(57)【要約】【課題】真空ポンプにより真空熱処理炉内を減圧するための排気装置であって、排気管路に外気が侵入して爆発事故を起こすようなおそれを無くし、安全性を向上させる。【解決手段】真空熱処理炉１の排気管路９ａ，９ｂ，９ｃに接続した真空ポンプ１７，１８により該真空熱処理炉内１を減圧する真空熱処理炉の排気装置において、排気管路９ｃの大気放出側端部に圧力調節弁２７を設け、前記真空ポンプ１８下流側の前記排気管路９ｃ内の圧力を大気圧よりも高く保つようにする。また、排気管路９ｃに蒸発油を捕集するトラップ１９を設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空熱処理炉の排気管路に接続した真空ポンプにより該真空熱処理炉内を減圧する真空熱処理炉の排気装置において、前記排気管路の大気開放側端部に圧力調節弁を設け、前記真空ポンプ下流側の前記排気管路内の圧力を大気圧よりも高く保つことを特徴とする真空熱処理炉の排気装置。
【請求項２】
前記真空ポンプ下流側の前記排気管路に蒸発油を捕集するトラップを設けたことを特徴とする請求項１に記載の真空熱処理炉の排気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空熱処理炉の炉内ガスを真空ポンプによって吸引し大気中に排出する排気装置に関し、さらに詳しくは、その排気管路の爆発を防止し、安全性の高い装置を提供しようとするものである。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１に示された真空熱処理炉の排ガス処理装置は、真空ポンプの排出側排気管路に水冷式トラップおよび燃焼装置を設け、排ガス中のバインダ成分を該トラップによって捕集すると共に、排ガス中の可燃ガスを該燃焼装置によって燃焼させるようにしたものである。
また、下記特許文献２は、真空熱処理炉の排気管路における真空ポンプの前段と後段に夫々トラップを設け、排ガス中の蒸発成分が該トラップにより回収されるようにしたものである。
【特許文献１】特開２０００−４２３５８号公報
【特許文献２】特開２００４−１７４３９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記特許文献１、２に示された排ガス処理装置では、真空ポンプの下流側の排気管路にトラップや燃焼装置を設けていたが、該排気管路の先端部は単に大気に開放したものであった。このため、該排気管路内が大気圧と略同じ圧力となり、該排気管路の開放端から該排気管路内に外気が侵入し、侵入した外気が該排気管路内にて排ガス中の可燃性ガス、可燃性の蒸発油類等と混合することで爆発するおそれがあり、重大事故を起こしかねないという危険性があった。特に、真空熱処理炉の真空度が増して該真空熱処理炉から吸引される排ガスの量が少なくなった際には、その排ガスが排気管路内にて冷却されることにより該排気管路内が負圧になることもあり、そうなると外気が侵入し易くなり、爆発の危険性が一層増すものであった。
【０００４】
また、このように従来の真空熱処理炉における真空ポンプの下流側の排気管路は圧力が不安定であったので、該排気管路に設けられたトラップによって蒸発した油類を捕集する効率も十分なものではなかった。即ち、一般に気圧が低いと油の沸点も低くなることから、排気管路の排ガスをトラップにおいて強制的に冷却したとしても油類が凝縮し難く、十分な捕集効率が得られないという問題があった。このため特許文献２に記載の発明では、真空ポンプの排気側に設けられたトラップを冷媒によってマイナス４５℃にも冷却して蒸発油を凝縮させようとしている。しかし、トラップをこのような低温状態にするには、高能力の冷却装置が必要不可欠であるので、コストが嵩むことが問題であった。
さらに、特許文献１に示された排ガス処理装置では、真空ポンプの下流側排気管路に設けた燃焼装置によって排ガス中のバインダ成分等を焼却しようとしているが、その場合、不完全な燃焼によってはむしろ余計に悪臭を発生させるおそれもあった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記課題を解決する真空熱処理炉の排気装置を提供するもので、真空熱処理炉の排気管路に接続した真空ポンプにより該真空熱処理炉内を減圧する真空熱処理炉の排気装置において、排気管路の大気開放側端部に圧力調節弁を設け、真空ポンプ下流側の排気管路内の圧力を大気圧よりも高く保つことを特徴とする。
【０００６】
また本発明は、上記真空熱処理炉の排気装置において、真空ポンプ下流側の排気管路に蒸発油を捕集するトラップを設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１に記載した真空熱処理炉の排気装置では、真空ポンプ下流側の排気管路内圧力を常に大気圧よりも高く保つようにすることから、排気管路の大気開放側端部から排気管路内へ空気が侵入することを防止できる。従って、真空ポンプ下流側の排気管路内において可燃性ガスと空気が混合し爆発する危険性が排除され、常に安全に運転を行うことができる。
【０００８】
請求項２に記載した真空熱処理炉の排気装置では、真空ポンプ下流側の排気管路に設けられたトラップによって、大気圧よりも高い圧力の下で蒸発油を捕集する。このように排気管路の圧力を高くすることにより、蒸発油の沸点が上昇し、比較的高い温度であっても蒸発油が凝縮する。このため、排ガスをさほど低い温度に冷却しなくても蒸発油を効率的に捕集することができる。従って、悪臭が発生するおそれが確実に軽減されると共に、トラップの冷却装置等の設備コストが軽減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明に係る真空熱処理炉の排気装置の実施形態を図１の配管系統図に従い説明する。真空熱処理炉１は、準備室２、脱バインダー室３等の機能別に区分けされた領域が直列に連続配置され、準備室２と脱バインダー室３との間に気密保持可能かつ開閉自在の開閉扉４を有する隔壁が設けられ、準備室２の一側に気密保持可能な開閉扉５が設けられ、脱バインダー室３内には電熱ヒータ等の加熱手段６が設けられる。
【００１０】
そして、準備室２に切替弁７が設けられた排気管が接続され、また、バインダー室３に切替弁８が設けられた排気管が接続され、これらの排気管の下流側は排気管路９ａに合流されている。また、排気管路９ａは、太径の主排気管１１と細径の副排気管１３とに分岐され、主排気管１１に排気弁１０、副排気管１３に排気弁１２が夫々設けられ、該主排気管１１と副排気管１３はその下流側にて合流し、メカニカルブースター型真空ポンプ１７に接続される。また、該真空ポンプ１７の下流側にスクリュー型ドライ真空ポンプ１８が直列に設けられる。なお、前記主排気管１１には、ガス供給管１５が接続され、該ガス供給管１５にアルゴン（Ａｒ）等の不活性ガスを充満させたガスタンク１４が電磁弁１６を介して接続される。
【００１１】
また、前記スクリュー型ドライ真空ポンプ１８の下流側の排気管路９ｂに排ガス中の蒸発油を捕集するためのトラップ１９が設けられる。該トラップ１９は、その筒状器体内上部に熱交換器２０が設けられ、該熱交換器２０に冷却装置２１から約４℃の冷水が冷却管２２を通じて供給されるようにしている。該トラップ１９の下方は漏斗状に形成され、下端部に開閉弁２４が設けられる。２３はトラップ１９内の油の貯留量を監視する液面測定センサ、２５は開閉弁２４を作動させる制御装置で、該トラップ１９内に一定量の油が溜まると開閉弁２４を自動的に開かせ、その油が下方に配置された油回収タンク２６に排出されるようにしている。
【００１２】
そして、該トラップ１９の下流側の排気管路９ｃの大気開放側端部に圧力調節弁２７が設けられる。該圧力調節弁２７は、内部に組み込まれたスプリングコイル等からなる弾性体により弁体が付勢され、その付勢力により常態では弁口を閉塞状態に保つ一方、排気管路９ｃの排ガスの圧力がその付勢力を超えたときに弁口が開放されて該排ガスが大気中に放出されるようにするもので、これによって、該排気管路９ｃ内の圧力が大気圧よりも高い圧力（１〜５ＫＰａ）に保持される。また、２８はトラップ１９と圧力調節弁２７との間の排気管路９ｃにガスタンク３０から窒素（Ｎ２）等の不活性ガスを供給するために設けられたガス供給管、２９は該ガス供給管２８に設けられた電磁弁である。
【００１３】
このように構成した排気装置では、運転を開始するに際して、切替弁７、切替弁８、排気弁１２を夫々開放し、排気弁１０を閉塞状態とし、先ず一方のドライ真空ポンプ１８のみを駆動する。このため、準備室２内と脱バインダー室３内の排ガスが副排気管１３を通じて吸引され、該真空熱処理炉内が一定気圧以下になったところで排気弁１２を閉塞すると同時に排気弁１０を開放し、主排気管１１を通じてさらに排ガスを吸引する。なお、最初にドライ真空ポンプ１８のみを駆動し、該真空熱処理炉内が所定の減圧状態に達した後にメカニカルブースター型真空ポンプ１７をも駆動し、以降は両真空ポンプ１７，１８を駆動させて排ガスを吸引することにより、準備室２および脱バインダー室３を所要の高い真空度に容易に減圧することができる。
【００１４】
また、加熱手段６により脱バインダー室３の処理品を加熱することにより、該処理品からバインダー等の油類が大量に蒸発し、その油類は排ガスと共に真空ポンプ１７，１８によって吸引され、排気管路９ａ、９ｂを通ってトラップ１９に流入する。なお、メカニカルブースター型真空ポンプ１７およびスクリュー型ドライ真空ポンプ１８等の真空ポンプは、運転時の発熱により高温度となるので、上記排ガスが通過しても蒸発油類がこれら真空ポンプ内にて凝縮することはない。そして、トラップ１９に流入した排ガスが熱交換器２０に接触することにより冷却され、該排ガス中の蒸発油類が凝縮し液化する。こうして液化した油は、トラップ１９内底部に溜まり、所定の貯留量に達したことが液面測定センサ２３により検出され、適時に開閉弁２４が開閉されることで油回収タンク２６に排出される。
【００１５】
しかして、圧力調節弁２７は、排気管路９ｃの大気開放側端部から大気中に排出する排ガスの量を上記したように弾性体により付勢された弁体の開閉によりコントロールすることにより、該排気管路９ｃ内およびトラップ１９内を常に大気圧よりも高い圧力に保つことから、該排気管路９ｃ内およびトラップ１９内に外気が侵入するのを防止する。このため、該排気管路９ｃ内およびトラップ１９内の排ガス中に可燃性ガス、可燃性の蒸発油類等が含まれていても爆発するおそれがなく安全に操業することができる。なお、排気管路９ｃ内の具体的圧力値は、圧力調節弁２７内の弾性体の付勢力を調節することにより自在に設定できる。
【００１６】
また、前記ガス供給管２８を通し少量の不活性ガスを排気管路９ｃに常時供給するようにすれば、該排気管路９ｃ内の圧力をより安定させることができる。このため例えば、トラップ１９内の排ガスが熱交換器２０との接触により急冷された際、或いは、トラップ１９内の油が油回収タンク２６に排出された際にも、該排気管路９ｃ内の圧力が大気圧以下に急低下するのを防止することができる。
【００１７】
また、排気管路９ｃ内およびトラップ１９内の排ガスの圧力をこのように常に高く保持することにより、排ガス中に蒸発している油類の沸点が上昇し、蒸発油が凝縮し易くなるので、トラップ１９内の熱交換器２０との接触により油類を効率的に凝縮させ捕集することができる。このため熱交換器２０に例えば４℃程度の冷水を循環させるだけで十分に蒸発油を捕集することができ、大気中に蒸発油が排出されることなく、悪臭を発生させるおそれもない。
【００１８】
なお、前記ガス供給管１５は、運転中に不意に真空ポンプが停止した場合等の異常発生時に電磁弁１６を開放し、アルゴン（Ａｒ）等の不活性ガスを真空ポンプの上流側の排気管路９ａに一気に供給し、該排気管路９ａ内および真空熱処理炉内の気圧を上昇させることにより、外気が侵入し爆発する危険を回避する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る真空熱処理炉の排気装置の実施形態を示す配管系統図。
【符号の説明】
【００２０】
１                    真空熱処理炉
９ａ，９ｂ，９ｃ      排気管路
１７                  メカニカルブースター型真空ポンプ
１８                  スクリュー型ドライ真空ポンプ
１９                  トラップ
２０                  熱交換器
２１                  冷却装置
２６                  油回収タンク
２７                  圧力調節弁
【図１】
2009063196.tif 000003