(57)【要約】【課題】本発明は、給水装置は変更せずに、給水装置の少水量の運転時、気泡が給水装置へ流入するのを阻止することができる給水装置用排気装置を提供する。【解決手段】本発明の給水装置用排気装置は、給水装置の吸込口６につながる吸込配管６に、水中の気泡を捕捉するエアトラップ２５を設け、このエアトラップ２５に液面の変化から空気が溜まったことを検知するフロートスイッチ３３と溜まる空気を排気する排気口部３２を設け、排気口部３２に排気用開閉弁６１を介して真空ポンプ５２を接続し、フロートスイッチ３３が空気が溜まったことを検知したとき、制御部７０ａにより真空ポンプ５２の吸引力でエアトラップ２５内の空気を排気させる構造を採用して、気泡を要因とした少水量運転時における揚水能力の低下を防ぐようにした。【選択図】図３
2008180222.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給水装置の吸込口につながる吸込配管の一部に当該吸込配管の開口面積より大きな流路面積を有する室空間部を設けてなり、前記吸込配管から流入する液体が前記室空間部を通過する際に該液体に含まれる気泡を捕捉するエアトラップと、
前記エアトラップに設けられ、前記捕捉した気泡がもたらす液面の変化から前記室空間部内に所定量の空気が溜まったことを検知する液面センサと、
前記エアトラップに設けられ、前記室空間部内に溜まる空気を排出するための排気口部と、
前記排気口部に、排気用開閉弁を介して接続された吸引源と、
前記液面センサが所定量の空気を溜まったことを検知したとき、前記排気用開閉弁と前記吸引源を制御して、前記吸引源の吸引力により前記排気口部を通して前記室空間部内から空気を排気させる制御部と
を具備したことを特徴とする給水装置用排気装置。
【請求項２】
前記給水装置は、複数台の揚水ポンプを有し、
前記エアトラップは、前記揚水ポンプ毎に該ポンプの吸込口につながる各吸込配管にそれぞれ設けられ、
前記液面センサと前記排気口部とはそれぞれ前記エアトラップに設けられ、
前記吸引源は、１基の吸引源で構成され、
この吸引源と前記エアトラップの排気口部とが個別の前記排気用開閉弁を介して接続され、
前記制御部は、エアトラップ毎、前記液面センサが所定量の空気を溜まったことを検知したとき、当該検知対象のエアトラップにつながる排気用開閉弁と前記吸引源を制御して、前記吸引源の吸引力により、検知対象のエアトラップの室空間部内から空気を排気させる
ことを特徴とする給水装置用排気装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の給水装置用排気装置において、
前記排気口部は、前記室空間部の上部を遮る上壁部のうちの上流側に設けられ、
前記液面センサは、その排気口部から下流側の上壁部分に設けられる
ことを特徴とする給水装置用排気装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３にいずれかに記載の給水装置用排気装置において、
前記エアトラップの室空間部は、前記吸込配管の出口から前記給水装置の吸込口へ向かって連続する流水路と、この流水路の上側の気泡捕捉用空間とを有して形成され、
前記排気口部と前記液面センサとは、前記気泡捕捉用空間の上部を遮る上壁部に設けられる
ことを特徴とする給水装置用排気装置。
【請求項５】
請求項４に記載の給水装置用排気装置において、
前記気泡捕捉用空間は、当該空間の上流端を遮る壁面が前記吸込配管から前記吸込口へ向かって斜めに傾いていることを特徴とする給水装置用排気装置。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載の給水装置用排気装置において、
前記エアトラップは、前記気泡捕捉用空間の上部を遮る上壁部が、該上壁部に形成され内外を開口する開口部と、該開口部を閉じる着脱可能な蓋部材とを有して形成され、
前記蓋部材に前記排気口部と前記液面センサとが設けられる
ことを特徴とする給水装置用排気装置。
【請求項７】
請求項４ないし請求項６にいずれかに記載の給水装置用排気装置において、
前記流水路と前記気泡捕捉用空間との間の少なくとも下流側は、前記室空間部の下流端の壁面部分から延びる整流板部によって仕切られている
ことを特徴とする給水装置用排気装置。
【請求項８】
請求項１または請求項２に記載の給水装置用排気装置において、
前記吸引源は、モータ駆動式の真空ポンプで構成され、
前記真空ポンプと前記開閉弁との間には、大気開放用の開閉弁が接続され、
前記制御部は、前記空気の排気で前記液面センサにより所定位置までの液面が戻ったことを検知すると、該検知対象のエアトラップにつながる排気用開閉弁を閉、開放用開閉弁を開にして、一旦、大気を前記真空ポンプに流通させてから、前記真空ポンプを停止、前記開放用開閉弁を閉じるように構成してある
ことを特徴とする給水装置用排気装置。
【請求項９】
請求項８に記載の給水装置用排気装置において、
前記制御部は、前記開放用開閉弁を前記真空ポンプの停止と同時に閉、あるいは前記真空ポンプの停止から遅れて閉じるように構成してある
ことを特徴とする給水装置用排気装置。
【請求項１０】
請求項８に記載の給水装置用排気装置において、
前記真空ポンプと前記排気用開閉弁との間には、前記真空ポンプへ進入する水分を除去するフィルタが設けられている
ことを特徴とする給水装置用排気装置。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項８にいずれかに記載の給水装置用排気装置において、
前記液面センサは、フロートスイッチであることを特徴とする給水装置用排気装置。
【請求項１２】
請求項１または請求項２に記載の給水装置用排気装置において、
前記吸引源は、モータ駆動式の真空ポンプで構成され、
前記制御部は、さらに手動操作により前記真空ポンプを運転させて前記エアトラップ内から空気を引き込む手動運転モードと、前記液面センサの検知で行われる自動排気モードから前記手動運転モードへ切換える切換え操作部とを有して構成してある
ことを特徴とする給水装置用排気装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の給水装置用排気装置において、
前記自動排気モード時、前記真空ポンプは前記モータの連続定格に適応した標準回転数で運転され、前記手動運転モード時、前記真空ポンプは前記モータの短時間定格に適応した高速回転数で運転されるようにしてある
ことを特徴とする給水装置用排気装置。
【請求項１４】
請求項１または請求項２に記載の給水装置用排気装置において、
前記吸引源は、モータ駆動式の真空ポンプで構成され、
前記制御部は、収納ボックス内に収納されて、給水装置の近くに配設され、
前記真空ポンプは、前記制御部と共に前記収納ボックス内に収め、かつ該真空ポンプの排気口を前記収容ボックス外へ開口させてある
ことを特徴とする給水装置用排気装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の給水装置用排気装置において、
前記収納ボックスは、内部に縦方向に配置された取付板を有して形成され、
前記制御部は、前記取付板の上段側に据付けられ、
前記真空ポンプは、前記取付板の下段側に、端壁が上下２段に配置される横向き姿勢で断面コ字形のフレーム板を固定し、このフレーム板の端壁間内に収まるように片側の端壁に弾性支持させて据付けてある
ことを特徴とする給水装置用排気装置。
【請求項１６】
給水装置の吸込口につながる吸込配管に組込み可能な一対の接続フランジを両側にそれぞれ配置し、これら接続フランジ間に前記吸込配管の開口面積より大きな流路面積を有する室空間部を連結してなり、流入する液体に含まれる気泡を捕捉するエアトラップ本体部と、
前記エアトラップ本体部に設けられ、前記捕捉した気泡がもたらす前記室空間部内の液面変化を検知する液面センサと、
前記エアトラップに設けられ、前記室空間部内に溜まる空気を排出するための排気口部と
を具備したことを特徴とするエアトラップ。
【請求項１７】
請求項１６に記載のエアトラップにおいて、
前記室空間部は、前記接続フランジの通孔間を連続する流水路と、この流水路の上側の気泡捕捉用空間とを有して形成され、
前記排気口部と前記液面センサとは、前記気泡捕捉用空間の上部を遮る上壁部に設けられる
ことを特徴とするエアトラップ。
【請求項１８】
請求項１７に記載のエアトラップにおいて、
前記エアトラップ本体部は、前記気泡捕捉用空間の上部を遮る上壁部が、該上壁部に形成された内外を開口する開口部と、該開口部を閉じる着脱可能な蓋部材とを有して形成され、
前記蓋部材の上流側に前記排気口部が設けられ、その排気口部の下流側に液面センサが設けられる
ことを特徴とするエアトラップ。
【請求項１９】
請求項１７または請求項１８に記載のエアトラップにおいて、
前記気泡捕捉用空間の上流端を遮る壁面が、該上流側の前記フランジから離れる方向へ斜めに傾いていることを特徴とするエアトラップ。
【請求項２０】
請求項１７ないし請求項１９のいずれかに記載のエアトラップにおいて、
前記流水路と前記気泡捕捉用空間との間の少なくとも下流側は、前記室空間部の下流端を遮る壁面部分から延びる整流板部によって仕切られている
ことを特徴とするエアトラップ。
【請求項２１】
請求項１６ないし請求項２０のいずれかに記載のエアトラップにおいて、前記排気口部は、メンテナンス用の開閉コックが接続してある
ことを特徴とするエアトラップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給水装置の吸込口につながる吸込配管から気泡を排気する給水装置用排気装置およびその装置に用いられるエアトラップに関する。
【背景技術】
【０００２】
揚水ポンプを用いた給水装置は、受水槽からポンプ吸込部までが長い、屈曲部が多い、経路中に逆止弁が挿入されるなどのために、水中に溶解している空気が気泡として発生しやすい。特に揚水ポンプが水面より上部に設置される海水用の給水装置では、吸込口につながる吸込配管の管路長が長い、かき殻等の貝類の付着により管路抵抗が増大して吸込圧力が低下しやすい、干潮時に吸込圧力が低下するなどの理由から、海水中に溶存した気体が蒸気化して、吸込口から気泡がポンプ内部へ流入する可能性が高い。
【０００３】
一方、給水装置は、近年、小型化を図るために、今までの大型タンクを用いて圧力スイッチのＯＮ／ＯＦＦ信号によりポンプを運転停止する構造から、小容量のアキュームレータを用い、極めて少水量でポンプ停止信号を送出する構造に変更されてきた（例えば、特許文献１〜５参照）。
【特許文献１】実開昭６１−１１０８９０号のマイクロフィルム
【特許文献２】特公昭４２−１８３８３公報
【特許文献３】実開平６−２５７５８６号公報
【特許文献４】特開昭４９−５９３０１号公報
【特許文献５】実開昭５６−１０９６８７号のマイクロフィルム
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
こうした給水装置は少水量での運転が多い。このため、該給水装置は、先に述べたような気泡の発生が避けられない状況下で、少水量の給水運転が行われやすく、気泡がポンプ吸込口からポンプ内部へ流入することは避けられない。
【０００５】
ところが、少水量時、気泡がポンプ吸込口やポンプ内部に流入すると、ポンプ内部には気泡を排気させる強い水流がないために、気泡はポンプ吸込口やポンプ内部に滞留し続け、揚水ポンプの揚水能力を失うおそれがある。この現象は、近年、多く使用される高揚程型の多段式遠心ポンプを用いた給水装置には表れやすく、自吸式ポンプでも同様に見られる。
【０００６】
こうした気泡が発生するような条件下での給水装置の稼動が避けられない昨今、気泡を原因とした問題の解決が行なえる技術が要望されている。特に海水用の給水装置など、種々の給水装置にも多く適用できるよう、給水装置を変更せずにすむ技術が求められている。
【０００７】
そこで、本発明は、給水装置は変更せずに、給水装置の少水量の運転時、気泡が給水装置へ流入するのを阻止することができる給水装置用排気装置およびその装置に用いられるエアトラップを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の給水装置用排気装置は、給水装置の吸込口につながる吸込配管の一部に当該吸込配管の開口面積より大きな流路面積を有する室空間部を形成し、吸込配管から流入する液体が室空間部を通過する際に該液体に含まれる気泡を捕捉するエアトラップを設け、このエアトラップに液面の変化から空気が溜まったことを検知する液面センサと溜まる空気を排気する排気口部を設け、排気口部に排気用開閉弁を介して吸引源を接続し、液面センサが室空間部内に所定量の空気が溜まったことを検知したとき、制御部により吸引源の吸引力で排気口部を通して室空間部内の空気を排気させる構造を採用して、気泡を要因とした少水量運転時における揚水能力の低下を防ぐようにした。
【０００９】
すなわち、気泡が流入しやすい状況下で、給水装置が少水量運転したとする。
【００１０】
このとき、吸込配管から吸込まれる液体中の気泡は、給水装置の吸込口へ流入する前段で、吸込配管の断面積より大きな断面積を有する室空間部を利用して、エアトラップで捕捉される。
【００１１】
具体的には、エアトラップに流入した液体中の気泡は、拡大された断面積をもつ室空間部がもたらす管内流速の低下により上昇しやすくなるので、室空間部を液体が通過する間に気泡が上昇して分離され、室空間部の上部に蓄積される。なお、気泡の捕捉が進むにしたがい室空間部内の液面は次第に降下する。
【００１２】
そして、例えば少水量運転が長いあるいは多くの頻度で行われ、室空間部内の上部に多くの空気が溜まるとする。
【００１３】
すると、制御部は、液面センサの検知により、気泡の空気が室空間部内に所定量、溜まったと判断し、閉じていた排気用開閉弁を開き、吸引源を作動させて、吸引力により、排気口部から室空間部内に溜まっている気泡空気を排気させる。
【００１４】
これにより、エアトラップは、再び気泡を捕捉する体制に戻り、再び給水装置へ向かう気泡を捕捉する。
【００１５】
こうした給水装置に流入される前に室空間部で気泡を捕捉し、該気泡の捕捉具合を液面センサで監視し、吸引源により室空間部内に気泡が溜まると排気させるという処理により、少水量時における気泡の給水装置への流入は阻止され、流入される気泡を要因とした給水装置の揚水能力の低下は防げる。
【００１６】
しかも、同排気装置は、給水装置につながる吸込配管から行なうので、一般給水用の給水装置や海水用の給水装置など多くの給水装置に簡単に適用でき、容易に気泡対策が施せる。
【００１７】
なお、多水量運転のときは、流速が速いために一部の気泡はエアトラップで捕捉されずに給水装置へ流入されてしまうが、給水装置内部の各部の流れが速いために、各部に滞らずに給水装置外へ排出されてしまうので、気泡による揚水能力の低下は見られない。
【００１８】
請求項２に記載の給水装置用排気装置は、複数台の揚水ポンプへの気泡の流入を１つの共通な吸引源を用いて阻止するよう、複数台の揚水ポンプを有した給水装置、さらには１つの共通な吸引源を用いることを前提として、各揚水ポンプの吸込口につながる各吸込配管にエアトラップを設け、これら各エアトラップに液面センサと排気口部を設け、各排気口部と吸引源とを個別の排気用開閉弁を介して接続し、エアトラップ毎、室空間部に所定量の気泡空気が溜まったことを検知すると、制御部により排気用開閉弁と吸引源とを制御して、吸引源の吸引力により、検知対象のエアトラップの室空間部内から空気を排気させるようにした。
【００１９】
請求項３に記載の給水装置用排気装置は、さらにエアトラップへ流入した気泡が排気口部から排気されやすくするよう、気泡が溜まりやすい室空間部を遮る上壁部の上流側に排気口部を設け、該上壁部の下流側に液面センサを設ける構造を採用した。
【００２０】
請求項４に記載の給水装置用排気装置は、さらに簡単なエアトラップ構造ですむよう、エアトラップの室空間部は、吸込配管の出口から給水装置の吸込口へ向かって連続する流水路とこの流水路の上側の気泡捕捉用空間とを有して形成し、気泡捕捉用空間の上部を遮る上壁部に排気口部と液面センサとを設ける構造とした。
【００２１】
請求項５に記載の給水装置用排気装置は、さらにエアトラップへ流入した気泡が室空間の上流側の排気口部へ溜まりやすくするよう、気泡捕捉用空間の上流端を遮る壁面を吸込配管から前記吸込口へ向かって斜めに傾けて、上昇する気泡が排気口部へ導かれるようにした。
【００２２】
請求項６に記載の給水装置用排気装置は、さらにエアトラップのメンテナンスが容易に行なえるよう、気泡捕捉用空間の上部を遮る上壁部には、内外を開口する開口部と、この開口部を閉じる着脱可能な蓋部材とを組合わせた構造を用い、この蓋部材に排気口部と液面センサとを設けて、蓋部材が外されると、排気口部と液面センサとの双方が室空間部から取り外せるようにした。
【００２３】
請求項７に記載の給水装置用排気装置は、さらに気泡捕捉用空間に気泡を流入しやすい状態を保ちつつ、起動時や大水量など速い流速において液面センサの有る下流側の液面が引き込みの影響を受けないようにするため、流水路と気泡捕捉用空間との間の少なくとも下流側を、室空間部の下流端の壁面部分から延びる整流板部によって仕切る構造とした。
【００２４】
請求項８に記載の給水装置用排気装置は、さらに排気される空気に含まれる成分による腐食の心配なく真空ポンプで排気が行なえるよう、吸引源にモータ駆動式の真空ポンプを前提として、真空ポンプと開閉弁との間に大気開放用の開閉弁を接続し、制御部が、空気の排気で液面センサが所定位置までの液面が戻ったことを検知すると、検知対象のトラップにつながる排気用開閉弁を閉、開放用開閉弁を開にして、一旦、大気を真空ポンプに流通させてから、真空ポンプを停止、開放用開閉弁を閉止する構造を採用して、真空ポンプの運転は、大気の空気で真空ポンプの内部、該真空ポンプと連通する通路などを清浄してから停止するようにした。
【００２５】
請求項９に記載の給水装置用排気装置は、さらに真空ポンプが真空圧により固着して次回の運転で吸引不能にならないよう、開放用開閉弁を、真空ポンプの停止と同時、あるいは真空ポンプの停止から遅れて閉じるようにした。
【００２６】
請求項１０に記載の給水装置用排気装置は、さらに水分が伝わって真空ポンプへ流入しないよう、真空ポンプと排気用開閉弁との間には、真空ポンプへ進入する水分を除去するフィルタを設けたことにある。
【００２７】
請求項１１に記載の給水装置用排気装置は、安価にして排気に必要な液面検知が行なえるよう、液面センサにはフロートスイッチを用いた。
【００２８】
請求項１２に記載の給水装置用排気装置は、さらに気泡を排気する機能をそのまま活用して、人為的に吸込配管に空気が充満した状態から給水装置の起動に必要な空気の排出が行なえるよう、制御部には、手動操作により真空ポンプを運転させてエアトラップ内から空気を引き込む手動運転モードを有するとともに、液面センサの検知で行われる自動排気モードから手動運転モードへ切換える切換操作部を有した構造と採用した。
【００２９】
請求項１３に記載の給水装置用排気装置は、さらに短時間で迅速に空気の排出が行なえるよう、自動排気モード時は真空ポンプをモータの連続定格に適応した標準回転数で運転し、手動運転モード時は真空ポンプをモータの短時間定格に適応した高速回転数で運転するようにした。
【００３０】
請求項１４に記載の給水装置用排気装置は、さらに簡単な構造で、制御部と真空ポンプとを給水装置の近くに据付けられるよう、吸引源に採用したモータ駆動式の真空ポンプを給水装置の近くに配設される収納ボックス内に制御部と一緒に収めつつ、気泡空気で制御部が影響されないように真空ポンプの排気口を収容ボックス外へ開口させた。
【００３１】
請求項１５に記載の給水装置用排気装置は、真空ポンプが発する振動が制御部へ伝わないよう、さらには真空ポンプが発する熱が制御部へ伝わらないよう、収納ボックスの内部に縦方向に取付板を設け、この取付板の上段側に制御部を据付け、取付板の下段側に、端壁が上下２段に配設される横向き姿勢で断面コ字形のフレーム板を固定し、このフレーム板の端壁間内に収まるよう片側の端壁に真空ポンプを弾性支持させて据付けたことにある。
【００３２】
請求項１６に記載のエアトラップは、吸込配管に組込み可能な一対の接続フランジを両側にそれぞれ配置し、これら接続フランジ間に吸込配管の開口面積より大きな流路面積を有する室空間部を連結してなり、流入する液体に含まれる気泡を捕捉するエアトラップ本体部に、捕捉した気泡がもたらす室空間部内の液面の変動を検知する液面センサと、室空間部内に溜まる空気を排出するための排気口部を設けた構造を採用して、吸込配管に組付き可能な監視機能、排気口が付いたエアトラップを実現されるようにした。
【００３３】
請求項１７に記載のエアトラップは、簡単なエアトラップ本体の構造ですむよう、室空間部は、接続フランジの通孔間を連続する流水路とこの流水路の上側の気泡捕捉用空間とを有して形成し、気泡捕捉用空間の上部を遮る上壁部に排気口部と液面センサとを設ける構造とした。
【００３４】
請求項１８に記載のエアトラップは、さらにエアトラップのメンテナンスが容易に行なえるよう、気泡捕捉用空間の上部を遮る上壁部には、内外を開口する開口部と、この開口部を閉じる着脱可能な蓋部材とを組合わせた構造を用い、この蓋部材の上流側に排気口部を設け、下流側に液面センサを設けて、蓋部材が着脱されると、排気口部と液面センサとの双方が室空間部から取り外せるとともに、エアトラップへ流入した気泡が排気口部から排気されやすくするよう、気泡が溜まりやすい上流側に排気口部を配置させた。
【００３５】
請求項１９に記載のエアトラップは、さらにエアトラップへ流入した気泡が排気口部の有る上流側へ溜まりやすくするよう、気泡捕捉用空間の上流端を遮る壁面を上流側の接続フランジから離れる方向へ斜めに傾けて、上昇する気泡が排気口部へ導かれるようにした。
【００３６】
請求項２０に記載のエアトラップは、さらに起動時や大流量など速い流速で給水装置が吸込む際、液面センサ側の液面が引き込みにより変動しないよう、流水路と気泡捕捉用空間との間の少なくとも下流側を、室空間部の下流端を遮る壁面部分から延びる整流板部によって仕切る構造とした。
【００３７】
請求項２１に記載のエアトラップは、さらにエアトラップのメンテナンスが容易に行なえるよう、排気口部にメンテナンス用の開閉コックを接続したことにある。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、液面センサで気泡の捕捉具合を液面センサで監視し、吸引源により室空間部内に気泡が溜まると排気させるという排気装置、該排気を実現する監視機能と排気口とが付いた吸込配管に組込み可能なエアトラップにより、給水装置の少水量時における気泡の給水装置への流入を防ぐことができる。しかも、気泡の排気は、給水装置の吸込配管から行なうから、一般給水用の給水装置や海水用の給水装置など多くの給水装置に簡単に適用できる。特に複数台の揚水ポンプ有した給水装置には、揚水ポンプ毎のエアトラップと共通な１台の真空源とを組合わせる構造は好適である。
【００３９】
そのうえ、排気装置やエアトラップは、気泡が排気口部から排出されやすくするために室空間部の上部に排気口部や液面センサを設けたり、簡単な構造にするために室空間部を流水路と気泡捕捉用空間との組み合わせから構成したり、エアトラップへ流入した気泡が室空間の上流側の排気口部へ溜まりやすくするために気泡捕捉用空間の上流端を遮る壁面を斜めに傾けたり、エアトラップのメンテナンスを容易に行なえるようにするために着脱式の蓋部材に排気口部と液面センサとの両方に設けたり、同じく排気口部に開閉コックを設けたり、捕捉した気泡の流出を防ぐために室空間部の下流端の壁面部分から延びる整流板部で仕切る構造としたり、腐食を防ぐために真空ポンプを大気で清浄してから停止させたり、吸引不良をなくすために停止した真空ポンプを大気圧下にしたり、真空ポンプへの水分の侵入を抑えるフィルタを設けたり、安価にするために液面センサにフロートスイッチを用いたり、空気が充満している吸込配管からの空気の排出を行なうために排気装置を活用して手動操作で空気の排出を迅速に可能としたり、制御部に影響に影響を与えずに該制御部とともに真空ポンプを収容ボックスに収める構造としたり、真空ポンプの振動や熱が制御部に伝わり難い構造としたりするなどが適宜採用されると、高い信頼性の向上が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、本発明を図１〜図６に示す一実施形態にもとづいて説明する。
【００４１】
図１は、給水装置、例えば海水を給水する海水用給水装置の平面図、図２は同じく正面図、図３は同じく一部断面した側面図を示している。
【００４２】
同図中１は、給水装置のポンプ据付けベースである。このポンプ据付けベース１は、左右方向に延びる平板状に形成されていて、上面中央には小容量の筒形のアキュームレータ２が縦置きで据付けられている。またアキュームレータ２を挟むベース２の両側の地点には、それぞれ揚水ポンプ３，３（２台：複数台）が据付けられている。揚水ポンプ３，３は、いずれも例えばモータ４の出力軸に多段のタービンポンプ部５を直結して構成してある。そして、各揚水ポンプ３，３は、ポンプ部側を前方に向けモータ側を後方に向けた姿勢で、ベース１の上面に据付けてあり、いずれも吸込口６（図３にだけに図示）が前方に向き、吐出口（図示しない）が上方に向いている。各揚水ポンプ３，３の吐出口は、いずれもヘッダーとなる要素、すなわちエルボ８、逆止弁９を介して、中央の合流管１０の両側に接続され、合流管１０の端部に接続してあるフランジ吐出口１１に連通している。
【００４３】
そして、フランジ吐出口１１に、図示しない需要設備に向かう吐出配管１２が接続される。なお、アキュームレータ２の出入口部は、ホース１３を介して、合流管１０に連通接続してある。但し、１４は各エルボ７に接続した流量センサ、１５は逆止弁９に接続した圧力センサを示す。
【００４４】
また各揚水ポンプ３，３の吸込口６には、図３に示されるように海中へ向かって延びる吸込配管１６（片側しか図示せず）が接続される。これにより、揚水ポンプ３が運転（片側運転、並列運転）されると、吸込配管１６の先端に在るフート弁１７から海水を取り込んで、フランジ吐出口１１から需要設備へ揚水されるようにしてある。
【００４５】
アキュームレータ２の後側のベース部分には、ポンプ用制御盤１８が据付けられている。この制御盤１８内には、揚水ポンプ３，３をインバータ制御するインバータ１９、吐出圧力（圧力センサ１５の検知による）や吐出流量（流量センサ１４の検知による）にしたがい揚水ポンプ３，３をインバータ制御して定圧給水制御するポンプ用制御部２０が収められていて、多水量から極めて少水量までの広範囲の領域で給水能力が可変されるようにしてある。
【００４６】
こうした給水装置の吸込配管、具体的には各揚水ポンプ３，３の吸込口８につながる吸込配管１６には排気装置２３が組込まれている。この排気装置２３は、少水量の運転時、吸込配管２３から海水中に含まれる気泡を大気に排気させる機能をもつ。
【００４７】
この排気装置２３を説明すると、同装置２３には、各吸込配管１６の一部、例えば該吸込配管１６と揚水ポンプ３の吸込口８との間に設けられたエアトラップ２５と、このトラップ２５に吸引力を与える吸引系５０、エアトラップ２５の具合にしたがって吸引系５０を制御する制御系７０とを組合わせた構造が用いられている。
【００４８】
このうち各エアトラップ２５には、いずれも例えば吸込配管１６とは別体にした構造が用いられている。これらエアトラップ２５には、いずれも同じ構造が用いられている。このうち片側のエアトラップ２５が代表して図４〜図６に示されている。
【００４９】
同エアトラップ２５の構造について説明すると、図中２６は並行に配置された一対の接続フランジである。これら接続フランジ２６，２６は、揚水ポンプ３の吸込口６の周りに形成されたフランジ部６ａや吸込配管１６の出口端に形成されたフランジ１６ａと締結可能な形状をなしている。これら接続フランジ２６，２６間には室空間部２７が形成され、接続フランジ２６，２６と共にエアトラップ２５の本体部２５ａ（エアトラップ本体部に相当）を構成している。そして、この本体部２５ａが、フランジ結合によって、図１〜図３に示されるように吸込配管１６の出口端のフランジ１６ａと揚水ポンプ３のフランジ部６ａ（吸込口６）との間に介装される。
【００５０】
室空間部２７は、吸込配管１６の開口面積（断面積）を大きな流路面積（断面積）を有する通路で形成してある。具体的には、室空間部２７は、接続フランジ２６の中央に形成されている通孔の中心下側の形状にならって接続フランジ２６，２６間に延びるほぼ半円筒状の壁部２８ａと、同壁部２８ａから連続して上方へ延びて半円筒状の空間を上側から遮る半角筒状の壁部２８ｂとを組合わせて形成してある。そして、壁部２８ａで囲まれる下側部分を利用して、接続フランジ２６の通孔間を連続する流水路２９を形成し、壁部２８ｂで囲まれる上側部分により、流水路２９の上側に気泡捕捉用空間３０を形成している。なお、３１は、壁部２８ａを形成するために接続フランジ２６との間に形成された間隔用筒部（吸込配管１６とほぼ同径）を示す。この拡大された断面積の室空間部２７により、エアトラップ２５を海水が通過する際、管内流速を低下させて、海中の気泡を上昇しやすくしている。この挙動を用いて、エアトラップ２５を海水が通過する間に、海水中の気泡を上昇させて、室空間部２７の上部、すなわち気泡捕捉用空間３０の上部に蓄積させるようにしている。なお、気泡捕捉用空間３０の上流端を遮る壁面の全体は、上流側の接続フランジ２６から離れる方向、すなわち吸込配管１６側から吸込口６側へ斜めに傾けてある。３０ａはその傾斜した壁面を示している。
【００５１】
気泡捕捉用空間３０の上部を遮る上部壁３０ｂには、捕捉された空気を排気する排気口部３２や液面センサ、例えばフロートスイッチ３３が着脱可能に設けられている。詳しくは、上部壁３０ｂは、図４〜図６に示されるように上流側の傾斜部分を除く上部壁部分に、内外を開口する開口部３４を形成し、この開口部３４を上側から蓋部材、例えば透明な合成樹脂部材で形成された蓋部材３５で塞ぐ構造が用いてある。蓋部材３５は、複数のボルト部材３６により、開口部３４の開口周縁部に着脱可能に取付けてある。この蓋部材３５に、排気口部３２をなす厚み方向に貫通する通孔部分が形成してある。さらにこの排気口部３２にメンテナンス用の開閉コック３７が接続してある。また蓋部材３５には、フロートスイッチ３３を構成する各部品、例えば気泡捕捉用空間３０の液面に追従して変位する磁性体３３ａを内蔵したフロート３３ｂと、同フロート３３ｂに追従して変位する磁性体３３ａの動きでオンオフするリードスイッチ部３３ｃとが組み付けられている。この構造により、蓋部材３５が外されると、本体部２５から、排気口部３２、開閉コック３７とフロートスイッチ３３とが一度に外されるようにしてある。
【００５２】
そして、開閉コック３７が付いた排気口部３１は、蓋部材３５の上流側に位置して取付けられ、フロートスイッチ３３は蓋部材３５の下流側、具体的には排気口部３２から下流側の隣合う地点に取付けてある。この取付けにより、気泡捕捉空間３０の上部のうち、気泡が溜まりやすい地点、さらには傾斜壁面３０ａによって上昇する気泡が案内されて集まりやすくなる地点となる上流側の地点に排気口部３を配置させてある。
【００５３】
室空間部２７の内面には、流水路２９と気泡捕捉用空間３０との間（境界）を遮る整流板３８が形成されている。例えば整流板３８は、下流側を仕切る平板状の整流板部３８ａと、同整流板部３８ａから接続フランジ２６（上流側）までの中間を仕切る帯板状の整流板部３８ｂとの組み合わせから形成してある。この構造により、整流板部３８の前方、具体的には整流板部３８ｂとの間の開放部分３８ｃから流れ出る水流を利用して、吸込配管１６からの気泡を気泡捕捉用空間３０へ流入しやすくしている。また下流側の整流板部３８ａは、室空間部２７の下流端を遮る下流側の壁面２７ａから連続して、フロート３３ｂを遮る位置まで延びていて、揚水ポンプ３の起動時や大水量運転時など速い流速で吸込まれる際、フロートセンサ３３やフロートセンサ３３の有る液面が、そのときの引き込みの影響を受けずにすむようにしてある。
【００５４】
そして、エアトラップ２５を含む給水装置の全体が、必要に応じて図１〜図３中の二点鎖線で示されるようにカバー３９で覆われる。
【００５５】
一方、図中４０は、給水装置の側方には、同給水装置に隣接して据付けられた自立脚である。自立脚４０は、例えば逆Ｌ字形のパネルで形成されている。そして、同パネルの給水装置とは反対側に向く側面の上段には、制御用の屋外ボックス４１（収納ボックスに相当）が、給水装置の後部側（モータ４が有る側）に寄せて取付けてある。
【００５６】
この屋外ボックス４１は、例えば前面が開口したボックス状の本体４２とこの本体４２の前面開口を開閉する扉４３とを有して形成してある。本体４２の奥側には、縦向きの取付板４４が本体４２の底全体を占めるように取付けられている。この取付板４４の上段側には、制御系５７を構成する制御部７０ａ、具体的にはマイクロコンピュータや電子機器などを搭載した制御基板５１や電源トランス５３などが据付けられている。
【００５７】
制御基板５１、電源トランス５３と隣接した取付板４４の下段側には、吸引源として例えばダイヤフラム型の真空ポンプ５２が、給水装置の後部側（モータ４が有る側）に寄せて取付けてある。
【００５８】
ここで、真空ポンプ５２は、例えばモータ部５５の出力軸に取付けた偏心軸（いずれも図示しない）で、ダイヤフラム部５６に内蔵されているダイヤフラム（図示しない）を往復直線運転させて負圧を発生させることにより、入口部５２ａから吸引して出口部５２ｂから排気させる構造である。この真空ポンプ５２は、運転時に振動や熱が発生しやすい製品なので、振動や熱の影響を受けやすい制御基板５１と一緒に屋外ボックス４１内に収めるためには、真空ポンプ５２から発生する振動やモータ部５５から発生する熱が制御基板５１へ伝わらないようにすることが求められる。
【００５９】
そこで、真空ポンプ５２は、断面がコ字形のフレーム板５７や弾性支持構造を用いて、取付板４４に取付けてある。具体的には、図２に示されるようにフレーム板５７は、中間に有る側壁５７ａを取着して、両側の一対の端壁５７ｂが上下２段に配置される横向きの姿勢で取付板４４に固定してある。このフレーム板５７の固定により、端壁５７ｂ、本体４２、扉４３で囲まれる部分にポンプ収容部を形成している。そして、真空ポンプ５２の下部に形成してある支持脚５２ｃは、フレーム板５７の片側の端壁、例えば下段側の端壁５７ｂに、弾性部材５８（図２のみ図示）を介して支持してある。この支持によって、真空ポンプ５２は、端壁５７ｂ，５７ｂ間内、すなわちポンプ収容部に収めてある。これで、端壁５７ｂによる遮蔽や弾性部材５８による振動吸収により、真空ポンプ５２からの熱や振動が制御基板５１へ伝わるのを防いでいる。
【００６０】
また真空ポンプ５２と隣接した側方の取付板部分には、３個所の出入口５９ａ〜５９ｃを有する細長のチューブ継ぎ手具５９が上下向きで設置してある。そして、出入口５９ａ〜５９ｃのうち、上段の出入口５９ａは、透明な中継チューブ６０ａを介して、真空ポンプ５２の入口部５２ａに接続してある。また下側の出入口５９ｃは、本体４２の下部から導出する透明な中継チューブ６０ｂが接続してある。
【００６１】
他方、屋外ボックス４１と隣接した取付板４４の上端部には、水平に延びる据付座４４ａが形成されている。そして、この据付座４４ａ上に、揚水ポンプ３の数量に併せて、２台の常閉式の排気用電磁開閉弁６１（排気用開閉弁に相当）が縦置きに据付けある。これら各排気用電磁開閉弁６１の出口部６１ｂと共通な１つの中継チューブ６０ｂの導出端とが、Ｙ形の分岐具６０ｃ、透明な分岐チューブ６０ｄを介して接続してある。さらに各排気用電磁開閉弁６１の入口部６１ａは、同入口部６１ａから延びる各透明な中継チューブ６０ｅを介して、それぞれ個別にエアトラップ２５の開閉コック３７端に接続してある。これにより、各排気用電磁開閉弁６１の開閉、真空ポンプ５２（１台）を用いて、各エアトラップ２５の排気口部３２から、気泡捕捉用空間３０の上部に溜まる気泡空気を引き込めるようにしている。つまり、吸引系５１を構成してある。
【００６２】
また真空ポンプ３の出口部５２ｂは、該出口部５２ｂにつながる排気チューブ６３を介して、本体３の下部から外部へ開口していて、制御基板５１に汚れた気泡空気による腐食等の影響を与えずに、吸引した気泡空気を屋外へ排気させる構造にしてある。なお、エアトラップ２５から真空ポンプ５２に向かう流路のうち、最も最下位となる地点、例えば中継チューブ６０ｂの中間の地点には、真空ポンプ５２へ進入する水分を除去するエアフィルタ６４が介装してある。
【００６３】
一方、残るチューブ継ぎ手具５９の中段の出入口５９ｂは、透明な接続チューブ６６を介して、フレーム板５７の端壁５７ｂ（下段）に設置してある開放用開閉弁、例えば常閉式の開放用電磁開閉弁６５の入口部６５ａに接続してある。また開放用電磁開閉弁６５の出口部（図示しない）は大気に開放、ここでは屋外ボックス４１の内部に開放している。これにより、真空ポンプ３と排気用電磁開閉弁６１との間を大気に開放させる開放系統を形成している。
【００６４】
なお、結露など水分がチューブ壁面を伝わって真空ポンプ５２へ侵入しないよう、真空ポンプ３０の入口地点は、それから上流側のチューブ６０ａやチューブ継ぎ手具５９より、高い位置に配置してある。
【００６５】
そして、制御系７０の制御部７０ａにより、各エアトラップ２５に組付いたフロートスイッチ３３のオンオフにしたがい、気泡空気を排気させる排気系統、大気開放の開放系を制御して、フロートスイッチ３３の信号により所定量の空気が溜まったことが検出されると、排気系統から気泡捕捉用空間３０内に溜まる気泡を排出させ、気泡の排出を終えたことが検出されると、一旦、大気を真空ポンプ５２に流通させて内部を清浄してから、真空ポンプ５２を大気圧の元で停止させるようにしてある。また制御部７０ａにより、フロートスイッチ３３による自動排気以外に、手動でも排気操作が行なえるようにしてあり、空気が充満している吸込配管１６が接続された際、その排気系統をそのまま活用して、各吸込配管１６の管内空気を排出できるようにしてある。
【００６６】
こうした制御系７０について説明すると、制御基板５１の前面には、例えば各揚水ポンプ毎の選択スイッチ７１ａ，７１ｂ        、自動排気モードと手動運転モードとを切換える切換スイッチ７２（切換操作部に相当）が設けてある。
【００６７】
また各フロートスイッチ３３、各種開閉弁などにつながる制御部７０ａには、つぎのような機能が設定してある。
【００６８】
ａ．各選択スイッチ７１ａ，７１ｂのオンオフにより、気泡の排出を行なうときの揚水ポンプ３，２や海水の引き込みを行なうときの揚水ポンプ３，３を選び（片側、両方など）、切換スイッチ７２の切換えにより、フロートスイッチ３３にしたがい気泡を排気させる自動排気モードか手動運転モードかを選ぶ機能。
【００６９】
ｂ．自動排気モードが選択されると、選ばれた揚水ポンプ３側（片側、両方など）に有るフロートスイッチ３３の信号を受け付け、受け付けたフロートスイッチ３３から出力されるオンオフ信号から、気泡捕捉用空間３０に気泡が所定量、蓄積されたか否かを検出する機能。これには、例えば気泡が無いときの液面位置にしたがい出力されるオフ信号と、所定量の気泡が溜まるときの液面位置にしたがい出力されるオン信号とにより、気泡の排気を必要とするか否かを判定する機能が用いられる。
【００７０】
ｃ．このフロートスイッチ３３からのオン信号が一定時間続くか否かにより、気泡の排気が必要であるか否かを確認する機能。
【００７１】
ｄ．この確認が行われたら、選ばれた揚水ポンプ３側（片側、両方など）に有る排気用電磁開閉弁６１を開、真空ポンプ５２をモータ部５５の連続適格に適用した標準回転数（モータの温度上昇や軸受寿命を考慮して定めた真空ポンプ５２の運転回転数）で運転させて、真空ポンプ５２の吸引力で、排気口部３２から気泡捕捉用空間３０内の気泡を排気させる機能。
【００７２】
ｅ．この排気中、フロートスイッチ３３から出力されるオフ信号が一定時間続くか否かにより、気泡捕捉用空間３０から気泡が排気されたか否かを判定する機能。
【００７３】
ｆ．気泡が排気されたと判定すると、選ばれた揚水ポンプ３側（片側、両方など）の排気用電磁開閉弁６１を閉にするとともに、開放用電磁開閉弁６５を開にして、真空ポンプ５２に大気を流通させる機能。
【００７４】
ｇ．排気用電磁開閉弁６１を閉止した時点から一定時間経過後に真空ポンプ５２の運転を停止させる機能。
【００７５】
ｈ．この真空ポンプ５２の運転停止と同時に開放用電磁開閉弁６５を閉じて、真空ポンプ５２のダイヤフラム部５６内を大気圧にせしめる機能。なお、同時ではなく、真空ポンプ５２の停止した一定時間経過後に開放用電磁開閉弁６５を閉じるようにしてもよい。
【００７６】
ｉ．手動運転モードが選択されると、選ばれた揚水ポンプ３側（片側、両方など）に有る排気用電磁開閉弁６１を開（開放用電磁開閉弁６５は閉）、真空ポンプ５２を、できる限り高回転となるようインバータなどを介して短時間定格に適応した高回転数で運転させる機能。
【００７７】
なお、図中７３は、各フロートスイッチ３３と制御基板５１とをむすぶ信号線を示す。
【００７８】
こうした制御内容により、自動排気と手動排気の双方を実現させている。
【００７９】
すなわち、このように構成された排気装置の作用を説明すれば、今、例えば選択スイッチ７１ａ，７１ｂの双方がオン、切換スイッチ７２が自動排気モード側に操作されているとする。なお、開閉コック３７は開放状態にあるとする。
【００８０】
このとき、給水装置は、ポンプ用制御部２０の制御により、例えば揚水ポンプ３，３のうち片側の揚水ポンプ３だけが稼動され、多段タービンポンプ５の運転で、海水が、フート弁１７から吸込配管１６へ吸込まれ、エルボ８、逆止弁９、ティ１０を通じて、需要設備の吐出配管１２へ吐出しているとする。
【００８１】
ここで、海水用の給水装置は、特に吸込配管１６の管路長が長い、かき殻等の貝類の付着による管路抵抗の増大により吸込圧力が低下しやすい、干潮時に吸込圧力が低下するなどの理由から、海水中に溶存した気体が蒸気化し、気泡α（図３のみ図示）となって吸込配管１６を通る。
【００８２】
このとき、少水量運転が行われたとする。
【００８３】
この少水量運転ではポンプ内部に強い水流が発生しないため、このままでは揚水ポンプ３の吸込口６から気泡αが吸込まれると、排出されずにポンプ内部に滞る現象が発生するが、このとき吸込口６の前段には、エアトラップ２５が有るから、気泡αは吸込口６へ流入する前にそのエアトラップ２５で捕捉される。
【００８４】
具体的には、エアトラップ２５の気泡捕捉は、大きな容積の室空間部２７により、管内流速を低下させることで、海中の気泡を上昇させやすくして行われる。つまり、気泡は、室空間部２７へ流入するにしたがい、室空間部２７の上部、すなわち気泡捕捉用空間３０へ向かい上昇して、気泡捕捉用空間３０の上部に蓄積される。特に室空間部２７の上流側で集中して気泡の上昇が起きる。
【００８５】
このとき、気泡捕捉用空間３０の上流端は傾斜していて、気泡αは傾斜した壁面３０ａに沿って上流側に導かれるから、気泡捕捉用空間３０の上部上流側に位置決めてある排気口部３２に気泡が集まる。
【００８６】
これにより、海水が流水路２９や気泡捕捉用空間３０を通過する間に、気泡の分離を終え、気泡αが捕捉、つまり気泡捕捉用空間３０の上部に蓄積される。
【００８７】
この気泡αの捕捉が進むにしたがい気泡捕捉用空間３０の液面は、溜まる空気により次第に降下する。
【００８８】
なお、この気泡の有無や蓄積状況は、作業者の目視により、透明な蓋部材３５から確認できる。
【００８９】
このとき、給水需要により、給水装置が少水量から水量が増した運転（多水量）へ変わるとする。
【００９０】
すると、エアトラップ２５には、速い流速で海水が流れるようになる。
【００９１】
このときには、流速が速いために気泡捕捉が働かず、海水中の気泡αの一部は、捕捉されずに流水路２９を通じて揚水ポンプ３（給水装置）へ流入されてしまうが、揚水ポンプ３を含め給水装置の各部を通過する海水の流れが速いために、当該各部に滞らずにヘッダー吐出配管１２から吐出、すなわち給水装置外へ排出されてしまうので、揚水能力を失うことはない。
【００９２】
反面、低下する吸込圧力（負圧）で、排気口部３２から大気が流入して気泡の発生を招くおそれがある。またエアトラップ２５を通過する流水で、フロートスイッチ３３で検知している下流側の液面やその周辺の水域が引き込まれて、フロートスイッチ３３の誤動作を招いたり、蓄積された気泡が揚水ポンプ３側へ流出したりするおそれがある。
【００９３】
そこで、前者の問題を防ぐべく、排気口部３２につながる常閉式の開放用電磁弁６１により、排気口部３２から大気をエアトラップ内部へ流入させなくしている。むろん、２台の揚水ポンプ３間は、エアトラップ２５毎の排気用電磁弁６１により遮断されるから、エアトラップ２５の相互間における大気の流入もない。
【００９４】
また後者の問題を防ぐべく、下流端から連続して延びる整流板部３８ａにより、フロートスイッチ３が配置されている下流側の流水路２９とその直上の気泡捕捉用空間３０との間の室空間部分を仕切り、室空間部２７の下流側の壁面２７ａと協同して、下流側の液面やその周辺の水域が引き込まれるのを抑えて、フロートスイッチ２５の沈降を防ぎ、フロートスイッチ２５の誤動作や気泡捕捉用空間３０の気泡が揚水ポンプ３側へ流出する支障が起きないようにしている。
【００９５】
なお、整流板部３８ａの前方（上流側）には間欠的に整流板部３８ｂが配置してあるので、気泡捕捉用空間３０への気泡αの流入しやすさは損なわれない。
【００９６】
また給水需要の減少により、稼動していた片側の揚水ポンプ３の運転が停止するとする（給水装置の運転停止）。
【００９７】
このとき、エアトラップ２５に溜まった気泡αは、気泡捕捉用空間３０を囲む周壁で規制されているから、揚水ポンプ３側へ流出することはない。しかも、運転停止に伴ない揚水ポンプ３側でウォータハンマなどが生じ、吸込配管１６に正圧が作用しても、各ポンプ毎のエアトラップ２５の排気口部３２は、排気用電磁開閉弁６１で閉じられているから、エアトラップ２５側から排気口部３２を通じて真空ポンプ５２へ侵入せずにすむ。
【００９８】
また再び揚水ポンプ３が起動して、当初、一旦、ポンプ側へ流入した気泡αが吸込口６から排出されてエアトラップ２５に流入することがあっても、その気泡αは、整流板部３８ｂの前方の空間部、すなわち整流板部３８ａとの間の開放部分３８ｃを気泡の流入口として、気泡捕捉用空間３０へ流入され捕捉されるので、気泡αの無用な流入が抑えられる。
【００９９】
そして、少水量運転が長く、あるいは多くの頻度で行われ、気泡捕捉用空間３０の上部に多くの空気が溜まり、下降する液面により、フロート３３ｂが予め設定された気泡蓄積レベル（所定量、気泡αが蓄積されたことを示すフロート位置）まで下降すると、フロートスイッチ３３のスイッチ部３３ｃからオン信号が出力される。
【０１００】
制御部７０ａは、この信号から、気泡捕捉用空間３０に気泡αが、所定量、蓄積されたのを検出する。そして、該信号が一定時間続くと、気泡αの排気が必要であると判定して、気泡αを捕捉したエアトラップ２５につながる排気用電磁開閉弁６１を開放させる。これと共に真空ポンプ５２を連続適格に適用した標準回転数で運転させる。なお、大気開放用の電磁開閉弁６５は閉じている。
【０１０１】
これにより、真空ポンプ５２が発する負圧が、エアトラップ２５の排気口部３２に加わる。そして、排気口部３２が吸込配管１６の圧力より減圧されると、気体捕捉用空間３０の上部に溜まっている気泡空気を吸込み、各チューブで形成される流路から、分岐具６０ｃ、エアフィルタ６４、チューブ継ぎ手５９、真空ポンプ５２のダイヤフラム部５６を経て大気へ排気される。
【０１０２】
ここで、排気口部３２は、気泡αが集まりやすいエアトラップ２５の上流側に配置してあるので、海水が吸込まれるおそれがない。またチューブ内面の結露が真空ポンプ５２へ引き寄せられても通路の最も低い地点には、水分を取り除くエアフィルタ６４が有るので、水分が真空ポンプ５２に吸込まれることはない。
【０１０３】
このとき、気泡空気の排気は、制御基板５１や電源トランス５３などを収めた屋外ボックス４１外へ排気させているから、例えば排気される空気が、海水（や水道水）から発生する塩素濃度の濃い気体（腐食性気体）であっても、屋外ボックス４１内の電子機器や電子回路に腐食などの影響を与えないですむ。
【０１０４】
この気泡空気の排気により、気泡捕捉用空間３０の液面は上昇する。そして、この液面にしたがい、フロート３３が予め設定された気泡αの無い状態のレベル（気泡αの蓄積が無いことを示すフロート位置）まで上昇すると、フロートスイッチ３３のスイッチ部３３ｃからオフ信号が出力される。
【０１０５】
制御部７０ａは、この信号から、気泡捕捉用空間３０の気泡αの排気を終えたことを検出する。そして、該信号が一定時間続くと、制御部７０ａは、元の気泡捕捉状態に復帰させる体制が整ったと判定して、排気用電磁開閉弁６１を閉止、開放用電磁開閉弁６５を開放させる。
【０１０６】
これにより、継続する真空ポンプ５２の運転を用いて、開放用電磁開閉弁６５の入口部から大気（ここでは屋外ボックス４１内の空気）が吸込まれる。この大気は、チューブ継ぎ手具５９を経るルートで、真空ポンプ５２を通過してから排気される。そして、真空ポンプ５２を大気が流通する運転が続き、真空ポンプ５２を充満していた塩素濃度の濃い気体を大気に置換させて、真空ポンプ５２の内部を清浄して、真空ポンプ５２の内部を腐食性気体で腐食する危険から回避する。
【０１０７】
ついで、制御部７０ａに設定された制御にしたがい、排気用電磁開閉弁６１を閉じた時点から一定時間経過すると、真空ポンプ５２の運転が停止する。これにより、所定時間の清浄運転を停止する。続いて、開放用電磁開閉弁６５が真空ポンプ５２の運転停止と同時に閉じ、真空ポンプ５２をポンプ内部の圧力が大気圧となる状態にさせる。
【０１０８】
この開放用電磁開閉弁６５の閉止するタイミングにより、ダイヤフラム型真空ポンプ５２にみられる吸込弁が真空圧により固着して吸引不能となるのを回避する。なお、開放用電磁開閉弁６５は、真空ポンプ５２と同時でなく、真空ポンプ５２の停止した一定時間経過後に閉止するようにすると、確実に真空ポンプ５２の内部を大気圧にさせられる。
【０１０９】
このような真空ポンプ５２の運転停止、各開閉弁が元の状態に戻ることにより、エアトラップ２５は、再び気泡αを捕捉する体制に戻り、再び揚水ポンプ３の吸込口６（給水装置）へ向かう気泡αの捕捉が行われる。
【０１１０】
むろん、こうした気泡αの処理は、残る片側の揚水ポンプ３が運転される場合も、２台の揚水ポンプ３，３が運転される場合も同様である。
【０１１１】
こうした給水装置へ流入される前にエアトラップ２５で気泡αを捕捉し、この気泡αの捕捉具合をフロートスイッチ３３で監視し、エアトラップ２５内に気泡αが溜まると真空ポンプ５２で排気させるという処理により、少水量時における気泡αの給水装置への流入は阻止され、気泡を要因とした給水装置の揚水能力の低下を防ぐことができる。しかも、気泡αの排気は、吸込配管１６から行なうので、一般給水用の給水装置や海水用の給水装置など多くの給水装置に簡単に適用でき、容易に気泡対策を施すことができる。特に揚水ポンプ毎のエアトラップ２５と共通な１台の真空ポンプ５２とを組合わせた構造は、簡単な構造ですむので、複数台の揚水ポンプ３を有した給水装置には好適である。
【０１１２】
そのうえ、エアトラップ２５は、吸込配管１６に着脱可能な構造としたり、簡単な構造で気泡αが排気口部３２に集まりやすい構造としたり、同排気口部Ａから気泡を排気されやすい構造としたり、水流の引き込みを受け難い構造としたりするなどの各種工夫が施されているので、信頼性の高い監視機能、さらには排気機能が確保できる。また排気装置２３は、真空ポンプ５２を腐食の心配が無い構造にしたり、真空ポンプ５２を吸引不能にならない構造にしたり、真空ポンプ５２へ水分が侵入しない構造にしたり、安価に液面検知が行なえるようにしたり、制御部７０ａと真空ポンプ５２を一緒に給水装置の近くに配置したり、真空ポンプ５２の振動や熱が制御部７０ａへ伝わりにくくするなどの各種工夫が施されているので、高い信頼性がもつ。
【０１１３】
さらにエアトラップ２５は、蓋部材３５を用いて排気口部１０とフロートスイッチ３３とを一度に取り外せるようにしたり、透明な蓋部材３５を用いたり、開閉コック３７で真空ポンプ５２側から分離可能とした工夫により、メンテナンスが容易である。特に給水装置は、これに加え透明な各種チューブを用いているので、作業者が直接、気泡や結露の状況までも目視することができ、メンテナンスが行ないやすい。
【０１１４】
加えて、排気装置２３は、その排気機能をそのまま活用して、手動操作により、吸込配管１６に空気が充満した状態から必要な吸上げが行なえる利点がある。
【０１１５】
すなわち、空気が充満した吸込配管１６が接続されたときは、吸込配管１６内の空気を抜いて海水で満たさないと給水装置の初期運転が行なえない。
【０１１６】
そこで、この初期運転のときは、切換スイッチ７２を手動運転モード側に切換え、空気が充満した吸込配管１６が有る揚水ポンプ３を選ぶ。
【０１１７】
すると、制御部７２ａは、上記吸込配管１６側の排気用電磁開閉弁６１を開放させ、インバータなどを介して真空ポンプ５２を短時間定格に適応した高速の回転数で運転させる。
【０１１８】
これにより、エアトラップ２５を通じて、吸込配管１６内の管内空気が排出され、揚水ポンプ３（給水装置）の起動に必要な吸上げが行われる。特に真空ポンプ５２を短時間定格で高速運転させることにより、短時間で吸込配管内部の空気の排出が迅速に行なえる。
【０１１９】
なお、上述した一実施形態では、２台の揚水ポンプを有する給水装置を例に挙げたが、これに限らず、他の複数台の揚水ポンプをもつ給水装置に本発明を適用しても構わない。また一実施形態では、吸込配管と別体なエアトラップを用いたが、これに限らず、吸込配管と一体に形成されたエアトラップでもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る排気装置を、該装置を組込んだ給水装置と共に示す平面図。
【図２】図１中のＡ〜Ａ線に沿う一部断面した正面図。
【図３】図１中のＢ〜Ｂ線に沿う一部断面した側面図。
【図４】（ａ）は、エアトラップの側面図。（ｂ）は、該エアトラップの正断面図。
【図５】図４（ｂ）中のＣ〜Ｃ線に沿う側断面図。
【図６】図４（ｂ）中のＤ〜Ｄ線に沿う平断面図。
【符号の説明】
【０１２１】
１…吸込配管
２３…排気装置
２５…エアトラップ
２５ａ…本体部（エアトラップ本体部）
１６…接続フランジ
２７…室空間部
２９…流水路
３０…気泡捕捉用空間
３２…排気口部
３３…フロートスイッチ（液面センサ）
３５…蓋部材
３７…開閉コック
３８ａ…整流板部
４１…屋外ボックス（収納ボックス）
４４…取付板
５５…真空ポンプ（吸引源）
５７…フレーム板
６１…排気用電磁開閉弁（排気用開閉弁）
６５…開放用電磁開閉弁（開放用開閉弁）
７０ａ…制御部
７２…切換スイッチ（切換操作部）。
【図１】
2008180222.tif 000003
【図２】
2008180222.tif 000004
【図３】
2008180222.tif 000005
【図４】
2008180222.tif 000006
【図５】
2008180222.tif 000007
【図６】
2008180222.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成20年3月13日(2008.3.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給水装置の吸込口につながる吸込配管に組込み可能な一対の接続フランジを両側にそれぞれ配置し、これら接続フランジ間に前記吸込配管の開口面積より大きな流路面積を有する室空間部を連結してなり、流入する液体に含まれる気泡を捕捉するエアトラップ本体部と、
前記エアトラップ本体部に設けられ、前記捕捉した気泡がもたらす前記室空間部内の液面変化を検知する液面センサと、
前記エアトラップ本体部に設けられ、前記室空間部内に溜まる空気を排出するための排気口部と
を具備したことを特徴とするエアトラップ。
【請求項２】
請求項１に記載のエアトラップにおいて、
前記室空間部は、前記接続フランジの通孔間を連続する流水路と、この流水路の上側の気泡捕捉用空間とを有して形成され、
前記排気口部と前記液面センサとは、前記気泡捕捉用空間の上部を遮る上壁部に設けられる
ことを特徴とするエアトラップ。
【請求項３】
請求項２に記載のエアトラップにおいて、
前記エアトラップ本体部は、前記気泡捕捉用空間の上部を遮る上壁部が、該上壁部に形成された内外を開口する開口部と、該開口部を閉じる着脱可能な蓋部材とを有して形成され、
前記蓋部材の上流側に前記排気口部が設けられ、その排気口部の下流側に前記液面センサが設けられる
ことを特徴とするエアトラップ。
【請求項４】
請求項２に記載のエアトラップにおいて、
前記気泡捕捉用空間の上流端を遮る壁面が、該上流側の前記フランジから離れる方向へ斜めに傾いていることを特徴とするエアトラップ。
【請求項５】
請求項２に記載のエアトラップにおいて、
前記流水路と前記気泡捕捉用空間との間の少なくとも下流側は、前記室空間部の下流端を遮る壁面部分から延びる整流板部によって仕切られている
ことを特徴とするエアトラップ。
【請求項６】
請求項１に記載のエアトラップにおいて、前記排気口部は、メンテナンス用の開閉コックが接続してある
ことを特徴とするエアトラップ。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、給水装置の吸込口につながる吸込配管から気泡を排気するエアトラップに関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
そこで、本発明は、給水装置は変更せずに、給水装置の少水量の運転時、気泡が給水装置へ流入するのを阻止することができるエアトラップを提供する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
請求項１に記載のエアトラップは、吸込配管に組込み可能な一対の接続フランジを両側にそれぞれ配置し、これら接続フランジ間に吸込配管の開口面積より大きな流路面積を有する室空間部を連結してなり、流入する液体に含まれる気泡を捕捉するエアトラップ本体部に、捕捉した気泡がもたらす室空間部内の液面の変動を検知する液面センサと、室空間部内に溜まる空気を排出するための排気口部を設けた構造を採用して、吸込配管に組付き可能な監視機能、排気口が付いたエアトラップを実現されるようにした。
【手続補正３０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
請求項２に記載のエアトラップは、簡単なエアトラップ本体の構造ですむよう、室空間部は、接続フランジの通孔間を連続する流水路とこの流水路の上側の気泡捕捉用空間とを有して形成し、気泡捕捉用空間の上部を遮る上壁部に排気口部と液面センサとを設ける構造とした。
【手続補正３１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
請求項３に記載のエアトラップは、さらにエアトラップのメンテナンスが容易に行なえるよう、気泡捕捉用空間の上部を遮る上壁部には、内外を開口する開口部と、この開口部を閉じる着脱可能な蓋部材とを組合わせた構造を用い、この蓋部材の上流側に排気口部を設け、下流側に液面センサを設けて、蓋部材が着脱されると、排気口部と液面センサとの双方が室空間部から取り外せるとともに、エアトラップへ流入した気泡が排気口部から排気されやすくするよう、気泡が溜まりやすい上流側に排気口部を配置させた。
【手続補正３２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
請求項４に記載のエアトラップは、さらにエアトラップへ流入した気泡が排気口部の有る上流側へ溜まりやすくするよう、気泡捕捉用空間の上流端を遮る壁面を上流側の接続フランジから離れる方向へ斜めに傾けて、上昇する気泡が排気口部へ導かれるようにした。
【手続補正３３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
請求項５に記載のエアトラップは、さらに起動時や大流量など速い流速で給水装置が吸込む際、液面センサ側の液面が引き込みにより変動しないよう、流水路と気泡捕捉用空間との間の少なくとも下流側を、室空間部の下流端を遮る壁面部分から延びる整流板部によって仕切る構造とした。
【手続補正３４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
請求項６に記載のエアトラップは、さらにエアトラップのメンテナンスが容易に行なえるよう、排気口部にメンテナンス用の開閉コックを接続したことにある。