JPS6111126A - 真空回転機器の排気システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、混合ガス等の被処理ガスを処理する真空回
転機器の排気システムに係シ、特に複数の真空回転機器
を接続して構成される真空機器ユニット群毎に排気装置
を備えた真空回転機器の排気クステムに関する。

〔発明の技術的背景〕

混合ガス等の被処理ガスを処理する化学プラントなどに
おいては、混合ガス等を重ガス成分と軽ガス成分とに分
離する真空回転機器が組み込まれている。この真空回転
機器は、各成分ガスを高性能に分離処理するため、数十
台乃至数千台がシリーズ状あるいはカスケード状に配管
によシ接続されて真空機器群が構成される。この真空機
器群を構成する真空回転機器の製造、輸送、保管、据付
を行なう場合、真空回転機２ｉを１１・ｊ別に取扱うの
ではなく、数台乃至数十台を取扱単位として取扱う方が
効率的であシ、経済的１ｃ優れている。

この点から、第１図に示すように適切な台数の真空回転
機器１を密閉ケーシング２内に収容して取扱単位とする
方法や、第２図に示すように適切な台数の真空回転機器
１を共通の台枠３上に据付けて取扱単位とする方法、真
空回転４Ｊ器１ａのケーシング４を第３図に示すように
連続した一体溝造物となるように初めから製造する方法
がある。

一方、通常の真空回転機器は風損を低く押えるために、
真空回転機器内を大気圧よりかなり低い負圧に保って運
転される。運転開始時には、真空機器群内の空気を排気
し、被処理ガスとの混合を避けなければならず、また、
運転中に特定の真空回転機器に故障や不具合が生じた場
合、他の真空回転機器を損傷させるのを防止したり、被
処理ガスが雰囲気中に放出されるのを防止するため、真
空機器群内を排気する俳饗中毒ことがある。

従来、真空回転機器の排気システムは、大容量排気構造
の排気装置が１台共通的に設置され、この排気装置は真
空機器群の各真空回転機器に配管あるいは排気用専用配
管を介して接続される。そして、真空機器群内を排気す
る必要が生じた場合、真空機器群内全体を排気装置に排
気している。その際、１台の排気装置が数群の真空機器
群に接続され、各真空容器群内を排気処理する場合もあ
る。

〔背景技術の問題点〕

従来の真空回転機器の排気装置は、真空機器群すなわち
、多数台の真空回転機器に配管を介して接続され、各配
管を介して排気することとなシ、排気装置から遠い所に
位置する真空回転機器を結ぶ配管は管路長が長く、流路
抵抗が非常に大きい。

このため、排気装置には増々大容量のものが必要となる
。配管の抵抗を低下させるため太い配管を使用する場合
には建設コストが増大する等の問題がある。

一方、真空機器群の運転中、故障した真空回転機器をそ
のまま放置して運転を継続すると、真空機器群を流れる
被処理ガスの流動バランスがくずれるため、故障した真
空回転機器の性能低下分にとどまらず、一方、故障した
真空回転機器から大気が浪人し、混合流が生ずる忌れが
あるだめ、真空機器群全体の処理性能が大幅に低下する
。故障が生じたとき、真空機器群を直ちに排気し、故障
した真空回転機器を修理するか、交換すれば、全体の性
能低下は防ぐことができるが、真空機器群全体の排気に
長時間かかり、真空機器群の稼動率を低下させる原因に
なっている。すなわち、真空機器群より被処理ガスを排
気し、故障した真空回転機器を交換し、その後取り換え
られた真空回転機器について各種テストを行ない、再び
真空機器群を起動し、被処理ガスを流し、定格運転に戻
すのに通常数日から１０数日要し、これにより真空機器
群の稼動率が１〜数−低下する。

また、真空回転機器は高周波電源設備によシ駆拗される
が、この電源設備が故障した場合には、真空回転機器を
保、誂し、混合損失を防止するため、真空機器群から排
気ｔし、電源設備を修理する必要がある。その際高周波
電源設備として建設コスト等の関係から、真空回転機器
毎に比較的小容量の電源を採用した場合、数群の真空機
器群を駆動する大容量の電源で運転する場合に比べ、電
源故障時の真空機器群の稼動率が著しく低下する。この
理由は、比較的小容量の電源の場合、電源の数が多く、
電源１ヶ当りの故障率が同じとすると、いずれかの電源
よシ供給される電力に異常が生ずる確率が圧倒的に高く
なる。一方、大容量の電源設備の方がパックアンプ設備
を設けるなどして、出力異常を生ずる確率を低下させる
対策が打ち易く、小容量電源との差が一層大きくなる。

比較的小容量電源設備の稼動率の低下を避けるため、小
容量の電源を必要量の倍若しくはそれ以上の容量にセッ
トしておき、他の電源と相互に補完させ、バックアップ
機能を持たせた場合には、特定の電源設備の故障にかか
わらず、各真空回転機器を定格運転でき、排気作業が不
要となるので真空機器群（プラント）の稼動率の低下を
防止できる。しかしながら、比較的小容量の全ての電源
設備にバックアップ機能を持たせ、特定の電源設備の故
障を感知して切換える計装制御装置をもだせることは建
設コストの増大を招く原因となっている。

〔発明の目的〕

この発明は上述した点を考慮し、真空回転機器の故障に
起因する真空機器群のガス処理性能の低下や稼動率の低
下を有効的に防止し、かつ建設コストの低減が図れるよ
うにした真空回転機器の排気システムを提供することを
目的とする。

〔発明の概要〕

上述した目的を達成するため、この発明に係る真空回転
機器の排気システムは、複数台の真空回転機器を配管に
より接続して真空機器ユニット群を構成し、上記真空機
器ユニット群に開閉弁を備えた配管を介して接続された
排気装置と、この排気装置および上記開閉弁を作動開開
する制御装置とをそれぞれ設け、前記真空機器ユニット
群、排気装置および制御装置は据付搬送等の作業時に一
括取扱い可能なユニット構造としたものである。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の好ましい実施例について添付図面を参
照して説明する。

第４図はこの発明に係る真空回転機器の排気装置を示す
図でおり、図中、符号［０は共通の台枠１１上に据付け
られた複数台、例えば５台の真空回転機器である。真空
回転機器【０は内部が負圧に保たれて図示しない回転機
器が収容され、被処理ガスを重い成分ガスおよび軽い成
分ガスに分離するようになっており、各真空回転機器１
０は被処理ガスを供給もしくは回収する配管［３，１４
で接続され、取扱単位の真空機器ユニット群１５が構成
される。

真空機器ユニット群１５は隣接する真空機器ユニット群
に自動開閉弁１６を有する接続配管１６ｍ、１６ｂを介
してシリーズ状ちるいはカスケード状に接続されて真空
機器群が構成される。すなわち、真空機器群は真空回転
機器を数十台乃至数千台間管によりカスケード状に接続
して構成される。接続配管１６ａ、Ｌ６ｂは供給わるい
は回収配管［３、［４に取合フランジ［８を介して着脱
交換自在に連結される。

一方、真空機器ユニット群［５を据付は九台枠【１上に
は、排気装置部や制御装置２１が設けられている。排気
装置部は被処理ガスの供給あるいは回収配管の一方１４
と配管ｎにより接続される。この配管２２には自動開閉
弁ｎが設けられている。上記排気装置２２および各自動
開閉弁［６、ｎは開開装置蜀により作動制御される。こ
のようにして、真空機器ユニット群［５、排気装置部お
よび制＋ｉ：１１装置２１は共通の台枠［１上に据付け
られ、据付搬送４子の作業時に一括取扱い可能なユニッ
ト構造とされる。

制御装置２１は、外部の制御系から制御信号が入力され
る一方、各真空回転機器ＩＯに取付けられたセンサＭと
ケーブル５で巌に光さ、れ、各センサＭから真空回転機
器［Ｏの回１１Ｒ状況が人力され、これらの入力信号に
基づき、自動＋ｉｉｌ閉弁１６．２３および排気装置旬
を作動制御できるようにケーブル２６．２７で結ばれて
いる。

次に、この発明の作用について説明する。

プラントの定常運転状態では、被処理ガスは接続配管１
７ｍから供給配管１３を通り、真空機器ユニット群［５
の各真空回転機器１０に供給され、ここで処理され、回
収配管【４から回収される。その際、自動開閉弁１６　
、１６は開かられ、排気装置部への自動開閉弁βは閉じ
られている。

しかして、プラントの他の設備、例えば高周波電源設備
で不具合が生ずると、その信号がケーブル路を経て制御
装置２１に入力され、制御装置２１はまず排気装置部を
作動させる。この排気装置部の作動に伴って自動開閉弁
るが開き、他の自動開閉弁［６は閉じられ、真空機器ユ
ニット群１５内部の被処理ガスを排気装置２１へ案内し
、この排気装置２１で排気処理する。

また、プラント（真空機器群）の定格運転時に、真空機
器ユニット群【５の真空回転機器【０が何らかの原因で
故障した場合、これをセンナによシ感知　　・し、その
信号を制御装置２１に送る。この場合も、制御装置２１
はセンサあからの感知信号を受けて排気装置加を作動さ
せ、続いて自二幼開閉弁お、Ｌ６．１６を開閉し、各真
空回転機器［０内の被処理ガスを排気装置加に排気する
。

被処理ガスの排気後、自動開閉弁ツを閉じ、各自動開閉
弁幻、１６を閉じたままで取合フランジ１８を取外し、
真空機器ユニット群１５を新しいものと交換し、その交
換後、新しい真空機器ユニット群１５内のエアーを排気
装置加にて大気中に排気し、内部を負圧にする。その陵
、自動開閉弁おを閉じ、残りの自動開閉弁１６　、１．
６を開き、再び彼処」里ガスを配管１７ｍ、１７ｂおよ
び１３、【４介して新しい真空機器ユニット群【５内に
流し、処理する。その除、真空機器群の他の真空機器ユ
ニット群【５を定格で運転状態に保持したまま故障した
真空機器ユニット群Ｌ５を交換することができる。

なお、プラント建設終了後、初めて真空機器群を運転す
る場合には、全ての真空機器ユニット群」５に大気が流
入しているだめ、全ての自！ｔｉｂ開閉弁羽、１６、【
６を開いたまま真空機器群の内部を効率的に排気するこ
とができ、この排気後に、真空横笛５図はこの発明の他
の実施例を示すものである。

この実施例に示された真空回転機器の排気装置は、真空
機器ユニット群１５に比較的小容量の電源設備力を設置
した例を示し、この電源設備間は、高周波電源により真
空回転機器ｌＯを回転駆動させるもので、通常の商用電
力を入力し、真空回転機器【０の状況に応じ量適な電圧
、周波数の電力を出力する設備である。一実施例で示し
たものが１つもしくは複数群の真空機器群を１台の大容
量電源設備で駆動させるのに対し、他の実施例で示した
ものは、真空回転機器１０の据付や輸送における取扱単
位毎に比較的小容量の電源設備を備え、各電源設備で取
扱単位である真空機器ユニット群１５を駆動させるもの
である。各真空機器ユニット群【５毎に比較的小容量の
電源設備間を共通の台枠１１上に設けることにより、第
４図に示したセンナ翼が不要となシ、このセンサＵから
の信号の代υに電源設備（２）の運転状態を示す信号が
制御装置２１に入力されるようにケーブル：３１で、清
ばれている。それ以外の構成は一実施例に示したものと
同様であるので同じ符号を付し、説明を省略する。

しかして、他の実施例に示したものにおいて、電源設備
（資）の故障信号は外部から人力されるのではなく、同
じ台枠に取付けられた比較的小容量の電源設備Ｉから入
力される。そして、電源設備以外の原因で生ずる真空機
器ユニット群１５の故障は、配管圧等を検出する図示し
ない外部センサがらの信号により検出される。したがっ
て、電源設備間の故障の場合は、故障した真空機器ユニ
ット群１５以外の真空機器群（カスケード）の定格運転
を保持でき、かつ真空機器群全体の排気や電源のバック
アップ機能が不要となる。

これ以外の作用は第４図に示された一実施例記載のもの
と同様でちる。

なお、この発明の実施例において、真空機器ユニット群
や排気装置、制御装置を共通の台枠上に据付けた例につ
いて説明したが、これらを第１図で示すように、密閉ケ
ージング内に収容するようにしても、あるいは真空機器
ユニット群の各真空回転機？５４）を第３１Ａに示す共
通ケーシング酵造としてもよい。

また、真空機器ユニット群は数台乃至数十台の真空回転
機器から構成してもよぐ、取扱う被処理ガスが有害の場
合には、排気装置と直列にフィルタを介装し、このフィ
ルタで有害ガス成分を捕集するようにしてもよい。

さらに、真空機器ユニット群と他のユニット群とのしゃ
断を自動開閉弁で行なうようにした例について示したが
、故障した真空機器ユニット群を交換する際、自動開閉
弁の誤動作を防ぐため、自動開閉弁と直列に手動開閉弁
を設けてもよい。

〔発明の効果〕

以上に述べたようＫこの発明に係る一真空回転機器の排
気システムは、複数台の真空回転機器を配管により接続
して真空機器ユニット群を構成し、上記真空機器ユニッ
ト群に開閉弁を備えた配管を介して接続された排気装置
と、この排気装置および上記開閉弁を作動制御する制御
装置とをそれぞれ設け、前記真空機器ユニット群、排気
装置および制御装置は据付搬送等の作業時に一括取扱い
可能なユニット構造としたから、各真空機器ユニット群
を単位として排気装置で排気することができ、排気装置
と排気される各真空回転機器間の配管長を短かくするこ
とができ、流路抵抗も小さいので、排気装置は小型、小
容量化することができ、かつ配管を太くする必要がない
ので建設コストを低減させることができる。

一方、真空機器ユニット群のある真空回転機器が故障し
た場合、真空機器ユニット群や排気装置、制御装置をユ
ニット構造としたから容易に交換することができ、故障
したまま真空機器群を運転することによる混合流や流動
バランスの崩れ専の不都合を防止でき、真空機器群のガ
ス処理性能の低下を防止できる。故障した真空機器ユニ
ット群の交換は、真空機器群の定常運転を停止させるこ
となく行ない得るので、稼動率を大幅に向上させること
ができる。

また、各真空機器ユニット群毎に電源設備を設ける場合
には、電源設備故障時のバックアップ機能が不要となシ
、プラントの建設コストの低減をよシー要因ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は取扱上の便宜から４台の真空回転機器を密閉ケ
ーシング内に収容した状態を示す図、第２図は５台の真
空回転機器を共通の台枠上に据付けた状態を示す図、第
３図は各真空回転機器のケーシングを共通なものとした
例を示す図、第４図はこの発明に係る真空回転機器の排
気システムの一実施例を示す図、第５図はこの発明の他
の実施例を示す図である。 ［Ｏ・・・真空回転機器、１１・・・台枠、１３．１４
．２２・・・配管、【５・・・真空機器ユニット群、１
６、ｎ・・−自動開閉弁、１７ａ、１７ｂ・・接続配管
、１８・−・取合７ランジ、加・・・排気装置、２１・
・・制御装置、Ｍ・・・センサ、Ｉ・−・電源設備。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数台の真空回転機器を配管により接続して真空機
   器ユニット群を構成し、上記真空機器ユニット群に開閉
   弁を備えた配管を介して接続された排気装置と、この排
   気装置および上記開閉弁を作動制御する制御装置とをそ
   れぞれ設け、前記真空機器ユニット群、排気装置および
   制御装置は据付搬送等の作業時に一括取扱い可能なユニ
   ット構造としたことを特徴とする真空回転機器の排気シ
   ステム。 ２、真空機器ユニット群、排気装置および制御装置は共
   通の台枠あるいは密閉ケーシングに一体的に設けられた
   特許請求の範囲第１項に記載の真空回転機器の排気シス
   テム。 ３、真空機器ユニット群は複数群がシリーズ状あるいは
   カスケード状に、開閉弁を備える配管を介して着脱交換
   可能に接続され、真空機器群が構成された特許請求の範
   囲第１項に記載の真空回転機器の排気システム。 ４、真空機器ユニット群の各真空回転機器を駆動させる
   電源設備を、各真空機器ユニット群毎に設けた特許請求
   の範囲第１項記載の真空回転機器の排気システム。