(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプ機場に設けられ、熱交換器とポンプ駆動系との間で冷却水を循環させることにより、前記ポンプ駆動系を冷却するポンプ機場のポンプ駆動系冷却システムにおいて、
前記熱交換器は、ポンプ吸込水槽内の最低水位よりも下の水没する位置に配置するとともに、伝熱管が前記ポンプ吸込水槽内の水の流れ方向に平行となるように配置し、前記ポンプ吸込水槽の内面に取り付けられた係止突起に前記熱交換器の外枠フレームに設けられた係止孔を係合させて前記内面に脱着自在に取り付けることを特徴とするポンプ駆動系冷却システム。
【請求項２】
ポンプ機場に設けられ、熱交換器とポンプ駆動系との間で冷却水を循環させることにより、前記ポンプ駆動系を冷却するポンプ機場のポンプ駆動系冷却システムにおいて、
前記熱交換器は、ポンプ吸込水槽内の最低水位よりも下の水没する位置に配置するとともに、伝熱管が前記ポンプ吸込水槽内の水の流れ方向に平行となるように配置し、前記ポンプ吸込水槽の内面に固定される熱交換器取付用ガイドに前記熱交換器の外枠フレームが嵌合された状態で該外枠フレームの水面から出た地上部分がサポート部材に固定されることを特徴とするポンプ駆動系冷却システム。
【請求項３】
請求項２記載のポンプ駆動系冷却システムにおいて、
前記外枠フレーム内に、前記熱交換器と前記ポンプ駆動系との間で循環する冷却水を通すための配管を配設したことを特徴とするポンプ機場のポンプ駆動系冷却システム。
【請求項４】
請求項１又は２記載のポンプ駆動系冷却システムにおいて、
前記熱交換器の伝熱管同士の隙間を、前記ポンプ吸込水槽内の前記熱交換器よりも上流側に設けられた除塵機のスクリーン目幅と一致させ、又は該スクリーン目幅以上に設定したことを特徴とするポンプ機場のポンプ駆動系冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はポンプ機場のポンプ駆動系冷却システムに係り、特に、ポンプ駆動系を冷却するための熱交換器の設置について改良を加えたポンプ駆動系冷却システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ポンプ機場にはディーゼルエンジンが設置され、このディーゼルエンジンによりポンプを駆動するのが一般的である。例えば図１７に示したように、ディーゼルエンジン１の回転力を減速機２を介してポンプ３に伝達し、ポンプ３を回転駆動するようになっている。そして、ディーゼルエンジンは回転時には冷却する必要があるので、吐出管クーラー４が設置されている。
【０００３】
吐出管クーラー４はポンプ吐出配管５に熱交換器を組込んだもので、ポンプ機場としてのまとまりは良いが、吐出管クーラー４を設置するために大きなスペースが必要となり、ポンプ吐出配管５のサイズも大きくしなければならない。このため、新設のポンプ機場に設置する場合は問題ないが、既設のポンプ機場に設置しようとする場合は設置スペースや配管サイズの点で不向きである。
【０００４】
そこで、熱交換器をポンプ吐出配管ではなく吐出槽に設置した吐出槽クーラーが提案されている。これは、図１８に示すように、ポンプ吐出配管５後流側の吐出槽６に熱交換器７を配置したもので、設置スペースも充分に確保でき、既設のポンプ機場にも容易に設置することができる。なお、図１７及び図１８において、８はポンプ吸込水槽である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
吐出槽内の水流は流速が速いので、熱交換器の冷却には条件が良い。しかし、熱交換器が吐出槽に設置されているために、熱交換器とディーゼルエンジン間の冷却水配管の長さが長くなるとともに、吐出槽内の流速が速いために、異物の多いポンプ機場では異物衝突により熱交換器が破損し易い欠点がある。そして、この破損を防ぐために、熱交換器には保護部材が設けられていたり、熱交換器自体が吐出槽に強固に取り付けられていたりするため、メインテナンス時の作業が非常に煩雑となる。
【０００６】
本発明の目的は、熱交換器の設置スペースを考慮する必要がなく、また異物による破損の確率が少なく、さらにメインテナンスも容易なポンプ機場のポンプ駆動系冷却システムを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、ポンプ機場に設けられ、熱交換器とポンプ駆動系との間で冷却水を循環させることにより、ポンプ駆動系を冷却するポンプ機場のポンプ駆動系冷却システムにおいて、熱交換器をポンプ吸込水槽内に複数に分割して設置するとともに、熱交換器を伝熱管がポンプ吸込水槽内の水の流れ方向に平行となるよう配置したことを特徴としている。
【０００８】
また、本発明は、上記構成のポンプ機場のポンプ駆動系冷却システムにおいて、熱交換器を複数に分割してポンプ吸込水槽の側部内壁面及び底部内壁面に着脱自在に設置するとともに、熱交換器を伝熱管がポンプ吸込水槽内の水の流れ方向に平行となるよう配置したことを特徴としている。
【０００９】
ポンプ吸込水槽の底部内壁面に設置された熱交換器は、その位置が当該底部内壁面よりも所定量かさ上げされ、これにより熱交換器の下方に空間を形成することができる。
【００１０】
また、ポンプ吸込水槽の側部内壁面に設置される熱交換器については、その周囲に外枠フレームを設けるとともに、該外枠フレームが嵌合するための熱交換器取付用ガイドをポンプ吸込水槽の側部内壁面に設けると良い。そして、外枠フレーム内には、熱交換器とポンプ駆動系との間で循環する冷却水を通すための配管を配設することができる。
【００１１】
さらに、ポンプ吸込水槽の底部内壁面に設置される熱交換器については、その底面に複数の車輪を設けるとともに、該車輪が転がるためのレールをポンプ吸込水槽の底部内壁面から地上部まで設置すると良い。
【００１２】
上記熱交換器の全てはポンプ吸込水槽の最低水位より下に設置されると好都合である。また、熱交換器の伝熱管同士の隙間は、ポンプ吸込水槽上流側に設けられた除塵機のスクリーン目幅以上に設定する。
【００１３】
さらに、本発明は、ポンプ機場に設けられ、熱交換器とポンプ駆動系との間で冷却水を循環させることにより、ポンプ駆動系を冷却するポンプ機場のポンプ駆動系冷却システムにおいて、熱交換器をポンプ吸込水槽内に設置し、かつポンプ吸込水槽上流側に設けられた除塵機のスクリーンの背面に直接取付けたことを特徴としている。この場合、熱交換器の伝熱管同士の隙間を除塵機のスクリーン目幅に一致させると良い。
【００１４】
上記構成によれば、熱交換器が流速の遅いポンプ吸込水槽に設置されているために、熱交換器の異物による破損を最小限に抑えることができる。すなわち、ポンプ吸込水槽上流側に設けられた除塵機のスクリーンを通過してくる異物のうち、重い物は流速が遅いために底をころがりながらくるので、伝熱管に衝突することなく、また軽い異物は流速が遅いため衝撃的な荷重とはならない。このため、異物による破損の確率は、吐出水槽に設置した熱交換器場合に対して、かなり小さいと言うことができる。また、ポンプ吸込水槽の内部を設置場所としているので、新たに熱交換器を設置するスペースを設ける必要もない。
【００１５】
流速の遅いポンプ吸込水槽に設置したので、熱交換器本体に大きな力が作用することはなく、熱交換器の固定もクランプのようなもので十分となる。その結果、熱交換器の取付け・取外しが容易となり、メインテナンス性の向上を図ることができる。
【００１６】
ポンプ吸込水槽の底部内壁面に設置された熱交換器は、ヘドロや砂の堆積を考慮した所定量だけ底部内壁面からかさ上げされている。これにより、ヘドロや砂が経年的に堆積しても所定の性能を得ることができる。
【００１７】
また、熱交換器の周囲に外枠フレームを設けることにより、熱交換器自体の剛性を上げることができ、さらにこの外枠フレームを熱交換器取付用ガイドに上方から挿入することにより、ポンプ吸込水槽の側部内壁面にスムーズに設置することができる。この場合、外枠フレームの四隅を延長して地上部まで伸ばし、この部分に熱交換器入口・出口配管を収納することにより、該配管の保護が可能である。また、外枠フレームの上部先端を地上部で固定することにより、ポンプ吸込水槽の水を抜くことなくメインテナンスができるので、これによってもメインテナンス性を向上させることができる。
【００１８】
熱交換器の底面に車輪を設けた場合は、ポンプ吸込水槽の底部内壁面から地上部めで設置したレールに沿って、熱交換器をポンプ吸込水槽内に出し入れできるので、ポンプ吸込水槽上部の開口部が狭くとも設置が可能である。
【００１９】
熱交換器の設置位置は、ポンプ吸込水槽の最低水位においても熱交換器が没水する位置とする。この場合、伝熱管チューブのサイズ・本数・配列は、必ずポンプ吸込水槽の最低水位でも没水するように決定する。このようにすれば、最低水位においても所定の性能を得ることができる。
【００２０】
また、伝熱管同士の隙間を除塵機のスクリーンの目幅以上、またはスクリーンの目幅に一致させることにより、スクリーンを通過した異物は熱交換器内も容易に通過してしまい、異物が熱交換器に衝突したり詰まったりすることが回避できる。
【００２１】
さらに、熱交換器を除塵機のスクリーンの背面に直接取付けることにより、該スクリーンで熱交換器の保護が可能になるので、異物の衝突に対し一層強い構造となる。この場合も、熱交換器の伝熱管同士の隙間を除塵機のスクリーン目幅に一致させるとより効果的である。
【００２２】
また、前記熱交換器の伝熱管をスクリーン兼用とすると、その伝熱管部分でスクリーン機能を発揮するため、前記除塵機を省くことが可能と成る。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面に従って説明する。
（第１の実施の形態）
図１は本発明のポンプ駆動系冷却システムの概略構成を示している。図に示すように、本発明のポンプ駆動系冷却システムでは、熱交換器１０はポンプ吸込水槽１１内に設置されている。ポンプ吸込水槽１１内では水は図の左側から右側に流れており、熱交換器１０の上流側には除塵機１２が設けられている。また図に示してないが、熱交換器１０の下流側にはポンプが設けられている。図の熱交換器１０はポンプ吸込水槽１１の対岸側側部内壁面に設置されたものを示しているが、同様の熱交換器がポンプ吸込水槽１１の手前側側部内壁面にも設置されている。
【００２４】
また、図２に示すように熱交換器はポンプ吸込水槽１１の底部内壁面にも設置されている。このようにポンプ吸込水槽１１の底部内壁面に熱交換器１０を設置する場合は、ヘドロや砂が経年的に堆積する分を考慮して、熱交換器１０を底部内壁面から所定量かさ上げして設置する。このかさ上げには、ポンプ吸込水槽１１の底部内壁面に基礎１３を４箇所に設け、これらの基礎１３の上に熱交換器１０を設置する。
【００２５】
なお、ポンプ吸込水槽１１の底面に設置された熱交換器１０は勿論のこと、側部内壁面に設置された熱交換器１０の全てが、ポンプ吸込水槽１１の最低水位（Ｌ.Ｗ.Ｌ.）でも水没する位置に設置されている。
【００２６】
図１及び図２のＡ−Ａ線に沿った矢視図を示せば図３のようになる。図３では４基の熱交換器１０が設置されているが、５基以上でも良く、また２基でも良い。なお、図３においては熱交換器１０の外観のみが示され、伝熱管や配管等は省略されている。
【００２７】
上述の各熱交換器１０は、その伝熱管１０Ａがポンプ吸込水槽１１内の水の流れ方向に平行となるように設置されている。また伝熱管１０Ａには配管１４が接続され、この配管１４はカプラー１５を介して地上側の配管１６に接続されている。そして、カプラー１５によって、配管１４は配管１６に対して容易に着脱できるようになっている。また熱交換器１０は、ポンプ吸込水槽１１の内壁面に着脱自在に取付けられている。
【００２８】
ここで、熱交換器１０を着脱自在にできる構成について説明する。図４は図１のＢ部を拡大して示した図であり、図５は図４のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。孔付きプレート１７は、熱交換器１０の伝熱管１０Ａを支持する外枠フレームに固定されている。孔付きプレート１７には、図６に示すように、円形部１８Ａと細長部１８Ｂからなる鍵穴形状の孔１８が２か所に形成されている。また、図５に示すように、ポンプ吸込水槽の側部内壁面１９には固定プレート２０が固定され、この固定プレート２０の表面には段付ピン２１が２本取付けられている。
【００２９】
そして、熱交換器１０を側部内壁面１９に取付ける際には、孔付きプレート１７の孔１８（円形部１８Ａ）に段付ピン２１の頭部を挿通させ、そのままの状態で、孔付きプレート１７（すなわち熱交換器１０）を下方へ移動させ、段付ピン２１を細長部１８Ｂに係合させる。このようにすると、細長部１８Ｂの幅は段付ピン２１の頭部直径よりも小さいので、孔付きプレート１７が段付ピン２１から外れることはない。段付ピン２１を細長部１８Ｂに係合させただけではガタがあるので、更にクランプ２２を操作して孔付きプレート１７を固定プレート２０に固定する。これによって、熱交換器１０を側部内壁面１９に強固に固定することができる。
【００３０】
また、熱交換器１０を側部内壁１９から取外すには、上述したのとは逆の操作を行えば良い。すなわち、クランプ２２を外した後、孔付きプレート１７を上方へ持ち上げ段付ピン２１を孔１８の円形部１８Ａに合わせてから、孔付きプレート１７を引き寄せ固定プレート２０から離脱させる。これによって、熱交換器１０を側部内壁面１９から容易に取外すことができる。
【００３１】
図２のようにポンプ吸込水槽１１の底部内壁面に設置された熱交換器１０も、図４〜図６に示したものと同じ構成の部材で基礎１３上に着脱自在に取付けられている。
【００３２】
なお、配管１４は熱交換器１０に固定されており、熱交換器１０を側部内壁面１９に取付けたときには、配管１４をカプラー１５によって配管１６に接続する必要がある。また、熱交換器１０を側部内壁面１９から取外すときには、カプラー１５を外して配管１４を配管１６から切り離しておく必要がある。
【００３３】
本実施の形態によれば、伝熱管１０Ａがポンプ吸込水槽１１内の水の流れ方向に平行となるよう熱交換器を配置したので、異物等が伝熱管１０Ａに引っ掛かりにくくなるとともに、最低水位が低い場合でも、水の流れ方向に伝熱管１０Ａを長くした熱交換器を設置することにより、熱交換器を確実に水没させることが可能となる。
【００３４】
また、流速が遅いポンプ吸込水槽１１内に熱交換器１０を設置したので、熱交換器１０には大きな力が作用せず、クランプ２２で孔付きプレート１７を固定する程度で十分である。そのため、ボルト等の締付ける必要がなくなって、熱交換器の着脱が容易となり、ポンプ吸込水槽１１内の水を抜かなくても潜水夫が潜ることにより着脱が可能である。さらに配管１４と１６をカプラー１５で接続しているので、更に着脱が容易となっている。
【００３５】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図７は本実施の形態による熱交換器の正面図を、図８は図７のＤ−Ｄ線に沿った矢視図をそれぞれ示している。本実施の形態における熱交換器３０は、伝熱管ユニット３０Ａの四隅に上下方向にチャンネル状の外枠フレーム３１が取付けられ、それらの外枠フレーム３１は上部に延長され、ポンプ吸込水槽に設置した際、地上部まで達する長さに設定されている。このように、伝熱管ユニット３０Ａの四隅にチャンネル状の外枠フレーム３１を取付けると、熱交換器３０の剛性を増大させることができる。また、熱交換器３０の入口及び出口配管を、外枠フレーム３１に沿わせて配設することにより、流水中の異物から上記配管を保護することができる。
【００３６】
上記熱交換器３０をポンプ吸込水槽１１の側部内壁面に設置するには、図９のように側部内壁面に熱交換器取付用ガイド３２を設けておく。熱交換器取付用ガイド３２は、ポンプ吸込水槽１１の側部内壁面３３に上下方向に固定されたチャンネル部材３４と、側部内壁面３３の最下部に固定されたチャンネル部材３５からなっている。図９において、Ｅ−Ｅ線に沿って見た図を図１０に示す。
【００３７】
そして、外枠フレーム３１を取付用ガイド３２に嵌合させ、熱交換器３０をポンプ吸込水槽１１の側部内壁面に設置した様子を図１１に示す。熱交換器３０をポンプ吸込水槽１１の側部内壁面に設置したとき、外枠フレーム３１が地上部に出るので、その先端部をサポート３６に接続することにより、熱交換器３０を地上側に強固に固定することができる。
【００３８】
（第３の実施の形態）
図１２は、本発明の第３の実施形態を示している。熱交換器４０の底面（実際には底面にある外枠フレーム）には車輪４１が設けられ、また熱交換器４０の一側にはワイヤロープ４２が取付けられている。一方、ポンプ吸込水槽１１の底部内壁面から地上部までレール４３が設置されている。そして、熱交換器１は、開口部４４よりレール４３に沿ってポンプ吸込水槽１１内に設置される。この際、熱交換器４０の入口及び出口配管をフレキシブルチューブとすれば好都合である。本実施の形態は、開口部４４が狭い時に有効である。
【００３９】
（第４の実施の形態）
図１３及び図１４は本発明の第４の実施の形態であり、図１３は熱交換器の平面図を、図１４はその正面図をそれぞれ示している。本実施の形態では、熱交換器５０の伝熱管５０Ａの隙間、すなわち伝熱管チューブ間隔Ｌ1と段積間隔Ｌ2を、熱交換器５０の上流側に設けられた除塵機のスクリーン目幅に一致させている。このように伝熱管チューブの間隔Ｌ1及び段積間隔Ｌ2が、スクリーンの目幅と同等になっていると、スクリーンを通過した異物が熱交換器５０内も通過可能であり、これにより、異物の衝突による破損や異物の詰りを防止することができる。なお、伝熱管チューブ間隔Ｌ1及び段積間隔Ｌ2は、除塵機のスクリーン目幅以上でも勿論良い。
【００４０】
一方、前記熱交換器の伝熱管をスクリーン兼用となるように前記間隔Ｌ1及びＬ2を設定すると、その部分にスクリーン機能をもたせることができ除塵機を省ける。
【００４１】
（第５の実施の形態）
図１５及び図１６は本発明の第５の実施の形態であり、図１５は熱交換器をポンプ吸込水槽内に設置した様子を、図１６は図１５のＦ方向から見た様子をそれぞれ示している。本実施の形態では、熱交換器６０が除塵機１２のスクリーン背面側に直接取付けられ、その伝熱管６０Ａがスクリーンに沿って配置されている。このような構成にすると、スクリーンによって、熱交換器６０に異物が衝突するのを回避できるとともに、伝熱管６０Ａにも異物が詰りにくく、異物に対して強い構造とすることができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、以下の効果がある。
【００４３】
▲１▼熱交換器をポンプ吸込水槽内に設置したので、熱交換器の設置スペースを別に設ける必要がない。
【００４４】
▲２▼熱交換器をポンプ吸込水槽から容易に着脱できる構造であるから、メインテナンスが非常に容易である。
【００４５】
▲３▼熱交換器伝熱管のチューブ間隔及び段積間隔が、除塵機のスクリーン目幅と同等もしくはスクリーン目幅であるので、異物が詰りにくく、また異物衝突による熱交換器の破損も回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による、熱交換器をポンプ吸込水槽の側部内壁面に設置した様子を示した図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態による、熱交換器をポンプ吸込水槽の底部内壁面に設置した様子を示した図である。
【図３】図１及び図２のＡ−Ａ線に沿った矢視図である。
【図４】図１のＢ部の拡大図である。
【図５】図４のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
【図６】孔付きプレートの平面図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態による熱交換器の正面図である。
【図８】図７のＤ−Ｄ線に沿った矢視図である。
【図９】図７及び図８の熱交換器をポンプ吸込水槽の側部内壁面に設置するための取付用ガイドを示した図である。
【図１０】図９のＥ−Ｅ線に沿った断面図である。
【図１１】図７及び図８の熱交換器をポンプ吸込水槽の側部内壁面に設置した様子を示した図である。
【図１２】本発明の第３の実施の形態による、熱交換器をポンプ吸込水槽の底部内壁面に設置した様子を示した図である。
【図１３】本発明の第４の実施の形態による熱交換器の平面図である。
【図１４】図１３の正面図である。
【図１５】本発明の第５の実施の形態による、熱交換器をポンプ吸込水槽内に設置した様子を示した図である。
【図１６】図１５のＦ方向から見た図である。
【図１７】従来技術による吐出管クーラーの説明図である。
【図１８】従来技術による吐出槽クーラーの説明図である。
【符号の説明】
１０，３０，４０，５０，６０  熱交換器
１０Ａ，３０Ａ，５０Ａ，６０Ａ  伝熱管
１１  ポンプ吸込水槽
１２  除塵機
１３  基礎
１４，１６  配管
１５  カプラー
１７  孔付きプレート
１８  孔
１８Ａ  円形部
１８Ｂ  細長部
１９，３３  ポンプ吸込水槽の側部内壁面
２０  固定プレート
２１  段付ピン
２２  クランプ
３１  外枠フレーム
３２  熱交換器取付用ガイド
３４，３５  チャンネル部材
３６  サポート
４１  車輪
４２  ワイヤーロープ
４３  レール
４４  開口部
【図１】
0003855072.tif 000002
【図２】
0003855072.tif 000003
【図３】
0003855072.tif 000004
【図４】
0003855072.tif 000005
【図５】
0003855072.tif 000006
【図６】
0003855072.tif 000007
【図７】
0003855072.tif 000008
【図８】
0003855072.tif 000009
【図９】
0003855072.tif 000010
【図１０】
0003855072.tif 000011
【図１１】
0003855072.tif 000012
【図１２】
0003855072.tif 000013
【図１３】
0003855072.tif 000014
【図１４】
0003855072.tif 000015
【図１５】
0003855072.tif 000016
【図１６】
0003855072.tif 000017
【図１７】
0003855072.tif 000018
【図１８】
0003855072.tif 000019