JP3713621B2 - 横軸ポンプ - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乾式真空ポンプを用いて、ポンプケーシングを満水とする満水装置を構成した横軸ポンプに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の横軸ポンプの一例を、図5および図6を参照して説明する。図5は、ポンプケーシングを満水とする満水装置を備えた従来の横軸ポンプの全体構成図である。図6は、満水検出手段の一例の構造を示す図である。
【0003】
図5において、横軸ポンプは、ポンプケーシング10の上流側に吸込エルボ12を介して吸込管14が連通され、この吸込管14の先端部の吸込口16が吸込水槽18の水面下に没入され、またポンプケーシング10の下流側にルーズ短管20を介して吐出弁22が設けられ、さらに吐出弁22に吐出管24が連通され、この吐出管24の先端部の吐出口26が吐出水槽28の水面下に没入される。そして、吸込エルボ12の壁を水平方向に主軸30が貫通する。この主軸30の一端に、ポンプ羽根車32が固定されて、ポンプケーシング10内に回転自在に配設され、他端は減速機34を介して電動機36に駆動連結される。
【0004】
また、ポンプケーシング10の上部に開口部38が穿設され、この開口部38が満水検出手段40に連通され、この満水検出手段40が真空遮断弁42を介して液封式真空ポンプ44に配管連通される。そして、満水検出手段40と真空遮断弁42を連通する配管を分岐し、これを大気と連通する真空破壊弁46が設けられる。さらに、液封式真空ポンプ44には、給水ポンプ48で適宜に給水される貯水タンク50より、液封のための水が供給される。また、制御手段52は、満水検出手段40から満水を検出した信号が与えられると、真空遮断弁42を閉塞するとともに液封式真空ポンプ44の運転を停止させる。
【0005】
なお、満水検出手段40は、図6に示すごとく、2本の平行な電極54,54を備え、この2本の電極54,54が水に没して導通することにより、満水の検出がなされる。そして、開口部38や満水検出手段40や真空遮断弁42や液封式真空ポンプ44および制御手段52などにより、満水装置が構成されている。
【0006】
かかる構成の横軸ポンプにおいて、真空遮断弁42が開成されるとともに真空破壊弁46が閉塞状態で、液封式真空ポンプ44の運転を起動させる。すると、ポンプケーシング10内の空気が吸い出され、ポンプケーシング10内が負圧となって、吸込水槽18の水が吸込管14と吸込エルボ12を通ってポンプケーシング10内に吸引される。そして、ポンプケーシング10が満水となり、その水で満水検出手段40の電極54,54が導通して満水が検出されると、制御手段52により、真空遮断弁42が閉塞されるとともに液封式真空ポンプの運転が停止される。このようにして、ポンプケーシング10を満水状態とし、電動機36を駆動させてポンプ羽根車32を回転駆動させることで揚水運転がなされる。
【0007】
なお、揚水運転の終了後に、真空破壊弁46を開成すると、ポンプケーシング10内の水が落水する。また、吐出弁22は、横軸ポンプの型式により運転起動時の制御が異なる。たとえば、斜流ポンプであれば、吐出弁22を閉塞した状態で満水操作を行い、揚水運転起動後に開成される。また、軸流ポンプであれば、吐出弁22を解放した状態で満水操作を行う。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来構造にあっては、真空ポンプとして液封式が用いられる。これは、ポンプケーシング10内の満水操作を行う際に、ポンプケーシング10内の空気と一緒に水分および塵埃をも真空ポンプが吸い込むことが多く、液封式であれば、水分および塵埃を吸い込んでも性能に損傷を受けることがないためである。しかるに、この液封式真空ポンプを用いるのにともない、貯水タンク50および給水ポンプ52などの液封のための水が必要とされる。
【0009】
ところで、近年、ポンプ場の信頼性を高めるために、主ポンプの無給水軸封装置および空冷式減速機などの、水系統を含まない構造の補助設備が採用される傾向にある。いわゆる、ポンプ場の無水化である。これは、断水などによる補助設備の故障に起因して、災害時などに主ポンプが運転不能になることを極力回避するためである。
【0010】
本発明は、上述のポンプ場の無水化の要請に鑑みてなされたもので、満水操作を乾式真空ポンプを用いて行い得るようにした横軸ポンプを提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明の横軸ポンプは、横軸ポンプを複数台設け、これらの複数台の横軸ポンプのポンプケーシングまたはこのポンプケーシングに連接される吸込エルボまたはルーズ短管の上部にそれぞれに開口部を設け、これらの開口部をそれぞれに満水検出手段に連通し、これらの満水検出手段を真空遮断弁と気液分離手段をそれぞれに介して1台の乾式真空ポンプに配管連通し、制御手段は、前記乾式真空ポンプを運転するとともに前記真空遮断弁のいずれか1つを開成し、この開成された真空遮断弁が連通する前記満水検出手段で満水が検出されると、この真空遮断弁を閉塞するとともに他の真空遮断弁の1つを開成して、順次に前記複数台の横軸ポンプを1台ずつ満水とし、全ての横軸ポンプが満水となると、開成されていた真空遮断弁を閉塞するとともに前記乾式真空ポンプを運転停止するように構成されている。
【0012】
そして、横軸ポンプを複数台設け、これらの複数台の横軸ポンプのポンプケーシングまたはこのポンプケーシングに連接される吸込エルボまたはルーズ短管の上部にそれぞれに開口部を設け、これらの開口部をそれぞれに満水検出手段に連通し、これらの満水検出手段をそれぞれに気液分離手段に配管連通し、これらの気液分離手段をそれぞれに真空遮断弁を介して1台の乾式真空ポンプに配管連通し、制御手段は、前記乾式真空ポンプを運転するとともに前記真空遮断弁のいずれか1つを開成し、この開成された真空遮断弁が連通する前記満水検出手段で満水が検出されると、この真空遮断弁を閉塞するとともに他の真空遮断弁の1つを開成して、順次に前記複数台の横軸ポンプを1台ずつ満水とし、全ての横軸ポンプが満水となると、開成されていた真空遮断弁を閉塞するとともに前記乾式真空ポンプを運転停止するように構成することもできる。
【0013】
さらに、前記気液分離手段を、これに連通する流入側の配管の流路断面積に比べて大きな断面積を有する真空タンクで構成しても良い。
【0014】
さらにまた、前記乾式真空ポンプと前記気液分離手段の間に塵埃の通過を阻止するフィルターを設けて構成しても良い。
【0015】
そしてさらに、前記気液分離手段を、これに連通する流入側の配管の流路断面積に比べて大きな断面積を有する真空タンクで形成し、この真空タンク内の上部で液体の分離された気体が通過する位置に、塵埃の通過を阻止するフィルターを設けて構成しても良い。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第1実施例を図1を参照して説明する。図1は、本発明の第1実施例のポンプケーシングを満水とする満水装置を備えた横軸ポンプの全体構成図である。図1において、図5と同じまたは均等な部材には同じ符号を付けて重複する説明を省略する。
【0017】
図1に示す本発明の横軸ポンプにおいて、図5に示す従来の構造と相違するところは、以下のところである。ポンプケーシング10の上部の開口部38が満水検出手段40に連通され、この満水検出手段40が真空遮断弁42を介して気液分離手段としての真空タンク60に配管連通される。この真空タンク60は、一例として上下方向に長い円筒状で、その円筒断面積は連通される流入側の配管の流路断面積よりもかなり大きく、吸い込まれる空気が真空タンク60内に入って急激に流速が低下するように構成される。なお、真空タンク60の上下方向の略中央の側壁に、真空遮断弁42からの配管が連通開口される。そして、真空タンク60の底部は分離された水分の溜まり場であり、下端はドレイン弁62を介して大気に連通される。また、真空タンク60内の上部には、塵埃の通過を阻止するフィルター64が設けられ、上端が逆止弁66と吸込弁68を介して乾式真空ポンプ70に配管連通される。さらに、真空タンク60と逆止弁66の間を連通させる配管が分岐されて、それが開放弁72を介して大気に連通される。制御手段52は、満水検出手段40から満水を検出した信号が与えられると、真空遮断弁42を閉塞するとともに乾式真空ポンプ70の運転を停止させる。
【0018】
かかる構成において、真空破壊弁46とドレイン弁62および開放弁72を閉塞するとともに真空遮断弁42と吸込弁68を開成した状態で、乾式真空ポンプ70が運転される。すると、ポンプケーシング10内の空気がまず真空タンク60内に吸い込まれる。ここで、真空タンク60内で流速が急激に低下するので、空気に混入されている水などの液体は、真空タンク60内で下方に落下して底部に溜まり、空気と水が分離される。また、空気に含まれる塵埃は、フィルター64により通過が阻止される。そこで、真空タンク60の上端からは、水と塵埃が除去された清浄な空気が乾式真空ポンプ70に吸引される。このようにして、ポンプケーシング10内の空気が吸い出されて負圧となり、ポンプケーシング10内に水が吸入されて満水となる。このポンプケーシング10内が満水となり、満水検出手段40で満水が検出されて、真空遮断弁42が完全に閉塞されるまでの間は、乾式真空ポンプ70の運転が完全に停止されていないとすると、真空タンク60内には空気に代えて水が吸入され易い。しかし、真空タンク60内で空気と水が完全に分離されるので、乾式真空ポンプ70内に水が吸入されることがない。
【0019】
したがって、本発明の横軸ポンプにあっては、気液分離手段としての真空タンク60を用いて吸引する空気から水を分離し、また、フィルター64により塵埃を除去するので、乾式真空ポンプ70には、水および塵埃が吸引されずに故障などを生ずることがない。もって、乾式真空ポンプ70を用いて横軸ポンプの満水操作を行うことができ、満水操作に必要な補助設備を無水化することができる。
【0020】
次に、本発明の第2実施例を図2を参照して説明する。図2は、本発明の第2実施例のポンプケーシングを満水とする満水装置を備えた複数台の横軸ポンプの全体構成図である。図2において、図1と同じまたは均等な部材については同じ符号を付けて重複する説明を省略する。
【0021】
図2に示す第2実施例では、複数台の横軸ポンプ80a、80b、80cが設けられ、これらのポンプケーシングの上部に設けたそれぞれの開口部に満水検出手段40a、40b、40cがそれぞれに連通される。これらの満水検出手段40a、40b、40cは、真空遮断弁42a、42b、42cをそれぞれに介して1台の真空タンク60に配管連通される。なお、満水検出手段40a、40b、40cと真空遮断弁42a、42b、42cの間の配管がそれぞれに分岐されて真空破壊弁46a、46b、46cをそれぞれに介して大気と連通される。そして、満水検出手段40a、40b、40cの満水を検出した信号が制御手段52にそれぞれに与えられ、この制御手段52から真空遮断弁42a、42b、42cおよび乾式真空ポンプ70にそれぞれ信号が与えられる。
【0022】
かかる構成において、制御手段52は、まず1つの真空遮断弁40aを開成し、他の真空遮断弁40b、40cを閉塞した状態で、乾式真空ポンプ70の運転を行う。すると、開成された真空遮断弁42aが連通する横軸ポンプ80aのポンプケーシング内の空気が吸い出されて負圧となって水が吸い込まれる。そして、ポンプケーシング内が満水となると、満水検出手段40aから信号が制御手段52に出力される。この信号が与えられた制御手段52は、開成していた真空遮断弁42aを閉塞するとともに他の1つの真空遮断弁42bを開成する。そこで、新たに開成された真空遮断弁42bが連通される横軸ポンプ80bがこんどは満水となる。すると、同様にして、開成されていた真空遮断弁42bを閉塞して未だ開成されていない別の真空遮断弁42cを開成し、これが連通する横軸ポンプ80cが満水とされる。そして、満水となれば開成されていた真空遮断弁42cを閉塞する。また、全ての横軸ポンプ80a、80b、80cが満水となったことを判別すると、制御手段52は乾式真空ポンプ70の運転を停止させる。
【0023】
この第2実施例にあっては、複数台の横軸ポンプ80a、80b、80cを、1台の乾式真空ポンプ70により満水とすることができる。
【0024】
さらに、本発明の第3実施例を図3を参照して説明する。図3は、本発明の第3実施例のポンプケーシングを満水とする満水装置を備えた複数台の横軸ポンプの全体構成図である。図3において、図1および図2と同じまたは均等な部材については同じ符号を付けて重複する説明を省略する。
【0025】
図3に示す第3実施例において、図2に示す第2実施例と相違するところは、以下の点にある。横軸ポンプ80a、80b、80cにそれぞれ連通される真空遮断弁42a、42b、42cが、1台の真空タンクでなく、それぞれに真空タンク60a、60b、60cに配管連通され、これらの真空タンク60a、60b、60cが1台の乾式真空ポンプ70に配管連通されたことにある。
【0026】
かかる構成にあっては、横軸ポンプ80a、80b、80c毎に真空タンク60a、60b、60cが設けられ、それぞれの真空タンク60a、60b、60cは、水を分離できる容量が小さくて足り、それだけ小型化することができる。そして、真空遮断弁42a、42b、42cを閉塞することで、真空タンク60a、60b、60cに水が吸い込まれまたは流入するようなことがない。
【0027】
そしてさらに、本発明の第4実施例を図4を参照して説明する。図4は、本発明の第4実施例のポンプケーシングを満水とする満水装置を備えた複数台の横軸ポンプの全体構成図である。図4において、図1ないし図3と同じまたは均等な部材については同じ符号を付けて重複する説明を省略する。
【0028】
図4に示す第4実施例において、図3に示す第3実施例と相違するところは、それぞれの横軸ポンプ80a、80b、80cに連通される真空遮断弁42a、42b、42cと真空タンク60a、60b、60cとの配管順序が入れ替えられて配管連通されたことにある。例えば、横軸ポンプ80aに設けられた開口部に連通する満水検出手段40aが、真空タンク60aに配管連通され、この真空タンク60aが真空遮断弁42aに配管連通される。そして、それぞれの真空遮断弁42a、42b、42cが1台の乾式真空ポンプ70に配管連通される。
【0029】
かかる構成にあっては、真空遮断弁42a、42b、42cを閉塞することで、真空タンク60a、60b、60cが乾式真空ポンプ70から遮断され、真空タンク60a、60b、60c内に分離されて溜まっている水分などが乾式真空ポンプ70に吸い込まれる虞が全くない。
【0030】
なお、上記実施例において、気液分離手段として横断面積の大きな円筒状の真空タンク60を用いているが、これに限られず、インラインタイプの真空タンクであっても良く、空気に混合された水を確実に分離できるならば、他のいかなる手段が用いられても良い。また、真空タンク60内の上部にフィルター64が設けられているが、これに限られず、乾式真空ポンプ70に至るまでの配管経路に独立させて介装しても良い。フィルター64を独立して介装するならば、フィルター64の保守が容易である。
【0031】
さらに、ポンプケーシング10内の空気を吸い出すための開口部38は、ポンプケーシング10の上部に穿設されたものに限られず、ポンプケーシング10の上流側に連接される吸込エルボ12の上部、またはポンプケーシング10の下流側に連接されるルーズ短管20の上部に穿設されても良い。そして、開口部38は、1つに限られず、複数穿設され、それらの開口部が互いに連通接続されて1本の配管にまとめられて満水検出手段40に連通されても良い。また、満水検出手段40は、ポンプケーシング10内が満水となったことを検出して適宜な信号を出力できれば良く、いかなる構造であっても良い。
【0032】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の横軸ポンプは構成されているので、以下のごとき格別な効果を奏する。
【0033】
請求項1記載の横軸ポンプにあっては、気液分離手段により吸引する空気に混合された水が分離されるので、空気を吸引する真空ポンプに水が吸い込まれることがなく、乾式真空ポンプを用いることができる。したがって、満水操作の補助設備を、水の供給を必要としない無水化することができる。そして、複数台設けられた横軸ポンプにそれぞれ満水検出手段を連通し、これらの満水検出手段を真空遮断弁と気液分離手段をそれぞれに介して1台の乾式真空ポンプに配管連通しているので、それぞれの気液分離手段は水を分離できる容量が小さくて足り、それだけ小型化することができる。
【0034】
そして、請求項2記載の横軸ポンプにあっては、複数台設けられた横軸ポンプにそれぞれ満水検出手段を連通し、これらの満水検出手段をそれぞれに気液分離手段に配管連通し、これらの気液分離手段をそれぞれに真空遮断弁を介して1台の乾式真空ポンプに配管連通しているので、それぞれの気液分離手段は水を分離できる容量が小さくて足り、それだけ小型化することができる。しかも、真空遮断弁を閉塞することで、気液分離手段が乾式真空ポンプから遮断され、気液分離手段内に分離されて溜まっている水分などが乾式真空ポンプに吸い込まれる虞が全くない。
【0035】
そして、請求項3記載の横軸ポンプにあっては、気液分離手段を、流入側の配管の流路断面積に比べて大きな断面積を有する真空タンクで構成したので、その構造が極めて簡単である。
【0036】
さらに、請求項4記載の横軸ポンプにあっては、フィルターにより空気に含まれる塵埃を除去するので、乾式真空ポンプに塵埃が吸い込まれることがなく、塵埃の吸い込みによる損傷を受けることがない。
【0037】
さらにまた、請求項5記載の横軸ポンプにあっては、気液分離手段としての真空タンク内の上部にフィルターを設けたので、真空タンク内で空気から水と塵埃がともに分離される。そして、真空タンクで、気液分離手段とフィルターが一体化して構成され、それだけ配管が少なくて足りる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施例のポンプケーシングを満水とする満水装置を備えた横軸ポンプの全体構成図である。
【図2】 本発明の第2実施例のポンプケーシングを満水とする満水装置を備えた複数台の横軸ポンプの全体構成図である。
【図3】 本発明の第3実施例のポンプケーシングを満水とする満水装置を備えた複数台の横軸ポンプの全体構成図である。
【図4】 本発明の第4実施例のポンプケーシングを満水とする満水装置を備えた複数台の横軸ポンプの全体構成図である。
【図5】 ポンプケーシングを満水とする満水装置を備えた従来の横軸ポンプの全体構成図である。
【図6】 満水検出手段の一例を示す図である。
【符号の説明】
10 ポンプケーシング
12 吸込エルボ
20 ルーズ短管
38 開口部
40、40a、40b、40c 満水検出手段
42、42a、42b、42c 真空遮断弁
52 制御手段
60、60a、60b、60c 真空タンク
64 フィルター
70 乾式真空ポンプ
80a、80b、80c 横軸ポンプ

Claims (5)

  1. 横軸ポンプを複数台設け、これらの複数台の横軸ポンプのポンプケーシングまたはこのポンプケーシングに連接される吸込エルボまたはルーズ短管の上部にそれぞれに開口部を設け、これらの開口部をそれぞれに満水検出手段に連通し、これらの満水検出手段を真空遮断弁と気液分離手段をそれぞれに介して1台の乾式真空ポンプに配管連通し、制御手段は、前記乾式真空ポンプを運転するとともに前記真空遮断弁のいずれか1つを開成し、この開成された真空遮断弁が連通する前記満水検出手段で満水が検出されると、この真空遮断弁を閉塞するとともに他の真空遮断弁の1つを開成して、順次に前記複数台の横軸ポンプを1台ずつ満水とし、全ての横軸ポンプが満水となると、開成されていた真空遮断弁を閉塞するとともに前記乾式真空ポンプを運転停止するように構成したことを特徴とする横軸ポンプ。
  2. 横軸ポンプを複数台設け、これらの複数台の横軸ポンプのポンプケーシングまたはこのポンプケーシングに連接される吸込エルボまたはルーズ短管の上部にそれぞれに開口部を設け、これらの開口部をそれぞれに満水検出手段に連通し、これらの満水検出手段をそれぞれに気液分離手段に配管連通し、これらの気液分離手段をそれぞれに真空遮断弁を介して1台の乾式真空ポンプに配管連通し、制御手段は、前記乾式真空ポンプを運転するとともに前記真空遮断弁のいずれか1つを開成し、この開成された真空遮断弁が連通する前記満水検出手段で満水が検出されると、この真空遮断弁を閉塞するとともに他の真空遮断弁の1つを開成して、順次に前記複数台の横軸ポンプを1台ずつ満水とし、全ての横軸ポンプが満水となると、開成されていた真空遮断弁を閉塞するとともに前記乾式真空ポンプを運転停止するように構成したことを特徴とする横軸ポンプ。
  3. 請求項1または2記載のいずれかの横軸ポンプにおいて、前記気液分離手段を、これに連通する流入側の配管の流路断面積に比べて大きな断面積を有する真空タンクで構成したことを特徴とする横軸ポンプ。
  4. 請求項1または2記載のいずれかの横軸ポンプにおいて、前記乾式真空ポンプと前記気液分離手段の間に塵埃の通過を阻止するフィルターを設けて構成したことを特徴とする横軸ポンプ。
  5. 請求項1または2記載のいずれかの横軸ポンプにおいて、前記気液分離手段を、これに連通する流入側の配管の流路断面積に比べて大きな断面積を有する真空タンクで形成し、この真空タンク内の上部で液体の分離された気体が通過する位置に、塵埃の通過を阻止するフィルターを設けて構成したことを特徴とする横軸ポンプ。
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