JP2006308076A - オイルエア供給装置及びその異常検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ドレン配管を不要にし、給油配管からの微少な漏れも、確実に且つ誤作動無く検出し、しかも、圧カセンサーの個数を削減すること。
【解決手段】混合器１の近傍と、軸受箱７０ａ〜７０ｎの近傍との配管３ａ〜３ｆ，５ａ〜５ｎに、それぞれ、上流側・下流側・逆止弁３０ａ〜３０ｆ，３１ａ〜３１ｎを設置し、運転中にオイルエアの供給を意図的に一時停止させ、圧縮されたオイルエア潤滑を各一対の上流側・下流側・逆止弁３０ａ〜３０ｆ，３１ａ〜３１ｎ間に閉じ込め、且つ、各一対の上流側・下流側・逆止弁３０ａ〜３０ｆ，３１ａ〜３１ｎの間に設置した各圧カセンサー４０ａ〜４０ｆにて圧力を測定することにより、混合器１から軸受箱７０ａ〜７０ｎまでの配管３ａ〜３ｆ，５ａ〜５ｎの継ぎ手部などからのオイルエアの漏洩状態を測定することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、主に連続鋳造設備用ガイドロール軸受をはじめとする各種製鉄設備のロールに用いられる軸受用オイルエア潤滑システムにおいて、オイルエアの潤滑供給状態の異常を検出するためのオイルエア供給装置及びその異常検出方法に関する。

図５は、従来例の特許文献１の図１に係るオイルエア供給装置を示す模式図である。

混合器１は、メインユニット（図示せず）から供給される圧縮空気と潤滑油とを混合してオイルエアを生成し、そのオイルエアを均等に分配して各分配ポート１ａ〜１ｆから送り出す装置である。

混合器１に対して六つの分配器２Ａ〜２Ｆが設けられていて、混合器１の各分配ポート１ａ〜１ｆと各分配器２Ａ〜２Ｆの給油ポート２ａとが、配管３ａ〜３ｆを介して接続されている。

各分配器２Ａ〜２Ｆは、オイルエアを供給する潤滑対象物の数に応じた分配ポート４を有している。各分配器２Ａ〜２Ｆ毎に四つの分配ポート４が設けられている。

なお、各分配ポート４よりも先の構成は、いずれの分配ポート４に関しても同様であるため、以下の説明は、分配器２Ａに設けられた分配ポート４についてのみ行うこととし、それ以外の図示及び説明は省略する。

即ち、分配ポート４には給油ラインとしての給油配管５が接続され、この給油配管５の他端側が潤滑対象物としての軸受７の潤滑油供給口７ａに接続されている。一方、軸受７の潤滑油排出口７ｂとオイルタンク９との間が、排油ラインとしてのドレン配管８を介して接続されている。

ドレン配管８の中途部にはオリフィス１０が形成されるとともに、ドレン配管８のオリフィス１０よりも上流側の位置の圧力を測定する圧力変化検出手段としての圧力センサー１１が配設されている。

次に、作用を説明する。圧力センサー１１がそのような正常時の圧力を示していれば、軸受７には適量の潤滑油が供給されていると判断できる。

なぜならば、オイルエア潤滑システムにあっては、圧縮空気の流れによって潤滑油が管路の内壁面に沿って移動するのであるから、圧縮空気が供給されない状態で潤滑油のみが供給されるということはあり得ないからである。なお、圧縮空気のみが供給されているという状況は、混合器１における潤滑油の供給が正常に行われていない場合であり、これは上記公開公報に開示される技術によって容易に検出される。

具体的に説明すると、例えば配管３ａ，分配器２Ａ及び給油配管５の何れかにおいて詰まりや配管つぶれ等が生じて、軸受７にオイルエアが正常に搬送されない状態となると、その詰まりやつぶれ等が生じた部位で圧力降下が生じるため、ドレン配管８内の圧力は正常状態よりも低下することになる。

また、例えば配管３ａや給油配管５で破断が生じたり、或いは、分配ポート１ａと配管３ａとの接続部分のシール劣化による漏れ、その他各接続部分の異常によって、オリフィス１０よりも上流側の配管等が開放されて軸受７にオイルエアが搬送されない状態となると、やはりドレン配管８内の圧力は正常状態よりも低下することになる。

さらに、軸受７内のシールが破損する等したため、軸受７にオイルエアが到達しているにも関わらず、正常な潤滑が行われていない状況でも、やはりドレン配管８内の圧力は正常状態よりも低下することになる。

このような構成であれば、軸受７にオイルエアが正常に搬送されていない異常状態となると、ドレン配管８の圧力が低下し、その圧力低下が圧力センサー１１の測定値に現れるから、そのような異常は容易に検出される。

このような作用を得るために必要な構成は、オリフィス１０と圧力センサー１１のみであるから、安価で済む。よって、多数のガイドロール，ピンチロール等を有し潤滑箇所が数百箇所に達する場合もある連続鋳造機のようなものに適用しても、膨大な費用を要することにならない。また、オイルエア搬送の異常を配管内の圧力の変化によって検出する構成であるため、オイルエアとして搬送される潤滑油の流量が微量の場合であっても、容易に異常を検出できるという利点がある。

図６は、従来例の特許文献１の図２に係るオイルエア供給装置を示す模式図である。

基本的な構成は、図５に示したオイルエア供給装置と同様であり、圧力センサー１１を、ドレン配管８ではなく、給油配管５に設けたものである。

このような構成であると、圧力センサー１１よりも上流側で詰まりや破断が生じると、その詰まりや破断部位よりも下流側の圧力が低下するから、圧力センサー１１の測定値低下によって異常が検出される。また、圧力センサー１１よりも下流側で詰まり等による閉塞が生じると、その詰まった位置よりも上流側の圧力が上昇するから、圧力センサー１１の測定値上昇によって異常が検出される。さらに、圧力センサー１１よりも下流側で破断等による開放が生じると、給油配管５の圧力が低下するから、圧力センサー１１の測定値低下によって異常が検出される。

このように、圧力センサー１１の測定値の変化によって、軸受７にオイルエアが正常に供給されていない状態を検出することができる。しかも、異常の種類によって圧力センサー１１の圧力が上昇する場合と低下する場合とがあるため、圧力センサー１１の測定値の変化状況から、ある程度の異常の種類を判別することも可能である。
特許第３６１６１１３号公報

しかしながら、従来例の図５の排油側にて圧力検知する場合は、給油配管５とドレン配管８と両方が必要となり、コスト高になるだけではなく、配管設計が複雑となり、スペースによっては、設計が成り立たないものも散見されている。

また、従来例の図６の供給側にて圧力検知する揚合には、以下の問題が存在している。

給油配管５の継ぎ手部などから、もしオイルエア潤滑が漏れ始めて、給油配管５内のオイルエア圧力が低下した場合に於いても、運転中の温度変化による給油配管５内のオイルエア圧力変動がかなり大きいため、給油配管５の継ぎ手部などから、異常漏洩を検出することが困難な場合がある。

このため、その漏洩程度によっては、必要なオイルエア潤滑量が軸受７までに届かず、軸受損傷に至っているケースも散見されている。

また、各軸受７毎に、圧カセンサー１１を設置する必要があり、高コストにもなっている。

本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであって、ドレン配管を不要にでき、給油配管からの微少な漏れも、確実に且つ誤作動無く検出することができ、しかも、圧カセンサーの個数を削減することができる、オイルエア供給装置及びその異常検出方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の請求項１に係るオイルエア供給装置は、混合器に、潤滑油を供給すると共に、開閉弁を介して圧縮空気を供給して混合し、オイルエアを生成して潤滑対象物に供給するオイルエア供給装置に於いて、
前記潤滑対象物の少なくとも上流側に配置した下流側逆止弁と、
前記開閉弁の少なくとも下流側に配置し、前記開閉弁と前記下流側逆止弁との間のオイルエア通路内の圧力を検出する圧力検出手段と、
を具備することを特徴とする。

本発明の請求項２に係るオイルエア供給装置は、前記開閉弁の下流側で、且つ、前記圧力検出手段の上流側に、上流側逆止弁が配置してあることを特徴とする。

本発明の請求項３に係るオイルエア供給装置は、前記上流側逆止弁は、圧力を検出するオイルエア通路の上流側に配置してあり、
前記下流側逆止弁は、圧力を検出するオイルエア通路の下流側に配置してあり、
前記圧力検出手段は、これら両逆止弁の間に配置してあることを特徴とする。

本発明の請求項４に係るオイルエア供給装置の異常検出方法は、混合器に、潤滑油を供給すると共に、開閉弁を介して圧縮空気を供給して混合し、オイルエアを生成して潤滑対象物に供給するオイルエア供給装置に於ける異常状態を検出する方法に於いて、
前記開閉弁の少なくとも下流側に配置した圧力検出手段により、前記潤滑対象物の少なくとも上流側に配置した下流側逆止弁と、前記開閉弁との間のオイルエア通路内の圧力を検出することを特徴とする。

本発明の請求項５に係るオイルエア供給装置の異常検出方法は、前記開閉弁の下流側で、且つ、前記圧力検出手段の上流側に、上流側逆止弁が配置してあることを特徴とする。

本発明の請求項６に係るオイルエア供給装置の異常検出方法は、前記上流側逆止弁は、圧力を検出するオイルエア通路の上流側に配置してあり、
前記下流側逆止弁は、圧力を検出するオイルエア通路の下流側に配置してあり、
前記圧力検出手段は、これら両逆止弁の間に配置してあることを特徴とする。

本発明によれば、開閉弁の少なくとも下流側に配置した圧力検出手段により、潤滑対象物の少なくとも上流側に配置した下流側逆止弁と、開閉弁との間のオイルエア通路内の圧力を検出することから、オイルエア通路内の圧力低下を監視することができ、オイルエアを確実に各軸受箱（潤滑対象物）に搬送していることを検出することができる。従って、ドレン配管を不要にでき、給油配管からの微少な漏れも、確実に且つ誤作動無く検出することができ、しかも、圧カセンサーの個数を削減することができる。

以下、本発明の実施の形態に係るオイルエア供給装置及びその異常検出方法を図面を参照しつつ説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係るオイルエア供給装置を示す模式図である。

混合器１は、メインユニット（図示せず）から供給される圧縮空気と潤滑油（オイル）とを混合してオイルエアを生成し、そのオイルエアを均等に分配して送り出す装置である。

混合器１には、複数の配管３ａ〜３ｆが接続してある。分配器が設けられていない場合には、配管３ａに、給油配管５ａが接続してあり、給油配管５ａには、軸受箱７０ａ（潤滑対象物）が接続してある。

分配器２が設けられている場合には、例えば、配管３ｆに、分配器２が接続してあり、この分配器２には、複数の分配ポートが設けてあり、各分配ポートには、給油配管５ｎなどが接続してあり、給油配管５ｎには、例えば、軸受箱７０ｎ（潤滑対象物）が接続してある。

また、混合器１には、圧縮空気を供給する圧縮空気配管２０が接続してあり、この圧縮空気配管２０には、電磁開閉弁２１が介装してある。

さて、本実施の形態では、配管３ａ〜３ｆには、それぞれ、上流側逆止弁３０ａ〜３０ｆが流れ方向に介装してある。また、給油配管５ａ〜５ｎには、それぞれ、下流側逆止弁３１ａ〜３１ｎが流れ方向に介装してある。

各上流側逆止弁３０ａ〜３０ｆと、各下流側逆止弁３１ａ〜３１ｎとの間には、それぞれ、圧力センサー４０ａ〜４０ｆが介装してある。これにより、混合器１〜軸受箱７０ａまでの、又は、混合器１〜分配器２〜軸受箱７０ｎまでの、配管３ａ〜３ｆ，５ａ〜５ｎ内の圧力を監視することができる。

次に、図２（Ａ）は、電磁開閉弁２１の動きを表す。図２（Ｂ）は、給油配管５ａ〜５ｎ内の正常時（漏れ無し）の圧力を表す。図２（Ｃ）は、給油配管５ａ〜５ｎ内の異常時（漏れ有り）の圧力をそれぞれ表す。図２（Ｄ）は、漏れによる異常表示を表す。

システム運転中は、電磁開閉弁２１を常時開き、ある周期で、図２（Ａ）のように、一定時間電磁開閉弁２１を閉じる。

正常時（漏れ無し）は、図２（Ｂ）のように、電磁開閉弁２１を閉じたことにより、圧縮空気の供給が停止するため、多少供給圧は、低下する。

しかし、配管３ａ〜３ｆ，５ａ〜５ｎ内の圧力は、各一対の上流側・下流側・逆止弁３０ａ〜３０ｆ，３１ａ〜３１ｎによって、これら逆止弁のクラッキング圧近傍の圧力に保たれる。また、電磁開閉弁２１が再び開くことにより、圧縮空気が流れるため、供給圧は通常時まで再上昇する。

一方、異常時（漏れ有り）は、図２（Ｃ）のように、電磁開閉弁２１を閉じたことにより、供給圧は、大気圧まで低下する。

このため、電磁開閉弁２１が開く前に、圧カセンサー４０ａ〜４０ｆの設定値より低下することで、システムは、図２（Ｄ）のように、この異常を表示する。

なお、本実施の形態では、分配器２を用いる場合には、圧力センサーの使用数量を削減することができる。

このように、本実施の形態では、混合器１の近傍と、軸受箱７０ａ〜７０ｎの近傍との配管３ａ〜３ｆ，５ａ〜５ｎに、それぞれ、上流側・下流側・逆止弁３０ａ〜３０ｆ，３１ａ〜３１ｎを設置し、運転中にオイルエアの供給を意図的に一時停止させ、圧縮されたオイルエア潤滑を各一対の上流側・下流側・逆止弁３０ａ〜３０ｆ，３１ａ〜３１ｎ間に閉じ込め、且つ、各一対の上流側・下流側・逆止弁３０ａ〜３０ｆ，３１ａ〜３１ｎの問に設置した各圧カセンサー４０ａ〜４０ｆにて圧力を測定することにより、混合器１から軸受箱７０ａ〜７０ｎまでの配管３ａ〜３ｆ，５ａ〜５ｎの継ぎ手部などからのオイルエアの漏洩状態を測定することができる。

別言すれば、本実施の形態は、運転中にある間隔で圧縮空気の供給を意図的に一定時間遮断することにより、各一対の上流側・下流側・逆止弁３０ａ〜３０ｆ，３１ａ〜３１ｎ間に圧縮されたオイルエア潤滑を閉じ込める。この状態において、各一対の上流側・下流側・逆止弁３０ａ〜３０ｆ，３１ａ〜３１ｎ間内に設置した圧カセンサー４０ａ〜４０ｆにて、配管３ａ〜３ｆ，５ａ〜５ｎ内の圧力を測定することにより、混合器１〜軸受箱７０ａまで、又は、混合器１〜分配器２〜軸受箱７０ｎまでの漏洩状態を測定することができる。即ち、漏れがない場合には、圧力低下がなく、漏れがある場合には、圧力が大気圧まで低下する。

次に、図３は、本発明の実施の形態の第１変形例に係るオイルエア供給装置を示す模式図である。

本変形例に於いて、電磁開閉弁２１は、通常、停止時「閉」状態にあり、圧縮空気を供給する際に、「開」状態に切り替えるように構成してある。

また、上流側逆止弁は、設けておらず、電磁開閉弁２１と、混合器１との間に、圧力センサー４０が設けてある。この圧力センサー４０は、電磁開閉弁２１の下流側から、混合器１の上流側又は下流側、及び、下流側逆止弁３１ａ〜３１ｎまでの間の圧力を検出することができる。

この場合には、電磁開閉弁２１の「閉状態」において、電磁開閉弁２１の下流側から、混合器１の上流側又は下流側、及び、下流側逆止弁３１ａ〜３１ｎまでの間に、万が一漏れが発生している場合には、その圧力を、圧力センサー４０により検出することができる。従って、圧力センサー４０の個数を削減することができ、コストダウンを図ることができる。

次に、図４は、本発明の実施の形態の第２変形例に係るオイルエア供給装置を示す模式図である。

本変形例に於いて、電磁開閉弁２１の下流側で、混合器１の上流側との間に、上流側逆止弁３０が介装してある。

また、上流側逆止弁３０と、混合器１との間に、圧力センサー４０が設けてある。この圧力センサーは、上流側逆止弁３０の下流側から、混合器１の上流側又は下流側、及び、下流側逆止弁３１ａ〜３１ｎまでの間の圧力を検出することができる。

この場合には、電磁開閉弁２１が「閉状態」の時、上流側逆止弁３０の下流側から、混合器１の上流側又は下流側、及び、下流側逆止弁３１ａ〜３１ｎまでの間に、万が一漏れが発生している場合には、その圧力を、圧力センサー４０により検出することができる。従って、圧力センサー４０の個数を削減することができ、コストダウンを図ることができる。

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されず、種々変形可能である。

本発明の実施の形態に係るオイルエア供給装置を示す模式図である。 （Ａ）は、電磁開閉弁の動きを表す。（Ｂ）は、給油配管内の正常時（漏れ無し）の圧力を表す。（Ｃ）は、給油配管内の異常時（漏れ有り）の圧力をそれぞれ表す。（Ｄ）は、漏れによる異常表示を表す。 本発明の実施の形態の第１変形例に係るオイルエア供給装置を示す模式図である。 本発明の実施の形態の第２変形例に係るオイルエア供給装置を示す模式図である。 従来例の特許文献１の図１に係るオイルエア供給装置を示す模式図である。 従来例の特許文献１の図２に係るオイルエア供給装置を示す模式図である。

符号の説明

１ 混合器
１ａ〜１ｆ 分配ポート
２Ａ〜２Ｆ 分配器
２ａ 給油ポート
３ａ〜３ｆ 配管
４ 分配ポート
５ 給油配管
５ａ〜５ｎ 給油配管
７ 軸受
７ａ 潤滑油供給口
７ｂ 潤滑油排出口
８ ドレン配管
９ オイルタンク
１０ オリフィス
１１ 圧力センサ
２０ 圧縮空気配管
２１ 電磁開閉弁（開閉弁）
３０ａ〜３０ｆ 上流側逆止弁
３１ａ〜３１ｎ 下流側逆止弁
４０ａ〜４０ｆ 圧力センサー
７０ａ〜７０ｂ 軸受箱（潤滑対象物）

Claims (6)

1. 混合器に、潤滑油を供給すると共に、開閉弁を介して圧縮空気を供給して混合し、オイルエアを生成して潤滑対象物に供給するオイルエア供給装置に於いて、
   前記潤滑対象物の少なくとも上流側に配置した下流側逆止弁と、
   前記開閉弁の少なくとも下流側に配置し、前記開閉弁と前記下流側逆止弁との間のオイルエア通路内の圧力を検出する圧力検出手段と、
   を具備することを特徴とするオイルエア供給装置。
2. 前記開閉弁の下流側で、且つ、前記圧力検出手段の上流側に、上流側逆止弁が配置してあることを特徴とする請求項１に記載のオイルエア供給装置。
3. 前記上流側逆止弁は、圧力を検出するオイルエア通路の上流側に配置してあり、
   前記下流側逆止弁は、圧力を検出するオイルエア通路の下流側に配置してあり、
   前記圧力検出手段は、これら両逆止弁の間に配置してあることを特徴とする請求項２に記載のオイルエア供給装置。
4. 混合器に、潤滑油を供給すると共に、開閉弁を介して圧縮空気を供給して混合し、オイルエアを生成して潤滑対象物に供給するオイルエア供給装置に於ける異常状態を検出する方法に於いて、
   前記開閉弁の少なくとも下流側に配置した圧力検出手段により、前記潤滑対象物の少なくとも上流側に配置した下流側逆止弁と、前記開閉弁との間のオイルエア通路内の圧力を検出することを特徴とするオイルエア供給装置の異常検出方法。
5. 前記開閉弁の下流側で、且つ、前記圧力検出手段の上流側に、上流側逆止弁が配置してあることを特徴とする請求項４に記載のオイルエア供給装置の異常検出方法。
6. 前記上流側逆止弁は、圧力を検出するオイルエア通路の上流側に配置してあり、
   前記下流側逆止弁は、圧力を検出するオイルエア通路の下流側に配置してあり、
   前記圧力検出手段は、これら両逆止弁の間に配置してあることを特徴とする請求項５に記載のオイルエア供給装置の異常検出方法。

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