(57)【要約】【課題】防食のためのコスト低下を容易に図ることができる海水ポンプ及びその防食方法を提供する。【解決手段】運転停止中にポンプケーシング１３内に淡水を注入する海水ポンプ１であって、前記淡水にはそれ自体にコストが発生しない雨水ＲＷ１や河川水ＲＷ２等の自然由来の水を利用する。運転停止中にポンプケーシング１３内に淡水を注入する海水ポンプ１の防食方法であって、それ自体にコストが発生しない雨水ＲＷ１や河川水ＲＷ２等の自然由来の水をポンプケーシング１３内に注入する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転停止中にポンプケーシング内に淡水を注入する海水ポンプであって、前記淡水には自然由来の水を利用することを特徴とする海水ポンプ。
【請求項２】
前記淡水は旋回流を生じる方向に注入することを特徴とする請求項１に記載の海水ポンプ。
【請求項３】
前記淡水を注入する場合、自然エネルギー又は自然エネルギーを利用したポンプの駆動による注入を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の海水ポンプ。
【請求項４】
運転停止中にポンプケーシング内に淡水を注入する海水ポンプの防食方法であって、淡水として自然由来の水をポンプケーシング内に注入することを特徴とする海水ポンプの防食方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば火力・原子力発電所や鉄鋼，化学等の各種プラント等に設置される海水ポンプ及びその防食方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、海水ポンプの構成部材の腐食並びに海水ポンプ内部での海生物の成長を防止するため、ポンプの停止時に淡水をポンプケーシング内部に注入し充満させる海水ポンプが知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２６６９８９公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、淡水には工業用水が用いられ、淡水自体にコストが発生し、電気防食や高級材料使用による海水ポンプの防食と同様、海水ポンプの防食のためのコスト低下を図りにくいという問題があった。
【０００５】
そこで本発明は、防食のためのコスト低下を容易に図ることができる海水ポンプ及びその防食方法を提供することを主たる目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明は、運転停止中にポンプケーシング内に淡水を注入する海水ポンプであって、前記淡水には自然由来の水を用いることを特徴とする。この発明によれば、淡水にはそれ自体にコストが発生しない雨水や河川水，湧水等の自然由来の水を用いるから、海水ポンプの防食のためのコスト低下を容易に図ることができる。
【０００７】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記淡水は旋回流を生じる方向に注入することを特徴とする。この発明によれば、淡水を旋回流で海水ポンプ内部に斑なく、かつ迅速に行き渡らせ、海水ポンプの腐食環境を迅速に改善することができる。
【０００８】
請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に係る発明において、前記淡水を注入する場合、自然エネルギー又は自然エネルギーを利用したポンプの駆動による注入を行うことを特徴とする。この発明によれば、淡水を注入するエネルギー源にもコストが発生しないから、海水ポンプの防食のためのコスト低下をさらに容易に図ることができる。
【０００９】
請求項４に係る発明は、運転停止中にポンプケーシング内に淡水を注入する海水ポンプの防食方法であって、淡水として自然由来の水をポンプケーシング内に注入することを特徴とする。この発明によれば、淡水としてそれ自体にコストが発生しない雨水や河川水等の自然由来の水を注入するから、海水ポンプの防食のためのコスト低下を容易に図ることができる。
【発明の効果】
【００１０】
防食のためのコスト低下を容易に図ることができる海水ポンプ及びその防食方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る海水ポンプの実施例１を示す説明図である。
【図２】本発明に係る海水ポンプの実施例２を示す説明図である。
【図３】本発明に係る海水ポンプの実施例３を示す説明図である。
【図４】本発明に係る海水ポンプの実施例４を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る海水ポンプの実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施の形態では、例えば火力・原子力発電所や鉄鋼，化学等の各種プラント等における海水の吸込水槽に設置される立軸ポンプで本発明の海水ポンプを説明するが、図１〜図４に示す実施例１〜４の各立軸ポンプ１〜４の基本構成を説明し、その後実施例１〜４の各立軸ポンプ１〜４の特徴構成を説明する。
【００１３】
図１〜図４に示す実施例１〜４の各立軸ポンプ１〜４は、吸込水槽６の上方を覆うポンプ設置床７上に設置される吐出エルボ８、この吐出エルボ８の下端に接続されてポンプ設置床７に開口したポンプ出入口９を通して吸込水槽６内に垂下される揚水管１０、この揚水管１０の下端に接続されて揚水管１０を介して吸込水槽６内に吊持される吐出ボウル１１、この吐出ボウル１１の下端に接続される吸込ベル１２からなるポンプケーシング１３と、吐出ボウル１１の内側下部に回転自在に収容される羽根車１４と、この羽根車１４の下流側（上側）にある吐出ボウル１１とその内側にあるボス１５の間の海水の通路をいくつかに仕切り、入口は羽根車１４から出る海水の流れの角度に合わせ、出口は海水が軸方向に流れるように案内する案内羽根１６と、ボス１５内に設けられる下部軸受１７と、揚水管１０内に設けられる中間軸受１８と、吐出エルボ８の上側に取付けられる図示しない外部軸受と、これら下部軸受１７，中間軸受１８，外部軸受によりポンプケーシング１３の中心に回転自在に支持され、下端部に羽根車１４を取付け、上端部はポンプケーシング１３の外部に突出し、ポンプ設置床７上に設置されるモータやエンジン等のポンプ駆動源１９からの回転を羽根車１４に伝達して羽根車１４を回転させる鉛直な主軸２０と、ポンプケーシング１３の主軸２０が貫通する部分からの海水の漏洩や空気の漏入を防止する軸封装置２１等から構成され、羽根車１４を吸込水槽６の干潮水位ＬＷＬより下側に配置して常に海水中に没水させている。
【００１４】
以上の構成において、ポンプ駆動源１９により主軸２０と羽根車１４を回転させて立軸ポンプ１〜４を運転すると、吸込水槽６内の海水は、ポンプケーシング１３最下部の吸込口１２ａから吸込ベル１２を経て羽根車１４内に吸込まれ、そこで圧力と速度の両エネルギーが与えられて吐出ボウル１１に入り、そこを通過する間に、旋回成分を含む水流が案内羽根１６により軸方向に整流され、かつ水の速度エネルギーが圧力エネルギーに変換され、揚水管１０を上昇してポンプケーシング１３最上部の吐出エルボ８に至り、そこで横向きの流れに方向転換されて吐出口８ａから吐出され、図示しない配管で送水箇所に送水される。
【実施例１】
【００１５】
そして、図１に示す実施例１の立軸ポンプ１は、ポンプケーシング１３の吐出エルボ８に設ける淡水注入口２２と、吸込水槽６の満潮水位ＨＷＬより高い位置に設置され、例えば立軸ポンプ１の設置施設内にある建屋の屋根を流れる雨水ＲＷ１（自然由来の水の一例）を樋により導いて集水・貯留する淡水貯留タンク２３と、この淡水貯留タンク２３の排水口２３ａを淡水注入口２２に接続する送水管路２４と、この送水管路２４に設ける止水弁２５からなる外部の淡水注入系統２６を備えている。
【００１６】
この構成において立軸ポンプ１は、止水弁２５を閉じてポンプケーシング１３内への淡水注入待機状態で運転を行う一方、運転停止中に止水弁２５を開くことにより、淡水貯留タンク２３に貯留された雨水ＲＷ１を送水管路２４を通して淡水注入口２２からポンプケーシング１３に自然落水で注入し、ポンプケーシング１３内の海水塩分濃度を下げ、遂にはポンプケーシング１３内の海水を淡水置換して、羽根車１４や主軸２０等の防食及び海洋生物の付着・成長を抑制する。ここで、雨水ＲＷ１の注入は止水弁２５の開閉操作により連続的又は間欠的に行ったり、ポンプケーシング１３内の海水を淡水置換するまでは連続的に行い、置換後間欠的に行うことができ、また間欠注入時の注入／停止の時間も変更調整することができ、例えば取扱う海水の塩分濃度や温度等に応じた注入パターンで行うことができる。これを考慮すると止水弁２５には電動弁等遠隔操作可能な弁を使用することが好ましい。止水弁の上流側に流量調整弁を設けても良い。
【００１７】
こうして、運転停止中にポンプケーシング１３内に淡水を注入する際、その淡水にはそれ自体にコストが発生しない雨水ＲＷ１を用いるから、立軸ポンプ１の防食のためのコスト低下を容易に図ることができる。
【００１８】
また、雨水ＲＷ１を注入する場合、自然エネルギー（重力）を利用した自然落水で注入を行うから、雨水ＲＷ１を注入するエネルギー源にもコストが発生せず、立軸ポンプ１の防食のためのコスト低下をさらに容易に図ることができる。
【実施例２】
【００１９】
図２に示す実施例２の立軸ポンプ２は、ポンプケーシング１３の吐出エルボ８に設ける淡水注入口２７と、一端の吸入フィルタ付き吸込口２８を河川の水中に配置し、他端を淡水注入口２７に接続する河川水ＲＷ２（自然由来の水の一例）の送水管路２９と、この送水管路２９の吸込口２８の近傍に設ける電動の取水ポンプ３０からなる外部の淡水注入系統３１を備えると共に、例えば風車３２で発電機３３を回して発電する風力発電装置３４や、太陽電池３５を利用し、太陽光のエネルギーを直接的に電力に変換する太陽光発電装置３６等の自然エネルギー（但し、枯渇エネルギーを除く再生可能エネルギー）利用の発発電装置と、これら発電装置で発生した電気を蓄える蓄電地３７からなる取水ポンプ３０の駆動エネルギー系統３８を備えている。
【００２０】
この構成において立軸ポンプ２は、取水ポンプ３０を停止してポンプケーシング１３内への淡水注入待機状態で運転を行う一方、運転停止中に自然エネルギーを利用して取水ポンプ３０を駆動することにより、河川水ＲＷ２を送水管路２９を通して淡水注入口２７からポンプケーシング１３に注入し、ポンプケーシング１３内の海水塩分濃度を下げ、遂にはポンプケーシング１３内の海水を淡水置換して、羽根車１４や主軸２０等の防食及び海洋生物の付着・成長を抑制する。ここで、河川水ＲＷ２の注入についても取水ポンプ３０の駆動制御により例えば取扱う海水の塩分濃度や温度等に応じた注入パターンで行うことができる。
【００２１】
こうして、運転停止中にポンプケーシング１３内に淡水を注入する際、その淡水にはそれ自体にコストが発生しない河川水ＲＷ２（自然由来の水の一例）を用いるから、立軸ポンプ２の防食のためのコスト低下を容易に図ることができる。
【００２２】
また、河川水ＲＷ２を注入する場合、自然エネルギーを利用した取水ポンプ３０の駆動による注入を行うから、河川水ＲＷ２を注入するエネルギー源にもコストが発生せず、立軸ポンプ２の防食のためのコスト低下をさらに容易に図ることができる。
【００２３】
尚、実施例１の立軸ポンプ１において雨水ＲＷ１を注入する場合、実施例２の立軸ポンプ２のように、自然エネルギーを利用したポンプの駆動による注入で行うこともできる。逆に、実施例２の立軸ポンプ２において河川水ＲＷ２を注入する場合、河川の水面が吸込水槽６の満潮水位ＨＷＬより高い等の地理的条件等が合えば、取水ポンプ３０を使用しなくとも、送水管路２９の吸込口２８を河川の水中に配置するだけで、実施例１の立軸ポンプ１のように、自然エネルギーを利用した自然落水で注入を行うこともできる。また、実施例１の立軸ポンプ１において淡水貯留タンク２３を高架形（高架水槽）とし、雨水ＲＷ１を自然エネルギーを利用したポンプの駆動により揚水して高架形の淡水貯留タンク２３に貯留してもよい。実施例２の立軸ポンプ２において取水ポンプ３０に代えて河川の流れを利用した水車を利用して送水することで、立軸ポンプ２の防食のためのコスト低下をさらに容易に図ることができる。
【００２４】
図３に示す実施例３の立軸ポンプ３は、揚水管１０の壁面で、案内羽根１６の下流側（上側）で満潮水位ＨＷＬより下側の箇所に単一又は複数（複数の場合は略同じ高さ位置に略等間隔）の淡水注入口３９を設け、この淡水注入口３９に実施例１の立軸ポンプ１における外部の淡水注入系統２６の送水管路２４又は実施例２の立軸ポンプ２における外部の淡水注入系統３１の送水管路２９を接続している。また、淡水注入口３９は、主軸２０に垂直な平面（水平面）内で主軸２０に向かって（揚水管１０内の水路中心に向かって）雨水ＲＷ１又は河川水ＲＷ２を噴出するのではなく、淡水注入口３９の設置箇所から上流側（斜め下）に向けて雨水ＲＷ１又は河川水ＲＷ２を噴出し、かつ淡水注入口３９の設置箇所から主軸２０を外すように揚水管１０内の外周部に向けて（複数の場合は主軸２０を対称軸として一方向に回転させたときに点対称になるような向き）雨水ＲＷ１又は河川水ＲＷ２を噴出しように設けられている。
【００２５】
この構成において立軸ポンプ３は、雨水ＲＷ１又は河川水ＲＷ２を送水管路２４，２９を通して淡水注入口３９からポンプケーシング１３に注入し、ポンプケーシング１３内の海水塩分濃度を下げ、遂にはポンプケーシング１３内の海水を淡水置換して、羽根車１４や主軸２０等の防食及び海洋生物の付着・成長を抑制する。
【００２６】
また、吸込水槽６の水位が淡水注入口３９を越えている場合、ポンプケーシング１３内に淡水注入口３９から噴出される雨水ＲＷ１又は河川水ＲＷ２によりポンプケーシング１３内の水を同じ向きで周方向に移動させて旋回流を生む。
【００２７】
こうして、雨水ＲＷ１又は河川水ＲＷ２は旋回流を生じる方向に注入することにより、雨水ＲＷ１又は河川水ＲＷ２を旋回流で立軸ポンプ３内部に斑なく、かつ迅速に行き渡らせ、立軸ポンプ３の腐食環境を迅速に改善することができる。また、斑なく行き渡ることで小さい隙間にも雨水ＲＷ１又は河川水ＲＷ２が流入することにより、防食及び海洋生物の付着・成長抑制を効果的に行うことができる。さらに、淡水である雨水ＲＷ１又は河川水ＲＷ２の比重が海水のそれに比べて軽いため、旋回流でポンプケーシング１３内の水中に達した雨水ＲＷ１又は河川水ＲＷ２はやがて上昇し、再び旋回流で下降する。この結果、ポンプケーシング１３内の水が上下に撹拌され、防食及び海洋生物の付着・成長抑制をさらに効果的に行うことができる。
【００２８】
図４に示す実施例４の立軸ポンプ４は、干潮水位ＬＷＬより下側で、さらに羽根車１４より上流側（下側）にある吸込ベル１２の壁面の上部箇所に単一又は複数（複数の場合は略同じ高さ位置に略等間隔）の淡水注入口４０を設け、この淡水注入口４０に実施例１の立軸ポンプ１における外部の淡水注入系統２６の送水管路２４又は実施例２の立軸ポンプ２における外部の淡水注入系統３１の送水管路２９を接続している。また、淡水注入口４０は、主軸２０に垂直な平面（水平面）内で主軸２０延長線に向かって（吸込ベル１２内の水路中心に向かって）雨水ＲＷ１又は河川水ＲＷ２を噴出するのではなく、淡水注入口４０の設置箇所から下流側（斜め上）に向けて雨水ＲＷ１又は河川水ＲＷ２を噴出し、かつ淡水注入口４０の設置箇所から主軸２０延長線を外すように吸込ベル１２内の外周部に向けて（複数の場合は主軸２０を対称軸として一方向に回転させたときに点対称になるような向き）雨水ＲＷ１又は河川水ＲＷ２を噴出しように設けられている。
【００２９】
この構成において立軸ポンプ４は、雨水ＲＷ１又は河川水ＲＷ２を送水管路２４，２９を通して淡水注入口４０からポンプケーシング１３に注入し、ポンプケーシング１３内の海水塩分濃度を下げ、遂にはポンプケーシング１３内の海水を淡水置換して、羽根車１４や主軸２０等の防食及び海洋生物の付着・成長を抑制する。
【００３０】
また、淡水注入口４０は常に海水中にあり、ポンプケーシング１３内に淡水注入口４０から噴出される雨水ＲＷ１又は河川水ＲＷ２によりポンプケーシング１３内の水を同じ向きで周方向に移動させて旋回流を生み、この旋回流は羽根車１４の羽根間及び案内羽根１６の羽根間を通してポンプケーシング１３内の水面まで成長する。
【００３１】
こうして、雨水ＲＷ１又は河川水ＲＷ２は旋回流を生じる方向に注入することにより、雨水ＲＷ１又は河川水ＲＷ２を旋回流で立軸ポンプ４内部に斑なく、かつ迅速に行き渡らせ、立軸ポンプ３の腐食環境を迅速に改善することができる。また、斑なく行き渡ることで小さい隙間にも雨水ＲＷ１又は河川水ＲＷ２が流入することにより、防食及び海洋生物の付着・成長抑制を効果的に行うことができる。
【００３２】
而して本実施の形態によれば、防食のためのコスト低下を容易に図ることができる立軸ポンプ及びその防食方法を提供することが可能となる。
【００３３】
以上、本実施の形態では立軸ポンプで本発明の海水ポンプを説明したが、本発明はそれに限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内で海水を取扱うポンプ全般に適用できるものである。
【符号の説明】
【００３４】
１，２，３，４  立軸ポンプ（海水ポンプ）
１３  ポンプケーシング
ＲＷ１  雨水（淡水：自然由来の水）
ＲＷ２  河川水（淡水：自然由来の水）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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