ウォーターリング型真空ポンプと蒸気による真空引きシステムは、それぞれどのような特徴があり、どのような環境で適用されるのか

ウォーターリング真空ポンプの最大の特徴は、蒸気を消費しないことです！蒸気噴射の最大の欠点は、蒸気を多く消費し、熱効率が低いことです！

ウォーターリングポンプの利点：構造がシンプルで、製造精度の要求が低く、加工が容易です。 構造がコンパクトで、ポンプの回転速度が高く、通常は電動機と直接接続でき、減速装置は不要です。したがって、小さな構造サイズで大きな排気量を得ることができ、占有面積も小さい。 圧縮ガスは基本的に等温であり、つまり圧縮過程における温度変化はごくわずかです。 ポンプチャンバー内に金属の摩擦面がないため、ポンプ内部の潤滑は不要であり、摩耗も非常に少ない。回転部品と固定部品の間のシールは、ウォーターシールによって直接行うことができる。 吸気が均一で、動作は安定して信頼性が高く、操作も簡単でメンテナンスも容易です。 欠点は効率が低く、一般的には30％前後で、良い場合でも50％に達する程度です。 真空度が低いのは、構造上の制約によるだけでなく、より重要なのは作動液の飽和蒸気圧による制約です。作業液に水を使用する場合、限界圧力は2000～4000Paまでしか達成できない。油を作業液として使用すると、130Paに達する。 要するに、ウォーターリングポンプにおけるガスの圧縮が等温であるため、可燃性・爆発性のガスも抽出できる。排気バルブや摩擦面がないため、ほこりを含んだガス、凝縮性ガス、および気液混合物を抽出することができる。これらの顕著な特徴により、効率は低いものの、依然として広く利用されている。 タービンの冷却状態での起動前には内部に大量の空気が残っており、真空引きを行わないと以下のような害が生じる：(1)急停止時には、軸受内の摩擦抵抗やローターの慣性力を克服するために多量の蒸気が必要となり、その結果、ブレードにかかる蒸気の衝撃力が増大する。 (2)シリンダー内に空気が存在するため、最終段の長いブレードにおける送風摩擦が激しくなり、排気温度が上昇する。 (3)凝縮器内に空気が存在するため、凝縮器内での蒸気と水の熱交換が弱まり、排気温度が上昇してシリンダーの金属が変形する。また、凝縮器の銅管の継手が緩んで漏水を引き起こす。 (4) 空気が凝縮しないため、タービンの排気圧力が上昇し、凝縮器の安全弁が作動する。 以上の理由から、凝縮式タービンを起動する前には必ず真空を引かなければならない。 そうです、低温起動の際はまず真空引きを行い、その後でシールを施します。まず軸封を設置してから真空引きを行うと、軸封から供給される蒸気が直接シリンダー内に入ってしまいます。特に低圧シリンダーの場合、これによりシリンダーやローターが不均等に加熱され、上下のシリンダー間の温度差が大きくなります。その結果、ローターが熱によって曲がったり、シリンダーが「猫のように反り上がる」変形を起こす可能性があります。また、まず軸封を設置してから真空引きを行うと、軸封部のローターが加熱されて膨張する。時間が経つほど加熱は激しくなり、起動時に正の膨張差が許容範囲を超える可能性がある。たとえ許容範囲内であっても、負荷投入速度が制限され、ウォームアップにかかる時間が長くなる。石炭火力発電所の場合は、補助燃料の消費量が増加する。そのため、通常は回転開始の30分前にシールを取り付けます。 また、軸封が先に開くことで低圧シリンダーの防爆弁が作動するのを防ぐためでもあります。