(57)【要約】【課題】真空ポンプを確実に起動及び停止することで呼水を行なうことが可能な真空ポンプユニットを提供すること。【解決手段】給水装置１００の揚水ポンプ１０２のケーシングの一部に、呼水配管１５により吸込側が接続された真空ポンプ１０と、基準水位Ｗになると真空ポンプ１０を停止させるフロートスイッチ２９を有する補給水槽２０と、呼水配管１５に設けられ、揚水ポンプ１０２のケーシング内の圧力を検知可能な真空圧検出器１８と、真空ポンプ１０の運転を行なう制御盤５０と、を備え、呼水配管１５の真空圧が所定の真空圧より低い場合に、真空圧検出器１８からの電気信号により制御盤５０が真空ポンプ１０を運転させる構成とする。【選択図】図１
2009209684.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給水ポンプ及び給水ポンプに接続された取水管内の少なくとも一方の気体を吸い込むことで呼水を行なう真空ポンプと、
前記給水ポンプと前記真空ポンプとの間に設けられ、前記真空ポンプから前記給水ポンプへの流体の逆流を防止する逆止弁と、
前記給水ポンプと前記逆止弁との間に設けられ、且つ、前記給水ポンプと前記逆止弁との間の圧力を検出する圧力検出部と、
前記真空ポンプの吐出側に接続され、その内部に水の貯留が可能な補給水槽と、
この補給水槽内部の水の水位を検出する水位検出器と、
前記真空ポンプ、前記圧力検出器及び前記水位検出器に接続され、前記圧力検出器により検出された圧力が所定の圧力より高い場合には、前記真空ポンプを運転させるとともに、前記水位検出器により検出された水位が、予め定められた基準水位より高い場合には、前記真空ポンプの運転を停止させる制御部と、を備えることを特徴とする真空ポンプユニット。
【請求項２】
前記制御部に接続された電磁弁を有し、前記水位検出器により前記基準水位が検出された際に、前記基準水位から所定だけ低い水位まで水を排出する排出口をさらに備えていることを特徴とする真空ポンプユニット。
【請求項３】
前記補給水槽内部を少なくとも水面の高さ位置で仕切るとともに、前記補給水槽の底部を連続させる仕切板をさらに備え、
前記真空ポンプの吐出側は前記仕切板により仕切られた前記補給水槽内部の一方に配置され、
前記水位検出器は前記仕切板により仕切られた前記補給水槽内部の他方に配置されることを特徴とする請求項１に記載の真空ポンプユニット。
【請求項４】
給水ポンプ内の圧力を前記給水ポンプと真空ポンプとの間に設けられた圧力検出器により検出する工程と、
前記圧力検出器により検出された圧力が所定の圧力よりも高い場合に、前記真空ポンプにより前記給水ポンプ内の気体を吸込み呼水を行なうとともに、前記気体を補給水槽に流入させる工程と、
補給水槽の壁部に設けられ、その内部が予め定められた基準水位より所定だけ低い水位までの水を排水可能に設けられた排水口を開閉する電磁弁を、前記圧力検出器により検出された圧力が所定の圧力よりも高い場合に閉とする工程と、
前記給水ポンプの呼水が終了し、さらに前記真空ポンプにより前記給水ポンプ内の水を吸込み、この水を前記補給水槽に流入させる工程と、
前記補給水槽内の水の水位が前記基準水位となったか否かを水位検出器により検出する工程と、
前記水位検出器により、前記補給水槽内の水位が前記基準水位と検出された場合に、前記真空ポンプの運転を停止させるとともに、前記電磁弁を開とする工程と、を備えることを特徴とする真空ポンプユニットの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、呼水を行なう真空ポンプユニット、及び、真空ポンプユニットの制御方法に関し、特に真空ポンプを確実に起動及び停止することが可能なものに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、水族館の水槽や港等の水作業等に海水を利用する場合や、井戸水等を汲み上げるために、ポンプを用いて揚水する給水装置が用いられている。このような給水装置に用いられるポンプは、その内部に空気等の気体が一定以上流入すると、ポンプを運転しても水を揚水できない機能停止状態となることがある。このようなポンプの機能停止状態となった場合には、手動で水封式真空ポンプを運転し、ポンプの吸込管路である取水管内や、ポンプ内部の気体を吸い込むことでポンプの呼水を行ない、ポンプ内部に水を充満させてポンプを運転させる方法が知られている。
【０００３】
また、水封式真空ポンプは、呼水が完了し、ケーシング内に液体が充満すると、通常の排気運転に比べ過負荷運転となるため、水封式真空ポンプを停止する必要があった。
【０００４】
このため、ポンプの吸込又は吐出配管や水封式真空ポンプの吸込み側にフロートスイッチや電極等の検出器を設置し、気体の流れや、水分による導通海水の落水や流入を検知して水封式真空ポンプを自動的に起動・停止するものが知られている。また、液体中の気泡が給水装置の吸込口へ流入する前に、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設け、この室空間部に気体を分離させ真空ポンプで排気させるものも知られている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−１９３９８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したような真空ポンプユニットでは次のような問題があった。即ち、上述したような、フロートスイッチ等の検出器を配管に設けた真空ポンプユニットでは、真空ポンプによる吸気の際に、気体が乱流となって管路を流れる。このような気体の乱流により、検出器の誤作動が発生する虞がある。また、海水を揚水するため、検出器に異物等が固着する虞や、検出器の腐食が海水により腐食する虞もあり、真空ポンプの起動・停止等の誤作動が発生する虞があった。
【０００６】
また、真空ポンプの起動は、真空ポンプの吸込配管に真空スイッチ等の真空圧（圧力）検出器を設け、真空圧の低下を検出することで、ポンプの起動を安価及び容易であって確実に行なうことが可能であった。しかし、呼水完了、即ち、真空ポンプの停止の指示を真空圧により判断する場合には、真空圧が給水装置及び真空ポンプ等の据付位置等により変わるため、連続運転や停止等の誤動作が発生する虞があった。
【０００７】
さらに、水封式真空ポンプからの排気（吐出）配管内には、排気中であっても封水が流れるため、排気運転と呼水完了時の運転とを判別することが難しく、海水が流入したことを検出することは難しい、という問題もあった。
【０００８】
このようなことから、静電容量式の近接センサを用いて、非接触で配管内の海水の有無を検出する方式等も知られているが、配管の取り付けや感度調整が施工時に必要となり、製造コストの増大となった。
【０００９】
そこで本発明は、フロートスイッチを用いたものであっても、呼水終了を確実に検知して真空ポンプを起動及び停止することが可能な真空ポンプユニット及び真空ポンプユニットの制御方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決し目的を達成するために、本発明の真空ポンプユニット及び真空ポンプユニットの制御方法は次のように構成されている。
【００１１】
真空ポンプユニットは、給水ポンプの取水管内の気体を吸い込むことで呼水を行なう真空ポンプと、前記給水ポンプと前記真空ポンプとの間に設けられ、前記真空ポンプから前記給水ポンプへの流体の逆流を防止する逆止弁と、前記給水ポンプと前記逆止弁との間に設けられ、且つ、前記給水ポンプと前記逆止弁との間の圧力を検出する圧力検出部と、前記真空ポンプの吐出側に接続され、その内部に水の貯留が可能な補給水槽と、この補給水槽内部の水の水位を検出する水位検出器と、前記真空ポンプ、前記圧力検出器及び前記水位検出器に接続され、前記圧力検出器により検出された圧力が所定の圧力より高い場合には、前記真空ポンプを運転させるとともに、前記水位検出器により検出された水位が、予め定められた基準水位より高い場合には、前記真空ポンプの運転を停止させる制御部と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
真空ポンプユニットの制御方法は、給水ポンプ内の圧力を前記給水ポンプと真空ポンプとの間に設けられた圧力検出器により検出する工程と、前記圧力検出器により検出された圧力が所定の圧力よりも高い場合に、前記真空ポンプにより前記給水ポンプ内の気体を吸込み呼水を行なうとともに、前記気体を補給水槽に流入させる工程と、補給水槽の壁部に設けられ、その内部が予め定められた基準水位より所定だけ低い水位までの水を排水可能に設けられた排水口を開閉する電磁弁を、前記圧力検出器により検出された圧力が所定の圧力よりも高い場合に閉とする工程と、前記給水ポンプの呼水が終了し、さらに前記真空ポンプにより前記給水ポンプ内の水を吸込み、この水を前記補給水槽に流入させる工程と、前記補給水槽内の水の水位が前記基準水位となったか否かを水位検出器により検出する工程と、前記水位検出器により、前記補給水槽内の水位が前記基準水位と検出された場合に、前記真空ポンプの運転を停止させるとともに、前記電磁弁を開とする工程と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、真空ポンプを確実に起動及び停止することで呼水を行なうことが可能な真空ポンプユニット及び真空ポンプユニットの制御方法を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の第１の実施の形態に係る真空ポンプユニット１を図１〜３を用いて説明する。図１は同真空ポンプユニット１の構成を示す説明図、図２は同真空ポンプユニット１に用いられる制御回路を示す説明図、図３は同真空ポンプユニット１の制御運転の一例を示す流れ図である。尚、図１〜３中、Ｄは海（水源）を、Ｅは揚水の流れ方向を、Ｆは気体及び水の流れ方向を、Ｓは信号線を、Ｗは所定水位をそれぞれ示している。
【００１５】
図１に示すように、真空ポンプユニット１は、真空ポンプ１０と、その上部に真空ポンプ１０を固定し、内部に水道水が貯留される補給水槽２０と、真空ポンプ１０を制御する制御盤（制御部）５０と、を備えており、海水の揚水を行なう給水装置１００に接続されている。
【００１６】
ここで、給水装置１００は、例えば、水源として、沖合等の海中（海Ｄ）まで延設され、海水を吸い込む吸込管路（取水管）１０１と、この吸込管路１０１に接続され、モータ等により駆動される揚水ポンプ１０２と、この揚水ポンプ１０２に逆止弁１０３を介して接続され、海水を揚水し下流（例えば水族館の水槽）へと吐出させる吐出管路１０４を有している。なお、揚水ポンプ１０２は、所定の給水量を揚水可能なものであれば様々なポンプを用いてもよい。例えば、タービンポンプやインペラを用いた多段ポンプ、又は、ピストンポンプ等を用いればよい。また、吸込管路１０１は、取水管であり、海中から一定距離まで（途中部まで）ホース等が接続されていても良い。
【００１７】
真空ポンプ１０は、例えば水封式の真空ポンプが用いられており、そのＯＮ／ＯＦＦや運転が成されるモータ１１を有している。なお、このモータ１１は、制御盤５０に信号線Ｓを介して接続されている。真空ポンプ１０は、気体及び液体を吸い込む吸込み側に設けられた吸込フランジ１２と、気体及び液体を吐出する吐出フランジ１３と、水の膜により真空ポンプ１０のケースと羽根等の圧縮部とをシールするための封水を吸い込む封水口１４と、を備えている。
【００１８】
また、真空ポンプ１０の吸込側は、揚水ポンプ１０２のケーシングの一部、例えば最上部や、吸込管路１０１のいずれかに接続され、呼水時に揚水ポンプ１０２内の気体の排気する呼水配管１５に、逆止弁１６を介して吸込フランジ１２が接続されている。逆止弁１６は、真空ポンプ１０の吸込フランジ１２に内蔵されていてもよい。また、真空ポンプ１０の吐出フランジ１３は、補給水槽２０と吐出配管１７を介して接続されている。
【００１９】
ここで、揚水ポンプ１０２の内部への呼水が可能な構成であれば、真空ポンプ１０の吸込側が接続されるのが、揚水ポンプ１０２であっても吸込管路１０１であってもよい。以下、揚水ポンプ１０２の最上部に真空ポンプ１０の吸込側が接続されている構成で説明する。
【００２０】
呼水配管１５には、揚水ポンプ１０２と逆止弁１６との間の呼水配管１５内の真空圧（圧力）を電気的に検出可能な真空スイッチ等の圧力検出器（以下「真空圧検出器」）１８が設けられている。この真空圧検出器１８は、信号線Ｓを介して制御盤５０に接続されており、呼水配管１５の真空圧が所定の真空圧よりも低い真空圧場合（呼水配管１５の圧力が所定の圧力よりも高い圧力の場合）、若しくは、大気圧となった場合に、その情報を電気信号として制御盤５０に送信可能に形成されている。ここで所定の真空圧とは、大気圧より負圧であって、呼水が必要のない圧力であり、所定の真空圧より低い真空圧となった場合には、大気圧、又は、真空ポンプ１０の設置位置や落水等の要因により呼水が必要となる圧力である。
【００２１】
補給水槽２０は、封水用の例えば水道水や純水等腐食性の少ない水（以下「水道水」）が貯留される槽部２１と、この槽部２１の上部を覆う蓋体２２と、槽部２１内部を仕切るとともに、槽部２１の上端から下端に向う途中部まで設けられた仕切板２３と、を備えている。即ち、槽部２１は、仕切板により、その上部であって、少なくとも水面が仕切られており、下部は連続することとなる。
【００２２】
補給水槽２０は、槽部２１の仕切板２３により区切られた一方に、ボールタップ２４と、排水口２５と、排水口２５に設けられた電磁弁２６と、真空ポンプ１０に封水を送水する封水チューブ２７とを備えている。
【００２３】
また、槽部２１の仕切板２３により区切られた他方には、貯留された水道水の水位を外部から目視可能な水位計２８と、フロートスイッチ（水位検出器）２９と、槽部２１の下端側に設けられたドレン３０と、ドレン３０に設けられた手動で開閉可能な開閉弁３１と、を備えている。
【００２４】
槽部２１は、例えば、長方体で上部が開口するとともに、海水や水等による腐食を防止する材料、又は、保護膜等の処理が成されて形成されている。また、槽部２１の壁面には、排水口２５や封水チューブ２７等の各構成品が接続可能な開口を複数有し、適宜、各構成品を接続可能に形成されている。なお、槽部２１の壁面に設けられた開口は、閉塞が可能に形成されている。さらに、槽部２１には水道水等が流入可能に形成されており、槽部２１の水位が一定以下の場合には、水道水が流入し、水位が一定以上となった場合には、水道水の流入が停止可能に形成されている。
【００２５】
蓋体２２は、その上部に固定台３２を介して真空ポンプ１０が固定されている。また、蓋体２２には、吐出配管１７を接続可能に形成された接続部３３と、蓋体２２の内面側に設けられ、接続部３３に接続される吐出管３４と、吐出管３４の先端に設けられた消音フィルタ３５と、を備えている。
【００２６】
仕切板２３は、その主面の高さ方向の長さは、槽部２１の内壁高さよりも短く、且つ、その幅方向の長さが槽部２１の幅と略同一に形成されており、槽部２１の上端と仕切板２３の上端とが略同一位置（面位置）となるように固定されている。このため、槽部２１に仕切板２３が固定された場合、槽部２１は、槽部２１の上方では２つに槽部２１内が区切られる（仕切られる）とともに、仕切板２３の下端が開口し、槽部２１が仕切板２３の下端から下で連続することとなる。
【００２７】
ボールタップ２４は、槽部２１内部の水が一定水位以上となった場合に、内蔵の弁を閉止して、水道水の流入を停止可能に形成されている。また、槽部２１の水位が一定以下となった場合には、内蔵の弁を開放とし、再度水道水を流入させることで、水道水の流入のＯＮ／ＯＦＦが可能に形成されている。
【００２８】
排水口２５は、その内周の下端が基準水位Ｗより下位に配置するように、槽部２１の壁面に設けられている。ここで、基準水位Ｗとは、予め補給水槽２０内に貯留された水道水による水位から、真空ポンプ１０により呼水が完了し、海水が真空ポンプ１０を介して流入することで増水した水位（ライン）とする。このため、水道水の流入のＯＮ／ＯＦＦに関わる一定水位は、基準水位Ｗより低い水位とすることで、呼水完了に伴う、海水の流入を判断可能とする。
【００２９】
また、排水口２５には、制御盤５０からの指示により、排水口２５を開閉する電磁弁（ソレノイドバルブ）２６が設けられている。なお、電磁弁２６は、信号線Ｓを介して制御盤５０に接続されており、通常状態では（常時）開となっており、信号線Ｓから指示（例えば所定電圧の印加）があると閉となる。
【００３０】
封水チューブ２７は、槽部２１の下端部に設けられ、その延長上が吸込フランジ１２に接続されており、真空ポンプ１０の運転時に、所定量の封水が真空ポンプ１０内部に吸い込まれるように形成されている。
【００３１】
水位計２８は、例えば、ガラス管内部にフロートが設けられた水位計２８であって、槽部２１の壁部にフロートの位置が外部から目視可能に設けられている。
【００３２】
フロートスイッチ２９は、槽部２１の内部の水位が基準水位Ｗを超えた場合にスイッチがＯＮ（又はＯＦＦ）となることで、水位の情報を制御盤５０に送信可能に蓋体に設けられており、信号線Ｓを介して制御盤５０に接続されている。
【００３３】
ドレン３０は、槽部２１の下端部に設けられ、槽部２１内部に貯留された水を外部に排出可能に形成されている。また、ドレン３０の管路には、ドレン３０を手動により開閉可能な開閉弁３１が設けられており、この開閉弁３１を開とすることでドレン３０から水を排出可能となる。なお、通常、ドレン３０は開閉弁３１により閉とされており、例えば補給水槽２０のメンテナンス等の際に、開閉弁３１により開とされ、強制的に槽部２１の水が排水される。
【００３４】
固定台３２は、例えば蓋体２２にボルト等で接続可能に形成されており、真空ポンプ１０とは一体に形成、又は、ボルトにより接続可能に形成されている。接続部３３は、例えば配管継手等であって、吐出配管１７及び吐出管３４と接続されている。また、吐出管３４は、吐出配管１７と同一の配管で形成されている。
【００３５】
消音フィルタ３５は、気体が消音フィルタ３５を通過することで、泡を微細化することで、気体の吐出時に消音効果が得られるものであって、且つ、吐出速度を低下させることで、水面の波立ちを極力防止可能に形成されている。なお、波立ちを防止できなくとも、消音効果があればよい。
【００３６】
図２に示すように、制御盤５０は、外部から電力を供給する電源部５１と、真空圧検出器１８、フロートスイッチ２９の情報を信号線Ｓにより受信可能であって、この情報に基いて真空ポンプ１０及び電磁弁２６を制御可能に形成された制御回路部５２と、を有している。また、制御盤５０は、例えばボールタップ２４から一定水位以下（又は以上）となり、水道水が流入（又は停止）した場合に、その信号が信号線Ｓを介して送信されることで、光により水道水の流入の情報を報知可能な報知手段（例えばＬＥＤ等による）が設けられていてもよい。
【００３７】
電源部５１は、真空ポンプユニット１の各構成品（例えばモータ１１や制御回路部５２等）に電力を供給可能に形成されている。なお、図２中では、電源部５１は交流電源として示しているが、交流電源でなく直流電源でもどちらでもよく、各回路の構成によって適宜設定可能である。
【００３８】
図２に示すように、制御回路部５２は、真空圧検出器１８の検出結果により制御を行なう制御出力回路５３と、真空ポンプ１０の運転の起動・停止を切り換える運転切換回路５４と、電磁弁２６の開閉を切り換える電磁弁開閉回路５５と、制御出力回路５３の制御信号を反転させる信号反転回路５６と、を備えている。なお、制御回路部５２は、電源部５１に接続され、制御出力回路５３、運転切換回路５４、電磁弁開閉回路５５及び信号反転回路５６をそれぞれ並列に接続している。
【００３９】
制御出力回路５３は、第１スイッチ（以下「ＳＷ」）６１と、後述する各ＳＷに指示を送る制御出力部６２と、第２ＳＷ６３と、第３ＳＷ６４と、を備えている。制御出力回路５３は、第２ＳＷ６３及び第３ＳＷ６４が直列に接続されているとともに、第１ＳＷ６１と、第２，３ＳＷ６３、６４は並列に接続されている。また、並列に接続された第１ＳＷ６１及び第２，３ＳＷ６３、６３の合流点の下流に直列に制御出力部６２が接続されている。
【００４０】
第１ＳＷ６１は、真空圧検出器１８に接続され、真空圧検出器１８から送信された情報に基いてＯＮ／ＯＦＦが切り替わるよう構成されている。さらに詳しく述べると、第１ＳＷ６１は、真空圧検出器１８が所定の真空圧よりも低い真空圧を検出した信号を受信した場合には、ＯＮとなり、第１ＳＷ６１と制御出力部６２とが通電する。即ち、第１ＳＷ６１は、所定の真空圧の状態においてはＯＦＦとなり回路を遮断するとともに、真空圧検出器１８からの信号により、ＯＮに切り替わり、制御出力回路５３の通電が可能に形成されている。なお、所定の真空圧時には、真空圧検出器１８は電気信号を送信せず、電気信号が流れない場合には、第１ＳＷ６１がＯＦＦとなる構成としてもよい
制御出力部６２は、通電することで第２ＳＷ６３と、後述する第４ＳＷ６５及び第５ＳＷ６７とのＯＮとなるように切り換えの指示を与えることが可能に形成されている。
【００４１】
第２ＳＷ６３は、制御出力部６２の指示によりＯＮ／ＯＦＦが切り替わるよう構成されている。さらに詳しく述べると、第２ＳＷ６３は、制御出力部６２が通電した場合に第２ＳＷ６３がＯＮとなり、回路を通電するとともに、制御出力部６２が遮断している場合には第２ＳＷ６３がＯＦＦとなり、回路が遮断される。
【００４２】
第３ＳＷ６４は、後述する信号反転回路５６の指示によりＯＮ／ＯＦＦが切り替わるよう構成されている。さらに詳しく述べると、第３ＳＷ６４は、常時ＯＮとなっており、第２ＳＷ６３がＯＮの場合には回路を通電するとともに、信号反転回路５６が通電した場合には、第３ＳＷ６４がＯＦＦとなり、回路を遮断する。
【００４３】
運転切換回路５４は、第４ＳＷ６５と、モータ運転指示部６６と、を備え、第４ＳＷ６５とモータ運転指示部６６とは直列に接続されている。第４ＳＷ６５は、常時ＯＦＦであり、制御出力部６２が通電した場合にＯＮとなり、運転切換回路５４が通電される。モータ運転指示部６６は、運転切換回路５４が通電すると、モータ１１に電流を流す（又は運転指示を与える）ことで、モータ１１を運転し、真空ポンプ１０を駆動可能に形成されている。
【００４４】
電磁弁開閉回路５５は、第５ＳＷ６７と、開閉指示部６８と、を備え、第５ＳＷ６７と開閉指示部６８とが直列に接続されている。第５ＳＷ６７は、常時ＯＦＦであって、制御出力部６２が通電した場合にＯＮとなり、電磁弁開閉回路５５が通電する。開閉指示部６８は、電磁弁開閉回路５５が通電すると、電磁弁２６を閉に切り換えることで、排水口２５を閉塞（閉）可能に形成されている。なお、開閉指示部６８は、電磁弁２６の作動電圧を電磁弁２６に印加（通電）することで電磁弁２６を閉とする電圧を、電磁弁２６に印加可能に形成されている。
【００４５】
信号反転回路５６は、第６ＳＷ６９と、反転指示部７０と、を備えており、第６ＳＷ６９と反転指示部７０とが直列に接続されている。第６ＳＷ６９は常時ＯＦＦであり、フロートスイッチ２９からの指示があった場合にＯＮとなり、信号反転回路５６が通電する。反転指示部７０は、信号反転回路５６が通電すると、第３ＳＷ６４をＯＦＦに切り換え可能に形成されている。
【００４６】
このように構成された真空ポンプユニット１は、まず、給水装置１００の呼水を行なう基本動作を説明する。  
まず、給水装置１００に電力を供給するとともに、真空ポンプユニット１にも電力を供給する。この状態で揚水ポンプ１０２のケーシング最上端の真空圧が呼水配管１５を介して真空圧検出器１８により検出される。真空圧検出器１８により検出された真空圧が所定の真空圧と同等又は所定の真空圧より高い真空圧の場合には、給水装置１００の揚水ポンプ１０２が運転される。
【００４７】
所定の真空圧以下（所定の真空圧、又は、所定の真空圧より高い真空圧）の場合には、大気圧が揚水ポンプ１０２内の圧力よりも高圧であるため、海水は、矢印Ｅに示すように、揚水ポンプ１０２まで吸込管路１０１から吸い込まれるとともに、揚水ポンプ１０２の運転により揚水され吐出管路１０４から吐出される。
【００４８】
揚水ポンプ１０２内の海水の落水や海水中に含まれる気体が溜まること等により、真空圧検出器１８により検出された真空圧が所定の真空圧よりも低い又は大気圧と同圧となった場合には、真空圧検出器１８は、この情報を電気信号として発生させる。この電気信号を、信号線Ｓを介して制御盤５０が受信すると、制御盤５０は、モータ１１を起動させ、真空ポンプ１０を駆動させる。
【００４９】
これは、真空圧検出器１８により検出された真空圧が所定の真空圧より低い場合には、揚水ポンプ１０２の内部の水は落水している虞が高く、揚水ポンプ１０２は、その内部に気体が存在している状態となる。この状態で揚水ポンプ１０２を運転させても、揚水ポンプ１０２が運転されるだけであり、揚水されない、即ち、揚水機能が停止している状態となる。
【００５０】
ここで、真空圧検出器１８からの電気信号により真空ポンプ１０を駆動（運転）すると、真空ポンプ１０は、呼水配管１５から気体を吸い込むことで、揚水ポンプ１０２内の圧力を低下させ、大気圧よりも負圧（真空）とする。即ち、揚水ポンプ１０２内の真空圧を所定の真空圧より高くする。
【００５１】
真空ポンプ１０により吸い込まれた気体は、矢印Ｆに示すように、吐出フランジ１３に接続された吐出配管１７から蓋体２２の接続部３３、吐出管３４及び消音フィルタ３５を介して槽部２１内へと移動する。
【００５２】
このように、揚水ポンプ１０２内の気体を吸い込むことで、揚水ポンプ１０２内が所定の真空圧となり、揚水ポンプ１０２内の真空圧が所定の真空圧となり（圧力が大気圧よりも負圧となる）ため、揚水ポンプ１０２内部に海水が充満することとなる。この状態で揚水ポンプ１０２が駆動された場合には、揚水ポンプ１０２は、矢印Ｆに示すように吐出管路１０４の下流へと海水が揚水される。
【００５３】
このような揚水ポンプ１０２内を所定の真空圧とした場合であっても、真空ポンプ１０は駆動されているため、真空ポンプ１０に揚水ポンプ１０２内の海水が流入することとなる。このため、揚水ポンプ１０２内（呼水配管１５）が所定の真空圧となった場合であって、揚水ポンプ１０２により海水の揚水が行なわれている場合には、真空ポンプ１０の駆動を停止させる制御運転が行なわれる。
【００５４】
なお、真空ポンプ１０の駆動を停止しても、逆止弁１６により、真空ポンプ１０内の気体及び水（海水及び封水）は揚水ポンプ１０２に逆流することはない。これにより、真空ポンプ１０内の気体の逆流による揚水ポンプ１０２の落水もない。
【００５５】
また、真空ポンプ１０の駆動を停止させている場合に、揚水ポンプ１０２内において落水や気体の充満等により揚水が成されなくなった場合には、真空ポンプ１０を再度駆動させて呼水を行なう制御運転が行なわれる。
【００５６】
次に、このような真空ポンプユニット１の制御方法として、真空ポンプユニット１の制御運転の一例を図３の流れ図を用いて説明する。
【００５７】
まず給水装置１００及び真空ポンプユニット１に電力が供給される（ステップＳＴ１）ことで、揚水ポンプ１０２の運転前に、呼水配管１５の真空圧が真空圧検出器１８により検出される（ステップＳＴ２）。
【００５８】
このとき、呼水配管１５の真空圧が所定の真空圧、又は、所定の真空圧よりも高い場合（所定の圧力以下）である場合（ステップＳＴ３のＹＥＳ）には、揚水ポンプ１０２内に海水が充満しているため、揚水ポンプ１０２により海水の揚水がなされる。このとき、真空圧検出器１８は、呼水配管１５の所定の真空圧の電気信号を、信号線Ｓを介して第１ＳＷ６１へと送信する。第１ＳＷ６１は、この信号に基いてＯＦＦとなり、制御出力回路５３が遮断される。所定の真空圧時には、制御出力回路５３は通電しない（遮断している）ため、制御出力部６２は、第２，第４，第５ＳＷ６３、６５、６７へ電気信号が送信されないため、これら第２，第４，第５ＳＷ６３、６５、６７もＯＦＦとなる。
【００５９】
即ち、運転切換回路５４及び電磁弁開閉回路５５は遮断しているため、モータ１１は停止状態を維持するとともに、電磁弁２６は開となっている。この状態で揚水ポンプ１０２を駆動し続けることで、真空ポンプ１０を停止させた状態で、吐出管路１０４から海水を揚水（給水）することが可能となる。
【００６０】
次に、真空圧検出器１８により検出される真空圧が、所定の真空圧よりも低い場合（例えば大気圧）（ステップＳＴ３のＮＯ）には、真空圧検出器１８は第１ＳＷ６１に電気信号を送信する。第１ＳＷ６１は、この電気信号を受信するとＯＦＦからＯＮに切り替わり、制御出力回路５３が通電する。制御出力部６２は、制御出力回路５３が通電することで、第２、第４、第５ＳＷ６３、６５、６７に電気信号を送信し、第２、第４、第５ＳＷ６３、６５、６７もＯＮに切り替わる。これにより、運転切換回路５４及び電磁弁開閉回路５５が通電する。
【００６１】
まず、運転切換回路５４が通電することで、モータ運転指示部６６からモータ１１に運転指示を与える。例えば、モータ運転指示部６６の運転指示は、定格電流をモータ１１に流すことでモータ１１を運転させるものである。このモータ１１により真空ポンプ１０が駆動される（ステップＳＴ４）。真空ポンプ１０が駆動されることで、封水チューブ２７から水が真空ポンプ１０に移動し、真空ポンプ１０のシールとなる水の膜が真空ポンプ１０の摺動部に形成される。
【００６２】
また、電磁弁開閉回路５５が通電することで、開閉指示部６８から電磁弁２６に所定の電圧が通電され、電磁弁２６が閉となり、排水口２５が閉塞される。
【００６３】
このように、排水口２５が閉塞された状態で真空ポンプ１０を駆動し、揚水ポンプ１０２のケーシング内の気体を呼水配管１５から吸い込む。真空ポンプ１０により吸い込まれた気体は、真空ポンプ１０内部から矢印Ｆに示すように吐出配管１７、接続部３３、吐出管３４及び消音フィルタ３５を介して槽部２１に貯留された水道水中に吐出される。このように槽部２１に貯留された水道水中に吐出された気体は、補給水槽２０中で水道水と気体とに分離される。また、このとき、気体と一緒に封水チューブ２７から真空ポンプ１０に流入した封水も、再度槽部２１に移動する。
【００６４】
真空ポンプ１０により揚水ポンプ１０２のケーシング内の気体が全て吸い込まれると、揚水ポンプ１０２内部の真空圧は所定の真空圧となる。揚水ポンプ１０２内の真空圧は大気圧よりも低いため、海水が揚水ポンプ１０２内部に進入し、揚水ポンプ１０２の駆動により水が吐出（揚水）される。このように、揚水ポンプ１０２内に海水が充満した状態で真空ポンプ１０が駆動すると、真空ポンプ１０により海水が吸い込まれる。真空ポンプ１０により吸い込まれた海水は、気体と同様に、吐出配管１７、接続部３３、吐出管３４及び消音フィルタ３５を介して槽部２１に貯留された水道水中に吐出される。
【００６５】
また、真空圧検出器１８は、所定の真空圧に達したと検知し、所定の真空圧に達した旨の電気信号を第１ＳＷ６１に送信する。第１ＳＷ６１は、この電気信号を受信するとＯＦＦとなり、制御出力回路５３の第１ＳＷ６１及び制御出力部６２との回路は遮断される。尚、第２ＳＷ６３及び第３ＳＷ６４がＯＮとなるため、制御出力回路５３は通電されることとなり、制御出力部６２は、第２、第４、第５ＳＷ６３、６５、６７をＯＮのまま維持する。
【００６６】
このように、水道水に海水が吐出されるため、補給水槽２０中の水の水位が上昇する。この上昇に伴ってボールタップ２４も上昇する。補給水槽２０の水位が一定以上上昇した場合、ボールタップ２４により、水道水の流入が停止されることとなる。なお、海水が流入する以前にボールタップ２４により水道水の流入が停止する構成であってもよい。
【００６７】
次に、海水により、基準水位Ｗに補給水槽２０の水の水位が達したら（ステップＳＴ５のＹＥＳ）、フロートスイッチ２９からそれぞれ電気信号が制御盤５０に送信される。フロートスイッチ２９からの電気信号を第６ＳＷ６９が受信すると、第６ＳＷ６９はＯＦＦからＯＮに切り替わり、信号反転回路５６が通電する。反転指示部７０は、信号反転回路５６が通電することで、第３ＳＷ６５に電気信号を送信し、第３ＳＷ６５をＯＮからＯＦＦに切り換える。
【００６８】
第３ＳＷ６５がＯＦＦとなると、制御出力回路５３の第３ＳＷ６４及び制御出力部６２との回路は遮断される。また、真空圧検出器１８は所定の真空圧と認識しているため、第１ＳＷ６１はＯＦＦとなっており、制御出力回路５３が遮断される。このため、制御出力部６２は、電気信号を出力しないため、第２、第４、第５ＳＷ６３、６５、６７はＯＦＦに切り替わる。
【００６９】
これにより、運転切換回路５４及び電磁弁開閉回路５５は遮断され、真空ポンプ１０は停止する（ステップＳＴ６）とともに、電磁弁２６が開となる（ステップＳＴ７）。真空ポンプ１０が停止することで、海水は補給水槽２０に進入しなくなり、さらに、排水口２５から排水口２５より上位の水が排水される。尚、排水口２５から水が排水されることで、基準水位Ｗよりも補給水槽２０の水の水位は下位に位置することとなる。これにより、フロートスイッチ２９から基準水位Ｗ以下の水位となった旨の電気信号が制御盤５０に送信される。また、このとき、一定水位以下となった場合には、ボールタップ２４により水道水が流入されることとなる。
【００７０】
この信号により、第６ＳＷ６９はＯＦＦに切り替わり、信号反転回路５６は遮断されるとともに、真空ポンプ１０は停止したままの状態となる。この状態で、揚水ポンプ１０２が運転され、揚水ポンプ１０２により海水が給水（揚水）されることとなる。なお、真空ポンプ１０停止後（ステップＳＴ６）、電磁弁２６を開とする（ステップＳＴ７）前に、揚水ポンプ１０２を運転させてもよい。
【００７１】
真空ポンプ１０を駆動した場合であっても、海水により、基準水位Ｗに補給水槽２０の水の水位が達しない場合（ステップＳＴ５のＮＯ）には、基準水位Ｗに補給水槽２０の水位が達するまで、真空ポンプ１０が駆動されることとなる。
【００７２】
なお、例えば、ステップＳＴ４で、真空ポンプ１０により、一度海水が補給水槽２０内へ流れた場合には、所定時間、水道水を補給水槽２０へと流入し続け、真空ポンプ１０を介して流入した海水を希釈させる。この希釈により、補給水槽２０の水位がと排水口２５の高さになった際に、この海水が希釈された水が排水され、補給水槽２０内の水は腐食性のない水道水に入れ替わる制御を行なう。なお、この制御は行なわなくてもよい。
【００７３】
このように本願発明の真空ポンプユニット１によれば、揚水ポンプ１０２内部の真空圧によって、真空ポンプ１０を運転させ、呼水を確実に行なうことが可能となる。また、呼水終了後、フロートスイッチ２９により基準水位Ｗを検知することで真空ポンプ１０を確実に停止することが可能となる。
【００７４】
また、補給水槽２０内部に設けられた気体及び海水の吐出口である吐出管３４及び消音フィルタ３５と、フロートスイッチ２９との間に仕切板２３が設けられているため、気体及び海水の吐出による水面の波立ちを仕切板２３に衝突させることが可能となる。これにより、仕切板２３の下方で連続しているフロートスイッチ２９側の水面の波立ちを極力防止することが可能となり、フロートスイッチ２９の波立ちによる誤作動を防止することが可能となる。これにより、基準水位Ｗを正確に検知することが可能となり、確実に揚水ポンプ１０２から気体を除去することが可能となる。
【００７５】
また、真空ポンプ１０から吸い込まれた海水に異物が含まれている場合には、この異物が真空ポンプ１０から補給水槽２０に進入していても、沈殿性の異物は、補給水槽２０に沈殿するとともに、浮遊する異物は、排水口２５から排出される。また、このような浮遊する異物は、仕切板２３によりその移動が制限され、ボールタップ２４が設けられている側の水面に浮遊する。即ち、補給水槽２０のフロートスイッチ２９が設けられた側の水面に異物が侵入することがなく、異物によるフロートスイッチ２９の誤作動を防止することが可能となる。これにより、真空ポンプ１０の作動の信頼性を向上することが可能となる。ここで、ボールタップ２４が誤作動した場合であっても、水道水の流入が停止するだけであるため、確実に、海水の浸入をフロートスイッチ２９で検知可能となる。
【００７６】
また、補給水槽２０内の水は、海水が進入したとしても、水道水により希釈されるとともに、排水口２５から水が排水される。このため、海水が混入した水道水は、いずれ水道水に入れ替わり、フロートスイッチ２９の電極や、補給水槽２０等の各構成品が海水により腐食されることを防止できる。これにより、腐食等による誤作動を防止し、メンテナンスの回数を低減させ、メンテナンス性及びメンテナンスコストの低減にもなる。
【００７７】
さらに、真空ポンプ１０が停止した際に、基準水位Ｗよりも下方に設けられた排水口２５の電磁弁２６を開とし排水可能とすることで、補給水槽２０の水位を確実に基準水位Ｗよりも下降させることが可能となる。即ち、基準水位Ｗよりも補給水槽２０の水位を下方に設定することで、確実に補給水槽２０内の水位をリセットすることが可能となり、次回の揚水時に、確実に呼水終了を検知することが可能となる。
【００７８】
上述したように真空ポンプユニット１によれば、仕切板２３により仕切られた槽部２１の吐出管３４が設けられた一方とは、下方のみで連続した他方（位置）にフロートスイッチ２９を配置させたことにより、フロートスイッチ２９の誤作動を防止できる。また、誤作動を防止可能なフロートスイッチ２９により真空ポンプ１０の運転を制御することで、真空ポンプ１０の誤作動を防止し、真空ポンプユニット１の運転に対する信頼性を向上させることが可能となる。
【００７９】
また、海水が補給水槽２０内に進入しても、水道水等で希釈し、さらに排水口２５より上方に水面が位置した場合に、排水口２５から水を排水することで、海水による各構成品の腐食を防止し、腐食による真空ポンプ１０の誤作動を防止することが可能となる。
【００８０】
このため、真空ポンプ１０により確実に呼水を行ない、且つ、呼水終了時に確実に真空ポンプ１０を停止することが可能となり、真空ポンプ１０の無駄な運転を防止し、省エネルギ化とすることも可能となる。
【００８１】
また、このような真空ポンプユニット１を給水装置１００に用いることで、呼水を確実に行なえるため、給水装置１００の揚水効率を向上させ、且つ、揚水ポンプ１０２の空回り等の運転を防止することが可能とすることが可能となる。
【００８２】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではない。例えば、上述した真空ポンプユニット１は、海水を揚水する給水装置１００に用いると説明したが、例えば、天然発砲水や温泉等の、呼水が頻繁に必要となる液体を供給する装置に用いても良い。また、湖や沼等に用いる給水装置に用いても良い。各水質の水（お湯も含む）の供給時に、真空ポンプユニット１により、真空圧を検出し、確実に呼水を行なうことで、気体による揚水ポンプ１０２の機能の低下（及び停止）を極力防止し、揚水ポンプ１０２の運転効率を向上させることが可能となる。
【００８３】
さらに上述した真空ポンプユニット１の、仕切板２３は、水面で槽部２１を仕切り、その主面の高さ方向の長さは、槽部２１の内壁高さよりも短く形成される、としたが、主面の高さ方向の長さを、槽部２１の内壁高さと同一としてもよい。このような形状の仕切板２３とする場合には、槽部２１の底部側に位置する主面にメッシュ孔や開口部を設け、連続するようにすればよい。このような仕切板を用いることで、海水中の異物の移動を極力防止することとなる。
【００８４】
また、上述した真空ポンプユニット１では、補給水槽２０には、排水口２５とドレン３０との２つを有する構成としたが、排水口２５の下方に、さらに電磁弁を有する排出口を設ける構成としてもよい。ドレン３０に設けられた手動による開閉弁３１は、真空ポンプ１０の故障等の緊急時や補給水槽２０のメンテナンス時等に用いるものであるが、作業者が補給水槽２０まで移動して開閉を行なわなければならない。しかし、運転制御の一つに、電磁弁２６を有する排水口２５が真空ポンプ１０の停止指示であっても停止しない等の故障や、排水口２５の異物による詰り等の発生時に、強制的に排出口の電磁弁を開く制御を組み込むことで、補給水槽２０中の水が氾濫することを防止できる。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る真空ポンプユニットの構成を示す説明図。
【図２】同真空ポンプユニットに用いられる制御盤の構成を示す説明図。
【図３】同真空ポンプユニットの制御運転の一例を示す流れ図。
【符号の説明】
【００８６】
１…真空ポンプユニット、１０…真空ポンプ、１１…モータ、１２…吸込フランジ、１３…吐出フランジ、１４…封水口、１５…呼水配管、１６…逆止弁、１７…吐出配管、１８…真空圧検出器（圧力検出器）、２０…補給水槽、２１…槽部、２２…蓋体、２３…仕切板、２４…ボールタップ、２５…排水口、２６…電磁弁、２７…封水チューブ、２９…フロートスイッチ（水位検出器）、３０…ドレン、３１…開閉弁、３２…固定台、３３…接続部、３４…吐出管、３５…消音フィルタ、５０…制御盤（制御部）、５１…電源部、５２…制御回路部、５３…制御出力回路、５４…運転切換回路、５５…電磁弁開閉回路、５６…信号反転回路、６１…第１ＳＷ、６２…制御出力部、６３…第２ＳＷ、６４…第３ＳＷ、６５…第４ＳＷ、６６…モータ運転指示部、６７…第５ＳＷ、６８…開閉指示部、６９…第６ＳＷ、７０…反転指示部、１００…給水装置、１０１…吸込管（取水管）路、１０２…揚水ポンプ、１０３…逆止弁、１０４…吐出管路、Ｄ…海（水源）、Ｅ…揚水の流れ方向、Ｆ…気体及び水の流れ方向、Ｓ…信号線、Ｗ…水位。
【図１】
2009209684.tif 000003
【図２】
2009209684.tif 000004
【図３】
2009209684.tif 000005