JPS63219886A - 真空ポンプ及びそれを用いた酸素富化装置 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は水分を含んだ空気等の気体を吸引して真空状態
を作り常圧又は多少加圧された状態でその気体を吐出す
る際に有用な、改良された真空ポンプを提供するもので
ある。

かかる真空ポンプは、特に多湿の状態にある気体を吸引
、吐出する場合に吐出側での凝縮水による部材の破損が
生じにくく耐久性に富んだダイアフラム式真空ポンプで
ある。

また本発明は、酸素選択透過性膜を用いて空気よりもｌ
素濃度の高められた酸素富化空気を得るため酸素富化装
置であって、かかる改良された真空ポンプ手段を用いた
改良された酸素富化装置を提供するものである。

〈従来技術〉 通常、模型の酸素富化装置に使用される真空及び加圧ポ
ンプとして無給油のダイアフラム式ポンプが多用されて
いるが、膜を透過した酸素富化空気が水分も富化されて
おり、吸引導入されたその空気中の水分が吐出近傍で冷
却凝縮されるとダイアフラム面に水撃作用が働きダイヤ
フラムのクラック損耗がみられるとか、構造内面に水や
水にふくまれる発錆イオンによる腐蝕が起こり易く、そ
の防蝕のためのコーティング部材等が凝縮水の蒸発潜熱
で構造材の温度差が大きくなると部分的に短時間で剥離
するという現象がみられる。

更にこれらの故障から付帯して発生する他への影響も大
きく例えばダイアフラムのクラックが発生すると凝縮水
分が本体内部に侵入し且つ内蔵したベアリングを錆付か
せ本体の駆動ができなくなったり又凝縮水の流出が不連
続であると真空加圧ポンプ後の使用者の方へ酸素富化空
気の供給が断続的になり例えばローターメータ式流量計
の流量表示が大きく振れるといった使用目的に適しない
という現象が付帯して発生していた。

〈発明の目的〉 本発明は、かかるこれまでの問題点を解決することを目
的とするものであって、特に真空ポンプの吐出部におけ
る凝縮水の滞留を極力防止して、その水の滞留による種
々のトラブルの発生を防ぐことを目的としている。即ち
本発明は、多湿気体の吸引操作においても耐久性の優れ
たダイヤフラム式真空ポンプを提供すること、及びかか
る改良された真空ポンプを用いることによってより長い
期間にわたって安定に運転することを可能にした酸素富
化装置を提供することを目的とする。

〈発明の構成〉 本発明は、かかる目的を達成するために鋭意研究した結
果、凝縮水を構造内のエアーデッドポイントに滞留せし
めず、更に順次凝縮水が流入して来ても連続してスムー
スに凝縮水の流出が可能なようにせしめる有効な構造を
見出して、本発明に到達したものである。

即ち本発明は、 気体吸入口を備えた気体吸入室と、気体吐出口を備えた
気体吐出室と、電動機により駆動され得るダイアフラム
を備えたダイアフラム室とが具備され、該気体吸入室と
該ダイアフラム室が吸入弁を介して連通され、該気体吐
出室と該ダイアフラム室が吐出弁を介して連通されたダ
イアフラム式真空ポンプ手段が一段で又は多段直列に連
結されて具備された真空ポンプにおいて、少なくとも最
下流側の該ダイアフラム式真空ポンプ手段が該気体吐出
口を該気体吐出室の実質上下部領域に有したものである
ことを特徴とした真空ポンプ、及び酸素選択透過性膜を
具備した膜エレメントと、該膜に空気を透過せしめて酸
素富化空気を該膜エレメントから抜き出すため真空ポン
プを備えた酸素富化装置において、該真空ポンプが、気
体吸入口を備えた気体吸入室と、気体吐出口を備えた気
体吐出室と、電動機により駆動され得るダイアフラムを
備えたダイアフラム室とが具備され、該気体吸入室と該
ダイアフラム室が吸入弁を介して連通され、該気体吐出
室と該ダイアフラム室が吐出弁を介して連通されたダイ
アフラム式真空ポンプ手段が一段で又は多段直列に連結
されて具備されたたものであって、少なくとも最下流側
の該ダイアフラム式真空ポンプ手段が該気体吐出口を該
気体吐出室の実質上下部領域に有したものであることを
特徴とした酸素富化装置、 である。

以下本発明について、図面を用いながらさらに詳細に説
明する。即ち第１〜３図は、本発明における真空ポンプ
の好ましい実施態様例を示すものであって、第１図がそ
の平面図、第２図及び第３図は各々その正面図及び左側
面図を示すものである。かかる真空ポンプはダイアフラ
ム式真空ポンプ手段を２段直列に連結したものであって
、その１段目の内部構造を模式的に示したのが第２図の
右下における一部断面図である。

第１図において、１がモータであり、２がケーシングで
あり、３が第１段目の気体取入部、４が第１段目の気体
の吐出部、５が第１段目の気体吐出部４と第２段目の気
体取入部６の連結チューブ。

７が第２段目の気体吐出部である。

第２図において、１０がダイアフラムであり、１１が吸
入弁であり、１２が吐出弁であり、１３が気体吸入室、
１４がダイアフラム室、１５が気体吐出室を各々示して
いる。尚これらは第１段の真空ポンプ手段に関するもの
である。また第２図において１゜３．７は各々第１図に
対応したものであり、また第１図の４．５．６の各々は
便宜上第２９図において省略されている。

第３図は、第２図における中央部外蓋１６をはずした状
態のものの左側面図を示したものであって、第２段目の
真空ポンプ手段を示す。ここで２３が気体吸入室であり
、２１がダイアフラム室との連通口であり、２２が吐出
弁であり、２４が気体吐出室であり、２５が気体吐出部
７に連結された気体吐出用チューブである尚かかる憾体
吐出用チューブの先端が本発明に言う気体吐出口に相当
する。

第４図は、本発明の真空ポンプの他の好ましい実施態様
例を示すものであって、３１がモータ、３２が第１段目
の真空ポンプ手段の気体吐出部と第２段目の真空ポンプ
手段の気体取入部３３の連結チューブである。３４が吐
出弁であり、３５が気体吐出部であり、３６が気体吐出
口であって各々第２段目の真空ポンプ手段に関する。尚
ここで気体吐出口３６は気体吐出室３７の最下部に位置
するようにしたものの方が水の滞留を防ぐ意味でさらに
好ましい。

尚、第５図は従来の２段式ダイアフラム型真空ポンプで
飽和近くまで加湿された空気を吸引吐出した場合、第２
段目の真空ポンプ手段における水の滞留状況を示したも
のである。ここで、１．５〜７，２１〜２４は第３図と
同様のものを示し、２６が滞留した水を示し、２７がこ
の場合の気体吐出口を示す。

本発明の真空ポンプは、この様に少なくとも最終段目の
ダイアフラム式真空ポンプ手段における気体吐出室の実
質上下部領域に気体吐出口を有することを特徴とするも
のである。ここで実質上下部領域とは本発明の効果を奏
し得る程度に下方であることを意味し、例えば気体吐出
室の下から１／４以下、さらには１１５以下の位置が好
ましい。またその段数としては、１〜３段が好ましく、
特に２段が実用的である。尚１段の場合として例えば２
個のダイアフラム式真空ポンプ手段を並列に連結したも
のであってもよい。また本発明の真空ポンプにおいて、
吐出弁を介してダイアフラム室と気体吐出室を連通せし
める連通口をそのダイアフラム室の出来るだけ下部に位
置せしめたものが、ダイアフラム室での水の滞留を防止
できるので更に好ましい。

第６図は、本発明における酸素富化装置の１実施態様を
例示したものである。即ち同図において、膜エレメント
４１は酸素選択透過性膜を具備したものであり、その膜
の形状としては平板型１円筒型。

中空型等のいずれであってもよい。例えば真空ポンプ４
０を用いて膜エレメントの内側を減圧にすることにより
、膜を透過基せて酸素濃度の高められた富化空気が集取
管４２を介して取得され、真空ポンプ４０を通過した後
、水分保持機能部４１を有した冷却手段４２．水分離手
段４３．オリフィス等の加圧手段４４．流量調節手段４
５及び流量測定手段４６を経て、酸素富化空気Ａとして
使用に供される。他方大気空気Ｃは、ファン手段４８よ
ってフィルターを介して装置内に取り入れられ冷却手段
４２．膜エレメント４１及び真空ポンプ４０を順次通過
した後、装置外に排出される。

本発明の酸素富化装置は、この真空ポンプ４０として前
記の如き特徴を有したダイアフラム式冥空ポンプを用い
たものである。

〈発明の効果〉 本発明の真空ポンプは、多湿の気体を吸引吐出する操作
においても、ポンプ内で発生した凝縮水が気体吐出室滞
留しにくく、水がダイアフラム室に吸入されることによ
る水撃の影響を少なくできる一方、凝縮水の蒸発潜熱に
よるポンプヘッド内外の温度差の増大を防止でき、構造
物を防蝕用コーティング部材の剥離を防ぐことができる
利点を有する。

更に本発明の酸素富化装置は、使用する真空ポンプの耐
久性に優れるのみならず、吐出空気の流れが大きく変動
しにくいので流量計での流量表示が安定である効果も得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は、本発明の真空ポンプの実ＩＭＢ様の１つ
を例示するものであって、第１図がその平面図、第２図
がその正面図、第３図がその左側面図を示す。第４図は
、本発明の真空ポンプの例の実施態様を側面図で示した
ものである。第５図は、従来の真空ポンプを側面図で示
したものである。 第６図は、本発明の酸素富化装置の実ＷＡ態様を模式的
に例示したものである。 ；―ｌ　イ　図 第２図 第３図 第４図 第５図 第す図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）気体吸入口を備えた気体吸入室と、気体吐出口を
   備えた気体吐出室と、電動機により駆動され得るダイア
   フラムを備えたダイアフラム室とが具備され、該気体吸
   入室と該ダイアフラム室が吸入弁を介して連通され、該
   気体吐出室と該ダイアフラム室が吐出弁を介して連通さ
   れたダイアフラム式真空ポンプ手段が一段で又は多段直
   列に連結されて具備された真空ポンプにおいて、少なく
   とも最下流側の該ダイアフラム式真空ポンプ手段が該気
   体吐出口を該気体吐出室の実質上下部領域に有したもの
   であることを特徴とした真空ポンプ。
2. （２）酸素選択透過性膜を具備した膜エレメントと、該
   膜に空気を透過せしめて酸素富化空気を該膜エレメント
   から抜き出すための真空ポンプを備えた酸素富化装置に
   おいて、該真空ポンプが、気体吸入口を備えた気体吸入
   室と、気体吐出口を備えた気体吐出室と、電動機により
   駆動され得るダイアフラムを備えたダイアフラム室とが
   具備され、該気体吸入室と該ダイアフラム室が吸入弁を
   介して連通され、該気体吐出室と該ダイアフラム室が吐
   出弁を介して連通されたダイアフラム式真空ポンプ手段
   が一段で又は多段直列に連結されて具備されたものであ
   って、少なくとも最下流側の該ダイアフラム式真空ポン
   プ手段が該気体吐出口を該気体吐出室の実質上下部領域
   に有したものであることを特徴とした酸素富化装置。