JP2004092960A

JP2004092960A - 冷却水設備

Info

Publication number: JP2004092960A
Application number: JP2002252565A
Authority: JP
Inventors: Katsunori Mayuzumi; 黛　克憲; Yoshihiro Uchida; 内田　義弘; Masao Iwazawa; 岩澤　正夫; Ko Fujino; 藤野　耕; Kiyomitsu Osanai; 小山内　清潤
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 2002-08-30
Filing date: 2002-08-30
Publication date: 2004-03-25

Abstract

【課題】冷却水を冷却するための特別な機器を備えることなく、または容量が小さくても冷却水を確実に冷却できるようにする。
【解決手段】主ポンプ１２から延びるポンプ主配管１４の周囲に、主ポンプ１２の運転に伴ってポンプ主配管１４内を流れる吐出水で冷却水を冷却する冷却水冷却部４０を設けた。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばポンプ機場に設置されて、ポンプ駆動用のエンジンや減速機等の各種機器の冷却に使用される冷却水を冷却する冷却水設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポンプ機場にあっては、ポンプを駆動するエンジンや減速機等の発熱する機器が数多く設置されており、これらの機器を冷却水等で効果的に冷却する必要がある。このため、冷却に供する冷却水を冷却する冷却水設備や冷却装置等が備えられている。
【０００３】
図７は、管内クーラ方式を採用した従来の冷却フロー図の例を示す。これは、吸水槽１０内に設置した主ポンプ１２から延びるポンプ主配管１４に管内クーラ１６を直列に配置し、ポンプ１８の運転に伴って膨張タンク２０からエンジン（ディーゼル機関）２２や減速機２４に供給され、これらを冷却して温められた冷却水（温水）を管内クーラ１６のクーラチューブ内に導き、この管内クーラ１６に沿って流れる主ポンプ１２の吐出水と熱交換して冷却し、この冷却後の冷却水を膨張タンク２０に戻すようにしたものである。膨張タンク２０内の水は、ポンプ２６を介して受水槽２８から補給される。
【０００４】
図８は、機付ラジエータ冷却方式を採用した従来の冷却フロー図の例を示す。これは、膨張タンク２０から供給されエンジン２２を冷却して温められた冷却水（温水）を備え付けのラジエータ３０で冷却（空冷）して膨張タンク２０に戻すようにしたものである。
【０００５】
図９は、冷却塔（クーリングタワー）方式を採用した従来の冷却フロー図の例を示す。これは、冷水槽３２からポンプ３４で汲み上げられ、エンジン２２や減速機２４の冷却に使用されて温められた冷却水（温水）を一旦温水槽３６に貯め、この温水槽３６に貯められた冷却水をポンプ３７でクーリングタワー（冷却塔）３８に汲み上げ、このクーリングタワー３８で冷却して冷水槽３２に戻すようにしたものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ポンプ機場等に設置される従来の冷却水設備や冷却装置にあっては、そのいずれもが、主ポンプから吐出される吐出水を冷却水の冷却に有効に利用したものではなく、また以下のような問題があった。
【０００７】
すなわち、管内クーラ方式を採用したものにあっては、配管ロスが大きくなるばかりでなく、管内クーラの内部に配置されている多数のクーラチューブのメンテナンスがかなり面倒で、しかも、管内クーラ分、配管スペースも大きくなる。また、冷却塔方式を採用したものにあっては、冷却等の設置スペースがかなり大きくなるばかりでなく、動力や制御機構が別途必要となり、さらに白煙の問題が生じる。ラジエータ方式を採用したものにあっては、ラジエータの設置スペースが必要であるばかりでなく、ラジエータの維持管理が必要で、更にファン等の故障も考えられる。また、冷却水槽のみでは、水槽容量をかなり大きくする必要があるばかりでなく、冷却水の冷却が不十分となって、連続運転に制限がある。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、冷却水を冷却するための特別な機器を備えることなく、または容量が小さくても冷却水を確実に冷却できるようにした冷却水設備を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、主ポンプから延びるポンプ主配管の周囲に、前記主ポンプの駆動に伴って前記ポンプ主配管内を流れる吐出水で冷却水を冷却する冷却水冷却部を設けたことを特徴とする冷却水設備である。これにより、従来殆ど利用されずに排出されていた主ポンプの吐出水を冷却水の冷却に有効に利用して、冷却水の冷却効率を高めることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、前記冷却水冷却部は、冷却水導入管と冷却水取出し管が接続され、冷却水を貯めて循環させる冷却水槽であることを特徴とする請求項１記載の冷却水設備である。これにより、ポンプ機場等に一般に設置されている冷却水槽内の水（冷却水）を主ポンプの吐出水で冷却することで、冷却水槽の容量を大きくすることなく、連続運転が可能となる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、前記冷却水槽の冷却水導入管の先端には、冷却水を霧状して前記ポンプ主配管の外周面に向けて噴霧する噴霧部が設けられていることを特徴とする請求項２記載の冷却水設備である。これにより、霧化した冷却水が気化する時の気化熱による冷却効果をプラスして、冷却水槽内に導入される冷却水（温水）をより効果的に冷却することができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、前記冷却水冷却部は、冷却水導入管が接続され、内部に前記ポンプ主配管を挿通させた温水槽と、冷却水取出し管が接続され、前記温水槽と連通した冷水槽とを有することを特徴とする請求項１記載の冷却水設備である。このように、温水槽と冷水槽に分けることで、冷却効果を高めることができる。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、前記冷却水冷却部は、前記ポンプ主配管に螺旋状に巻き付けて冷却水を通す冷却水チューブ、または前記ポンプ主配管を同心状に包囲して冷却水を流すジャケット構造の外管からなることを特徴とする請求項１記載の冷却水設備である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態の冷却水設備を備えた冷却フロー図を示す。これは、ポンプ機場に一般に設置されている冷却水槽４０を冷却水冷却部として、冷却水槽（冷却水冷却部）４０の内部に貯められた水を冷却して冷却水として使用するようにしたものである。
【００１５】
すなわち、吸水槽１０内に設置した主ポンプ１２から延びるポンプ主配管１４がこの冷却水槽４０の内部を挿通して配置されており、また、冷却水槽４０の上部に冷却水導入管４２が、下部に冷却水取出し管４４がそれぞれ接続されている。そして、冷却水取出し管４４には、エンジン２２の駆動に伴って運転する循環ポンプ４６が設置され、この循環ポンプ４６の運転に伴って、冷却水槽４０内の冷却水（冷水）がエンジン２２と減速機２４に供給され、これらを冷却して温められた冷却水（温水）が冷却水導入管４２を通って冷却水槽４０に戻るようになっている。
【００１６】
この実施の形態によれば、エンジン２２の駆動に伴って主ポンプ１２と循環ポンプ４６が運転を開始する。すると、この主ポンプ１２の運転に伴って、吸水槽１０から吸水されて吐出された吐出水がポンプ主配管１４内を流れて、冷却水槽４０内の冷却水を冷却する。一方、循環ポンプ４６の運転に伴って、冷却水槽４０内の冷却水は、エンジン２２と減速機２４に供給され、これらを冷却して温められた冷却水（温水）が冷却水導入管４２を通って冷却水槽４０に戻される。これによって、冷却水を冷却するための、例えばクーリングタワーといった機器を備えることなく、ノーメンテナンスで、かつ動力を要することなく、冷却水を冷却してエンジン等の機器に順次供給することができる。冷却水槽４０内の冷却水を主ポンプ１２の吐出水で冷却することで、冷却水槽４０の容量を大きくすることなく、連続運転が可能となる。
【００１７】
ここで、図２（ａ）に示すように、冷却水槽４０内に位置するポンプ主配管１４の外周面に、軸方向に沿って延びる複数条の冷却フィン１４ａを一体に設けたり、図２（ｂ）に示すように、ポンプ主配管１４の外周面に、軸方向に沿った所定のピッチで円板状の冷却フィン１４ｂを一体または別体に設けるようにしても良い。このように、ポンプ主配管１４の外周面に冷却フィン１４ａ，１４ｂを設けることで、伝熱（冷却）面積を広くして、冷却水槽４０内の冷却水をより効果的に冷却することができる。
【００１８】
図３は、本発明の第２の実施の形態の冷却水設備の要部を示すもので、これは、冷却水槽４０の水面上で該冷却水槽４０に冷却水導入管４２を接続するとともに、この冷却水導入管４２の先端部に絞りによる噴霧部４２ａを設け、この噴霧部４２ａから冷却水（温水）を霧状にしてポンプ主配管１４の外周面に向けて噴霧するようにしたものである。
【００１９】
この実施の形態によれば、霧化してポンプ主配管１４の外周面に噴霧された冷却水が気化する時の気化熱による冷却効果をプラスして、冷却水槽４０内に導入される冷却水（温水）をより効果的に冷却することができる。
【００２０】
図４は、本発明の第３の実施の形態の冷却水設備の要部を示す。これは、上部において冷却水導入管４２を接続し内部にポンプ主配管１４を挿通させた温水槽５０と、下部において冷却水取出し管４４を接続し前記温水槽５０と連通管５２で連通させた冷水槽５４で冷却水冷却部５６を構成したものである。
【００２１】
この実施の形態によれば、エンジン等の冷却に使用されて温められた冷却水（温水）は、先ず温水槽５０内に流入し、この温水槽５０内でポンプ主配管１４の内部を流れる吐出水で冷却される。そして、この冷却された冷却水は、温水槽５０から冷水槽５４に移動し、冷却水取出し管４４から取出されて、エンジン等に供給される。このように、温水槽５０と冷水槽５４に分けることで、冷却効果を高めることができる。
【００２２】
図５は、本発明の第４の実施の形態の冷却水設備の要部を示す。これは、ポンプ主配管１４の外周面に螺旋状に巻付けた冷却水チューブ６０で冷却水冷却部を構成し、この冷却水チューブ（冷却水冷却部）６０の内部に、ポンプ主配管１４内を吐出水が流れる方向と逆方向、つまりこの例では、下方に向けて冷却水を流すことで、冷却水チューブ６０内を流れる冷却水をポンプ主配管１４内を流れる吐出水で冷却するようにしたものである。このように、冷却水が吐出水の流れと逆方向に流れるようにすることで、密度の違いで冷却水の流れを生じさせて、循環ポンプ４６を小さくすることができる。
【００２３】
図６は、本発明の第５の実施の形態の冷却水設備の要部を示す。これは、ポンプ主配管１４の周囲を外管６２で同心状に覆い、これによって、ポンプ主配管１４の外周面と外管６２の内周面との間にジャケット構造の冷却水冷却部６４を構成したものである。そして、この例では、ポンプ主配管１４の外周面と外管６２の内周面との間に螺旋状に仕切板６６を設けて、冷却水が仕切板６６に沿って螺旋状に流れるようにするとともに、ポンプ機場に予め設置されている任意の水槽６８内を挿通させて配置することで、冷却効率を高めている。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、従来、殆ど利用されずに排出されていた主ポンプの吐出水を冷却水の冷却に有効に利用して、冷却水の冷却効率を高めることができる。特に、ポンプ機場等に設置されている冷却水槽内の水を冷却して冷却水に使用することで、冷却水を冷却ための特別な機器を備える必要をなくし、しかも冷却水槽の容量を大きくすることなく、連続運転が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の冷却水設備を備えた冷却フロー図である。
【図２】ポンプ主配管のそれぞれ異なる変形例を示す斜視図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態の冷却水設備の要部を示す正面図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態の冷却水設備の要部を示す正面図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態の冷却水設備の要部を示す正面図である。
【図６】本発明の第５の実施の形態の冷却水設備の要部を示す正面図である。
【図７】従来の管内クーラ方式を採用した冷却フロー図である。
【図８】従来の機付ラジエータ方式を採用した冷却フロー図である。
【図９】従来のクーリングタワー方式を採用した冷却フロー図である。
【符号の説明】
１０　吸水槽
１２　主ポンプ
１４　ポンプ主配管
１４ａ，１４ｂ　冷却フィン
２２　エンジン
２４　減速機
４０　冷却水槽（冷却水冷却部）
４２　冷却水導入管
４２ａ　噴霧部
４４　冷却水取出し管
４６　循環ポンプ
５０　温水槽
５２　連通管
５４　冷水槽
５６　冷却水冷却部
６０　冷却水チューブ（冷却水冷却部）
６２　外管
６４　冷却水冷却部
６６　仕切板
６８　水槽

Claims

主ポンプから延びるポンプ主配管の周囲に、前記主ポンプの運転に伴って前記ポンプ主配管内を流れる吐出水で冷却水を冷却する冷却水冷却部を設けたことを特徴とする冷却水設備。
前記冷却水冷却部は、冷却水導入管と冷却水取出し管が接続され、冷却水を貯めて循環させる冷却水槽であることを特徴とする請求項１記載の冷却水設備。
前記冷却水槽の冷却水導入管の先端には、冷却水を霧状にして前記ポンプ主配管の外周面に向けて噴霧する噴霧部が設けられていることを特徴とする請求項２記載の冷却水設備。
前記冷却水冷却部は、冷却水導入管が接続され、内部に前記ポンプ主配管を挿通させた温水槽と、冷却水取出し管が接続され、前記温水槽と連通した冷水槽とを有することを特徴とする請求項１記載の冷却水設備。
前記冷却水冷却部は、前記ポンプ主配管に螺旋状に巻き付けて冷却水を通す冷却水チューブ、または前記ポンプ主配管を同心状に包囲して冷却水を流すジャケット構造の外管からなることを特徴とする請求項１記載の冷却水設備。