JPH01305200A - 硝子製超高速油拡散ポンプ - 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、高真空を得るための超高速油拡散ボンブに関
するものである。

（従来技術） 従来、油の蒸気を利用した油拡散ポンプには、縦型のも
の（例えば特公昭４７−９７１号、特公昭５４−３１２
０７号、実公昭４４−１３９７６号等）と、ヒックマン
型ポンプによって代表されるような横型のものとがあっ
た。

本出願人は、縦型のものに関し改良を試み、特願昭６３
−５０３６６号を提案した。右発明を第４図により説明
すると、先ず排気管（５２）に連投しト補助ポンプ（Ｂ
′）によりシリンダ（Ａ′）中をある程度まで真空にす
る。次ぎにシリンダ（Ａ’　）の下部には加熱部（Ｃ′
）が設けられており油等を加熱蒸発させることが出来、
加熱蒸発させた蒸気噴流は前記シリンダ（Ａ′）中に配
設したジェット管本体（Ｂ′）を構成する蒸気導管（Ｂ
ｌ’　、Ｂ２’　）の上端から傘部（５６）を介して下
方に噴出し、気体分子を前記排気管（５２）に運んで真
空ポンプの作用を行うのである。前記加熱蒸発させた蒸
気噴流は蒸気導管（Ｂｌ’、Ｂ２′）含上昇する過程で
、一部液化する。こ、の液化した油は、還流する際蒸気
管内を閉塞することがあり、この場合蒸気噴流の上昇を
妨害するので、新たに前記ジェット管本体（Ｂ′）の蒸
気導管の上部に膨大部（５７）を設けて、前記液化した
油を該膨大部（５７）に貯溜出来るようにし、蒸気噴流
の上昇が円滑に行われるようにした。

また、シリンダ（Ａ′）の上部が脱着自在な蓋体（Ｄ′
）で形成されており、蓋体（Ｄ′）に雌型のテーパー面
を形成すると共にこれと密着する雄型のテーパー面をシ
リンダ（Ａ′）の上部に形成し、これら両面のすり合わ
せにより接着剤を介して密封するように構成し、そして
、ジェット管本体（Ｂ′）は、その下端を容器（Ａ′）
に形成された段部（６０）に係止させるとともに、その
上端を蓋体（Ｄ′）に形成された凹所（５８）にスプリ
ング（５９）を介して嵌入することにより弾力的に支持
されている。

又、シリンダ（Ａ′）外壁から加熱部（Ｃ′）内に入り
込む差込み管（６１）を設け、この差込み管（６１）に
挿入した温度センサー（図示せず）で油温を測定できる
ように構成しである。

ところで、真空用油の加熱温度を２３０°Ｃから２４０
°Ｃに設定した場合、加熱部（Ｃ′）内で油の突沸現象
が発生する。この油の突沸現象により不安定な蒸気圧が
発生し、真空度の低下をまねき、場合によっては真空測
定機器（真空計、電極等）が故障することも少なくなか
った。該油突沸現象を防止する手段としては、従来、特
公昭４５−６８９７号のように仕切り壁を設けたものが
あった。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、特願昭６３−５０３６６号では蓋体（Ｄ
′）とシリンダ（Ａ′）の上部とが接着剤を介してすり
合わせによって密封されており、ジェット管本体（Ｂ′
）の下端を容器（Ａ′）に形成された段部（６０）に係
止させるとともに、その上端を蓋体（Ｄ′）に形成され
た凹所（５８）にスプリング（５９）を介して嵌入して
いたので、ジェット管本体（Ｂ′）をシリンダ（Ａ′）
内に収納させる操作は、シリンダ（Ａ′）の下部の蒸気
噴射口（６２）の位置決めとともに困難な作業であり、
更にジェット管本体（Ｂ′）の下端が容器（Ａ′）に形
成された段部（６０）に係止されていただけであったの
で、予めジェット管本体（Ｂ’　）をシリンダ（Ａ′）
内に収納して輸送をした際には、ジェット管本体（Ｂ′
）の下端が破損することが多かった。

又、冷却された還流油が段部（６０）から、加熱部（Ｃ
′）に直接性がれていたので、油の円滑な蒸発が妨げら
れていた。

更に、加熱部（Ｃ′）の油の交換やシリンダ（Ａ’　）
の洗浄は、いちいち蓋体（Ｄ′）をシリンダ（Ａ′）か
ら外し、ジェット管本体（Ｂ′）を抜き出さなければ行
なえ無かった。

又、差込み管（６１）付近に上がってくる真空状態の形
成に不要な油蒸気を鎮静する手段に欠けていた。

更に、特公昭４５−６８９７号の油突沸防止手段は構造
が簡易でなく、又十分に安定した真空状態を確保出来な
かった９ （課題を解決する手段） したがって本発明の技術的課題は収り扱いが容易で真空
度が高くしかも安定した超高速油拡散ポンプを提供しよ
うとするもので、この技術的課題を解決する本発明の技
術的手段は、排気管（４）に連設した補助ポンプにより
ある程度まで真空にしたシリンダ（Ａ）内で油等を加熱
蒸発させると共に該加熱蒸発させた蒸気噴流を前記シリ
ンダ（Ａ）内に配設したジェット管本体（Ｂ）を構成す
る蒸気導管（Ｂｌ）、（Ｂ２）の上端から傘部（７）、
（８）を介して下方に噴出させ、気体分子を前記排気管
（４）に運んでポンプ作用を行うものにおいて、ジェッ
ト管本体（Ｂ）の下方をシリンダ（Ａ）の下端付近に接
合し、該接合部付近より加熱部（Ｃ）に連絡路、例えば
連絡管（５）を設けて、シリンダ（Ａ）の内壁を落下し
た液化油を、加熱部での油の円滑な蒸発が妨げられない
ように還流せしめた超高速油拡散ポンプである。

又、加熱部（Ｃ）に側管（１５）を設け、該側管（１５
）に対して差込み管（１６）を着脱自在に設けて、加熱
部（Ｃ）の温度管理と油の補給・交換及び油拡散ポンプ
内の洗浄等が出来るようにした。

又、加熱部（Ｃ）の油面より上方に突沸防止車（３２）
を設けて、突沸飛沫した油が鎮静化出来るようにした。

なお、突沸防止車は、傘状のものに限定されず、例えば
板状のものでも良い。

（作用） 次に、以上のように構成した本発明の超高速油拡散ポン
プの作用について説明する。

先ず、排気管（４）に連設した補助ポンプ（Ｐ）を稼働
してシリンダ（Ａ）及び吸気管（１）の前方の真空チャ
ンバー（図示せず）内をある程度まで真空にする。

次に、加熱部（Ｃ）のバンドヒーター（１４）に通電し
、このシリンダ（Ａ）中で油（０）を加熱蒸発させる。

そうすると、この加熱蒸発させた蒸気噴流はジェット管
本体（Ｂ）の各蒸気導管（Ｂ１）、（Ｂ２）内をそれぞ
れ上昇し、傘部（７）、（８）と膨大部（１１）、（１
２）の上面部（１１’）（１２′）との間を通って、下
方に向かって膜層状に勢い良く噴出すると共に、噴出孔
（１３）から排気管（４）に向かって噴出する。

この際、沸騰・蒸気化した油（０）はジェット管本体（
Ｂ）の各蒸気導管（Ｂｌ）、（Ｂ２）内と上昇中、蒸気
管内壁で液化する現象が起こるが、ジェット管本体（Ｂ
）を構成するうちの最も細い蒸気導管（Ｂ１）内では、
この液化した油（０）は膨大部（１１）に−時的に集め
られ、ある程度の量に溜ると自重で蒸気管壁面を伝って
スムーズに流れ落ち、蒸気化した油の上昇を妨げない。

一方眼気管（１）の前方の真空チャンバー（図示せず）
内の気体分子は、加熱蒸発させた蒸気噴流がジェット管
本体（Ｂ）から噴出するのに伴って、排気管（４）に運
ばれ、ポンプ作用が行われるのである。

なお、各蒸気導管（Ｂｌ）、（Ｂ２）の上端から噴出し
た油（０）の蒸気噴流は、ウォータージャケット（１９
）によって冷却されたシリンダ（Ａ）の内壁に当たって
液化し、シリンダ（Ａ）の内壁を伝わって下方に落下し
、連絡管（５）から加熱部（Ｃ）に還元され再び加熱蒸
発される。

ところで、加熱部（Ｃ）における油は２３０゜Ｃから２
４０°ＣＮ後に加熱されるが、この温度領域では、突沸
飛沫現象が度々発生し、激しく突沸飛沫するが、突沸飛
沫した油は、突沸防止車（３２）の下面に当たって鎮静
化し、その大部分は溝（３５）から接合体（３６）を伝
、わって下方に落下する。一方突沸飛沫した油中の蒸気
は、溝（３５）を通過して上昇する。　、 又、差込み管（１６）と側管（１５）の間から油の蒸気
噴流が上昇しようとするが、側管（１５）の中央部のウ
ォータージャケット（１７）により冷却されて、加熱部
（Ｃ）に還流される。

（実施例） 以下、本発明の詳細な説明する。

第１図において、（Ａ）はシリンダであり、（Ｂ）はこ
の容器（Ａ）内に配設されたジェット管本体、（Ｃ）は
シリンダ（Ａ）の下部に形成された加熱部であり、油拡
散ポンプ用に使用される油（０）が入っている。

（１）は、吸気管であり、その前方の真空チャンバー（
図示せず）内の気体分子がシリンダ（Ａ）内に侵入する
ようになっている。吸気管（１）は、シリンダ（Ａ）の
上部に対して、脱着自在であり、吸気管（１）に形成さ
れた雌型のテーパー面（２）と、シリンダ（Ａ）の上部
に形成された雄型のテーパー面（３）とはフィルム状に
塗布した真空用熱溶着剤を介してすり合わせ、シリンダ
（Ａ）を密封するように成っている。

（４）は、補助ポンプ（Ｐ）に連結する排気管であり、
シリンダ（Ａ）に対して若干斜め上方に向かうように接
続されている。

シリンダ（Ａ）の内側にはジェット管本体（Ｂ）が装着
されている。ジェット管本体（Ｂ）は蒸気導管（Ｂｌ）
、（Ｂ２）から成っており、蒸気導管（Ｂ１）は、蒸気
導管（Ｂ２）を貫通して上方に立設されている。該蒸気
導管（Ｂｌ）、（Ｂ２）の最上部には、傘部（７）、（
８）がそれぞれ設けられており、それぞれ傘部（７）、
（８）の上部に蒸気導管（Ｂ　１　）、（Ｂ２）の側面
が接続されている。それぞれ傘部（７）、（８）の下方
には、膨大部（１１）（１２）が設けられており、その
上面部（１１’）（１２’）が傘部（７）、（８）と平
行なテーパー形状に形成されている。それぞれ傘部（７
）、（８）と膨大部（１１）、（１２）の間の蒸気導管
（Ｂ１）、（Ｂ２）には、蒸気孔（９）、（１０）が多
数設けられており、蒸気が通過できるようになっている
。このような構成により、油（０）の噴出蒸気方向が下
方に向けられるのである。なお、それぞれ傘部（７）、
（８）の上部には、膨張部（７′）、（８′）が設けら
れており、蒸気孔（９）、（ｌＯ）から噴出した油蒸気
噴流が、該膨張部（７′）、（８′）を経由した後、膨
大部の上面部（１１’）（１２’）と傘部（７）、（８
）と間の平行なテーパ一部で絞り込まれ、激しくシリン
ダ（Ａ）の内壁に吹き付けられるようになっている。又
、蒸気導管（Ｂ２）の下方には、挟小部（２２）が延接
されており、加熱部（Ｃ）からの油蒸気噴流を絞り込み
、傘部（８）に送り込んでいる。

また、蒸気導管（Ｂ２）の下部には排気管（４）に向か
う噴出孔（１３）が設けられている。、ジェット管本体
（Ｂ）の下端は、シリンダ（Ａ）の下部内壁に爆着され
ているが、この爆着に際しては、蒸気導管（Ｂ１）の上
部に延設されている棒体（６）を利用すれば、特にガラ
ス加工の場合には極めて容易に爆着が可能である。

一方蒸気孔（９）、（１０）からシリンダ（Ａ）の内壁
に吹き付けられた油の蒸気噴流が、ウォータージャケッ
ト（１９）により冷却されたシリンダ（Ａ）の内壁に当
なって液化し、シリンダ（Ａ）の内壁を伝わって、シリ
ンダ（Ａ）の下部に溜るが、シリンダ（Ａ）の下部には
溜った油を加熱部（Ｃ）に還元するための連絡管（５）
が、設けられており、該連絡管（５）は加熱部（Ｃ）の
上部を貫通してその下端開口は、加熱部（Ｃ）の底部に
まで達している。即ち、冷却した油を加熱部（Ｃ）の上
部に注ぐと油の円滑な蒸発を妨げられるので、これを防
止するために、該連絡管（５）の下端開口を、加熱部（
Ｃ）の底部に設けたのである。なお、連絡管（５）は、
必ずしも管形状のものに限定されず、要するにシリンダ
（Ａ）の下部には溜った油を加熱部（Ｃ）に還元するた
めのものなら何でも良い。

一方、加熱部（Ｃ）には、バンドヒーター（１４）が捲
装されており、このバンドヒーター（１４）に適当なｔ
流を通電して油（０）を加熱する。

加熱部（Ｃ）の上側部には、側管（１５）が上向して設
けられており、側管（１５）には、差込み管（１６）が
内装されている。該差込み管（１６）は、温度センサー
（図示せず）を挿入し、油（０）の温度を測定出来、バ
ンドヒーター（１４）に通電する電圧値を管理すること
により油（０）を適温に保つことができる。

なお、実施例では使用した油拡散ポンプ用油にあわせ、
２３０〜２４０°Ｃに制御しである。

差込み管（１６）は、開管（１５）の上部に対して脱着
自在であり、差込み管（、，１６）に形成された雌型の
テーパー面（１６’）と、側管（１５）の上部に形成さ
れた雄型のテーパー面（１５’）とは、フィルム状に塗
布した真空用熱溶着剤を介してすり合わせ、加熱部（Ｃ
）を密封するように成っている。これにより、油（○）
の補充・交換、或はシリンダ（Ａ）等の洗浄などは、テ
ーパー面（１６’　）とテーパー面（１５’）との間に
塗布されな熱溶着剤をドライヤー等で加熱融解し、差込
み管（１６）を収り外すことで行うことが出来る。なお
、油（０）の補充・交換等には、油を常温にしてビニー
ルパイプを側管（１５）から加熱部（Ｃ）に挿入し、吸
引、注入作業を行うことが出来る。

側管（１５）の中央部には、ウォータージャケット（１
７）が環装されており、該ウォータージャケット（１７
）は、連絡管（１８）を介して、シリンダ（Ａ）の外壁
の大部分に環装されているウォータージャケット（１９
）に連結している。

これにより、側管（１５）とシリンダ（Ａ）の冷却が一
体的に出来る。更にウォータージャケット（１７）によ
り側’！（１５）が冷却され、テーパー面（１６’　）
とテーパー面（１５’）との間に塗布された熱溶着剤が
加熱融解するのを防止し、該部分でのリークを防止して
いる。なお、（２０）は水の送水口、（２１）は排水口
である。

更に、加熱部（Ｃ）の内底面の中心には、その下部に孔
（３１）が設けられた管（３０）が立設されており、骸
骨（３０）の上端の外周面には、突沸防止車（３２）が
環装されており、突沸防止車（３２）は、油面より上方
にあり、しかもその内径は加熱部（Ｃ）の上部の内径に
近いものだと良い。ところで骸骨（３０）は上方に向は
開口しているので、骸骨（３０）を加熱部（Ｃ）の内底
面に爆着する時に、管（３０）に支持体を挿入する等す
れば、作業がしやすい。導管（３０）自体は油（０）の
通路にもなる。更に、該突沸防止車（３２）の形状は凹
状であり、上面が円盤（３３）であり円盤（３３）の縁
部に沿って側板（３４）が下役されており、上面の円盤
（３３）から側板（３４）に沿って、放射状に溝（３５
）が設けられている。谷溝（３５）の下端には該溝（３
５）を跨ぐように、粒状の接合体（３６）が設けられ。

ている。このように構成することにより、加熱部（Ｃ）
で激しく突沸飛沫した油が、突沸防止車（３２）の下面
に当たって粉砕され、そのまま落下したり、円盤（３３
）の下面や溝（３５）から接合体（３６）を伝わって下
方に落下する。この際接合体（３６）により、油は間欠
的に落下することが可能である。他方、激しく突沸防止
車（３２）の下面に衝突した油蒸気は強力に溝（３５）
から蒸気導管（Ｂ１）、（Ｂ２）に向かって整流されて
上昇する。

接合体（３６）は、清（３５）が設けられな該突沸防止
車（３２）ｆ！：補強している。又、突沸飛沫した油蒸
気は、溝（３５）を通過して上昇するが、突沸防止車（
３２）によって鎮静化した油蒸気は溝（３５）及び加熱
部（Ｃ）の空間を縫って拡散し、脈動の少ない高圧蒸気
をジェット管本体（Ｂ）に供給出来る。

なお、実施例では、シリンダ（Ａ）、ジェット管本体（
Ｂ）及び加熱部（Ｃ）を全てガラス製とし、外部から視
覚を通じた観察を容易に行えるようにすると共に、ガス
リークの防止を図っている。

第３図は、本発明超高速油拡散ポンプと従来品とを比較
テストした結果を表しており、本発明超高速油拡散ポン
プが従来品よりも高真空度値な得るのに要する時間が非
常に短く、また最終的に得られる高真空度値そのものも
高いものであることを顕著に示している。更に本発明超
高速油拡散ポンプは特願昭６３−５０３６６号よりも−
オーダー高い１０　’ｔｏｒｒに近い真空度を達成して
いる。

（効果） 本件の請求項１の発明では、シリンダ（Ａ）の下部の蒸
気噴射口（６２）の位置決めの作業は無くなり、取扱が
容易になり、輸送の際ジェット管本体（Ｂ）の位置ずれ
や、該本体の下端が破損することも無くなった。又、冷
却された油が連絡路から、加熱部（Ｃ）に注がれるので
、油の円滑な蒸発が妨げられることも無くなった。

更に、請求項２の発明では、加熱部（Ｃ）め油の交換・
補充・洗浄やシリンダ（’Ａ）の洗浄が、簡易に出来る
ようになった。

又、請求項３の発明では、油突沸防止手段の構造が簡易
で、しかも十分に安定した真空状態を確保出来るように
なった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す断面図、第２図は、
突沸防止車の一実施例を示す斜視図、第３図は、本発明
の超高速油拡散ポンプと従来品との真空到達度の比較テ
スト結果な示したグラフ、 第４図は、油拡散ポンプの従来例を示す側面図である。 Ａ・・・シリンダ Ｂ・・・ジェット管本体 Ｂ１、Ｂ２・・・蒸気導管 Ｃ・・・加熱部 ４・・・排気管 ５・・・連絡管 ７．８・・・傘部 １５・・・側管 １６・・・差込み管 ３２・・・突沸防止車 特許出願人　　木　　下　　義　　夫 第２図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、排気管に連設した補助ポンプによりある程度まで真
   空にしたシリンダ内で油等を加熱蒸発させると共に該加
   熱蒸発させた蒸気噴流を前記シリンダ内に配設したジェ
   ット管本体を構成する蒸気導管の上端から傘部を介して
   下方に噴出させ、気体分子を前記排気管に運んでポンプ
   作用を行うものにおいて、ジェット管本体の下方をシリ
   ンダの下端付近に接合し、該接合部付近より加熱部に連
   絡路を設けて、シリンダの内壁を落下した液化油を、加
   熱部での油の円滑な蒸発が妨げられないように還流せし
   めたことを特徴とする超高速油拡散ポンプ ２、排気管に連設した補助ポンプによりある程度まで真
   空にしたシリンダ内で油等を加熱蒸発させると共に該加
   熱蒸発させた蒸気噴流を前記シリンダ内に配設したジェ
   ット管本体を構成する蒸気導管の上端から傘部を介して
   下方に噴出させ、気体分子を前記排気管に運んでポンプ
   作用を行うものにおいて、加熱部に側管を設け、該側管
   に対して差込み管を着脱自在に設けて、加熱部の温度管
   理と油の補給・交換及び油拡散ポンプ内の洗浄等が出来
   るようにしたことを特徴とする超高速油拡散ポンプ ３、排気管に連設した補助ポンプによりある程度まで真
   空にしたシリンダ内で油等を加熱蒸発させると共に該加
   熱蒸発させた蒸気噴流を前記シリンダ内に配設したジェ
   ット管本体を構成する蒸気導管の上端から傘部を介して
   下方に噴出させ、気体分子を前記排気管に運んでポンプ
   作用を行うものにおいて、加熱部に油面より上方に突沸
   防止傘を設けて、突沸飛沫した油が鎮静化した脈動の少
   ない高圧蒸気を供給出来るようにしたことを特徴とする
   超高速油拡散ポンプ