JP4974879B2

JP4974879B2 - 真空引き装置

Info

Publication number: JP4974879B2
Application number: JP2007341672A
Authority: JP
Inventors: 康文福本; 實村野
Original assignee: 康文福本
Priority date: 2007-12-06
Filing date: 2007-12-06
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2027-12-06
Also published as: JP2009138726A

Description

本発明は、真空乾燥のための真空引きに活用される水流エゼクターを用いた真空引き装置に関する。

従来、真空引きには回転式真空ポンプ、ピストン式真空ポンプやダイヤフラム式真空ポンプが使われていたが、今日では構造が極めて簡単で耐久性と信頼性があり安価な水流エゼクターが広く使われるようになっている（例えば、非特許文献１参照）。この非特許文献１に記載の水流エゼクターを図３に示す。この水流エゼクターは、大量の駆動水を広がり形状のノズル５０より低圧超音速流で噴射させ、このノズル５０を囲むボックス５１内に供給口５２から導入する吸込みガス５３をこの駆動水の噴射によって吸い込み、駆動水と吸い込みガスはディフューザ５４における徐々に狭まる前半部５４ａで混合し、それに続いて徐々に末広がりの形状を持つ後半部５４ｂでは流速を減じて昇圧しつつ吐出口に向かう仕組みとなっている。

食品などの品質組成を損なわずに真空乾燥するには３０〜４５℃の低温で操業する必要があり、その場合に必要とする真空度は９５〜８５ｋPaとされている。通常の水流エゼクターはこのレベルの真空圧を実現している。（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載の水流エゼクターは図４に示す構成を有する。すなわち駆動水を入れるノズル６０を外被管６１内に設け、外被管６１の側面に吸込みガスを導入する吸引管６２を取付け、ノズル６０の下流に吸引管６２からの吸込みガスと駆動水とを混合する主管スロート６３を設け、主管スロート６３の下流側に内径が次第に拡大されたパイプからなるディフューザ６４を設けた構成を有する。

株式会社水環技研ホームページｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ５．ｏｃｎ．ｎｅ．ｊｐ特開２００２−３１１００公報

水流エゼクターをパイプ形状に最適に設計することは複雑且つ難題で種々の試行錯誤が要求される。図３で示される従来の水流エゼクターは、ディフューザ５４のパイプ内径が拡大したり狭められたりする構造となっている。この構造は、機械工作で刳り抜きする形状が複雑な直線または曲線形状であるため、製造する工程が複雑で簡便に安価に大量生産することに不適となっている。

また、図３、図４に示す従来の水流エゼクターを使用する場合、エゼクターの出力口において流水音や運転スタート時に起こるエアハンマー作用による爆裂音などの騒音を発生する欠点があり、真空乾燥機に取り付けた場合に運転時騒音の抑制対策が不可欠である。

また、従来の水流エゼクターは真空乾燥装置として組上げて用いる場合に設置する空間に十分な天井高さが必要で、そのため設置据付条件を狭める欠点を有する。

本発明の目的は、エゼクター駆動水吐出口での騒音を抑制するように改良した水流エゼクターを用いた真空引き装置を提供することにある。

上記課題を解決する本発明の真空引き装置は、
駆動水を受ける筒形の入口片と、
前記入口片の下流側に設けられ、前記入口片から流入する駆動水と吸引ガスとを混合する主管スロートと、
前記主管スロートの下流側端部に接続して設けられ、内径が末広がり形状をなすパイプからなる出力片と、
円筒形状をなし、前記出力片の下流側端部に設けられ、駆動水と吸引ガスとの混合気体を流す消音器と、
前記消音器に取付けられ、駆動水が流出する際に前記消音器内に空気を取り入れて前記消音器内の気圧の急変を防止する吸気管と、
水流エゼクターの静音化と無臭化を図るために消音器の下流側を漬ける水を溜めた貯水槽とを備えると共に、
前記貯水槽からの水を吸込んで前記入口片より吐出する循環ポンプ、前記入口片、前記主管スロート、前記出力片および前記消音器を含む循環路を前記貯水槽内の水位より低く設定したことを特徴とする。

本発明によれば、水流エゼクターは、運転スタート時の爆裂音と駆動水流出時の騒音が消音器に付けた吸気管を通じて空気圧の急変を緩和する機能を有するので運転中の騒音を抑制する効果を発揮する。

また、前記貯水槽からの水を吸込んで前記入口片より吐出する循環ポンプ、前記入口片、前記主管スロート、前記出力片および前記消音器を含む循環路を前記貯水槽内の水位より低く設定したので、天井高さ制限を考慮せずに設置可能となる利便性を発揮する真空乾燥装置を提供することができる。また、循環路は常時貯水槽の水位より低いため、運転再開時においては水流エゼクター内は水で満たされており、運転再開時の急激な高速水流の気中への噴射音の発生が無くなる。

以下本発明の水流エゼクターの一実施の形態を図1を用いて説明する。図１は本発明になる水流エゼクター本体とそれに連結される消音器の概略を、図２には本発明を真空乾燥装置に用いる場合に水流エゼクターを横方向に設置して貯水槽に接続する形態を示す。図１の水流エゼクターの形状において駆動水入口片１は水の流れ抵抗を減少させるため面取りが施されている。該駆動水入口片１よりも直径の太い主管スロート６が入口片１に溶接または接着工法で接続される。該本管スロート６の形状は単純なパイプ形状であって特殊な加工は施されていない。

該主管スロート６の入口部にはパイプ管壁を貫通する複数個の吸引孔４が開けられており、該吸引孔４は本装置が作動する際に吸引管３を通じ真空引きする際に吸込みガスを主管スロート６内に吸引むものである。

主管スロート６の終端付近には直径が本管スロートより太いパイプ状の出方片７が溶接または接着工法にて連結されている。該出口片７は出口方向に向かって末広がり状に広がる内部形状を有する。また駆動水入口片１、主管スロート６および出口片７を被覆する外被管８が外側に円筒状に溶接または接着接続されている。これら１〜８で示す部材により水流エゼクター本体Ｅが構成される。

１２は消音器であり、図示のように、該消音器１２の内径は水流エゼクター本体Ｅの出力片７の出口の内径より太いパイプ形状を有する。

図１に示す水流エゼクター入口片１には図２に示す循環ポンプ１６からの吐出配管１５を入口側フランジ２を介して接続する。真空引き機能は吸引管３だけを通じて行うように中空円形状の仕切板５が設けられている。該仕切板５の内側部は主管スロート６の外側部に固着され、該仕切板５の外周部は外被管８に固着され十分なる気密性が保たれるように施工されなければならない。

本実施の形態の真空引き装置は、図２に示すように、水流エゼクターの静音化と無臭化を図るために、消音器１２を漬ける水を溜めた貯水槽１３を備え、水流エゼクター本体Ｅで使用された駆動水は一旦貯水槽１３に蓄えられている構造になっている。水流エゼクター本体Ｅはその終端の出力側フランジ９を使い該貯水槽１３の外側より固着される。消音器１２部はフランジ１０で貯水槽１３の内側より出力側フランジ９と同位置に固着される。これにより貯水槽１３内では水流エゼクター本体Ｅと消音器１２は貯水槽１３の内部で連結され、消音器１２は水平部１２ａとその先端で直角に下方に曲げた垂直部１２ｂとを有し、終端１２ｃからは吸引ガスが混合された駆動水が貯水槽１３内の水中に流出する構成となっている。また水流を作る循環ポンプ１６に接続されている戻り配管１４を通じて駆動水が循環して再利用される構造となっている。戻り配管１４、循環ポンプ１６、吐出配管１５、水流エゼクター本体Ｅおよび消音器１２からなる循環路は、貯水槽１３内の水位１７より低く設定されている。

消音器１２における水流エゼクター本体Ｅの連接部近くに空気を取入れる吸気管１１が設けられ、吸気管１１の吸気口は貯水槽水位１７より上部に位置させることにより、吸気口が水面下に浸らない構造とする。貯水槽１３には水位１７の設定のためのオーバーフロー通風口１８を設置する。

本実施の形態の水流エゼクターは、図１に示されるように、主管スロート６に吸引孔４を設けたので、図３、図４に示すような管どうしの隙間からガスを吸込む従来のものと比べて簡単なため加工技術程度が軽度で機械工作工程も短くて済み、加工費用が安価で加工時間が短時間で済むという経済効果を発揮する。

また、本発明の水流エゼクター本体Ｅとそれに連結される消音器１２は図２のように水の循環路が貯水槽１３の水位１７より低く、横向き水平に使用設置することが可能となり、据付場所の天井高さ制限を考慮せずに設置可能となる利便性を発揮する効果を有する。

また、本水流エゼクターは運転スタート時の爆裂音と駆動水流出時の騒音が消音器吸気管１１を通じて空気圧の急変を緩和する機能を有するので運転中の騒音を抑制する効果を発揮する。また、水の循環路が貯水槽１３の水位１７より低く設定されているので、運転をいったん休止してから再開する際の急激な高速水流の気中への噴射音の発生が無くなる。

水流エゼクターＥと消音器１２とを化学的に耐性のあるステンレス素材で試作した。駆動水入口片１の直径４０（ｍｍ）、水流速約（１０ｍ/s）、主管スロート６の長さ１６（ｃｍ）で入口片１から消音器１２の終端までの長さは約１００（ｃｍ）である。また吸気孔４の個数は４としている。以上のような実施例の水流エゼクター本体Ｅと消音器１２を真空乾燥機に装置して騒音を測定した結果、これまでの真空乾燥装置と比較すると８０〜８５（ｄＢ）から５６〜５８（ｄＢ）と大幅に低減する静音効果を得た。また作業者の運転操作性が改善されると真空利用機器との一体化が実現でき設置面積が小さくなると共に設置する屋内の天井高さ制限も解放された。

本発明による静音効果を有する簡易型水流エゼクターは構造の簡単さから低価格で製造され、また優れた静音性により運転場所を選ばずに設置可能となり真空乾燥装置や真空利用機器に関連する産業分野での利用が期待される。

本発明に関わる水流エゼクターと消音器の組合せの部分断面図本発明利用に関わる利用形態図一般エゼクター構成図一般水流エゼクター断面図

１：駆動水入口片
３：吸引管
４：吸引孔
６：主管スロート
７：出力片
８：外被管
１１：吸気管
１２消音器
１３：貯水槽
１７：水位
Ｅ：水流エゼクター本体

Claims

駆動水を受ける筒形の入口片と、
前記入口片の下流側に設けられ、前記入口片から流入する駆動水と吸引ガスとを混合する主管スロートと、
前記主管スロートの下流側端部に接続して設けられ、内径が末広がり形状をなすパイプからなる出力片と、
円筒形状をなし、前記出力片の下流側端部に設けられ、駆動水と吸引ガスとの混合気体を流す消音器と、
前記消音器に取付けられ、駆動水が流出する際に前記消音器内に空気を取り入れて前記消音器内の気圧の急変を防止する吸気管と、
水流エゼクターの静音化と無臭化を図るために消音器の下流側を漬ける水を溜めた貯水槽とを備えると共に、
前記貯水槽からの水を吸込んで前記入口片より吐出する循環ポンプ、前記入口片、前記主管スロート、前記出力片および前記消音器を含む循環路を前記貯水槽内の水位より低く設定したことを特徴とする真空引き装置。