[发明专利]具备能量回收装置的泵

说明书

技术领域

本发明涉及在海水淡水化设备等使用的具备从浓缩水的能量回收动力的能量回收装置的泵。

背景技术

由于世界的水需求的扩大以及因气候变动导致的水不足等，预计海水淡水化设备的市场将扩大。从该海水淡水化设备供给的水支撑着人们的生活基础，在造水成本的降低、供给饮用水的情况下要求确保水质。尤其是在降低造水成本方面，期待为了降低消耗投入到设备中的电力能量的约50％左右的逆渗透膜加压供水泵的设备成本以及降低运转成本而高效率化。

另外，由于从逆渗透膜作为排水排出的浓缩水是供水压力的通常的高压，所以，能量大，该能量虽然被回收，但是，也强烈期待该能量回收设备的设备成本降低以及高效率化。另外，为了这些设备成本降低以及泵、能量回收设备的高效率化，谋求海水淡水化设备的大型化。2009年现在为止，设备容量达到50万～100万m³/日/设备，需要能够对应大容量设备的加压泵以及浓缩水能量回收设备。

在先技术文献

专利文献1：日本特开平6-210140号公报

在以往技术中，逆渗透膜加压供水泵为排出量600～3000m³/h、全扬程550～740m、泵轴动力1000～6000kW，采用多级离心扩散泵。另一方面，来自浓缩水的能量回收设备使用水戽式涡轮机的能量回收装置。该能量的利用方式如专利文献1所示，在驱动加压供水泵的马达主轴上结合水戽式涡轮机的输出轴，将由水戽式涡轮机回收的旋转能量用于加压供水泵的驱动力的一部分，谋求加压泵的节能。浓缩水水量以及压力大致为300～1800m³/h，扬程为500～700m，该能量约为500～3600kW左右，很大，达到加压泵驱动动力的40～60％左右。

以往，例如如专利文献1所示，由于上述那样的加压泵以及能量回收装置分别个别设计制作并配置，所以，安装的作业工时大，且装置大型化，尤其是在上述的超过了规格的大容量设备中，存在泵、能量回收装置进一步大型化，设备成本上升的可能性。另外，就高效率化而言，在单体效率的改进方面存在限度。

本发明借鉴了上述以往技术的缺点，提供一种将加压泵以及能量回收装置整体做成一体，谋求了紧凑化、高效率化的具备能量回收装置的泵。

发明内容

本发明是一种具备能量回收装置的泵，所述具备能量回收装置的泵在由逆渗透膜对被加压泵加压的原水进行过滤时，从上述逆渗透膜的高压浓缩排水回收能量，用于上述加压泵的驱动力，其特征在于，

上述能量回收装置使用与上述加压泵的旋转轴同轴地具有多级的涡轮机叶轮的水力涡轮机，上述涡轮机叶轮以与上述加压泵的泵叶轮相向的方式配置。

另外，在上述记载的具备能量回收装置的泵中，其特征在于，具备维持上述涡轮机叶轮的轴推力和泵叶轮的轴推力的轴推力维持装置。

另外，在上述记载的具备能量回收装置的泵中，其特征在于，以上述加压泵的入口侧(低压侧)和上述水力涡轮机的出口侧(低压侧)相邻的方式配置上述加压泵和上述水力涡轮机。

另外，在上述记载的具备能量回收装置的泵中，其特征在于，上述加压泵以及水力涡轮机的旋转轴由径向水中轴承支撑。

另外，在上述记载的具备能量回收装置的泵中，其特征在于，作为上述轴推力维持装置，是使用了平衡盘的轴推力平衡装置。

另外，在上述记载的具备能量回收装置的泵中，其特征在于，将上述加压泵以及水力涡轮机旋转轴的端部做成在端盖无密封的构造。

发明效果

根据本发明，通过使加压泵和能量回收装置一体化，能够紧凑，谋求高效率化。

尤其是，作为能量回收装置通过做成多级涡轮机，不仅是泵部，涡轮机部也没有必要像水戽式水力涡轮机那样设置成比用于排水的液面高，能够降低装置的设置面高度，因此，更容易确保泵的吸入性能。

另外，因为通过将泵叶轮和涡轮机叶轮相向配置，能够在反方向抵消轴推力的一部分，所以，能够使泵的平衡盘轴推力平衡装置更加小型化，还能够谋求该装置的滑动部的可靠性的提高以及泄漏损失的降低带来的效率的提高。若海水淡水化设备等大型化，则这些好的效果尤其大。

在容量比较小的情况下，因为为了高效设计涡轮机而进行多级叶轮设计，所以，叶轮级数设计成不会变大(3～5级以下)的程度。实际上，单列(每一台逆渗透膜加压供水泵)造水量5000～10000m³/日以上作为应用设备尺寸是合适的。

附图说明

图1是本发明的具备能量回收装置的泵的实施例1的构造剖视图。