(57)【要約】【課題】予防保全としてのポンプの定期点検にあたり、流体の送出を断つことなく、その送出流量を一定に保持しながらポンプの切替えを行える流体輸送装置を提供する。【解決手段】予備のポンプ２Ｂを含む２台の回転容積形ポンプ２Ａ、２Ｂが流体の輸送系統に並列に接続された流体輸送装置１であって、各ポンプ２Ａ、２Ｂの動作を司る制御器９を備え、この制御器９は、運転中に、予備のポンプ２Ｂを常用に切り替えるとともに、この予備のポンプ２Ｂと対を成す常用のポンプ２Ａを予備に切り替える際、各ポンプ２Ａ、２Ｂによる流体流量ＱA、ＱBの総和ＱSVが常時一定となるように各ポンプ２Ａ、２Ｂの回転数ＲA、ＲBを制御しながらポンプ切替えを行う。【選択図】図１
2014105611.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予備のポンプを含む複数台の容積形ポンプが流体の輸送系統に並列に接続された流体輸送装置であって、
各ポンプの動作を司る制御器を備え、
この制御器は、運転中に、予備のポンプを常用に切り替えるとともに、この予備のポンプと対を成す常用のポンプを予備に切り替える際、各ポンプによる流体流量の総和が常時一定となるように各ポンプの動作を制御しながらポンプ切替えを行うことを特徴とする流体輸送装置。
【請求項２】
前記容積形ポンプが回転容積形ポンプであり、前記制御器は、前記ポンプ切替えの際、前記各ポンプの回転数を制御することにより前記各ポンプの動作を制御することを特徴とする請求項１に記載の流体輸送装置。
【請求項３】
前記容積形ポンプの台数が２台であることを特徴とする請求項１または２に記載の流体輸送装置。
【請求項４】
前記制御器は、前記ポンプ切替えの際、前記予備のポンプによる流体流量が時間の経過に伴って増加するように前記予備のポンプの動作を制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の流体輸送装置。
【請求項５】
前記予備のポンプによる流体流量の時間経過に伴う増加が線形であることを特徴とする請求項４に記載の流体輸送装置。
【請求項６】
前記容積形ポンプが一軸偏心ねじポンプであり、前記制御器は、前記ポンプ切替えの際、前記各ポンプの回転数を制御することにより前記各ポンプの動作を制御することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の流体輸送装置。
【請求項７】
予備のポンプを含む複数台の容積形ポンプが流体の輸送系統に並列に接続された流体輸送装置のポンプ切替え方法であって、
運転中に、予備のポンプを常用に切り替えるとともに、この予備のポンプと対を成す常用のポンプを予備に切り替える際、各ポンプによる流体流量の総和が常時一定となるように各ポンプの動作を制御しながらポンプ切替えを行うことを特徴とする流体輸送装置のポンプ切替え方法。
【請求項８】
前記容積形ポンプが回転容積形ポンプであり、前記ポンプ切替えの際、前記各ポンプの回転数を制御することにより前記各ポンプの動作を制御することを特徴とする請求項７に記載の流体輸送装置のポンプ切替え方法。
【請求項９】
前記容積形ポンプの台数が２台であることを特徴とする請求項７または８に記載の流体輸送装置のポンプ切替え方法。
【請求項１０】
前記ポンプ切替えの際、前記予備のポンプによる流体流量が時間の経過に伴って増加するように前記予備のポンプの動作を制御することを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載の流体輸送装置のポンプ切替え方法。
【請求項１１】
前記予備のポンプによる流体流量の時間経過に伴う増加が線形であることを特徴とする請求項１０に記載の流体輸送装置のポンプ切替え方法。
【請求項１２】
前記容積形ポンプが一軸偏心ねじポンプであり、前記ポンプ切替えの際、前記各ポンプの回転数を制御することにより前記各ポンプの動作を制御することを特徴とする請求項７〜１１のいずれかに記載の流体輸送装置のポンプ切替え方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容積形ポンプによって流体を輸送する流体輸送装置に関し、特に、予備を含む複数台の容積形ポンプを備えた流体輸送装置、およびその流体輸送装置のポンプ切替え方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
流体輸送の動力機械として容積形ポンプを輸送系統に備えた流体輸送装置は、定量の流体を精度良く送出する。容積形ポンプの中でもねじポンプやギアポンプなどの回転容積形ポンプは、これを作動させる駆動モータの回転数を制御することにより、連続的に定量の流体を吸い込んで吐出する特性を有する。この特性から、回転容積形ポンプを輸送系統に備えた流体輸送装置は、流量調整弁などの特殊な流量制御弁を格別に使用しなくても、ポンプの回転数を制御すれば、連続的に定量の流体を精度良く送出することが可能であるため、浄水場で次亜塩素酸ナトリウムなどの薬液の注入に適用される。その他にも、加工食品プラントで液体調味料や食品ペーストなどの移送に用いられたり、製紙プラントで種々の薬液や顔料などの注入に用いられる。
【０００３】
通常、この種の流体輸送装置は、予備のポンプを含む複数台（実用的には２台）の容積形ポンプが流体の輸送系統に並列に接続されている。流体輸送装置の安定稼動を確保するため、予防保全としてポンプの定期点検が必要とされるからである。その構成により、予備のポンプを常用に切り替えるとともに、これと対を成す常用のポンプを予備に切り替えれば、常用に切り替わったポンプによって運転を継続しながら、予備に切り替わって停止したポンプを点検することが可能となる。また、常用のポンプの故障といった緊急事態のときには、予備のポンプを常用に切り替えることで対処することができる（例えば、特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６０−９９９０８号公報
【特許文献２】特開平５−１２６０８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来、予備の容積形ポンプを備えた流体輸送装置では、ポンプの定期点検にあたってのポンプ切替えの際、以下の問題が生じる。
【０００６】
例えば、浄水場で薬液の注入に用いられる流体輸送装置の場合、一般に、一方を予備とし他方を常用とする２台の容積形ポンプを備える。この場合、ポンプ切替えは、先ず作動状態にある常用のポンプを停止させ、その後に停止状態にある予備のポンプを作動させることにより行われる。すると、少なくとも、常用のポンプが停止してから予備のポンプが作動するまでの間は、薬液の注入が全くなされない。また、予備のポンプの作動を開始しても、薬液の注入量は直ちに安定するわけではなく、所定の注入量に収束し安定するまでに若干ではあるが時間がかかる。要するに、連続的な定量の薬品注入ができない状況が発生する。
【０００７】
このように、高精度で連続的に定量の流体送出が求められる流体輸送装置において、安定稼働のための予防保全としてポンプの定期点検が必要とされる中で、その定期点検にあたり、流体の送出が断たれ、さらに流体の送出流量が不安定になることは致命的な問題である。
【０００８】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、予備を含む複数台の容積形ポンプを備えた流体輸送装置に関し、予防保全としてのポンプの定期点検にあたり、流体の送出を断つことなく、その送出流量を一定に保持しながらポンプの切替えを行える流体輸送装置、およびその流体輸送装置のポンプ切替え方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記の目的を達成するため、下記の（Ｉ）に示す流体輸送装置、および（II）に示す流体輸送装置のポンプ切替え方法を要旨とする。
【００１０】
（Ｉ）予備のポンプを含む複数台の容積形ポンプが流体の輸送系統に並列に接続された流体輸送装置であって、
各ポンプの動作を司る制御器を備え、
この制御器は、運転中に、予備のポンプを常用に切り替えるとともに、この予備のポンプと対を成す常用のポンプを予備に切り替える際、各ポンプによる流体流量の総和が常時一定となるように各ポンプの動作を制御しながらポンプ切替えを行うことを特徴とする流体輸送装置である。
【００１１】
上記の流体輸送装置において、実用的には、前記容積形ポンプの台数が２台である。
【００１２】
上記の流体輸送装置において、前記制御器は、前記ポンプ切替えの際、前記予備のポンプによる流体流量が時間の経過に伴って増加するように前記予備のポンプの動作を制御することが好ましい。この場合、前記予備のポンプによる流体流量の時間経過に伴う増加が線形であることが好ましい。
【００１３】
また、上記の流体輸送装置では、前記容積形ポンプが回転容積形ポンプであることが好ましく、より好ましくは一軸偏心ねじポンプである。この場合、前記制御器は、前記ポンプ切替えの際、前記各ポンプの回転数を制御することにより前記各ポンプの動作を制御する。
【００１４】
（II）予備のポンプを含む複数台の容積形ポンプが流体の輸送系統に並列に接続された流体輸送装置のポンプ切替え方法であって、
運転中に、予備のポンプを常用に切り替えるとともに、この予備のポンプと対を成す常用のポンプを予備に切り替える際、各ポンプによる流体流量の総和が常時一定となるように各ポンプの動作を制御しながらポンプ切替えを行うことを特徴とする流体輸送装置のポンプ切替え方法である。
【００１５】
上記のポンプ切替え方法において、実用的には、前記容積形ポンプの台数が２台である。
【００１６】
上記のポンプ切替え方法において、前記ポンプ切替えの際、前記予備のポンプによる流体流量が時間の経過に伴って増加するように前記予備のポンプの動作を制御することが好ましい。この場合、前記予備のポンプによる流体流量の時間経過に伴う増加が線形であることが好ましい。
【００１７】
また、上記のポンプ切替え方法では、前記容積形ポンプが回転容積形ポンプであることが好ましく、より好ましくは一軸偏心ねじポンプである。この場合、前記ポンプ切替えの際、前記各ポンプの回転数を制御することにより前記各ポンプの動作を制御する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の流体輸送装置、およびその流体輸送装置のポンプ切替え方法によれば、運転中に、予備のポンプを常用に切り替えるとともに、この予備のポンプと対を成す常用のポンプを予備に切り替える際、各ポンプによる流体流量の総和が常時一定となるように、各ポンプの動作を制御しながらポンプ切替えを行うので、流体の送出を断つことなく、その送出流量を一定に保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の流体輸送装置の構成例を模式的に示す図である。
【図２】本発明の流体輸送装置における容積形ポンプの一例として一軸偏心ねじポンプの概略構成を示す縦断面図である。
【図３】本発明の流体輸送装置によるポンプ切替え動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の流体輸送装置を用いたポンプ切替えの際の各ポンプによる流体流量および流体輸送装置の吐出流量の挙動の一例を示すタイムチャートである。
【図５】本発明の流体輸送装置を用いたポンプ切替えの際の各ポンプによる流体流量および流体輸送装置の吐出流量の挙動の一例を示すタイムチャートである。
【図６】本発明の流体輸送装置を用いたポンプ切替えの際の各ポンプによる流体流量および流体輸送装置の吐出流量の挙動の一例を示すタイムチャートである。
【図７】本発明の流体輸送装置を用いたポンプ切替えの際の各ポンプによる流体流量および流体輸送装置の吐出流量の挙動の一例を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本発明の流体輸送装置、およびその流体輸送装置のポンプ切替え方法について、図面を参照しつつ、その実施形態を詳述する。
【００２１】
図１は、本発明の流体輸送装置の構成例を模式的に示す図である。同図に例示する流体輸送装置１は、流体の輸送系統に、流体輸送の動力機械として、予備を含む２台の容積形ポンプ（以下、単に「ポンプ」ともいう）２Ａ、２Ｂを備えたものである。
【００２２】
具体的には、その輸送系統は、吸込み側の母管３、吐出側の母管４、およびこれらの吸込み側母管３と吐出側母管４をつなぐ２本の分岐管５Ａ、５Ｂから構成され、各分岐管５Ａ、５Ｂにそれぞれポンプ２Ａ、２Ｂが配設されている。すなわち、２台のポンプ２Ａ、２Ｂが輸送系統に並列に接続された構成となっている。例えば、流体輸送装置１が浄水場での薬液（例：次亜塩素酸ナトリウム）の注入に用いられる場合、輸送系統の上流端、すなわち吸込み側母管３には、薬液を貯留する図示しない薬液タンクが接続され、輸送系統の下流端、すなわち吐出側母管４には、薬液を注入する地点（例：着水井、沈殿池の出口、浄水池の入口）まで敷設された図示しない注入配管が接続される。
【００２３】
以下では、説明の便宜上、２本の分岐管５Ａ、５Ｂのうち、一方の分岐管５Ａを第１分岐管５Ａとも称し、他方の分岐管５Ｂを第２分岐管５Ｂとも称する。また、２台のポンプ２Ａ、２Ｂのうち、第１分岐管５Ａに配設された一方のポンプ２Ａを第１ポンプ２Ａとも称し、第２分岐管５Ｂに配設された他方のポンプ２Ｂを第２ポンプ２Ｂとも称する。
【００２４】
第１分岐管５Ａには、第１ポンプ２Ａの入側と出側にそれぞれ、管路を開閉する開閉弁６Ａａ、６Ａｂが配設されている。同様に、第２分岐管５Ｂには、第２ポンプ２Ｂの入側と出側にそれぞれ、管路を開閉する開閉弁６Ｂａ、６Ｂｂが配設されている。また、吸込み側母管３には、管路を開閉する開閉弁７が配設され、吐出側母管４にも、管路を開閉する開閉弁８が配設されている。
【００２５】
このような輸送系統を有する流体輸送装置１は、第１ポンプ２Ａ、第２ポンプ２Ｂの個々の動作を司る制御器９を備えている。このポンプ制御器９は、各ポンプ２Ａ、２Ｂを個々に作動させる図示しない駆動モータに接続されており、各駆動モータに個々に指令を送り、各ポンプ２Ａ、２Ｂの停止／作動のみならず、その回転数を含めたポンプ動作を制御する。第１分岐管５Ａ、第２分岐管５Ｂのそれぞれを流れる流体の流量は、第１ポンプ２Ａ、第２ポンプ２Ｂの個々の回転数に依存するため、各ポンプ２Ａ、２Ｂの回転数を制御すれば、各分岐管５Ａ、５Ｂ内の流体流量を調整することができ、ひいては吐出側母管４内の流体流量、さらには流体輸送装置１からの流体の送出流量を調整することができる。
【００２６】
なお、吐出側母管４には、内部を流れる流体の流量を計測する流量計１０が配設されており、この流量計１０はポンプ制御器９に接続されている。流量計１０による計測データは、ポンプ制御器９に送られ、吐出側母管４内の流体流量の監視に利用される。もっとも、流量計１０による計測データは、補助的に、第１ポンプ２Ａ、第２ポンプ２Ｂの回転数のＰＩＤ制御に利用することもできる。
【００２７】
本発明の流体輸送装置１では、第１分岐管５Ａに配設された第１ポンプ２Ａ、および第２分岐管５Ｂに配設された第２ポンプ２Ｂ、すなわち容積形ポンプとして、一軸偏心ねじポンプなどのねじポンプを採用する。その他に、ロータリーポンプやギアポンプといった回転容積形ポンプを採用することもできる。
【００２８】
図２は、本発明の流体輸送装置における容積形ポンプの一例として一軸偏心ねじポンプの概略構成を示す縦断面図である。同図に示すように、第１ポンプ２Ａおよび第２ポンプ２Ｂは、一軸偏心ねじポンプであり、雄ねじ形ロータ２１と雌ねじ形ステータ２２とを備える。ロータ２１は、断面が真円形で１条ねじの螺旋状に形成されたものである。ステータ２２は、ロータ２１を挿通させる内孔２２ａを有する。この内孔２２ａには、ロータ２１の２倍のピッチの２条ねじが形成され、内孔２２ａの断面は長円形となっている。ロータ２１は、ステータ２２の内孔２２ａの中心軸から偏心して配置されており、図示しない駆動モータから回転の動力が伝達されることにより、ステータ２２の内孔２２ａの中心軸を中心として公転しながら、自転する。
【００２９】
ステータ２２は、外周を外筒２３によって保持されている。この外筒２３の前端には、流体の吸込み口となるエンドスタット２４が取り付けられている。ステータ２２の外筒２３の後端には、円筒状のフロントハウジング２５が取り付けられ、このフロントハウジング２５の後端には、有底円筒状のリアハウジング２６が取り付けられている。フロントハウジング２５の後端寄りには、流体の吐出口２５ａが突き出している。
【００３０】
ここで、図２に示す第１ポンプ２Ａおよび第２ポンプ２Ｂは、駆動モータからの動力を磁気によってロータ２１に伝達するマグネットカップリング型の一軸偏心ねじポンプである。このため、以下の構成となっている。
【００３１】
リアハウジング２６の後方には、図示しない駆動モータが配設されている。この駆動モータは、フロントハウジング２５またはリアハウジング２６に固定されており、ステータ２２の内孔２２ａの中心軸上に主軸４１を有する。この主軸４１には、リアハウジング２６を包囲する円筒状の駆動側磁石保持部材４２が取り付けられている。この駆動側磁石保持部材４２の内周には、リアハウジング２６の外周面と対向して駆動側磁石４３が接合されている。
【００３２】
リアハウジング２６の内部には、円筒状の従動側磁石保持部材３２が収容されている。この従動側磁石保持部材３２の外周には、駆動側磁石４３と対向して従動側磁石３３が埋設されている。従動側磁石保持部材３２の軸心部には、従動軸としてのドライブシャフト２８が結合されている。ドライブシャフト２８は、フロントハウジング２５の後端付近まで延び出しており、その前端にフランジ部２８ａを有する。このフランジ部２８ａには、ユニバーサルジョイントなどの自在継手２９を介してカップリングロッド３０が連結され、このカップリングロッド３０には、ユニバーサルジョイントなどの自在継手３１を介して雄ねじ形ロータ２１が連結されている。
【００３３】
また、ドライブシャフト２８は、その前端側をすべり軸受ハウジング２７によって回転可能に支持されている。すべり軸受ハウジング２７は、フロントハウジング２５とリアハウジング２６のそれぞれの内部を仕切るように、フロントハウジング２５とリアハウジング２６によって挟持されている。
【００３４】
このような構成の図２に示すマグネットカップリング型の一軸偏心ねじポンプからなるポンプ２Ａ、２Ｂは、駆動モータの主軸４１が回転することにより、これと一体で駆動側磁石保持部材４２が回転する。これに伴い、駆動側磁石４３と従動側磁石３３との磁気的な引力の作用により、従動側磁石保持部材３２が同期して回転し、これと一体でドライブシャフト２８が回転する。これにより、ドライブシャフト２８に自在継手２９、カップリングロッド３０および自在継手３１を介して連結された雄ねじ形ロータ２１が、雌ねじ形ステータ２２の内孔２２ａの中心軸を中心として公転しながら、自転する。こうして、ロータ２１とステータ２２の内孔２２ａとの間に形成された空間が、ステータ２２の前端から後端に向けて順次繰り出され、その結果、吸込み口であるエンドスタット２４から流体が吸い込まれるとともに、吸い込まれた流体がフロントハウジング２５の吐出口２５ａから吐出される。
【００３５】
マグネットカップリング型の一軸偏心ねじポンプは、脈動がなく連続的に定量の流体を吐出することができ、しかも、流体をリアハウジング２６によって完全に封入することができるので、浄水場や加工食品プラントや製紙プラントなどにおいて高精度で連続的に定量の流体送出が求められる流体輸送装置１に特に好適である。
【００３６】
このような構成の流体輸送装置１によるポンプ切替え動作について以下に説明する。
【００３７】
ポンプ切替えに先立ち、通常の運転時には、前記図１に示すように、ポンプ制御器９からの指令により、第１ポンプ２Ａおよび第２ポンプ２Ｂのうちの一方のみを常用として作動させる。すなわち、例えば第１ポンプ２Ａを常用として作動状態にし、他方の第２ポンプ２Ｂを予備として停止状態にする。このとき、吸込み側母管３の開閉弁７、吐出側母管４の開閉弁８、および第１分岐管５Ａの入側と出側の両方の開閉弁６Ａａ、６Ａｂは全開とし、その一方で第２分岐管５Ｂの入側と出側の開閉弁６Ｂａ、６Ｂｂは全閉としている。
【００３８】
これにより、各分岐管５Ａ、５Ｂのうちの第１分岐管５Ａの管路のみが開放されて、第１ポンプ２Ａのみが流体輸送の動力機械として機能し、流体は、吸込み側母管３から第１分岐管５Ａのみに導入され、そのまま吐出側母管４を通じて吐出される。その際、ポンプ制御器９からの指令によって第１ポンプ２Ａの駆動モータの回転数を制御することにより、第１分岐管５Ａ内の流体流量が調整され、これに伴って吐出側母管４内の流体流量、さらには流体輸送装置１からの流体の送出流量が調整される。
【００３９】
このような通常運転の状態から、予防保全としてポンプ（作動状態にある常用の第１ポンプ）の定期点検を実施する場合、以下に示すようなポンプ切替え動作を実行する。
【００４０】
図３は、本発明の流体輸送装置によるポンプ切替え動作を示すフローチャートである。第１ポンプ２Ａが常用として作動状態にあり、第２ポンプ２Ｂが予備として停止状態にある運転中に、予備の第２ポンプ２Ｂを常用に切り替えるとともに、この第２ポンプ２Ｂと対を成す常用の第１ポンプ２Ａを予備に切り替えるポンプ切替えを行うに際し、図３に示すように、先ずステップ＃５にて、全閉となっている第２分岐管５Ｂの入側と出側の両方の開閉弁６Ｂａ、６Ｂｂを全開にする。これにより、第１ポンプ２Ａが配設された第１分岐管５Ａに加え、第２ポンプ２Ｂが配設された第２分岐管５Ｂの管路が開放される。
【００４１】
次いで、ステップ＃１０にて、ポンプ制御器９からの指令により、第１ポンプ２Ａの作動を継続しつつ、第２ポンプ２Ｂの作動を開始する。これにより、第１ポンプ２Ａおよび第２ポンプ２Ｂの両方が流体輸送の動力機械として機能し、流体は、吸込み側母管３から第１分岐管５Ａおよび第２分岐管５Ｂの両方に導入され、吐出側母管４で合流して吐出される。その際、ステップ＃１５に示すように、ポンプ制御器９からの指令により、第１ポンプ２Ａの作動に伴って第１分岐管５Ａを流れる流体の流量ＱAと、第２ポンプ２Ｂの作動に伴って第２分岐管５Ｂを流れる流体の流量ＱBとの総和である吐出側母管４内の流量、すなわち吐出流量ＱSVが常時一定となるように、各ポンプ２Ａ、２Ｂの駆動モータの回転数ＲA、ＲBを制御する。
【００４２】
具体的には、ポンプ制御器９からの指令により、予備であった第２ポンプ２Ｂの回転数ＲBを時間の経過に伴って増加させ、これに応じて、常用であった第１ポンプ２Ａの回転数ＲAを時間の経過に伴って減少させる。すなわち、下記の図４〜図７に例示するように、予備であった第２ポンプ２Ｂによる流体流量ＱBを時間の経過に伴って増加させ、これに応じて、常用であった第１ポンプ２Ａによる流体流量ＱAを時間の経過に伴って減少させ、両流量の総和である吐出流量ＱSVが常時一定となるようにする。
【００４３】
そして、ステップ＃２０にて、ポンプ制御器９により、第１ポンプ２Ａの回転数ＲAが０（ゼロ）に到達したか否か、すなわち第１ポンプ２Ａが停止して第１分岐管５Ａを流れる流体の流量ＱAが０になったか否かの判定を繰り返す。
【００４４】
図４〜図７は、本発明の流体輸送装置を用いたポンプ切替えの際の各ポンプによる流体流量および流体輸送装置の吐出流量の挙動の一例を示すタイムチャートである。図４および図５では、予備の第２ポンプ２Ｂの作動を開始してから常用の第１ポンプ２Ａが停止するまでの期間の全域にわたり、予備の第２ポンプ２Ｂによる流体流量ＱBが時間経過に伴って線形で増加する態様を示している。この場合、その第２ポンプ２Ｂと対を成す常用の第１ポンプ２Ａによる流体流量ＱAは、第２ポンプ２Ｂによる流体流量ＱBの線形的な増加に応じ、時間経過に伴って線形で減少することになる。
【００４５】
一方、図６および図７では、予備の第２ポンプ２Ｂの作動を開始してから常用の第１ポンプ２Ａが停止するまでの期間の全域にわたり、予備の第２ポンプ２Ｂによる流体流量ＱBが時間経過に伴って非線形で増加する態様を示している。この場合、その第２ポンプ２Ｂと対を成す常用の第１ポンプ２Ａによる流体流量ＱAは、第２ポンプ２Ｂによる流体流量ＱBの非線形的な増加に応じ、時間経過に伴って非線形で減少することになる。
【００４６】
各ポンプ２Ａ、２Ｂによる流体流量ＱA、ＱBは各ポンプ２Ａ、２Ｂの個々の回転数に依存するため、その回転数の制御を容易にする観点から、図４および図５に示すように、予備の第２ポンプ２Ｂによる流体流量の時間経過に伴う増加は線形であることが好ましい。
【００４７】
ここで、図５および図７に示す態様では、予備の第２ポンプ２Ｂの作動開始時点で、その流体流量ＱAが瞬時に上昇しているが、これは、ポンプ２Ａ、２Ｂとして一軸偏心ねじポンプを採用した場合の特有の現象である。一軸偏心ねじポンプの場合、厳密には、予め定められた最小の吐出流量が存在し、これ以下の吐出流量を設定することができないからである。
【００４８】
なお、予備の第２ポンプ２Ｂの作動を開始してから常用の第１ポンプ２Ａが停止するまでの所要時間は、第２ポンプ２Ｂによる吐出流量が安定する時間を見込んで、３０秒以上とするのが好ましい。より好ましくは、６０秒以上とする。その所要時間の上限は特に限定しないが、早期に第１ポンプ２Ａの定期点検を行えるように、３００秒以下とするのが好ましい。
【００４９】
図３に戻ってポンプ切替え動作の説明を続ける。ステップ＃２０にて、ポンプ制御器９により、第１ポンプ２Ａの回転数ＲAが０に到達し、第１ポンプ２Ａが停止したと判定されると、ステップ＃２５にて、全開となっている第１分岐管５Ａの入側と出側の両方の開閉弁６Ａａ、６Ａｂを全閉にする。
【００５０】
こうして、停止状態となった第１ポンプ２Ａが配設された第１分岐管５Ａの管路が閉ざされ、作動状態となった第２ポンプ２Ｂが配設された第２分岐管５Ｂの管路のみが開放された状態となり、ポンプ切替え動作が終了する。ポンプ切替え後は、常用に切り替わった第２ポンプ２Ｂのみが流体輸送の動力機械として機能し、流体は、吸込み側母管３から第２分岐管５Ｂのみに導入され、そのまま吐出側母管４を通じて吐出される。一方、予備に切り替わった第１ポンプ２Ａは停止状態にあり定期点検を行える。
【００５１】
このように、本発明の流体輸送装置１、およびその流体輸送装置１のポンプ切替え方法によれば、運転中に、予備の第２ポンプ２Ｂを常用に切り替えるとともに、この予備の第２ポンプ２Ｂと対を成す常用の第１ポンプ２Ａを予備に切り替える際、各ポンプ２Ａ、２Ｂによる流体流量ＱA、ＱBの総和である吐出流量ＱSVが常時一定となるように、各ポンプ２Ａ、２Ｂの回転数ＲA、ＲBを制御しながらポンプ切替えを行うので、流体の送出を断つことなく、その送出流量を一定に保持することができる。これにより、予防保全としてのポンプの定期点検にあたり、連続的な定量の流体送出を維持しながらポンプ切替えを行うことができる。
【００５２】
その他本発明は上記の実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。例えば、流体輸送装置が備える容積形ポンプの台数は２台に限らず、３台以上であっても構わない。ポンプ台数が３台以上である場合、そのうちの１台が予備で残りが常用であって、この予備のポンプを常用のポンプのうちの１台と切り替える際、予備のポンプ、切替え対象の常用のポンプ、および残りの常用のポンプによる流体流量の総和が常時一定となるように各ポンプの動作（回転数）を制御すればよい。もっとも、常用のポンプと予備のポンプで対が成り立てばよいので、実用的なポンプ台数は２台である。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明の流体輸送装置、およびその流体輸送装置のポンプ切替え方法は、浄水場や加工食品プラントや製紙プラントなどで有効に利用することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１：流体輸送装置、    ２Ａ、２Ｂ：回転容積形ポンプ、
３：吸込み側母管、    ４：吐出側母管、    ５Ａ、５Ｂ：分岐管、
６Ａａ、６Ａｂ、６Ｂａ、６Ｂｂ、７、８：開閉弁、
９：ポンプ制御器、    １０：流量計、
２１：雄ねじ形ロータ、    ２２：雌ねじ形ステータ、    ２２ａ：内孔、
２３：外筒、    ２４：エンドスタット、    ２５：フロントハウジング、
２５ａ：吐出口、    ２６：リアハウジング、    ２７：すべり軸受ハウジング、
２８：ドライブシャフト、    ２８ａ：フランジ部、
２９：自在継手、    ３０：カップリングロッド、    ３１：自在継手、
３２：従動側磁石保持部材、    ３３：従動側磁石、
４１：モータの主軸、    ４２：駆動側磁石保持部材、    ４３：駆動側磁石
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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