JP2009209684A - Vacuum pump unit and method of controlling vacuum pump unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、呼水を行なう真空ポンプユニット、及び、真空ポンプユニットの制御方法に関し、特に真空ポンプを確実に起動及び停止することが可能なものに関する。 The present invention relates to a vacuum pump unit that performs exhalation and a method for controlling the vacuum pump unit, and more particularly to a device that can reliably start and stop a vacuum pump.
現在、水族館の水槽や港等の水作業等に海水を利用する場合や、井戸水等を汲み上げるために、ポンプを用いて揚水する給水装置が用いられている。このような給水装置に用いられるポンプは、その内部に空気等の気体が一定以上流入すると、ポンプを運転しても水を揚水できない機能停止状態となることがある。このようなポンプの機能停止状態となった場合には、手動で水封式真空ポンプを運転し、ポンプの吸込管路である取水管内や、ポンプ内部の気体を吸い込むことでポンプの呼水を行ない、ポンプ内部に水を充満させてポンプを運転させる方法が知られている。 At present, when using seawater for water work in an aquarium tank or a port, etc., a water supply device that uses a pump to pump well water is used. A pump used in such a water supply apparatus may be in a function stop state where water cannot be pumped even if the pump is operated when a gas such as air flows into the pump more than a certain amount. When such a pump has stopped functioning, the water-sealed vacuum pump is operated manually, and the pump's pump water is drawn by sucking the gas inside the intake pipe, which is the pump's suction pipe, or inside the pump. A method is known in which the pump is operated by filling the pump with water.
また、水封式真空ポンプは、呼水が完了し、ケーシング内に液体が充満すると、通常の排気運転に比べ過負荷運転となるため、水封式真空ポンプを停止する必要があった。 Moreover, since the water-sealed vacuum pump is overloaded as compared with the normal exhaust operation when expiration is completed and the casing is filled with liquid, it is necessary to stop the water-sealed vacuum pump.
このため、ポンプの吸込又は吐出配管や水封式真空ポンプの吸込み側にフロートスイッチや電極等の検出器を設置し、気体の流れや、水分による導通海水の落水や流入を検知して水封式真空ポンプを自動的に起動・停止するものが知られている。また、液体中の気泡が給水装置の吸込口へ流入する前に、吸込配管の断面積より大きな断面積を有する室空間部を設け、この室空間部に気体を分離させ真空ポンプで排気させるものも知られている(例えば特許文献1参照)。
上述したような真空ポンプユニットでは次のような問題があった。即ち、上述したような、フロートスイッチ等の検出器を配管に設けた真空ポンプユニットでは、真空ポンプによる吸気の際に、気体が乱流となって管路を流れる。このような気体の乱流により、検出器の誤作動が発生する虞がある。また、海水を揚水するため、検出器に異物等が固着する虞や、検出器の腐食が海水により腐食する虞もあり、真空ポンプの起動・停止等の誤作動が発生する虞があった。 The vacuum pump unit as described above has the following problems. That is, in the vacuum pump unit in which the detector such as the float switch is provided in the pipe as described above, the gas becomes a turbulent flow and flows through the pipe line during intake by the vacuum pump. Such a turbulent gas flow may cause malfunction of the detector. Further, since the seawater is pumped up, there is a possibility that foreign matter or the like adheres to the detector, or the corrosion of the detector may be corroded by the seawater, which may cause malfunction such as start / stop of the vacuum pump.
また、真空ポンプの起動は、真空ポンプの吸込配管に真空スイッチ等の真空圧(圧力)検出器を設け、真空圧の低下を検出することで、ポンプの起動を安価及び容易であって確実に行なうことが可能であった。しかし、呼水完了、即ち、真空ポンプの停止の指示を真空圧により判断する場合には、真空圧が給水装置及び真空ポンプ等の据付位置等により変わるため、連続運転や停止等の誤動作が発生する虞があった。 In addition, the vacuum pump is started by providing a vacuum pressure (pressure) detector such as a vacuum switch in the suction pipe of the vacuum pump, and detecting the decrease in vacuum pressure, so that the pump can be started cheaply and easily. It was possible to do. However, when the expiration is completed, that is, when the instruction to stop the vacuum pump is determined by the vacuum pressure, the vacuum pressure changes depending on the installation position of the water supply device and the vacuum pump, etc., and malfunctions such as continuous operation and stop occur. There was a fear.
さらに、水封式真空ポンプからの排気(吐出)配管内には、排気中であっても封水が流れるため、排気運転と呼水完了時の運転とを判別することが難しく、海水が流入したことを検出することは難しい、という問題もあった。 Furthermore, since the sealed water flows into the exhaust (discharge) piping from the water-sealed vacuum pump even during exhaust, it is difficult to distinguish between the exhaust operation and the operation when the expiration is completed. There was also a problem that it was difficult to detect what was done.
このようなことから、静電容量式の近接センサを用いて、非接触で配管内の海水の有無を検出する方式等も知られているが、配管の取り付けや感度調整が施工時に必要となり、製造コストの増大となった。 For this reason, a method of detecting the presence or absence of seawater in the pipe in a non-contact manner using a capacitive proximity sensor is also known, but pipe installation and sensitivity adjustment are required during construction, Manufacturing cost increased.
そこで本発明は、フロートスイッチを用いたものであっても、呼水終了を確実に検知して真空ポンプを起動及び停止することが可能な真空ポンプユニット及び真空ポンプユニットの制御方法を提供することを目的としている。 Therefore, the present invention provides a vacuum pump unit and a method for controlling the vacuum pump unit that can detect the end of exhalation reliably and start and stop the vacuum pump even if a float switch is used. It is an object.
前記課題を解決し目的を達成するために、本発明の真空ポンプユニット及び真空ポンプユニットの制御方法は次のように構成されている。 In order to solve the problems and achieve the object, the vacuum pump unit and the control method of the vacuum pump unit of the present invention are configured as follows.
真空ポンプユニットは、給水ポンプの取水管内の気体を吸い込むことで呼水を行なう真空ポンプと、前記給水ポンプと前記真空ポンプとの間に設けられ、前記真空ポンプから前記給水ポンプへの流体の逆流を防止する逆止弁と、前記給水ポンプと前記逆止弁との間に設けられ、且つ、前記給水ポンプと前記逆止弁との間の圧力を検出する圧力検出部と、前記真空ポンプの吐出側に接続され、その内部に水の貯留が可能な補給水槽と、この補給水槽内部の水の水位を検出する水位検出器と、前記真空ポンプ、前記圧力検出器及び前記水位検出器に接続され、前記圧力検出器により検出された圧力が所定の圧力より高い場合には、前記真空ポンプを運転させるとともに、前記水位検出器により検出された水位が、予め定められた基準水位より高い場合には、前記真空ポンプの運転を停止させる制御部と、を備えることを特徴とする。 The vacuum pump unit is provided between a vacuum pump that performs exhalation by sucking gas in a water intake pipe of the water supply pump, and between the water supply pump and the vacuum pump, and a reverse flow of fluid from the vacuum pump to the water supply pump A non-return valve, a pressure detection unit that is provided between the water supply pump and the check valve, and that detects a pressure between the water supply pump and the check valve; and Connected to the discharge side, a replenishing water tank capable of storing water therein, a water level detector for detecting the water level inside the replenishing water tank, and connected to the vacuum pump, the pressure detector and the water level detector When the pressure detected by the pressure detector is higher than a predetermined pressure, the vacuum pump is operated and the water level detected by the water level detector is higher than a predetermined reference water level. Expediently, characterized in that it comprises a control unit for stopping the operation of the vacuum pump.
真空ポンプユニットの制御方法は、給水ポンプ内の圧力を前記給水ポンプと真空ポンプとの間に設けられた圧力検出器により検出する工程と、前記圧力検出器により検出された圧力が所定の圧力よりも高い場合に、前記真空ポンプにより前記給水ポンプ内の気体を吸込み呼水を行なうとともに、前記気体を補給水槽に流入させる工程と、補給水槽の壁部に設けられ、その内部が予め定められた基準水位より所定だけ低い水位までの水を排水可能に設けられた排水口を開閉する電磁弁を、前記圧力検出器により検出された圧力が所定の圧力よりも高い場合に閉とする工程と、前記給水ポンプの呼水が終了し、さらに前記真空ポンプにより前記給水ポンプ内の水を吸込み、この水を前記補給水槽に流入させる工程と、前記補給水槽内の水の水位が前記基準水位となったか否かを水位検出器により検出する工程と、前記水位検出器により、前記補給水槽内の水位が前記基準水位と検出された場合に、前記真空ポンプの運転を停止させるとともに、前記電磁弁を開とする工程と、を備えることを特徴とする。 The method of controlling the vacuum pump unit includes a step of detecting a pressure in the feed water pump by a pressure detector provided between the feed water pump and the vacuum pump, and a pressure detected by the pressure detector is determined from a predetermined pressure. If it is too high, the vacuum pump sucks the gas in the water supply pump and performs exhalation, and the gas is allowed to flow into the make-up water tank, and is provided on the wall of the make-up water tank. A step of closing an electromagnetic valve that opens and closes a drain outlet provided to drain water up to a predetermined level below a reference water level when the pressure detected by the pressure detector is higher than a predetermined pressure; and Expiration of the water supply pump is terminated, and the vacuum pump sucks the water in the water supply pump and flows the water into the makeup water tank, and the water level in the makeup water tank is A step of detecting whether or not the reference water level has been reached by a water level detector, and when the water level detector detects that the water level in the makeup water tank is the reference water level, the operation of the vacuum pump is stopped. And opening the electromagnetic valve.
本発明によれば、真空ポンプを確実に起動及び停止することで呼水を行なうことが可能な真空ポンプユニット及び真空ポンプユニットの制御方法を提供することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the control method of the vacuum pump unit which can perform expiration water by starting and stopping a vacuum pump reliably, and a vacuum pump unit.
以下、本発明の第1の実施の形態に係る真空ポンプユニット1を図1〜3を用いて説明する。図1は同真空ポンプユニット1の構成を示す説明図、図2は同真空ポンプユニット1に用いられる制御回路を示す説明図、図3は同真空ポンプユニット1の制御運転の一例を示す流れ図である。尚、図1〜3中、Dは海(水源)を、Eは揚水の流れ方向を、Fは気体及び水の流れ方向を、Sは信号線を、Wは所定水位をそれぞれ示している。
Hereinafter, the
図1に示すように、真空ポンプユニット1は、真空ポンプ10と、その上部に真空ポンプ10を固定し、内部に水道水が貯留される補給水槽20と、真空ポンプ10を制御する制御盤(制御部)50と、を備えており、海水の揚水を行なう給水装置100に接続されている。
As shown in FIG. 1, the
ここで、給水装置100は、例えば、水源として、沖合等の海中(海D)まで延設され、海水を吸い込む吸込管路(取水管)101と、この吸込管路101に接続され、モータ等により駆動される揚水ポンプ102と、この揚水ポンプ102に逆止弁103を介して接続され、海水を揚水し下流(例えば水族館の水槽)へと吐出させる吐出管路104を有している。なお、揚水ポンプ102は、所定の給水量を揚水可能なものであれば様々なポンプを用いてもよい。例えば、タービンポンプやインペラを用いた多段ポンプ、又は、ピストンポンプ等を用いればよい。また、吸込管路101は、取水管であり、海中から一定距離まで(途中部まで)ホース等が接続されていても良い。
Here, the
真空ポンプ10は、例えば水封式の真空ポンプが用いられており、そのON/OFFや運転が成されるモータ11を有している。なお、このモータ11は、制御盤50に信号線Sを介して接続されている。真空ポンプ10は、気体及び液体を吸い込む吸込み側に設けられた吸込フランジ12と、気体及び液体を吐出する吐出フランジ13と、水の膜により真空ポンプ10のケースと羽根等の圧縮部とをシールするための封水を吸い込む封水口14と、を備えている。
For example, a water-sealed vacuum pump is used as the vacuum pump 10, and has a
また、真空ポンプ10の吸込側は、揚水ポンプ102のケーシングの一部、例えば最上部や、吸込管路101のいずれかに接続され、呼水時に揚水ポンプ102内の気体の排気する呼水配管15に、逆止弁16を介して吸込フランジ12が接続されている。逆止弁16は、真空ポンプ10の吸込フランジ12に内蔵されていてもよい。また、真空ポンプ10の吐出フランジ13は、補給水槽20と吐出配管17を介して接続されている。
Further, the suction side of the vacuum pump 10 is connected to a part of the casing of the
ここで、揚水ポンプ102の内部への呼水が可能な構成であれば、真空ポンプ10の吸込側が接続されるのが、揚水ポンプ102であっても吸込管路101であってもよい。以下、揚水ポンプ102の最上部に真空ポンプ10の吸込側が接続されている構成で説明する。
Here, as long as the pump can draw water into the
呼水配管15には、揚水ポンプ102と逆止弁16との間の呼水配管15内の真空圧(圧力)を電気的に検出可能な真空スイッチ等の圧力検出器(以下「真空圧検出器」)18が設けられている。この真空圧検出器18は、信号線Sを介して制御盤50に接続されており、呼水配管15の真空圧が所定の真空圧よりも低い真空圧場合(呼水配管15の圧力が所定の圧力よりも高い圧力の場合)、若しくは、大気圧となった場合に、その情報を電気信号として制御盤50に送信可能に形成されている。ここで所定の真空圧とは、大気圧より負圧であって、呼水が必要のない圧力であり、所定の真空圧より低い真空圧となった場合には、大気圧、又は、真空ポンプ10の設置位置や落水等の要因により呼水が必要となる圧力である。
The
補給水槽20は、封水用の例えば水道水や純水等腐食性の少ない水(以下「水道水」)が貯留される槽部21と、この槽部21の上部を覆う蓋体22と、槽部21内部を仕切るとともに、槽部21の上端から下端に向う途中部まで設けられた仕切板23と、を備えている。即ち、槽部21は、仕切板により、その上部であって、少なくとも水面が仕切られており、下部は連続することとなる。
The replenishing water tank 20 includes a
補給水槽20は、槽部21の仕切板23により区切られた一方に、ボールタップ24と、排水口25と、排水口25に設けられた電磁弁26と、真空ポンプ10に封水を送水する封水チューブ27とを備えている。
The replenishing water tank 20 has a
また、槽部21の仕切板23により区切られた他方には、貯留された水道水の水位を外部から目視可能な水位計28と、フロートスイッチ(水位検出器)29と、槽部21の下端側に設けられたドレン30と、ドレン30に設けられた手動で開閉可能な開閉弁31と、を備えている。
Further, on the other side of the
槽部21は、例えば、長方体で上部が開口するとともに、海水や水等による腐食を防止する材料、又は、保護膜等の処理が成されて形成されている。また、槽部21の壁面には、排水口25や封水チューブ27等の各構成品が接続可能な開口を複数有し、適宜、各構成品を接続可能に形成されている。なお、槽部21の壁面に設けられた開口は、閉塞が可能に形成されている。さらに、槽部21には水道水等が流入可能に形成されており、槽部21の水位が一定以下の場合には、水道水が流入し、水位が一定以上となった場合には、水道水の流入が停止可能に形成されている。
The
蓋体22は、その上部に固定台32を介して真空ポンプ10が固定されている。また、蓋体22には、吐出配管17を接続可能に形成された接続部33と、蓋体22の内面側に設けられ、接続部33に接続される吐出管34と、吐出管34の先端に設けられた消音フィルタ35と、を備えている。
The vacuum pump 10 is fixed to the upper portion of the
仕切板23は、その主面の高さ方向の長さは、槽部21の内壁高さよりも短く、且つ、その幅方向の長さが槽部21の幅と略同一に形成されており、槽部21の上端と仕切板23の上端とが略同一位置(面位置)となるように固定されている。このため、槽部21に仕切板23が固定された場合、槽部21は、槽部21の上方では2つに槽部21内が区切られる(仕切られる)とともに、仕切板23の下端が開口し、槽部21が仕切板23の下端から下で連続することとなる。
The
ボールタップ24は、槽部21内部の水が一定水位以上となった場合に、内蔵の弁を閉止して、水道水の流入を停止可能に形成されている。また、槽部21の水位が一定以下となった場合には、内蔵の弁を開放とし、再度水道水を流入させることで、水道水の流入のON/OFFが可能に形成されている。
The ball tap 24 is formed so as to be able to stop the inflow of tap water by closing a built-in valve when the water inside the
排水口25は、その内周の下端が基準水位Wより下位に配置するように、槽部21の壁面に設けられている。ここで、基準水位Wとは、予め補給水槽20内に貯留された水道水による水位から、真空ポンプ10により呼水が完了し、海水が真空ポンプ10を介して流入することで増水した水位(ライン)とする。このため、水道水の流入のON/OFFに関わる一定水位は、基準水位Wより低い水位とすることで、呼水完了に伴う、海水の流入を判断可能とする。
The
また、排水口25には、制御盤50からの指示により、排水口25を開閉する電磁弁(ソレノイドバルブ)26が設けられている。なお、電磁弁26は、信号線Sを介して制御盤50に接続されており、通常状態では(常時)開となっており、信号線Sから指示(例えば所定電圧の印加)があると閉となる。
In addition, the
封水チューブ27は、槽部21の下端部に設けられ、その延長上が吸込フランジ12に接続されており、真空ポンプ10の運転時に、所定量の封水が真空ポンプ10内部に吸い込まれるように形成されている。
The sealed
水位計28は、例えば、ガラス管内部にフロートが設けられた水位計28であって、槽部21の壁部にフロートの位置が外部から目視可能に設けられている。
The
フロートスイッチ29は、槽部21の内部の水位が基準水位Wを超えた場合にスイッチがON(又はOFF)となることで、水位の情報を制御盤50に送信可能に蓋体に設けられており、信号線Sを介して制御盤50に接続されている。
The
ドレン30は、槽部21の下端部に設けられ、槽部21内部に貯留された水を外部に排出可能に形成されている。また、ドレン30の管路には、ドレン30を手動により開閉可能な開閉弁31が設けられており、この開閉弁31を開とすることでドレン30から水を排出可能となる。なお、通常、ドレン30は開閉弁31により閉とされており、例えば補給水槽20のメンテナンス等の際に、開閉弁31により開とされ、強制的に槽部21の水が排水される。
The drain 30 is provided in the lower end part of the
固定台32は、例えば蓋体22にボルト等で接続可能に形成されており、真空ポンプ10とは一体に形成、又は、ボルトにより接続可能に形成されている。接続部33は、例えば配管継手等であって、吐出配管17及び吐出管34と接続されている。また、吐出管34は、吐出配管17と同一の配管で形成されている。
The fixing
消音フィルタ35は、気体が消音フィルタ35を通過することで、泡を微細化することで、気体の吐出時に消音効果が得られるものであって、且つ、吐出速度を低下させることで、水面の波立ちを極力防止可能に形成されている。なお、波立ちを防止できなくとも、消音効果があればよい。
The
図2に示すように、制御盤50は、外部から電力を供給する電源部51と、真空圧検出器18、フロートスイッチ29の情報を信号線Sにより受信可能であって、この情報に基いて真空ポンプ10及び電磁弁26を制御可能に形成された制御回路部52と、を有している。また、制御盤50は、例えばボールタップ24から一定水位以下(又は以上)となり、水道水が流入(又は停止)した場合に、その信号が信号線Sを介して送信されることで、光により水道水の流入の情報を報知可能な報知手段(例えばLED等による)が設けられていてもよい。
As shown in FIG. 2, the
電源部51は、真空ポンプユニット1の各構成品(例えばモータ11や制御回路部52等)に電力を供給可能に形成されている。なお、図2中では、電源部51は交流電源として示しているが、交流電源でなく直流電源でもどちらでもよく、各回路の構成によって適宜設定可能である。
The power supply unit 51 is formed so as to be able to supply power to each component of the vacuum pump unit 1 (for example, the
図2に示すように、制御回路部52は、真空圧検出器18の検出結果により制御を行なう制御出力回路53と、真空ポンプ10の運転の起動・停止を切り換える運転切換回路54と、電磁弁26の開閉を切り換える電磁弁開閉回路55と、制御出力回路53の制御信号を反転させる信号反転回路56と、を備えている。なお、制御回路部52は、電源部51に接続され、制御出力回路53、運転切換回路54、電磁弁開閉回路55及び信号反転回路56をそれぞれ並列に接続している。
As shown in FIG. 2, the
制御出力回路53は、第1スイッチ(以下「SW」)61と、後述する各SWに指示を送る制御出力部62と、第2SW63と、第3SW64と、を備えている。制御出力回路53は、第2SW63及び第3SW64が直列に接続されているとともに、第1SW61と、第2,3SW63、64は並列に接続されている。また、並列に接続された第1SW61及び第2,3SW63、63の合流点の下流に直列に制御出力部62が接続されている。
The
第1SW61は、真空圧検出器18に接続され、真空圧検出器18から送信された情報に基いてON/OFFが切り替わるよう構成されている。さらに詳しく述べると、第1SW61は、真空圧検出器18が所定の真空圧よりも低い真空圧を検出した信号を受信した場合には、ONとなり、第1SW61と制御出力部62とが通電する。即ち、第1SW61は、所定の真空圧の状態においてはOFFとなり回路を遮断するとともに、真空圧検出器18からの信号により、ONに切り替わり、制御出力回路53の通電が可能に形成されている。なお、所定の真空圧時には、真空圧検出器18は電気信号を送信せず、電気信号が流れない場合には、第1SW61がOFFとなる構成としてもよい
制御出力部62は、通電することで第2SW63と、後述する第4SW65及び第5SW67とのONとなるように切り換えの指示を与えることが可能に形成されている。
The
第2SW63は、制御出力部62の指示によりON/OFFが切り替わるよう構成されている。さらに詳しく述べると、第2SW63は、制御出力部62が通電した場合に第2SW63がONとなり、回路を通電するとともに、制御出力部62が遮断している場合には第2SW63がOFFとなり、回路が遮断される。
The
第3SW64は、後述する信号反転回路56の指示によりON/OFFが切り替わるよう構成されている。さらに詳しく述べると、第3SW64は、常時ONとなっており、第2SW63がONの場合には回路を通電するとともに、信号反転回路56が通電した場合には、第3SW64がOFFとなり、回路を遮断する。
The
運転切換回路54は、第4SW65と、モータ運転指示部66と、を備え、第4SW65とモータ運転指示部66とは直列に接続されている。第4SW65は、常時OFFであり、制御出力部62が通電した場合にONとなり、運転切換回路54が通電される。モータ運転指示部66は、運転切換回路54が通電すると、モータ11に電流を流す(又は運転指示を与える)ことで、モータ11を運転し、真空ポンプ10を駆動可能に形成されている。
The
電磁弁開閉回路55は、第5SW67と、開閉指示部68と、を備え、第5SW67と開閉指示部68とが直列に接続されている。第5SW67は、常時OFFであって、制御出力部62が通電した場合にONとなり、電磁弁開閉回路55が通電する。開閉指示部68は、電磁弁開閉回路55が通電すると、電磁弁26を閉に切り換えることで、排水口25を閉塞(閉)可能に形成されている。なお、開閉指示部68は、電磁弁26の作動電圧を電磁弁26に印加(通電)することで電磁弁26を閉とする電圧を、電磁弁26に印加可能に形成されている。
The electromagnetic valve opening /
信号反転回路56は、第6SW69と、反転指示部70と、を備えており、第6SW69と反転指示部70とが直列に接続されている。第6SW69は常時OFFであり、フロートスイッチ29からの指示があった場合にONとなり、信号反転回路56が通電する。反転指示部70は、信号反転回路56が通電すると、第3SW64をOFFに切り換え可能に形成されている。
The
このように構成された真空ポンプユニット1は、まず、給水装置100の呼水を行なう基本動作を説明する。
まず、給水装置100に電力を供給するとともに、真空ポンプユニット1にも電力を供給する。この状態で揚水ポンプ102のケーシング最上端の真空圧が呼水配管15を介して真空圧検出器18により検出される。真空圧検出器18により検出された真空圧が所定の真空圧と同等又は所定の真空圧より高い真空圧の場合には、給水装置100の揚水ポンプ102が運転される。
The
First, power is supplied to the
所定の真空圧以下(所定の真空圧、又は、所定の真空圧より高い真空圧)の場合には、大気圧が揚水ポンプ102内の圧力よりも高圧であるため、海水は、矢印Eに示すように、揚水ポンプ102まで吸込管路101から吸い込まれるとともに、揚水ポンプ102の運転により揚水され吐出管路104から吐出される。
When the pressure is equal to or lower than a predetermined vacuum pressure (a predetermined vacuum pressure or a vacuum pressure higher than the predetermined vacuum pressure), since the atmospheric pressure is higher than the pressure in the
揚水ポンプ102内の海水の落水や海水中に含まれる気体が溜まること等により、真空圧検出器18により検出された真空圧が所定の真空圧よりも低い又は大気圧と同圧となった場合には、真空圧検出器18は、この情報を電気信号として発生させる。この電気信号を、信号線Sを介して制御盤50が受信すると、制御盤50は、モータ11を起動させ、真空ポンプ10を駆動させる。
When the vacuum pressure detected by the
これは、真空圧検出器18により検出された真空圧が所定の真空圧より低い場合には、揚水ポンプ102の内部の水は落水している虞が高く、揚水ポンプ102は、その内部に気体が存在している状態となる。この状態で揚水ポンプ102を運転させても、揚水ポンプ102が運転されるだけであり、揚水されない、即ち、揚水機能が停止している状態となる。
This is because when the vacuum pressure detected by the
ここで、真空圧検出器18からの電気信号により真空ポンプ10を駆動(運転)すると、真空ポンプ10は、呼水配管15から気体を吸い込むことで、揚水ポンプ102内の圧力を低下させ、大気圧よりも負圧(真空)とする。即ち、揚水ポンプ102内の真空圧を所定の真空圧より高くする。
Here, when the vacuum pump 10 is driven (operated) by an electrical signal from the
真空ポンプ10により吸い込まれた気体は、矢印Fに示すように、吐出フランジ13に接続された吐出配管17から蓋体22の接続部33、吐出管34及び消音フィルタ35を介して槽部21内へと移動する。
As shown by an arrow F, the gas sucked in by the vacuum pump 10 passes from the
このように、揚水ポンプ102内の気体を吸い込むことで、揚水ポンプ102内が所定の真空圧となり、揚水ポンプ102内の真空圧が所定の真空圧となり(圧力が大気圧よりも負圧となる)ため、揚水ポンプ102内部に海水が充満することとなる。この状態で揚水ポンプ102が駆動された場合には、揚水ポンプ102は、矢印Fに示すように吐出管路104の下流へと海水が揚水される。
Thus, by sucking the gas in the
このような揚水ポンプ102内を所定の真空圧とした場合であっても、真空ポンプ10は駆動されているため、真空ポンプ10に揚水ポンプ102内の海水が流入することとなる。このため、揚水ポンプ102内(呼水配管15)が所定の真空圧となった場合であって、揚水ポンプ102により海水の揚水が行なわれている場合には、真空ポンプ10の駆動を停止させる制御運転が行なわれる。
Even when the inside of the
なお、真空ポンプ10の駆動を停止しても、逆止弁16により、真空ポンプ10内の気体及び水(海水及び封水)は揚水ポンプ102に逆流することはない。これにより、真空ポンプ10内の気体の逆流による揚水ポンプ102の落水もない。
Even if the driving of the vacuum pump 10 is stopped, the check valve 16 does not cause the gas and water (seawater and sealed water) in the vacuum pump 10 to flow back to the
また、真空ポンプ10の駆動を停止させている場合に、揚水ポンプ102内において落水や気体の充満等により揚水が成されなくなった場合には、真空ポンプ10を再度駆動させて呼水を行なう制御運転が行なわれる。
When pumping of the vacuum pump 10 is stopped and the
次に、このような真空ポンプユニット1の制御方法として、真空ポンプユニット1の制御運転の一例を図3の流れ図を用いて説明する。
Next, as a control method of the
まず給水装置100及び真空ポンプユニット1に電力が供給される(ステップST1)ことで、揚水ポンプ102の運転前に、呼水配管15の真空圧が真空圧検出器18により検出される(ステップST2)。
First, electric power is supplied to the
このとき、呼水配管15の真空圧が所定の真空圧、又は、所定の真空圧よりも高い場合(所定の圧力以下)である場合(ステップST3のYES)には、揚水ポンプ102内に海水が充満しているため、揚水ポンプ102により海水の揚水がなされる。このとき、真空圧検出器18は、呼水配管15の所定の真空圧の電気信号を、信号線Sを介して第1SW61へと送信する。第1SW61は、この信号に基いてOFFとなり、制御出力回路53が遮断される。所定の真空圧時には、制御出力回路53は通電しない(遮断している)ため、制御出力部62は、第2,第4,第5SW63、65、67へ電気信号が送信されないため、これら第2,第4,第5SW63、65、67もOFFとなる。
At this time, if the vacuum pressure of the priming
即ち、運転切換回路54及び電磁弁開閉回路55は遮断しているため、モータ11は停止状態を維持するとともに、電磁弁26は開となっている。この状態で揚水ポンプ102を駆動し続けることで、真空ポンプ10を停止させた状態で、吐出管路104から海水を揚水(給水)することが可能となる。
That is, since the
次に、真空圧検出器18により検出される真空圧が、所定の真空圧よりも低い場合(例えば大気圧)(ステップST3のNO)には、真空圧検出器18は第1SW61に電気信号を送信する。第1SW61は、この電気信号を受信するとOFFからONに切り替わり、制御出力回路53が通電する。制御出力部62は、制御出力回路53が通電することで、第2、第4、第5SW63、65、67に電気信号を送信し、第2、第4、第5SW63、65、67もONに切り替わる。これにより、運転切換回路54及び電磁弁開閉回路55が通電する。
Next, when the vacuum pressure detected by the
まず、運転切換回路54が通電することで、モータ運転指示部66からモータ11に運転指示を与える。例えば、モータ運転指示部66の運転指示は、定格電流をモータ11に流すことでモータ11を運転させるものである。このモータ11により真空ポンプ10が駆動される(ステップST4)。真空ポンプ10が駆動されることで、封水チューブ27から水が真空ポンプ10に移動し、真空ポンプ10のシールとなる水の膜が真空ポンプ10の摺動部に形成される。
First, when the
また、電磁弁開閉回路55が通電することで、開閉指示部68から電磁弁26に所定の電圧が通電され、電磁弁26が閉となり、排水口25が閉塞される。
Further, when the electromagnetic valve opening /
このように、排水口25が閉塞された状態で真空ポンプ10を駆動し、揚水ポンプ102のケーシング内の気体を呼水配管15から吸い込む。真空ポンプ10により吸い込まれた気体は、真空ポンプ10内部から矢印Fに示すように吐出配管17、接続部33、吐出管34及び消音フィルタ35を介して槽部21に貯留された水道水中に吐出される。このように槽部21に貯留された水道水中に吐出された気体は、補給水槽20中で水道水と気体とに分離される。また、このとき、気体と一緒に封水チューブ27から真空ポンプ10に流入した封水も、再度槽部21に移動する。
In this manner, the vacuum pump 10 is driven in a state where the
真空ポンプ10により揚水ポンプ102のケーシング内の気体が全て吸い込まれると、揚水ポンプ102内部の真空圧は所定の真空圧となる。揚水ポンプ102内の真空圧は大気圧よりも低いため、海水が揚水ポンプ102内部に進入し、揚水ポンプ102の駆動により水が吐出(揚水)される。このように、揚水ポンプ102内に海水が充満した状態で真空ポンプ10が駆動すると、真空ポンプ10により海水が吸い込まれる。真空ポンプ10により吸い込まれた海水は、気体と同様に、吐出配管17、接続部33、吐出管34及び消音フィルタ35を介して槽部21に貯留された水道水中に吐出される。
When all the gas in the casing of the
また、真空圧検出器18は、所定の真空圧に達したと検知し、所定の真空圧に達した旨の電気信号を第1SW61に送信する。第1SW61は、この電気信号を受信するとOFFとなり、制御出力回路53の第1SW61及び制御出力部62との回路は遮断される。尚、第2SW63及び第3SW64がONとなるため、制御出力回路53は通電されることとなり、制御出力部62は、第2、第4、第5SW63、65、67をONのまま維持する。
Further, the
このように、水道水に海水が吐出されるため、補給水槽20中の水の水位が上昇する。この上昇に伴ってボールタップ24も上昇する。補給水槽20の水位が一定以上上昇した場合、ボールタップ24により、水道水の流入が停止されることとなる。なお、海水が流入する以前にボールタップ24により水道水の流入が停止する構成であってもよい。
Thus, since seawater is discharged to tap water, the water level in the makeup water tank 20 rises. Along with this rise, the
次に、海水により、基準水位Wに補給水槽20の水の水位が達したら(ステップST5のYES)、フロートスイッチ29からそれぞれ電気信号が制御盤50に送信される。フロートスイッチ29からの電気信号を第6SW69が受信すると、第6SW69はOFFからONに切り替わり、信号反転回路56が通電する。反転指示部70は、信号反転回路56が通電することで、第3SW65に電気信号を送信し、第3SW65をONからOFFに切り換える。
Next, when the water level of the replenishing water tank 20 reaches the reference water level W by seawater (YES in step ST5), electrical signals are transmitted from the
第3SW65がOFFとなると、制御出力回路53の第3SW64及び制御出力部62との回路は遮断される。また、真空圧検出器18は所定の真空圧と認識しているため、第1SW61はOFFとなっており、制御出力回路53が遮断される。このため、制御出力部62は、電気信号を出力しないため、第2、第4、第5SW63、65、67はOFFに切り替わる。
When the third SW 65 is turned OFF, the circuit of the
これにより、運転切換回路54及び電磁弁開閉回路55は遮断され、真空ポンプ10は停止する(ステップST6)とともに、電磁弁26が開となる(ステップST7)。真空ポンプ10が停止することで、海水は補給水槽20に進入しなくなり、さらに、排水口25から排水口25より上位の水が排水される。尚、排水口25から水が排水されることで、基準水位Wよりも補給水槽20の水の水位は下位に位置することとなる。これにより、フロートスイッチ29から基準水位W以下の水位となった旨の電気信号が制御盤50に送信される。また、このとき、一定水位以下となった場合には、ボールタップ24により水道水が流入されることとなる。
Thereby, the
この信号により、第6SW69はOFFに切り替わり、信号反転回路56は遮断されるとともに、真空ポンプ10は停止したままの状態となる。この状態で、揚水ポンプ102が運転され、揚水ポンプ102により海水が給水(揚水)されることとなる。なお、真空ポンプ10停止後(ステップST6)、電磁弁26を開とする(ステップST7)前に、揚水ポンプ102を運転させてもよい。
With this signal, the sixth SW 69 is switched OFF, the
真空ポンプ10を駆動した場合であっても、海水により、基準水位Wに補給水槽20の水の水位が達しない場合(ステップST5のNO)には、基準水位Wに補給水槽20の水位が達するまで、真空ポンプ10が駆動されることとなる。 Even when the vacuum pump 10 is driven, when the water level of the makeup water tank 20 does not reach the reference water level W due to seawater (NO in step ST5), the water level of the makeup water tank 20 reaches the reference water level W. Until then, the vacuum pump 10 is driven.
なお、例えば、ステップST4で、真空ポンプ10により、一度海水が補給水槽20内へ流れた場合には、所定時間、水道水を補給水槽20へと流入し続け、真空ポンプ10を介して流入した海水を希釈させる。この希釈により、補給水槽20の水位がと排水口25の高さになった際に、この海水が希釈された水が排水され、補給水槽20内の水は腐食性のない水道水に入れ替わる制御を行なう。なお、この制御は行なわなくてもよい。
For example, in step ST4, when seawater once flows into the replenishing water tank 20 by the vacuum pump 10, the tap water continues to flow into the replenishing water tank 20 for a predetermined time and flows in via the vacuum pump 10. Dilute seawater. When the water level of the make-up water tank 20 reaches the height of the
このように本願発明の真空ポンプユニット1によれば、揚水ポンプ102内部の真空圧によって、真空ポンプ10を運転させ、呼水を確実に行なうことが可能となる。また、呼水終了後、フロートスイッチ29により基準水位Wを検知することで真空ポンプ10を確実に停止することが可能となる。
As described above, according to the
また、補給水槽20内部に設けられた気体及び海水の吐出口である吐出管34及び消音フィルタ35と、フロートスイッチ29との間に仕切板23が設けられているため、気体及び海水の吐出による水面の波立ちを仕切板23に衝突させることが可能となる。これにより、仕切板23の下方で連続しているフロートスイッチ29側の水面の波立ちを極力防止することが可能となり、フロートスイッチ29の波立ちによる誤作動を防止することが可能となる。これにより、基準水位Wを正確に検知することが可能となり、確実に揚水ポンプ102から気体を除去することが可能となる。
In addition, since the
また、真空ポンプ10から吸い込まれた海水に異物が含まれている場合には、この異物が真空ポンプ10から補給水槽20に進入していても、沈殿性の異物は、補給水槽20に沈殿するとともに、浮遊する異物は、排水口25から排出される。また、このような浮遊する異物は、仕切板23によりその移動が制限され、ボールタップ24が設けられている側の水面に浮遊する。即ち、補給水槽20のフロートスイッチ29が設けられた側の水面に異物が侵入することがなく、異物によるフロートスイッチ29の誤作動を防止することが可能となる。これにより、真空ポンプ10の作動の信頼性を向上することが可能となる。ここで、ボールタップ24が誤作動した場合であっても、水道水の流入が停止するだけであるため、確実に、海水の浸入をフロートスイッチ29で検知可能となる。
In addition, when the seawater sucked from the vacuum pump 10 contains foreign matter, the sedimentary foreign matter settles in the replenishment water tank 20 even if the foreign matter enters the replenishment water tank 20 from the vacuum pump 10. At the same time, the floating foreign matter is discharged from the
また、補給水槽20内の水は、海水が進入したとしても、水道水により希釈されるとともに、排水口25から水が排水される。このため、海水が混入した水道水は、いずれ水道水に入れ替わり、フロートスイッチ29の電極や、補給水槽20等の各構成品が海水により腐食されることを防止できる。これにより、腐食等による誤作動を防止し、メンテナンスの回数を低減させ、メンテナンス性及びメンテナンスコストの低減にもなる。
Moreover, even if seawater enters, the water in the replenishing water tank 20 is diluted with tap water and drained from the
さらに、真空ポンプ10が停止した際に、基準水位Wよりも下方に設けられた排水口25の電磁弁26を開とし排水可能とすることで、補給水槽20の水位を確実に基準水位Wよりも下降させることが可能となる。即ち、基準水位Wよりも補給水槽20の水位を下方に設定することで、確実に補給水槽20内の水位をリセットすることが可能となり、次回の揚水時に、確実に呼水終了を検知することが可能となる。
Furthermore, when the vacuum pump 10 is stopped, the
上述したように真空ポンプユニット1によれば、仕切板23により仕切られた槽部21の吐出管34が設けられた一方とは、下方のみで連続した他方(位置)にフロートスイッチ29を配置させたことにより、フロートスイッチ29の誤作動を防止できる。また、誤作動を防止可能なフロートスイッチ29により真空ポンプ10の運転を制御することで、真空ポンプ10の誤作動を防止し、真空ポンプユニット1の運転に対する信頼性を向上させることが可能となる。
As described above, according to the
また、海水が補給水槽20内に進入しても、水道水等で希釈し、さらに排水口25より上方に水面が位置した場合に、排水口25から水を排水することで、海水による各構成品の腐食を防止し、腐食による真空ポンプ10の誤作動を防止することが可能となる。
Moreover, even if seawater enters the replenishing water tank 20, when the water surface is positioned above the
このため、真空ポンプ10により確実に呼水を行ない、且つ、呼水終了時に確実に真空ポンプ10を停止することが可能となり、真空ポンプ10の無駄な運転を防止し、省エネルギ化とすることも可能となる。 For this reason, it is possible to reliably perform the exhalation with the vacuum pump 10 and stop the vacuum pump 10 at the end of the exhalation without fail, thereby preventing unnecessary operation of the vacuum pump 10 and saving energy. Is also possible.
また、このような真空ポンプユニット1を給水装置100に用いることで、呼水を確実に行なえるため、給水装置100の揚水効率を向上させ、且つ、揚水ポンプ102の空回り等の運転を防止することが可能とすることが可能となる。
Further, by using such a
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではない。例えば、上述した真空ポンプユニット1は、海水を揚水する給水装置100に用いると説明したが、例えば、天然発砲水や温泉等の、呼水が頻繁に必要となる液体を供給する装置に用いても良い。また、湖や沼等に用いる給水装置に用いても良い。各水質の水(お湯も含む)の供給時に、真空ポンプユニット1により、真空圧を検出し、確実に呼水を行なうことで、気体による揚水ポンプ102の機能の低下(及び停止)を極力防止し、揚水ポンプ102の運転効率を向上させることが可能となる。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, the above-described
さらに上述した真空ポンプユニット1の、仕切板23は、水面で槽部21を仕切り、その主面の高さ方向の長さは、槽部21の内壁高さよりも短く形成される、としたが、主面の高さ方向の長さを、槽部21の内壁高さと同一としてもよい。このような形状の仕切板23とする場合には、槽部21の底部側に位置する主面にメッシュ孔や開口部を設け、連続するようにすればよい。このような仕切板を用いることで、海水中の異物の移動を極力防止することとなる。
Further, the
また、上述した真空ポンプユニット1では、補給水槽20には、排水口25とドレン30との2つを有する構成としたが、排水口25の下方に、さらに電磁弁を有する排出口を設ける構成としてもよい。ドレン30に設けられた手動による開閉弁31は、真空ポンプ10の故障等の緊急時や補給水槽20のメンテナンス時等に用いるものであるが、作業者が補給水槽20まで移動して開閉を行なわなければならない。しかし、運転制御の一つに、電磁弁26を有する排水口25が真空ポンプ10の停止指示であっても停止しない等の故障や、排水口25の異物による詰り等の発生時に、強制的に排出口の電磁弁を開く制御を組み込むことで、補給水槽20中の水が氾濫することを防止できる。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
In the
1…真空ポンプユニット、10…真空ポンプ、11…モータ、12…吸込フランジ、13…吐出フランジ、14…封水口、15…呼水配管、16…逆止弁、17…吐出配管、18…真空圧検出器(圧力検出器)、20…補給水槽、21…槽部、22…蓋体、23…仕切板、24…ボールタップ、25…排水口、26…電磁弁、27…封水チューブ、29…フロートスイッチ(水位検出器)、30…ドレン、31…開閉弁、32…固定台、33…接続部、34…吐出管、35…消音フィルタ、50…制御盤(制御部)、51…電源部、52…制御回路部、53…制御出力回路、54…運転切換回路、55…電磁弁開閉回路、56…信号反転回路、61…第1SW、62…制御出力部、63…第2SW、64…第3SW、65…第4SW、66…モータ運転指示部、67…第5SW、68…開閉指示部、69…第6SW、70…反転指示部、100…給水装置、101…吸込管(取水管)路、102…揚水ポンプ、103…逆止弁、104…吐出管路、D…海(水源)、E…揚水の流れ方向、F…気体及び水の流れ方向、S…信号線、W…水位。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記給水ポンプと前記真空ポンプとの間に設けられ、前記真空ポンプから前記給水ポンプへの流体の逆流を防止する逆止弁と、
前記給水ポンプと前記逆止弁との間に設けられ、且つ、前記給水ポンプと前記逆止弁との間の圧力を検出する圧力検出部と、
前記真空ポンプの吐出側に接続され、その内部に水の貯留が可能な補給水槽と、
この補給水槽内部の水の水位を検出する水位検出器と、
前記真空ポンプ、前記圧力検出器及び前記水位検出器に接続され、前記圧力検出器により検出された圧力が所定の圧力より高い場合には、前記真空ポンプを運転させるとともに、前記水位検出器により検出された水位が、予め定められた基準水位より高い場合には、前記真空ポンプの運転を停止させる制御部と、を備えることを特徴とする真空ポンプユニット。 A vacuum pump that performs exhalation by sucking at least one of the gas in the intake pipe connected to the water supply pump and the water supply pump;
A check valve provided between the water supply pump and the vacuum pump to prevent a backflow of fluid from the vacuum pump to the water supply pump;
A pressure detector provided between the feed water pump and the check valve, and detecting a pressure between the feed water pump and the check valve;
A replenishing water tank connected to the discharge side of the vacuum pump and capable of storing water therein;
A water level detector for detecting the water level in the makeup tank;
When the pressure detected by the pressure detector is higher than a predetermined pressure, connected to the vacuum pump, the pressure detector and the water level detector, the vacuum pump is operated and detected by the water level detector. And a controller that stops the operation of the vacuum pump when the water level is higher than a predetermined reference water level.
前記真空ポンプの吐出側は前記仕切板により仕切られた前記補給水槽内部の一方に配置され、
前記水位検出器は前記仕切板により仕切られた前記補給水槽内部の他方に配置されることを特徴とする請求項1に記載の真空ポンプユニット。 Partitioning the interior of the replenishing water tank at least at the level of the water surface, and further comprising a partition plate for continuing the bottom of the replenishing water tank
The discharge side of the vacuum pump is disposed on one side of the makeup water tank partitioned by the partition plate,
The vacuum pump unit according to claim 1, wherein the water level detector is disposed on the other side of the makeup water tank partitioned by the partition plate.
前記圧力検出器により検出された圧力が所定の圧力よりも高い場合に、前記真空ポンプにより前記給水ポンプ内の気体を吸込み呼水を行なうとともに、前記気体を補給水槽に流入させる工程と、
補給水槽の壁部に設けられ、その内部が予め定められた基準水位より所定だけ低い水位までの水を排水可能に設けられた排水口を開閉する電磁弁を、前記圧力検出器により検出された圧力が所定の圧力よりも高い場合に閉とする工程と、
前記給水ポンプの呼水が終了し、さらに前記真空ポンプにより前記給水ポンプ内の水を吸込み、この水を前記補給水槽に流入させる工程と、
前記補給水槽内の水の水位が前記基準水位となったか否かを水位検出器により検出する工程と、
前記水位検出器により、前記補給水槽内の水位が前記基準水位と検出された場合に、前記真空ポンプの運転を停止させるとともに、前記電磁弁を開とする工程と、を備えることを特徴とする真空ポンプユニットの制御方法。 Detecting a pressure in the water supply pump by a pressure detector provided between the water supply pump and the vacuum pump;
When the pressure detected by the pressure detector is higher than a predetermined pressure, the vacuum pump sucks the gas in the water supply pump and performs exhalation, and causes the gas to flow into a makeup water tank;
A solenoid valve that opens and closes a drain outlet provided on the wall of the replenishing water tank and capable of draining water up to a predetermined level lower than a predetermined reference water level is detected by the pressure detector. Closing when the pressure is higher than a predetermined pressure;
Expiring water from the water supply pump, further sucking water in the water supply pump by the vacuum pump, and flowing the water into the makeup water tank;
Detecting whether or not the water level in the makeup tank has become the reference water level by a water level detector;
A step of stopping the operation of the vacuum pump and opening the electromagnetic valve when the water level detector detects the water level in the makeup water tank as the reference water level. Control method of vacuum pump unit.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20110510 |