![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
真空ポンプが壊れました。
すぐ同じものが、
手に入りますか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
外国製の真空ポンプなので
2週間程度かかりそうです。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
何かいい方法ありませんか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
何に使用してるんですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
吸着で使用しています。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
それなら、
- 到達圧力
- 排気速度
が同じものを選んで下さい。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
その2つですね?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
使用電圧とかは
確認しておいてくださいね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
分かりました。
すぐ国内メーカーで調べます。
という、やりとりがありました。
今回は、真空ポンプについて
簡単に分かりやすく
紹介していきたいと思います。
真空って何?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
真空ポンプって
色んな種類がありますね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
ありますよね。
ところで真空には分類が
あるって知ってますか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
真空って『空気がない』
ってことじゃないんですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
日本工業規格(JIS規格)で
真空とは、
『通常の大気圧より低い圧力の
気体で満たされた空間の状態』
と定義されています。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
低圧や減圧された場所を
真空と言うんですね?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
低圧や減圧された場所ですと
山などの空気が薄い場所も
真空になってしまいます。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
確かに。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
なので、
ここでいう空間とは、
限りある大きさの入れ物の
中のことを表しています。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
特定の限られた空間の中の
圧力が、我々の生活している
大気圧より低いと『真空』
と言うんですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
そして、先ほど言った通り
真空は、圧力の範囲によって
5つに分類されています。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
真空って5段階に
分類されているんですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
そうなんです。
このような形で
分類されています。
分類 | 圧力(Pa) | 用途例 |
極高真空 | 10-8以下 | |
超高真空 | 10-5~10-8 | 残留気体分子の 除去 |
高真空 | 10-1~10-5 | 高温金属の 酸化防止 |
中真空 | 102~10-1 | 真空乾燥 |
低真空 | 105~102 | 吸着・吸引 |
大気圧 | 105 |
参考:株式会社アルバック
「低真空」から 「極高真空」まで 真空の5つの分類
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
真空の範囲が変わると
何か問題あるんですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
使用する圧力によって
真空ポンプはもちろん
計器類・材料も変わるので
注意が必要です。
-
真空は、JISで
『通常の大気圧より低い圧力の
気体で満たされた空間の状態』
と定義されている。 -
特定の限られた空間の中で
大気圧より低い空間を
『真空』と言う。 -
真空は、圧力の範囲によって
5段階に分類されている。 - 圧力の範囲によって、
選定する真空ポンプ・計器類・
材量など違う。
真空の特性と利用方法
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
真空には吸着や吸引以外に
乾燥や酸化防止といった
利用方法があるんですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
実は、真空には
- 差圧
- 断熱
- 蒸発
- 無酸素
- 放電
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
という、
5つの特性があります。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
へー…。
そんなにあるんですね。
知りませんでした。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
差圧から教えて
もらっていいですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
いいですよ。
差圧とは、
圧力が高いところと低いところの
圧力の差を『差圧』と言い、
圧力差が大きいほど流量が増えます。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
圧力が高いところから
低いところへ流れる力を
利用して『吸着』や『吸引』
を行っているんですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
他にも差圧を利用して
- 液体充填
- 脱水
- 脱泡
などにも使われています。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
具体的には、どのように
使われていますか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
吸着搬送はもちろん、
- 粉体移送
- 新幹線のトイレ
- 液体を容器に入れる
などがあります。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
いろんな分野で
使われているんですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
次は、『断熱』について
紹介していきます。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
お願いします。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
空気は、対流することで
高温物質から低温物質に
熱エネルギーを伝達します。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
空気を排除すると
熱エネルギーの伝達が
なくなるということ
ですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
そういうことです。
代表的な例は、魔法瓶で
魔法瓶は二重構造になっていて
その間を真空にしています。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
内瓶と外瓶の間の空気をなくし
熱が外に逃げるのを
防いでいるんですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
そうです。
真空断熱は、空気を排除して
空気分子を減らすことにより
熱伝達を減らすこと
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
なんです。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
どんなところで
使われているんですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
具体的には、断熱ガラス・
冷蔵庫や精密機械の
超電導部品の断熱に
真空断熱が使われています。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
真空断熱も身近なところで
使われているんですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
次は、『蒸発』
について紹介します。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
お願いします。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
じつは、
真空中では、水など液体が
蒸発しやすくなるんです。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
なぜですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
水を例にあげると、
大気中では、
水の表面に空気があり、
蒸発を妨げています。
ところが、真空では、
その空気が減少するので、
簡単に蒸発します。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
山の上など
気圧が低いと沸点が下がる
と聞いたことがあります。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
沸点が下がると、
低温で乾燥が出来るようになり、
熱による、色や成分の変化を
防ぐことが出来たり
金属の沸点も下がるので
大気圧より、とても低い温度で
気化させることが出来ます。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
沸点が下がることで
色々なことが出来るように
なるんですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
これらを利用したものに
真空乾燥・真空凍結乾燥や
真空蒸着・真空蒸留
溶鉱炉の不純物除去などが
あります。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
色々な用途で
使われていますね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
次は『無酸素』
について紹介します。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
お願いします。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
真空中は、
大気圧に比べて、
酸素が少なくなります。
その為、酸化の影響を
少なくすることが出来ます。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
具体的には、
どのようなところで
使われているんですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
食品の酸化を防ぐ
真空パックや
真空焼入れ炉等に
利用されています。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
食品・花や金属などの
酸化防止に利用されて
いるんですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
最後は、『放電』
について紹介します。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
お願いします。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
放電は、
電圧の高いところから
低いところへ、
空気中を伝わって電流が
発生する現象です。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
雷や静電気の事ですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
雷や静電気は、火花放電と言い
大気中では、気体分子の密度が
高いので電子が加速できないので
簡単には発生しませんが、
気圧を下げると、
気体分子の密度が低くなるので
気体放電が発生しやすくなります。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
何に利用されていますか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
スパッタリングと呼ばれる
成膜成形装置や電子顕微鏡・
レントゲン装置に
利用されています。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
真空ってどこでも
利用されているんですね。
-
真空には、差圧・断熱・
蒸発・無酸素・放電の
5つの特性がある。 -
差圧とは、圧力差を言い、
圧力が高いところから
低いところへ流れる。 -
真空断熱は、空気を排除して
空気分子を減らすことで
熱伝達を減らす。 -
大気中では、空気が蒸発を
妨げているが、真空では空気が
減少するので簡単に蒸発する。 -
真空中は、大気圧に比べて、
酸素が少ないので、
酸化の影響が少ない。 - 気圧を下げると、
気体分子の密度が低くなるので
気体放電が発生しやすくなる。
真空ポンプの種類と使い方
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
真空に種類があり
色んな使い方がある事が
分かりました。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
ただ、どんな場合に
どの真空ポンプを選ぶと
良いんですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
ここでは、真空ポンプの
種類と動作を紹介して
いきたいと思います。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
お願いします。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
まず、
真空にする空間が広い場合や
排気する気体の量が多い場合は、
- 気体移送式ポンプ
を選びます。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
気体移送式ポンプですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
ただ、気体移送式ポンプにも
種類があり
- 容積移送式真空ポンプ
- 運動輸送式真空ポンプ
があります。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
容積移送式と運動輸送式は
どんな違いがあるんですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
JISで容積移送式は、
一定体積の気体が吸気口から
周期的に隔離されて排気口に
運ばれる真空ポンプ。
ほとんどの容積移送式真空ポンプで、
気体は排気口から排気されるまでに
圧縮される。
容積移送式真空ポンプは往復動式
及び回転式の二つに分類される。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
と定義されています。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
どういうことですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
『容積移送式』は、
閉じた空間内で気体を圧縮する
構造のある真空ポンプのことを言い、
往復動式と回転式があります。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
どんなポンプが
あるんですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
往復動式には、
- ピストン真空ポンプ
- ダイヤフラム真空ポンプ
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
回転式には
- 液封真空ポンプ
- 油回転真空ポンプ
- ルーツ真空ポンプ
- スクリュー真空ポンプ
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
等があります。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
よく聞くポンプ
ばかりですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
この真空ポンプは、
大気圧から低・中真空まで
排気するときによく使われます。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
低・中真空が必要な時に
使用するんですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
次は、『運動輸送式』ですが、
JISでは、
気体及び分子に運動量を与え、
吸気口から排気口へ連続的に
気体を輸送するポンプ。
流体作動式と機械式との二つに
大別される。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
と定義されています。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
どういうことですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
簡単に説明すると、
気体や分子を、空気や油蒸気などの
力を利用して、特定の方向に排気する
真空ポンプです。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
空気や油蒸気などを利用して
連続で排気することが出来る
真空ポンプなんですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
そうなんです。
ただ、
運動輸送式真空ポンプは、
高真空まで排気できるポンプですが、
単独で使用せずに、
容量移送式真空ポンプで、
ある程度圧力を下げてから
使う必要があります。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
補助ポンプが
必要なんですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
そうなんです。
1種類の真空ポンプで、
大気圧から超高真空まで圧縮可能な
真空ポンプがないので、
複数の真空ポンプが必要になります。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
代表的なものを
教えて下さい。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
代表的なものに
- ターボ真空ポンプ
- 分子ポンプ
- エジェクタポンプ
- 拡散ポンプ
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
等があります。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
高真空が必要な時
使用するんですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
最後に
『気体ため込み式真空ポンプ』
を紹介します。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
お願いします。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
実は、このポンプは、
特に動くものが
あるわけではなく、
JISでは
内表面での吸着又は凝縮などによって
気体分子を捕そくし、ため込むこと
によって排気する真空ポンプ。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
と定義されています。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
どういうことですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
気体ため込式
真空ポンプは、
閉じた空間の中で気体分子を
まとめたり吸着させて除去する
方式の真空ポンプです。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
乾燥剤や脱臭剤
みたいですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
そうなんです。
乾燥剤や脱臭剤と同様に
吸着できる気体分子の量に限界が
あるので交換や再生させる
必要があります。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
大気圧だとあっという間に
限界になりそうですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
そうなんです。
高真空~超高真空でのみ使用する
真空ポンプの為、
運動輸送式真空ポンプなどで
高真空にしてから、さらに圧力を
下げるために使用します。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
高真空~超高真空で
使用するポンプなんですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
代表的なものに
- ソープションポンプ
- サブリメーションポンプ
- ゲッタイオンポンプ
- クライオポンプ
等があります。
-
容積移送式真空ポンプは、
閉じた空間内で気体を圧縮する
構造のある真空ポンプで
往復動式と回転式がある。 -
輸送移送式真空ポンプには
ピストン真空ポンプ
ダイヤフラム真空ポンプ
ルーツ真空ポンプ
スクリュー真空ポンプがあり、
低・中真空用途で使用する。 -
運動輸送式真空ポンプは、
気体及び分子に運動量を与え、
吸気口から排気口へ連続的に
気体を輸送する真空ポンプ。 -
運動輸送式真空ポンプには、
ターボ真空ポンプ
分子ポンプ
エジェクタポンプ
拡散ポンプがあり、
高真空用途で使用する。 -
気体ため込式真空ポンプは、
閉じた空間の中で気体分子を
まとめたり吸着させて除去する
方式の真空ポンプ。 - 気体ため込み式真空ポンプには、
ゲッタイオンポンプ
クライオポンプなどがあり
高真空~超高真空でのみ使用
する為、ターボ真空ポンプなどで
高真空にしてから使用する。
真空ポンプの選び方
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
真空ポンプで代替機を
探してて思ったんですが
単位がバラバラじゃ
ないですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
とても良く分かります。
『わざと分かりにくく
してるのかな?』
と思います。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
そうですよね!!
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
まず、
真空ポンプの能力は、
- 到達圧力
- 排気速度
で決まります。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
その到達圧力が、
+や-で記載されているのは
なぜですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
それは、単位が違うからで
真空の単位には、
- 絶対圧
- ゲージ圧
があります。
参考:オリオン機械株式会社
真空単位(ゲージ圧と絶対圧)
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
何が違うんですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
『絶対圧』は、
絶対真空を0Pa(パスカル)として、
基準にした表示方法で
- kPaA
- barA
- kPa(abs)
- bar(abs)
と表示されます。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
絶対圧の表示は、
+になりますね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
次は『ゲージ圧』ですが、
大気圧を0Pa(パスカル)として
基準にした表示方法で
- kPaG
- barG
- kPa(gage)
- bar(gage)
と表示されます。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
ゲージ圧の表示は、
-になりますね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
そうなります。
ただし、メーカーによって
単位が違うので
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
排気速度は、
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
で検索すれば、計算サイトが
簡単に出てくると思います。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
一度検索して使いやすいものを
探してみて下さい。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
最後に、排気速度は、
数字が大きい方が
良いんですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
排気速度は、数字が大きい方が
早く真空にすることが出来ます。
-
真空ポンプの能力は、到達圧力
排気速度で決まる。 -
真空の単位には、絶対圧
ゲージ圧がある。 -
絶対圧は、絶対真空を
0Pa(パスカル)として、
基準にした表示方法。 -
ゲージ圧は、大気圧を
0Pa(パスカル)として
基準にした表示方法。
まとめ
真空ポンプには、様々な種類があります。
使用目的をしっかりと理解した後に
排気方法や到達圧力や吸込量を
把握することで、間違ったポンプを
選ぶことが無くなると思います。
これらを理解して、故障率の高い
真空ポンプから、価格・保守・部品供給が
安定しているメーカーの真空ポンプを
検討してみてはいかがでしょうか?
ありがとうございました。