[發明專利]具備能量回收裝置的泵

無效

• 申請號: 201010287791.2
• 申請日: 2010-09-17
• 公開（公告）號: CN102032194A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: 依田裕明;千葉由昌;石居憲法
• 申請（專利權）人: 株式會社日立工業設備技術
• 主分類號: F04D1/06
• 分類號: F04D1/06;F04D29/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 張斯盾

技術領域

本發明涉及在海水淡水化設備等使用的具備從濃縮水的能量回收動力的能量回收裝置的泵。

背景技術

由于世界的水需求的擴大以及因氣候變動導致的水不足等，預計海水淡水化設備的市場將擴大。從該海水淡水化設備供給的水支撐著人們的生活基礎，在造水成本的降低、供給飲用水的情況下要求確保水質。尤其是在降低造水成本方面，期待為了降低消耗投入到設備中的電力能量的約50％左右的逆滲透膜加壓供水泵的設備成本以及降低運轉成本而高效率化。

另外，由于從逆滲透膜作為排水排出的濃縮水是供水壓力的通常的高壓，所以，能量大，該能量雖然被回收，但是，也強烈期待該能量回收設備的設備成本降低以及高效率化。另外，為了這些設備成本降低以及泵、能量回收設備的高效率化，謀求海水淡水化設備的大型化。2009年現在為止，設備容量達到50萬～100萬m³/日/設備，需要能夠對應大容量設備的加壓泵以及濃縮水能量回收設備。

在先技術文獻

專利文獻1：日本特開平6-210140號公報

在以往技術中，逆滲透膜加壓供水泵為排出量600～3000m³/h、全揚程550～740m、泵軸動力1000～6000kW，采用多級離心擴散泵。另一方面，來自濃縮水的能量回收設備使用水戽式渦輪機的能量回收裝置。該能量的利用方式如專利文獻1所示，在驅動加壓供水泵的馬達主軸上結合水戽式渦輪機的輸出軸，將由水戽式渦輪機回收的旋轉能量用于加壓供水泵的驅動力的一部分，謀求加壓泵的節能。濃縮水水量以及壓力大致為300～1800m³/h，揚程為500～700m，該能量約為500～3600kW左右，很大，達到加壓泵驅動動力的40～60％左右。

以往，例如如專利文獻1所示，由于上述那樣的加壓泵以及能量回收裝置分別個別設計制作并配置，所以，安裝的作業工時大，且裝置大型化，尤其是在上述的超過了規格的大容量設備中，存在泵、能量回收裝置進一步大型化，設備成本上升的可能性。另外，就高效率化而言，在單體效率的改進方面存在限度。

本發明借鑒了上述以往技術的缺點，提供一種將加壓泵以及能量回收裝置整體做成一體，謀求了緊湊化、高效率化的具備能量回收裝置的泵。

發明內容

本發明是一種具備能量回收裝置的泵，所述具備能量回收裝置的泵在由逆滲透膜對被加壓泵加壓的原水進行過濾時，從上述逆滲透膜的高壓濃縮排水回收能量，用于上述加壓泵的驅動力，其特征在于，

上述能量回收裝置使用與上述加壓泵的旋轉軸同軸地具有多級的渦輪機葉輪的水力渦輪機，上述渦輪機葉輪以與上述加壓泵的泵葉輪相向的方式配置。

另外，在上述記載的具備能量回收裝置的泵中，其特征在于，具備維持上述渦輪機葉輪的軸推力和泵葉輪的軸推力的軸推力維持裝置。

另外，在上述記載的具備能量回收裝置的泵中，其特征在于，以上述加壓泵的入口側(低壓側)和上述水力渦輪機的出口側(低壓側)相鄰的方式配置上述加壓泵和上述水力渦輪機。

另外，在上述記載的具備能量回收裝置的泵中，其特征在于，上述加壓泵以及水力渦輪機的旋轉軸由徑向水中軸承支撐。

另外，在上述記載的具備能量回收裝置的泵中，其特征在于，作為上述軸推力維持裝置，是使用了平衡盤的軸推力平衡裝置。

另外，在上述記載的具備能量回收裝置的泵中，其特征在于，將上述加壓泵以及水力渦輪機旋轉軸的端部做成在端蓋無密封的構造。

發明效果

根據本發明，通過使加壓泵和能量回收裝置一體化，能夠緊湊，謀求高效率化。

尤其是，作為能量回收裝置通過做成多級渦輪機，不僅是泵部，渦輪機部也沒有必要像水戽式水力渦輪機那樣設置成比用于排水的液面高，能夠降低裝置的設置面高度，因此，更容易確保泵的吸入性能。

另外，因為通過將泵葉輪和渦輪機葉輪相向配置，能夠在反方向抵消軸推力的一部分，所以，能夠使泵的平衡盤軸推力平衡裝置更加小型化，還能夠謀求該裝置的滑動部的可靠性的提高以及泄漏損失的降低帶來的效率的提高。若海水淡水化設備等大型化，則這些好的效果尤其大。

在容量比較小的情況下，因為為了高效設計渦輪機而進行多級葉輪設計，所以，葉輪級數設計成不會變大(3～5級以下)的程度。實際上，單列(每一臺逆滲透膜加壓供水泵)造水量5000～10000m³/日以上作為應用設備尺寸是合適的。

附圖說明

圖1是本發明的具備能量回收裝置的泵的實施例1的構造剖視圖。