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選ぶべき真空ポンプがわかる！「真空ポンプの種類と選び方」【ウェビナー資料】#aperzaTV

ホワイトペーパー
株式会社ニクニ
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真空の定義、真空の分類・用途など初心者向けに基礎から解説

真空状態を作るために欠かせない“真空ポンプ”。多くの種類から適切なものを選ぶ必要がありますが、「選び方に自信がない…」という声もよく聞かれます。
今回は初心者の方に向けて、そもそも真空状態とは何か？ といった基本から解説。
特に低真空〜中真空領域において“選ぶべき真空ポンプ”が明確になります。
※2021年6月にaperzaTVで配信したウェビナーの資料です。

【こんな方におすすめです】
●真空ポンプの選び方に自信がない方
●吸引、吸着、酸化防止、真空乾燥、真空冷却、蒸留・濃縮での利用を検討中の方
●水蒸気やコンタミ、ダストの吸引でお困りの方

このカタログについて

ドキュメント名 選ぶべき真空ポンプがわかる！「真空ポンプの種類と選び方」【ウェビナー資料】#aperzaTV
ドキュメント種別 ホワイトペーパー
ファイルサイズ 7.1Mb
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このカタログの内容

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事例から学ぶ 1
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太⽥ 勝之 株式会社 ニクニ 営業部 プロジェクトマネージャー 2
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株式会社 ニクニ 設⽴ ： １９４６年 本社 ： 神奈川県川崎市 営業所 ： ⼤阪・名古屋・福岡・福⼭・⼭形・ベトナム 事業内容 ： 各種産業⽤ポンプ、ポンプ応⽤装置、 各種⾃動機の製造・販売、表⾯処理加⼯ 3
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真空とは？ ⼤気圧より圧⼒が低い状態 ＝ 存在する分⼦が少ない状態 少ない 気体分⼦の数 多い 気体分⼦ 絶対真空（宇宙） 真空（富⼠⼭頂） ⼤気圧（地上） ほぼ 0 kPa[abs] 64 kPa[abs] 101.3 kPa[abs] 4
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真空の分類 JIS（⽇本⼯業規格）での分類 低真空 中真空 ⾼真空 超⾼真空 極⾼真空 105Pa 102Pa 10-1Pa 10-5Pa 10-8Pa ０Pa 101.3 kPa 0.1 kPa 0.1 Pa ⼤気圧 絶対真空 5
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真空の⽤途 ⽤途 具体例 吸引 医療機器・トイレ・⾦型成型 吸着 真空チャッキング 酸化防⽌ 真空パック 脱気・脱泡 ⾷品・飲料・化粧品・樹脂 製造 真空乾燥 部品洗浄機・⾷品加⼯ 真空冷却 フリーズドライ 蒸留・濃縮 製薬・飲料・原油精製・化学分野 断熱・遮⾳ 魔法瓶・⼆重ガラス 蒸着・スパッタリング ミラー・レンズ・半導体製造⼯程 6 吸引 医療機器・新幹線トイレ・⾦型成型 吸着 真空チャッキング ⾼真空 中真空 低真空
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真空ポンプとは？ 容器内の気体を外に排出し、真空状態を作るための装置 気体 密閉容器 真空ポンプ 7 主要部の構造や作動原理は、空気機械である圧縮機と類似しているが 吸込み圧⼒が低く、負荷が吸込み側にかかるため、構造上の⼯夫が必要。
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真空ポンプの分類 油回転式 回転式ポンプ 液封式 容積移送式 ドライ式 ピストン型 往復動式ポンプ ダイアフラム型 気体移送式 ターボ式 機械式 分⼦式 運動量輸送式 エゼクター ソープションポンプ 流動作動式 拡張型 ゲッタポンプ 気体溜込式 ゲッタイオンポンプ クライオポンプ 8
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真空ポンプの種類 排気 吸気 油回転式真空ポンプ 油によりケース内部を回転するロータと ベーン ベーン摺動部の潤滑とシールをおこない、 仕切られた空間の体積が変化することで 油 気体を吸排気する ロータ メリット デメリット ・到達真空度が⽐較的⾼い（中真空） ・排気ガスに油煙を含む ・⽐較的低価格である ・定期的なオイル交換が必要 ・メンテンスが⽐較的容易 ・⽔蒸気、固形物を含むガスの吸引はできない 9
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真空ポンプの種類 停⽌時 運転時 液封式真空ポンプ ⽻根⾞の回転でケース内部に⽔環を作り、 ⽻根⾞と封液で仕切られた空間の体積が 変化することで気体を吸排気する メリット ⽻根⾞が上寄り 遠⼼⼒でケース内⾯に⽔の ・構造が簡単で取り扱いが容易 についている 環ができ、内側には三⽇⽉ ・⽔を使⽤しているので、⽔蒸気を吸える 型の空気層ができる ・コンタミ・固形物を吸引しても故障することがない 吸気 排気 デメリット ・低真空でしか使⽤できない ・封液を管理するためのタンクや計器類の設計・⼿配が必要 ⽻根⾞で区切られたガス層の体積変化 10
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真空ポンプの種類 吸気 ドライ式真空ポンプ ロータ 回転するロータとケーシングの間に 微細な隙間を保ち、密閉された空間の 収縮により吸排気をおこなう 排気 メリット デメリット ・⽔も油も不要。⼿軽で操作が簡単 ・コンタミ・ダストなどの固形物を吸引できない。 ・廃液もでず環境にも良い ・⽔蒸気による錆の発⽣も⼤敵。 ・排気量が⼤きいものが多い ・各部品の隙間を微細にしている為、分解組み⽴ての ・到達真空度が⾼い メンテンナンスが⼤変。 11
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真空ポンプの種類 往復動式真空ポンプ 排気 吸気 ピストンの往復運動により、 密閉された容積が変動する事で気体を吸排気する ピストン メリット デメリット ・構造がシンプル ・排気量が⼩さい ・⾮常にコンパクト ・振動が⼤きい ・脈動がある ・⽔蒸気の吸引ができない 12
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真空ポンプの種類 エゼクター（蒸気エゼクター） 先が窄まったノズルから⽔蒸気を、 圧縮 蒸気 排気 ⾼速噴射させることでボディ内部の 圧⼒を下げ、気体を吸引する 吸気 メリット デメリット ・稼働部がないため、故障がすくない。 ・⾼圧蒸気を使⽤するため、運転コストが⾼くなる ・コンタミも⽔蒸気も吸引可能 ・蒸気供給状況により性能がバラつく 13
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真空ポンプのメリット・デメリット ポンプ種類 到達真空度 吸引気体の制限 メリット デメリット △コンタミ・固形物 ・オイルの取り扱いが煩雑油回転式 低〜中真空 ×⽔分 ・到達真空度が⽐較的⾼い （交換の⼿間とコスト）・排気に油煙を含む ・構造が簡単で取り扱いが容易 液封式 低真空 ○制限なし ・爆発性ガス、腐⾷性ガス吸引に向く ・排⽔処理が必要（⼤きな固形物は×） ・⽔分やコンタミ・固形物を含む ・封液の補給と⽔温の管理が必要 ガスの吸引に強い ・吸引ガスによっては頻繁な ドライ式 低〜⾼真空 ×コンタミ・固形物 ・排気量が⼤きいものが多い メンテナンスが必要×⽔分 ・到達真空度が⾼い ・取り扱いがデリケート ・ポンプの温度管理が必要 往復運動式 低真空 ×コンタミ・固形物×⽔分 ・構造が簡単で取り扱いが容易 ・排気量が⼩さい ・振動が⼤きい 蒸気エゼクター 低真空 ×固形物 ・可動部なく保守が容易 ・運転コスト（蒸気費⽤）が⼤きい・排気量が⼤きい ・蒸気の供給状況により性能がバラつく 14 ポンプ種類 到達真空度 吸込み量 吸引気体〔Pa〕 〔m3/min〕 の制限 メリット デメリット ・据付⾯積が⼤きい
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⽔蒸気・コンタミ吸引対策 液封式真空ポンプ メリット デメリット ・⽔蒸気の吸引 ・コンタミ、固形物の吸引 ・封液を管理するためのタンク ・薬液を含む気体の吸引など制限がない や計器類の設計・⼿配が必要 ・構造がシンプルでメンテナンスも容易 これ解決したのが 液封式真空ジェネレータ 15
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液封式真空ジェネレータ UNIVAS 液封式真空ポンプ セパレータタンク 計器類 ユニット化することで 導⼊時の問題を解決！ 16
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液封式真空ジェネレータ 豊富なオプションを選択するだけで使⽤にあわせて簡単カスタム ・空気エゼクター 真空度をアップ ・メカニカルブースタ ・熱交換器 補給液の循環、温度管理 ・チラー ・コンデンサ 凝縮性ガスの吸引 17
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UNIVAS 導⼊事例１ 真空チャッキング 真空チャッキング ・半導体ウェーハ⽣成 加⼯時にワーク（加⼯対象物）を 真空で吸着させ固定する⽅法 超純⽔を噴射 半導体ウェーハ⽣成 ダイジングソー 研削時に切り屑が付着しないよう ウェーハ 超純⽔を掛けながらカットする 切り屑や液体を含む気体の吸引が必要 テーブル 液封式真空ポンプが最適 真空ポンプで吸引し ウェーハをテーブルに固定 18
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UNIVAS 導⼊事例２ 真空乾燥 真空乾燥 ・機械部品、電⼦部品の乾燥 容器内の圧⼒を下げ、対象物の⽔分を蒸発しやすくする ・調味料、⾹⾟料の乾燥 温度を上げなくても乾燥させることができるので 樹脂部品や⾷品などの乾燥に適している 狭い隙間、細管内部、粉末状の内部まで均⼀に乾燥できる 蒸発により、⽔蒸気も吸引する 液封式真空ポンプが最適 イラスト制作 19
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UNIVAS 導⼊事例３ 蒸留・濃縮・脱気・脱泡 蒸留 沸点の異なる液体のうち⼀⽅を気体化させて 分離させる ・製薬、飲料、原油精製 ・チョコレート、化粧品 濃縮 溶液の⽔分のみを蒸発させて、溶液の濃度を上げる 樹脂製造 脱気 真空下で材料に溶け込んでいる空気を 脱泡 膨張させ泡状に材料から放出させ取り除く 真空ポンプを⽤いると、沸点を下げるので熱に弱い物質も対応 熱を抑えられ⾼効率 蒸発した気体を吸引する 液封式真空ポンプが最適 イラスト制作 20