JPS6363757B2 - - Google Patents
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- JPS6363757B2 JPS6363757B2 JP57177455A JP17745582A JPS6363757B2 JP S6363757 B2 JPS6363757 B2 JP S6363757B2 JP 57177455 A JP57177455 A JP 57177455A JP 17745582 A JP17745582 A JP 17745582A JP S6363757 B2 JPS6363757 B2 JP S6363757B2
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D13/00—Pumping installations or systems
- F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
- F04D13/04—Units comprising pumps and their driving means the pump being fluid driven
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
- Y02A20/124—Water desalination
- Y02A20/131—Reverse-osmosis
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、圧力を発生する働きをする循環ポン
プと、流し戻す液体に包含されているエネルギー
を回収するため前記循環ポンプと同じシヤフトに
取付けられたタービンとを備えた、とくに海水脱
塩プラントに使用される循環ポンプ・タービン複
合ユニツトに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The invention comprises a circulation pump operative to generate pressure and a turbine mounted on the same shaft as said circulation pump for recovering the energy contained in the liquid flowing back. In particular, it relates to circulation pump/turbine composite units used in seawater desalination plants.
可逆浸透の原理に従つて運転される海水脱塩プ
ラントにおいては、通常、圧力を高めるため循環
ポンプが使用されており、該循環ポンプの圧力差
は一部だけモジユールで解消するようにされてい
る。従つて、残りの圧力差を絞り弁により減圧
し、残存圧力により液体を海の中に送り戻すよう
にされていることがしばしばある。 In seawater desalination plants that operate according to the principle of reversible osmosis, circulation pumps are usually used to increase the pressure, and the pressure difference of the circulation pumps is only partially resolved by modules. . Therefore, it is often the case that the remaining pressure difference is reduced by means of a throttle valve, and the residual pressure is used to pump the liquid back into the sea.
循環ポンプと同じシヤフト上に取付けられたタ
ービンにより減圧を行なうよう構成された複合ユ
ニツトもすでに公知である。従来、公知の複合ユ
ニツトにおいては、もつぱら逆回転するポンプが
タービンとして使用されている(欧州公開特許第
8260号参照)。この複合ユニツトの特長は、解消
すべき圧力差を低く設定することができ、供給装
置を別途に用意することを必要としないことであ
る。しかし、タービンの効率が非常に低いことが
欠点であつて、タービンの効率を高めることはこ
の種のプラントでは非常に重要なことである。 Combined units are also already known which are designed to perform the pressure reduction by means of a turbine mounted on the same shaft as the circulation pump. Up to now, in known combination units, a pump with counter-rotating rotation has been used as a turbine (see European Published Patent Application No.
(See No. 8260). The advantage of this composite unit is that the pressure difference to be eliminated can be set low and there is no need to prepare a separate supply device. However, the disadvantage is that the efficiency of the turbine is very low, and increasing the efficiency of the turbine is very important in this type of plant.
従つて、本発明の目的は当初に挙げた種類の循
環ポンプ・タービン複合ユニツトの効率を大幅に
高めることである。しかして、上記の目的は、本
発明によれば、ペルトン・タービンと、液体をそ
の貯留源(例えば海)に送り戻す働きをする循環
ポンプとを使用し、圧力を発生する働きをする循
環ポンプと、ペルトン・タービン及び液体を送り
戻す働きをする循環ポンプとを共通のシヤフトに
取付けるとともに、共通の耐圧ジヤケツトの中に
配設するよう構成することにより達成されたので
ある。 It is therefore an object of the invention to significantly increase the efficiency of a circulating pump-turbine combination unit of the type mentioned at the outset. Thus, the above object, according to the invention, uses a Pelton turbine and a circulation pump which serves to transport the liquid back to its reservoir source (e.g. the sea), and which uses a circulation pump which serves to generate pressure. This was accomplished by attaching the Pelton turbine and the circulation pump for pumping back the liquid to a common shaft and disposing them in a common pressure jacket.
本発明が当面している問題点は、一体に組み込
まれたペルトン・タービンが無圧力の状態で運転
されるようペルトン・タービンを使用することが
他に影響を及ぼさないようにすることである。な
ぜなら、もしペルトン・タービンが無圧力の状態
で運転されないと、ペルトン・タービン自身を完
全に機能させることができないからである。すな
わち、ペルトン・タービンは非常に性能が良いも
のであるが、ペルトン・タービンの羽根部分に液
体が残ると、その液体によつてペルトン・タービ
ンが破壊されてしまう恐れがあるからである。つ
まり、ペルトン・タービンの羽根を駆動する液体
がすぐに外部に流出せず、この液体がジヤケツト
内において羽根部分を浸す水位にまで溜まると、
噴流が羽根を打ちひいてこれを破壊する。そこで
従来では、プレトン・タービンは別個独立に配置
され、液体は加圧されずに無圧力の状態の下で排
出するようにしていたが、本発明では、このペル
トン・タービンと循環ポンプとを共通の耐圧ジヤ
ケツト内に配置してこの循環ポンプの作用にてペ
ルトン・タービンを無圧力の状態の下で理想的に
作動させるようにしている。液体は底の深いタン
クに排流され、そこから液体の貯留源、たとえ
ば、海に戻される。液体を送り戻す働きをする循
環ポンプを同じシヤフトに、しかも同じ耐圧ジヤ
ケツト内に配設することにより、循環ポンプを別
個に配設する場合に必要な種々な電気的な遮断機
構がなくてすますことができるだけでなく、ポン
プとペルトン・タービンの間ならびにペルトン・
タービンと大気との間のかさばつた封止装置を設
けることが必要でなくなる。シヤフトの封止装置
での摩擦損失をなくすことができることと相俟つ
てペルトン・タービンの能率を高めることがで
き、しかも電気的に駆動するようにされていて、
循環ポンプ・タービン複合ユニツトと関連してロ
ツクさせなければならない補足的な装置を一切必
要としないのである。 The problem facing the present invention is to ensure that the use of a Pelton turbine does not have any other effects, such that the integrated Pelton turbine operates in a pressure-free manner. This is because if the Pelton turbine is not operated under pressureless conditions, the Pelton turbine itself cannot function fully. That is, although Pelton turbines have very good performance, if liquid remains in the blades of the Pelton turbine, there is a risk that the liquid will destroy the Pelton turbine. In other words, if the liquid that drives the Pelton turbine blades does not flow out immediately, and the liquid builds up in the jacket to a level that submerges the blades,
The jet hits the blades and destroys them. Therefore, in the past, the pleton turbine was arranged separately and the liquid was discharged under no pressure without being pressurized, but in the present invention, the pleton turbine and the circulation pump are commonly used. The circulation pump is placed in a pressure jacket to allow the Pelton turbine to ideally operate under pressureless conditions. The liquid is drained into a deep tank from where it is returned to a source of liquid storage, for example the ocean. By placing the circulation pump that pumps the liquid back on the same shaft and in the same pressure jacket, the various electrical disconnection mechanisms required when the circulation pump is installed separately are eliminated. between the pump and the Pelton turbine as well as between the Pelton turbine and the Pelton turbine.
It is no longer necessary to provide bulky sealing devices between the turbine and the atmosphere. In combination with the ability to eliminate frictional losses in the shaft sealing device, the efficiency of the Pelton turbine can be increased, and it is electrically driven.
There is no need for any additional equipment that must be locked in conjunction with the circulation pump/turbine combination unit.
本発明に係る循環ポンプ・タービン複合ユニツ
トにおいては、このユニツトが運転されている
間、受取り用の底の深いタンクからポンプにより
送り戻す液体を容易に吸い込むことができる。適
切に寸法ぎめされている場合供給状態はその他の
点では基本的には同じである。なぜなら、回転数
は周波数と常に同期的に変化するか、又は使用さ
れるデイーゼル駆動装置の運転に適合した状態で
変化するからである。従つて、ペルトン・タービ
ンのケーシングの中に水が浸入することがないの
で、水による衝撃が生じることはなく、その結果
タービン・インペラーが消耗するおそれがない。 The circulation pump/turbine combination unit of the present invention allows liquid to be pumped back from a deep receiving tank to be easily drawn in while the unit is in operation. When properly dimensioned, the feeding conditions are otherwise essentially the same. This is because the rotational speed always changes synchronously with the frequency or in a manner adapted to the operation of the diesel drive used. Therefore, no water can penetrate into the casing of the Pelton turbine, so that no water impact occurs and, as a result, there is no risk of wearing out the turbine impeller.
以下、本発明に係る循環ポンプ・タービン複合
ユニツトの構成を図解した添付図面を参照しなが
ら詳細に説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the configuration of a circulation pump/turbine composite unit according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
本発明に係る複合ユニツトは、圧力を発生する
働きをする多段循環ポンプ1と、ペルトン・ター
ビン2と、液体を還流させる働きをする螺旋ケー
シング式循環ポンプ3とから構成されている。該
循環ポンプ1及び3とペルトン・タービン2に共
通したシヤフト4が設けられている。前記循環ポ
ンプ1,3及びペルトン・タービン2のための3
つのケーシングが共通した耐圧ジヤケツトを構成
するよう互いに接続されている。 The composite unit according to the invention is composed of a multistage circulation pump 1 which serves to generate pressure, a Pelton turbine 2, and a spiral casing circulation pump 3 which serves to circulate liquid. A shaft 4 common to the circulation pumps 1 and 3 and the Pelton turbine 2 is provided. 3 for said circulation pumps 1, 3 and Pelton turbine 2;
The two casings are connected together to form a common pressure jacket.
液体が入る入口から圧力を発生させる働きをす
る循環ポンプ1を経て、液体を還流させる働きを
する循環ポンプ3から出口に至るまでの液体の流
動経路が矢印により図示されている。液体は循環
ポンプ1から矢印に示すようにモジユール5に供
給され、該モジユール5で液体の一部が製品とし
て分離され、かつ他の部分がペルトン・タービン
2に送り込まれる。 The arrows indicate the flow path of the liquid from the inlet where the liquid enters, through the circulation pump 1 which functions to generate pressure, and from the circulation pump 3 which functions to reflux the liquid to the outlet. The liquid is supplied from the circulation pump 1 as indicated by the arrow to a module 5 in which a part of the liquid is separated as a product and another part is sent to the Pelton turbine 2.
一方、このペルトン・タービン2のケーシング
内の圧力は、ほぼ大気圧に等しくなつている。す
なわち、ポンプ圧力は、循環ポンプ1のケーシン
グとペルトン・タービン2のケーシングとの間に
位置している絞り部9(筒状部材7とスリーブ8
との間に形成される隙間)の存在によつて消失す
る一方、ペルトン・タービン2の内部空間は通気
弁等を介して大気に連通されているため、このペ
ルトン・タービン2は無圧力状態の下で作動す
る。また、タービン2の部分に包含されている圧
力エネルギーはペルトン・タービン2により循環
ポンプ・タービン複合ユニツトを駆動する機械的
なエネルギーに変換される。一方、液体はペルト
ン・タービン2から無圧力の底の深いタンク6に
排流され、該流体は該タービン2と一緒に回転す
るようにされた螺旋ケーシング式ポンプ3を経
て、底の深いタンク6より液体の貯留源(例えば
海)に送り戻される。 On the other hand, the pressure inside the casing of the Pelton turbine 2 is approximately equal to atmospheric pressure. That is, the pump pressure is applied to the constriction part 9 (cylindrical member 7 and sleeve 8) located between the casing of the circulation pump 1 and the casing of the Pelton turbine 2.
However, since the internal space of the Pelton turbine 2 is communicated with the atmosphere via a vent valve, etc., the Pelton turbine 2 is free of pressure. operates below. The pressure energy contained in the section of the turbine 2 is also converted by the Pelton turbine 2 into mechanical energy which drives the circulation pump-turbine combination unit. Meanwhile, liquid is discharged from the Pelton turbine 2 into a pressureless deep-bottomed tank 6, and the fluid passes through a spiral casing pump 3 adapted to rotate together with the turbine 2, and then passes through a helical casing pump 3 adapted to rotate together with the turbine 2. The liquid is sent back to a reservoir source (eg the ocean).
本発明は以上のように実施されるもので、循環
ポンプ・タービン複合ユニツトの効率を大巾に高
めることができる。また、ペルトン・タービンと
共通のジヤケツト内に配置された、液体を送り戻
す働きをする循環ポンプにより、ペルトン・ター
ビンからの液体の排出が加圧されずに無圧力の状
態の下で行なわれることとなるため、このペルト
ン・タービンは理想的条件の下で完全に機能し得
る。また前記圧力を発生する働きをする循環ポン
プ、液体を送り戻す働きをする循環ポンプ及びペ
ルトン・タービンとを共通のシヤフトに取付けか
つそれらを共通の耐圧ジヤケツト内に配設したか
ら、循環ポンプを別個に配設する場合に必要な
種々な電気的な遮断機構がなくなりまた、ポンプ
とペルトン・タービンの間、ペルトン・タービン
と大気との間にかさばつた封止装置を設ける必要
もなく、そのため封止装置との摩擦損失をなくし
てペルトン・タービンの能率を高めることができ
る。 By implementing the present invention as described above, the efficiency of the circulation pump/turbine composite unit can be greatly improved. In addition, the discharge of liquid from the Pelton turbine is carried out under pressureless conditions without pressurization by means of a circulation pump disposed in a common jacket with the Pelton turbine and serving to send the liquid back. Therefore, this Pelton turbine can function perfectly under ideal conditions. In addition, since the circulation pump which functions to generate the pressure, the circulation pump which functions to send back the liquid, and the Pelton turbine are mounted on a common shaft and are disposed within a common pressure jacket, the circulation pump can be operated separately. It also eliminates the need for bulky seals between the pump and the Pelton turbine, and between the Pelton turbine and the atmosphere. The efficiency of the Pelton turbine can be increased by eliminating friction losses with the stop device.
添付図面は、本発明に係る循環ポンプ・タービ
ン複合ユニツトの形成を図解した断面図である。
1……多段循環ポンプ、2……ペルトン・ター
ビン、3……螺旋ケーシング式循環ポンプ、4…
…シヤフト、5……モジユール、6……タンク、
9……絞り部。
The accompanying drawings are cross-sectional views illustrating the formation of a combined circulating pump and turbine unit according to the present invention. 1... Multi-stage circulation pump, 2... Pelton turbine, 3... Spiral casing type circulation pump, 4...
...Shaft, 5...Module, 6...Tank,
9...Aperture section.
Claims (1)
し戻す液体に包含されているエネルギーを回収す
るため前記循環ポンプと同じシヤフトに取りつけ
られたタービンとを備えた、とくに海水脱塩プラ
ントに使用される循環ポンプ・タービン複合ユニ
ツトにおいて、ペルトン・タービン2と、液体を
その貯留源に送り戻す働きをする循環ポンプ3と
を備え、圧力を発生する働きをする循環ポンプ1
と前記ペルトン・タービン2及び液体を送り戻す
働きをする循環ポンプ3とを共通のシヤフト4に
取付けるとともに、該循環ポンプ1,3及びペル
トン・タービン2とを共通の耐圧ジヤケツトの中
に配設し、循環ポンプ1のケーシングとペルト
ン・タービン2のケーシングとを絞り部9を介し
て互いに連通させ、かつペルトン・タービン2の
内部を実質的に大気に連通させ、これにより、前
記循環ポンプ1,3と一緒にペルトン・タービン
2を無圧力の状態で作動させるようにしたことを
特徴とする循環ポンプ・タービン複合ユニツト。1 used in particular in seawater desalination plants, comprising a circulation pump serving to generate pressure and a turbine mounted on the same shaft as said circulation pump to recover the energy contained in the liquid flowing back In a circulation pump/turbine composite unit, a circulation pump 1 includes a Pelton turbine 2 and a circulation pump 3 that functions to send liquid back to its storage source, and that functions to generate pressure.
and the Pelton turbine 2 and a circulation pump 3 that serves to send back liquid are attached to a common shaft 4, and the circulation pumps 1, 3 and the Pelton turbine 2 are disposed in a common pressure jacket. , the casing of the circulation pump 1 and the casing of the Pelton turbine 2 communicate with each other via the constriction 9, and the interior of the Pelton turbine 2 substantially communicates with the atmosphere, so that said circulation pumps 1, 3 A circulating pump/turbine composite unit characterized in that a Pelton turbine 2 is operated in a pressureless state together with a Pelton turbine 2.
Applications Claiming Priority (2)
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Publications (2)
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1982
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- 1982-10-08 JP JP57177455A patent/JPS5874896A/en active Granted
Also Published As
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