの実施形態の真空装置10によれば、吸気圧力が比較的に高いときは、ドライポンプ12自体の特性によって駆動動力が抑えられ、吸気圧力が低いときは、エゼクタ26によって当該駆動動力が低減される、という相補関係が築かれる。
On the other hand, according to the
以上のように、この実施形態の真空装置10によれば、スクリュー型のドライポンプ12に補助ポンプとしてのエゼクタ26が組み合わされることによって、当該ドライポンプ12の駆動動力が大幅に低減される。また、噴射式ポンプであるエゼクタ28は、機械式ポンプとは比較にならないほどの耐久性および信頼性を有するので、かかるエゼクタ26を補助ポンプとして採用するこの実施形態によれば、機械式ポンプを補助ポンプとして採用する上述の従来技術に比べて、当該補助ポンプのメンテナンス費用等を含むランニングコストを大幅に低減することができる。しかも、エゼクタ26用の駆動ガスとして、既設の窒素ガス配管から入手可能な窒素ガスを流用するので、当該駆動ガスを供給するための特別な設備を必要としない。
As described above, according to the
さらに、駆動ガスとしての窒素ガスは、エゼクタ26から吐き出された後、主排気配管22を流れる排気ガスに合流される。従って、例えば、排気ガスの中に腐食性ガスや可燃性ガス、或いは有害ガス等のガスパージ処理が必要とされるガスが含まれていても、これらのガスは当該窒素ガスによって必然的にパージ処理される。つまり、この実施形態によれば、排気処理と同時に、ガスパージ処理をも実施することができる。
Further, the nitrogen gas as the driving gas is discharged from the
なお、この実施形態において、エゼクタ26用の駆動ガスとして、既設の窒素ガス配管から入手可能な窒素ガスを採用したが、これに限らない。例えば、当該窒素ガス配管からではなく、窒素ガスボンベ、或いは窒素ガス生成装置等から、直接、窒素ガスをエゼクタ26に供給してもよい。また、窒素ガスに代えて、アルゴン(Ar)ガスやヘリウム(He)ガス等の他の不活性ガスを、駆動ガスとして採用してもよい。
In this embodiment , the nitrogen gas available from the existing nitrogen gas pipe is used as the drive gas for the
さらに、不活性ガスに代えて、空気圧縮機による圧縮空気を、エゼクタ26用の駆動ガスとして採用してもよい。即ち、この実施形態の真空装置10が使用される工場等では、窒素ガスの供給設備のみならず、かかる圧縮空気の供給設備も配備されているところが多いので、当該圧縮空気をエゼクタ26用の駆動ガスとして採用するのも、この実施形態の真空装置10を簡単かつ安価に実現する上で、得策である。
Furthermore, instead of the inert gas, compressed air by an air compressor may be employed as the drive gas for the
ただし、排気ガスが可燃性ガス(特に爆発性ガス)を含む場合には、エゼクタ26用の駆動ガスとして、窒素ガスをはじめとする不活性ガスを採用するのが、望ましい。また、排気ガスを単に希釈化するのではなく、当該排気ガスを中和させるためのガスを、駆動ガスとして採用してもよい。そして、勿論、この実施形態の真空装置10は、ガスパージ処理を必要としない用途にも、適用することができる。
However, when the exhaust gas includes a combustible gas (particularly explosive gas), it is desirable to employ an inert gas such as nitrogen gas as the drive gas for the
なお、いずれのガスを駆動ガスとして採用する場合でも、その圧力は、少なくともエゼクタ26を補助ポンプとして機能させ得る程度の圧力でなければならない。言い換えれば、駆動ガスの圧力は、エゼクタ26を補助ポンプとして機能させるのに必要かつ十分な程度であればよい。また、上述したように、補助ポンプとしてのエゼクタ26は、ドライポンプ12ほどの排気能力を必要とせず、例えば当該ドライポンプ12の数[%]〜十数[%]程度の排気能力を有していれば足りる。
In addition, even if any gas is adopted as the driving gas, the pressure must be at least a pressure that allows the
さらに、上述したスクリュー型のドライポンプ12に代えて、例えば多段ルーツ型ポンプや多段クロー型ポンプ等の他の容積移送型ポンプを用いてもよい。
Furthermore, instead of the screw-type
また、主排気配管22の他端に図示しない除害装置を結合する構成としたが、これに限らない。例えば、当該除害装置に代えて、触媒作用によって排気ガスを無害化するための触媒装置や、当該排気ガスに含まれる不純物を取り除くための集塵装置等の、各種処理装置を設けてもよい。そしてまた、これらの処理装置を設けずに、当該主排気配管22の他端を大気に開放してもよい。この場合、主排気配管22の長さ(バイパス配管28(吐出側枝管32)との接合部分から他端(排出口)までの長さ)が長いほど(数[m]以上)、この実施形態によるガスパージ処理が効果的に作用する。
Moreover, although it was set as the structure which couple | bonds the abatement apparatus which is not shown in figure with the other end of the main exhaust piping 22, it is not restricted to this. For example, instead of the detoxifying device, various processing devices such as a catalytic device for detoxifying exhaust gas by catalytic action and a dust collecting device for removing impurities contained in the exhaust gas may be provided. . Moreover, the other end of the
そしてさらに、この実施形態におけるドライポンプ12は、直流モータ14を駆動源とするものとしたが、交流モータを駆動源とするものであってもよい。
Furthermore, although the
また、この実施形態では、真空ポンプ12として防爆対応品を採用することによって、真空装置10全体を防爆仕様とすることができる。即ち、補助ポンプとしてのエゼクタ26は、爆発要因を含んでいないため、言わばメインポンプとしての真空ポンプに防爆対応品を採用することで、当該防爆仕様に対応することができる。これに対して、上述の従来技術では、防爆仕様に対応するには、真空ポンプのみならず、補助ポンプをも防爆対応品とする必要があり、その分、装置全体の構成が複雑化しかつ高コスト化する。つまり、この実施形態によれば、従来技術に比べて、簡単かつ安価に防爆仕様に対応することができる。
In this embodiment , by adopting an explosion-proof product as the
次に、この発明の参考例について、図3を参照して説明する。 Next, a reference example of the present invention will be described with reference to FIG.
図3に示すように、この参考例の真空装置100は、上述した実施形態の真空装置10の構成から逆止弁24およびバイパス配管28(エゼクタ26を除く)を排除すると共に、エゼクタ26の取り付け位置を変更したものである。これ以外の構成は、上述の実施形態と同様であるので、これら同様な部分には当該実施形態と同一符号を付して、それらの詳細な説明を省略する。
As shown in FIG. 3, the
この参考例において、エゼクタ26は、真空ポンプ12のロータ16の最終端16bと主排気配管22の途中との間に、設けられている。具体的には、エゼクタ26の吸込口26aに、吸込側配管102の一端が結合されており、この吸込側配管102の他端は、ロータ16の最終端16bに挿入されている。そして、エゼクタ26の吐出口26bに、吐出側配管104の一端が結合されており、この吐出側配管104の他端は、主排気配管22の途中の任意位置に結合されている。なお、エゼクタ26の供給口26は、上述の実施形態と同様、図示しない窒素ガス配管に結合されている。
In this reference example , the
このように構成された参考例の真空装置100は、次のように動作する。
The
即ち、今、ドライポンプ12が起動されると共に、エゼクタ26に駆動ガスが供給されるとする。すると、ドライポンプ12のロータ16が回転し、吸気口18を介して、真空槽内から気体が吸引される。吸引された気体は、上述と同じ要領で、ロータ16の先頭端16aから最終端16bに向かって移送され、当該最終端16bにおいて大気圧にまで圧縮される。そして、圧縮された気体は、排気ポート20を介して主排気配管22に排出される。そして、この排出された気体、言わば排気ガスは、図3に点線の矢印150で示すように、主排気配管22を通って、除害装置へと送られる。
That is, it is assumed that the
一方、エゼクタ26は、駆動ガスの供給によって、図3に一点鎖線の矢印152で示すように、ロータ16の最終端16bから排気ガスを吸い込む。そして、吸い込んだ排気ガスを、自身に供給された駆動ガスと共に、吐出口26bから吐き出す。この吐き出された吐出ガスは、図3に二点鎖線の矢印154で示すように、吐出側配管104を通って、主排気配管22に合流される。そして、この主排気配管22に合流された吐出ガスは、当該主排気配管22を流れる排気ガスと共に、除害装置へと送られる。
On the other hand, the
ここで、ロータ16には、先頭端16aから最終端16bに向かって圧力勾配が形成されており、当該最終端16b付近では、(本来)大気圧と略等しい圧力になる。ところが、この参考例では、この最終端16bがエゼクタ26によって排気される。従って、最終端16bは減圧され、例えば8×103[Pa]程度の真空になる。そして、このように最終端16bが真空になることで、当該最終端16bと先頭端16aとの間の圧力差が小さくなり、この結果、ロータ16に掛かる負荷が軽減され、ひいてはドライポンプ12の駆動動力が低減される。
Here, a pressure gradient is formed in the
また、エゼクタ26から吐き出された吐出ガスは、上述の如く主排気配管22を流れる排気ガスに合流されるが、この吐出ガスには、駆動ガスとしての窒素ガスが含まれている。従って、上述の実施形態と同様、当該窒素ガスによって必然的にガスパージ処理が行われる。
Further, the discharge gas discharged from the
このように、この参考例の真空装置100によっても、補助ポンプとしてのエゼクタ26が付加されることによって、ドライポンプ12の駆動動力が低減される。そして、当該補助ポンプとしてのエゼクタ26は、機械式ポンプとは比較にならないほどの耐久性および信頼性を有するので、補助ポンプとして機械式ポンプを採用する上述の従来技術に比べて、当該補助ポンプのメンテナンス費用等を含むランニングコストを大幅に低減することができる。しかも、排気処理と同時に、ガスパージ処理をも実施することができる。このことは、腐食性ガスや可燃性ガス、或いは有害ガス等を排気するのに、極めて効果的である。
Thus, also with the
なお、この参考例においては、エゼクタ26によってロータ16の最終端16bが排気されるようにしたが、これに限らない。即ち、最終端16bでなくとも、当該最終端16bの近傍、例えばその1つ前の歯間(空間)16cにおいても、大気圧と略等しい圧力状態にあるので、図3に破線106で示すように、当該1つ前の歯間16cがエゼクタ26によって排気されるようにしてもよい。
In this reference example , the
そして、この参考例においても、上述の実施形態と同様、例えば窒素ガスに代えて、アルゴンガスやヘリウムガス等の他の不活性ガスを、駆動ガスとして採用してもよいし、圧縮空気を当該駆動ガスとして採用してもよい。また、スクリュー型のドライポンプ12に代えて、多段ルーツ型ポンプや多段クロー型ポンプ等の他の容積移送型ポンプを採用してもよい。さらに、真空ポンプ12として防爆対応品を採用することで、真空装置100全体を防爆仕様としてもよい。そして、勿論、この参考例の真空装置100もまた、ガスパージ処理を必要としない用途に適用することができる。
In this reference example , similarly to the above-described embodiment , for example, instead of nitrogen gas, other inert gas such as argon gas or helium gas may be employed as the driving gas, or compressed air may be used. You may employ | adopt as drive gas. Further, in place of the screw-type
10 真空装置
12 ドライポンプ
16 ロータ
18 吸気口
20 排気ポート
22 主排気配管
24 逆止弁
26 エゼクタ
28 バイパス配管
30 吸込側枝管
32 吐出側枝管
DESCRIPTION OF
Claims (7)
上記排気口に一端が結合され該排気口から排出された上記気体を他端に移送する排気配管と、
上記排気配管の上記一端から上記他端に向かう方向を順方向として該排気配管に設けられた逆止弁と、
上記排気配管の上記逆止弁よりも上流側に結合され駆動ガスの供給により該上流側から上記気体を吸い込み該駆動ガスと共に吐き出す補助ポンプとしてのエゼクタと、
上記エゼクタから吐き出された吐出ガスを上記排気配管の上記逆止弁よりも下流側に合流させる合流配管と、
を具備し、
上記駆動ガスとして上記気体にガスパージ処理を施すためのパージ用ガスを用いる、
真空装置。 A mechanical vacuum pump that compresses the gas sucked from the intake port to atmospheric pressure and discharges it from the exhaust port;
An exhaust pipe having one end coupled to the exhaust port and transferring the gas discharged from the exhaust port to the other end;
A check valve provided in the exhaust pipe as a forward direction from the one end to the other end of the exhaust pipe;
An ejector as an auxiliary pump that is coupled to the upstream side of the check valve of the exhaust pipe and sucks the gas from the upstream side by supplying driving gas and discharges the gas together with the driving gas;
A merging pipe for joining the discharge gas discharged from the ejector to the downstream side of the check valve of the exhaust pipe;
Comprising
A purge gas for performing a gas purge process on the gas is used as the driving gas.
Vacuum device.
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