JP2018538504A - 真空チャンバーを乾燥させるための方法及び設備 - Google Patents

Abstract

本発明は、チャンバーを乾燥させる方法に関し、この方法は、空気の抜き出し及び導入のための手段と、チャンバーの内側の空気圧を測定するための部材とに、チャンバーを連結する工程と、第１の圧力に達するまでチャンバーから空気を抜き出すように上記手段を制御する工程と、第２の圧力まで圧力を上昇させ、及び、第１の圧力の近くに圧力を低下させるというサイクルの反復を開始させるように、前記手段を制御する工程であって、第１及び第２の圧力は水蒸発範囲内にある工程と、サイクルの反復を中断させ、及び、水の三重点の付近の第３の圧力に到達するまでチャンバーから水を抜き出すように上記手段を制御する工程と、周囲温度にチャンバーを戻して、空気の抜き出し及び導入のための手段を取り外す工程と、を含む。

Description

本発明は、エンクロージャー（筐体）を乾燥させる分野に関する。

例えば洗浄の結果として、エンクロージャーが濡れた後に、特定の用途においては、そのエンクロージャー内から残留水をすべて取り除くことが必要である。

この目的のために、エンクロージャーの中に高温の乾燥した空気を送り込むことが知られている。水が中に累積する区域をそのエンクロージャーが有する時以外には、この方法は比較的に効果的である。

これに加えて、特定の状況下において、高温空気の通過を妨害し、及び、特に濡れたままであるエンクロージャーの区域及び／又は物体の区域が水の累積を促進する形状である場合には、この濡れたままであるエンクロージャーの区域及び／又は物体の区域に高温空気が到達することを妨害する物体を、エンクロージャーが収容することがある。さらに、熱の使用が、エンクロージャー内の要素（例えば、ガスケット）又はエンクロージャー内に収容されている物体を破損することがある。

本発明の目的は、エンクロージャーの乾燥を改良することである。さらに明確には、この目的は、可能な限り迅速且つ完全にエンクロージャーから水を取り除くことであり、好ましくは、間接的である方法によってエンクロージャー内の水の不在を確実なものにすることが可能であることである。

このために、本発明は、エンクロージャーを乾燥させる方法を提供し、この方法は、
空気を抜き出し及び導入するための手段と、エンクロージャーの内側の空気圧を測定するための部材とにエンクロージャーを連結する工程と、
第１の圧力に達するまでエンクロージャーから空気を抜き出すように前記手段を制御する工程と、
第２の圧力まで圧力を上昇させ、及び、第１の圧力の近くに圧力を低下させるという反復サイクルを開始するように、前記手段を制御する工程であって、第１及び第２の圧力は水蒸発範囲内にある工程と、
サイクルの反復を中断させ、及び、第３の圧力が水の三重点の付近に到達させられるまでエンクロージャーから空気を抜き出すように上記手段を動作させる工程と、
周囲圧力にエンクロージャーを戻して、空気を抜き出し及び導入するための手段を取り外す工程と、を含む。

この方法を行う前に、エンクロージャー内に収容されている水が液体である。水が蒸発することが可能である圧力範囲内で圧力を上昇及び低下させるサイクルを行うことによって、本発明の方法が、蒸気以外の状態を水が経由することを生じさせることなしに、エンクロージャー内に収容されている水のすべて又は概ねすべてを蒸発させる働きをする。ある特定の量の水に関して、液体状態から蒸気状態になるために必要とされるエネルギーが、固体状態から蒸気状態になるために必要とされるエネルギーよりも少ないということが知られている。水の三重点が、０℃の温度且つ６０１Ｐａ（６．０１ミリバール（ｍｂａｒ））の圧力において得られるということが、想起されなければならない。この温度と圧力の対の場合に、液体形態で存在する水が凝固した後に昇華するが、このことは本発明の方法において求められていない。明確に言えば、蒸発がより少ないエネルギーしか必要としないので、蒸発はより短い長さの時間内で生じる。同様に、水を蒸発させるための圧力範囲は高レベルの真空を必要とせず、したがって、あまり要求が高くなく且つしたがってあまり高コストではない空気抜き出し技術を使用することを可能にする。したがって、本発明の方法は、特に有利である。

本発明の特定の非限定的な具体例に関する以下の説明を理解することによって、本発明の他の特徴と利点とが明らかになる。

次の添付図面を参照されたい。

本発明の方法を行うための設備の略図である。 本発明の方法を行う際のエンクロージャー内側の圧力を示す曲線Ｃのプロットである。 基準圧力曲線Ｃｒ（乾燥していると見なされるエンクロージャー）と、濡れたエンクロージャーに対して本発明が適用される時に、本発明の実施の際に得られる圧力曲線Ｃとを重ね合わせるプロットであり、及び、この乾燥方法を中断するための判定基準を示す。 基準圧力曲線Ｃｒ（乾燥していると見なされるエンクロージャー）と、濡れたエンクロージャーに対して本発明が適用される時に、本発明の実施の際に得られる圧力曲線Ｃとを重ね合わせるプロットであり、及び、この乾燥方法を中断するための別の判定基準を示す。 基準圧力曲線Ｃｒ（乾燥していると見なされるエンクロージャー）と、濡れたエンクロージャーに対して本発明が適用される時に、本発明の実施の際に得られる圧力曲線Ｃとを重ね合わせるプロットであり、及び、この乾燥方法を中断するためのさらに別の判定基準を示す。 基準圧力曲線Ｃｒ（乾燥していると見なされるエンクロージャー）と、濡れたエンクロージャーに対して本発明が適用される時に、本発明の実施の際に得られる圧力曲線Ｃとを重ね合わせるプロットであり、及び、この乾燥方法を中断するためのさらに別の判定基準を示す。 基準圧力曲線Ｃｒ（乾燥していると見なされるエンクロージャーの場合）と、濡れたエンクロージャーに対して本発明が適用される時に、本発明の方法の実施の際に得られる圧力曲線Ｃとを示す部分的なプロットであり、及び、この乾燥方法を中断するためのさらに別の判定基準を示す。

図１を参照すると、本発明の乾燥方法が、エンクロージャー８に適用されている。一例として、こうしたエンクロージャーは、以下のものである。
水圧検査されるために充填され終わっており、且つ、使用される前に空にされ且つ乾燥させられる必要があるタンク。
洗浄され終わっており且つ使用前に乾燥させられる必要があるタンク。
機械加工後に切削油を保持するエンクロージャーを画定するセットバックを有するエンジンブロックであり、この切削油は、エンジンブロックに対して加工が行われる前に洗浄と乾燥によって取り除かれる必要があり、及び、エンジン製造プロセスの残りの部分で使用されるエンジンブロック。
二水素が特定の濃度から爆発性である化合物である場合に、水の放射線分解によって二水素を生じさせることがある放射線を放出する物品を格納するための容器、または、
酸化の影響を受けやすい物品を格納するための容器であって、したがって、中に収容されている物品を酸化させることを回避するために乾燥していることが必要である容器。

本発明の乾燥設備は、
エンクロージャー８から空気を抜き出すための手段を構成するように制御ユニット（図示されていない）に連結されているポンプ７と、
エンクロージャー８の内側体積に連通するための、エンクロージャー８の頂部部分に対する連結のための一方の端部と、制御ユニットによって制御される弁１を経由してポンプ７の入口に連結されている反対側の端部とを有する、主パイプと、
エンクロージャー８の内側体積と連通するための、エンクロージャー８の底部部分に対する連結のための一方の端部と、制御ユニットによって制御される弁３を経由してポンプ７の入口に連結されている反対側の端部とを有する、二次パイプと、
開放空気に対して主パイプを連結するための弁２であって、制御ユニットによって制御される弁２と、
開放空気に対して二次パイプを連結するための弁４であって、制御ユニットによって制御される弁４と、
エンクロージャー８上に取り付けられるための、及び、制御ユニットに連結されている、圧力センサー９と、を備える。

制御ユニットは、オペレーターが、主パイプと、二次パイプと、エンクロージャー８の内側の空気の圧力を測定するための部材を形成するセンサーとに対してエンクロージャー８の内側体積を連結し終わった後に、プロセッサーによって実行可能であり、且つ、本発明の乾燥方法を行うように構成されている、コンピュータープログラムを格納する記憶装置に接続されているプロセッサーを有する、コンピューターユニットである。

本発明の乾燥方法は、次の後続の諸工程を含む（図２を参照されたい）。

最初に、圧力Ｐ２に達するまで主パイプと二次パイプとを経由してエンクロージャー８から空気を抜き出すために、制御ユニットがポンプ７と弁を作動させる。弁２と弁４とが閉じられており且つ弁１と弁３とが開かれている時に、ポンプ７は、主パイプと二次パイプとを経由してエンクロージャー８から空気を吸引する。二次パイプを経由した空気の吸引が、さらに、重力の作用によってエンクロージャーの底部部分内に累積することがある液体水の一部分を伴出（ｅｎｔｒａｉｎ）することも可能にする。二次パイプが、当該の水がポンプ７まで持って行かれることを防止するためのウォータートラップ（ｗａｔｅｒ ｔｒａｐ）を備えることが有利である。

圧力Ｐ２に到達し終わると、制御ユニットは、圧力を圧力Ｐ１に上昇させ及び圧力Ｐ２付近に圧力を低下させる反復サイクルを開始させるように、ポンプ７と弁とを動作させる。この動作は、ポンプ７及び／又は弁を適切に動作させることによって、エンクロージャー内側の圧力を調節することによって行われる。弁３が閉じられており且つ弁４が閉じられている時に、ポンプ７は主パイプを経由してエンクロージャー８から空気を吸引する。弁４が開いている時に、空気が二次パイプを経由してエンクロージャー８の中に導入される。空気を導入することが２つの効果を有し、即ち、空気を導入することが、エンクロージャー内側の圧力が上昇させられることを可能にするが、さらに、主パイプを経由した水蒸気の除去を増大させるためにエンクロージャー８を一掃するエンクロージャー８内側の空気の流れを生じさせる働きをする。

圧力Ｐ２と圧力Ｐ１とが水に関する蒸発範囲内にあるということが認識されなければならない。

その次に、反復サイクルを反復することを停止させるように、及び、水の三重点の付近の第３の圧力に達するまで上記手段がエンクロージャー８から空気を抜き出すことを生じさせるように、制御ユニットが、ポンプ７と弁を動作させる。

圧力Ｐ３に到達し終わると、制御ユニットは、エンクロージャー８を周囲圧力に戻すようにポンプ７と弁を動作させる。その次に、オペレーターが、エンクロージャー８から圧力センサーとパイプを取り外す。

制御ユニットは、所望の度合いの湿度に到達し終わると、乾燥プロセスを中断するように構成されている。この湿度の度合いは、直接的には測定されないが、エンクロージャー８内の圧力が変化する仕方に応じて計測される。乾燥プロセスを停止させるための幾つかの判定基準が使用される。

図３を参照すると、本発明の方法は、この例では、空気を抜き出す最中に、圧力Ｐ１に到達するために必要とされる持続時間Ｔ２を測定し、及び、エンクロージャー内側の所望の度合いの湿度のための第１の圧力に到達することが必要とされる基準持続時間ｔｄｒｙに対して、測定された持続時間Ｔ２を比較するという工程を含む。この測定された持続時間Ｔ２が基準持続時間ｔｄｒｙよりも長い場合に、サイクルの反復が開始される。測定された持続時間Ｔ２が基準持続時間ｔｄｒｙより短いか又はこれに等しい場合に、エンクロージャー８は直ちに周囲圧力に戻される。具体的に述べると、こうした状況下ではサイクルの反復を行う必要はない。

図４を参照すると、制御ユニットは、エンクロージャー８の内側の所望の度合いの湿度に対応する基準時間Δｔｄｒｙに２つのサイクルの相互間の時間Δｔｉが等しい時に、サイクルの反復を中断するように構成されている。図４では、サイクル反復は、サイクル１０の後に中断される。変形例では、制御ユニットは、複数の連続的なサイクルの相互間の時間Δｔｉが互いに等しい時に、反復サイクルを中断するように構成されている。

図５と図６とを参照すると、制御ユニットは、圧力Ｐ１から圧力Ｐ２への下り勾配が、エンクロージャー内の所望の度合いの湿度に対応する基準勾配と同一である時に、サイクル反復を中断するように構成されている。変形例では、サイクル反復が、圧力Ｐ１から圧力Ｐ２への下り勾配がサイクル毎に等しい時に、サイクル反復が中断されるように構成されている。

図７を参照すると、圧力Ｐ３に到達し終わった後に、自然圧力が上昇し始めるかどうかを発見するために、圧力が観測される。制御ユニットは、第３の圧力Ｐ３からのこの圧力上昇中に、決められた持続時間の後の圧力変動ΔＰが所望の度合いの圧力に関する圧力変動ΔＰｄｒｙよりも大きい場合に、サイクルの反復を再び開始するように構成されている。決められた持続時間の後の圧力変動ΔＰが、圧力変動ΔＰｄｒｙよりも小さいか又はこれに等しい場合には、制御ユニットが、エンクロージャー８を周囲圧力に戻すために、且つ、この方法を終了させるために、ポンプ７と弁とを動作させる。

当然であるが、本発明は、本明細書で説明されている実施形態だけに限定されることはなく、特許請求項によって定義されている本発明の範囲内に含まれるあらゆる変形例を含む。

特に、乾燥を促進するために他の要因に対して作用を及ぼすことが可能であり、及び、特にポンプの流量に対して作用を及ぼすことが可能であり（流量が大きければ大きいほど、乾燥が迅速である）、及び／又は、エンクロージャー内の温度に影響を及ぼすことが可能である（温度が高ければ高いほど、乾燥が迅速である）。

さらに、水が累積する区域を減少させるように、エンクロージャーを方向配置することが可能である。

複数の停止判定基準が満たされる時に、エンクロージャーを周囲圧力に戻すことが決定されてもよい。

１〜４ 弁
７ ポンプ
８ エンクロージャー
９ 圧力センサー

Claims (7)

1. エンクロージャーを乾燥させる方法であって、
   空気を抜き出し及び導入するための手段と、前記エンクロージャーの内側の空気圧を測定するための部材とに前記エンクロージャーを連結する工程と、
   第１の圧力に達するまで前記エンクロージャーから空気を抜き出すように前記手段を制御する工程と、
   第２の圧力まで圧力を増大させ、及び、前記第１の圧力の近くに圧力を低下させるという反復サイクルを開始するように前記手段を制御する工程であって、前記第１及び第２の圧力は水蒸発範囲内にある、工程と、
   サイクルの反復を中断させ、及び、第３の圧力が水の三重点の付近に到達させられるまで、前記エンクロージャーから水を抜き出すように前記手段を動作させる工程と、
   周囲圧力に前記エンクロージャーを戻して、空気を抜き出し及び導入するための前記手段を取り外す工程と、
   を含む方法。
2. 空気を抜き出す際に、前記第１の圧力に達するために必要とされる持続時間を測定し、前記エンクロージャー内の所望の度合いの湿度のための前記第１の圧力に達するのに必要とされる基準持続時間に対して、測定された前記持続時間を比較する工程を含み、サイクルの反復は、測定された前記持続時間が前記基準持続時間よりも長い場合に開始され、前記エンクロージャーは、測定された前記持続時間が前記基準持続時間よりも短いか又はこれに等しい場合に周囲圧力に戻される、請求項１に記載の方法。
3. サイクルの反復は、２つのサイクルの間の時間が前記エンクロージャー内の所望の度合いの湿度に対応する基準時間に等しいという条件が検出される時に中断される、請求項１に記載の方法。
4. サイクルの反復は、前記第２の圧力から前記第１の圧力への下り勾配がサイクル毎に同一であるという条件が検出される時に中断される、請求項１に記載の方法。
5. サイクルの反復は、前記第２の圧力から前記第１の圧力への下り勾配が前記エンクロージャーの内側の所望の度合いの湿度に対応する基準勾配と同一であるという条件が検出される時に中断される、請求項１に記載の方法。
6. 前記第３の圧力からの圧力上昇の最中に、決められた持続時間の後の圧力変動が、所望の度合いの湿度に関する圧力変動よりも大きい時に、新たな反復サイクルが開始される、請求項１に記載の方法。
7. 請求項１〜６の何れか一項に記載の方法を行うための乾燥設備であって、
   前記エンクロージャー（８）から空気を抜き出すための手段を構成するための、制御ユニットに連結されているポンプ（７）と、
   前記エンクロージャー（８）の内側体積に連通するための、前記エンクロージャー（８）の頂部部分に対する連結のための一方の端部と、前記ポンプ（７）の入口に連結されている反対側の端部とを有する、主パイプと、
   前記エンクロージャー（８）の内側体積と連通するための前記エンクロージャー（８）の底部部分に対する連結のための一方の端部を有し、且つ、空気導入弁（４）を備えている二次パイプであって、前記弁（４）は前記制御ユニットによって制御される、二次パイプと、
   前記エンクロージャー（８）上に取り付けられ、前記制御ユニットに連結される圧力センサー（９）と、
   を備える乾燥設備。

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