JPS5956603A - 高温液供給ユニツト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、ポンプを応用した高温液供給ユニットに関す
るものである。

〔従来技術〕

ポンプを締切状態で運転すると、ポンプの消費する動力
がすべて損失となり、内部の液を加熱することに費され
るだめ、時間の経過と共に液温が１−、、ｉ″ｌする・
−と（ｄ一般に知られ−Ｃいる。多段のターピノポンプ
など高圧力、小流嘴のポンプでは一持にこの液温１ｊ７
７′バし」、げしいため、ポンプの内部液温がＩ−昇し
シーぎ々゛・・）ように、ポンプを最小流量以下の点で
１車１１低し々ｌハようにｔ主７音がＧ′１−らゴ〕ツ
アーて１ハる。

）７−５しながら、ポンプの消費する「助力の大部分を
（１ダｊ１１−１１上′ｆ１に費やし、）盲１【シ″吻
ｊＢｑ４現象を・−［酢的に利用ず／、・ことにより高
ｉ１．！、液の１１（給源を併ろことは、まだ実用化さ
れていない。

これは、ポンプを締切点近くで運転する場Ｆ、ｙ、−、
ポンプ内部の流れに］１η流やキャビテーション全発生
し、６．１．げしい撮動や騒￥′ｆを生ずること、液温
か供給する液量により犬きく変化するため、安定し／ξ
高７．１夜を１１１．給することが困難なことなどにあ
る。

〔鴇門の目的〕

本≦１〜明は、−１−記ボンプを締切点ｌ！↑〈で長時
間運転すもことに伴つへい害を除くと共に安定した高１
．１夜を１１（１恰する装置を提供することを目的とす
る。

〔蚤明の（既要〕

木イヘ明で（・け、−１−配回的を、達成さするため、
ポンプの吐出口と吸込口を管で接続し、このα内をで１
１を循環させなから液温を上昇させるようにし、ポンプ
を締切点近くで、１転することを防止すると共に、前記
管の途中に高速流部を設け、その高流速部と接続する吸
込配管を設けること（こより、自吸作用を得、さらに前
記高流速部の上流側およびＦ流１目１１にそれぞれ分岐
管を設け、各分岐庁をタンクと接続し、タンクへｅを供
給すると同時に、タンク内の液を循環加熱し、これによ
り前記タンクより、需要液量の変動に対（２、＃４およ
び圧力の変化の小さい、安定した高温液を供給する装置
としたものである。

〔発明の実施例〕

以下本発明を実施例第１図〜第３図により説明する。

第１図においてポンプ１の吐出口２と吸込口３とは、管
４により接続され、その・Ｒ４の途中には高流速部４ａ
を設けてあシ、その高流速部４ａと接続して吸１Δ′Ｕ
７が設けてあり、吸込管７には逆ＩＬ弁６がそなえであ
る。前記′＃４の高流速部４ａのに流側Ａ点およびＦ流
（ｊｉｌｊ　、ｒ３点にケ、１１、そｉｔぞれ分岐管８
，９を設け、絞り弁１０．１１を介しで、タンク１２に
接続している。タンクにｔよ吐出口１３が設けであり、
これより高ｌ晶液を１共給するようになっている。

タンクの上部にＣ」、安全弁１６およびタンク内に気体
を１１１ミ給あるいけ排気する／こめの配ｑ　ｔ　７が
設けである。配管１７の途中Ｋ（ｔｌ、仕切弁１８が設
けてあり、常時Ｃ」、全閉状態とする。

ポンプ内を液でみだし、５駆動機１９によりポンプを起
動するど、液はポンプ吐出１」２より出て、管４を通り
ポンプ吸込口３に戻り、再びポンプ内を通り、循Ｊ資す
る。高流速部４ａでは流速が太きいだめ静圧が下が９、
吸込管７より液が吸込まれる。一方、一部の液は分岐管
８を通り、絞シ弁１０を西過してタンク１２に供給され
る。この供給液によりタンク内の気体１５は圧縮され、
タンク内の圧力は上列１−る。そしてタンク内の圧力が
、前ｄ１２管４の關流速部４ａの丁流側Ｂ点の圧力より
高くなると、タンク内の液は絞シ弁１１、分岐管９を通
り管４に吐出される。そし−乙　タンク内の圧力が、Ａ
点およびＢ点の圧力の中間のある圧力に達すると平衡状
態となり、ポンプを一定速度で、！ＩＫ動する場合、タ
ンク内の圧力はこの平衡状態の圧力以上には上昇しない
。そしてこの平衡状態の圧力は絞シ弁ｉｏ、１１の相対
的な開度を変えることにより調節できる。クックの吐出
口１３より液が吐出され、消費されると、タンク内の圧
力が低下するため分岐管８を通って液が補給され、さら
にその液景分は吸込管７より補充される。

管４内の液はポンプ内を通りＩＩＩ？環するだめ、ポン
プの消費する動力により加熱され、湿度上昇する。また
タンク内の液は、管４のＡ点とＢ点間の圧力差により分
岐管８および９を通り循環し、前記のポンプ内を循環す
る液と混合し、熱交換が行なわれるため、タンク内の温
度も上昇する。そして、タンク内の１ｍ１度、圧力とも
に平衡状態となった場合、下記の関係が成り立つ。

ｑ　Ｉ　：　ｑ　Ｏ Ｑ−ΔＱ、＝Ｃ−ｒ−ｑｅ・Δｔ ＝　ｃ　−ｒ　−ｑつ・（１つ−【１）Ｃ＋：（Ｉ？ニ
、 〈１１　；吸込流計ｔ／Ｓ （Ｉ　ｏ；吐出流ｈｉ−ｔ／Ｓ Ｑ；ポンプより液に加えられる中−位時間当りの、け）
）ｉ＋Ｋｃａｔ／　ｓ ΔＱ装ポンプ、配管、タンク等から外部へ逃げる単ｆｔ
′Ｌ時間当りの熱ｔｆｃ　Ｋ　Ｃａｌ　／　ＳΔｔ；吐
出液と吸込液の温度差 ｔｏ　；則：出液の温度Ｃ ＬＩ；吸込液の温度Ｃ Ｃ；液の比熱 ｒ：液の比重 上記式の関係より吐出液ｑｏにより吐出液の温度１゜が
変化することが゛［１］る。ただし、前記タンクＣよ、
吐出液ｑ０の変動に対し、吐出液の温度および圧力変化
を小さく抑える効果があるため、常に安定した高篇液を
供給することができる。またポンプは締切点近くで運転
するのではなく、′庁４内の液を１ｉｔ４３’Ａさせな
がらＡｖ、温を上昇させるので、ポンプ内部の逆流やチ
ャビテー／ヨ／の発生を防止でき、ポンプの振動や噺陸
を１成域でき、ポンプの長寿命を期待できる。また管４
の途中に高流速部４ａが設けである。この部分はポンプ
を循環する流れに抵抗を与え前記流れが過大となり、ポ
ンプがキャビチー／コンを生ずることを防止すると同時
にＡ点およびＢ点間に圧力差を与えるので、分岐管８．
９を通してタンク液と管４内の孜とが循環、混合し、全
体の液温か吻−となる。−まだ前記高υＩＬ速部４ａの
静圧１ｄポンプ吸込口３の静圧より低くなるため、吸込
′＃７の静圧（（対しポンプ吸込口の静圧を高くできる
。これはポンプのキャビテーションを防止する上に有効
である。

第２図はタンク内の圧力および液の瓜１圧を検出し、こ
れらの値によりポンプを自動起動、停市制御する例であ
る。図でタンク１２には圧力検出器２０および温度検出
器２１が取イ；」けられ、こＪｌ、らの・険出器からの
信号をそれぞれ比較器２２ａ。

２２ｂに送シ、ここで、上限設定値Ｐ　Ｕ　１　’Ｉ　
Ｕ　％下限設定値ＰＬ、ＴＬと比１咬し、それらとの大
小関係を示す信号をさらに制ｍν装置２３に送る。開側
１装置２３は、圧力あるいは温度のいずれかが、下限設
定値より低下したとき、５駆動機１９の電源スイッチ２
４を投入し、ポンプを起動する。そして、タンク内のＩ
Ｅ力および温度の両方が上限設定値以上に達［７たとき
、電源スィッチを切るように開側１する。このようにタ
ンク内の圧力および液温により、ポンプを自動起動、停
止制御するので、タンクからの高温液の消費量が時間と
共に変化する場合でも常に安定した圧力および温度の液
を得ることができる。

第３図はポンプの駆動機として水車を用いる実施例を示
す。以下第３図の実施例について、第１図および第２南
と異なる点について述べる。ポンプ１は水車２５に駆動
されるが、この水車へヵえる水力エネルギは水車の吸込
側に設けた弁２６の開度により調整できるようになって
いる。この弁２６は弁駆動モータ２７により開閉される
。そして制御装置２３′はタンク内の圧力あるいは温度
のいずれかが、下限設定値より低下したとき前記弁、駆
動モータ２７のＩｉ　ｔＨ東スイッチ２８８を投入し弁
駆動モータを弁が開く方向に回転させ、この回転はリミ
ットスイッチが作動する−まで続き、弁開度が開くため
、水車へ与える水力エネルギーが増大し、ポンプの回転
速度が上昇する。ぞしてタンク内の圧力および震度の両
方が上限設定値以上に達したとき、前記制御装置２３′
は弁駆動モータ２７の電源スィッチ２８ｂを役人し、弁
！、ｉｌ＜勅モータ２７ば、弁が閉じる方向に回転する
。そしてこの回転はリミットスイッチが作動するまで続
き、弁開度が小さくなるため、水利へ与える水力エネル
ギーが減少し、ポンプの回転速度が低下する。

したがって、第２図の例と同様にタンク内の圧力および
温度をある範囲内におさめるように制御することができ
る。第３図において、水車の人口に弁を設ける代りに、
可動ガイドベーンを設け、このガイドベーンの開度を開
閉制御してもよい。

第３図の例は、例えば、現在利用されていない小水力エ
ネルギーを利用して、農園の暖房や温水による絹の発生
防止、除雪、かんがい等を行なうのに、電気エネルギー
に変換し、再び電熱器により熱を発生させる必要がない
だめ、発電機および電気設諦が不用となるので、経済的
および安全上大きなメリットがある。

〔発明の効果〕

本発明は以上説明したように４−１４成したので、ポン
プを長時間締切点近くで運転することなく、かつ高温液
の消費畢、の変動にかかわらず、液温および圧力の変化
の小さい、安定した高温液を供給できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の高温液供給ユニットの実施例を示す概
略図、第２図は第１図の制御系統図、第３図は本発明の
高温ｉ供給ユニットの他の実施汐りを示す概略図である
。 １・・・ポンプ、２・・・ポンプ吐出口、３・・・ポン
プ吸込口、４ａ・・・管の高流速部、８，９・・・分岐
蔽、１２・・・タンク、１３・・・吐出口、１９・・・
１（弼動機、２０・・・圧力検出器、２１・・・品度検
出器、２２ａ、２２ｂ・・・比較器、２３．２３’・・
・制御装置、２５・・・水車。 舅　１　口 Ｙ　３　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ポンプの１！Ｊ：出口より吸込口′まで管で接続し
   、その途中に高流速部を設け、その高流速部と接続する
   吸込管を設けることにより、自吸作用を得たものにおい
   て、前記高流速部の上流側および下流側にそれぞれ分岐
   管を設け、各分岐管をタンクと接続し、当該タンクには
   、さらに吐出口を設けたことを特徴とする高温Ｃ夜供給
   ユニット。 ２　、　’ｌ′ｆ、ｆ’Ｔ’請求の範囲第１項において
   、前記タンク内に気相部を設けると共に、前記タンク内
   の圧力および液温を検出し、その圧力あるいは液温のい
   ずれかが、下限設定値を下まわったとき、前記ポンプの
   、駆動機を起動し、圧力および液温の両方が上限値に達
   したときに、前記、駆動機を停止Ｆ−，するように、自
   動起動−停止制御を行なうことを特徴とする高温液供給
   ユニット。 ３、特許請求の範囲第１項において、タンクとポンプを
   接続する配管の途中に弁などの玖り装置を設けたことを
   特徴とする高温液供給ユニット。 ４、特許請求の範囲第１項において、前記ポンプを水車
   により１駆動し、前記タンク内の圧力および液温を検出
   し、その圧力あるいは液温のいずれかが下限設定値を下
   まわったとき前記水車の回転速度を上げ、圧力および液
   温の両方が上限値に達したときに水車の回転速度を下げ
   るように水車羽根車入口側に設けたガイドベーンあるい
   は弁を開閉制御することを特徴とする高温液供給ユニッ
   ト。