JPH1068386A

JPH1068386A - 真空装置

Info

Publication number: JPH1068386A
Application number: JP8244197A
Authority: JP
Inventors: Tadahiko Kataoka; 忠彦片岡
Original assignee: SHINKU KIKO KK
Current assignee: SHINKU KIKO KK
Priority date: 1996-08-27
Filing date: 1996-08-27
Publication date: 1998-03-10

Abstract

(57)【要約】【課題】ダイヤフラム型真空ポンプの寿命を何ら面倒
な作業を必要とすることなく長期化すること。【解決手段】被排気系としての減圧蒸留装置１２の排
気を行なう時には３ポート電磁切換弁１６のソレノイド
部１８を励磁することにより吸気ポート１７ａと共通ポ
ート１７ｃを連通させ、真空ポンプ１９の駆動を開始さ
せる。これにより減圧蒸留装置１２は排気されて所望の
減圧蒸留作用を行なうことができる。減圧蒸留装置１２
の稼働を停止させるべくスイッチ５３をオフすると、電
磁弁１６のソレノイド部１８は非励磁とされ、吸気ポー
ト１７ａと共通ポート１７ｃとは遮断されるが、この共
通ポート１７ｃは大気導入ポート１７ｃと連通され、大
気を吸い込んで真空ポンプ１９の内部を通過させる。こ
の時にそのガス接触面に付着している排気ガス成分は大
気と共に外部へ除去され、自動的にクリーニングが行わ
れる。タイマー２０によりこのクリーニング時間が設定
されているので所定時間が経過すると自動的に停止す
る。真空ポンプ１９の内部は常に清浄とされその装置寿
命の長期化を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は例えば、減圧蒸留
（ロータリエバポレータ）や減圧ろ過に用いて最適な真
空装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の真空装置には一般にダイヤフラ
ム型真空ポンプが用いられている。図４（Ａ）〜（Ｄ）
はこの真空ポンプの作動原理を示すものであるが、まず
これについて説明する。

【０００３】図４はダイヤフラム型真空ポンプの要部の
断面図を示すが、（Ａ）乃至（Ｄ）においてポンプヘッ
ド１とケーシング２との間にはダイヤフラム４が張設さ
れており、この上面中央部にはダイヤフラム押え板、ま
た下面にはコネクティングロッド３が取り付けられてい
る。これは図示しない駆動用モータにより上下動させら
れる。ポンプヘッド１の上壁部には吸気口８及び排気口
９が形成されており、これらを開閉自在に排気弁６及び
吸気弁７が取り付けられている。ダイヤフラム４によっ
て減圧室Ａ側と大気室Ｂ側とが隔絶されている。図４Ａ
はこの真空ポンプにおけるコネクティングロッド３の吸
気工程の中間時の位置を示すが、コネクティングロッド
３が矢印ｂで示すように下降中であり、これにより減圧
室Ａが低圧となり、これにより吸気弁７が矢印で示すよ
うに開弁されるが、排気弁６は押さえ付けられた状態と
なる。

【０００４】次いで、図４Ｂは吸気工程の最終時の位置
を示すが下死点にあり、コネクティングロッド３は矢印
ｂで示すようにこれから上昇するのであるが、吸気弁７
は最大限開弁しており、吸気口８からガスを最大量吸い
込んでいる。また排気弁６は押さえ付けられたままで閉
弁している。コネクティングロッド３が図４Ｃで示すよ
うに上昇すると減圧室Ａの圧力が上昇し、今度は排気弁
６が矢印ａで示すように開弁すると共に吸気弁７は閉じ
る。図４Ｃは排気工程の中間時の位置を示すが、コネク
ティングロッドが更に上昇して、図４Ｄに示す上死点を
取ると排気弁６は最大限開弁し、吸気弁７は閉じたまま
である。

【０００５】以上のようにコネクティングロッド３が上
下動することにより吸気口８に接続された被排気系は排
気され、その気体は排気口９を介して外部へ排出され
る。このようにして被排気装置は排気されるのである
が、例えば、ｎ−ヘキサン、ベンゼン、酢酸エチル、ジ
クロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素のような有機
溶媒のガスを排気する場合にはこの真空ポンプの駆動系
を停止させるとポンプヘッド１の内壁１ａや吸気口８や
排気口９、更にダイヤフラム押え板に有機溶媒が凝縮し
これらに悪影響を及ぼし腐食等も生じたりして真空ポン
プの寿命を短くしていた。有機溶剤の排気ガスの場合に
は特に影響が大きかった。これに対し、従来はこの凝縮
した液体を取り除くのに面倒な作業を必要としたり、ま
たこれに相当長い時間を要するのでその都度クリーニン
グは行っておらず、真空ポンプの寿命を短くしていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の問題に
鑑みてなされ、面倒な作業を必要とすることなく真空ポ
ンプの寿命を長くすることのできる真空装置を提供する
ことを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】以上の課題は、被排気系
と、該被排気系に接続される真空ポンプとを備えた真空
装置において、前記真空ポンプの吸気口と前記被排気系
とを接続する配管中に３ポート電磁弁を設け、該電磁弁
の第１ポートは大気に連通し、第２ポートは前記被排気
系に連通し、第３ポートは前記真空ポンプの吸気口側に
連通していて、通常は前記第１ポートは前記第２ポート
から遮断されるが前記第３ポートとは連通し、前記第２
ポートは前記第１ポート及び第３ポートから遮断されて
おり、ソレノイド部が励磁されると、前記第１ポートは
前記第２ポート及び第３ポートから遮断され、前記第２
ポートと第３ポートとが連通し、前記真空ポンプを駆動
させて前記被排気系を排気し、該排気作用を停止させる
場合には、前記ソレノイド部は非励磁とするが、なおも
所定時間、前記真空ポンプを駆動して、前記電磁弁の前
記第１ポートから大気を吸引して、前記真空ポンプの内
部を通過させて、該内部をクリーニングするようにした
ことを特徴とする真空装置、によって解決される。

【０００８】被排気系の排気運転を停止させると電磁弁
のソレノイド部は非励磁状態とされるが真空ポンプはな
おも所定時間駆動され、電磁弁の第１ポートから大気を
吸引して真空ポンプの内部を通り、その排気口から排気
されるが、真空ポンプ内で凝縮した、又は残留している
例えば有機溶媒は除去される。これにより自動的に真空
ポンプの内部がクリーニングされ、所定時間のクリーニ
ング作業を終了すると、真空ポンプは自動的に停止す
る。これにより真空ポンプの運転停止毎に所定時間、そ
の内部がクリーニングされることにより、被排気系から
如何なる特性のガスを排気する場合でもその装置寿命を
大幅に長くすることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につき
図面を参照して説明する。

【００１０】図１において本実施の形態による真空装置
は全体として１１で示され、被排気系としての減圧蒸留
装置は全体として１２で示され、この排気ガス口は上流
側配管１３ａに接続され、更に吸気トラップ１４を介し
て下流側配管１３ｂに接続される。これには流量制御バ
ルブ１５が接続され、この排気側には本発明に係る３ポ
ート電磁弁１６が接続されている。これは通常の構造を
有し、その吸気ポート１７ａはＮＣ（ＮｏｍａｌＣｌ
ｏｓｅ）、すなわち通常は閉じており、また大気導入ポ
ート１７ｂはＮＯ（ＮｏｍａｌＯｐｅｎ）、すなわち
通常は開いており大気と常に連通している。更に排気側
ポート１７ｃはＣＯＭ（Ｃｏｍｍｏｎ）、すなわち常時
開いており、大気導入ポート１７ｂか吸気ポート１７ａ
の何れかに連通している。この選択はソレノイド部１８
が励磁されるか非励磁とされるかにより行われる。

【００１１】３ポート電磁弁１６の排気側ポート１７ｃ
はダイヤフラム型真空ポンプ１９の吸気口に接続され、
この排気口は配管２１を介して冷却管２３の吸気口に接
続具２２を介して接続される。ケーシング２３内にはス
パイラル状に巻回されたガラスで成る冷却管２４が内蔵
されており、この一端には冷却用水導入口２５が接続さ
れ、他端にはこの冷却水導出口２６が接続される。冷却
管２３の一方の出口は管路２７を介して捕集ビン２８に
接続され、他出口は導出口２９、配管３０を介して大気
に連通している。

【００１２】本実施の形態による被排気系は減圧蒸留装
置１２であるが、ガラス容器４２は軸４３の周りに回転
駆動装置４１により回転駆動される。またこの容器４２
の下方には温湯収容器４０が配設され、これは例えば４
０℃の湯を収容しているが、容器４２は上下動可能とな
っており、この容器４２に浸漬された場合には、この湯
により加熱される。軸４３の周りに回転されながらこの
熱で蒸発させる。容器４２は大気と遮断され、減圧下に
おかれている。この蒸留分は収容容器４４内に分流液ｍ
として収容されるようにしている。この上方には冷却塔
２５が接続されており、これにより冷却されて凝縮して
下方の容器４４内に落下させる。

【００１３】次に上述のダイヤフラム型真空ポンプ１６
の駆動回路について説明する。

【００１４】図２において駆動回路は全体として５０で
示され、入力端子５１ａ、５１ｂには１００ボルトの商
用交流電源が接続され、この入力端子５１ａ、５１ｂに
接続される電線路５２ａ、５２ｂは被排気系の排気運
転、停止を行なうための手動スイッチ５３を介して電線
路５４ａ、５４ｂに接続され、これは３ポート電磁弁１
６のソレノイド部１８に接続されている。手動スイッチ
５３は一対の常時開接点５３ａ、５３ｂ、これに連動す
る一対の常時閉接点５８ａ、５８ｂから成っている。

【００１５】電線路５２ａ、５２ｂから電線路５７ａ、
５７ｂが分岐しており、これは上述の手動スイッチ５３
の常時閉接点５８ａ、５８ｂを介して電線路５９ａ、５
９ｂに接続され、これは更に電線路５９ａ、５９ｂ間に
接続されるタイマー２０のタイマー接点６２ａ、６２ｂ
及び電線路６５ａ、６５ｂを介して真空ポンプ１９の駆
動用モータ６６に接続されている。本実施の形態ではタ
イマー２０には１５秒が設定されている。なお、電線路
５３ａ、５３ｂ間にはリレー５５が接続されているが、
この一対の常時開接点６３ａ及び一対の常時閉接点６３
ｂはそれぞれ電線路５４ａ、５４ｂと駆動用モータ６５
の間及びタイマー接点６１と駆動用モータ６６との間に
接続されている。

【００１６】図２において右方に示す回路は真空ポンプ
１６の排気作業が稼働中であることを表示する表示ラン
プの駆動回路７０で、真空ポンプ１６の駆動回路５０に
おける電線路５４ａ、５４ｂが全波整流回路７１に接続
され、この整流出力は抵抗７３を介してＬＥＤ（Ｌｉｇ
ｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）７２に接続され
る。この構成により小電流で照光させることが出来る。

【００１７】本発明の実施の形態は以上のように構成さ
れるが、次に、この作用について説明する。

【００１８】減圧蒸留装置１２においては、容器４２内
においては蒸留すべき液体Ｍが収容されており、容器４
０内に浸漬される。図２における手動スイッチ５３をオ
ンすると常時開接点５３ａ、５３ｂは閉じ、常時閉接点
５８ａ、５８ｂが開く。これにより交流電源が３ポート
電磁弁のソレノイド部１８を励磁すると共に電線路５４
ａ、５４ｂに接続されているリレー５５が励磁され、そ
の常時開接点６３ａ、６３ｂが閉じ、常時閉接点６４
ａ、６４ｂが開く。よって交流電源は駆動用モータ６６
に接続されこれが回転する。電磁弁１６のソレノイド部
１８が励磁されることにより、図１において常時閉じて
いる吸気口１７ａが共通ポート１７ｃに連通される。よ
って真空ポンプ１９によりこの電磁弁１６を介して減圧
蒸留装置１２が排気される。容器４２が加熱され、回転
されることにより、効率良く容器４２内の分留すべき溶
液のガスを蒸発させ、これは冷却塔２５内で冷却されて
分留器４４内に凝縮して滴下する。なお、凝縮されない
蒸発ガスは管路１３ａを通り吸気トラップ１４で凝集し
た液分はこゝでトラップされ、ガス分のみが下流側管路
１３ｂを通り、更に電磁弁１６を通り真空ポンプ１９に
より配管２１ａへと排気されガラス管２３内の水冷管２
４で冷却されて凝縮し、凝縮液は捕集ビン２８に収容さ
れる。よって配管３０からは殆ど有機溶媒を含まないガ
スが大気へと排気される。

【００１９】減圧蒸留装置１２の排気作業（減圧蒸留装
置１２の駆動停止は図示しない別途スイッチをオフさせ
ることにより行われる）を停止させるべく、図２におけ
る手動スイッチ５３をオフにすべく押す（ダブルプッシ
ュ構成）。これによりスイッチ５３内の常時開接点５３
ａ、５３ｂを開き、常時閉接点５８ａ、５８ｂは図示の
如く閉じる。これにより電磁弁１６のソレノイド部１８
への励磁が断たれ、電磁弁１６における吸気側ポート１
７ａと共通ポート１７ｃの連通が遮断され、共通ポート
１７ｃは大気に連通するポート１７ｂと連通する。他
方、リレー５５が非励磁とされ、この一対の接点６３
ａ、６３ｂが開き、他方の一対の接点６４ａ、６４ｂが
閉じる。なお、図２の回路ではタイマー接点６１は閉じ
ているが、最初にプラグを電源に差し込んで入力端子５
１ａ、５１ｂに１００ボルトが供給されると、タイマー
２０が所定の時間をカウントし始め、所定の時間をカウ
ントするとタイマー接点６１は開く。これにより最初に
プラグを電源に差し込んだ時にはモータ６６が所定時間
駆動されるが、この後、上述の手動スイッチ５３を押動
操作させると、この駆動用モータ６６側に接続されてい
る電線路は遮断されタイマー２０への電源供給が断たれ
る。よって接点６１は開の状態にある。従って１００ボ
ルトの電源は電線路５７ａ、５７ｂ、スイッチ５３の常
時閉接点５８ａ、５８ｂ、タイマー接点６２ａ、６２
ｂ、リレー５５の常時閉接点６４ａ、６４ｂを介して駆
動モータ６６はなおも励磁される。他方、タイマー２０
が交流電源に接続されると共にタイムをカウントし始め
る。モータ６６の回転により真空ポンプ１６は、なおも
排気作用を行い大気連通ポート１７ｂから大気を吸引
し、ポンプ１９の内部を通り配管２１、冷却管２３、導
出口２９を通って大気中へ放出させるが、この大気が真
空ポンプ１９の内部を通過する時にその接ガス部分に付
着していたガス成分や既に凝縮している液分は電磁弁１
６の大気連通ポート１７ｂから勢い良く、吸い込む大気
により大気の流れと共に除去される。タイマー２０が設
定する所定時間が経過するとタイマー接点６２ａ、６２
ｂが開く。これによりモータ６２の駆動が停止する。よ
って上述のようなクリーニング作用は停止し、減圧蒸留
装置の次の排気作用をすべく待機する。なお、スイッチ
５３のオンと共に、図３における整流回路７１で整流さ
れた整流出力がＬＥＤ７２に供給されこのランプが点灯
し、今、確かに減圧蒸留装置１２を排気させていること
を表示するが、スイッチ５３をオフにするとこのＬＥＤ
７２が消灯することにより減圧蒸留装置１２の排気作業
は停止していることが分かり、上述したようにクリーニ
ング用にモータ６６が回転している。なおこれはタイマ
ー２０に設定している時間が経過すると自動的に停止す
るので何ら問題はない。なお、また減圧蒸留装置自体の
駆動、停止は別途スイッチによって行われる。

【００２０】図３は上述の真空ポンプ１９の内部のクリ
ーニング作用を示すフローチャートであるが、図３
（Ａ）はスイッチ５３を時間ｔ₁ で閉じ、時間ｔ₂ で開
いたことを示す。これと共に（Ｂ）で示すように真空ポ
ンプ１６は駆動開始し、時間ｔ₂でスイッチ５３が開か
れるのであるが、なおもモータ６６が駆動され、（Ｄ）
で示すようにタイマー２０の設定時間（ｔ₃ −ｔ₂ ）の
時間が経過すると駆動を停止する。電磁弁１６は時間ｔ
₂ でそのソレノイド部１８が非励磁とされることにより
上述したように吸気ポート１７ａは排気側ポート１７ｂ
から遮断されるが、この大気導入ポート１７ｃは排気側
ポート１７ｂと連通され、図（Ｂ）で示すように真空ポ
ンプ１９がなおも駆動されて内部がクリーニングされ
る。なお図１において流量制御バルブ１５は減圧蒸留装
置１２の蒸留状態を眺めながら作業者が流量を調節する
ものであり、またこの装置１２の稼働停止、すなわち電
磁弁１６のソレノイド部１８を非励磁とした後、圧力ゲ
ージ３２を見ながらニードルバルブ３１の調節により大
気を徐々に減圧蒸留装置１２内に送り込んでこの内部を
大気圧と等しくするようにしている。

【００２１】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、勿論、本発明はこれに限定されることなく、本発
明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。

【００２２】例えば以上の実施例では被排気系として減
圧蒸留装置２２を説明したが、これに代えて減圧濾過装
置や脱気装置や遠心分離器にも適用可能である。また場
合によっては吸気トラップ１４、流量調整バルブ１５及
びニードルバルブ３１、従ってゲージ３２などは省略し
てもよい。水冷用の冷却チューブ２４、捕集ビン２８に
ついても同様である。

【００２３】また以上の実施の形態では、電磁弁１６は
真空ポンプ１９の吸込口と減圧蒸留装置１２とを結ぶ配
管１３内に設けるようにしたが、これに代えて真空ポン
プ１９の吸気口に継手、例えばニップルなどを介して直
接その排気側ポート１７ｃを接続するようにしてもよ
い。

【００２４】また以上の実施の形態では、タイマー６０
の所定時間は１５秒としたが、可変として適宜調節可能
としてもよい。

【００２５】また以上の実施の形態では、真空ポンプと
してダイヤフラム型真空ポンプが適用されたが、勿論、
これに代えて他のドライ真空ポンプに適用してもよい。
勿論、被排気系から排気されるガスは有機溶媒に限らず
他のガス成分を含むものであってもよい。

【００２６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の真空装置に
よれば、有機溶媒のような真空ポンプのガス接触面に悪
影響を与えるガスを排気する場合でも、その被排気系の
稼働の停止後クリーニングを自動的に行なうようにして
いるので、何ら面倒な作業を必要とすることなく真空ポ
ンプの内部に付着する有害成分を除去してこの真空ポン
プの寿命を従来より大幅に長くすることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態による真空装置の概略側面
図である。

【図２】図２における真空ポンプの駆動用回路及び照光
スイッチの駆動回路を示す回路図である。

【図３】本実施の形態の作用を示すタイムチャートであ
る。

【図４】ダイヤフラム型真空ポンプの動作原理を示す概
略断面図であり、（Ａ）〜（Ｄ）は各段階を示す。

【符号の説明】

１１真空装置１２減圧蒸留装置１６３ポート電磁弁１９ダイヤフラム型真空ポンプ２０タイマー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被排気系と、該被排気系に接続される真
空ポンプとを備えた真空装置において、前記真空ポンプ
の吸気口と前記被排気系とを接続する配管中に３ポート
電磁弁を設け、該電磁弁の第１ポートは大気に連通し、
第２ポートは前記被排気系に連通し、第３ポートは前記
真空ポンプの吸気口側に連通していて、通常は前記第１
ポートは前記第２ポートから遮断されるが前記第３ポー
トとは連通し、前記第２ポートは前記第１ポート及び第
３ポートから遮断されており、ソレノイド部が励磁され
ると、前記第１ポートは前記第２ポート及び第３ポート
から遮断され、前記第２ポートと第３ポートとが連通
し、前記真空ポンプを駆動させて前記被排気系を排気
し、該排気作用を停止させる場合には、前記ソレノイド
部は非励磁とするが、なおも所定時間、前記真空ポンプ
を駆動して、前記電磁弁の前記第１ポートから大気を吸
引して、前記真空ポンプの内部を通過させて、該内部を
クリーニングするようにしたことを特徴とする真空装
置。
【請求項２】前記真空ポンプはダイヤフラム型真空ポ
ンプである請求項１に記載の真空装置。
【請求項３】前記所定時間はタイマーで設定されてい
る請求項１又は２に記載の真空装置。
【請求項４】前記電磁弁の前記ソレノイド部及び前記
真空ポンプの駆動用モータを共通の電源に結線し、該結
線中に、前記ソレノイド部側には第１常時開接点、前記
駆動用モータ側には第１常時閉接点とする連動スイッチ
と、前記駆動用モータと前記第１常時開接点との間に第
２常時開接点、前記第１常時閉接点との間に第２常時閉
接点とするリレーと、該第２常時閉接点と前記第１常時
閉接点との間に前記タイマーのタイマー接点を接続させ
ている請求項３に記載の真空装置。
【請求項５】前記被排気系は減圧蒸留装置、減圧ろ過
装置、脱気装置の何れかであり、排気されるガスは有機
溶媒である請求項１〜４の何れかに記載の真空装置。