JP3713621B2

JP3713621B2 - 横軸ポンプ

Info

Publication number: JP3713621B2
Application number: JP2000337763A
Authority: JP
Inventors: 英樹鹿毛; 哲郎南嶋; 健之大村; 正二大塚; 道明根岸; 俊明山本; 博深田
Original assignee: 株式会社電業社機械製作所; 国土交通省九州地方整備局長; 社団法人河川ポンプ施設技術協会
Priority date: 2000-11-06
Filing date: 2000-11-06
Publication date: 2005-11-09
Anticipated expiration: 2020-11-06
Also published as: JP2002138982A

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

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。
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。
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。
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。
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。