JP2004270448A

JP2004270448A - 海水給水ポンプ装置

Info

Publication number: JP2004270448A
Application number: JP2003057733A
Authority: JP
Inventors: Hirobumi Nakayama; 博文中山; Nobuyuki Terawaka; 信幸寺若
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 2003-03-04
Filing date: 2003-03-04
Publication date: 2004-09-30

Abstract

【課題】特殊で且つ高価なポンプや機器を用いることなく、海水に対して高い耐食性があり、安価で且つ信頼性の高い海水給水ポンプ装置を提供すること。
【解決手段】吸込み口に海水給水管１０１、１０１が接続される海水給水ポンプ１１、１１、該海水給水ポンプ１１、１１の吐出口に接続された吐出し管１６、１６及び吐出しヘッダー管１７を具備し、海水給水ポンプ１１、１１を起動し、海水給水管１０１から流れ込む海水を吐出しヘッダー管１７に接続された吐出し配管１０２を通して所定の場所に給水する海水給水ポンプ装置において、海水に接する接液部に樹脂ライニングを施すか及び／又は該接液部を樹脂材で構成した。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は海水を養魚場や水族館に給水するための海水給水ポンプ装置に関し、特に海水給水ポンプの吸込口に海水を流し込むタイプの海水給水ポンプ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
養魚場や水族館等の海水を必要とする場所に海水を供給する海水給水ポンプ装置として、例えば所定の高所に設置された貯水タンクや貯水池に貯水された海水を給水ポンプにより所定の場所に送水するように構成した、所謂流し込みタイプの海水給水ポンプ装置がある。このような海水給水ポンプ装置は、取扱水が海水であるため、ポンプや各機器の接液部が海水に対して耐食性が高く、特殊な材料を用いる必要があるため、ポンプや各種機器が高価となり、装置全体が高価なものとなるという問題があった。また、鋳鉄製の表面をナイロンコーティングした機器もあるが海水中に含まれる砂等の影響により、ナイロンコーティングが短期間に剥れ易く、耐久性及び耐食性に問題がある。また、流量計に可動部を有するものを使用するため、耐食性及び信頼性に問題がある。また、圧力タンク等も耐食性で問題があると共に、漏水に対する対策等においても問題があり、信頼性に欠ける傾向があった。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭６０−１６２０９５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、特殊で且つ高価なポンプや機器を用いることなく、海水に対して高い耐食性があり、安価で且つ信頼性の高い海水給水ポンプ装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、吸込み口に海水給水管が接続される少なくとも１台の給水ポンプ、該給水ポンプの吐出口に接続された吐出し管を具備し、給水ポンプを起動し、海水給水管から流れ込む海水を吐出し管に接続された吐出し配管を通して海水を所定の場所に給水する海水給水ポンプ装置において、海水に接する接液部に樹脂ライニングを施すか及び／又は該接液部を樹脂材で構成したことを特徴とする。
【０００６】
上記のように海水給水ポンプ装置の接液部に樹脂ライニングを施すか及び／又は該接液部を樹脂材で構成したので、海水に対する耐食性を有する特殊な給水ポンプや機器、材料を用いることなく耐食性を有し、信頼性を向上させることができると共に、装置全体を安価に構成できる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の海水給水ポンプ装置において、吐出し管を流れる流量を検出する流量計として樹脂製の流量検出管を具備する超音波流量計を用いることを特徴とする。
【０００８】
上記のように流量計として樹脂製の流量検出管を具備する超音波流量計を用いることにより、吐出し管に流れる海水の流量に応じて流量検出管に流れる海水流量を超音波流量計で計測して吐出し管に流れる流量を測定するので、接液部が樹脂となり耐食性が向上すると共に、可動部がない構成となるから、信頼性の高い流量測定が可能となる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の海水給水ポンプ装置において、過負荷状態を検出する過負荷検出手段及び／又は無送水状態を検出する無送水検出手段を設け、該過負荷検出手段及び／又は無送水検出手段が過負荷及び／又は無送水を検出したら給水ポンプを停止する制御手段を設けたことを特徴とする。
【００１０】
上記のように過負荷検出手段及び／又は無送水検出手段が過負荷及び／又は無送水を検出したら給水ポンプを停止する制御手段を設けたので、エアロック等の事故の発生が防止でき信頼性の高いものとなる。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１又は２又は３に記載の海水給水ポンプ装置において、接液部に樹脂ライニングを施したプラダ型の圧力タンクを吐出し管に接続して設け、該プラダの漏水を検出するプラダ漏水検知器を設けたことを特徴とする。
【００１２】
上記のようにプラダ型の圧力タンクの接液部に樹脂ライニングを施したので、圧力タンクの海水に対する耐食性が向上すると共に、プラダの漏水を検出するプラダ漏水検知器を設けることにより、万一漏水が発生してもそれを検出するから、適切な対策をとることができ、信頼性が向上する。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の海水給水ポンプ装置において、給水ポンプは複数台であり、該複数台の給水ポンプの並列交互運転を行う制御手段を設けたことを特徴とする。
【００１４】
上記のように複数台の給水ポンプの並列交互運転を行う制御手段を設けたので、信頼性が更に向上する。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の海水給水ポンプ装置において、給水ポンプの回転軸はフライフォイールカップリングを介して直接又は間接的に駆動モータの回転軸に結合されていることを特徴とする。
【００１６】
上記のように給水ポンプの回転軸はフライフォイールカップリングを介して直接又は間接的に駆動モータの回転軸に結合されているので、給水ポンプは遅速スタート及び遅速停止の性能を有するから、停電時であっても給水ポンプは急速に停止することなくフライフォイールの慣性により回転し続け、徐々に減速して停止するから、水撃の発生を回避することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。図１乃至図３は本発明に係る海水給水ポンプ装置の構成例を示す図であり、図１は平面図、図２は図１のＡ−Ａ断面矢視図、図３は立面図である。図４は海水給水ポンプ装置のフローシートを示す図である。図において、１０は共通ベースであり、該共通ベース１０上に海水給水ポンプ１１、１１、ポンプ制御盤１２、圧力タンク１３及びモータ１４、１４等が搭載されている。
【００１８】
海水給水ポンプ１１、１１の吸込み口１１ａ、１１ａは海水給水管１０１、１０１が接続され、海水給水ポンプ１１、１１の吐出し口１１ｂ、１１ｂにはスイング式逆止弁１５、１５を介して吐出し管１６、１６が接続され、該吐出し管１６、１６はバタフライ弁２２、２２を介して吐出しヘッダー管１７に接続され、吐出しヘッダー管１７の吐出口１７ａには吐出し配管１０２が接続されている。吐出しヘッダー管１７にボール弁１８を介して圧力タンク１３が接続されている。
【００１９】
海水給水ポンプ１１、１１の回転軸はそれぞれフライフォイールカップリング２１、２１を介してモータ１４、１４の回転軸に連結されている。このフライフォイールカップリング２１、２１は停電時の水撃対策用である。即ち、フライフォイールカップリング２１、２１を設けることにより、給水ポンプ１１、１１は遅速スタート及び遅速停止の性能を有するから、停電時であっても給水ポンプは急速に停止することなくフライフォイールの慣性により回転し続け、徐々に減速して停止するから、水撃の発生を回避することができる。
【００２０】
圧力タンク１３にはドレン弁２３を介してドレン管２４が接続されている。吐出し管１６、１６にはそれぞれ後に詳述するように分流オリフィス１９、１９を介在させて流量検出管２０、２０が接続されている。また、吐出しヘッダー管１７には空気抜き弁２５を介して空気抜き管２６が接続されている。
【００２１】
後に詳述するように、圧力タンク１３はタンク本体１３−１の内部にプラダ１３−２を具備するプラダ型の圧力タンクであり、タンク本体１３−１内の圧力は圧力スイッチ２７で検出され、その検出出力はポンプ制御盤１２に伝送されるようになっている。また、圧力タンク１３には漏水を検知するためのプラダ漏水検出器２８が設けられ、その検知出力はポンプ制御盤１２に伝送されるようになっている。ポンプ制御盤１２は圧力スイッチ２７の検出出力により、定圧給水制御を行うようになっている。
【００２２】
吐出し管１６に接続された流量検出管２０は、図５（ａ）に示すように吐出し管１６の途中に分流オリフィス１９を介在させ、該分流オリフィス１９の両側の吐出し管１６に流量検出管２０を接続した構成であり、図５（ｂ）に示すように、該流量検出管２０の両端部に超音波パルスの発信・受信を交互に行う圧電素子２０ａ、２０ｂが流量検出管２０の管口径全体をカバーする大きさで装着された構成としたものである。流量検出管２０内には吐出管１６内に流れる海水流量に比例した流量の海水が矢印Ａに示すように流れる。また、流量検出管２０の管本体は樹脂製（ＰＶＣ）である。
【００２３】
上記構成の流量検出管２０において、液体（海水）の音速Ｃ、流速Ｖ、圧電素子２０ａと圧電素子２０ｂの間の距離Ｌとすると、上流側圧電素子２０ａから下流側圧電素子２０ｂへ到着する超音波パルス（平面波）の伝搬時間Ｔ_１は、
Ｔ_１＝Ｌ／（Ｃ＋Ｖ）（１）
下流側圧電素子２０ｂから上流側圧電素子２０ａへの伝搬時間Ｔ_２は、
Ｔ_２＝Ｌ／（Ｃ−Ｖ）（２）
（１）、（２）から流速Ｖは、
Ｖ＝｛（Ｔ_２−Ｔ_１）／（Ｔ_１×Ｔ_２）｝・（Ｌ／２）（３）
となり、簡単で信頼性の高い流速が測定できる。従って、流量検出管２０を用いることで可動部がなく簡単な構成で信頼性の高い流量を測定できる。
【００２４】
なお、上記例では、吐出し管１６に流れる流量を検出する流量検出計を流量検出管２０の両端部に超音波パルスの発信・受信を交互に行う圧電素子２０ａ、２０ｂを配置する構成としたが、流量検出管２０の流量を検出するための圧電素子の配置構成はこれに限定されるものではなく、要は流量検出管２０の流量を可動部がなく超音波パルスを用いて測定できる構成であればよい。また、流量検出管２０は各吐出し管１６、１６に設ける必要はなく、吐出しヘッダー管１７に分流オリフィスを介在させその両側の吐出しヘッダー管１７に接続して設けても良い。
【００２５】
図６は海水給水ポンプ１１の構成例を示す縦断面図である。ここでは海水給水ポンプ１１として渦巻ポンプを用いている。海水給水ポンプ１１は吸込み口１１−１ａ、吐出し口１１−１ｂ（図１乃至図３では吸込み口１１ａ、吐出し口１１ｂ）を有するポンプケーシング１１−１を具備し、該ポンプケーシング１１−１にグランドカバー１１−７、１１−８を介在させて軸受ケーシング１１−２が一体的に固定されている。主軸１１−３は玉軸受１１−４、１１−５で回転自在に支持され、ポンプケーシング１１−１、グランドカバー１１−７、１１−８及び軸受ケーシング１１−２を貫通して配置されている。主軸１１−３の先端部には羽根車１１−６がナット１１−９で固定されている。ポンプケーシング１１−１、グランドカバー１１−７及びナット１１−９はペンタム樹脂製であり、主軸１１−３はステンレス鋼製（例えば、ＳＵＳ３１６製）である。
【００２６】
グランドカバー１１−７にはメカニカルシール１１−１０が配置され、主軸１１−３には該メカニカルシール１１−１０に対応してメカニカルシール用スリーブ１１−１１が設けられている。また、グランドカバー１１−７の反羽根車１１−６には、メカニカルシールカバー１１−１２が取付けられている。メカニカルシール１１−１０のシール部はＳｉＣ、メカニカルシール用スリーブ１１−１１はチタンからなる。また、１１−１３は水切り板、１１−１４はオイルシール、１１−１５はオイルシール、１１−１６は油面計である。主軸１１−３の後端は図１に示すようにフライフォイールカップリング２１、２１を介してモータ１４、１４の回転軸に連結される。
【００２７】
モータ１４を起動することにより、フライフォイールカップリング２１を介して海水給水ポンプ１１の羽根車１１−６が回転し、ポンプケーシング１１−１の吸込み口１１−１ａに接続された海水給水管１０１を通して流れ込んだ海水はポンプケーシング１１−１内に流れ込み、吐出し口１１−１ｂから吐出し管１６に吐出され、吐出しヘッダー管１７の吐出し口１７ａに接続された吐出し配管１０２を通して所定の目的場所に送水される。
【００２８】
図７は圧力タンク１３の構成を示す図である。圧力タンク１３はＳＳ４００製からなる圧力タンク本体１３−１内に布入ゴム製のプラダ１３−２が収容され、圧力タンク本体１３−１の底部にプラダ１３−２内に連通する給・送水口１３−３が設けられた構造である。なお、接液面には樹脂ライニングを施している。圧力タンク本体１３−１内には気体封入弁１３−４を介して気体が封入されており、圧力スイッチ２７、２７には配管１３−５を介して圧力タンク本体１３−１内の気体が導かれ、圧力タンク１３内の圧力が印加されるようになっている。
【００２９】
また、１３−７は圧力計であり、圧力タンク本体１３−１の圧力を確認するときは計器元バルブ１３−６を開いて圧力タンク本体１３−１内の気体を該圧力計１３−７に導き、圧力タンク本体１３−１内の圧力を確認できるようになっている。１３−８はプラダ１３−２の漏水を検出する超音波レベルセンサである。
【００３０】
図１乃至図３に示す構成の海水給水ポンプ装置において、取扱水が海水であることから、耐食性・耐久性を図るため、接液部を樹脂製とするか又は樹脂ライニングを施す等下記のような対策を取っている。
【００３１】
▲１▼海水給水ポンプ１１には、軸封にＳｉＣ／ＳｉＣのメカニカルシールを用いた渦巻ポンプを用い、該ポンプのケーシング及び羽根車をペンタム樹脂製とし、主軸をステンレス鋼製（例えば、ＳＵＳ３１６製）としている。
▲２▼モータ１４には、全閉型のモータを用いている。
▲３▼スイング式逆止弁１５、１５、流量検出管２０、２０、バタフライ弁２２、２２、ボール弁１８、ドレン弁２３等は樹脂製（例えば、ＰＶＣ製）とし、吐出し管１６及び吐出しヘッダー管１７等は樹脂製（例えば、ＨＩＶＰ＋ＦＲＰ補強／ＰＶＣ製）としている。
▲４▼圧力タンク１３には、プラダ型を用い、接液部に樹脂ライニングを施している。
▲５▼共通ベース１０には、ＳＳ４００を用いその外表面に溶融亜鉛めっきを施している
【００３２】
ポンプ制御盤１２は２台の海水給水ポンプ１１を自動交互運転で運転し、１台が故障したときは他方が自動起動するようにする。海水給水ポンプ１１等の装置の運転状態はポンプ制御盤１２に表示する。なお、上記例では圧力タンク１３を設ける場合を説明したが、圧力タンクを設けない場合もある。また、ポンプ制御盤１２はモータ１４の電流を監視し、海水給水ポンプ１１が過負荷、無送水となった場合、海水給水ポンプ１１の運転を停止するようになっている。
【００３３】
以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお、直接明細書及び図面に記載がない何れの形状や構造や材質であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように各請求項に記載の発明によれば下記のような優れた効果が得られる。
【００３５】
請求項１に記載の発明によれば、海水給水ポンプ装置の接液部に樹脂ライニングを施すか及び／又は該接液部を樹脂材で構成したので、海水に対する耐食性を有する特殊な給水ポンプや機器、材料を用いることなく、耐食性を有し、信頼性を向上させることができると共に、装置全体を安価に構成できる海水給水装置を提供できる。
【００３６】
請求項２に記載の発明によれば、流量計として樹脂製の流量検出管を具備する超音波流量計を用いることにより、吐出し管に流れる海水の流量に応じて流量検出管に流れる流量を超音波流量計で計測して吐出し管に流れる流量を測定するので、接液部が樹脂材となり耐食性で可動部がない構成となるから、信頼性の高い流量測定が可能となる。
【００３７】
請求項３に記載の発明によれば、過負荷検出手段及び／又は無送水検出手段が過負荷及び／又は無送水を検出したら給水ポンプを停止する制御手段を設けたので、エアロック等の発生等の防止ができ信頼性の高いものとなる。
【００３８】
請求項４に記載の発明によれば、プラダ型の圧力タンクの接液部（主にプラダの内壁面）に樹脂ライニングを施したので、圧力タンクの海水に対する耐食性が向上すると共に、プラダの漏水を検出するプラダ漏水検知器を設けることにより、万一漏水が発生してもそれを検出するから、適切な対策をとることができ、信頼性が向上する。
【００３９】
請求項５に記載の発明によれば、複数台の給水ポンプの並列交互運転を行う制御手段を設けたので、信頼性が更に向上する。
【００４０】
請求項６に記載の発明によれば、給水ポンプの回転軸はフライフォイールカップリングを介して直接又は間接的に駆動モータの回転軸に結合されているので、給水ポンプは遅速スタート及び遅速停止の性能を有するから、停電時であっても給水ポンプは急速に停止することなく、フライフォイールの慣性により回転し続け徐々に減速して停止するから、水撃の発生を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る海水給水ポンプ装置の構成例を示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面矢視図である。
【図３】本発明に係る海水給水ポンプ装置の構成例を示す平面図である。
【図４】本発明に係る海水給水ポンプ装置のフローシートを示す図である。
【図５】本発明に係る海水給水ポンプ装置に用いる流量計の構成を示す図である。
【図６】本発明に係る海水給水ポンプ装置に用いる海水給水ポンプの構成を示す図である。
【図７】本発明に係る海水給水ポンプ装置に用いる圧力タンクの構成を示す図である。
【符号の説明】
１０共通ベース
１１海水給水ポンプ
１２ポンプ制御盤
１３圧力タンク
１４モータ
１５スイング式逆止弁
１６吐出し管
１７吐出しヘッダー管
１８ボール弁
１９分流オリフィス
２０流量検出管
２１フライフォイールカップリング
２２バタフライ弁
２３ドレン弁
２４ドレン管
２５空気抜き弁
２６空気抜き管
２７圧力スイッチ
２８プラダ漏水検出器

Claims

吸込み口に海水給水管が接続される少なくとも１台の給水ポンプ、該給水ポンプの吐出口に接続された吐出し管を具備し、前記給水ポンプを起動し、前記海水給水管から流れ込む海水を前記吐出し管に接続された吐出し配管を通して海水を所定の場所に給水する海水給水ポンプ装置において、
前記海水に接する接液部に樹脂ライニングを施すか及び／又は該接液部を樹脂材で構成したことを特徴とする海水給水ポンプ装置。
請求項１に記載の海水給水ポンプ装置において、
前記吐出し管を流れる流量を検出する流量計として樹脂製の流量検出管を具備する超音波流量計を用いることを特徴とする海水給水ポンプ装置。
請求項１又は２に記載の海水給水ポンプ装置において、
過負荷状態を検出する過負荷検出手段及び／又は無送水状態を検出する無送水検出手段を設け、該過負荷検出手段及び／又は無送水検出手段が過負荷及び／又は無送水を検出したら前記給水ポンプを停止する制御手段を設けたことを特徴とする海水給水ポンプ装置。
請求項１又は２又は３に記載の海水給水ポンプ装置において、接液部に樹脂ライニングを施したプラダ型の圧力タンクを前記吐出し管に接続して設け、該プラダの漏水を検出するプラダ漏水検知器を設けたことを特徴とする海水給水ポンプ装置。
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の海水給水ポンプ装置において、
前記給水ポンプは複数台であり、該複数台の給水ポンプの並列交互運転を行う制御手段を設けたことを特徴とする海水給水ポンプ装置。
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の海水給水ポンプ装置において、
前記給水ポンプの回転軸はフライフォイールカップリングを介して直接又は間接的に駆動モータの回転軸に結合されていることを特徴とする海水給水ポンプ装置。