JP3999310B2

JP3999310B2 - 汲み上げ装置

Info

Publication number: JP3999310B2
Application number: JP18074297A
Authority: JP
Inventors: 喜久夫山崎; 清二中川
Original assignee: Takasago Thermal Engineering Co Ltd
Current assignee: Takasago Thermal Engineering Co Ltd
Priority date: 1997-06-20
Filing date: 1997-06-20
Publication date: 2007-10-31
Anticipated expiration: 2017-06-20
Also published as: JPH1113636A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば蓄熱槽内の熱源水を取水して汲み上げ、これを放熱系統に送出する際に用いる汲み上げ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、図４に示したように、温度成層型の蓄熱槽１０１を用いた配管システムにおいては、蓄熱槽１０１の熱源水１０２を使用する熱源機１０３との間で施工されている配管Ａ、及び他の空調機器１０４との間で施工されている配管Ｂが、すべて共通のメイン配管Ｃによって接続されているため、熱源機１０３や他の空調機器１０４等で発生したエアは、メイン配管Ｃ内に通流し、蓄熱槽１０１内に流入する。
【０００３】
この場合、配管Ａ、Ｂに介装されている熱源水１０２を汲み上げるためのポンプ１０５、１０６が、熱源水１０２の水位よりも高い位置に設置されているときには、このエアがポンプ１０５、１０６中に流入し、ポンプの機能が損なわれることがある。
【０００４】
そのため、例えば熱源機１０３へ熱源水を供給するポンプ１０５周りの系統についていえば、従来は、図５に示したような構成になっていた。即ち、ポンプ１０５からの送出管１０７に呼水管１０８の一端を接続し、他端を検知ポット１０９の下部に接続し、この検知ポット１０９の上部には、真空ポンプ１１０に通ずる吸気管１１１を接続していた。なお図５中、１１２は取水管、１１２ａは取水口である。そして吸気管１１１には、自動弁１１２が介装されていた。
【０００５】
かかる構成の下では次のようにしてポンプ１０５による汲み上げ運転がなされる。すなわち、まずポンプ１０５を起動させる前に、真空ポンプ１１０によって取水管１１２、呼水管１０８内を大気より負圧にし、これによって熱源水１０２を汲み上げ、取水管１１２、呼水管１０８内を熱源水１０２によって充満させて検知ポット１０９内に汲み上がったことを確認する。その後吸気管１１１の自動弁１１２を閉鎖することで、真空ポンプ１１０による吸気を遮断し、ポンプ１０５を始動させる。
【０００６】
そして取水口１１２ａからエアが取水管１１２内に流入した場合、ポンプ１０５のポンプケーシング（図示せず）内に当該エアが溜まり、空転状態になると、適宜のセンサ（図示せず）によってそのことを検知し、それに基づいてポンプ１０５を停止させる。
【０００７】
このとき、前記エアによって検知ポット１０９内の水位が下がるため、それに基づいて再び真空ポンプ１１０によって熱源水を呼水し、再び検知ポット１０９内に汲み上がったことを確認した後、ポンプ１０５を再起動させるようにしていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、熱源水を熱源とする空調システムの稼働中にポンプ１０５を停止させるということは、当該空調システムの運転を一時中断することを意味する。したがって、エアが流入するとポンプを停止せざるを得ない従来の汲み上げ装置を用いると、当該空調システムの信頼性を著しく低下させることになって好ましくない。
【０００９】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、取水管内にエアが流入してもポンプの運転を停止させる必要がなく、例えば前記したような熱源水を利用した空調システムにおいて、そのままシステムの稼働を続けることが可能な、汲み上げ装置を提供して前記問題の解決を図ることをその目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明にかかる汲み上げ装置は次のような特徴を有している。まず蓄熱槽内の熱源水の汲み上げ用のポンプと、呼水用の真空ポンプと、取水した水をポンプに移送する取水管と、ポンプ吐出側の送出管から分岐して、ポンプよりも高い位置にある検知容器に通ずる呼水管と、検知容器の上部と真空ポンプとを結ぶ吸気管とを備え、検知容器内の水位が所定位置より下がると真空ポンプによって吸気管から吸気して真空呼水するように構成する。さらに前記取水管の途中でかつ前記検知容器より低い位置に気水分離容器を設ける。そして前記取水管は、取水する水側に位置させる１次取水口と前記気水分離容器内に位置させる放出口とを有する第１の取水管と、前記気水分離容器内において前記第１の取水管の放出口よりも低い位置（好ましくは気水分離容器内の下部）に位置させる２次取水口を持った第２の取水管とによって構成する。またさらに前記呼水管を開閉自在な弁と、前記気水分離容器の上部と前記検知容器とを結ぶ他の呼水管とを装備し、第１の取水管から流入したエアが前記他の呼水管を通じて気水分離容器から前記検知容器へと流入するようにし、前記エアの流入により検知容器内の水位が所定位置から低下すると、前記ポンプを停止することなく前記真空ポンプによって真空呼水運転を行なうようにした。
【００１１】
かかる構成を有する汲み上げ装置によれば、真空ポンプを作動させて真空呼水して、気水分離容器及び第２の取水管、呼水管を取水した水で充満させる。その後ポンプを作動させ汲み上げ運転に入る。そして第１の取水管の１次取水口からエアが流入した場合、当該エアは、気水分離容器内の上方に溜まる。一方ポンプに通ずる第２の取水管の２次取水口は、下方に位置しているため、ポンプ内に当該エアが流入することはない。そして気水分離容器内の上方に溜まったエアは、他の呼水管を通じて検知容器に流入する。
【００１２】
そうすると検知容器の水位が下がり、真空ポンプによって真空呼水され、気水分離容器内に第１の取水管の放出口から水が流入し、気水分離容器を水で満たす。検知容器の水位が所定の位置まで復位するまで、かかる真空呼水がなされる。したがってポンプにエアが流入することはもちろんなく、気水分離容器内に流入したエアも直ちに真空ポンプによって吸気され、気水分離容器内は、常に水で充満しているように制御される。それゆえポンプの運転を停止させる必要はなく、しかもその前段階の気水分離容器も常に水で充満しているので、例えばポンプの負荷等が変動して汲み上げ量が変動した場合であっても、ポンプにエアが流入することはない。したがって信頼性の高い汲み上げ運転を実施することができる。
【００１３】
かかる汲み上げ装置において、請求項２のように、検知容器の水位に基づいて吸気管を開閉する弁を設ければ、真空ポンプを常時作動させておくことにより、当該弁の開閉によって直ちに真空呼水を実施することができる。したがって応答性が極めて良好である。
【００１４】
また請求項３のように、ポンプ始動前に取水管、気水分離容器等、呼水系の管路を開閉自在な弁を開放して、真空ポンプによる吸気で真空呼水した後、検知容器内の水位が所定位置になった時点で、吸気管を開閉自在な弁を閉鎖する制御装置を備えた構成としてもよい。そうすれば、始動前の呼水運転から自動的に通常の運転に入ることができ、しかも１つの検知容器の水位によってかかる制御が行える。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の好ましい実施の形態を説明する。図１は、第１の実施の形態にかかる汲み上げ装置１の系統の概略を示しており、この汲み上げ装置１は、蓄熱槽２内の熱源水３を、ポンプ４によって汲み上げて送出管５によって熱源機（図示せず）へ供給するための装置として構成されている。
【００１６】
第１の取水管１１は、その１次取水口１１ａが蓄熱槽２内の熱源水３内に位置し、またその放出口１１ｂが、蓄熱槽２の上方に設置されている気水分離容器としての気水分離タンク６内の上部に位置するように配管されている。すなわち、この気水分離タンク６は、図２に示したように、円筒状の本体６１とこの本体６１を気密に閉鎖するフランジ形状の蓋体６２とを有している。そして本体６１の底部には、第１の取水管１１の一部を構成する接続管１１ｃが貫設し、前記放出口１１ｂは、蓋体６２近傍に開口している。また本体６１の側部には、第２の取水管１２の一部を構成する接続管１２ｃが貫設し、２次取水口１２ａは、気水分離タンク６の本体６１内の下方に開口するように配管されている。この第２の取水管１２の他端部はポンプ４内に通じている。蓋体６２には、後述の第２の呼水管２５を接続するための接続管６３が貫設している。
【００１７】
ポンプ４の吐出側に位置する前記送出管５には、第１の呼水管２１の一端部が接続され、第１の呼水管２１の他端部は、気水分離タンク６よりも高い位置に設置されている検知ポット２２の下部に接続されている。この検知ポット２２は、気密容器によって構成され、その上部には、真空ポンプ２３に通ずる吸気管２４が接続されている。
【００１８】
さらに気水分離タンク６の蓋体６２上部には、第２の呼水管２５の一端部を接続するための接続管６３が貫設されている。この第２の呼水管２５の他端部は、前記第１の呼水管２１に接続されている。
【００１９】
次に前記配管系統における弁の構成について説明する。第１の呼水管２１には、この第１の呼水管２１内の管路を開閉自在な弁Ｖ1が介装され、吸気管２４には、この吸気管２４内の管路を開閉自在な弁Ｖ2が介装されている。弁Ｖ1は手動弁である。なお送出管５には逆止弁Ｖ5が介装されている。
【００２０】
弁Ｖ2は、検知ポット２２の水位に基づき、制御装置３１によって制御されている。即ち、前記制御装置３１は、弁Ｖ2に対しては、検知ポット２２の水位が所定位置から下がると、吸気管２４を開放する制御を行い、所定位置に達した時点で吸気管２４を閉鎖する制御を行う。かかる制御は、恒常的に行うように設定されている。
【００２１】
本実施形態にかかる汲み上げ装置１は以上のように構成されており、まずポンプ４の運転開始を指示すると、検知ポット２２の水位が所定位置より下がっている場合には、真空ポンプ２３が作動し、弁Ｖ2が開放し、真空呼水運転に入る。そして検知ポット２２の水位が所定の位置に達するまで、かかる真空呼水運転が行われる。
【００２２】
その後、検知ポット２２の水位が所定の位置に達すると、弁Ｖ１を閉鎖する。この時点で気水分離タンク６内、及び第１の取水管１１、第２の取水管１２、送出管５における検知ポット２２の前記所定位置と同一位置（高さ）までの部分は、全て熱源水によって充満している。その後ポンプ４が作動して、汲み上げ運転が行われる。すなわち、第１の取水管１１から取水された熱源水が気水分離タンク６を経由して第２の取水管１２内を通流し、送出管５から熱源機（図示せず）へと送出される。
【００２３】
かかる汲み上げ運転中、第１の取水管１１からエアが流入すると、当該エアは放出口１１ｂから気水分離タンク６内の上部に放出される。そして当該エアの存在によって検知ポット２２の水位はその分、前出所定位置から低下する。検知ポット２２の水位が所定位置から低下すると、水位センサ３２によってそのことが検出され、直ちに弁Ｖ 2が開放し、真空ポンプ２３による真空呼水運転が実施される。かかる真空呼水運転は、検知ポット２２の水位が所定位置まで復位するまで行われる。従って、気水分離タンク６内は常時満水状態となるように制御される。そして所定位置まで検知ポット２２の水位が復位すると、弁Ｖ 2が閉鎖して真空呼水運転が停止する。このような弁Ｖ 2の制御は、汲み上げ運転中なされる。
【００２４】
このように本実施形態にかかる汲み上げ装置１によれば、ポンプ４の稼働中、即ち汲み上げ運転中に、第１の取水管１１からエアが流入しても、当該エアは気水分離タンク６から第２の呼水管２５を経て検知ポット２２へと移動し、ポンプ４へと流入することはない。しかもそのように当該エアが気水分離タンク６内に放出されると、検知ポット２２の水位が低下するので、直ちに真空呼水運転が開始される。したがって気水分離タンク６内は常に熱源水３で充満している。それゆえたとえ取水量が変動した場合であっても、ポンプ４内にエアが流入することはない。もちろん真空呼水運転は、ポンプ４を停止させることなく行えるので、汲み上げ運転中にポンプ４を停止させる必要はない。したがって、熱源水３を利用した空調システムの信頼性は極めて高いものとなっている。
【００２５】
次に本発明の他の実施形態について説明すると、図３は、他の実施の形態にかかる汲み上げ装置７１の系統の概略を示しており、図中、図１と同一符号で示される部材は、前記実施の形態における同一部材を示している。この汲み上げ装置７１においては、第１の呼水管２１に、制御装置７１によってその開閉が制御される弁Ｖ4を介装したことを特徴としている。なお第２の取水管１２には、この第２の取水管１２内の管路を開閉自在な弁Ｖ5が介装され、第２の呼水管２５には、この第２の呼水管２５内の管路を開閉自在な弁Ｖ6が介装されている。
【００２６】
前記弁Ｖ4の制御は、次のようにして行われる。検知ポット２２の水位は、水位センサ３２によって検出され、その水位信号は制御装置７２に入力される。そしてかかる水位信号に基づき、前記制御装置７２は、弁Ｖ 4に対し、ポンプ４の始動を指示した時点で検知ポット２２の水位が所定位置に達するまで第１の呼水管２１を開放し、所定水位に達した時点で第１の呼水管２１を閉鎖するように制御し、以後検知ポット２２の水位にかかわらず第１の呼水管２１を閉鎖する制御を行うのである。
【００２７】
このような構成を有する汲み上げ装置７１によれば、ポンプ４を作動させての汲み上げ運転に入る前の準備段階としての真空呼水運転の開始、汲み上げ運転可能状態になった後の当該真空呼水運転の停止も自動的になされる。このような制御も１つの検知ポット２２の水位に基づいた制御で行われる。従って、装置回りや制御構成も簡易なものとなっている。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、取水口からエアが流入してもポンプに流入することはないので、ポンプの運転を停止させることなくそのまま汲み上げ作業を実施することができる。しかも気水分離容器内も常に水で充満するように制御されているので、信頼性が高く、ポンプの汲み上げ量が変動した場合であっても、常にポンプ内へのエアの流入を防止でき、そのまま汲み上げ運転を継続することができる。特に請求項２の場合には、エアの流入に追従した真空呼水の応答性が良好である。また請求項３の場合には、ポンプ始動前の真空呼水から自動的にその後の通常運転に入ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる汲み上げ装置の系統の概略を示す説明図である。
【図２】図１の汲み上げ装置に用いた気水分離タンクの斜視図である。
【図３】本発明の他の実施の形態にかかる汲み上げ装置の系統の概略を示す説明図である。
【図４】蓄熱槽の熱源水を利用した場合の配管構成を示す説明図である。
【図５】従来の汲み上げ装置のポンプ周りの系統の概略を示す説明図である。
【符号の説明】
１、７１汲み上げ装置
３熱源水
４ポンプ
５送出管
６気水分離タンク
１１第１の取水管
１１ａ１次取水口
１１ｂ放出口
１２第２の取水管
２１第１の呼水管
２２検知ポット
２３真空ポンプ
２４吸気管
２５第２の呼水管
３１、７２制御装置
３２水位センサ
Ｖ1〜Ｖ6 弁

Claims

蓄熱槽内の熱源水の汲み上げ用のポンプと、呼水用の真空ポンプと、取水した水をポンプに移送する取水管と、ポンプ吐出側の送出管から分岐して、ポンプよりも高い位置にある検知容器に通ずる呼水管と、検知容器の上部と真空ポンプとを結ぶ吸気管とを備え、検知容器内の水位が所定位置より下がると真空ポンプによって吸気管から吸気して真空呼水するように構成された装置であって、
前記取水管の途中かつ前記検知容器より低い位置に気水分離容器を設け、前記取水管は、取水する水側に位置させる１次取水口と前記気水分離容器内に位置させる放出口とを有する第１の取水管と、前記気水分離容器内において前記第１の取水管の放出口よりも低い位置に位置させる２次取水口を持った第２の取水管とによって構成され、さらに前記呼水管を開閉自在な弁と、前記気水分離容器の上部と前記検知容器とを結ぶ他の呼水管とを備え、
第１の取水管から流入したエアが前記他の呼水管を通じて気水分離容器から前記検知容器へと流入するようにし、
前記エアの流入により検知容器内の水位が所定位置から低下すると、前記ポンプを停止することなく前記真空ポンプによって真空呼水運転を行なうようにしたことを特徴とする、汲み上げ装置。
検知容器の水位に基づいて吸気管を開閉する弁を備えたことを特徴とする、請求項１に記載の汲み上げ装置。
ポンプ始動前に呼水系を開閉自在な弁を開放して、真空ポンプによる吸気で真空呼水した後、検知容器内の水位が所定位置になった時点で、前記吸気管を開閉自在な弁を閉鎖する制御装置を備えたことを特徴とする、請求項１又は２に記載の汲み上げ装置。