JPS6363757B2 - - Google Patents

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

【図面の簡単な説明】

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。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 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。