JP4164343B2

JP4164343B2 - 液封式真空ポンプ用セパレータ

Info

Publication number: JP4164343B2
Application number: JP2002339010A
Authority: JP
Inventors: 幸雄橋本; 公一和田
Original assignee: Nikuni KK
Current assignee: Nikuni KK
Priority date: 2002-11-22
Filing date: 2002-11-22
Publication date: 2008-10-15
Anticipated expiration: 2022-11-22
Also published as: JP2004169663A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気液混在相を分離する液封式真空ポンプ用セパレータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４に示されるように、液封式真空ポンプVPは、ケーシング１に水などの液を入れ、このケーシング１内に偏心軸支されたインペラ２を回転させることにより、液はケーシング１の内壁に押付けられて回転し還流３を形成し、その還流３の中心に三日月形の空間４を作る。この三日月形の空間４は、インペラ２の各羽根５により細かく分割されてセルを形成し、回転により膨張収縮を繰返す。そして、このインペラ２の側面に設けられた制御板６の膨張サイクル位置に吸気口７を設けるとともに、収縮サイクル位置に排気口８を設けることにより、真空対象から吸引されたガスは、連続的に吸気口７より膨張サイクルのセルに吸気され、収縮サイクルのセルより排気口８に排気される。
【０００３】
このような液封式真空ポンプVPは、真空を発生させるために封液が必要であり、よって、排気口８からは排気ガスと封液とが混在した気液混在相が排出される。
【０００４】
したがって、排気口８には、気体と液とを分離する装置を接続する必要がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
図５は、液封式真空ポンプVPを稼働するためのシステムを示し、モータ11により駆動される液封式真空ポンプVPの吸気口７に、真空対象物に配管接続される吸気用の逆止弁12が設けられ、また、排気口８に配管13を介して、気体と液とを分離する装置としてのセパレータ14が接続され、このセパレータ14には、分離された液を排出する排液口15と、気体を排出する排気口16とが設けられ、さらに、液を補給する注液用の電磁弁17を介して注液管18が挿入され、また、液を液封式真空ポンプVPに循環させるための配管19が引出され、この配管19中に、液を冷却するための熱交換器21および流量計22が設けられている。
【０００６】
従来のセパレータ14は、図６および図７に示されるように、円筒形の槽体23の下部内に、液封式真空ポンプVPからの気液混在相を導入するための前記配管13に接続された入口管24が挿入されて、図７に示されるように、その先端部は接線方向に彎曲され、さらに、前記排液口15を有する下向きに彎曲された排液管25が挿入され、また、槽体23の上板部中央に前記排気口16を有する排気管26が挿入され、この排気管26の下部と槽体23との間にパンチングメタル27が溶接付けされ、このパンチングメタル27の上側空間にグラスウールなどの吸音材28が充填されている。入口管24と排気管26との間には、十分な気液分離用の高さを確保するための気液分離空間部29が設けられている。
【０００７】
そして、気液分離のために、十分な大きさの気液分離空間部29を設けることで、空塔速度を小さくし、気相部の高さを確保し、また、吸音材28により排気音を消音するようにしている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平６−１４７１６７号公報（第１頁、図１）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来は、吸音材28および気液分離空間部29を必要とすることから、セパレータ14が大きなものになってしまい、また、高価であるという問題がある。
【００１０】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、小型化で安価な液封式真空ポンプ用セパレータを提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載された発明は、密閉形の槽体と、槽体の下部から槽体内に挿入されて上方へ立上げ形成され液封式真空ポンプから排出された気液混在相を槽体内に導入する気液導入管と、気液導入管の上部に開口され気液混在相を槽体の上部内に開放する上部開放穴と、気液導入管の上部開放穴より下側にて槽体に設けられ槽体内に溜められた液を外部へ排出する排液口と、排液口より下側にて気液導入管の立上げ部に開口され気液混在相を液中で槽体内に開放する複数の液中開放穴と、槽体の天井面に対向して上向きに開口された排気口を有し外部へ気体を排出する排気管とを具備し、複数の液中開放穴は、上部開放穴と液中開放穴との関係をバランスさせることで排気音を抑えながら液面の波立ちによるミストの発生を抑えることが可能な個数設けられた液封式真空ポンプ用セパレータであり、気相中にある上部開放穴のみの場合は排気音が大きく、液中にある液中開放穴のみの場合は液面を波立たせるのでミストが発生し易いが、上記のように上部開放穴と複数の液中開放穴とを設け、上部開放穴と複数の液中開放穴との関係をバランスさせることで、排気音を抑えながら、液面の波立ちによるミストの発生を抑えることができ、また、排気管の排気口を上向きにすることで、排気流に乗って移動するミストがこの排気口に直接流入することを防止できる。このため、液面の波立ちを抑える構成と、排気口の上向き構成とにより、排液口と排気口との間の距離を縮めることができ、小型のセパレータを提供できる。さらに、複数の液中開放穴により消音機能を持たせることができるので、吸音材などが不要となり、安価で小型のセパレータを提供できる。
【００１２】
請求項２に記載された発明は、請求項１記載の液封式真空ポンプ用セパレータにおいて、排気管に接続され排気管より断面積の大きな停滞室により気体中のミストを除去するミストトラップと、ミストトラップ内で捕捉された液を槽体内に戻す液戻し管とを具備したものであり、排気口の上向き開口の構成と、ミストトラップを設けた構成とで、気液混在相内の液相を確実に捕捉でき、また、ミストトラップに溜まった液を液戻し管により槽体内に戻す構成により、ミストの外部への流出を確実に防止できる。
【００１３】
請求項３に記載された発明は、請求項１または２記載の液封式真空ポンプ用セパレータにおいて、槽体の下部に設けられ液封式真空ポンプに槽体内の液を封液として循環供給するための循環口を具備したものであり、槽体に液封式真空ポンプの封液を溜める循環タンク機能を持たせ、槽体内の溜り液を循環口より液封式真空ポンプへの循環液として利用できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図１および図２に示された一実施の形態を参照しながら詳細に説明する。
【００１５】
図１は、液封式真空ポンプ用セパレータを示し、31は密閉形の槽体であり、この槽体31の下部から、気液導入管32が、槽体31内に挿入されて上方へ立上げ形成され、この気液導入管32により、液封式真空ポンプVPから排出された気液混在相が槽体31内に導入される。
【００１６】
この気液導入管32の立上げ部33の上部には、上部開放穴34が開口され、この上部開放穴34より、気液混在相が槽体31の上部内に開放される。
【００１７】
この気液導入管32の上部開放穴34より下側にて、槽体31に排液口35が設けられ、この排液口35より、槽体31内に溜められた液Ｌが外部へオーバフローされ排出される。
【００１８】
この排液口35より下側にて、前記気液導入管32の立上げ部33に複数の液中開放穴36が開口され、これらの液中開放穴36より気液混在相が液中で槽体31内に開放される。
【００１９】
また、槽体31の天井面に対向して、排気管41の内端側の排気口42が上向きに開口され、この排気口42より、排気管41を経て槽体31の外部へ気体が排出される。
【００２０】
排気管41の外端側には、ミストトラップ43が接続されている。このミストトラップ43は、排気管41より断面積の大きな停滞室44により、気体中に混在するミストなどの液相を除去する。ミストトラップ43の排気管41の接続面と対向する側面には、排気管41より上側に位置する外部排気管41aが接続されている。
【００２１】
このミストトラップ43の底部には、ミストトラップ43内で捕捉された液を槽体31内に戻す液戻し管45が接続されている。
【００２２】
また、槽体31の下部には、液封式真空ポンプVPに槽体31内の液Ｌを封液として循環供給するための循環口46が設けられている。
【００２３】
図２に示されるように、前記気液導入管32の上部はＴ字形に設けられ、その上端部47は閉じられ、左右部に上部開放穴34がそれぞれ開口されている。したがって、気液混在相は、気液導入管32の上端部47に衝突してから、左右側方へ向きを変えて、上部開放穴34より排出されるので、上端部47に衝突した気液混在相が液相に変化し易いとともに、慣性を持つ液相が上昇し難い効果がある。
【００２４】
次に、この図１および図２に示された実施の形態の作用を説明する。
【００２５】
液封式真空ポンプVPから吐出された気液混在相は、気液導入管32に入ると、その立上げ部33内で上昇するときに、一部が液中開放穴36から槽体31内の液Ｌ中に流出し、液相は液Ｌ中に吸収され、気相のみが液面上に浮上する。このとき、液面で緩やかな波立ちが生じ、若干のミストが発生する。
【００２６】
気液導入管32内の残りの気液混在相は、さらに上昇して、上部開放穴34から槽体31内の気相中に放出される。このとき、気液混在相は、気液導入管32の上端部47に衝突してから、左右側方へ向きを変えて、上部開放穴34より排出されるので、上端部47に衝突した気液混在相が液相に変化し易いとともに、慣性を持つ液相は上昇し難いので、気相からの液相の分離が進む。
【００２７】
さらに、上部開放穴34から放出された気液混在相は、気相中を移動しながら、排気管41の排気口42に吸込まれる。このとき、排気管41の排気口42を上向きに構成されているので、排気流に乗って移動するミストなどの液相がこの排気口42に直接流入することがなく、気相からの液相の分離が進む。
【００２８】
気液混在相が排気管41を経てミストトラップ43まで移動すると、その停滞室44内で減速した気流から液相の分離が進む。このとき、排気管41より上側に位置する外部排気管41aにより、気流の直進が妨げられるので、ここでも、気相からの液相の分離が進む。
【００２９】
このミストトラップ43内の液は、液戻し管45により槽体31内に回収される。この槽体31内の液Ｌは、排液口35から外部へオーバフローされて、液面レベルが一定に維持されるとともに、循環口46より熱交換器を経て液封式真空ポンプVPに循環される。
【００３０】
次に、この図１および図２に示された実施の形態の効果を説明する。
【００３１】
（ａ）上部開放穴34のみの場合は排気音は大きいが、ミストが発生し難い。一方、液中開放穴36のみの場合は排気音は小さいが、液面を波立たせるのでミストが発生し易い。これに対し、液中にある液中開放穴36と、気相中にある上部開放穴34とを両方設け、これらの上部開放穴34と液中開放穴36との関係をバランスさせることで、排気音を抑えながら、液面の波立ちによるミストの発生を抑えることができる。
【００３２】
（ｂ）排気管41の排気口42を上向きに構成することで、排気流に乗って移動するミストがこの排気口42に直接流入することを防止できる。
【００３３】
このため、（ａ）の液面の波立ちを抑える構成と、（ｂ）の排気口42の上向き構成とにより、排液口35と排気口42との間の距離を縮めることができ、セパレータを小型化できる。
【００３４】
さらに、（ａ）の液中開放穴36の構成により、消音機能を持たせることができる。これにより、吸音材などが不要となり、安価で小型のセパレータを製作できる。
【００３５】
また、（ｂ）の排気口42の上向き開口の構成と、（ｃ）ミストトラップ43を設け、さらに排気管41より上側に位置する外部排気管41aから外部へ排気する構成とで、気液混在相内の液相を確実に捕捉でき、また、ミストトラップ43に溜まった液を液戻し管45により槽体31内に戻す構成により、ミストの外部への流出を確実に防止できる。
【００３６】
さらに、（ｄ）槽体31に液封式真空ポンプVPの封液を溜める循環タンク機能を持たせ、槽体31内の溜り液を循環口46より液封式真空ポンプVPへの循環液として利用できる。
【００３７】
次に、図３は、前記気液導入管32の上部開放穴34の変形例を示し、この上部開放穴34は、上方へ開口されているが、この上部開放穴34の上側に、取付部材48を介して、傘形の衝突板49が設けられているので、上部開放穴34より排出された気液混在相は、この衝突板49に衝突してから、斜め下方へ向きを変えるので、衝突板49に衝突した気液混在相が液相に変化し易いとともに、慣性を持つ液相が上昇し難い効果がある。
【００３８】
なお、本発明は、水、油、溶剤などの液を用いた液封式真空ポンプのセパレータとして利用できる。
【００３９】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、気相中にある上部開放穴のみの場合は排気音が大きく、液中にある液中開放穴のみの場合は液面を波立たせるのでミストが発生し易いが、上部開放穴と複数の液中開放穴とを設け、上部開放穴と複数の液中開放穴との関係をバランスさせることで、排気音を抑えながら、液面の波立ちによるミストの発生を抑えることができ、また、排気管の排気口を上向きにすることで、排気流に乗って移動するミストがこの排気口に直接流入することを防止できる。このため、液面の波立ちを抑える構成と、排気口の上向き構成とにより、排液口と排気口との間の距離を縮めることができ、小型のセパレータを提供できる。さらに、複数の液中開放穴により消音機能を持たせることができるので、吸音材などが不要となり、安価で小型のセパレータを提供できる。
【００４０】
請求項２記載の発明によれば、排気口の上向き開口の構成と、ミストトラップを設けた構成とで、気液混在相内の液相を確実に捕捉でき、また、ミストトラップに溜まった液を液戻し管により槽体内に戻す構成により、ミストの外部への流出を確実に防止できる。
【００４１】
請求項３記載の発明によれば、槽体に液封式真空ポンプの封液を溜める循環タンク機能を持たせ、槽体内の溜り液を循環口より液封式真空ポンプへの循環液として利用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る液封式真空ポンプ用セパレータの一実施の形態を示す断面図である。
【図２】同上セパレータに用いられている気液導入管の上部構造の一例を示す断面図である。
【図３】同上セパレータに用いられている気液導入管の上部構造の変形例を示す断面図である。
【図４】液封式真空ポンプの一例を示す断面図である。
【図５】液封式真空ポンプの稼働システムを示す回路図である。
【図６】従来の液封式真空ポンプ用セパレータの一例を示す垂直方向断面図である。
【図７】同上従来セパレータの水平方向断面図である。
【符号の説明】
31 槽体
32 気液導入管
34 上部開放穴
35 排液口
36 液中開放穴
41 排気管
42 排気口
43 ミストトラップ
44 停滞室
45 液戻し管
46 循環口
Ｌ液

Claims

密閉形の槽体と、
槽体の下部から槽体内に挿入されて上方へ立上げ形成され液封式真空ポンプから排出された気液混在相を槽体内に導入する気液導入管と、
気液導入管の上部に開口され気液混在相を槽体の上部内に開放する上部開放穴と、
気液導入管の上部開放穴より下側にて槽体に設けられ槽体内に溜められた液を外部へ排出する排液口と、
排液口より下側にて気液導入管の立上げ部に開口され気液混在相を液中で槽体内に開放する複数の液中開放穴と、
槽体の天井面に対向して上向きに開口された排気口を有し外部へ気体を排出する排気管とを具備し、
複数の液中開放穴は、上部開放穴と液中開放穴との関係をバランスさせることで排気音を抑えながら液面の波立ちによるミストの発生を抑えることが可能な個数設けられた
ことを特徴とする液封式真空ポンプ用セパレータ。
排気管に接続され排気管より断面積の大きな停滞室により気体中のミストを除去するミストトラップと、
ミストトラップ内で捕捉された液を槽体内に戻す液戻し管と
を具備したことを特徴とする請求項１記載の液封式真空ポンプ用セパレータ。
槽体の下部に設けられ液封式真空ポンプに槽体内の液を封液として循環供給するための循環口
を具備したことを特徴とする請求項１または２記載の液封式真空ポンプ用セパレータ。