高真空レベルを必要とするユーザーにとって、ルーツポンプは間違いなく馴染みのある機器です。これらのポンプは、他の機械式真空ポンプと組み合わせて、補助ポンプの真空レベル向上を支援する排気システムを形成することがよくあります。真空性能を向上させる装置として、ルーツポンプは通常、補助ポンプに比べて大幅に高い排気速度を備えています。例えば、排気速度70リットル/秒の機械式真空ポンプは、通常、300リットル/秒のルーツポンプと組み合わせられます。今日は、高細かさがなぜ重要なのかを探ります。入口フィルター通常、ルーツポンプ用途には推奨されません。
この推奨事項を理解するには、まずルーツポンプシステムの動作原理を理解する必要があります。このポンプシステムは、機械式真空ポンプが排気プロセスを開始することから始まります。機械式ポンプが約1kPaに達し、排気速度が低下し始めると、ルーツポンプが作動し、到達真空度をさらに高めます。この協調動作により、真空サイクル全体を通して効率的な圧力低下が保証されます。
高精細度フィルターの根本的な問題は、その設計特性にあります。これらのフィルターは細孔径が小さく、ろ材の密度が高いため、気流に大きな抵抗が生じます。定格性能を達成するために高いガス流量を維持する必要があるルーツポンプの場合、この抵抗増加によって実効排気速度が大幅に低下する可能性があります。高精細度フィルターを通過する際の圧力損失は10～20 mbar以上に達する可能性があり、ポンプが目標真空レベルに到達する能力に直接影響を及ぼします。
システム設計者が微細な粉塵粒子の処理にろ過を強く求める場合、代替ソリューションも利用可能です。例えば、大型フィルターの使用は現実的なアプローチの一つです。フィルターエレメントの表面積を増やすことで、ガス分子が通過できる流路が広がります。この設計調整により、過度の流動抵抗によるポンプ速度の低下を軽減できます。表面積が30～50%大きいフィルターは、同じろ過精度を持つ標準サイズのユニットと比較して、圧力損失を通常25～40%低減できます。
しかし、このソリューションには限界があります。システム内の物理的なスペースの制約により、大型のフィルターハウジングを設置できない場合があります。さらに、大型フィルターは初期の圧力損失を低減しますが、ろ過精度は維持されるため、最終的には目詰まりを引き起こし、時間の経過とともに抵抗が徐々に増加する可能性があります。粉塵負荷が大きいアプリケーションでは、メンテナンスの頻度が増加し、長期的な運用コストが増加する可能性があります。
最適なアプローチ特定のアプリケーション要件を慎重に検討する必要があります。高真空レベルと粒子ろ過の両方が不可欠なプロセスでは、エンジニアは多段ろ過戦略の導入を検討する場合があります。具体的には、ルーツポンプの前に低粒度のプレフィルタを使用し、補助ポンプの入口に高粒度のフィルタを組み合わせることが考えられます。このような構成により、システム性能を維持しながら、両方のポンプタイプを適切に保護できます。
これらのアプリケーションでは、フィルターの状態を定期的に監視することが非常に重要です。フィルターハウジング全体に差圧計を設置することで、オペレーターは抵抗の増加を追跡し、圧力低下がシステム性能に重大な影響を与える前にメンテナンスを計画することができます。最新のフィルター設計では、洗浄可能または再利用可能なエレメントも組み込まれており、真空システムを適切に保護しながら長期的な運用コストを削減できます。
投稿日時: 2025年10月15日
