JP2019002299A

JP2019002299A - ポンプ監視装置、及びポンプ監視方法

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Publication number: JP2019002299A
Application number: JP2017116069A
Authority: JP
Inventors: 祐治兼森; Yuji Kanemori
Original assignee: Torishima Pump Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Torishima Pump Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2017-06-13
Filing date: 2017-06-13
Publication date: 2019-01-10
Anticipated expiration: 2037-06-13
Also published as: JP6829155B2

Abstract

【課題】吸込水槽内に発生した渦を高精度に検出する。【解決手段】ポンプ監視装置３０は、ポンプケーシング１２内に配置されたセンサ３２と、センサ３２の検出結果から得られるポンプケーシング１２内の排出流体の電気抵抗の変化によって、吸込水槽１内での渦Ａ，Ｂの発生の有無を判断するコントローラ４４とを備える。センサ３２は、ポンプケーシング１２内の排出流体に定電流を通電するための正電極３３及び負電極３４と、排出流体を通した電圧を検出するための検出電極３５Ａ，３５Ｂとを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、ポンプ監視装置、及びポンプ監視方法に関する。

排水機場では、ポンプの運転により吸込水槽内の液位が低くなるに従って、空気吸込渦や水中渦が発生する。空気吸込渦は、液面から吸込口にかけて生じる水流である。水中渦は、吸込水槽の底から吸込口にかけて生じる水流である。これらの渦は、ポンプの振動の原因の１つであり、据付床の劣化の原因にもなっている。

特許文献１には、送信器と受信器を備える超音波センサを吸込水槽内に配置し、吸込水槽内に発生した空気吸込渦と水中渦を検出できるようにしたポンプ設備が開示されている。また、特許文献１には、吸込水槽内に流体噴射部を配置し、水を噴射することで空気吸込渦と水中渦を破壊することも開示されている。

特開２０１７−３１９４８号公報

特許文献１のポンプ設備では、超音波センサによって吸込水槽内（ポンプケーシング外）を検出しており、この吸込水槽内の液体には異物（固形物）が含まれている。つまり、超音波センサは異物を検出することがあるため、特許文献１のポンプ設備による渦の検出精度は低い。

本発明は、吸込水槽内に発生した渦を高精度に検出できるポンプ監視装置、及びポンプ監視方法を提供することを課題とする。

本発明は、吸込水槽内にポンプケーシングの少なくとも一部が配置されたポンプの監視装置であって、前記ポンプケーシング内に配置されたセンサと、前記センサの検出結果から得られる前記ポンプケーシング内の排出流体の電気抵抗の変化によって、前記吸込水槽内での渦の発生の有無を判断するコントローラとを備える、ポンプ監視装置を提供する。

ポンプケーシング内の排出流体は、吸込水槽内に空気吸込渦又は水中渦が発生すると、液体と気体の二相流になる。この二相流体の電気抵抗は、気体の体積増加に従って増える。また、センサは、ポンプケーシング内に配置されているため、吸込水槽内を混入した異物を検出することはない。よって、コントローラは、センサの検出結果から得られるポンプケーシング内の排出流体の電気抵抗を監視し、電気抵抗の変化を判断することで、吸込水槽内での渦の発生の有無を高精度に判断できる。

前記コントローラは、前記センサの検出結果と、予め検出した前記排出流体が液相のみの場合の前記センサの検出結果とに基づいて、前記排水流体の電気抵抗に対応するボイド率を演算し、このボイド率と定められた閾値とを比較することで前記渦の発生の有無を判断している。

前記センサは、前記ポンプケーシング内の前記排出流体に定電流を通電するための正電極及び負電極と、前記排出流体を通した電圧を検出するための検出電極とを備える。又は、前記センサは、前記ポンプケーシング内の前記排出流体に定電圧を印加するための正電極及び負電極と、前記排出流体を通した電流を検出するための検出電極とを備える。

前記検出電極は、前記正電極と前記負電極の間に配置されている。この態様によれば、検出電極によって排出流体を通した電圧又は電流を確実に検出できる。

前記ポンプは、前記吸込水槽内の液体を排出するための羽根車を備え、前記センサは、前記羽根車よりも前記ポンプケーシングの吸込口側に配置されている。また、前記ポンプケーシングは、先端に前記吸込口が形成され、この吸込口に向けて次第に拡径されたベルマウスを備え、前記センサの前記検出電極は、前記ベルマウスの最小径部分に配置されている。これらの態様によれば、吸込水槽内に発生した空気吸込渦である、気相が連続した環状噴霧流を確実に検出できる。また、ベルマウス内でのボイド率は、空気漏れ等の他の影響を受け難いため、渦の発生の有無を高精度に検出できる。

また、本発明は、センサの検出結果から得られるポンプケーシング内の排出流体の電気抵抗を監視し、前記排出流体の電気抵抗の変化によって、前記吸込水槽内での渦の発生の有無を判断する、ポンプ監視方法を提供する。

本発明では、ポンプケーシング内の排出流体の電気抵抗の変化を監視するため、吸込水槽内での渦の発生の有無を高精度に判断できる。

本発明の実施形態に係るポンプ監視装置を示す断面図。図１の一部を示す拡大断面図。図２の一部を示す拡大断面図。図１の渦抑制機構を示す断面図。断続空気吸込渦の発生状態でのボイド率を示すグラフ。連続空気吸込渦の発生状態でのボイド率を示すグラフ。連続空気吸込渦と水中渦の発生状態でのボイド率を示すグラフ。羽根車の上流側で生じる環状噴霧流を示す概略図。羽根車の下流側で生じる気泡流を示す概略図。

以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。

図１から図４は、本発明の実施形態に係るポンプ監視装置３０を搭載した立軸ポンプ１０を示す。立軸ポンプ１０は、排水機場の吸込水槽１に流入した雨水等の液体を下流側へ排出するものであり、吸込水槽１の上方を覆う据付床２に設置されている。立軸ポンプ１０は、ポンプケーシング１２、回転軸２２、及び羽根車２５を備える。ポンプ監視装置３０は、ポンプケーシング１２内の排出流体の電気抵抗（ボイド率α）の変化によって、吸込水槽１内での空気吸込渦Ａ及び／又は水中渦Ｂの発生の有無を判断する。

（立軸ポンプの概要）
図１に示すように、ポンプケーシング１２は、据付床２に形成された円形状の取付孔２ａを貫通して、据付床２上から吸込水槽１内へ配置されている。ポンプケーシング１２は、吸込水槽１内に配置された揚水管１３と、据付床２上に固定された吐出管１９とを備える。

揚水管１３は、ストレート管１４、ベーンケース１５、及びベルマウス１７を備える。ストレート管１４は、直径が一様な配管であり、取付孔２ａ内から下方へ延びている。ベーンケース１５は、径方向外向きに膨出した概ね楕円筒状の配管であり、ストレート管１４の下端に接続されている。ベルマウス１７は、下端に向けて次第に拡径した概ね円錐筒状の配管であり、ベーンケース１５の下端に接続されている。ベルマウス１７の下端は、吸込水槽１内の液体を吸い込むための吸込口１８であり、吸込水槽１の底壁３に対して定められた間隔をあけて配置されている。

吐出管１９は、揚水管１３の上端に接続された吐出エルボ２０と、据付床２上に配置された送水管（図示せず）とを備える。吐出エルボ２０は、軸線が９０度湾曲した曲がり管である。送水管は、軸線が直線状のストレート管である。吐出エルボ２０と送水管との間には、軸方向と径方向に変形可能な可撓管（図示せず）が介設されている。

回転軸２２は、吐出エルボ２０を貫通して揚水管１３の軸線に沿って回転可能に配置されている。回転軸２２の上端は、吐出エルボ２０から外方へ突出されている。吐出エルボ２０の回転軸２２が貫通する部分は、軸封装置２３によって液密にシールされている。

羽根車２５は、ベーンケース１５の内部に位置する回転軸２２の下端に固定されている。ベーンケース１５の内部には軸受ケーシング１６が配設されており、この軸受ケーシング１６の下側に、羽根車２５が配置されている。

回転軸２２の上端には、クラッチ機構を備える変速装置２７が接続され、この変速装置２７に駆動モータ２８が接続されている。駆動モータ２８の駆動により回転軸２２が回転されると、回転軸２２と一体に羽根車２５が回転することで、吸込水槽１内の液体がポンプケーシング１２内を通って下流側へ排出される。

吸込水槽１内の液位がベーンケース１５よりも高い場合、吸込水槽１内の液体の流れは低速であるため、図１のような空気吸込渦Ａ及び／又は水中渦Ｂは発生しない。排出により吸込水槽１内の液位がベーンケース１５の上部よりも低下すると、吸込水槽１内の液体の流れが高速になるため、空気吸込渦Ａ及び／又は水中渦Ｂが発生する。

空気吸込渦Ａは、液面から吸込口１８にかけて生じる水流であり、水中渦Ｂは、吸込水槽１の底壁３や図示しない側壁から吸込口１８にかけて生じる水流である。そのうち、空気吸込渦Ａは、クボミ渦、断続渦、及び連続渦に大別され、この順で水位が低くなるに従って成長する。クボミ渦とは、液面から吸込口１８に向けた水流によって、液面の一部が窪む状態のことである。断続渦とは、液面から吸込口１８にかけて延びる水流に、断続的に空気が吸い込まれる状態のことである。連続渦とは、液面から吸込口１８にかけて延びる水流に、連続して空気が吸い込まれる状態のことである。

渦Ａ，Ｂが発生していない定常状態とクボミ渦の発生状態では、ポンプケーシング１２内に空気は流入しないため、排出流体は液体（液相）のみの単相流である。断続渦と連続渦の発生状態では、ポンプケーシング１２内に空気が流入するため、排出流体は液体と気体の二相流になる。水中渦Ｂの渦芯はキャビテーションであるため、水中渦Ｂの発生状態でも排出流体は二相流になる。排出流体が二相流の場合、排出流体が単相流の場合よりも、立軸ポンプ１０の全揚程は低く、吐出量は少なくなる。また、立軸ポンプ１０の振動が大きくなるため、据付床２も劣化する。

そこで、本実施形態の立軸ポンプ１０には、渦Ａ，Ｂの発生を検出するために、ポンプ監視装置３０が搭載されている。また、発生した渦Ａ，Ｂを消滅ないし渦Ａ，Ｂの発生を抑制するために、渦抑制機構５０が搭載されている。

（ポンプ監視装置の概要）
図１及び図２に示すように、ポンプ監視装置３０は、排水流体の電気抵抗（ボイド率α）の変化を監視することで、吸込水槽１内での渦Ａ，Ｂの発生の有無を判断するものである。このポンプ監視装置３０は、センサ３２、データロガー４２、及びコントローラ４４を備える。センサ３２は、ポンプケーシング１２内に配置されている。データロガー４２、及びコントローラ４４は、据付床２上に配置されている。

センサ３２は、ポンプケーシング１２内の排出流体に定電流を通電し、排出流体を通した電圧を測定する定電流法を用いた検出センサである。このセンサ３２は、羽根車２５よりも吸込口１８側であるベルマウス１７に配置されている。センサ３２は、１組の正電極３３及び負電極３４と、一対の検出電極３５Ａ，３５Ｂとを備える。これらの電極３３，３４，３５Ａ，３５Ｂは、全て円環状であり、取付部分の直径に応じた直径で形成されている。

詳しくは、図３に示すように、ベルマウス１７は、下方に向けて次第に直径を小さくした縮径部１７ａと、下方に向けて次第に直径を大きくした拡径部１７ｂとを備える。そして、縮径部１７ａと拡径部１７ｂの間には、直管状の最小径部１７ｃが形成されている。正電極３３は、吸込口１８の近傍である拡径部１７ｂに配置されている。負電極３４は、縮径部１７ａの上部、つまり正電極３３よりも排出方向下流側である羽根車２５の下端近傍に配置されている。一対の検出電極３５Ａ，３５Ｂは、正電極３３と負電極３４の間に位置する最小径部１７ｃに配置されている。また、検出電極３５Ａと検出電極３５Ｂは、ベルマウス１７の軸線に沿って定められた間隔をあけて配置されている。

ベルマウス１７の内周部には、電極３３，３４，３５Ａ，３５Ｂを配置するための凹部３７ａ〜３７ｄが設けられている。これらの凹部３７ａ〜３７ｄは、ベルマウス１７の径方向外向きに窪んでいる。凹部３７ａ〜３７ｄ内には、電極３３，３４，３５Ａ，３５Ｂとベルマウス１７を電気的に絶縁するための絶縁部材３８が配置されている。本実施形態の電極３３，３４，３５Ａ，３５Ｂは、ベルマウス１７の内周面と面一になる断面形状で形成されているが、その断面形状は必要に応じて変更が可能である。

図１に示すように、センサ３２は、据付床２上に配置された駆動電源４０を備える。この駆動電源４０は、正電極３３と負電極３４に電気的に接続されるとともに、コントローラ４４に電気的に接続されている。駆動電源４０は、コントローラ４４によって駆動され、ベルマウス１７内の排出流体に定められた値の電流を通電する定電流電源である。

データロガー４２は、検出電極３５Ａ，３５Ｂに電気的に接続されるとともに、コントローラ４４に電気的に接続されている。このデータロガー４２は、検出電極３５Ａ，３５Ｂから入力された排出流体の検出電圧を記憶する記憶手段である。

コントローラ４４は、駆動電源４０とデータロガー４２の他に、変速装置２７と、渦抑制機構５０の駆動部６５とに電気的に接続されている。このコントローラ４４には、パーソナルコンピュータを用いることができる。コントローラ４４は、制御プログラムやデータを記憶するための記憶部（図示せず）を備える。

駆動モータ２８は、図示しない操作盤が操作されることで駆動し、低速で回転する。コントローラ４４は、変速装置２７を制御することで、駆動モータ２８の回転速度の比率を変えて回転軸２２を定められた速度で回転させ、吸込水槽１内の液体の排出処理を実行する。なお、駆動モータ２８の制御は、コントローラ４４で行ってもよいし、別の制御装置で行ってもよい。この排出処理の実行時にコントローラ４４は、駆動電源４０を制御し、センサ３２によって排水流体に定電流を通電させるとともに、センサ３２の検出結果をデータロガー４２から取り込む。そして、コントローラ４４は、センサ３２の検出結果から得られるポンプケーシング１２内の排出流体の電気抵抗（ボイド率α）を監視し、その変化によって渦Ａ，Ｂの発生の有無を判断する。

詳しくは、排水流体の電気抵抗とセンサ３２による検出電圧には相関関係があり、電流が一定の場合、排水流体の電気抵抗が増えれば、センサ３２による検出電圧も増える（Ｖ＝Ｉ×Ｒ）。つまり、排水流体を通した検出電圧を監視することで、排水流体の電気抵抗の変化を監視できる。また、排水流体の電気抵抗と、排出流体中の液体に含まれる気体（気相）の比率であるボイド率αとは対応しており、ボイド率αが増えれば、排水流体の電気抵抗も増える。これは、液体と気体の電気抵抗率が異なるためである。よって、ボイド率αが変化すると、センサ３２による検出電圧も変化する。また、ボイド率αは、単相流時の検出電圧Ｖ_０と二相流時の検出電圧Ｖとで算出できる。このような知見に基づき、ポンプ監視装置３０は以下のように構成されている。

コントローラ４４の記憶部には、渦Ａ，Ｂの発生の有無を判断するための閾値が記憶されている。本実施形態の閾値は、定常状態（単相流）での排出流体のボイド率α_０よりも高い、定められた上限ボイド率α_１（例えば１％）に設定されている。そして、コントローラ４４は、予め定められた時間当たりのボイド率αの平均値が閾値を超えると、吸込水槽１内に空気吸込渦Ａ及び／又は水中渦Ｂが発生したと判断する。また、定められた時間当たりのボイド率αの平均値が閾値を超えない場合には、空気吸込渦Ａ及び水中渦Ｂが発生していないと判断する。なお、定められた時間は、図５Ａから図５Ｃに示すボイド率αの上昇勾配のサンプリングデータと下降勾配のサンプリングデータとが、それぞれ２以上含まれる長さに設定されている。

さらに詳しく説明すると、図５Ａから図５Ｃは、排出流体が二相流の場合のボイド率αを示す。図５Ａは断続空気吸込渦Ａが発生した状態でのボイド率αの変化を示し、図５Ｂは連続空気吸込渦Ａが発生した状態でのボイド率αの変化を示し、図５Ｃは連続空気吸込渦Ａと水中渦Ｂが発生した状態でのボイド率αの変化を示す。図５Ａから図５Ｃの横軸は時間である。

前述のように、クボミ空気吸込渦Ａが発生した状態では、ポンプケーシング１２内に空気が吸い込まれないため、ボイド率αはゼロである。図５Ａに示すように、断続空気吸込渦Ａが発生すると、不規則にボイド率αが変動し始める。なお、水中渦Ｂのみが発生した場合のボイド率αは、図５Ａに示す断続空気吸込渦Ａと同様の変化になる。図５Ｂに示すように、連続空気吸込渦Ａが発生すると、ボイド率αの変動が大きくなり、ボイド率αの平均値はある一定の値になる。図５Ｃに示すように、連続空気吸込渦Ａと水中渦Ｂが発生すると、連続空気吸込渦Ａだけが発生した場合よりもボイド率αは上昇し、その変動と平均値も増大する。

次に、定電流法を用いた排水液体のボイド率αと検出電圧Ｖの関係について説明する。

二相流の排出流体の電気抵抗Ｒは、以下の式（１）で求めることができる。

一方、単相流の排出流体の電気抵抗Ｒ_０は、全断面積をＳ_０とすると、以下の式（２）で求めることができる。

体積ボイド率αは、全体積に対する気相の総体積と定義されるため、以下の式（３）となる。

検出領域（検出電極３５Ａ，３５Ｂ間の距離）内の液相断面積が一定ならば、以下の式（４）となる。

この式（４）に式（１），（２）を用いると、以下の式（５）が得られる。また、ボイド率αは二相流時の検出電圧Ｖと単相流時の検出電圧Ｖ_０で表すことができる。

よって、液相のみの検出電圧Ｖ_０で気液二相流時の検出電圧Ｖを規格化し、電圧比ｖ≡（Ｖ／Ｖ_０）でボイド率αを表すと、以下の式（６）となる。

このように、ボイド率αは、電圧比ｖによって求めることができる。なお、この演算方法は、主に図６Ａに示す環状噴霧流に適用される。この環状噴霧流は、気相が連続しており、吸込水槽１内で発生する連続空気吸込渦Ａに酷似しているからである。但し、この演算方法を図６Ｂに示す気泡流に適用してもよい。

このようにしたポンプ監視装置３０では、排水流体の電気抵抗（ボイド率α）に関連する排水流体の電圧をセンサ３２によって検出できる。また、センサ３２は、ポンプケーシング１２内に配置されているため、吸込水槽１内に混入した異物を検出することはない。また、検出電極３５Ａ，３５Ｂは、ベルマウス１７の正電極３３と負電極３４の間に配置されているため、排出流体を通した電圧を確実に検出できる。

よって、コントローラ４４は、センサ３２によって検出した排水流体の電圧に基づいて、排水流体の電気抵抗に対応するボイド率αを確実に監視できる。その結果、コントローラ４４は、吸込水槽１内での空気吸込渦Ａ及び／又は水中渦Ｂの発生の有無を高精度に判断できる。また、ベルマウス１７内でのボイド率α（電気抵抗）は、空気漏れ等の他の影響を受け難いため、この点でも渦Ａ，Ｂの発生の有無を高精度に検出できる。

そして、コントローラ４４は、吸込水槽１内に渦Ａ，Ｂが発生したと判断すると、渦抑制機構５０によって発生した渦Ａ，Ｂを消滅ないし渦の発生を抑制することができる。

（渦抑制機構の概要）
図２及び図４に示すように、渦抑制機構５０は、揚水管１３の下側外周部に配置された渦抑制部材５２と、渦抑制部材５２を移動可能に取り付けるための取付枠５４と、渦抑制部材５２を移動させるための作動部材５９とを備える。

渦抑制部材５２は、ベルマウス１７の下部からベーンケース１５の上部にかけて、揚水管１３の軸線に沿って鉛直方向に延びる平面視円形状の部材である。渦抑制部材５２は、中空状であってもよいし、中実状であってもよい。渦抑制部材５２は、取付枠５４に対して周方向に間隔をあけて４本配置されている。図４を参照すると、渦抑制部材５２は、揚水管１３の外周部に近接した第１位置（図４において左側の２個）と、第１位置よりも揚水管１３の外周部から離反した第２位置（図４において右側の２個）とに、作動部材５９によって移動可能に保持されている。

取付枠５４は、渦抑制部材５２と同様に、ベルマウス１７の下部からベーンケース１５の上部にかけて設けられている。この取付枠５４は、横枠部材５５、縦枠部材５６、及び連結部材５７を備える。

横枠部材５５は、揚水管１３の軸線を中心とする円環状のパイプであり、ベルマウス１７の吸込口１８の上側外周部に固定されている。

縦枠部材５６は、横枠部材５５に下端が接合され、ベーンケース１５の上部に向けて揚水管１３の軸線に沿って配置した直管である。縦枠部材５６は、吸込水槽１内への液体流入による負荷、及び可動式の渦抑制部材５２からの負荷では変形しない剛体（金属）からなる。縦枠部材５６は、横枠部材５５に対して周方向に間隔をあけて、渦抑制部材５２と同数（本実施形態では４本）配置されている。縦枠部材５６の所定部位を、ベーンケース１５に固定してもよいし、ベルマウス１７に固定してもよい。

連結部材５７は、縦枠部材５６に対して渦抑制部材５２を回転可能、つまり揚水管１３に対して渦抑制部材５２を水平方向に旋回可能に連結するもので、渦抑制部材５２の上下２箇所に配置されている。連結部材５７は、縦枠部材５６に回転可能に取り付けられた筒部材５７ａと、筒部材５７ａから径方向外向きに突出したアーム５７ｂとを備える。アーム５７ｂの先端には渦抑制部材５２が接合されている。アーム５７ｂの全長は、渦抑制部材５２が設定した第２位置に配置される寸法に設定されている。

図４に示すように、作動部材５９は、渦抑制部材５２を第１位置と第２位置に個別に移動させるものである。本実施形態の作動部材５９は、油圧式又は気圧式のシリンダによって構成されている。シリンダ本体６０は、縦枠部材５６に固定されたブラケット６２に回転可能に接続されている。ロッド６１は、渦抑制部材５２に固定されたブラケット６３に回転可能に接続されている。シリンダ本体６０には、可撓性及び耐圧性を有するチューブ（図示せず）の一端が接続されている。このチューブの他端は、据付床２上に配置した駆動部（ポンプ）６５に接続されている。

駆動部６５は、コントローラ４４によって制御され、作動部材５９を駆動し、渦抑制部材５２を第１位置から第２位置の間の所定位置に移動させる。詳しくは、ロッド６１を進出させることで渦抑制部材５２を押圧し、縦枠部材５６に対して渦抑制部材５２を回転させて、渦抑制部材５２を第１位置に向けて移動させる。また、ロッド６１を後退させることで渦抑制部材５２を引っ張り、縦枠部材５６に対して渦抑制部材５２を回転させて、渦抑制部材５２を第２位置に向けて移動させる。渦抑制部材５２は、作動部材５９によって移動された位置に保持される。

コントローラ４４は、駆動部６５を駆動させ、空気吸込渦Ａが発生した領域に渦抑制部材５２を移動させる。具体的には、コントローラ４４は、センサ３２による検出電圧が閾値よりも小さくなるように、渦抑制部材５２を移動させる。

空気吸込渦Ａが消滅又は空気吸込渦Ａの発生が抑制されると、吸込水槽１内は定常状態に回復するため、排出流体の検出電圧（電気抵抗）の変動は小さくなるとともに安定する。よって、センサ３２の検出電圧が閾値よりも小さくなるように、渦抑制部材５２を移動させることで、空気吸込渦Ａを効果的に消滅できるとともに、空気吸込渦Ａの発生を効果的に抑制できる。その結果、立軸ポンプ１０の振動、及び据付床２の劣化を効果的に抑制できる。

渦抑制部材５２は、吸込水槽１内の水槽水位に追従して浮動するのではなく、揚水管１３に対して水平方向に旋回可能に取り付けられ、作動部材５９によって所定位置に保持される。よって、渦抑制部材５２の位置が吸込水槽１内の液位に影響されないため、揚水管１３から径方向外側へ離れた位置での空気吸込渦Ａの発生を渦抑制部材５２によって効果的に抑制できる。

（第１変形例）
渦Ａ，Ｂの発生の有無をコントローラ４４が判断するための閾値は、ボイド率α_１の代わりに、センサ３２によって検出する電圧Ｖ_１としてもよい。この場合の閾値Ｖ_１は、液相のみの検出電圧Ｖ_０と上限のボイド率α_１とに基づいて、以下の式（７）によって設定する。

このポンプ監視装置３０では、前記実施形態と同様の作用及び効果を得ることができる。しかも、コントローラ４４は、センサ３２による検出電圧Ｖを演算する必要がないため、制御プログラムを簡素化できる。

（第２変形例）
ポンプ監視装置３０では、センサ３２の駆動電源４０として、ベルマウス１７内の排出流体に定められた値の電圧を印加する定電圧電源を用いてもよい。この場合、正電極３３と負電極３４は、ポンプケーシング１２内の排出流体に定電圧を印加するためのものとなり、一対の検出電極３５Ａ，３５Ｂは、排出流体を通して電流を検出するためのものとなる。なお、閾値は、第１変形例で算出した電圧値を電流値に変換することで設定される。

なお、本発明のポンプ監視装置３０、及びポンプ監視方法は、前記実施形態の構成に限定されず、種々の変更が可能である。

例えば、センサ３２をポンプケーシング１２内の羽根車２５の下流側に配置し、図６Ｂに示す気泡流を検出してもよい。

吸込水槽１には、カメラ、レーザ光による水面計、又は超音波による水面計等の渦検出手段を配置してもよい。そして、コントローラ４４は、空気吸込渦Ａが発生したと判断すると、渦検出手段によって空気吸込渦Ａの位置を特定し、その位置に渦抑制部材５２を移動させるようにしてもよい。

渦抑制部材５２を第１位置と第２位置に移動させる機構は、必要に応じて変更が可能である。また、作動部材５９と駆動部６５も、渦抑制部材５２を移動させる機構に応じて変更が可能である。

ポンプ監視装置３０を配置するポンプは、立軸ポンプ１０に限られず、回転軸を横向きに配置した横軸ポンプであってもよい。また、ポンプは、ポンプケーシング全体が吸込水槽に配置される構成であってもよい。

１…吸込水槽
２…据付床
２ａ…取付孔
３…底壁
１０…立軸ポンプ
１２…ポンプケーシング
１３…揚水管
１４…ストレート管
１５…ベーンケース
１６…軸受ケーシング
１７…ベルマウス
１７ａ…縮径部
１７ｂ…拡径部
１７ｃ…最小径部
１８…吸込口
１９…吐出管
２０…吐出エルボ
２２…回転軸
２３…軸封装置
２５…羽根車
２７…変速装置
２８…駆動モータ
３０…ポンプ監視装置
３２…センサ
３３…正電極
３４…負電極
３５Ａ，３５Ｂ…検出電極
３７ａ〜３７ｄ…凹部
３８…絶縁部材
４０…駆動電源
４２…データロガー
４４…コントローラ
５０…渦抑制機構
５２…渦抑制部材
５４…取付枠
５５…横枠部材
５６…縦枠部材
５７…連結部材
５７ａ…筒部材
５７ｂ…アーム
５９…作動部材
６０…シリンダ本体
６１…ロッド
６２…ブラケット
６３…ブラケット
６５…駆動部

Claims

吸込水槽内にポンプケーシングの少なくとも一部が配置されたポンプの監視装置であって、
前記ポンプケーシング内に配置されたセンサと、
前記センサの検出結果から得られる前記ポンプケーシング内の排出流体の電気抵抗の変化によって、前記吸込水槽内での渦の発生の有無を判断するコントローラと
を備える、ポンプ監視装置。
前記コントローラは、前記センサの検出結果と、予め検出した前記排出流体が液相のみの場合の前記センサの検出結果とに基づいて、前記排水流体の電気抵抗に対応するボイド率を演算し、このボイド率と定められた閾値とを比較することで前記渦の発生の有無を判断している、請求項１に記載のポンプ監視装置。
前記センサは、
前記ポンプケーシング内の前記排出流体に定電流を通電するための正電極及び負電極と、
前記排出流体を通した電圧を検出するための検出電極と
を備える、請求項１又は２に記載のポンプ監視装置。
前記センサは、
前記ポンプケーシング内の前記排出流体に定電圧を印加するための正電極及び負電極と、
前記排出流体を通した電流を検出するための検出電極と
を備える、請求項１又は２に記載のポンプ監視装置。
前記検出電極は、前記正電極と前記負電極の間に配置されている、請求項３又は４に記載のポンプ監視装置。
前記ポンプは、前記吸込水槽内の液体を排出するための羽根車を備え、
前記センサは、前記羽根車よりも前記ポンプケーシングの吸込口側に配置されている、請求項３から５のいずれか１項に記載のポンプ監視装置。
前記ポンプケーシングは、先端に前記吸込口が形成され、この吸込口に向けて次第に拡径されたベルマウスを備え、
前記センサの前記検出電極は、前記ベルマウスの最小径部分に配置されている、請求項６に記載のポンプ監視装置。
センサの検出結果から得られるポンプケーシング内の排出流体の電気抵抗を監視し、
前記排出流体の電気抵抗の変化によって、前記吸込水槽内での渦の発生の有無を判断する、ポンプ監視方法。