JP2002213384A - Vertical shaft pump for precedent standby operation - Google Patents

Vertical shaft pump for precedent standby operation

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JP2002213384A
JP2002213384A JP2001007770A JP2001007770A JP2002213384A JP 2002213384 A JP2002213384 A JP 2002213384A JP 2001007770 A JP2001007770 A JP 2001007770A JP 2001007770 A JP2001007770 A JP 2001007770A JP 2002213384 A JP2002213384 A JP 2002213384A
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Japan
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bearing
pump
magnetic bearing
casing
shaft
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JP2001007770A
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Japanese (ja)
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Hideki Jinno
秀基 神野
Shuichiro Honda
修一郎 本田
Yoshihiko Ando
嘉彦 安藤
Satoshi Mori
敏 森
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Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vertical shaft pump for a precedent standby operation that is not damaged by abrasion or heat generation of a bearing even in the precedent standby operation. SOLUTION: An underwater radial bearing 43 and a magnetic bearing 50 are disposed as bearings inside pump casings 10, 13, 15, and 20 of a shaft 11 for rotating an impeller 21 disposed in the pump casings 10, 13, 15, and 20. The magnetic bearing 50 is used as a main bearing during a dry operation of the pump, and the underwater radial bearing 43 is used as the main bearing during a pumping operation.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、先行待機運転対応
立軸ポンプに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vertical pump capable of waiting in a standby mode.

【0002】[0002]

【従来の技術】都市では建築物が密集しており、路面舗
装も普及しているので、大雨の際には雨水が地面に浸透
することなく排水ポンプ機場に一挙に流入してくる。一
方エンジンで駆動する排水ポンプ機場の排水ポンプはそ
の始動開始から始動完了までに時間を要するので、排水
ポンプ機場の吸込水位が上昇してから排水ポンプを始動
していたのでは排水が間に合わない。このため排水ポン
プ機場では降水と同時にポンプを大気中で空のまま始動
してその後流入してくる水を待つ先行待機運転を行うよ
うに対処している。従ってポンプは始動してから排水ポ
ンプ機場の吸水槽内に水が流入してきて実際の排水を始
めるまでは大気中でドライ運転することとなる。
2. Description of the Related Art In urban areas, where buildings are dense and road pavements are widespread, rainwater does not permeate the ground during heavy rains and flows into a drainage pump station at a stroke. On the other hand, since the drain pump of the drain pump station driven by the engine takes time from the start to the completion of the start, if the drain pump is started after the suction water level of the drain pump station rises, drainage cannot be completed in time. For this reason, the drainage pumping station takes measures to start the pump empty in the atmosphere at the same time as the precipitation, and to perform a preparatory standby operation waiting for the water to flow thereafter. Therefore, after the pump is started, dry operation is performed in the atmosphere from the time when water flows into the water absorption tank of the drainage pumping station until the actual drainage starts.

【0003】図5はこの種の従来の先行待機運転ポンプ
を示す概略断面図である。同図に示すようにこの先行待
機運転ポンプは、吊下げケーシング80の下部に吐出ケ
ーシング81と羽根車87を収納した羽根車ケーシング
82と吸込ベルマウス84とを取り付け、一方吊下げケ
ーシング80の上部に湾曲する吐出ケーシング85を取
り付け、これらポンプケーシングの内部に設置したシャ
フト86を吐出ケーシング85の上部から突出して図示
しない駆動手段に連結して構成されている。
FIG. 5 is a schematic sectional view showing a conventional preparatory standby pump of this type. As shown in the figure, the preceding standby operation pump has an impeller casing 82 containing a discharge casing 81 and an impeller 87 and a suction bell mouth 84 attached to a lower portion of a hanging casing 80, and an upper portion of the hanging casing 80. The pump 86 has a curved discharge casing 85 attached thereto, and a shaft 86 installed inside the pump casing projects from an upper portion of the discharge casing 85 and is connected to driving means (not shown).

【0004】ここで吐出ケーシング81内にはガイドベ
ーン88が固定され、ガイドベーン88の中央にはケー
シング89が取り付けられ、ケーシング89内にはシャ
フト86の軸受(下部軸受)91が取り付けられてい
る。この軸受は水潤滑によるラジアル軸受である。
A guide vane 88 is fixed in the discharge casing 81, a casing 89 is mounted in the center of the guide vane 88, and a bearing (lower bearing) 91 of a shaft 86 is mounted in the casing 89. . This bearing is a radial bearing with water lubrication.

【0005】一方シャフト86の吐出ケーシング85か
ら外部に突出する部分には、内部の揚水が漏れ出ないよ
うにするための軸封水部95が設けられており、更にそ
の上部にはシャフト86の軸受(上部軸受)97が設け
られている。この軸受は油潤滑によるラジアル・スラス
ト軸受である。
On the other hand, a portion of the shaft 86 projecting from the discharge casing 85 to the outside is provided with a shaft sealing portion 95 for preventing the internal pumping water from leaking out. A bearing (upper bearing) 97 is provided. This bearing is an oil-lubricated radial thrust bearing.

【0006】しかしながら先行待機運転(ドライ運転)
時は、水潤滑による軸受(下部軸受)91を潤滑・冷却
する水がないため、摩耗や発熱による損傷を起こすこと
があった。但し上部軸受97はポンプケーシングの外部
にて油中に設置されているので、損傷の問題はない。
However, preliminary standby operation (dry operation)
At times, there is no water for lubricating and cooling the bearing (lower bearing) 91 by water lubrication, so that damage due to wear and heat generation may occur. However, since the upper bearing 97 is installed in the oil outside the pump casing, there is no problem of damage.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の点に鑑
みてなされたものでありその目的は、先行待機運転時で
あっても軸受の摩耗や発熱による損傷を生じることのな
い先行待機運転対応立軸ポンプを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and has as its object to provide a standby standby operation which does not cause damage due to wear or heat generation of a bearing even during a standby standby operation. An object of the present invention is to provide a corresponding vertical pump.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め本発明は、ポンプケーシング内に設置した羽根車を回
転駆動するシャフトの軸受をポンプケーシングの上部と
ポンプケーシングの内部に設けた先行待機運転対応立軸
ポンプにおいて、前記ポンプケーシング内部の軸受は、
磁気軸受からなるラジアル軸受であることを特徴とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention relates to a preparatory stand-by system in which a bearing for a shaft for rotating and driving an impeller installed in a pump casing is provided above the pump casing and inside the pump casing. In the operation-ready vertical shaft pump, the bearing inside the pump casing is:
It is a radial bearing composed of a magnetic bearing.

【0009】また本発明は、ポンプケーシング内に設置
した羽根車を回転駆動するシャフトの軸受をポンプケー
シングの上部とポンプケーシングの内部に設けた先行待
機運転対応立軸ポンプにおいて、前記ポンプケーシング
内部の軸受は、水中ラジアル軸受と磁気軸受とであるこ
とを特徴とする。
[0009] The present invention also provides a vertical shaft pump that supports a shaft for rotationally driving an impeller provided in a pump casing and is provided in an upper portion of the pump casing and inside the pump casing. Is a submerged radial bearing and a magnetic bearing.

【0010】また本発明は、前記先行待機運転対応立軸
ポンプに、ポンプケーシング内部の水の有無を検出する
測定手段と、前記測定手段がポンプケーシング内部に水
があることを検出した際に前記磁気軸受の運転を停止す
る制御手段とを設けていることを特徴とする。
The present invention also provides a measuring device for detecting the presence or absence of water inside the pump casing of the vertical shaft pump corresponding to the preceding standby operation, and the magnetic device when the measuring device detects the presence of water inside the pump casing. Control means for stopping the operation of the bearing is provided.

【0011】また本発明は、前記磁気軸受の軸受隙間
を、水中ラジアル軸受の軸受隙間よりも大きくしたこと
を特徴とする。
Further, the present invention is characterized in that a bearing clearance of the magnetic bearing is made larger than a bearing clearance of an underwater radial bearing.

【0012】また本発明は、前記磁気軸受の軸受隙間よ
りも小さい軸受隙間を有するタッチダウン軸受を設けた
ことを特徴とする。
Further, the present invention is characterized in that a touchdown bearing having a bearing clearance smaller than a bearing clearance of the magnetic bearing is provided.

【0013】また本発明は、前記磁気軸受の軸受隙間よ
りも小さい軸受隙間であり、且つ前記水中ラジアル軸受
が摩耗した際の使用限界軸受隙間よりも大きい軸受隙間
であるタッチダウン軸受を設けたことを特徴とする。
Further, the present invention provides a touch-down bearing having a bearing clearance smaller than a bearing clearance of the magnetic bearing and a bearing clearance larger than a service limit bearing clearance when the underwater radial bearing is worn. It is characterized by.

【0014】また本発明は、前記磁気軸受の制御に用い
るために前記シャフトとの変位を検出する磁気軸受制御
変位計の出力を入力してポンプの状態を検出する制御手
段を設けたことを特徴とする。
Further, the present invention is characterized in that a control means for inputting an output of a magnetic bearing control displacement meter for detecting displacement with respect to the shaft and detecting a state of a pump for use in controlling the magnetic bearing is provided. And

【0015】また本発明は、前記磁気軸受として、非制
御式反発型永久磁石式磁気軸受を用いたことを特徴とす
る。
Further, the present invention is characterized in that an uncontrolled repulsive permanent magnet type magnetic bearing is used as the magnetic bearing.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。図1は本発明の一実施形態
を用いてなる先行待機運転対応立軸ポンプの要部概略断
面図である。同図に示すようにこのポンプは、吊下げ管
10の下に吐出ケーシング13と羽根車21を収納した
羽根車ケーシング20と吸込ベルマウス25とを取り付
け、一方吊下げ管10の上に湾曲する吐出ケーシング1
5を取り付け、これらポンプケーシングの内部に立てて
設置したシャフト11の上部を、吐出ケーシング15の
湾曲した上部側面から突出させ、上部のスラスト・ラジ
アル軸受27によって軸支した上で、図示しない減速機
を介して図示しないディーゼル機関やガスタービン等か
らなる駆動手段に連結して構成されている。吐出ケーシ
ング15上部から外部にシャフト11が突出する部分に
は、揚水が外部に漏れ出ないように軸封水部35が設け
られている。また37はシャフト11を中間部分で軸支
する中間軸受(水潤滑による水中軸受)である。中間軸
受37は必要に応じて一又は複数箇所に設けられる。ス
ラスト・ラジアル軸受27は、吐出ケーシング15の外
部に設置されているので、油潤滑が行なえる。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a main part of a vertical shaft pump corresponding to a preceding standby operation using an embodiment of the present invention. As shown in the figure, this pump has an impeller casing 20 containing a discharge casing 13 and an impeller 21 and a suction bell mouth 25 below a suspension pipe 10, and is bent over the suspension pipe 10. Discharge casing 1
5, the upper part of the shaft 11, which is set up inside the pump casing, protrudes from the curved upper side surface of the discharge casing 15 and is supported by the upper thrust radial bearing 27. Through a driving means such as a diesel engine or a gas turbine (not shown). A shaft sealing portion 35 is provided at a portion where the shaft 11 protrudes from the upper portion of the discharge casing 15 to the outside so that pumped water does not leak outside. Reference numeral 37 denotes an intermediate bearing (underwater bearing by water lubrication) which supports the shaft 11 at an intermediate portion. The intermediate bearing 37 is provided at one or more positions as needed. Since the thrust radial bearing 27 is installed outside the discharge casing 15, oil lubrication can be performed.

【0017】ここで羽根車21の上部には、水の流れを
スムーズにする形状に形成されたケーシング40がシャ
フト11を覆うように設置されており、ケーシング40
内にはシャフト11をラジアル方向に軸支する水中軸受
43が取り付けられている。ケーシング40自体はガイ
ドベーン45によって吐出ケーシング13の中央に固定
されている。そして本発明においては、ケーシング40
の上部に、磁気軸受50を設置している。
Here, a casing 40 formed in a shape for smoothing the flow of water is installed above the impeller 21 so as to cover the shaft 11.
A submerged bearing 43 that supports the shaft 11 in the radial direction is mounted therein. The casing 40 itself is fixed to the center of the discharge casing 13 by a guide vane 45. And in the present invention, the casing 40
, A magnetic bearing 50 is provided.

【0018】ここで図2は水中ラジアル軸受43と磁気
軸受50の部分を拡大して示す要部拡大断面図である。
同図に示すように水中ラジアル軸受43は筒状であって
シャフト11を覆うことでシャフト11を回動自在に軸
支するように構成されている。この水中ラジアル軸受4
3はこの実施形態ではカーボン繊維を内蔵した状態でP
EEK(ポリエーテルエーテルケトン)材を円筒状に成
形して構成されているが、他の材質(例えば他の合成樹
脂材やセラミックス等)・構造で構成しても良い。
FIG. 2 is an enlarged sectional view of a main part showing the underwater radial bearing 43 and the magnetic bearing 50 in an enlarged manner.
As shown in the figure, the underwater radial bearing 43 has a cylindrical shape, and is configured to cover the shaft 11 so as to rotatably support the shaft 11. This underwater radial bearing 4
3 is P in this embodiment with the carbon fiber incorporated.
It is formed by molding an EEK (polyether ether ketone) material into a cylindrical shape, but may be formed of another material (for example, another synthetic resin material or ceramics) or structure.

【0019】一方磁気軸受50はシャフト11側に固定
されるロータコア55と、磁気軸受50を覆うケーシン
グ51側に固定されるステータコア57とを具備して構
成されるラジアル軸受である。この磁気軸受50はキャ
ン構造であり、ロータコア55とステータコア57の対
向する面にはそれぞれロータキャン56とステータキャ
ン58とが取り付けられており、これによってロータと
ステータの内部が密閉構造にされている。ステータコア
57からは磁気軸受ケーブル59が吊下げ管10の外部
に引き出されている。またステータコア57の下部には
シャフト11との隙間寸法を測定する水中変位計(磁気
軸受制御変位計)61がシャフト11の軸に垂直な面の
X−Y軸方向に設置されている。この水中変位計61の
出力はケーブル63によって図1に示すように制御手段
100に入力され、磁気軸受50によるシャフト11の
軸受制御に利用される。なおケーシング51はステー5
3によって吊下げ管10に固定されている。またケーシ
ング51はその上下のシャフト11を貫通する部分の隙
間511,513を小さくして異物がケーシング51内
に侵入するのを防止している。
On the other hand, the magnetic bearing 50 is a radial bearing comprising a rotor core 55 fixed to the shaft 11 and a stator core 57 fixed to the casing 51 covering the magnetic bearing 50. The magnetic bearing 50 has a can structure, and a rotor can 56 and a stator can 58 are attached to opposing surfaces of the rotor core 55 and the stator core 57, respectively, so that the inside of the rotor and the stator is sealed. A magnetic bearing cable 59 is drawn out of the suspension core 10 from the stator core 57. Under the stator core 57, an underwater displacement meter (magnetic bearing control displacement meter) 61 for measuring a gap size with the shaft 11 is installed in the XY axis direction on a plane perpendicular to the axis of the shaft 11. The output of the underwater displacement meter 61 is input to the control means 100 via the cable 63 as shown in FIG. 1, and is used for the bearing control of the shaft 11 by the magnetic bearing 50. The casing 51 is a stay 5
3 is fixed to the suspension tube 10. Further, the gap between the upper and lower portions of the casing 51 penetrating the shaft 11 is reduced to prevent foreign matter from entering the casing 51.

【0020】そして磁気軸受50の保護のため、磁気軸
受50の軸受隙間(ロータキャン56とステータキャン
58の隙間)寸法を水中ラジアル軸受43の軸受隙間
(シャフト11と水中ラジアル軸受43の隙間)寸法よ
りも大きくしている。
In order to protect the magnetic bearing 50, the size of the bearing gap (gap between the rotor can 56 and the stator can 58) of the magnetic bearing 50 is made larger than that of the underwater radial bearing 43 (gap between the shaft 11 and the underwater radial bearing 43). Is also bigger.

【0021】一方図1に示す制御手段100は磁気軸受
50の駆動・制御を行い、図示しない測定手段(例えば
水位センサや圧力センサなど)によってポンプケーシン
グ内部の水位や吐出圧力を測定してポンプケーシング内
部に水があることを検出した場合は磁気軸受50の駆動
を停止するように制御する。
On the other hand, the control means 100 shown in FIG. 1 drives and controls the magnetic bearing 50, and measures the water level and discharge pressure inside the pump casing by measuring means (not shown) such as a water level sensor and a pressure sensor. When the presence of water is detected, control is performed to stop driving the magnetic bearing 50.

【0022】以上のように構成された先行待機運転対応
立軸ポンプの図示しない駆動手段を駆動することでシャ
フト11を回転駆動すれば、羽根車21が回転駆動を始
める。そして先行待機運転の場合、ポンプが始動してか
ら排水ポンプ機場の吸水槽内に水が流入してきて実際の
排水を始めるまでは大気中でドライ運転することとなる
が、その場合は制御手段100によって磁気軸受50を
駆動・制御する。つまりこの実施形態においては、下部
軸受(ポンプケーシング内の軸受)として磁気軸受50
と水中ラジアル軸受43とを設置しているが、ドライ運
転の際は磁気軸受50を主ラジアル軸受とし、水中ラジ
アル軸受43を補助ラジアル軸受として使用する。磁気
軸受50は非接触軸受であるため、ドライ運転でも摩擦
による発熱や摩耗はない。一方水中ラジアル軸受43
は、ドライ運転の際にこれを潤滑・冷却する水がなくて
も、磁気軸受50がシャフト11を確実に軸支している
ので、摩耗や発熱を生じず、その損傷を確実に防止でき
る。
If the shaft 11 is rotationally driven by driving the driving means (not shown) of the vertical shaft pump for the preceding standby operation configured as described above, the impeller 21 starts to rotate. In the case of the preliminary standby operation, the dry operation is performed in the atmosphere from the start of the pump to the time when water flows into the water absorption tank of the drainage pumping station and the actual drainage is started. Drives and controls the magnetic bearing 50. That is, in this embodiment, the magnetic bearing 50 is used as the lower bearing (the bearing in the pump casing).
And the underwater radial bearing 43 are installed. In the dry operation, the magnetic bearing 50 is used as a main radial bearing, and the underwater radial bearing 43 is used as an auxiliary radial bearing. Since the magnetic bearing 50 is a non-contact bearing, it does not generate heat or wear due to friction even in dry operation. On the other hand, the underwater radial bearing 43
Since the magnetic bearing 50 securely supports the shaft 11 even when there is no water for lubricating and cooling it during the dry operation, wear and heat generation do not occur, and the damage can be reliably prevented.

【0023】ところでスラスト・ラジアル軸受27はポ
ンプ駆動時のスラスト荷重を支える。このため、磁気軸
受50が支えるのはポンプラジアル流体力のみであり、
大きなスラスト力となるロータ(シャフト11や羽根車
21を含む)自重を支持する必要がないため、磁気軸受
50のユニットは小さくできる。磁気軸受50は軸受支
持力密度が他の軸受に比し小さく、ポンプに用いた場
合、従来の軸受に比し寸法が大きくなり、ポンプ自体の
大きさも肥大化する恐れがあるが、上述のように磁気軸
受50は小型に構成できるので問題ない。
The thrust / radial bearing 27 supports a thrust load when the pump is driven. Therefore, the magnetic bearing 50 supports only the pump radial fluid force,
Since there is no need to support the weight of the rotor (including the shaft 11 and the impeller 21) that causes a large thrust force, the unit of the magnetic bearing 50 can be reduced. The magnetic bearing 50 has a smaller bearing supporting force density than other bearings, and when used in a pump, has a larger size than a conventional bearing, and the size of the pump itself may be enlarged. In addition, there is no problem because the magnetic bearing 50 can be made compact.

【0024】そして羽根車21によって吸水槽内の水が
吸込ベルマウス25から吸い込まれてポンプケーシング
内に水が流入してきて図1に示す吐出ケーシング15に
向けて揚水され、実際の排水が始まったことを図示しな
い測定手段(例えば水位センサや圧力センサなど)が検
出した場合は、制御手段100によって磁気軸受50の
駆動が停止され、以後は水中ラジアル軸受43を主ラジ
アル軸受として使用する。この場合はポンプケーシング
内に水があるので、その水によって水中ラジアル軸受4
3を潤滑・冷却でき、摩耗や発熱による損傷の問題は生
じない。磁気軸受50の駆動を停止しても、磁気軸受5
0の軸受隙間を水中ラジアル軸受43の軸受隙間よりも
大きくしているので、磁気軸受50に損傷が生じること
もない。
Then, the water in the water absorption tank is sucked by the impeller 21 from the suction bell mouth 25, the water flows into the pump casing, is pumped toward the discharge casing 15 shown in FIG. 1, and the actual drainage is started. When the measurement means (not shown) (for example, a water level sensor or a pressure sensor) detects this, the drive of the magnetic bearing 50 is stopped by the control means 100, and thereafter, the underwater radial bearing 43 is used as a main radial bearing. In this case, since there is water in the pump casing, the water causes
3 can be lubricated and cooled, and there is no problem of damage due to wear or heat generation. Even if the drive of the magnetic bearing 50 is stopped, the magnetic bearing 5
Since the zero bearing gap is larger than the underwater radial bearing 43, the magnetic bearing 50 is not damaged.

【0025】以上のようにドライ運転のときが磁気軸受
50の必要性の高いときであるが、ドライ運転では水が
ないため軸受荷重が小さい。一方他の状態では水がポン
プケーシング内にあり流体力が大きくなって軸受荷重も
増加するがそのときは水潤滑による水中ラジアル軸受4
3の使用が可能である。このためドライ運転時のみ磁気
軸受50を主軸受とし、他の状態では水中ラジアル軸受
43を主軸受とすることにより磁気軸受50をさらに小
型化できる。
As described above, the dry operation is a time when the need for the magnetic bearing 50 is high. However, in the dry operation, since there is no water, the bearing load is small. On the other hand, in other states, water is present in the pump casing, the fluid force increases, and the bearing load also increases.
3 are available. Therefore, the magnetic bearing 50 can be further reduced in size by using the magnetic bearing 50 as the main bearing only during the dry operation and the underwater radial bearing 43 as the main bearing in other states.

【0026】ところで磁気軸受50には制御式の吸引型
と、非制御式の反発型があり、ラジアル軸受を反発型と
した場合、シャフト11が軸方向に逃げようとするが、
本ポンプでは上部のスラスト・ラジアル軸受27により
シャフト11の軸方向の動きを拘束できるため、その問
題がなくなって非制御式反発型を使用することができ
る。また非制御式では電磁石によるコントロールが不要
となるため、これを永久磁石に代替することができ(非
制御式反発型永久磁石式磁気軸受)、取り扱いがわずら
わしい磁気軸受ケーブル59をなくすこともできる。
The magnetic bearing 50 is classified into a control type suction type and a non-control type repulsion type. When the radial bearing is a repulsion type, the shaft 11 tends to escape in the axial direction.
In this pump, since the axial movement of the shaft 11 can be restrained by the upper thrust radial bearing 27, the problem is eliminated and an uncontrolled repulsion type can be used. Further, in the non-control type, since control by an electromagnet is not required, this can be replaced with a permanent magnet (non-control type repulsive permanent magnet type magnetic bearing), and the magnetic bearing cable 59 which is difficult to handle can be eliminated.

【0027】一方制御手段100は磁気軸受50の駆動
・制御の他に、以下の制御も行なう。即ち制御式の磁気
軸受50ではシャフト11を適正な状態に制御するため
水中変位計61によってシャフト11の偏心量を測定し
ているが、この偏心量によりポンプの状態診断も行なっ
ている。即ち具体的に言えば、水中変位計(磁気軸受制
御変位計)61を常にモニタリングし、ポンプの状態、
例えばポンプ内に水があるとき(ドライ運転以外のと
き)のシャフト11の偏心量を測定して水中ラジアル軸
受43の摩耗の程度を測定してポンプ運転の可否やメン
テナンスの要否の診断材料としたり、突然偏心量が大き
くなった場合は何れかの部分の故障の可能性があると判
断して警報を発したりポンプの運転を停止したりするの
である。
On the other hand, the control means 100 performs the following control in addition to the drive and control of the magnetic bearing 50. That is, in the control type magnetic bearing 50, the amount of eccentricity of the shaft 11 is measured by the underwater displacement meter 61 in order to control the shaft 11 to an appropriate state, and the state of the pump is also diagnosed based on the amount of eccentricity. That is, specifically, the underwater displacement meter (magnetic bearing control displacement meter) 61 is constantly monitored, and the state of the pump,
For example, the amount of eccentricity of the shaft 11 when water is present in the pump (other than the dry operation) is measured, and the degree of wear of the underwater radial bearing 43 is measured to determine whether pump operation is possible and whether maintenance is necessary. If the amount of eccentricity suddenly increases, it is determined that there is a possibility of failure of any part, and an alarm is issued or the operation of the pump is stopped.

【0028】図3は本発明の他の実施形態にかかる先行
待機運転対応立軸ポンプの水中ラジアル軸受43と磁気
軸受50の部分を拡大して示す要部拡大断面図である。
この実施形態において前記実施形態と同一部分には同一
符号を付してその詳細な説明は省略する。即ちこの実施
形態において前記実施形態と相違する点は、磁気軸受5
0の上部にタッチダウン軸受60を取りつけた点のみで
ある。このタッチダウン軸受60は、セラミックスやス
テンレス等の耐食性材料製玉軸受によって構成されてお
り、シャフト11との軸受隙間を、磁気軸受50の軸受
隙間と水中ラジアル軸受43の軸受隙間との関係におい
て、 磁気軸受50の軸受隙間>タッチダウン軸受60の軸受
隙間>水中ラジアル軸受43の使用限界軸受隙間 としている。
FIG. 3 is an enlarged sectional view showing a main part of an underwater radial bearing 43 and a magnetic bearing 50 of a vertical shaft pump corresponding to a preceding standby operation according to another embodiment of the present invention.
In this embodiment, the same parts as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. That is, this embodiment is different from the above-described embodiment in that the magnetic bearing 5
The only difference is that the touchdown bearing 60 is attached to the upper part of the zero. The touch-down bearing 60 is made of a ball bearing made of a corrosion-resistant material such as ceramics or stainless steel. The bearing gap between the touch-down bearing 60 and the shaft 11 is defined by the relationship between the bearing gap of the magnetic bearing 50 and the bearing gap of the underwater radial bearing 43. The bearing clearance of the magnetic bearing 50> the bearing clearance of the touch-down bearing 60> the useable bearing clearance of the underwater radial bearing 43.

【0029】ここでタッチダウン軸受60の軸受隙間
を、磁気軸受50の軸受隙間よりも小さくしたのは、磁
気軸受50の保護のためである。また水中ラジアル軸受
43の使用限界軸受隙間とは、水中ラジアル軸受43が
摩耗によって軸受隙間が増大したときの使用限界の軸受
隙間をいう。つまり磁気軸受50の保護のため水中ラジ
アル軸受43を設けているが、さらに念のためタッチダ
ウン軸受60を設けたものである。つまり水中ラジアル
軸受43部分における軸ブレは少なくても、水中ラジア
ル軸受43部分から離れた磁気軸受50部分の軸ブレは
大きい場合があり、念のためタッチダウン軸受60を設
けることで磁気軸受50の保護を図っているのである。
なおこの実施形態ではタッチダウン軸受60として玉軸
受を用いたが、筒状のセラミックスや、筒状のPEEK
等の樹脂材からなる軸受などによって構成しても良い。
The reason why the bearing clearance of the touch-down bearing 60 is made smaller than that of the magnetic bearing 50 is to protect the magnetic bearing 50. The usage limit bearing clearance of the underwater radial bearing 43 refers to a usage limit bearing clearance when the bearing clearance increases due to wear of the underwater radial bearing 43. That is, the underwater radial bearing 43 is provided to protect the magnetic bearing 50, but the touchdown bearing 60 is provided just in case. In other words, even though the axial runout in the underwater radial bearing 43 is small, the axial runout in the magnetic bearing 50 apart from the underwater radial bearing 43 may be large. We are trying to protect it.
In this embodiment, a ball bearing is used as the touch-down bearing 60. However, a cylindrical ceramic or a cylindrical PEEK
It may be constituted by a bearing made of a resin material such as.

【0030】図4は本発明のさらに他の実施形態にかか
る先行待機運転対応立軸ポンプの水中ラジアル軸受43
と磁気軸受50の部分を拡大して示す要部拡大断面図で
ある。この実施形態において前記図2,図3に示す実施
形態と同一部分には同一符号を付してその詳細な説明は
省略する。即ちこの実施形態において前記各実施形態と
相違する点は、磁気軸受50をケーシング40内の水中
ラジアル軸受43の真上の位置に設置した点である。こ
のように構成すればさらにポンプのコンパクト化が図れ
る。
FIG. 4 shows a submerged radial bearing 43 of a vertical shaft pump corresponding to a preceding standby operation according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing a part of a magnetic bearing 50 in an enlarged manner. In this embodiment, the same parts as those of the embodiment shown in FIGS. 2 and 3 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. That is, this embodiment is different from the above embodiments in that the magnetic bearing 50 is installed at a position directly above the underwater radial bearing 43 in the casing 40. With this configuration, the pump can be made more compact.

【0031】以上本発明の実施形態を説明したが、本発
明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求
の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範
囲内において種々の変形が可能である。なお直接明細書
及び図面に記載がない何れの形状や構造や材質であって
も、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技
術的思想の範囲内である。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope of the claims and the technical idea described in the specification and the drawings. Is possible. Note that any shape, structure, or material not directly described in the specification and drawings is within the scope of the technical idea of the present invention as long as the effects and effects of the present invention are exhibited.

【0032】例えば上記実施形態においては磁気軸受5
0としてキャンド型の磁気軸受を用いたが、キャンド型
ではない磁気軸受を用いる場合は磁気軸受用のコイルと
して樹脂巻耐水絶縁電線を使用するのが好適である。
For example, in the above embodiment, the magnetic bearing 5
Although a cand-type magnetic bearing was used as 0, when a non-cand-type magnetic bearing is used, it is preferable to use a resin-wound, water-resistant, insulated wire as a coil for the magnetic bearing.

【0033】また上記各実施形態においてはポンプケー
シング内部に設置する軸受として磁気軸受と水中ラジア
ル軸受とを用いたが、水中ラジアル軸受を省略して磁気
軸受のみとしても良い。
In each of the above embodiments, the magnetic bearing and the underwater radial bearing are used as the bearings installed inside the pump casing. However, the underwater radial bearing may be omitted and only the magnetic bearing may be used.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば以下のような優れた効果を有する。 ポンプケーシング内部の軸受として磁気軸受からなる
ラジアル軸受を用いたので、先行待機運転時であっても
軸受の摩耗や発熱による損傷を生じることはない。
As described in detail above, the present invention has the following excellent effects. Since a radial bearing made of a magnetic bearing is used as a bearing inside the pump casing, there is no damage caused by wear or heat generation of the bearing even during the preliminary standby operation.

【0035】ポンプケーシング内部の軸受として水中
ラジアル軸受と磁気軸受とを用いたので、ドライ運転時
と実際の揚水運転時の両者の運転に好適となり、特に磁
気軸受として小型のものを使用でき、ポンプ全体の小型
化が図れる。
Since the underwater radial bearing and the magnetic bearing are used as the bearings inside the pump casing, they are suitable for both the dry operation and the actual pumping operation. In particular, a small magnetic bearing can be used. The overall size can be reduced.

【0036】磁気軸受の軸受隙間を水中ラジアル軸受
の軸受隙間よりも大きくしたので、磁気軸受の保護が図
れる。さらに磁気軸受の軸受隙間よりも小さい軸受隙間
を有するタッチダウン軸受を設ければ、さらに磁気軸受
の保護が図れる。
Since the bearing clearance of the magnetic bearing is made larger than that of the underwater radial bearing, protection of the magnetic bearing can be achieved. Further, if a touchdown bearing having a bearing clearance smaller than the bearing clearance of the magnetic bearing is provided, the magnetic bearing can be further protected.

【0037】磁気軸受の制御に用いるためにシャフト
の変位を検出する変位計を用いてポンプの状態を検出す
ることができるようになる。
The state of the pump can be detected using a displacement meter for detecting the displacement of the shaft for use in controlling the magnetic bearing.

【0038】磁気軸受として非制御式反発型永久磁石
式磁気軸受を用いた場合は、電磁石によるコントロール
が不要となり、また取り扱いがわずらわしい磁気軸受ケ
ーブルをなくすことができる。
When an uncontrolled repulsive permanent magnet type magnetic bearing is used as the magnetic bearing, control by an electromagnet is not required, and a magnetic bearing cable which is difficult to handle can be eliminated.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態を用いてなる先行待機運転
対応立軸ポンプの要部概略断面図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a main part of a vertical shaft pump compatible with a preceding standby operation using one embodiment of the present invention.

【図2】水中ラジアル軸受43と磁気軸受50の部分を
拡大して示す要部拡大断面図である。
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing a main part of an underwater radial bearing 43 and a magnetic bearing 50 in an enlarged manner.

【図3】本発明の他の実施形態にかかる先行待機運転対
応立軸ポンプの水中ラジアル軸受43と磁気軸受50の
部分を拡大して示す要部拡大断面図である。
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing a main part of a submerged radial bearing 43 and a magnetic bearing 50 of a vertical shaft pump compatible with a preliminary standby operation according to another embodiment of the present invention.

【図4】本発明のさらに他の実施形態にかかる先行待機
運転対応立軸ポンプの水中ラジアル軸受43と磁気軸受
50の部分を拡大して示す要部拡大断面図である。
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a main part, showing a part of a submerged radial bearing 43 and a magnetic bearing 50 of a vertical shaft pump compatible with a preceding standby operation according to still another embodiment of the present invention.

【図5】従来の先行待機運転ポンプを示す概略断面図で
ある。
FIG. 5 is a schematic sectional view showing a conventional preparatory standby operation pump.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 吊下げ管(ポンプケーシング) 11 シャフト 13 吐出ケーシング(ポンプケーシング) 15 吐出ケーシング(ポンプケーシング) 20 羽根車ケーシング(ポンプケーシング) 21 羽根車 25 吸込ベルマウス 27 スラスト・ラジアル軸受 35 軸封水部 40 ケーシング 43 水中ラジアル軸受 45 ガイドベーン 50 磁気軸受 51 ケーシング 53 ステー 55 ロータコア 56 ロータキャン 57 ステータコア 58 ステータキャン 59 磁気軸受ケーブル 60 タッチダウン軸受 61 水中変位計(磁気軸受制御変位計) 100 制御手段 Reference Signs List 10 Suspension pipe (pump casing) 11 Shaft 13 Discharge casing (pump casing) 15 Discharge casing (pump casing) 20 Impeller casing (pump casing) 21 Impeller 25 Suction bellmouth 27 Thrust / radial bearing 35 Shaft sealing part 40 Casing 43 Underwater radial bearing 45 Guide vane 50 Magnetic bearing 51 Casing 53 Stay 55 Rotor core 56 Rotor can 57 Stator core 58 Stator can 59 Magnetic bearing cable 60 Touchdown bearing 61 Underwater displacement meter (magnetic bearing control displacement meter) 100 Control means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安藤 嘉彦 神奈川県藤沢市本藤沢4丁目2番1号 株 式会社荏原総合研究所内 (72)発明者 森 敏 神奈川県藤沢市本藤沢4丁目2番1号 株 式会社荏原総合研究所内 Fターム(参考) 3H020 AA01 AA07 BA11 BA21 CA00 CA07 DA00 3H022 AA01 BA06 CA11 CA12 CA16 CA17 CA20 DA09 3H045 AA06 AA09 AA12 AA23 AA31 AA39 BA31 BA41 CA00 CA14 DA00  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Yoshihiko Ando 4-2-1 Motofujisawa, Fujisawa-shi, Kanagawa Inside Ebara Research Institute, Ltd. (72) Inventor Satoshi Mori 4-2-2 Motofujisawa, Fujisawa-shi, Kanagawa Prefecture No. 1 F-term in EBARA Research Institute (Reference) 3H020 AA01 AA07 BA11 BA21 CA00 CA07 DA00 3H022 AA01 BA06 CA11 CA12 CA16 CA17 CA20 DA09 3H045 AA06 AA09 AA12 AA23 AA31 AA39 BA31 BA41 CA00 CA14 DA00

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ポンプケーシング内に設置した羽根車を
回転駆動するシャフトの軸受をポンプケーシングの上部
とポンプケーシングの内部に設けた先行待機運転対応立
軸ポンプにおいて、 前記ポンプケーシング内部の軸受は、磁気軸受からなる
ラジアル軸受であることを特徴とする先行待機運転対応
立軸ポンプ。
1. A vertical shaft pump which supports a shaft for rotating an impeller installed in a pump casing and which is provided at an upper portion of the pump casing and inside the pump casing, wherein the bearing inside the pump casing is magnetic. A vertical shaft pump compatible with advance standby operation, which is a radial bearing composed of a bearing.
【請求項2】 ポンプケーシング内に設置した羽根車を
回転駆動するシャフトの軸受をポンプケーシングの上部
とポンプケーシングの内部に設けた先行待機運転対応立
軸ポンプにおいて、 前記ポンプケーシング内部の軸受は、水中ラジアル軸受
と磁気軸受とであることを特徴とする先行待機運転対応
立軸ポンプ。
2. A vertical shaft pump corresponding to a preparatory standby operation, wherein a bearing of a shaft for rotationally driving an impeller installed in a pump casing is provided in an upper portion of the pump casing and in the pump casing. A vertical shaft pump compatible with advance standby operation, characterized by a radial bearing and a magnetic bearing.
【請求項3】 前記先行待機運転対応立軸ポンプには、 ポンプケーシング内部の水の有無を検出する測定手段
と、 前記測定手段がポンプケーシング内部に水があることを
検出した際に前記磁気軸受の運転を停止する制御手段と
を設けていることを特徴とする請求項2記載の先行待機
運転対応立軸ポンプ。
3. The vertical stand-by pump corresponding to the preceding standby operation, wherein: a measuring means for detecting the presence or absence of water inside the pump casing; and the magnetic bearing is provided when the measuring means detects the presence of water inside the pump casing. 3. The vertical pump according to claim 2, further comprising control means for stopping the operation.
【請求項4】 前記磁気軸受の軸受隙間よりも小さい軸
受隙間を有するタッチダウン軸受を設けたことを特徴と
する請求項1又は2記載の先行待機運転対応立軸ポン
プ。
4. The vertical shaft pump according to claim 1, wherein a touchdown bearing having a bearing clearance smaller than a bearing clearance of the magnetic bearing is provided.
【請求項5】 前記磁気軸受の制御に用いるために前記
シャフトとの変位を検出する磁気軸受制御変位計の出力
を入力してポンプの状態を検出する制御手段を設けたこ
とを特徴とする請求項1又は2記載の先行待機運転対応
立軸ポンプ。
5. A control means for detecting the state of a pump by inputting an output of a magnetic bearing control displacement meter for detecting displacement with respect to the shaft for use in controlling the magnetic bearing. Item 3. The vertical shaft pump corresponding to the preceding standby operation according to item 1 or 2.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6836051B2 (en) 2002-12-19 2004-12-28 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Motor
WO2017212534A1 (en) * 2016-06-07 2017-12-14 株式会社荏原製作所 Vertical shaft pump

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6836051B2 (en) 2002-12-19 2004-12-28 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Motor
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