JPH06147167A - 水封式真空ポンプの封水冷却装置 - Google Patents

水封式真空ポンプの封水冷却装置

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JPH06147167A
JPH06147167A JP31442992A JP31442992A JPH06147167A JP H06147167 A JPH06147167 A JP H06147167A JP 31442992 A JP31442992 A JP 31442992A JP 31442992 A JP31442992 A JP 31442992A JP H06147167 A JPH06147167 A JP H06147167A
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sealing
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Hisakatsu Nakamura
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SHIN NIPPON ZOKI KK
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C19/00Rotary-piston pumps with fluid ring or the like, specially adapted for elastic fluids
    • F04C19/004Details concerning the operating liquid, e.g. nature, separation, cooling, cleaning, control of the supply

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱交換器を用いることなく機器周辺の空気を
利用して、水封式真空ポンプで使用後の温度上昇した封
水を、元の封水温度以下まで冷却して真空ポンプに循環
再使用させること。 【構成】 封水供給用の貯水槽2aを備えた共通ベース
2上に、電動機3及び水封式真空ポンプ1と冷却タンク
9とを隣接して設置し、真空ポンプ1の回転軸の反駆動
側にファン11を取り付けて冷却タンク9内に送気可能
とすると共に、前記真空ポンプ1から流出するガス及び
封水を冷却タンク9の内部上方に導いてシャワーヘッド
8から噴出落下させ、前記ファン11により送気される
上昇空気と向流接触させて冷却後前記貯水槽2aに導
き、封水導入パイプ12及びフート弁13を介して真空
ポンプ1に吸引可能とした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、水封式真空ポンプに
おいて、冷媒又は冷水を使用することなく、機器周辺の
空気を利用して使用後の封水を冷却し、循環再使用を可
能ならしめようとするものである。
【0002】
【従来の技術】水封式真空ポンプは、ポンプ内に入れた
水がピストン作用及びシール作用をして真空状態を作っ
ている。すなわち、水(封水)がガスを吸入し、圧縮
し、吐き出すピストンの役目を果たしている。
【0003】そのため、水封式真空ポンプにおいて、ガ
スを圧縮した場合の圧縮熱は、直接封水に伝達されるの
で、ガスの圧縮終わりにおいては封水の温度はガス吸入
時より高くなる。通常この水温上昇は4〜6°Cであ
る。したがって、封水を再利用しようとすると、循環水
を冷却しない限りその温度が上昇することになる。
【0004】水封式真空ポンプにおいては、前記のよう
に水をピストンとして真空を作る動作をしているため、
水が持っている蒸気圧力以下には真空状態を作り出すこ
とができない。水の蒸気圧力は、水の温度が高いほど高
い値であるから、水温が高いほど真空ポンプで作られる
吸引圧力は高くなる。また、水温が高いほど真空ポンプ
内における水の蒸発量も増えるから、ポンプ内の空所が
水蒸気によって占められる割合が増加し、外部から気体
を吸引する空間が減少して吸引ガス量が減少する。
【0005】この現象は、水温が高いほど、また、吸引
圧力が低いほど顕著に現れる。すなわち、水温が高くな
るほどポンプの性能は低下(悪化)する。この現象を図
5に示す。
【0006】図5により明らかなとおり、良好なポンプ
性能を得るためには水温を低く保つ必要があり、そのた
めには、常に新水を真空ポンプにワンパス(1回使用)
させて使い捨てにするとか、一度使用した水を回収して
熱交換により冷却した後再使用することになる。
【0007】従来知られている熱交換器を使用して循環
水を冷却する方式の代表例を図6,図7に示す。図示の
ように、電動機21により駆動される水封式真空ポンプ
22から出た封水とガスを、分離タンク(セパレータタ
ンク)23に導いて気液分離した後、別の電動機24に
より駆動される封水ポンプ25で水を吸引して熱交換器
26に送り込み、ここで水を冷却して真空ポンプ22に
注入するようになっているのが普通である。
【0008】このような従来技術においては、コスト
の高い熱交換器が必要である。冷水、又はエチレング
リコール,塩化カルシュウム等の価格の高くつく冷媒が
必要であり、入手も困難である。冷媒循環用ポンプ,
配管,バルブ等が必要でありコスト高となる。封水ポ
ンプが必要である。封水配管,バルブ等施工が複雑で
場所も要る。メンテナンスが難しい。等々の問題点が
ある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、上記問題
点を解決することを課題とするものであって、冷媒又は
冷水を使用することなく、また、高価な熱交換器を用い
ることなく機器周辺の空気を利用して、水封式真空ポン
プで使用後の温度上昇した封水を、元の封水温度以下ま
で冷却して真空ポンプに循環再使用させることによって
省エネルギーに役立たせ、従来必要とされていた冷媒又
は冷水を使用せずして水封式真空ポンプの性能低下を防
止し、真空ポンプの再起動時に呼水を不要とし、冷媒貯
蔵タンク,冷媒循環配管,冷媒循環用ポンプ及び配管等
を省略できる水封式真空ポンプを提供しようとするもの
である。
【0010】
【課題を解決するための手段】この発明は上記課題解決
の手段を提供するものであって、封水供給用の貯水槽2
aを備えた共通ベース2上に、電動機3及び該電動機3
により駆動される水封式真空ポンプ1と、上端に排気パ
イプ6を有し下端を前記貯水槽2aに連通する冷却タン
ク9とを、同一軸線上に隣接して設置し、真空ポンプ1
の回転軸の反駆動側にファン11を取り付けて冷却タン
ク9内に送気可能とすると共に、前記真空ポンプ1から
流出するガス及び封水を冷却タンク9の内部上方に導い
てシャワーヘッド8から噴出させ、落下する水を前記フ
ァン11により送気される上昇空気と向流接触させて冷
却後、前記貯水槽2aに導いて、封水導入パイプ12及
びフート弁13を介して真空ポンプ1に吸引可能とした
ことを特徴とする水封式真空ポンプの封水冷却装置を発
明要旨とするものである。
【0011】
【作用】貯水槽2aから封水導入パイプ12及びフート
弁13を介して真空ポンプ1に吸引され、該真空ポンプ
1内でガスの圧縮熱を吸収し水温が上昇した封水は、ガ
スと共に冷却タンク9の内部上方に導かれ、シャワーヘ
ッド8から噴出し冷却タンク9内を落下する間に、ファ
ン11から送り込まれる空気と向流状に接触して蒸発熱
を奪われ、冷却された後貯水槽2aに戻り、再び封水導
入パイプ12及びフート弁13を介して真空ポンプ1に
吸引可能となり、封水として循環使用することができ
る。
【0012】
【実施例】図1及び図2に本発明の実施例を示す。図1
は、ポンプ,ファン,冷却タンク,シャワーヘッド,貯
水槽兼用ベース等を中心線で切断した装置全体の縦断側
面図、図2はその平面図であって、ポンプ中心線に対す
る各部品の配設位置を示すものである。
【0013】図中、1は水封式真空ポンプであって、封
水供給用貯水槽2aを備えた共通ベース2上に設置さ
れ、電動機3によって駆動されるようになっている。4
は前記真空ポンプ1の吐出側パイプであってエルボ5に
連通している。6は排気パイプであって、その先端は大
気中に開放され、基端は冷却タンクボンネット7に連結
されている。8は前記エルボ5に連結されたシャワーヘ
ッドであって、前記共通ベース2上に真空ポンプ1と隣
接して設置された冷却タンク9の内部上方に開口してい
る。10は該冷却タンク9の天井部に取り付けられたデ
ミスター、11は前記真空ポンプ1の回転軸の反駆動側
に取り付けられたファンであって、前記冷却タンク9内
に送気するためのものである。12は封水導入パイプで
あって、その下端は前記貯水槽2a内に開口し、上端は
フート弁13を介して前記真空ポンプ1に連通してい
る。前記共通ベース2の端部にはドレン弁14及びボー
ルタップ15が取り付けられている。なお、16は、前
記シャワーヘッド8に多数穿設された小径のシャワー孔
である。
【0014】予め、真空ポンプ1内及び貯水槽兼用共通
ベース2内に封水を満たした後、電動機3を起動して真
空ポンプ1の運転を開始すると、真空ポンプ1内に真空
(低圧)部が発生し、その真空により、共通ベース2内
の水がパイプ12からフート弁13を介して真空ポンプ
1内に吸い込まれる。吸い込まれた水は、真空ポンプ1
内でガスを吸引圧縮後、パイプ4及びエルボ5を経てシ
ャワーヘッド8のシャワー孔16から冷却タンク9内に
噴出落下し、共通ベース2内に戻る。図3は、この封水
のフロー(流れ)を示すものである。
【0015】このように循環する封水は、真空ポンプ1
内でガスの圧縮熱を吸収する。その熱による封水の温度
上昇は通常4〜6°Cである。一方、真空ポンプ1の運
転中は、ファン11が回転し空気を冷却タンク9内に送
り込む。前記のように温度が上昇した封水は、シャワー
状に冷却タンク9内を落下中に、ファン11から送り込
まれる空気と向流状に接触して冷却される。
【0016】この冷却作用は,水の蒸発を利用した断熱
冷却法の原理による冷却塔の作用と同一作用である。基
本的には、水量が1%蒸発することによって約6°Cの
冷却効果がある。したがって、蒸発水量の調節により真
空ポンプ1に流入する封水の温度を一定の温度に保つこ
とができる。
【0017】冬季等機器周辺の空気温度が低い場合、あ
るいは導入元水の温度が低い場合には、封水温度を10
°C以下に保つことも可能であり、真空ポンプ1の性能
を大巾に向上させることができる。なお、上昇空気に随
伴する水滴はデミスター10により気水分離され、水は
反転して冷却塔9内に落下し、気体(空気+ガス)は排
気パイプ6から大気中に放出される。図4は、ガス+空
気のフロー(流れ)を示すものである。
【0018】また、長時間の運転により循環封水が蒸発
して共通ベース2内の水位が下がった場合には、ボール
タップ15が作動して新水が補給され、常時所定の水位
を保つようになっている。
【0019】ポンプの運転を停止したとき、真空ポンプ
1内の封水はフート弁13により流出を止められるため
ポンプ1内に留まる。したがって、ポンプ再起動時には
真空ポンプ1内に封水が残留しているから、直ちに真空
が立ち真空ポンプとして作動し、再起動のために封水を
圧入する必要がなく、呼水の補給も不要である。
【0020】
【効果】本発明によれば、封水供給用の貯水槽2aを備
えた共通ベース2上に、電動機3及び該電動機3により
駆動される水封式真空ポンプ1と、上端に排気パイプ6
を有し下端を前記貯水槽2aに連通する冷却タンク9と
を、同一軸線上に隣接して設置し、真空ポンプ1の回転
軸の反駆動側にファン11を取り付けて冷却タンク9内
に送気可能とすると共に、前記真空ポンプ1から流出す
るガス及び封水を冷却タンク9の内部上方に導いてシャ
ワーヘッド8から噴出させ、落下する水を前記ファン1
1により送気される上昇空気と向流接触させて冷却後、
前記貯水槽2aに導いて、封水導入パイプ12及びフー
ト弁13を介して真空ポンプ1に吸引可能としたことに
より、冷媒又は冷水を使用することなく、また、高価な
熱交換器を用いず機器周辺の空気を利用して、水封式真
空ポンプで使用後の温度上昇した封水を、元の封水温度
以下まで冷却して真空ポンプに循環再使用させることが
できるから、従来必要とされていた冷媒又は冷水を使用
せずして水封式真空ポンプの性能低下を防止し、真空ポ
ンプの再起動時に呼水を不要とし、冷媒貯蔵タンク,冷
媒循環配管,冷媒循環用ポンプ及び配管等を省略できる
水封式真空ポンプを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す縦断面図である。
【図2】同上平面図である。
【図3】封水の流れを示す説明図である。
【図4】ガス及び空気の流れを示す説明図である。
【図5】封水温度が吸引ガス量と吸引ガス圧力に及ぼす
影響を示すグラフ図である。
【図6】従来例の平面図である。
【図7】従来例の側面図である。
【符号の説明】
1 真空ポンプ 2 共通ベース 2a 貯水槽 3 電動機 4 吐出パイプ 5 エルボ 6 排気パイプ 7 冷却タンクボンネット 8 シャワーヘッド 9 冷却タンク 10 デミスター 11 ファン 12 封水導入パイプ 13 フート弁 14 ドレン弁 15 ボールタップ 16 シャワー孔

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 封水供給用の貯水槽(2a)を備えた共通ベ
    ース(2) 上に、電動機(3) および該電動機(3) により駆
    動される水封式真空ポンプ(1) と、上端に排気パイプ
    (6) を有し下端を前記貯水槽(2a)に連通する冷却タンク
    (9) とを、同一軸線上に隣接して設置し、真空ポンプ
    (1) の回転軸の反駆動側にファン(11)を取り付けて冷却
    タンク(9) 内に送気可能とすると共に、前記真空ポンプ
    (1) から流出するガス及び封水を冷却タンク(9) の内部
    上方に導いてシャワーヘッド(8) から噴出させ、落下す
    る水を、前記ファン(11)により送気される上昇空気と向
    流接触させて冷却後、前記貯水槽(2a)に導いて、封水導
    入パイプ(12)およびフート弁(13)を介して真空ポンプ1
    に吸引可能としたことを特徴とする水封式真空ポンプの
    封水冷却装置。
  2. 【請求項2】 冷却タンク(9) は、天井部にデミスター
    (10)を備えている請求項1記載の水封式真空ポンプの封
    水冷却装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100424795B1 (ko) * 2001-08-09 2004-03-30 코웰정밀주식회사 자체순환 냉각시스템 진공펌프
CN107816435A (zh) * 2017-10-31 2018-03-20 中冶北方(大连)工程技术有限公司 一种真空泵辅助系统

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