JP3161757U - T形逆止弁及びポンプユニット - Google Patents

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Abstract

【課題】船舶補機などポンプ設備において、ポンプ吐出系統の簡素化及び省スペース化を可能とするハンドル付T形逆止弁を提供する。【解決手段】弁本体1の入口2と同口径且つ直角方向の出口3eを持ち、ハンドル10及びネジ付きの弁軸9による弁の閉鎖機構と開弁状態で可動の弁体7による逆止機構を持つアングル逆止弁の該出口と反対方向及び/又は直角方向の追加出口を配し、各出口間の弁室4を通る空間を管路に兼用可能にしてハンドル付T形逆止弁を構成する。ポンプユニットに活用に当たっては、例えば並列配置の2台又は3台の横軸渦巻ポンプの吐出側に装着の逆止弁のうち、隣接ポンプの吐出し流体と合流の逆止弁に上記のT形逆止弁を使用し、各逆止弁の対向出口を短管で直列接続して該ポンプ列の各吐出口と同一鉛直面内に吐出管路を成し且つ外向出口に給液先に至る吐出管を配してポンプユニットを構成する。【選択図】図1

Description

本考案は、船舶補機などポンプ設備に使用する逆止弁及びそれを組込んだポンプユニットに係るものであり、陸上一般にも適用する。
船舶を例に採れば、航海上重要な補機は並列設置の2台(常用・予備)又は3台(常用2台、予備1台)のポンプと関係諸弁で二重化され、常用ポンプ(以下、常用機と呼ぶ)が故障の際は直ちに予備ポンプ(以下、予備機と呼ぶ)を始動し、給液(給水・給油)を続行するようポンプユニットが構成されている。
各ポンプの吐出口に逆止弁を、その各弁の出口側で合流の吐出管を配し、常用機運転中は待機中の予備機に、予備機運転中は故障常用機に逆流を阻止している。
一般に横軸渦巻ポンプの吐出口は上向きのためアングル逆止弁を装着し、該ポンプ周りの弁操作及び保守に正面(軸端側)の空間を採るため該逆止弁出口を反軸端側に向け、該ポンプ上の空間に配した吐出管に接続している。
横軸渦巻ポンプは、軸端側を正面として弁操作・運転監視、ポンプ開放・羽根車点検及び軸封シール(メカニカルシール)換装の作業空間を、反軸端側を背面として電動機の点検、取外し・再取付けの保守用空間をそれぞれ採り、上部空間は二次ストレーナや冷却器などの関連機器を配し、立体的空間利用の複合ユニット構成に頗る好都合である。
然し、該吐出管がポンプ上の背部空間に入るため、特に既発明「特願2009‐241185:電動機と一体型の渦巻きポンプ」(以下、既発明1と呼ぶ)及び既発明「特願2009−227263:船舶の機関冷却装置」(以下、既発明2と呼ぶ)の立体複合ユニットでは、電動機の保守用空間を狭め且つ上部に立体複合の関連機器の高さを制約する。
なお、該ポンプの上部空間に複数対の逆止弁を集中配置する場合は、各逆止弁対とその合流吐出管が平面的に並列になってスペースを大きく採り、特に既発明「特願2009−165327:渦巻ポンプ及びポンプユニット」(以下、既発明3と呼ぶ)の消防・ビルジポンプユニットでは、該並列スペースを避けるため、例えば消防用逆止弁対の対向出口を結んだT合流管をユニット背部に導き吐出管を他弁の管の間を通してユニット外に引出す如く、逆止弁群の管路を複雑にしている。
燃料油や潤滑油の二重化された清浄機では、複数の逆止弁や閉鎖弁を管で結び2〜3列のマトリクス状の弁群で切替しているが、上記のように各弁列の吐出管が並行しスペースを採っており、それを標準的な弁数のブロックに弁本体を鋳造し機械加工の上、弁部品を組付けた集中配置の連成逆止弁や連成閉鎖弁も使用されているが、弁数が限定され高価である。
上述の複合ユニット構成や複数対の逆止弁集中配置におけるポンプ吐出系統の簡潔化且つ省スペースを期する。
[ハンドル付逆止弁構造] アングル逆止弁の出口をその反対側(180度方向)に追加し且つ両出口の間で弁室を通る流路を形成し、双出口形逆止弁(以下、T形逆止弁と呼ぶ)を構成し、なお、複合ユニット構成の都合で該追加出口の90度方向や180度・90度両者併設も可能とする(その場合、出口は2又は3方向となるが、以下、一括してT形逆止弁と呼ぶ)。
出口径が入口径と同一の等径T形逆止弁及び入口径の約ルート2倍(流路断面積が約2倍)相当の管サイズの異径T形逆止弁とし、弁室を通る双出口間の流路は管路を兼用しその出口面間寸法は、前者は入口と同一、後者は出口と同径のアングル逆止弁の規格標準にそれぞれ倣う。
弁室内径は入口径の倍近くあり、異径T形逆止弁の出口管部は、側断面では弁室に向かって入口径に絞り平断面では弁室内径に拡げ、入口の倍近くの流路断面積が可能である。
弁本体及び弁体・開閉機構の各々部品は、上述の異径出口管部以外は規格標準寸法とし、逆止機能を持たないT形閉鎖弁も同様に構成可能である。
[無ハンドル逆止弁構造] 上述の弁本体及び弁体を利用し、弁軸付の弁室上蓋を配して逆止機能のみで低背の無ハンドルのアングル逆止弁及びT形逆止弁を構成する。
[ポンプユニット構成] 上述のアングル逆止弁及びT形逆止弁をポンプ吐出口に装着して下記のポンプユニットを構成、なお、特記の他はハンドル付逆止弁として記載する。
[ポンプ2台のユニット] 並列設置の常用機・予備機各1台のポンプユニットでは常用機の吐出口に本考案の等径T形逆止弁を、予備機の吐出口にアングル逆止弁をそれぞれ装着し、対向する両弁出口を短管で結んで該ポンプ対上の垂直面内に直列に配し、該T形逆止弁の外向出口に吐出管を配して立体複合の関連機器に給液するようユニット構成する。
[ポンプ3台のユニット] 並列設置の常用機2台・予備機1台計3台の内2台並列運転のポンプユニットでは、各常用機の吐出口に本考案の異径T形逆止弁を、予備機の吐出口にアングル逆止弁をそれぞれ装着し、対向する各弁出口を短管で結んで該ポンプ列上の垂直面内に直列に配し、外向出口に吐出管を配して立体複合の関連機器に給液するようユニット構成する。
ポンプ3台は等容量とし内2台の並列運転で以って所要流量を給液するよう設計し、主機関の倍容量に同一口径のポンプで対応する。
[無ハンドル逆止弁] ポンプの直上部に冷却器などの関係機器が載る既発明2の如き複合ユニットにおいて、弁操作ハンドルの空間が採れない場合は、無ハンドル逆止弁を使用しその閉鎖機能として各逆止弁とポンプ吐出口との間にバタフライ弁を、その弁軸がポンプ渦巻面方向(ポンプ軸に直角)になるよう挿入する(該逆止弁の入口はフランジ面と弁体下端との空間が半口径程度あり、該バタフライ弁の面間寸法の半分で隙間を与え両弁体間の干渉を避ける)。
[二用途兼用ポンプユニット] 既発明3の双吸引口型横軸渦巻ポンプ2台(1号機、2号機)の吐出口に上記の無ハンドルT形逆止弁を装着し、該逆止弁の対向出口及び該ポンプの対向吸引口にそれぞれバタフライ弁を配し、それぞれT形の合流吐出管及び分岐吸引管を配して例えば2重化(常用・予備)の冷却海水供給に当て、該逆止弁の外向出口及び該ポンプの外向吸引口にそれぞれ下記の弁を配して各ポンプを2用途に当て、該ポンプ軸端側を操作・保守正面として全ての弁を該ポンプ対周りの垂直面内に集中配置する。
一方(1号機)には、逆止弁出口・ポンプ吸引口ともバタフライ弁を配してバラスト水滅菌循環に、他方(2号機)には逆止弁出口にバタフライ弁を、ポンプ吸引口にアングル逆止弁をそれぞれ配して非常吸・排水に当てる。
[複数対の逆止弁] 既発明3の横軸渦巻ポンプ2台並列設置の消防・ビルジポンプユニットの如き複数対の逆止弁を持つ場合は、両ポンプ吐出側の消防、排水及びエダクタ駆動水のアングル逆止弁3対の内の前者2対は、各々一方又は両方にT形逆止弁を使用してユニット外への管路を兼用する。
両ポンプの外向き吸引口にT形逆止弁の一方の出口を結合して直接ビルジ吸引に供し、他方の出口にバタフライ弁を配して取水に供し、該T形逆止弁を取水流路に兼用する(取水管方向の都合上、出口間90度のものが望ましい)。
[連成逆止弁] 複数のT形逆止弁をその出口で直結して直列弁組を成し、その複数組を並列に配し、各直列弁組の直交方向の各T形逆止弁の入口を逆T形多分岐管で結び、任意の個数の直列弁組を任意の組数で密集マトリクス状の連成逆止弁を構成する。
[連成閉鎖弁・連成混成弁]なお、逆止機能を除き逆止弁と同一の標準規格寸法を持つ閉鎖弁に双出口を配したT形閉鎖弁で上記と同様な密集マトリクス状の連成閉鎖弁を構成し、必要に応じT形逆止弁と混成の連成混成弁を構成できる。
T形逆止弁は、双出口間をその口径の流路断面積を持つ管路に兼用して、常用機及び予備機の逆止弁及び吐出管を直列接続し、ポンプ対上部の垂直面内に集中配置できるので管路は頗る簡潔且つ省スペースとなり、複合ユニットでは冷却器などの関連機器を逆止弁ハンドルに近接且つ電動機上の空間を保守必要限に設置できるので、平面的・立体的両面で占有空間を節減できる。
異径T形逆止弁はポンプ2台分の流量に対応する流路断面積を持つ管路に兼用できるので、常用機2台・予備機1台の複合ユニットにおいて、上記と同様な効果と共に下記の利点を伴う。
常用機2台並列運転の倍流量で、機関冷却系では倍容量の主機関に対応でき、ポンプ口径範囲を圧縮すなわち枠番数を半減(予備機1台と共に枠番毎の使用数を1.5倍増)するので生産管理上好都合であり、ユニット構成要素(ポンプ・弁等)は操作力・重量とも増加せず操作・保守とも軽作業で済む。
常用機2台並列運転では、ポンプ始動時の発電機の突入負荷が軽いので順次直入始動でき、大寸且つ高価な減電圧始動器(機関冷却系では弁開状態で始動のためタップ付補償器を内装)を要しない。
[異径T形逆止弁の出口径] 冷却器などの関係機器の口径に合せるのがよいが、管路要素の標準化の見地から、双出口間の流路断面積は必ずしも入口の2倍を要せず、標準口径で1段上(例えば中・大型船の冷却海水や主機潤滑油に使用の中口径ポンプ用として入口径:Di=150mm、200mmではそれぞれ出口径:Do=200mm、250mm)でもよく、流路断面積Ao=(Do/Di)^2は1.78、1.56倍、流速V=2・Ai/Aoはそれぞれ1.12、1.28倍となり海水系の設計標準流V=3m/sに対し約3.4〜4m/s、潤滑油系ではV=2m/sに対し約2.2〜2.6m/sに達するが、従来の切り継ぎT形管で合流の曲進流路との比較において損失抵抗は大差なく且つユニット内の局部的であり、給液圧力降下は軽少である。
既発明3の如き消防・ビルジポンプユニットにおいて、ポンプ2台を並列運転して倍流量を供給・排水する場合は、各逆止弁対の一方又は両方をを異径T形逆止弁とし上記と同様の標準口径比で対応でき、消防高圧(揚程H=60~70m)とビルジ排水(H=20〜25m)の2重仕様ポンプでは、上記の流速におけるユニット内の損失抵抗の影響は更に小さい。
複数逆止弁対を持つ上記のポンプユニットでは、従来の並行吐出管が各対の逆止弁間の短管と直列のユニット外吐出管に換わるので、その省スペース効果は著しい。
なお、ポンプ吸引側において、例えばT形逆止弁の出口にバタフライ弁を配すれば、従来のT合流管を兼用するので、管工姿は簡潔且つ省スペースとなる。
既発明3の如き双吸引口ポンプ使用の二用途兼用ポンプユニットでは、無ハンドルT形逆止弁の装着により、吸引・吐出の全ての弁がポンプ対周りの垂直面内に直列配置で簡潔な管工姿となり、ポンプ正面・背面とも充分な空間が採れ、上部に立体配置の冷却器2台の保守用空間の開口床を以って電動機の吊上げ出し入れが可能となり、保守上頗る好都合である。
[連成逆止弁] T形逆止弁及び同寸法のT形閉鎖弁は、直列弁芯距と並列芯距はほぼ同一で弁ハンドル径にハンドル間隙間を与え、密集マトリクス状の弁群を成す連成逆止弁を任意の直列・並列数で構成の設計自由度を与え、直交方向の逆T形多分岐管は単純な管工(切断、溶接)で製作可能である。
[混成連成弁] 逆止弁と閉鎖弁は逆止機構(弁体・弁軸)以外は同一標準規格寸法であり、逆止弁と同様に弁本体をT形に構成できるので、上記と同様な連成閉鎖弁や混成連成弁を形成可能であり、二重化の油清浄機の共通機能部の管結合に頗る好都合である。
本考案のT形逆止弁の構造をシンボルと共に図示し、(a)はハンドル付、(b)は無ハンドル型を示す。 本考案のハンドル付T形逆止弁を使用したポンプユニットの要部構成を示す正面図。 本考案のハンドル付T形逆止弁を使用したポンプユニットの全体構成を示す側面図で、(a)は本考案の実施例、(b)は従来の構成を示す比較図。 本考案の無ハンドルT形逆止弁を使用したポンプユニットの要部構成を示す正面図。 本考案の無ハンドルT形逆止弁を使用したポンプユニットの全体構成を示す側面図で、(a)は本考案の実施例、(b)は従来の構成を示す比較図。 本考案のT形逆止弁を使用した二用途兼用ポンプユニットの正面図。 本考案のT形逆止弁を使用した二用途兼用ポンプユニットの側面図。 本考案のT形逆止弁を使用した複数逆止弁対のポンプユニットの平面図。 本考案のT形逆止弁及びT形閉鎖弁を使用したマトリクス状の連成弁の姿図で、(a)は平面図、(b)は側面図。
前述の如くアングル逆止弁の出口を反対側又は/及び直角方向にも配して双出口間の流路を管路に兼用できる構造に構成した、本考案のハンドル付T形逆止弁及びその逆止機能のみの構造の無ハンドルT形逆止弁を、既発明1及び既発明2の如き立体複合ユニット並びに既発明3の如き二用途兼用ポンプユニット及び複数の逆止弁対を持つポンプユニット等に使用した実施例を、以下に図面を参照し説明する。
[T形逆止弁] 図1(a)にハンドル付T形逆止弁を示せば、本体1は入口2、等径出口3e又は異径出口3d、弁室4、弁室フランジ5を持ち、弁室4下部に弁座兼ガイド6が固定され、リフト(Lift)hだけ上下可動の弁体7を配し、蓋8に付した弁軸9、ハンドル10が弁閉鎖機構11を成している。
入口2及び等径出口3eの口径D1、面間寸法L1、異径出口3dの口径D2、面間寸法L2、口径D1、D2と面間寸法L1、L2とはそれぞれ口径のアングル弁の規格標準寸法を採る。
異径出口3dの口径D2は入口径D1のルート2倍すなわち流路断面積Ad=(D2/D1)^2が2倍を目標とし、出口管3pは側断面では出口径D2から弁室4に向かってD1に絞り平断面では入口径D1のほぼ倍の弁室径Dvに拡げ、入口2の倍面積が可能であり、弁体7のリフトhは入口径D1の1/4が標準である。
図1(b)に無ハンドルT形逆止弁を示せば、弁軸9を固定した蓋8を弁室フランジ5に装着したもので、本体1の入口2、出口3e又は3d、弁室4が一体を成し、弁座兼ガイド6を固定し弁体7がリフトhを採ることは上記と同様である。
なお、本体1の外面にマーク12を鋳造浮出し、定格圧力(5k、10k等)及び口径(150、200等)を表示し、それぞれ構造図の下に図示のシンボルを系統図上やユニット姿図上に記載する。
異径T形逆止弁の出口径D2は、管路要素の標準化の見地から、双出口間の流路(弁室4の弁体7周りの広い空間を通る)を考慮し、前述「考案の効果」のように入口径D1の一段上の管サイズに合わせるのがよい。
双出口の方向は180度を標準とし、図1のシンボルに破線図示のように90度方向を採り或いは90度方向の出口の併設も可能である。
なお、図1(b)の蓋8と弁軸9で以って閉鎖機構11を持たない無ハンドルアングル逆止弁(自明につき図示省略)も構成可能である。
[ポンプユニット] ポンプ上部空間に二次ストレーナや冷却器を配し、本考案の実施例2として立体複合構成の主機潤滑油冷却・供給ユニットの要部を図2、図3に示せば、先ず図2において、3台の口径D1の電動機一体型の横軸渦巻ポンプ21、22、23を前2者を常用機21、22として並列運転し、後者を予備機23として何れかの常用機故障の際直ちに始動するよう待機させ、主機サンプタンク(図示外)液面下からアングル逆止弁24を経て吸引主管25で分岐し、各ポンプ21、22、23の各吸引口13sに配したバタフライ弁26、27、28を経て吸引し、各吐出口13dに配した異径T形逆止弁29、30、アングル逆止弁31の各対向出口間3d−3d、3d−3eを短管32、33で結びポンプ列上の垂直面内に直列管路を成し、該逆止弁29の外向側に吐出管34を配して図3に示す立体複合の二次ストレーナ35、冷却器36を経て主機関に給油する。
ポンプ2台すなわち各1台の常用機21、予備機23の場合は、図2中央のポンプ22、吸引弁27、異径T形逆止弁30及び短管33を除き、吐出管34とT形逆止弁29は等径D1、常用機21と予備機23との芯距離をS1とする他は上述と同様である(自明につき図示省略)。
ポンプ芯距S1、S2は、吸引弁26、27、28の開閉操作や電動機端子箱15の保守・点検空間を採った最小限とする。
二次ストレーナ35との相対配置に応じ、破線図示のように短管32でT合流して吐出し管34を配することができる(なお、T合流管32の寸法及び芯距S1を調整要す)。
なお、サンプタンク液面下から吸引のアングル逆止弁24は各ポンプ21、22、23の自吸(Priming保持)を齎すが、万一の空気吸込みや長時間休止中の弁体漏油・落油に備え、近設の潤滑油移送ポンプ(一次ストレーナ付属の小口径歯車ポンプでサンプタンクから吸引)から逆止弁を経て吸引主管25に呼び油(Priming)管を接続可能である(系統単純のため図示省略、参考記載)。
図3(a)において、ポンプ21(代表記載)周りの垂直面内にT形逆止弁29を経て上向きの吐出管34は立体複合設置の二次ストレーナ35(自動逆洗型、スラッジチェッカー付属)に接続、二次ストレーナ35はT形逆止弁29のハンドル10に近接且つ電動機14の上は空間となり保守上必要高で該逆止弁の設置高からの制約なく支枠17を配することができる。
ポンプ21の寸法・重量の大半を占める電動機14を支台16に装着し、ポンプ本体13は中口径の管工姿(短管や弁との結合)の工場横持ちや船内搭載に強度充分のため、管路の一部と見做し、ポンプ21の正面のケーシングカバー13cを開放可能とし、背面の電動機14は端子箱15と共に充分な上部空間で保守・点検及び電動機14の小吊上げと横引き・押しで取外し・再取付け作業を可能とする。
既発明2のもの(従来のアングル逆止弁を使用)を比較用として示す図3(b)においては、吐出し管34が全ポンプ21の電動機14の上部空間を狭め且つ支枠17を高くし、二次ストレーナ35、冷却器36(上に中甲板)の高さ寸法を制約している。
中・小型船での冷却器36が機付(主機関に装着)の場合には、二次ストレーナ35の支枠38の奥行が小さくなるので、電動機14の上部空間は保守上更に重要である。
機関室内補機配置の都合上、立体複合ユニットの支台17上の機器をポンプ21、22、23の上に覆い被さるように配する場合は、図4、図5(a)に示すように、T形逆止弁29、30、アングル逆止弁31を全て無ハンドル型とし閉鎖機能としてバタフライ弁29v、30v、31vを各ポンプの吐出口13dとの間に、弁軸がポンプ渦巻面(ポンプ軸直角)方向となるよう挿入する。
各逆止弁29、30、31はバタフライ弁29v、30v、31vの面間寸法だけ高くなるが56mm(D1=125mm)〜60mm(D1=200mm)で小さく、それ自体は支台17上の機器高への影響は軽少である。
吐出管34は、図5(a)にしめすように、ユニット正面方向への曲り(エルボー)が増したのみで頗る単純であり、背面の電動機14上の全空間が保守・点検に利用でき、図5(b)に示す既発明2の従来の逆止弁を使用の立体複合ユニットでの電動機14の上部を占める吐出管34に比べ著しく改善される。
図4において破線図示のように、90度方向出口3dのT形逆止弁29に、或いは90度方向にも出口3dを付加したT形逆止弁30に吐出管34を配し、最小限の芯距離S1、S2で配置のポンプ列(21・22・23)と立体複合の二次ストレーナ35や冷却器36との最適な相対位置を採ることができる。
なお、後者の場合は、ポンプ21上の逆止弁29はポンプ23上と同様のアングル逆止弁31とし、ポンプ2台(21・23)設置の場合は前者のT形逆止弁29を等径出口3eとする。
[二用途兼用ポンプユニット] 図6において、既発明3の双吸引口横軸渦巻ポンプP1(1号機)、P2(2号機)による立体複合ユニットに無ハンドルT形逆止弁V51、V52を使用すれば、その対向側出口3dにそれぞれバタフライ弁V31、V32を介してT合流の吐出管34を配し、分岐して管34Lで冷却系{主機潤滑油・空気冷却(図示外)及び管34Cで二次ストレーナ35を経て清水冷却器36}に給水し、T形逆止弁V51の外向出口3dにバタフライ弁V41を配し1号機P1でバラスト水滅菌循環系に送水し、T形逆止弁V52の外向出口3dにバタフライ弁V42を配し非常排水するよう両ポンプ吐出系を構成でき、図7に示すように、全て該ポンプ対上の垂直面内に弁・管とも集中配置となり、管工姿は頗る簡潔になる。
各電動機14の上部空間には立体複合の2台の清水冷却器36への小径の給水管以外は無く端子箱15の上は充分広く保守・点検に利用でき、支枠17上の冷却器保守空間に広い開口床18(破線図示)を配して電動機14の吊上げ出し入れも可能となる。
各ポンプの吸引系は、1号機P1 2号機P2の対向側吸引口13sにT分岐の吸引管25sを、1号機P1の外向吸引口13sにバタフライ弁V21と管25Bを、2号機P2の外向吸引口13sにアングル逆止弁V22(その入口を管25Eとする)を配し、それぞれ冷却海水吸引、バラスト水滅菌吸引及び非常吸引の吸引系を構成する。
なお、冷却系吐出管34の分岐点手前に温度センサT34を装着し、温調弁(図示外)で混合水量(管37)を調整し冷却海水を定温制御して管34L、34Cで給水する(参考記載)。
[複数逆止弁対のポンプユニット] 既発明3の双吸引口横軸渦巻ポンプ2台P1、P2を並列設置し複数逆止弁対を持つ消防・ビルジポンプユニットにおいて、図8に示すように、該ポンプP1、P2の吐出側の逆止弁対V11(消防)、V4(排水)のそれぞれ一方にT形逆止弁VT11、VT4を使用してユニット外への吐出管34F(消防給水)、34D(舷外排水)に接続し、両ポンプP1、P2の外向吸引口にT形逆止弁(90度形)VT8配しその入口を直接ビルジ管45に、90度出口にバタフライ弁V1を直結して取水管44にそれぞれ接続し、それぞれ直列管路を成して管工姿を著しく簡潔化且つ効果的な省スペースが可能である。
ポンプP1、P2の対向吸引口にバタフライ弁V2を、吐出側の多分岐管50の対向管端にバタフライ弁V3をそれぞれ配して工形に結び注排水管49を成し、ポンプP1、P2の下を通りユニット外で船尾タンク(APT)、バラスト系及び船倉ビルジ系に接続し(図示外)、該工形管49の縦管部から分岐しアングル逆止弁V9を配して間接ビルジ管46を成し、該縦管部49の下端から分岐しアングル逆止弁V13をエダクタ40の吸引口40Sに直結し、該多分岐管50の上向管端にアングル逆止弁V12とその対向出口に合流管40Tを配し、エダクタ40の駆動水口40Dに結ぶ。
このように構成した弁群は、注排水系と消防系の全弁V2、V3、V11、VT11が工形管(注排水管)49・消防給水管34Fと共にポンプP1、P2周りの、エダクタ駆動系の弁V12と合流管40Tが弁V13の上の、排水系の弁V4、VT4が舷外排水管34Dと共にエダクタ40周りのそれぞれ垂直面内に整然且つ充分な弁操作間隔を採って配置され、全逆止弁V11、VT11、V12、V4、VT4がほぼ同高且つポンプP1、P2のほぼ奥行(電動機14を含む)に収まる。
なお、エダクタ40の吸引弁V13はポンプユニット正面及び右側面から操作可能、ユニット背面側の各ポンプP1、P2の電動機14は、端子箱15と共に保守・点検及び取外し・再取付に充分な上部空間を持ち、側部に引出し入れ可能である。
[連成弁] 図9(a)において、T形逆止弁V61、V62、V63の各出口を直結し弁直列組1を、同様にT形逆止弁V71、V72、V73で弁直列組2を、T形逆止弁V81、V82、V83で弁直列組3を成し、直交方向のT形逆止弁V61、V71、V81の各入口を逆T形多分岐管51で接続し、同様にV62、V72、V82の各入口を逆T形多分岐管52で、T形逆止弁V63、V73、V83を多分岐管53で結び、密集のマトリクス状の連成逆止弁を構成する。
弁芯距S1は直列方向に2・L1、直交方向にも2・L1を標準とし、弁ハンドル径Dhの隙間g=S1−Dhとなり、直列方向すなわち並列方向ののハンドル隙間gが小さい場合は直交方向の弁芯距S2を大きくしハンドル隙間gを調整する(隙間gは60〜80mmが望ましい)。
直列・並列とも弁数は任意に選び、隣合う弁(例えばV61、V62)をアングル逆止弁として切離してV61とV62・V63を別系統に接続でき、並列方向についても同様に(例えば多分岐管(例えば51)の途中を切離し隣合う弁(例えばV61とV71・V81)を別系統に接続できる。
閉鎖弁は逆止弁と同一の標準規格寸法のため、必要に応じ上記の逆止弁をT形閉鎖弁に代え混成連成弁を構成可能である(図9に倣う)。
本考案のT形逆止弁は、複数並列設置の横軸渦巻ポンプの吐出口に装着し、双出口間の通過・合流の管路機能を本来の逆止機能に追加し、ポンプ列上の垂直面内から吐出管をポンプ列外に引出せる効果を齎したもので、既発明2の船舶の機関冷却装置の冷却海水・清水供給ユニット、主機潤滑油冷却・供給ユニット及び主機ジャケット冷却ユニット並びに既発明3の消防・ビルジポンプユニットに利用し、管工姿の更なる簡潔化と省スペースを可能とし、陸上施設においても、これらと同様な構成を持つポンプ装置に適用可能である。
これは、既発明1及び既発明3の電動機一体型の横軸渦巻ポンプによる、ポンプ正面(軸端側)で弁操作、開放点検(ケーシングカバー13cを開放)・軸封シール換装、ポンプ背面で電動機14の点検・保守、ポンプ上部に立体複合の関連機器や注排水用複数弁群の集中配置のように、前・後・上の3空間の高密度利用に本考案の効果は頗る大きい(実施例4及び実施例5においては、ポンプユニット姿の奥行の尺度として船体構造の肋骨間隔[Frame Space:略してFS]を併せ示す)。
なお、本考案のT形逆止弁は、弁本体1以外は全て規格標準部品で構成しており、弁出口3e・3dは規格標準寸法の鋳型を弁本体1に組合せて鋳造し、弁座6、弁室フランジ8を弁入口2、出口3e・3dフランジと共に同芯旋削・鑽孔の一般的鉄工加工で低コストで製作・供給可能である。
本考案のT形逆止弁及びT形閉鎖弁の本体形状・寸法は同一であり、密集マトリクス状の弁群を構成し、二重化の油清浄機の同機能系統において切替、合流、分流が可能である。
1 弁本体、本体 2 入口
3e 出口(等径)
3d 出口(異径) 3p 出口管(異径)
4 弁室 5 弁室フランジ
6 弁座兼ガイド 7 弁体
8 蓋 9 弁軸
10 ハンドル 11 閉鎖機構
12 マーク 13 ポンプ本体
13s 吸引口 13c ケーシングカバー
13d 吐出口
14 電動機 15 端子箱
16 支台 17 支枠
18 開口 19、20 欠番
D1 入口径、出口径(等径) D2 出口径(異径)
Dv 弁室内径 h 弁体リフト
L1 面間寸法(等径出口) L2 面間寸法(異径出口)
S1、S2 ポンプ芯距 FS Frame Space(肋骨間隔)
TTP 二重底上板 BHD 隔壁
WS 隔壁補強材
21、22 ポンプ、常用機 23 ポンプ、予備機
24 アングル逆止弁 25 吸引主管
25S、25B、25E 吸引管(冷却海水系、バラスト水循環系、非常吸・排水系)
26、27、28 バタフライ弁
29、30 T形逆止弁 31 アングル逆止弁
29v、30v、31v バタフライ弁
32、33 短管 34 吐出管
34L 吐出管(潤滑油冷却系) 34C 吐出管(清水冷却系)
34B 34E 吐出管(バラスト水循環系、非常吸・排水系)
34V バタフライ弁
35 二次ストレーナ 35T 短管(二次ストレーナ用)
36 冷却器 37 温調混合管
P1、P2 ポンプ V1 バタフライ弁、取水弁
V2 バタフライ弁、吸引弁 V3 バタフライ弁、吐出弁
V4、V9 V11、V12、V13 逆止弁、アングル逆止弁
VT4、VT8 VT11 T形逆止弁
34F 吐出管、消防給水管 34D 吐出管、舷外排水管
38、39 欠番 40 エダクタ
40D 駆動水口 40S 吸引口
40T T合流管、駆動水管
41〜43、47、48 欠番 44 取水管
45 直接ビルジ管 46 間接ビルジ管
49 工形共通管、注排水管 50 多分岐管
V61、V62 V63、V71、V72、V73、V81、V82、V83 T形逆止弁、T形閉鎖弁
51、52、53 逆T形多分岐管 S 弁芯距
Dh ハンドル径 g ハンドル隙間
[ハンドル付T形逆止弁構造] 弁本体の入口と同口径且つ直角方向の出口を持ち、ハンドル及びネジ付きの弁軸による弁の閉鎖機構と開弁状態で可動の弁体による逆止機構を併せ持つアングル逆止弁の該出口と反対方向及び/又は直角方向の追加出口を配し、各出口間の弁室を通る空間を管路に兼用可能とするハンドル付T形逆止弁を構成するこの構成により該出口は、該入口と直角の一平面内で2〜4方向になるが、以下、一括してT形逆止弁と呼ぶ)。
[無ハンドルT形逆止弁構造] 上記の弁本体及び弁体を利用し、ハンドル付T形逆止弁の閉鎖機構を廃し、弁軸を弁室の蓋に開弁状態に固定して常に可動の弁体による逆止機構のみを持つ背丈の低い無ハンドルT形逆止弁を構成する。
[異径T形逆止弁] 上述のハンドル付及び無ハンドルのT形逆止弁において、出口径が入口径と同一の等径T形逆止弁に加え、出口径を入口径より大きくして該出口間の弁室を通る流路断面積を倍増するよう異径T形逆止弁を構成し、該出口の面間寸法(弁中心からフランジ面までの距離)は等径出口では入口と同一、異径出口ではそれと同径のアングル逆止弁の規格標準にそれぞれ倣う。
弁室内径は入口径の2倍近くあり、異径T形逆止弁の出口管部は、側断面では弁室に向かって入口径に絞り、平断面では弁室内径に拡げ、入口の倍近くの流路断面積が可能である。
弁本体、弁体及び開閉機構の各々部品は、上述の異径出口管部以外は規格標準寸法とし、なお、弁軸端で弁体を拘束して逆止機構を除き(開弁状態で流体の逆流も可能とし)ハンドルとネジ付の弁軸による閉鎖機構のみを持つハンドル付T形閉鎖弁も該規格標準寸法の部品で以って同様に構成可能である。
[ポンプユニット構成] 上述のアングル逆止弁及びT形逆止弁(特記の他、ハンドル付き逆止弁として記載)をポンプ吐出口に装着して下記のポンプユニットを構成、なお、ポンプ吐出口を含むポンプ軸に垂直な面を、以下、ポンプ上の垂直面或いはポンプ周りの垂直面と呼ぶ。
[異系統吸引] T形逆止弁の入口をビルジ吸引系に、一方の出口を該ポンプの外向吸引口に、他の出口をバタフライ弁を介して取水系にそれぞれ接続し、両出口間の空間を消防給水及びビルジ排水の如き異系統に共通の吸引管路として兼用する(取水管方向の都合上、出口間90度(直角)のものを使用する)。
[T形逆止弁] 図1(a)にハンドル付T形逆止弁の構造を示せば、本体1は入口2、等径出口3e又は異径出口3d、弁室4、弁室フランジ5を持ち、弁室4の下部に弁座兼ガイド6が固定され、開弁状態でリフト(Lift)hだけ上下可動の弁体7を配し、弁室フランジ5に組付けの蓋8に付したネジ付の弁軸9及びハンドル10が弁閉鎖機構11を成している。
図1(b)に無ハンドルT形逆止弁を示せば、弁軸9を固定した蓋8を弁室フランジ5に装着し弁体7を常に可動にしたもので、本体1の入口2、出口3e又は3d、弁室4が一体を成し、弁座兼ガイド6を固定し弁体7がリフト(Lift)hを採ることは、上述の図1(a)に示すハンドル付T形逆止弁と同様である。
双出口の相対方向は180度(反対方向)を標準とし、図1のシンボル図に破線図示のように90度(直角方向)を採り或いは両者(反対方向及び直角方向)の出口の併設も可能である。
[無ハンドルアングル逆止弁] なお、図1(b)の蓋8に固定の弁軸9による弁体7が常時可動の逆止機構のみを持ち出口3eが一つの無ハンドルアングル逆止弁(自明につき図示省略)も構成可能である。
本考案のT形逆止弁の構造をシンボルと共に図示し、(a)はハンドル付、(b)は無ハンドル型を示す。 本考案のハンドル付T形逆止弁を使用したポンプユニットの要部構成を示す正面図。 本考案のハンドル付T形逆止弁を使用したポンプユニットの全体構成を示す側面図で、(a)は本考案の実施例、(b)は従来の構成を示す比較図。 本考案の無ハンドルT形逆止弁を使用したポンプユニットの要部構成を示す正面図。 本考案の無ハンドルT形逆止弁を使用したポンプユニットの全体構成を示す側面図で、(a)は本考案の実施例、(b)は従来の構成を示す比較図。 本考案のT形逆止弁を使用した二用途兼用ポンプユニットの正面図。 本考案のT形逆止弁を使用した二用途兼用ポンプユニットの側面図。 本考案のT形逆止弁を使用した複数逆止弁対のポンプユニットの姿図で、(a)は平面図、(b)は取水系及びビルジ系の吸引弁群構成の側断面図。 本考案のT形逆止弁及びT形閉鎖弁を使用したマトリクス状の連成弁の姿図で、(a)は平面図、(b)は側面図。
[複数逆止弁対のポンプユニット] 既発明3の双吸引口横軸渦巻ポンプ2台P1、P2を並列設置し複数逆止弁対を持つ消防・ビルジポンプユニットにおいて、図8(a)に示すように、該ポンプP1、P2の吐出側の逆止弁対V11(消防)、V4(排水)のそれぞれ一方にT形逆止弁VT11、VT4を使用してユニット外への吐出管34F(消防給水)、34D(舷外排水)に接続し、図8(a)、(b)に示すように、両ポンプP1、P2の外向吸引口13sにT形逆止弁(90度形)VT8の一方の出口3eを結合し、その入口2をビルジ系(直接ビルジ)45に、他方(90度)の出口3eにバタフライ弁V1を介して取水系44にそれぞれ接続し、該T形逆止弁VT11、VT4、VT8の各出口間を管路に兼用したそれぞれ直列管路を成し、管工姿を著しく簡潔化且つ効果的な省スペースが可能である。

Claims (7)

  1. アングル逆止弁の出口を180度及び/又は90度の方向に追加し、該出口間を弁室を通る管路に兼用可能に構成したT形逆止弁。
  2. 出口径を入口径より大きくし、弁室を通る流路断面積を倍に構成した請求項1のT形逆止弁。
  3. 請求項1及び請求項2の弁室蓋に弁軸を固定し、弁閉鎖機構を除いた無ハンドルT形逆止弁。
  4. 並列配置の2台又は3台のポンプの吐出側に装着の逆止弁の内、隣接ポンプの吐出液に合流の逆止弁に請求項1又は請求項3のT形逆止弁を使用し、各弁の対向出口を短管で直列接続し、外向出口に吐出管を配して構成したポンプユニット。
  5. 請求項1のT形逆止弁の入口をビルジ吸引系に、出口をポンプ吸引口及びバタフライ弁を介して取水吸引系に結び、該出口間を管路に兼用したポンプユニット。
  6. 請求項1の複数個のT形逆止弁の出口を直列接続した直列弁組の複数組を配し、該直列弁組の直交方向の各T形逆止弁の入口を逆T形多分岐管で結び、任意の個数の直列弁組を任意の組数で密集マトリクス状に構成した逆止連成弁
  7. 請求項1のT形逆止弁の代りに同構造のT形閉鎖弁で以って請求項6と同様な構成で、或いはT形逆止弁とT形閉鎖弁の混合で同様に構成した連成弁。
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