JP2019206957A - シール水タンク - Google Patents

Abstract

【課題】シール水タンク内のシール水の液量を従来よりも正確に確認できる技術を提供する。【解決手段】シール水を貯留するタンク本体と、タンク本体に貯留されたシール水を送出する出口部と、出口部から送出されたシール水がタンク本体に還る入口部と、タンク本体の上部に設けられたタンク本体と連通する配管であって、タンク本体よりも小径であり、内部がシール水で満たされる配管と、配管内のシール水の液量を検知する液量検知センサと、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、シール水タンクに関する。

ポンプ、コンプレッサなどの回転機構を有する機械の動力を伝える軸受部に設置されるシール部材として、メカニカルシールがある。例えば、特許文献１には、ポンプのメカニカルシールを冷却水により冷却する方法が開示されている。

特開昭５３−７３６０３号公報

メカニカルシールでは、ポンプなどの軸受部に、シールタンクで冷却されたシール水が供給される。従来、シールタンク内のシール水の液量の確認は、シール水タンクの側面に設けられた管理用の窓を通じて、目視で行うことが一般的であった。しかしながら、目視では、シール水の微量な変化を確認することが困難であった。

本発明は、上記の問題に鑑み、シール水タンク内のシール水の液量を従来よりも正確に確認できる技術を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明は、以下の手段を備える。すなわち、本発明はシール水を貯留するタンク本体と、タンク本体に貯留されたシール水を送出する出口部と、出口部から送出されたシール水がタンク本体に還る入口部と、タンク本体の上部に設けられたタンク本体と連通する配管であって、タンク本体よりも小径であり、内部がシール水で満たされる配管と、配管内のシール水の液量を検知する液量検知センサと、を備える、シール水タンクである。

本発明に係るシール水タンクによれば、シール水の液量を液量検知センサで検知するため、シール水の液量を目視で確認する場合と比較して、正確にシール水の液量を確認できる。また、タンク本体よりも小径の配管におけるシール水の液量を検知することで、タンク本体でシール水の液量を検知する場合と比較して、微量な変化も検知することができ、より正確にシール水の液量を確認することができる。その結果、仮に、シール水の漏出があった場合でも、シール水の漏出を直ちに把握することができる。従って、本発明に係るシール水タンクによれば、シール水の微量の変化も管理することができる。

また、本発明に係るシール水タンクは、シール水を補充するシール水補充口を更に備え、シール水補充口は、配管の上流に設けられていてもよい。

シール水補充口を配管の上流に設けることで、シール水を補充した場合でも、補充後のシール水の液量を正確に検知できる。なお、シール水補充口に、異物の混入を抑制するメッシュを設けてもよい。これにより、シール水を補充することによる異物の混入を抑制できる。

また、本発明に係るシール水タンクは、タンク本体に貯留されたシール水を冷却する冷却部を更に備え、冷却部は、タンク本体の周囲を囲むように設けられた、冷却媒体が流れる冷却流路を有するものでもよい。

シール水は、供給先（例えば、ポンプなどの回転機構を備える機械の軸受部）での吸熱により温度が上昇することが懸念される。また、シール水の温度が上昇したままであると、シール水の供給先の軸受部等に不具合が発生することも懸念される。冷却部を備えることで、シール水の温度上昇を抑制でき、また、供給先の不具合の発生を抑制できる。また、冷却部が、タンク本体の周囲を囲むように設けられることで、効率よくシール水を冷却できる。また、タンク本体内に冷却部を設ける場合と比較して、タンク本体内の清掃やメンテナンスを容易に行うことができる。

また、本発明に係るシール水タンクにおいて、入口部と出口部は、タンク本体の下部に設けられ、シール水タンクは、タンク本体の内壁に沿って設けられた、入口部から上部（シール水タンクの上部）に向けて延びるタンク内の還り配管を更に備える、構成でもよい。

タンク内の還り配管をタンク本体の内壁に沿って設けることで、効率よく熱交換を行うことができ、冷却効果を高めることができる。また、タンク内の還り配管を流れるシール水は、タンク本体内のシール水よりも温度が高いことが想定されるが、タンク本体の内壁に沿って上昇しながら冷却され、更に、タンク内の還り配管から送出されたシール水は、下降、かつ拡散しながら更に徐々に冷却される。そのため、攪拌等をせずとも、タンク本体内のシール水は、均一に冷却できる。

ここで、本発明は、上述したシール水タンクを含む、シール水循環システムとして特定してもよい。例えば、本発明は、シール水を貯留するシール水タンクと、シール水タンクから送出されたシール水を供給先まで流す行き配管と、供給先から送出されたシール水をシール水タンクまで流す還り配管と、を備え、シール水タンクは、シール水を貯留するタンク本体と、タンク本体に貯留されたシール水を送出する出口部と、出口部から送出されたシール水がタンク本体に還る入口部と、タンク本体の上部に設けられたタンク本体と連通する配管であって、タンク本体よりも小径であり、内部がシール水で満たされる配管と、配管内のシール水の液量を検知する液量検知センサと、を有するシール水循環システムである。

本発明に係るシール水循環システムによれば、シール水の液量を検知センサで検知するため、シール水の液量を目視で確認する場合と比較して、正確にシール水の液量を確認できる。また、タンク本体よりも小径の配管におけるシール水の液量を検知することで、タンク本体でシール水の液量を検知する場合と比較して、正確にシール水の液量を検知することができる。その結果、仮に、シール水の漏出があった場合でも、シール水の漏出を直ちに把握することができる。従って、本発明に係るシール水循環システムによれば、シール水の微量の変化も管理することができる。

なお、シール水循環システムは、シール水の供給先、例えば、ポンプ、コンプレッサなどの回転機構を有する機械を含む構成としてもよい。また、シール水循環システムは、冷却水を供給する冷却装置や冷却水が流れる配管を含む構成としてもよい。

本発明によれば、シール水タンク内のシール水の液量を従来よりも正確に確認できる技術を提供することができる。

図１は、実施形態に係るシール水タンクの正面図を示す。 図２は、実施形態に係るシール水タンクの上面図を示す。 図３は、実施形態に係るシール水タンクの上部の側面図を示す。 図４は、図１におけるＡ−Ａ断面図を示す。 図５は、図１におけるＢ矢視図を示す。 図６は、実施形態に係るシール水循環システムの一例を示す。

以下、本発明の実施形態について説明する。以下の説明は例示であり、本発明は以下の内容に限定されるものではない。

＜シール水タンク＞
図１は、実施形態に係るシール水タンクの正面図（片側断面図）を示す。図２は、実施形態に係るシール水タンクの上面図を示す。図３は、実施形態に係るシール水タンクの上部の側面図を示す。図４は、図１におけるＡ−Ａ断面図を示す。図５は、図１におけるＢ矢視図を示す。

実施形態に係るシール水タンク１は、タンク本体２、出口部３、入口部４、第１配管５、液量検知センサ６、第２配管７、シール水補充口８、メッシュ９、圧力センサ１０、第３配管１１、手動バルブ１２、加圧用エア供給口１３、第４配管１４、安全弁１６、冷却ジャケット１７、邪魔板１８、冷却水入口１９、冷却水出口２０、タンク内還り配管２１、制御部２２等を備える。

タンク本体２は、シール水を貯留する。実施形態に係るタンク本体２は、加圧容器釜で構成されているが、シール水を貯留できればよい。実施形態では、シール水として、純水とグリセリンの混合水が用いられている。

出口部３は、タンク本体２に貯留されたシール水を送出する。出口部３は、タンク本体２の底部の中央付近に設けられている。入口部４は、出口部３から送出され、供給先となるポンプ、コンプレッサなどの回転機構を有する機械の動力を伝える軸受部を循環したシール水がタンク本体２に還る。入口部４は、タンク本体２の底部の外周付近（後述する冷却ジャケット１７の内側）に設けられている。

第１配管５は、本発明の配管の一例であり、タンク本体２の上部に設けられたタンク本体２と連通する垂直に立ち上がる配管であり、タンク本体２よりも小径であり、内部がシール水で満たされる。実施形態に係る第１配管５は、ヘルール配管が用いられ、交換自在に構成されている。後述する他の配管（第２配管７など）も含め、本実施形態では、ヘルール配管を用いることで交換が容易となり、清掃やメンテナンスも容易に行うことができる。但し、他の配管を用いるようにしてもよい。

液量検知センサ６は、第１配管５の上部に設けられ、第１配管内のシール水の液量を検知する。実施形態に係る液量検知センサ６には、液量（液面レベル）を検知するレベルセンサが用いられ、図１における第１配管５の中間（点線で示す）をシール水の液面レベルとして検知する。液量検知センサ６は、制御部２２と電気的に接続されている。制御部２２は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、メモリ、入出力インターフェースを備え、ディスプレイ、スピーカ、警告灯と接続されている。実施形態に係る液量検知センサ６は、制御部２２の制御により、所定時刻（例えば、始業前の時刻）になると自動的にシール水の液量を検知する。検知された液量は、既定した設定値と比較され、設定値との差が所定以上の場合、警告（ディスプレイに表示、及び警告灯で警告）するようになっている。「設定値」、及び「設定値との差」は、タンク本体２の容量や第１配管５の内径等に応じて適宜既定することができる。また、「設定値」は、例えば、前日検知した液量の値としてもよい。また、検知結果は、メモリに記録される。

第２配管７は、補充するシール水が流れる配管である。第２配管７は、一端に、シール水を補充するシール水補充口８が設けられ、他端が第１配管５の上部に接続されている。シール水補充口８は、図示しない蓋で覆うことができる。第２配管７は、シール水補充口８付近がエルボ配管で構成されており、シール水補充口８の付近（エルボ配管の一端側）は、垂直である。エルボ配管の他端から第１配管５までは第１配管に向けて僅かに下り傾斜となる直線状の配管で構成されている。傾斜することで、補充するシール水が配管途中に溜まることを抑制できる。シール水補充口８には、異物の混入を抑制するためのメッシュ９が設けられている。更に、第２配管７には、圧力センサ１０が設けられている。圧力センサ１０は、タンク本体２内の圧力を検知する。実施形態に係る圧力センサ１０は、制御部２２と電気的に接続されており、制御部２２の制御により、所定時刻（例えば、始業前の時刻）になると自動的にタンク本体２内の圧力を検知する。検知された圧力は、既定した設定値と比較され、設定値との差が所定以上の場合、警告（ディスプレイに表示、及び警告灯で警告）するようになっている。「設定値」、及び「設定値との差」は、タンク本体２の容量や第１配管５の内径等に応じて適宜既定することができる。また、「設定値」は、例えば、前日検知した圧力の値としてもよい。また、検知結果は、メモリに記録される。第２配管７は、第１配管５と同じくヘルール配管が用いられており、交換自在に構成されている。なお、実施形態に係るシール水タンク１は、シール水の液量とタンク本体２内の圧力とを検知したが、液量のみ検知するようにしてもよい。これにより、シール水タンク１の構成を簡素化できる。

第３配管１１は、タンク本体２内を加圧する加圧用エアが流れる配管である。第３配管１１は、一端に、加圧用エアが供給される加圧用エア供給口１３が設けられ、他端が、第２配管７の流路途中に接続されている。また、加圧用エア供給口１３には、加圧用エアの供給量を調整する手動バルブ１２が設けられている。なお、第３配管１１は、第１配管５や第２配管７と同じくヘルール配管が用いられており、交換自在に構成されている。

第４配管１４は、エアが流れる配管であり、一端に、タンク本体２内の圧力上昇の際、タンク本体２内のエアを排出する安全弁１６が設けられている。また、第４配管１４の他端は、第２配管の流路途中に接続されている。第４配管１４は、第１配管５、第２配管７、第３配管１１と同じくヘルール配管が用いられており、交換自在に構成されている。

冷却ジャケット１７は、本発明の冷却部の一例であり、タンク本体２の周囲を囲むように設けられ、タンク本体２に貯留されたシール水を冷却する。実施形態に係る冷却ジャケット１７は、タンク本体２の外面と冷却ジャケット１７の外面との間の空間に、邪魔板１８が設けられ、冷却水が流れる螺旋状の流路が形成されている。冷却水入口１９は、タンク本体２の下部に設けられ、冷却水出口２０は、タンク本体の上部に設けられている。冷却水入口１９から供給された冷却水は、螺旋状の流路を上昇し、冷却水出口２０から送出される。実施形態に係る冷却ジャケット１７では、約５℃の冷却水が用いられるが、冷却水の温度は特に限定されない。また、冷却媒体も水に限定されない。なお、冷却ジャケット１７に代えて、冷却媒体が循環するコイルをタンク本体２内部に配置するようにしてもよい。

タンク内還り配管２１は、タンク本体２の内壁に沿って設けられた配管であり、出口部３から送出され、供給先となるポンプ、コンプレッサなどの回転機構を有する機械の動力を伝える軸受部を循環したシール水が流れる。タンク内還り配管２１は、タンク本体２の内壁にそって、入口部４から上部に向けて直線状に一つ設けられている。なお、タンク内還り配管２１は、複数設けるようにしてもよい。

＜シール水タンクの動作＞
シール水タンク１は、冷却ジャケット１７によって冷却されたシール水を供給先（例えば、ポンプ、コンプレッサなどの回転機構を有する機械の動力を伝える軸受部）に供給する。供給先を循環したシール水は、シール水タンク１に還り、再度、冷却ジャケット１７によって冷却され、供給先に供給される。シール水タンク１には、制御部２２で制御される液量検知センサ６、及び圧力センサ１０が設けられており、所定時刻（例えば、始業前の時刻）になると自動的にシール水の液量、及びタンク本体２内の圧力が検知される。検知された液量、及び圧力は、夫々が既定した設定値と比較され、設定値との差が所定以上の場合、警告（ディスプレイに表示、及び警告灯で警告）がなされる。また、検知結果が、メモリに記録される。

＜シール水循環システムの一例＞
図６は、実施形態に係るシール水循環システムの一例を示す。図６に示す例では、シール水タンク１から送出されるシール水は、真空乳化装置３０のメカニカルシールに供給され、シール水タンク１に還る。シール水タンク１と供給先である真空乳化装置３０とは、シール水の行き配管３１と、シール水の還り配管３２とで接続されている。シール水の行き配管３１は、シール水タンク１から送出されたシール水が流れる。シール水の還り配管３２は、供給先である真空乳化装置３０から送出されたシール水が流れる。なお、シール水の行き配管３１にフィルタを設けてもよい。これにより、万が一シール水に異物が混入している場合でも、供給先に供給されるシール水に異物が混入することを防ぐことができる。

また、冷却水は、冷却装置４０で冷却され、シール水タンク１を循環する。シール水タンク１と冷却装置４０は、冷却水の行き配管４１と、冷却水の還り配管４２とで接続されている。冷却水の行き配管４１は、冷却装置４０から送出された冷却水が流れる。冷却水の還り配管４２は、シール水タンク１から送出された冷却水が流れる。

＜効果＞
実施形態に係るシール水タンク１によれば、シール水の液量を液量検知センサ６で検知するため、シール水の液量を目視で確認する場合と比較して、正確にシール水の液量を確認できる。また、タンク本体２よりも小径の配管である第１配管５におけるシール水の液量を検知することで、タンク本体２でシール水の液量を検知する場合と比較して、微量な変化も検知することができ、より正確にシール水の液量を検知することができる。また、実施形態に係る液量検知センサ６は、制御部２２の制御により、所定時刻（例えば、始業前の時刻）になると自動的にシール水の液量を検知する。検知された液量は、既定した設定値と比較され、設定値との差が所定以上の場合、警告（ディスプレイに表示、及び警告灯で警告）するようになっている。また、検知結果は、メモリに記録される。その結果、仮に、シール水の漏出があった場合でも、シール水の漏出を直ちに把握することができる。従って、実施形態に係るシール水タンク１によれば、シール水の微量の変化も管理することができる。

また、実施形態に係るシール水タンク１は、圧力センサ１０を備え、圧力センサ１０は、制御部２２の制御により、所定時刻（例えば、始業前の時刻）になると自動的にタンク本体２内の圧力を検知する。検知された圧力は、既定した設定値と比較され、設定値との差が所定以上の場合、警告（ディスプレイに表示、及び警告灯で警告）するようになっている。また、検知結果は、メモリに記録される。液量検知センサ６に加えて圧力センサ１０も備えることで、仮に、シール水の漏出があった場合でも、シール水の漏出を直ちに把握することができる。従って、実施形態に係るシール水タンク１によれば、シール水の微量の変化も管理することができる。

また、シール水補充口８が第１配管５の上流に設けられており、シール水を補充した場合でも、補充後のシール水の液量を正確に検知できる。また、シール水補充口８に、異物混入を抑制するメッシュ９が設けられており、シール水を補充することによる異物の混入を抑制できる。

また、冷却ジャケット１７を備えることで、シール水の温度上昇を抑制でき、また、供給先の不具合の発生を抑制できる。また、冷却ジャケット１７が、タンク本体２の周囲を囲むように設けられることで、効率よくシール水を冷却できる。また、タンク本体２内に冷却部を設ける場合と比較して、タンク本体２内の清掃やメンテナンスを容易に行うことができる。

タンク内還り配管２１がタンク本体２の内壁に沿って設けられることで、効率よく熱交換を行うことができ、冷却効果を高めることができる。また、タンク内還り配管２１を流れるシール水は、タンク本体２内のシール水よりも温度が高いことが想定されるが、タンク本体２の内壁に沿って上昇しながら冷却され、更に、タンク内還り配管２１から送出されたシール水は、下降、かつ拡散しながら更に徐々に冷却される。そのため、攪拌等をせずとも、タンク本体２内のシール水は、均一に冷却できる。また、タンク内還り配管２１がタンク本体２の内壁に沿って一つだけ設けられることで、複数設けられる場合と比較して、タンク本体２内の清掃やメンテナンスを容易に行うことができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、上述した内容に限定されない。実施形態に係るシール水タンクは、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更することができる。

１・・・シール水タンク
２・・・タンク本体
３・・・出口部
４・・・入口部
５・・・第１配管
６・・・液量検知センサ
７・・・第２配管
８・・・シール水補充口
９・・・メッシュ
１０・・・圧力センサ
１１・・・第３配管
１２・・・手動バルブ
１３・・・加圧用エア供給口
１４・・・第４配管
１６・・・安全弁
１７・・・冷却ジャケット
１８・・・邪魔板
１９・・・冷却水入口
２０・・・冷却水出口
２１・・・タンク内還り配管
２２・・・制御部
３０・・・真空乳化装置
３１・・・シール水の行き配管
３２・・・シール水の還り配
４０・・・冷却装置
４１・・・冷却水の行き配管
４２・・・冷却水の還り配管

Claims (4)

1. シール水を貯留するタンク本体と、
   タンク本体に貯留されたシール水を送出する出口部と、
   出口部から送出されたシール水がタンク本体に還る入口部と、
   タンク本体の上部に設けられたタンク本体と連通する配管であって、タンク本体よりも小径であり、内部がシール水で満たされる配管と、
   配管内のシール水の液量を検知する液量検知センサと、
   を備える、シール水タンク。
2. シール水を補充するシール水補充口を更に備え、
   シール水補充口は、配管の上流に設けられている、
   請求項１に記載のシール水タンク。
3. タンク本体に貯留されたシール水を冷却する冷却部を更に備え、
   冷却部は、タンク本体の周囲を囲むように設けられた、冷却媒体が流れる冷却流路を有する、
   請求項１又は２に記載のシール水タンク。
4. 入口部と出口部は、タンク本体の下部に設けられ、
   シール水タンクは、タンク本体の内壁に沿って設けられた、入口部から上部に向けて延びるタンク内の還り配管を更に備える、
   請求項１から３の何れか１項に記載のシール水タンク。