(57)【要約】【課題】  油回転ポンプの前段側にメカニカルブースタポンプを設けた真空排気装置において、メカニカルブースタポンプ内に煤やタールが付着・堆積するのを防ぐことができる真空浸炭炉の真空排気装置を提供する。【解決手段】  炉体に接続した排気管路６に、真空排気用のポンプとして、油回転ポンプ７とその前段側に設けたメカニカルブースタポンプ８とをそなえた真空浸炭炉１の真空排気装置５において、油回転ポンプ７用の油をメカニカルブースタポンプ８の吸気側の排気管路６内に供給する油供給装置１０を設けた。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉体に接続した排気管路に、真空排気用のポンプとして、油回転ポンプとその前段側に設けたメカニカルブースタポンプとをそなえた真空浸炭炉の真空排気装置において、前記油回転ポンプ用の油を前記メカニカルブースタポンプの吸気側の前記排気管路内に供給する油供給装置を設けたことを特徴とする真空浸炭炉の真空排気装置。
【請求項２】
前記油が、前記油回転ポンプの油槽内から油ポンプにより吸引された油であることを特徴とする請求項１記載の真空浸炭炉の真空排気装置。
【請求項３】
前記油の油温調整手段をそなえていることを特徴とする請求項１または２記載の真空浸炭炉の真空排気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、真空浸炭炉の炉体内の雰囲気ガスを排気するための真空排気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に鉄鋼材料等を真空浸炭する真空浸炭炉においては、炉体内の空気や浸炭性ガスなどの雰囲気ガスを排気するために、真空ポンプをそなえた真空排気装置が用いられる。そして真空浸炭炉においては、浸炭ガスの種類や供給量によって炉内で煤やタールが発生することがあるので、この煤やタールが雰囲気ガスと共に真空ポンプ内に吸引されるのを防止するために、真空ポンプの吸気口側にフィルタを設けたもの（たとえば、特許文献１および２参照。）や、炉から真空ポンプに至る配管部にコップ状の回収容器とガスクーラを設けたもの（たとえば、特許文献３参照。）などが用いられている。
【特許文献１】特開昭５９−２１５４７７号公報（第２図，第３図）
【特許文献２】特開平４−１０７２５６号公報（第２図）
【特許文献３】特開２００５−２８１７７４号公報（図１，図４）
【０００３】
ところで上記各特許文献記載のように、真空排気用の真空ポンプとして油回転ポンプ（ロータリーポンプ）を使用する場合は、上記のフィルタ等で回収しきれなかった多少の煤やワックスが真空ポンプ内に侵入しても大きな支障となることはない。しかし真空排気能力を上げるために、油回転ポンプの前段側にメカニカルブースタポンプを設けた構成とすると、このメカニカルブースタポンプは油回転ポンプとは異なり真空排気室内が非潤滑状態で使用されるため、上記の回収しきれなかった煤やワックスがメカニカルブースタポンプ内に侵入すると、そのケーシングとロータとの間の僅かな隙間等に煤やワックスが付着・堆積してポンプの損耗や回転不能事故をひきおこすという問題が生じる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この発明は上記の点にかんがみてなされたもので、油回転ポンプの前段側にメカニカルブースタポンプを設けた真空排気装置において、メカニカルブースタポンプ内に煤やタールが付着・堆積するのを防ぐことができる真空浸炭炉の真空排気装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、請求項１記載の真空浸炭炉の真空排気装置は、炉体に接続した排気管路に、真空排気用のポンプとして、油回転ポンプとその前段側に設けたメカニカルブースタポンプとをそなえた真空浸炭炉の真空排気装置において、前記油回転ポンプ用の油を前記メカニカルブースタポンプの吸気側の前記排気管路内に供給する油供給装置を設けたことを特徴とする。
【０００６】
請求項１記載の発明によれば、油供給装置によりメカニカルブースタポンプの吸気側の排気管路内に供給された油が、真空浸炭炉からの排気流およびこの排気流中の微粉状の煤やワックスと共にメカニカルブースタポンプ内に吸引され、そのケーシングとロータの間の隙間部を濡らして煤およびワックスを伴って上記隙間部を通過し、排気流と共に油回転ポンプ内に吸引されるので、煤やタールがメカニカルブースタポンプ内に付着・堆積するのが防止される。そして上記の煤およびワックスの混入した油は、排気流と共に油回転ポンプのシリンダ内を通過して油回転ポンプの油槽内に回収されるので、油回転ポンプの運転の支障となることもない。
【０００７】
この発明において、メカニカルブースタポンプの吸気側の排気管路内に供給する油としては、油回転ポンプ用の新規の油を用いてもよいが、請求項２記載の発明のように、前記油が、前記油回転ポンプの油槽内から油ポンプにより吸引された油である構成とすれば、新規の油を用いる場合に比べて油代がかからず、油供給装置の運転費が低コスト化され好ましい。
【０００８】
またこの発明において、請求項３記載の発明のように、前記油の油温調整手段をそなえている構成とすれば、メカニカルブースタポンプ内に供給される油の粘度を、メカニカルブースタポンプの運転に適した粘度に調整でき、メカニカルブースタポンプを確実円滑に運転することができる。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、メカニカルブースタポンプの吸気側の排気管路内に供給された油と共に排気中の煤やワックスがメカニカルブースタポンプ内を通過するので、真空排気装置における油回転ポンプの前段側に設けたメカニカルブースタポンプ内に、煤やワックスが付着・堆積するのを防ぐことができ、よって、メカニカルブースタポンプの回転不能事故を防ぐことができる。
【００１０】
上記の効果に加えて、請求項２記載の発明によれば、油供給装置の運転費が低コストで済む。
【００１１】
また上記の効果に加えて、請求項３記載の発明によれば、油温の調整により油の粘度を調整して、メカニカルブースタポンプを確実円滑に運転することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図１〜図２に示す第１例により、この発明の実施の形態を説明する。図１において、１は真空浸炭炉、２はこの真空浸炭炉１の炉体内に浸炭性ガスＧ（および必要に応じて窒素ガス）を供給するガス供給管路、３は開閉弁である。５は真空排気装置で、真空浸炭炉１の炉体に接続された排気管路６に、排気用の真空ポンプとして、油回転ポンプ７と、その前段側に設けたメカニカルブースタポンプ８とをそなえるとともに、油回転ポンプ７の油槽２５内の油２６（いずれも図２参照）を吸引してメカニカルブースタポンプ８の吸気側の排気管路６内に供給する油供給装置１０を設けて成る。９は開閉弁である。なお排気管路６の真空浸炭炉１の炉体との接続端部は、該炉体の側壁内面部に開口させてもよいし、該炉体内に設けた図示しない加熱室内に開口させてもよい。
【００１３】
油供給装置１０は、油回転ポンプ７の油槽２５に基端部を接続した送油管１１に、油吸引用の油ポンプ１２と、流量調節弁１３と、開閉弁１４とを設け、送油管１１の先端部１１ａをノズル形状として、排気管路６内の管路中心部（あるいは管壁部でもよい）に開口させて成る。
【００１４】
油回転ポンプ７としては、この例では図２に示す構造を有する揺動ピストン形のポンプを用いており、ピストン２１を収容するシリンダ２２とケーシング２３との間の油室２４内には、この油室２４と連通する油槽２５内の油２６が供給され、この油２６の一部は図示しない給油口部から潤滑油としてシリンダ２２内に供給されるとともに、他の油２６はポンプ運転時のシリンダ２２部冷却用に用いられる。
【００１５】
そしてこの冷却用としての油２６の油温の制御は、油槽２５内に設けた水冷パイプ２７に流通させる冷却用水Ｗの流量を、絞り弁２８により調節することによりおこなわれる。油槽２５には前記の送油管１１の基部が接続されており、２９は吸気口、３０は排気弁、３１は排気口である。
【００１６】
上記構成の装置を用いた真空浸炭処理時には、図示しない処理材を装入した真空浸炭炉１内を、真空排気装置５により真空排気し、上記処理材の真空加熱、浸炭性ガスの真空浸炭炉１内への供給による浸炭、拡散処理、窒素ガスの炉内への導入による降温・保持処理などを、常法に従っておこなう。そして真空排気装置５の運転時には、油回転ポンプ７においては、前述の水冷パイプ２７の冷却用水流通量調節により、油槽２５内の油２６の油温を所定範囲に制御するとともに、この油２６を油ポンプ１２により吸引して、送油管１１内を流通させその先端部１１ａよりメカニカルブースタポンプ８の吸気側の排気管路６内に噴出させる。
【００１７】
この油ポンプ１２の運転による油２６の上記噴出は、少なくとも真空浸炭炉１内において煤やワックスが発生する浸炭・拡散処理時にはおこなう必要があるが、真空浸炭処理の繰返しにより炉体内や排気管路６内等に堆積した煤等が排気流と共に飛来するおそれがある場合は、たとえば真空ポンプ（油回転ポンプ７およびメカニカルブースタポンプ８）の運転中の全期間にわたっておこなうようにしてもよい。
【００１８】
上記の送油管１１の先端部１１ａから噴出された油２６は、真空浸炭炉１からの排気流およびこの排気流中の微粉状の煤やワックスと共に、メカニカルブースタポンプ８内に吸引され、そのケーシングとロータの間の隙間部を濡らして、煤およびワックスを伴って上記隙間部を通過し、排気流と共に油回転ポンプ７の吸気口２９内に吸引される。そしてこの油回転ポンプ７内においては、上記の煤およびワックスの混入した油２６は、ピストン２１の揺動運動によりシリンダ２２内から排気弁３０部を通過する排気流と共に油槽２５の上部空間に流入し、排気口３１から流出する排気流と分離して油槽２５内の油２６内に滴下し、煤やワックスは油槽２５の底部に蓄積されるので、適当な時期にこの油槽底部蓄積物の除去・清掃をおこなえばよい。
【００１９】
上記のようにして、排気管路６内に噴出された油２６により、メカニカルブースタポンプ８内での煤やワックスの付着・堆積が防止されるのであるが、油２６のメカニカルブースタポンプ８内の円滑な通過のためには、この通過時の油２６の粘度を所定の低粘度とする必要があり、この例では油回転ポンプ７用の水冷パイプ２７による油槽２５内の油温制御装置を、上記の粘度調整用の油温調整手段として利用し、シリンダ２２の適切な冷却と共に上記の低粘度の維持をはかっている。
【００２０】
この油２６の粘度のメカニカルブースタポンプ８の運転への影響例を挙げると、油２６（エステル系合成油）の温度を４０℃（粘度＝１００ｃＳｔ）に調整して毎分０．５リットルの流量で送油管１１から排気管路６内に供給し、メカニカルブースタポンプ８（定格回転数＝１８００ｒｐｍ、排気速度＝４０００リットル／分）および油回転ポンプ７（定格回転数＝１０００ｒｐｍ、排気速度＝２５００リットル／分）を、到達真空度０．１Ｔｏｒｒで運転したところ、メカニカルブースタポンプ８部で異音および振動が発生し、真空排気開始後１０分でメカニカルブースタポンプ８がロックして停止状態となり、排気不能となった。これに対して上記油２６の油温を８０℃（粘度＝３０ｃＳｔ）に調整し、その他は上記と同条件で運転したところ、異音や振動などの異常は全くなしに運転でき、真空浸炭の全工程における真空排気を正常におこなうことができた。
【００２１】
次に図３はこの発明の実施の形態の第２例を示し、図中、図１と同一部分については同一符号を付して図示し、それらの部分の詳細な説明は省略する。この例の真空排気装置３５においては、油回転ポンプ７用の新油を貯留した新油タンク４１を、油回転ポンプ７とは別置きで設け、送油管１１の基端部をこの新油タンク４１に接続して、油供給装置４０を構成してある。４２は新油タンク４１内の油２６の油温調整用のヒータである。
【００２２】
この例において油２６の噴出時には送油管１１の開閉弁１４を開くことにより、排気管路６内の負圧により新油タンク４１内の油２６は排気管路６内へ吸引され、送油管１１の先端部１１ａから排気管路６内の排気流中に噴出され、この油２６により第１例と同様なメカニカルブースタポンプ８内での煤やワックスの付着・堆積が防止される。
【００２３】
そしてこの例では油回転ポンプ７での油温調節（図示を省略したが第１例と同様な水冷パイプ２７による）とは別個に、ヒータ４２により油２６を最適な粘度が得られる油温に調整できるのである。なお新油タンク４１内の油２６として常温でも充分低粘度な油を使用する場合等は、ヒータ４２を省略してもよい。
【００２４】
この発明は上記各例に限定されるものではなく、たとえば油供給装置１０，４０の具体的な機器構成などは、上記以外のものとしてもよい。またこの発明は、通常のヒータ加熱式の真空浸炭炉のほか、グロー放電式のプラズマ浸炭炉の真空排気装置にも適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】この発明の実施の形態の第１例を示す真空浸炭炉の機器系統図である。
【図２】図１における油回転ポンプの断面図である。
【図３】この発明の実施の形態の第２例を示す真空浸炭炉の機器系統図である。
【符号の説明】
【００２６】
１…真空浸炭炉、５…真空排気装置、６…排気管路、７…油回転ポンプ、８…メカニカルブースタポンプ、１０…油供給装置、１１…送油管、１１ａ…先端部、１２…油ポンプ、２５…油槽、２６…油、２７…水冷パイプ、３５…真空排気装置、４０…油供給装置、４１…新油タンク、４２…ヒータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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