(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部を真空化する処理槽、処理槽内の空気を吸引する水エジェクタ、処理槽と水エジェクタを結ぶ真空配管、水エジェクタに使用する循環水をためておく常温側循環水槽および低温側循環水槽、水エジェクタと循環水槽の間で水を循環させるエジェクタ用循環配管、循環配管途中にエジェクタ用循環ポンプ、低温側循環水槽に循環水の温度を低温とする循環水冷却装置をそれぞれ設けており、各作動機器と接続した運転制御装置によって運転を制御している真空発生装置であって、真空発生の工程に前期工程と後期工程を設け、前期工程では常温側循環水槽に溜めておいた常温循環水を常温側循環水槽と水エジェクタの間で循環させ、同時期に循環水冷却装置を作動し、低温側循環水槽の循環水を冷却して低温循環水としておき、後期工程には、低温側循環水槽の低温循環水を低温側循環水槽と水エジェクタの間で循環させる制御を行う運転制御装置を持ったことを特徴とする複数の循環水槽を持った水エジェクタ式真空発生装置。
【請求項２】
請求項１に記載の複数の循環水槽を持った水エジェクタ式真空発生装置において、常温循環水を供給する常温側エジェクタと、低温循環水を供給する低温側エジェクタの二つのエジェクタを設け、真空配管は途中で分岐させて二つの水エジェクタにそれぞれ接続し、常温側エジェクタに接続している真空配管に常温側真空引制御弁、低温側エジェクタに接続している真空配管に低温側真空引制御弁を設けておき、真空発生の前期工程では常温側真空引制御弁を開き、後期工程では低温側真空引制御弁を開くものであって、前期工程から後期工程に切り換える際、低温側真空引制御弁は低温側エジェクタへの低温循環水供給開始と同時には開かず、低温側エジェクタ部分の真空度が十分に上昇した後で低温側真空引制御弁を開く制御を行う運転制御装置を持ったことを特徴とする複数の循環水槽を持った水エジェクタ式真空発生装置。
【請求項３】
請求項２に記載の複数の循環水槽を持った水エジェクタ式真空発生装置であって、常温側エジェクタと常温側循環水槽を結ぶ常温側エジェクタ用循環配管、常温側エジェクタ用循環配管途中に常温側エジェクタ用循環ポンプ、低温側エジェクタと低温側循環水槽を結ぶ低温側エジェクタ用循環配管、低温側エジェクタ用循環配管途中に低温側エジェクタ用循環ポンプをそれぞれ設けておき、常温側エジェクタ用循環ポンプを作動して常温側エジェクタに常温循環水を供給することによる前期工程の真空発生から、低温側エジェクタ用循環ポンプを作動して低温側エジェクタに低温循環水を供給することによる後期工程の真空発生に切り換える際、常温側エジェクタ用循環ポンプの作動を停止するよりも前に低温側エジェクタ用循環ポンプの作動を開始する制御を行う運転制御装置を持ったことを特徴とする複数の循環水槽を持った水エジェクタ式真空発生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は複数の循環水槽を持った水エジェクタ式真空発生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
水エジェクタによって空気を吸引し、真空を発生させる真空発生装置が知られている。水エジェクタは大量の水をエジェクタへ送り、エジェクタによって速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して空気の吸引を行うものである。この場合、低真空の状態では循環水の温度が少々高くても空気の吸引を行うことができるが、真空度が高くなってくると循環水の蒸発が発生するために、循環水の温度が高いと空気の吸引を行うことができなくなる。
【０００３】
そのため、より高い真空度まで減圧する必要がある場合には循環水の温度を低くすることが行われており、チラー等の循環水冷却装置によって循環水を冷却する。水エジェクタの循環水は、エジェクタに送られることによって温度が上昇し、特に減圧初期には水温が急激に上昇する。しかし、エジェクタには大量の水が必要であり、エジェクタから戻された水を循環させずに排水したのでは給水が間に合わなくなるため、水は循環して使用する必要がある。そのため、真空度を高めるには温度が高くなっている循環水を冷却しなければならず、循環水冷却装置は高い冷却能力が必要であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、水エジェクタ式真空発生装置において、冷却能力の小さな循環水冷却装置にて高真空を得ることのできる真空発生装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
内部を真空化する処理槽、処理槽内の空気を吸引する水エジェクタ、処理槽と水エジェクタを結ぶ真空配管、水エジェクタに使用する循環水をためておく常温側循環水槽および低温側循環水槽、水エジェクタと循環水槽の間で水を循環させる循環配管、エジェクタ用循環配管途中にエジェクタ用循環ポンプ、低温側循環水槽に循環水の温度を低温とする循環水冷却装置をそれぞれ設けており、各作動機器と接続した運転制御装置によって運転を制御している真空発生装置であって、真空発生の工程に前期工程と後期工程を設け、前期工程では常温側循環水槽に溜めておいた常温循環水を常温側循環水槽と水エジェクタの間で循環させ、同時期に循環水冷却装置を作動し、低温側循環水槽の循環水を冷却して低温循環水としておき、後期工程には、低温側循環水槽の低温循環水を低温側循環水槽と水エジェクタの間で循環させる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例を図面を用いて説明する。図１は本発明を実施する真空発生装置の構成概要図、図３は一実施例における真空度変化の説明図、図４は一実施例における循環水温度変化の説明図である。真空発生装置は処理槽２内部を真空化するためのものであり、処理槽２に真空配管９を接続する。真空配管９は途中で分岐させており、分岐させた真空配管９の先端には、常温側エジェクタ１ａと低温側エジェクタ１ｂの二つの水エジェクタを設け、常温側エジェクタ１ａ側の真空配管９に常温側真空引制御弁１５ａ、低温側エジェクタ１ｂ側の真空配管９に低温側真空引制御弁１５ｂを設ける。
【０００７】
常温側エジェクタ１ａと低温側エジェクタ１ｂに送る循環水を溜めておく循環水槽は内部に仕切りを設けて二つの槽に分けており、常温側エジェクタ１ａは常温循環水を溜める常温側循環水槽３ａ、低温側エジェクタ１ｂは低温循環水を溜める低温側循環水槽３ｂと接続する。循環水を水エジェクタへ送るエジェクタ用循環配管１０の中間部および、エジェクタ用循環配管１０の途中に設けるエジェクタ用循環ポンプ８は常温側と低温側で共通としており、エジェクタ用循環配管１０の両端はそれぞれ分岐することで、二つの水エジェクタおよび二つの循環水槽に接続する。エジェクタ用循環配管１０は、常温側循環水槽３ａ側の分岐配管に常温側取水制御弁１４ａ、低温側循環水槽３ｂ側の分岐配管に低温側取水制御弁１４ｂ、常温側エジェクタ１ａ側の分岐配管に常温側エジェクタ通水制御弁１３ａ、低温側エジェクタ１ｂ側の分岐配管に低温側エジェクタ通水制御弁１３ｂを設ける。
【０００８】
常温側循環水槽３ａには給水配管１１とオーバーフロー水排出管６を接続しておき、給水配管１１の途中には給水制御弁１６を設けておく。低温側循環水槽３ｂには、チラー用循環配管５を介して循環水冷却装置であるチラー４を接続しておき、チラー用循環配管５途中にはチラー用ポンプ１２を設けておく。また、弁やポンプ等の各機器部と信号線によって接続した運転制御装置７を設け、運転制御装置７によって各機器部の作動を制御する。
【０００９】
真空の発生は、運転制御装置７によって各機器の作動を制御することで行われ、真空発生の運転工程は、常温側エジェクタ１ａにて真空を発生させる前期工程と、低温側エジェクタ１ｂにて真空を発生させる後期工程に分けておく。
【００１０】
処理槽２に真空を発生させる場合、まず真空発生の前期工程を行う。運転制御装置７は常温側取水制御弁１４ａ、常温側エジェクタ通水制御弁１３ａ、常温側真空引制御弁１５ａを開き、エジェクタ用循環ポンプ８を作動させる。エジェクタ用循環ポンプ８の作動により、常温側循環水槽３ａ内に溜めておいた常温循環水が、エジェクタ用循環配管１０を通して常温側エジェクタ１ａに送られる。常温側エジェクタ１ａに送られた循環水は速度エネルギーを圧力エネルギーに変換することにより、真空配管９を通じて処理槽２内の空気を吸引し、常温側循環水槽３ａ内へ循環される。運転制御装置７では常温側エジェクタ１ａでの空気吸引による真空発生を開始してからの経過時間を計測しておく。また運転制御装置７は、給水制御弁１６を開き、チラー４およびチラー用ポンプ１２の作動も出力しておく。
【００１１】
常温循環水を常温側エジェクタ１ａに送ることにより、処理槽２内の空気が吸引され、真空開始直後であれば真空度は急激に上昇する。給水配管１１を通じて常温側循環水槽３ａに給水を行い、オーバーフロー水をオーバーフロー水排出管６から排水することによって、常温循環水から熱を排出することは行われている。しかし、真空度が急上昇する真空開始直後の場合、常温側循環水槽３ａに戻される循環水には大量の熱が含まれるため、熱の排出が間に合わず、常温循環水の温度が上昇している。さらに常温循環水によって真空を発生していると、真空度の上昇は緩やかとなり、常温循環水の温度は徐々に低下するが、常温循環水からの蒸発が多いために真空度はほとんど上昇しなくなる。
【００１２】
また、前期工程の間に、低温側循環水槽３ｂに溜めておいた循環水をチラー４に送り、チラー４にて冷却することで、低温側循環水槽３ｂ内の循環水温度を低下させ、低温循環水の準備を行っておく。低温側循環水槽３ｂでは、前期工程の間は低温側循環水槽３ｂ内へ熱が送られることはなく、前期工程の間に冷却しておけばよいため、チラー４の能力は通常の場合に比べて小さなもので十分である。
【００１３】
運転制御装置７は常温側エジェクタ１ａによる前期工程時間が所定時間に達したことを検出すると、運転工程を前期工程から後期工程に移す。運転制御装置７は常温側取水制御弁１４ａ、常温側エジェクタ通水制御弁１３ａ、常温側真空引制御弁１５ａを閉じ、低温側取水制御弁１４ｂ、低温側エジェクタ通水制御弁１３ｂを開くことで、常温側エジェクタ１ａへの常温循環水の供給を停止し、低温側エジェクタ１ｂへ低温循環水の供給を行う。このとき、低温側真空引制御弁１５ｂは同時には開かず、低温側エジェクタ１ｂ部分の真空度が十分に上昇した後で開く。低温側エジェクタ１ｂへ低温循環水が送られると、低温側エジェクタ１ｂにて空気の吸引が始まるが、循環水供給開始時点では低温側エジェクタ１ｂ部分は常圧であり、低温側エジェクタ１ｂ部分の空気が真空配管９を逆流して減圧されている処理槽２へ送られる恐れがある。そのために、低温側真空引制御弁１５ｂは低温側エジェクタ１ｂへの低温循環水供給から数秒程度遅らせて開く必要がある。
【００１４】
低温側エジェクタ１ｂに低温循環水を供給することで、処理槽２内の空気が低温側エジェクタ１ｂへ吸引され、低温側エジェクタ１ｂへ送られる循環水の温度が低いために、処理槽２内の真空度がさらに上昇する。低温側エジェクタ１ｂによる真空発生を所定時間行うと、運転制御装置７は低温側取水制御弁１４ｂ、低温側エジェクタ通水制御弁１３ｂ、低温側真空引制御弁１５ｂを閉じ、エジェクタ用循環ポンプ８を停止して真空発生を停止する。そして給水制御弁１６の閉鎖と、チラー４およびチラー用ポンプ１２の作動停止も行う。なお、処理槽２による処理を連続して行う場合には、次バッチのために給水制御弁１６の開と、チラー４およびチラー用ポンプ１２の作動を続行しておく。
【００１５】
図２は他の実施例における真空発生装置の構成概要図である。図１の場合との違いは、エジェクタ用循環配管１０を常温側エジェクタ用循環配管１０ａとエジェクタ用循環配管１０ｂに完全に分離し、エジェクタ用循環配管１０ａには常温側エジェクタ用循環ポンプ８ａ、低温側エジェクタ用循環配管１０ｂには低温側エジェクタ用循環ポンプ８ｂをそれぞれ設けたものである。
【００１６】
常温側エジェクタ用循環配管１０ａと低温側エジェクタ用循環配管１０ｂがそれぞれ独立しているため、常温側エジェクタ通水制御弁１３ａ、低温側エジェクタ通水制御弁１３ｂ、常温側取水制御弁１４ａ、低温側取水制御弁１４ｂは不要である。また、常温側エジェクタ１ａへ常温循環水を供給している時に、低温側エジェクタ１ｂへ低温循環水を供給することも可能となる。そのため、常温循環水による真空発生から低温循環水による真空発生に切り換える際、低温側エジェクタ用循環ポンプ８ｂの作動を、常温側エジェクタ用循環ポンプ８ａの停止よりも前に開始しておき、低温側エジェクタ１ｂ部分の真空度を十分に上昇させておけば、常温側エジェクタ用循環ポンプ８ａの停止および常温側真空引制御弁１５ａの閉鎖と、低温側真空引制御弁１５ｂの開放を同時に行うことができる。
【００１７】
常温側循環水槽３ａと低温側循環水槽３ｂを設け、真空発生の前期工程には常温循環水によって真空を発生し、後期工程には低温循環水によって真空を発生させることで、循環水冷却装置は低温側循環水槽３ｂの循環水のみを冷却すれば所定の真空度を得ることができる。前期工程で発生する熱を冷却する必要がないので冷却の効率がよく、従来のような高い冷却能力は不要であり、冷却に要するコストを低下させることができる。
【００１６】
【発明の効果】
本発明を実施することにより、冷却能力の小さな循環水冷却装置にて、高真空を得ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明を実施する真空発生装置の構成概要図
【図２】  本発明の他の実施例である真空発生装置の構成概要図
【図３】  本発明の一実施例における真空度変化の説明図
【図４】  本発明の一実施例における循環水温度変化の説明図
【符号の説明】
１ａ常温側エジェクタ
１ｂ低温側エジェクタ
２  処理槽
３ａ常温側循環水槽
３ｂ低温側循環水槽
４  チラー
５  チラー用循環配管
６  オーバーフロー水排出管
７  運転制御装置
８  エジェクタ用循環ポンプ
８ａ常温側エジェクタ用循環ポンプ
８ｂ低温側エジェクタ用循環ポンプ
９  真空配管
１０  エジェクタ用循環配管
１０ａ常温側エジェクタ用循環配管
１０ｂ低温側エジェクタ用循環配管
１１  給水配管
１２  チラー用ポンプ
１３ａ常温側エジェクタ通水制御弁
１３ｂ低温側エジェクタ通水制御弁
１４ａ常温側取水制御弁
１４ｂ低温側取水制御弁
１５ａ常温側真空引制御弁
１５ｂ低温側真空引制御弁
１６  給水制御弁
【図１】
0004227692.tif 000002
【図２】
0004227692.tif 000003
【図３】
0004227692.tif 000004
【図４】
0004227692.tif 000005