JP2009024577A - 真空度異常判定方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液封式真空ポンプと接続された減圧部における真空度の異常を検知する。
【解決手段】液封式真空ポンプ４と接続された減圧部３の実際の真空圧力と、液封式真空ポンプ４へ供給される封液の温度に基づいて算出した減圧部３の正常到達真空圧力とを比較して、前記減圧部３における真空度が正常か否かを判定することを特徴とする。また、前記真空圧力は、液封式真空ポンプ４と接続された減圧部４と連通する容器８内の液体を飽和温度まで加熱し、この加熱時の検出温度に基づいて算出する。
【選択図】図１

Description

この発明は、液封式真空ポンプと接続された減圧部における真空度の異常を検知するための真空度異常判定方法およびその装置に関するもので、たとえば真空脱気装置や真空冷却装置などに用いられる。

真空脱気装置は、脱気膜モジュールや脱気塔などで構成される脱気部へ被処理液を供給し、この脱気部を真空引きすることによって被処理液中の溶存気体を除去する装置である。この真空脱気装置では、たとえば液封式真空ポンプによって前記脱気部を真空引きしており、前記液封式真空ポンプと前記脱気部とを接続する真空吸引ラインを備えている。
特許第３２３９８１７号公報

ここで、前記真空吸引ラインにおいてリークが生じていたり前記液封式真空ポンプの性能が低下したりすることにより、本来得られるはずの真空度を得ることができなくなることがある。前記特許文献１に開示された真空圧力測定方法によれば、真空度の異常を検知するようにはなっていない。

この発明が解決しようとする課題は、液封式真空ポンプと接続された減圧部における真空度の異常を検知することである。

この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、真空度異常判定方法であって、液封式真空ポンプと接続された減圧部の実際の真空圧力と、前記液封式真空ポンプへ供給される封液の温度に基づいて算出した前記減圧部の正常到達真空圧力とを比較して、前記減圧部における真空度が正常か否かを判定することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記液封式真空ポンプと接続された減圧部と連通する容器内の液体を飽和温度まで加熱し、この加熱時の検出温度に基づいて、前記真空圧力を算出することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１において、前記真空圧力を前記減圧部の圧力を検出する真空圧力センサにて求めることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、真空度異常判定装置であって、液封式真空ポンプへ供給される封液の封液温度検出手段と、前記液封式真空ポンプと接続された減圧部の実際の真空圧力と、前記封液温度検出手段の検出値に基づいて算出した前記減圧部の正常到達真空圧力とを比較して、前記減圧部における真空度が正常か否かを判定する判定手段とを備えることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項４において、前記液封式真空ポンプと接続された減圧部と連通する容器と、この容器内の液体を加熱する加熱手段とを備え、前記容器内の液体を前記加熱手段により飽和温度まで加熱したときの前記液体温度検出手段の検出値に基づいて、前記真空圧力を算出することを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項４において、前記減圧部の圧力を検出する真空圧力センサを備え、前記真空圧力を前記真空圧力センサにて求めることを特徴とする。

この発明によれば、前記容器内の液体の飽和温度に基づいて、前記真空圧力を算出するとともに、封液温度に基づいて、前記正常到達真空圧力を算出し、この正常到達真空圧力と前記真空圧力とを比較することで、前記減圧部における真空度の異常を検知することができる。

つぎに、この発明の実施の形態について説明する。この発明の実施の形態は、液封式真空ポンプを用いる膜式脱気装置，タワー型脱気装置，真空冷却装置,蒸気滅菌装置などに好適に実施される。

（方法の実施の形態）
この発明の方法の実施の形態は、液封式真空ポンプと接続された減圧部の実際の真空圧力と、前記液封式真空ポンプへ供給される封液の温度に基づいて算出した前記減圧部の正常到達真空圧力とを比較して、前記減圧部における真空度が正常か否かを判定することを特徴とする真空度異常判定方法である。

この実施の形態においては、前記真空圧力は、好ましくは、液封式真空ポンプと接続された減圧部と連通する容器内の液体を飽和温度まで加熱し、この加熱時の検出温度に基づいて算出する。こうした場合、測定原理がシンプルであるため、前記真空圧力の測定装置を安価なものとすることができ、真空度測定を低コストで行うことができる。

この場合、前記容器内の液体を飽和温度まで加熱し、この加熱時の検出温度に基づいて、前記減圧部の真空圧力を算出する。この真空圧力は、前記減圧部における実際の圧力である。また、前記液封式真空ポンプによる到達真空圧力は、封液温度によって定まるため、封液温度に基づいて、前記減圧部の正常到達真空圧力を算出する。この正常到達真空圧力は、前記減圧部において本来得られるべき正常な圧力である。そして、前記正常到達真空圧力と前記真空圧力とを比較し、前記減圧部における真空度が正常か否かを判定する。

この実施の形態においては、前記真空圧力を前記減圧部の圧力を検出する真空圧力センサにて求めることができる。こうした場合、前記真空圧力を特別な制御を要することなく常時監視できるとともに、センサの種類によっては、真空度を高精度に測定可能であるので、真空度異常を確実に検出したい機器に有効である。

（装置の実施の形態）
上述の実施の形態の真空度異常判定方法は、つぎの真空度異常判定装置の実施の形態として実施される。この装置の実施の形態は、液封式真空ポンプへ供給される封液の封液温度検出手段と、前記液封式真空ポンプと接続された減圧部の実際の真空圧力と、前記封液温度検出手段の検出値に基づいて算出した前記減圧部の正常到達真空圧力とを比較して、前記減圧部における真空度が正常か否かを判定する判定手段とを備えることを特徴とする真空度異常判定装置である。

この装置の実施の形態においては、好ましくは、液封式真空ポンプと接続された減圧部と連通する容器と、この容器内の液体を加熱する加熱手段とを備え、前記真空圧力を、前記容器内の液体を前記加熱手段により飽和温度まで加熱したときの前記液体温度検出手段の検出値に基づいて算出するように構成する。

この場合、前記判定手段は、前記容器内の液体を前記加熱手段によって飽和温度まで加熱したときの前記液体温度検出手段の検出値に基づいて、前記減圧部における実際の真空圧力を算出するとともに、前記封液温度検出手段の検出値に基づいて、前記正常到達真空圧力を算出し、この正常到達真空圧力と前記真空圧力とを比較して、前記減圧部における真空度が正常か否かを判定する。

この装置の実施の形態においては、前記減圧部の圧力を検出する真空圧力センサを備え、前記真空圧力を前記真空圧力センサにて求めるように構成することができる。

ここで、前記方法および装置の実施の形態における構成要素について説明する。
前記液封式真空ポンプは、典型的には水封式真空ポンプとするが、これに限定されるものではなく、また特定の構造のものに限定されない。前記液封式真空ポンプの減圧部は、前記液封式真空ポンプの減圧側の圧力が検出可能であれば、特定の位置に限定されない。

また、前記封液温度に基づいて算出した正常到達真空圧力は、本来得られるべき正常な圧力であり、封液温度により定まる値である（図４参照）。この実施の形態が適用される装置においては、使用条件，すなわち装置ユーザーの設備の状況（原水の供給元）や蒸気ボイラのドレンを回収して使用するユーザーでは蒸気ボイラの燃焼条件などにより封液温度が変化するので、封液温度と前記正常到達真空圧力とを対比したテーブルとして準備する。そして、このテーブルに基づき検出した封液温度に対する正常到達真空圧力を求めるように構成することができる。

前記真空度が正常か否かの判定は、前記真空圧力と前記正常到達真空圧力との差が所定値以上のとき異常と判定することができる。また、前記正常到達真空圧力に所定値を加えた値を閾値（判定基準値）として、前記真空圧力が前記閾値以上のとき異常と判定するように構成することができる。

さらに、図４に示す曲線を、複数の封液温度帯に分けて、各温度帯毎に異なる傾きの直線にて近似し、この近似直線に所定値を加えることにより、各閾値判定式を求める。この各閾値判定式は、封液温度の一次関数で、［（各封液温度×傾き−定数）＋前記所定値］として表すことができる。そして、前記真空圧力が前記閾値判定式以上のとき異常と判定するように構成することができる。

前記容器は、密閉容器であればよく、特定の構造のものに限定されない。また、前記加熱手段は、好ましくは、電気ヒータとするが、高温蒸気が使用可能な場合は、これを用いることができる。

前記判定手段は、好ましくは、前記液封式真空ポンプなどこの実施の形態の装置の構成要素を制御する制御手段の制御手順（プログラム）の一部として構成する。

つぎに、この発明の実施例１について図面に基づいて詳細に説明する。図１は、この発明に係る真空度異常判定装置の実施例１の構成を示す概略的な説明図、図２は、図１の一部拡大図、図３は、飽和温度と真空圧力との関係を示すグラフ、図４は、封液温度と正常到達真空圧力との関係を示すグラフである。

図１に示す真空度異常判定装置１は、脱気膜モジュールや脱気塔などで構成される脱気部２と真空吸引ライン３を介して接続された液封式真空ポンプ４を備える脱気装置５に設けられている。前記液封式真空ポンプ４には、封液供給ライン６と使用済封液供給ライン７とが接続されており、前記封液供給ライン６から供給された封液が、使用済封液として
前記使用済封液ライン７へ流出するようになっている。

この実施例１において、前記真空度異常判定装置１は、前記液封式真空ポンプ４と接続された減圧部である前記真空吸引ライン３の真空度の異常判定を行うようになっている。

前記真空度異常判定装置１は、前記真空吸引ライン３と連通する容器８を備えている。この容器８は、その上部において、前記真空吸引ライン３と上部連通管９で接続されるとともに、前記容器８内の所定液位を規定する部位において、前記真空吸引ライン３と下部連通管１０で接続されている。そして、前記容器８の下部には、この容器８内の液体を加熱するために、ヒータなどの加熱手段１１が設けられている。また、前記容器８には、この容器８内の液体の温度を検出する液体温度検出手段１２が、上部から挿入されている。

また、前記真空度異常判定装置１は、前記封液供給ライン６に設けられた封液温度検出手段１３を備えている。

前記液体温度検出手段１２および前記封液温度検出手段１３は、信号線１４を介して判定手段１５と接続されている。この判定手段１５は、前記容器８内の液体を前記加熱手段１１により飽和温度まで加熱したときの前記液体温度検出手段１２の検出値に基づいて、前記真空吸引ライン３の真空圧力を算出するとともに、前記封液温度検出手段１３の検出値に基づいて、前記真空吸引ライン３の正常到達真空圧力を算出し、この正常到達真空圧力と前記真空圧力とを比較して、前記真空吸引ライン３における真空度が正常か否かを判定するようになっている。

前記判定手段１５について、さらに具体的に説明する。前記判定手段１５は、前記真空圧力および前記正常到達真空圧力の演算部（図示省略）を備えている。この演算部は、前記容器８内の液体を飽和温度まで加熱したときの前記液体温度検出手段１２の検出値に基づいて、前記真空圧力を演算し、また前記封液温度検出手段１３の検出値に基づいて、前記正常到達真空圧力を演算するようになっている。

前記真空圧力は、前記真空吸引ライン３における実際の真空圧力である。前記演算部は、前記容器８内の液体の飽和温度と前記真空圧力とを対比したテーブルを備えており、このテーブルに基づいて、前記真空圧力を演算するようになっている。ここで、図３に示すように、飽和温度および前記真空圧力は、飽和温度が高くなると前記真空圧力も高くなり、一方で飽和温度が低くなると前記真空圧力も低くなるという関係にある。したがって、前記テーブルは、このような関係となるように飽和温度と前記真空圧力とを対比したテーブルとなっている。

ちなみに、前記演算部は、前記液体温度検出手段１２の検出値が、一定温度を持続する時間を計測するタイマ（図示省略）を備えており、検出温度が所定時間に亘って一定温度を持続したとき、前記容器８内の液体が飽和温度に達したと判定するようになっている。

一方、前記正常到達真空圧力は、前記真空吸引ライン３において本来得られるべき正常な圧力であり、封液温度によって定まる。前記演算部は、封液温度と前記正常到達真空圧力とを対比したテーブルを備えており、このテーブルに基づいて、前記正常到達真空圧力を演算するようになっている。ここで、図４に示すように、封液温度および前記正常到達真空圧力は、封液温度が高くなると前記正常到達真空圧力も高くなり、一方で封液温度が低くなると前記正常到達真空圧力も低くなるという関係にある。したがって、前記テーブルは、このような関係となるように封液温度と前記正常到達真空圧力とを対比したテーブルとなっている。

前記判定手段１５は、前記演算部によって算出された前記正常到達真空圧力および前記真空圧力を比較し、真空度が正常か否かを判定するようになっている。具体的には、前記判定手段１５は、前記正常到達真空圧力と前記真空圧力との差が、所定値以内であるとき、真空度が正常であると判定するようになっている。一方で、前記判定手段１５は、前記真空圧力が、前記正常到達真空圧力よりも所定値以上高いとき、真空度が異常であると判定するようになっている。ここで、前記判定手段１５は、前記真空圧力が前記正常到達真空圧力よりも低いとき、温度検出異常と判定するようになっていてもよい。温度検出異常の原因としては、たとえば前記各温度検出手段１２，１３の故障や、これら温度検出手段１２，１３の設置不良などによる誤測定などが考えられる。

さて、前記真空度異常判定装置１における異常判定方法について説明する。前記液封式真空ポンプ４が稼動し、前記真空吸引ライン３が減圧状態となったとき、前記加熱手段１１によって前記容器８内の液体を加熱し、加熱した液体の温度を前記液体温度検出手段１２によって検出する。そして、前記容器８内の液体が加熱され、飽和温度に達すると平衡状態となる。この平衡状態の温度が所定時間持続したとき、前記判定手段１５は、前記演算部において、飽和温度に達したと判定し、このときの検出温度に基づいて、前記真空吸引ライン３における真空圧力を算出する。また、このときの封液温度を前記封液温度検出手段１３によって検出し、この検出温度に基づいて、前記判定手段１５は、前記真空吸引ライン３における正常到達真空圧力を前記演算部において算出する。そして、前記判定手段１５は、算出された前記正常到達真空圧力と前記真空圧力とを比較し、両者の差が所定値以内であるとき、真空度が正常であると判定し、一方で前記真空圧力が、前記正常到達真空圧力よりも所定値以上高いとき、真空度が異常であると判定する。

以上のように、この実施例１によれば、前記容器８内の液体の飽和温度に基づいて、前記真空圧力を算出するとともに、封液温度に基づいて、前記正常到達真空圧力を算出し、この正常到達真空圧力と前記真空圧力とを比較することで、前記真空吸引ライン３における真空度の異常を検知することができる。また、この実施例１によれば、真空度の測定装置を安価なものとすることができ、真空度の測定を低コストで行える。

特に、この実施例１を封水温度の許容範囲が２５℃〜９０℃と広いタワー式脱気装置に適用した場合、封水温度に応じて求めた正常到達真空圧力に基づき、異常を判定しているので、異常判定の基準を固定する従来例と比較して、液封式真空ポンプの能力不足や気密構造の劣化によりリークを確実に検出できるという効果を奏する。

つぎに、この発明の実施例２を図５に基づいて説明する。この実施例２において、前記実施例１と異なるのは、前記真空度を市販の真空度圧力センサ１６を用いて求めた点である。その他の構成は、前記実施例１と同様であるので、同じ構成要素には同じ符号を付してその説明を省略する。前記真空圧力センサ１６は、たとえばサギノミヤ製・ＦＳＫ−Ｆ１５を用いるが、これに限定されるものではない。

前記真空圧力センサ１６を用いることにより、前記真空圧力を特別な制御を要することなく常時監視できるとともに、真空度を高精度に測定可能であるので、真空度異常を確実に検出することができる。

以上、この発明を前記実施例１〜２によって説明したが、この発明はその主旨を変更しない範囲で種々変更実施可能なことは勿論である。たとえば、前記封液温度検出手段１３による温度検出を、前記容器８内の液体が飽和温度に達する前（たとえば、前記液封式真空ポンプ４の稼動開始時）に行っておき、その検出値に基づいて算出された前記正常到達真空圧力と前記真空圧力とを比較し、前記真空吸引ライン３における真空度の異常を判定
してもよい。

この発明に係る真空度異常判定装置の実施例１の構成を示す概略的な説明図である。 図１の一部拡大図である。 飽和温度と真空圧力との関係を示すグラフである。 封液温度と正常到達真空圧力との関係を示すグラフである。 この発明に係る真空度異常判定装置の実施例２の構成を示す概略的な説明図である。

符号の説明

１ 真空度異常判定装置
３ 真空吸引ライン（減圧部）
４ 液封式真空ポンプ
８ 容器
１１ 加熱手段
１２ 液体温度検出手段
１３ 封液温度検出手段
１５ 判定手段
１６ 真空圧力センサ

Claims (6)

1. 液封式真空ポンプと接続された減圧部の実際の真空圧力と、前記液封式真空ポンプへ供給される封液の温度に基づいて算出した前記減圧部の正常到達真空圧力とを比較して、前記減圧部における真空度が正常か否かを判定することを特徴とする真空度異常判定方法。
2. 前記液封式真空ポンプと接続された減圧部と連通する容器内の液体を飽和温度まで加熱し、この加熱時の検出温度に基づいて、前記真空圧力を算出することを特徴とする請求項１に記載の真空度異常判定方法。
3. 前記真空圧力を前記減圧部の圧力を検出する真空圧力センサにて求めることを特徴とする請求項１に記載の真空度異常判定方法。
4. 液封式真空ポンプへ供給される封液の封液温度検出手段と、
   前記液封式真空ポンプと接続された減圧部の実際の真空圧力と、前記封液温度検出手段の検出値に基づいて算出した前記減圧部の正常到達真空圧力とを比較して、前記減圧部における真空度が正常か否かを判定する判定手段とを備えることを特徴とする真空度異常判定装置。
5. 前記液封式真空ポンプと接続された減圧部と連通する容器と、この容器内の液体を加熱する加熱手段とを備え、
   前記容器内の液体を前記加熱手段により飽和温度まで加熱したときの前記液体温度検出手段の検出値に基づいて、前記真空圧力を算出することを特徴とする請求項４に記載の真空度異常判定装置。
6. 前記減圧部の圧力を検出する真空圧力センサを備え、
   前記真空圧力を前記真空圧力センサにて求めることを特徴とする請求項４に記載の真空度異常判定装置。

Images