(57)【要約】【課題】  薬液注入装置の薬液注入室の状況を監視し、注入される薬液効果を確認でき、注入された薬液が薬液注入室内の液に均一に混合でき炭酸カルシューム等の析出防止し作用の向上が期待できる薬液注入装置の監視装置及びポンプ装置を提供すること。【解決手段】地下に設けられ液体貯留槽に設置された回転機械に、該流体貯留槽壁面から流出するＣａ分が該回転機械の回転部に炭酸カルシューム等として析出するのを防止するための薬液注入室を設け、該薬液注入室に地上から薬液又は清浄水を注入するようにした薬液注入装置の監視装置であって、薬液注入室内に地上から薬液又は清浄水を注入するための注入管１０に光ファイバー束３５を設置し、該光ファイバー３４を介して薬液注入室６内及び／又はその近傍の監視点を監視できるように構成した。【選択図】図１
2006061797.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地下に設けられた液体貯留槽に設置された回転機械に、該流体貯留槽壁面から流出するＣａ分が該回転機械の回転部に炭酸カルシューム等として析出するのを防止するための薬液注入室を設け、該薬液注入室に地上から薬液又は清浄水を注入するようにした薬液注入装置の監視装置であって、
前記薬液注入室内に地上から前記薬液又は清浄水を注入するための注入管に光ファイバーを設置し、該光ファイバーを介して前記薬液注入室内及び／又はその近傍の監視点を監視できるように構成したことを特徴とする薬液注入装置の監視装置。
【請求項２】
地下に設けられた液体貯留槽に設置された回転機械に、該流体貯留槽壁面から流出するＣａ分が該回転機械の回転部に炭酸カルシューム等として析出するのを防止するための薬液注入室を設け、該薬液注入室に地上から薬液又は清浄水を注入するようにした薬液注入装置の監視装置であって、
前記注入管は外管の内に内管を配置した２重管構成とし、該内管又は外管を通して前記薬液又は清浄水を前記薬液注入室に注入し、該薬液注入室内の液を戻り液として前記外管又は内管を通して前記地上の所定の場所に送ることを特徴とする薬液注入装置の監視装置。
【請求項３】
請求項２に記載の薬液注入装置において、
前記内管又は外管内に前記光ファイバーを配置し、該光ファイバーを介して前記薬液注入室内及び／又はその近傍の監視点を監視できるように構成したことを特徴とする薬液注入装置の監視装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の薬液注入装置の監視装置において、
前記戻り液を成分分析し前記薬液注入室内の状況を診断する診断手段を設けたことを特徴とする薬液注入装置の監視装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の薬液注入装置の監視装置において、
前記薬液注入室内に注入される前記薬液又は清浄水を均等に拡散させる注入液拡散手段を設けたことを特徴とする薬液注入装置の監視装置。
【請求項６】
ポンプ部とモータ部を具備するモータポンプを備え、前記ポンプ部とモータ部の間に配置された軸封機構は薬液注入室内に配置され、前記光ファイバーを介して該軸封機構が監視できるようになっている請求項１乃至５のいずれか１項に記載の薬液注入装置の監視装置を設けたことを特徴とするポンプ装置。
【請求項７】
地下に設けられた液体貯留槽にモータポンプを設置し、該モータポンプにより該液貯留槽内の液体を揚液するようにしたポンプ装置であって、
前記流体貯留槽壁面から流出するＣａ分が前記モータポンプの回転部に炭酸カルシューム等として析出するのを防止するために設けた薬液注入室に地上から薬液又は清浄水を注入するようにした薬液注入装置の監視装置に、請求項１乃至５に記載の少なくとも１つの薬液注入装置の監視装置を用いることを特徴とするポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石油や液化ガス等の液体を貯留するため岩盤地下に設置された液体貯留槽に設置された回転機械の回転部に炭酸カルシューム等が析出するのを防止するために設けた薬液注入室に地上から注入液（薬液又は清浄水）を注入する薬液注入装置の監視装置及び該監視装置を用いたポンプ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
原油をメインとした石油や液化ガスの岩盤地下備蓄において、岩盤からの地下水漏洩が多く見込まれる岩盤である場合には、漏洩防止や、剥落防止のために、岩盤内面にコンクリートの補強を施すことが多い。この場合岩盤内面であるコンクリート面からは多くのＣａ分の流出が想定される。そして該貯留槽内に設置したポンプ等の回転機械の回転部に炭酸カルシュームが析出し、回転摺動部に固着したり、隙間のある部分が埋まったりして回転機械としての機能を損うという問題が発生する。そこで回転機械の回転部に接する貯留液の化学的性質をコントロールし、炭酸カルシューム等の析出を抑えるため、貯留液に適当な量の薬液を混入する処置が施される。
【０００３】
図１はこの種の岩盤地下に設けられた液貯留槽に設けられた液中ポンプ（モータポンプ）の構成例を示す図である。液中ポンプ２はポンプ部３及びモータ部４から構成される。ポンプ３はブラケット３−１、吸込ケーシング３−２、中間ケーシング３−３、吐出しケーシング３−４、逆止弁ケーシング３−５、揚液管１１が直列に接続され、その中央にポンプ主軸３−７が貫通する構成である。ポンプ主軸３−７には、羽根車３−８、羽根車３−９が結合され、吸込ケーシング３−２の吸込口には吸込ストレーナ３−１０が設けられている。
【０００４】
モータ部４はフレーム４−１、該フレーム４−１に嵌入された固定子鉄心４−２を具備し、該固定子鉄心４−２の中央にモータ主軸４−３に嵌合固定された回転子鉄心４−４が配置されている。また、モータ主軸４−３は上部ブラケット４−５と下部ブラケット４−６にラジアル軸受、下部スラストディスク４−７、下部スラストパッド４−８、上部スラストディスク４−９及び上部スラストパッド４−１０からなるスラスト軸受を介して回転自在に支持されている。ポンプ主軸３−７下端とモータ主軸４−３は軸継手４−１１で連結され、該軸継手４−１１の下部にはメカニカルシール７が配置されている。
【０００５】
上記構成の液中ポンプ２において、モータ部４の固定子コイル４−１２にケーブル保護管２４内を通るケーブルを通して電力を供給することにより、モータ部４は起動し、モータ主軸４−３に連結されたポンプ主軸３−７が回転する。これにより羽根車３−８、羽根車３−９が回転し、吸込ケーシング３−２の吸込み口から吸い込まれた石油等の仕様液は、吸込ケーシング３−２、中間ケーシング３−３、吐出しケーシング３−４、逆止弁ケーシング３−５及び揚液管１１を通って、地上に送られる。なお。２３は冷却水入口管である。
【０００６】
上記構成の液中ポンプにおいて、仕様液中にＣａ分が含まれているとメカニカルシール７に炭酸カルシュームが析出し、その回転摺動部に固着したり、隙間のある部分が埋まったりして回転機械としての機能を損うという問題が発生する。そこで、図２に示すように、ポンプ部３とモータ部４の間に配置されたメカニカルシール７を囲むように薬液注入室６を設け、該薬液注入室６に薬液注入管１０から炭酸カルシューム等の析出を防止する析出防止剤を注入する。なお、図２はこの種の岩盤地下に設けられた液貯留槽に設けられた液中モータポンプを対象とした薬液注入装置の概略構成例を示す図であり、モータポンプ２は保護管１内に配置され、ポンプ部３から吐出された仕様液８は揚液管１１を通って揚液される。
【０００７】
図３はメカニカルシール７部分の構成例を示す図である。図３において、矢印Ａ側がポンプ部３、矢印Ｂ側がモータ部４を指す。２２はモータ室である。メカニカルシール７は１次シール回転環１２、１次シール固定環１３、２次シール回転環１４、２次シール固定環１５、二次シールカバー１６、及び中間室１７を形成している中間室ケーシング１８で構成されている。中間室１７には炭酸カルシューム等の析出防止剤を注入液として注入する。
【０００８】
上記のように、メカニカルシール７をタンデム構造とし、吸い込み液圧をＰ１、中間室圧１７の液圧をＰ２、モータ室２２の液圧をＰ３とすると、これらの圧力間にＰ１＜Ｐ２＜Ｐ３の関係が成立するように、ダブルメカニカルシール（実施例はタンデムタイプ）の中間室１７の液圧Ｐ２を吸い込み液圧Ｐ１に均圧する均圧装置１９を付属させる等の工夫をしている。この場合中間室１７の液圧Ｐ２を吸い込み液圧Ｐ１より高くするために均圧装置１９の仕切板２１にスプリング２０の初期圧をかけたり、中間室１７がメカニカルシールの摺動発熱で体積膨張により昇圧しＰ２＞Ｐ３を避けるためのモータ室２２との間に安全弁（図示せず）などの工夫がなされており、メカニカルシール７の機能に十分な安全対策がとられた結果、メカニカルシールの寿命延伸に多大な成果があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記従来構成の薬液注入装置は、対象部位、即ち中間室１７に薬液を投入するのみであったため、下記のように問題点があった。
（１）薬液の投入にどの程度の効果があるかが不明であった。
（２）薬注効果は液との混合具合によるが、充分な混合がなされる注入方法とはいえない。
上記（１）及び（２）の問題があることから、薬注効果が得られているであろうという希望的観測によって運用されていた。
【００１０】
本発明は上述の点に鑑みて成されたもので、薬液注入装置の薬液注入室の状況を監視し、注入される薬液効果を確認できる薬液注入装置の監視装置を提供することを目的とする。
【００１１】
また、注入された薬液が薬液注入室内の液に均一に混合でき炭酸カルシューム等の析出防止し作用の向上が期待できる薬液注入装置の監視装置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】
【００１２】
上記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、地下に設けられた液体貯留槽に設置された回転機械に、該流体貯留槽壁面から流出するＣａ分が該回転機械の回転部に炭酸カルシューム等として析出するのを防止するための薬液注入室を設け、該薬液注入室に地上から薬液又は清浄水を注入するようにした薬液注入装置の監視装置であって、薬液注入室内に地上から薬液又は清浄水を注入するための注入管に光ファイバーを設置し、該光ファイバーを介して薬液注入室内及び／又はその近傍の監視点を監視できるように構成したことを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、地下に設けられた液体貯留槽に設置された回転機械に、該流体貯留槽壁面から流出するＣａ分が該回転機械の回転部に炭酸カルシューム等として析出するのを防止するための薬液注入室を設け、該薬液注入室に地上から薬液又は清浄水を注入するようにした薬液注入装置の監視装置であって、注入管は外管の内に内管を配置した２重管構成とし、該内管又は外管を通して薬液又は清浄水を薬液注入室に注入し、該薬液注入室内の液を戻り液として外管又は内管を通して地上の所定の場所に送ることを特徴とする。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の薬液注入装置において、内管又は外管内に光ファイバーを配置し、該光ファイバーを介して薬液注入室内及び／又はその近傍の監視点を監視できるように構成したことを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載の薬液注入装置の監視装置において、戻り液を成分分析し薬液注入室内の状況を診断する診断手段を設けたことを特徴とする。
【００１６】
請求項５に記載の発生は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の薬液注入装置の監視装置において、薬液注入室内に注入される薬液又は清浄水を均等に拡散させる注入液拡散手段を設けたことを特徴とする。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、ポンプ部とモータ部を具備するモータポンプを備え、前記ポンプ部とモータ部の間に配置された軸封機構は薬液注入室内に配置され、前記光ファイバーを介して該軸封機構が監視できるようになっている請求項１乃至５のいずれか１項に記載の薬液注入装置の監視装置を設けたことを特徴とする。
【００１８】
請求項７に記載の発明は、地下に設けられた液体貯留槽にモータポンプを設置し、該モータポンプにより該液貯留槽内の液体を揚液するようにしたポンプ装置であって、前記流体貯留槽壁面から流出するＣａ分が前記モータポンプの回転部に炭酸カルシューム等として析出するのを防止するために設けた薬液注入室に地上から薬液又は清浄水を注入するようにした薬液注入装置の監視装置に、請求項１乃至５に記載の少なくとも１つの薬液注入装置の監視装置を用いることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１に記載の発明によれば、注入管に光ファイバーを設置し、該光ファイバーを介して薬液注入室内及び／又はその近傍の監視点を監視できるようにしたので、地上から薬液注入室内及び／又はその近傍の監視点を監視でき、例えば薬液注入室に回転機械のシール部を配置すると、シール部の炭酸カルシューム等の付着状況を把握することが可能となる。従って、監視結果を反映して薬液の調整を行うことにより、薬液注入効果の改善や向上を図ることが可能となる。また、光ファイバーを注入管に配置したので、注入管が光ファイバの保護作用も兼ねることができ、メンテナンス等で光ファイバーケーブルを傷付けることがなく、光ファイバーケーブルの長期健全使用が可能となる。
【００２０】
請求項２に記載の発明によれば、注入管を２重管構成とし、内管又は外管を通して薬液注入室に薬液又は清浄水を注入し、薬液注入室内の液を戻り液として外管又は内管を通して所定の場所に送るので、１本の注入管で薬液又は清浄水の注入と、戻り液の送りを行なうことができ、施工が簡単となる。
【００２１】
請求項３に記載の発明によれば、注入管を２重管構成とし、内管又は外管内に光ファイバーを配置するので、１本の注入管で光ファイバーの配置と、薬液又は清浄水の注入と、戻り液の送りを行なうことができ、施工が簡単となる。
【００２２】
請求項４に記載の発明によれば、戻り液を成分分析し薬液注入室内の状況を診断する診断手段を設けたので、薬液注入室内の状況、例えば薬液注入室内に配置した軸封機構の炭酸カルシュームの付着状態等の状況を容易に把握することが可能となる。
【００２３】
請求項５に記載の発明によれば、薬液注入室内に注入液拡散手段を設けたので、薬液注入室内に注入される薬液又は清浄水は均等に拡散され、その作用を向上させることが可能となる。
【００２４】
請求項６に記載の発明によれば、薬液注入室内にはモータポンプの軸封機構を配置したので、光ファイバーを介して該軸封機構の炭酸カルシューム等の付着状況を容易に監視することが可能となる。
【００２５】
請求項７に記載の発明によれば、薬液注入室に地上から薬液又は清浄水を注入するようにした薬液注入装置の監視装置に、請求項１乃至６に記載の少なくとも１つの薬液注入装置の監視装置を用いるので、上記監視装置が有する効果を発揮するポンプ装置が提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態例を図面に基いて説明する。図４及び図５は本発明に係る薬液注入装置の監視装置の構成例を示す図で、図４は岩盤地下に設置された液体貯留槽内に配置された液中ポンプ部分の構成例を示す断面図、図５は図４のＣ−Ｃ断面図である。図４及び図５において図１乃至図３と同一符号を付した部分は同一又は相当部分を示すのでその説明は省略する。図示するように、薬液注入管１０には環状のヘッダ管３０が接続され、該ヘッダ管３０には薬液注入室６に開口する複数（図では４個）の薬液噴出し口３１が設けられている。薬液注入管１０を通って供給される薬液はヘッダ管３０から複数の薬液噴出し口３１を通って、薬液注入室６に注入される。該薬液噴出し口３１から注入される薬液の方向は回転軸９の回転方向３２と交差する方向である。これにより、注入される薬液は薬液注入室６内に均一に拡散混合する。
【００２７】
薬液注入管１０内には複数本の光ファイバー３４からなる光ファイバ束３５が収納され、該光ファイバー束３５は複数に分割され、分割された光ファイバー３４の先端３６はヘッダ管３０の内側の複数箇所（図では４箇所）に所定間隔で薬液注入室６が監視できるように配置固定されている。このように光ファイバー先端３６をヘッダ管３０の内側に配置固定することにより、液の流に影響されることなく、薬液注入室６内のメカニカルシール７の炭酸カルシューム等の付着状況を監視できる。
【００２８】
図６は薬注装置の監視装置の液中ポンプのメカニカルシールの部分の構成例を示す図である。図６において、図２と同じ符号を付した部分は同一又は相当部分を示すのでその説明は省略する。図示するように、中間室ケーシング１８の側壁には薬液注入管の端部が中間室１７内に開口して配置固定されている。薬液注入管４０は図７に示すように、外管４１の内部に内管４２が配置された２重管構造である。薬液注入管４０の内管４２を通して注入液（薬液や清浄水）４３が加圧注入され、中間室１７内の液は戻り液４４として外管４１を通って地上に送られる。地上では後述するように、外管４１を通して送られてきた液を分析し、中間室１７へのＣａ分等の流入状況及び炭酸カルシュウム等のメカニカルシール７への析出状況を調査する。
【００２９】
図８は薬注装置の監視装置の液中ポンプのメカニカルシールの部分の他の構成例を示す図である。図示するように、２重管である薬液注入管４０の先端は中間室ケーシング１８の側壁に継手４５を介して固定されており、外管４１の端部は中間室１７内に開口している。内管４２の端部は外管４１の端部より所定寸法突出して中間室１７内に開口している。また、内管４２の端部には、円弧状のバッフル３７が取付けられている。また、内管４２の端部から所定寸法突出して光ファイバー３８の端部が中間室１７内に露出している。
【００３０】
上記構成の薬液注入装置の監視装置において、２重管である薬液注入管４０の内管４２の端部から中間室１７内に注入した注入液（薬液又は清浄水）４３は、円弧状のバッフル３７で案内され中間室１７内に拡散した後、バッフル３７と中間室ケーシング１８の内壁面の間を通って２重管である薬液注入管４０の外管４１の端部に戻り液４４として流入し、地上へと送られる。また、光ファイバー３８の端部はメカニカルシール７に対向しているから、メカニカルシール７の各部への炭酸カルシューム等の析出状況を調査することができる。
【００３１】
図９は図８の薬注装置の監視装置の地上部の構成例を示す図である。図示するように、地下の貯留槽からの薬液注入管４０は地上４８から突出している。２重管で構成された薬液注入管４０の内管４２に接続された流入管４６に注入液４３を供給し、内管４２を通して地下貯留槽に配置されたポンプ２のメカニカルシール７の中間室１７に供給し、該中間室１７からの戻り液４４を、戻り管となる外管４１を通して地上に送り、地上で外管４１から分岐する分岐管４７を通して戻り液４４は分析器（図示せず）へ送る。分析器で戻り液の成分分析を行ない軸封状況を診断する。
【００３２】
また、中間室１７内の液が汚れた状態の場合はモータ室２２への影響を避けるため、地上より中間室１７の液のパージを目的とし清浄な注入液を供給し、中間室１７内の液を該清浄液で置換する。また、地上から中間室１７内の圧力を監視し、吸い込み液圧をＰ１、中間室１７の液圧をＰ２、モータ室２２の液圧をＰ３としてＰ１＜Ｐ２＜Ｐ３の関係が成立するようにする。
【００３３】
上記中間室１７に注入液を送り該中間室１７から戻り液を得て成分分析を行ない軸封状況を診断し、更に中間室１７の液を清浄液で置換する手段、地上から中間室１７の液圧Ｐ２を監視し、Ｐ１＜Ｐ２＜Ｐ３の関係を成立する手段、光ファイバー３８を内管４２を通して中間室１７に導き挿入し、適宜地上にて目視を含めた監視を行なう手段を別々に設置することは、高深度設置ポンプの場合、施工に難がある。従って、上記各手段の全てか、或いはいくつか組み合わせて１本の配管で設置できるようにするとよい。
【００３４】
以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。例えば、上記実施例では薬液注入室にモータポンプのメカニカルシールをは配置し、このメカニカルシールを監視するようにしたが、回転機械はモータポンプ限定されるものではなく、地下の液体貯留槽に設置される回転機械に広く適用できる。また、ここでは上記実施例では、岩盤地下等の高深度地下に設置された液体貯留槽を想定しているが、本発明は高深度地下に限定されるものではなく、液体貯留槽の壁面からＣａ分等が流出する地下液体貯留槽に配置された回転機械にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】液貯留槽に設けられたモータポンプの構成例を示す図である。
【図２】従来の薬液注入装置の概略構成例を示す図である。
【図３】従来の液中モータポンプのメカニカルシールの薬液注入装置の構成例を示す図である。
【図４】本発明に係る液中モータポンプの薬液注入装置の監視装置の概略構成例を示す図である。
【図５】図４のＣ−Ｃ断面図である。
【図６】本発明に係る液中モータポンプのメカニカルシールの薬液注入装置の構成例を示す図である。
【図７】本発明に薬液注入装置の液注入管の構成例を示す図である。
【図８】本発明に係る液中モータポンプのメカニカルシールの薬液注入装置の監視装置の他の構成例を示す図である。
【図９】本発明に係る薬液注入装置の監視装置の地上構成例を示す図である
【符号の説明】
【００３６】
１      保護管
２      液中ポンプ（モータポンプ）
３      ポンプ部
４      モータ部
５      吸込口
６      薬液注入室
７      メカニカルシール
８      仕様液
９      回転軸
１１    揚液管
１２    １次シール回転環
１３    １次シール固定環
１４    ２次シール回転環
１５    １次シール固定環
１６    ２次シールカバー
１７    中間室
１８    中間室ケーシング
１９    均圧室
２０    スプリング
２１    仕切板
２２    モータ室
３０    ヘッダ管
３１    薬液噴出し口
３２    回転方向
３４    光ファイバー
３５    光ファイバー束
３６    光ファイバーの先端
４０    薬液注入管
４１    外管
４２    内管
４３    注入液
４４    戻り液
４５    継手
４６    流入管
４７    分岐管
４８    地上
【図１】
2006061797.tif 000003
【図２】
2006061797.tif 000004
【図３】
2006061797.tif 000005
【図４】
2006061797.tif 000006
【図５】
2006061797.tif 000007
【図６】
2006061797.tif 000008
【図７】
2006061797.tif 000009
【図８】
2006061797.tif 000010
【図９】
2006061797.tif 000011