スラリーポンプ

【課題】容易かつ安価にケーシングの防水性が高められるスラリーポンプを提供することを目的としている。
【解決手段】本発明のスラリーポンプ１０は、スラリーの吸込口２２及び吐出口２４を備え、前記吸込口２２と前記吐出口２４が接続する内室２６で回転するインペラ３０を覆うケーシング２０と、前記ケーシング２０の外表面に被膜した防水膜６０と、を備え、前記防水膜６０は、前記ケーシング２０の表面を覆う網状の第１膜６２と、前記第１膜６２の上に被膜した防水性の第２膜６４とからなり、前記ケーシング２０と前記第１膜６２の隙間から前記ケーシング２０の漏水を外部へ排出させることを特徴としている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に摩耗性の高い液体を吐出することができるスラリーポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
製鉄工程において、高温の溶融スラグが発生し冷却して固化すると鉄鋼スラグとなる。鋼鉄スラグは、炉の違いにより、高炉からの高炉スラグと、転炉又は電気炉からの製鉄スラグに分類される。このうち高炉スラグは、冷却方法によって高炉徐冷スラグと、高炉水砕スラグの２種類に分類されている。高炉水砕スラグは、ガラス質の砂状であり、一般にコンクリート用骨材、土木、セメント、肥料、ガラス原料、道路等の原料として利用されている。
【０００３】
図１０は高炉水砕スラグの製造工程の説明図である。高炉水砕スラグの製造は、まず、高炉１００から排出された溶融スラグに吹製装置１１０からの高圧水を噴射させている。そうするとスラグが急冷されて砂状となり、スラリー（水とスラグの混合溶液）として後段の撹拌槽１２０に供給される。撹拌槽１２０でスラグと水の混合状態とし、スラリーをスラリーポンプ１３０で脱水槽１４０に供給する。脱水槽１４０ではスラグと分離水とに分離される。スラグは搬出装置１５０により外部へ搬出される。一方、分離水は、沈降槽１６０に供給されて、排泥と上澄液とに分離される。排泥は再度脱水槽１４０へ供給される。一方、上澄液は、隣接する温水槽１７０へオーバーフローする。温水槽１７０の処理水は冷却塔用ポンプ１８０により冷却塔１９０に供給され、所定温度に冷却されて冷水槽２００に貯水される。冷水槽２００の処理水は、給水ポンプ２１０により吹製装置１１０の高圧水に再利用される。
【０００４】
ここで撹拌槽１２０からスラリーを脱水槽１４０に供給するスラリーポンプ１３０は、効率的にスラグを供給するため、撹拌槽１２０の排出口近く（図１０では撹拌槽１２０の下方となる地下）に設置されている。このようなスラリーポンプ１３０は、スラリーなど摩耗性の高い液体をケーシング内へ吸い込んでいる。このため、原料に硬度の高いスラグの塊が含まれていると、ケーシング内のインペラと接触してケーシングが破損する虞があった。ケーシングは、材質に高クロム鋼を用いて硬度を高めている。前述のケーシングの破損が起こると、硬度が高いが故に破損の成長がもたらされる。そうすると、地下に設置されたスラリーポンプ１３０は水没して、水砕スラグの製造工程が停止してしまう。稼動中の高炉を急停止することは不可能であり、このようなスラリーポンプ１３０の故障は望ましくない。
そこでスラリーポンプの故障を防止するために、特許文献１に開示のようなポンプのケーシングを二重構造にすることで、ポンプの強度を高めて故障を回避している。
【０００５】
図１１は従来のスラリーポンプのケーシングの概略断面図である。図示のように、従来のスラリーポンプ３００は、スラリーの吸込口３１０及び吐出口３２０を備えたケーシング３３０を備えている。ケーシング３３０は、内部に回転自在にインペラ３５０を収容する第１ケーシング３３２と、第１ケーシング３３２を密封した第２ケーシング３３４から構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３１４８６６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながらケーシングを二重構造にすると、確かに内側の第１ケーシングが破損した場合でも、外側の第２ケーシングによって内側の第１ケーシングの破壊による漏水が外部に流出することを防止できる。しかし、二重構造のケーシングは、重量物であり製造コストも高く、作業者の点検が難しいという問題があった。
【０００８】
そこで本発明は、上記従来技術の問題点を解決するため、容易かつ安価にケーシングの防水性が高められるスラリーポンプを提供することを目的としている。
また、本発明は、ケーシングのひび割れ等の破損を初期段階で検知可能なスラリーポンプ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】
【０００９】
本発明のスラリーポンプは、スラリーの吸込口及び吐出口を備え、前記吸込口と前記吐出口が接続する内室で回転するインペラを覆うケーシングと、前記ケーシングの外表面に被膜した防水膜と、を備え、前記防水膜は、前記ケーシングの表面を覆う網状の第１膜と、前記第１膜の上に被膜した防水性の第２膜とからなり、前記ケーシングと前記第１膜の隙間から前記ケーシングの漏水を外部へ排出させることを特徴としている。
上記構成により、容易かつ安価にケーシングの防水性を高めることができる。またケーシングのひび割れ等の初期段階の破損を検知することができる。よってケーシングが破壊される前にケーシングの異常を検知できる。またケーシングと防水膜との間に均一に隙間を形成することができる。よってケーシングと防水膜が不完全密着した状態を容易に形成することができる。さらに網状の第１膜の上に第２膜を形成するため、防水膜全体の強度を高めることができる。
【００１０】
この場合において、前記防水膜は、前記吸込口又は前記吐出口のフランジの根元周りに前記漏水の排出口を設けたことを特徴としている。
上記構成により、前記吸込口又は前記吐出口のフランジの根元から水が徐々に漏洩し、ケーシングのひび割れ等を検知することができる。
【００１１】
前記防水膜の下部には、前記漏水を外部に排出するドレーンを設けたことを特徴としている。
上記構成により、ケーシングのひび割れ等で発生した漏水がドレーンを介して外部に排出されるため、ケーシングの異常を初期段階で検知することができる。
【００１２】
前記ドレーンには、水漏れ検知手段を設けたことを特徴としている。
上記構成により、漏水がケーシングと防水膜の隙間を流れ落ちドレーンから外部へと排出されるときに、水漏れ検知手段によって水漏れを検知することができる。このため、ケーシングの破損等を初期段階で容易に検知することができる。
【００１３】
前記インペラはモーターと接続し、前記モーターは前記ケーシングよりも高所に設置されていることを特徴としている。
上記構成により、ケーシングの破損によって漏洩しても、モーターはケーシングよりも高所にあるため、モーターが水を被ったり、水没したりする虞がない。
【００１４】
前記第１膜は、材質に金属材料、プラスチック樹脂、炭素繊維、ゴム材料のうちいずれか１つ又は複数の組合せを用いたことを特徴としている。
上記構成により、防水膜の強度を高めることができる。また防水膜とケーシングの間に所定の隙間を形成することができる。
【００１５】
前記第２膜は、材質にウレタン、ゴム皮膜、樹脂皮膜のうちいずれか１つ又は複数の組合せを用いたことを特徴としている。
上記構成により、防水性、可撓性を備えた防水膜を得ることができる。
【００１６】
前記第２膜は、膜内に電気的な絶縁又は導通で水漏れを検知する導線を配設したことを特徴としている。
上記構成により、ケーシングの破損によって、例えば、可撓性の防水膜が変形し、膜内に埋設された導線が断線することで、ケーシングの破損を容易に検知することができる。
【発明の効果】
【００１７】
上記構成による本発明のスラリーポンプによれば、安価かつ容易にポンプの防水性を高めることができる。また、ケーシングの破損による水漏れをポンプの破損停止前に検知することができる。よって、スラリーポンプの寿命を予測することができ、高炉水砕スラグなどの製造工程を中断する必要がない。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態に係るスラリーポンプの構成概略図であり、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）はケーシングの部分断面図である。
【図２】第１実施形態に係るスラリーポンプの分解図である。
【図３】第１実施形態に係るスラリーポンプの正面図である。
【図４】第１実施形態に係るスラリーポンプの側面図である。
【図５】防水膜の説明図である。
【図６】第２実施形態に係るスラリーポンプのケーシングの構成概略図である。
【図７】第３実施形態に係るスラリーポンプのケーシングの構成概略図である。
【図８】第４実施形態に係るスラリーポンプの構成外略図である。
【図９】第５実施形態に係るスラリーポンプの説明図であり、（１）は斜視図であり、（２）はケーシングの側面図である。
【図１０】高炉水砕スラグの製造工程の説明図である。
【図１１】従来のスラリーポンプのケーシングの概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明のスラリーポンプの実施形態を添付の図面を参照しながら、以下詳細に説明する。図１は第１実施形態に係るスラリーポンプの構成概略図であり、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）はケーシングの部分断面図である。図２は第１実施形態に係るスラリーポンプの分解図である。図３は第１実施形態に係るスラリーポンプの正面図である。なお図２，図３はモーターを省略している。図４は第１実施形態に係るスラリーポンプの側面図である。図示のように、本発明のスラリーポンプ１０は、スラリーの吸込口２２と吐出口２４を備え、前記吸込口２２と前記吐出口２４が接続する内室２６で回転するインペラ３０を覆うケーシング２０と、ケーシング２０の内室２６に回転自在に収容されたインペラ３０と、インペラ３０を回転支持するシャフト４０と、シャフト４０に接続するモーター５０と、ケーシング２０の外表面に不完全密着させた防水膜６０と、を主な基本構成としている。
【００２０】
ケーシング２０は、スラリーの吸込口２２及び吐出口２４と、吸込口２２及び吐出口２４が接続する内室２６と、から構成された略円筒状の容器である。ケーシング２０は、インペラ３０を回転自在に収容する内室２６が形成されている。ケーシング２０は、側面視で中央にスラリーの吸込口２２が側面から突出して形成されている。またケーシング２０は、スラリーの吐出口２４が周壁から上方へ突出して形成されている。吸込口２２及び吐出口２４の端部は、夫々図示しない吸込管と吐出管が接続可能なフランジが形成されている。ケーシング２０は、材質に硬度の高い材料、一例として高クロム鋼を用いている。ケーシング２０の外表面には、側面視で吸込口２２を中心として凸部２８が放射状に形成されてケーシング２０を補強している。
【００２１】
インペラ３０は、内室２６で回転自在に収容されている。インペラ３０は、図２に示すように、主板３２と側板３４との間に多数の湾曲した羽根板３６を周方向に等間隔に配置してらせん状に形成している。側板３４の中央には吸込口２２に接続する開口３８が形成されている。また主板３２の中央には後述するシャフト４０の端部を挿入する穴３９が形成されている。
【００２２】
シャフト４０は、一端がインペラ３０の穴３９に挿入し固定され、他端がプーリーに接続し、シャフトケーシング４２に軸支されている。
モーター５０は、シャフト４０を介してインペラ３０を高速回転させる駆動源である。第１実施形態のシャフト４０とモーター５０の間には、複数のプーリー５２とベルト５４を用いて水平方向かつ同方位で接続させている。
【００２３】
ケーシング２０の外表面には、防水機能を備えた防水膜６０を形成している。図５は防水膜の説明図である。第１実施形態に係る防水膜６０は、下層の第１膜６２と上層の第２膜６４から構成されている。第１膜６２はケーシング２０の表面を網状に覆う膜である。第１膜６２は、材質に所定の剛性と柔軟性を備えた金属材料又はプラスチック樹脂、炭素繊維、ゴム材料のうちいずれか１つ又は複数の組合せの細い線を格子状に編んで形成されている。第２膜６４は、第１膜６２の上に被膜した防水性の膜である。第２膜６４は、材質にウレタン樹脂を含有する塗料、ゴム被膜、樹脂皮膜のうちいずれか１つ又は複数の組合せを用いることができる。これにより、第２膜６４は、所定の可撓性と防水性を有している。
【００２４】
上記構成によるスラリーポンプ１０の防水膜６０の形成方法は、まず、ケーシング２０の外表面に防水膜６０の第１膜６２を形成する。第１膜６２は、格子状に編んだ網を吸込口２２及び吐出口２４のフランジを除くケーシング２０の外表面を覆うようにして形成することができる。第１膜６２は、ケーシング２０の外表面の全領域を覆うように形成できれば良く、網の格子間隔は任意に設定することができる。次に、第１膜６２の上に第２膜６４を被膜する。第２膜６４はウレタン樹脂を含有する塗料やゴム皮膜、樹脂皮膜を塗布することにより形成できる。第２膜６４は、ケーシング２０の外表面に直接被膜できる箇所と、間に第１膜６２の網を介して被膜できる箇所がある。これにより、本実施形態の防水膜６０は、ケーシング２０の外表面に密着して形成されることがない。また防水膜６０は、第１膜６２の網によって、ケーシング２０の外表面と被膜の間に隙間が形成された不完全密着した状態となる。防水膜６０の膜厚は、第２膜６４の塗布量で任意に調整することができる。また、本実施形態の防水膜６０は、吸込口２２及び吐出口２４のフランジを除いてケーシング２０の全体に形成されている。このため防水膜６０は、吸込口２２又は吐出口２４のフランジの根元部分に漏水の排出口が形成される。
【００２５】
このような第１実施形態に係るスラリーポンプ１０によれば、網状の第１膜６２と防水性の第２膜６４からなる防水膜６０をケーシング２０の外表面に形成することで、容易かつ安価にケーシング２０の防水性能を高めることができる。また第１膜で所定の剛性を備えた網でケーシング２０の外表面を覆い、その上に防水性の第２膜６４を被膜しているので、防水膜６０とケーシング２０の外表面が不完全密着の状態となり、所定の隙間が形成され、漏水の排水経路となる。これにより、ケーシングの破損等による水漏れを容易に検知することができる。
【００２６】
図６は第２実施形態に係るスラリーポンプのケーシングの構成概略図である。図示のように第２実施形態に係るスラリーポンプは、ケーシング２０Ａの外表面を被膜する防水膜６０Ａの下部にドレーン６６を形成している。その他の構成については、第１実施形態に係るスラリーポンプ１０と同一の構成である。
【００２７】
図示のようにドレーン６６は、ケーシング２０Ａの外周の下部であって、第１膜６２上に形成されている。本実施形態のドレーン６６は、一例として、防水膜６０Ａの一部に形成された孔に配管の端部を挿入して形成することができる。また、ドレーン６６は、ケーシング２０と防水膜６０の隙間の水漏れを外部に排出できれば良く、この他にも、ケーシング２０Ａの外周の下方の第１膜６２上の第２膜６４を一部剥して、第１膜６２を露出させてできた孔であってもよい。
【００２８】
このような第２実施形態に係るスラリーポンプによれば、ケーシング２０Ａの破損等によって水漏れが発生したとき、漏水がケーシング２０Ａと防水膜６０Ａの隙間を流れ落ちドレーン６６から外部へと排出される。このため、ケーシング２０Ａの破損等を初期段階で容易に検知することができる。
【００２９】
図７は第３実施形態に係るスラリーポンプのケーシングの構成概略図である。図示のように第３実施形態に係るスラリーポンプは、ケーシング２０Ｂの外周下方に設置されたドレーン６６に水漏れ検知手段６８を設置している。その他の構成については、第２実施形態に係るスラリーポンプと同一の構成であり、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００３０】
図示のように水漏れ検知手段６８は、ドレーン６６に取り付けて、ドレーン６６を流れる漏水を検知している。水漏れ検知手段６８はドレーン６６を流れる漏水を検知できる構成であれば良く、一例として、２つの電極をドレーン６６内に離間して絶縁した状態で取り付けている。そして、ドレーン６６内を漏水が流れて、電極間に達すると、電極間の絶縁状態がなくなり、通電して水漏れを検知することができる。なお、水漏れの検知信号は遠隔の管理室に送信する構成としてもよい。
【００３１】
このような第３実施形態に係るスラリーポンプによれば、ケーシング２０Ｂの破損等によって水漏れが発生し、漏水がケーシング２０Ｂと防水膜６０Ｂの隙間を流れ落ちドレーン６６から外部へと排出されるときに、水漏れ検知手段６８によって水漏れを検知することができる。このため、ケーシング２０Ｂの破損等を初期段階で容易に検知することができる。
【００３２】
図８は第４実施形態に係るスラリーポンプの構成外略図である。図示のように第４実施形態に係るスラリーポンプ１０Ａは、モーター５０Ａをケーシング２０よりも高所に設置している。その他の構成については、第１実施形態に係るスラリーポンプ１０と同一の構成であり、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００３３】
図示のようにモーター５０Ａは、複数のプーリー５２とベルト５４をケーシング２０の鉛直方向に配置することにより、ケーシング２０の上部に設置している。本実施形態では、モーター５０Ａをケーシング２０の垂直方向であって、同方位に形成している。
【００３４】
このような第４実施形態に係るスラリーポンプ１０Ａによれば、インペラの駆動源となるモーター５０Ａをケーシング２０よりも高所に設置している。このため、ケーシング２０の破損等により水漏れが発生した場合に、ケーシング２０と離れた場所にあるモーター５０Ａが水を被ったり、水没したりすることがない。よって、スラリーポンプが直ちに急停止する虞がない。
【００３５】
図９は第５実施形態に係るスラリーポンプの説明図であり、（１）はケーシングの斜視図であり、（２）はケーシングの側面図である。なお、第１膜６２は省略している。図示のように第５実施形態に係るスラリーポンプは、ケーシング２０Ｃを被膜する防水膜６０Ｃの第２膜６４Ａに導線７０を埋め込んでいる。なお、第２膜６４Ａ以外の構成は第１実施形態に係るスラリーポンプ１０の構成と同一である。
【００３６】
第２膜６４Ａは、材質に防水性と可撓性を備えたウレタン樹脂を含有するやゴム皮膜、樹脂皮膜などを用いている。そして、第２膜６４Ａの膜中に導線７０を埋め込んでいる。図示のように導線７０は、１本の電線でケーシング２０Ｃ上部から外周及び側面を所定間隔で全領域を覆うように蛇行させながら配線している。そしてケーシング２０Ｃの上部で導線７０の端部７０ａ，７０ｂを防水膜６０Ｃから外部へ露出させている。端部７０ａ，７０ｂは図示しない水漏れ検出回路に接続させている。
【００３７】
このような防水膜６０Ｃは、次のように形成することができる。まず、第１実施形態と同様に第１膜を形成した後、ケーシング２０Ｃの外表面にウレタン樹脂を含有する塗料やゴム皮膜、樹脂皮膜などを塗布して下地を形成する。次ぎに導線７０を下地の上に配線する。このとき導線７０は、１本の電線でケーシング２０Ｃ上部から外周及び側面を所定間隔で全領域を覆うように蛇行させながら配線する。そして導線７０の上に再度ウレタン樹脂やゴム皮膜、樹脂皮膜などを塗布して、第２膜６４Ａの中に導線７０を埋め込むことができる。なお、導線７０は、被膜後の防水膜６０Ｃの変形によって容易に断線する強度の電線を用いている。導線は、常時通電又は定期的に通電させて、ケーシング等の破損で防水膜が変形が発生した場合に断線を検出できるように構成している。
【００３８】
このような第５実施形態に係るスラリーポンプによれば、ケーシング２０Ｃの破損によって、破損箇所から漏れる水圧によって可撓性の防水膜６０Ｃが膨れ上がって変形する。そして、変形した防水膜６０Ｃに埋め込まれている導線７０が断線することにより、導線７０の通電状態が遮断されて、ケーシング２０Ｃの破損を容易に検知することができる。
【００３９】
また導線は、ケーシングの上部から外周及び側面を所定間隔で全領域を覆うように蛇行させながら配線した後、導線の上に防水膜を形成せず、予めケーシングの下端部分に位置する配線の一部を切断しておいてもよい。このような構成によれば、ケーシングの破損等によって、水漏れが発生して、防水膜の下端まで漏れたときに、断線した導線が漏水と接触することによって通電して、ケーシングの破損を容易に検知する構成としてもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１０，１０Ａ………スラリーポンプ、２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ………ケーシング、２２………吸込口、２４………吐出口、２６………内室、２８………凸部、３０………インペラ、３２………主板、３４………側板、３６………羽根板、３８………開口、３９………穴、４０………シャフト、４２………シャフトケーシング、５０，５０Ａ………モーター、５２………プーリー、５４………ベルト、６０，６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ………防水膜、６２………第１膜、６４，６４Ａ………第２膜、６６………ドレーン、６８………水漏れ検知手段、７０………導線、１００………高炉、１１０………吹製装置、１２０………撹拌槽、１３０………スラリーポンプ、１４０………脱水槽、１５０………搬出装置、１６０………沈降槽、１７０………温水槽、１８０………冷却塔用ポンプ、１９０………冷却塔、２００………冷水槽、２１０………給水ポンプ、３００………スラリーポンプ、３１０………吸込口、３２０………吐出口、３３０………ケーシング、３３２………第１ケーシング、３３４………第２ケーシング、３５０………インペラ。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
スラリーの吸込口及び吐出口を備え、前記吸込口と前記吐出口が接続する内室で回転するインペラを覆うケーシングと、
前記ケーシングの外表面に被膜した防水膜と、
を備え、
前記防水膜は、前記ケーシングの表面を覆う網状の第１膜と、前記第１膜の上に被膜した防水性の第２膜とからなり、
前記ケーシングと前記第１膜の隙間から前記ケーシングの漏水を外部へ排出させることを特徴とするスラリーポンプ。
【請求項２】
前記防水膜は、前記吸込口又は前記吐出口のフランジの根元周りに前記漏水の排出口を設けたことを特徴とする請求項１に記載のスラリーポンプ。
【請求項３】
前記防水膜の下部には、前記漏水を外部へ排出するドレーンを設けたことを特徴とする請求項１ないし２のいずれかに記載のスラリーポンプ。
【請求項４】
前記ドレーンには、水漏れ検知手段を設けたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のスラリーポンプ。
【請求項５】
前記インペラはモーターと接続し、前記モーターは前記ケーシングよりも高所に設置されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のスラリーポンプ。
【請求項６】
前記第１膜は、材質に金属材料、プラスチック樹脂、炭素繊維、ゴム材料のうちいずれか１つ又は複数の組合せを用いたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のスラリーポンプ。
【請求項７】
前記第２膜は、材質にウレタン樹脂、ゴム皮膜、樹脂皮膜のうちいずれか１つ又は複数の組合せを用いたことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載のスラリーポンプ。
【請求項８】
前記第２膜には、膜内に電気的な絶縁又は導通で水漏れを検知する導線を配設したことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載のスラリーポンプ。

【図３】