JP2019027361A - Pump monitor device and pump monitor method - Google Patents
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Abstract
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。 The present invention relates to a pump monitoring apparatus and a pump monitoring method.
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、吸込水槽の底壁から吸込口に向けて延びる水中渦が発生する。この水中渦の渦芯はキャビテーションであるため、ポンプケーシング内の排出流体は液体と気体の二相流になる。水中渦は、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。
In the drainage station, underwater vortices extending from the bottom wall of the suction water tank toward the suction port are generated as the liquid level in the suction water tank becomes lower due to the operation of the pump. Since the vortex core of this underwater vortex is cavitation, the discharged fluid in the pump casing is a two-phase flow of liquid and gas. The underwater vortex is one of the causes of the vibration of the pump and also causes the deterioration of the installation floor.
吸込水槽内に流入した液体には異物(固形物)が含まれている。よって、特許文献1のポンプ設備では、超音波センサが異物を検出することがあるため、水中渦の検出精度が低い。
The liquid that has flowed into the suction water tank contains foreign matter (solid matter). Therefore, in the pump equipment of
本発明は、吸込水槽内に発生した水中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。 An object of the present invention is to provide a pump monitoring apparatus and a pump monitoring method that can detect an underwater vortex generated in a suction water tank with high accuracy.
吸込水槽内の液位が所定位置よりも高い場合、液体の流れは低速であるため、吸込水槽内には水中渦は発生しない。排出により吸込水槽内の液位が低下すると、液体の流れが高速になるため、吸込水槽内に水中渦が発生する。すると、連続的に空気がポンプケーシングに入り込むため、排出流体が気液二相流になり、液体のみの単相流の場合よりも、ポンプの全揚程は低く、吐出量は少なくなる。また、水中渦の中心圧力は、水中渦の成長に従って低くなる。本発明は、かかる新たな知見に基づいてなされたものである。 When the liquid level in the suction water tank is higher than a predetermined position, the flow of the liquid is low speed, so that no underwater vortex is generated in the suction water tank. When the liquid level in the suction water tank decreases due to the discharge, the flow of the liquid becomes high speed, so that an underwater vortex is generated in the suction water tank. Then, since air continuously enters the pump casing, the exhausted fluid becomes a gas-liquid two-phase flow, and the total pump head is lower and the discharge amount is smaller than in the case of a single-phase flow with only liquid. Moreover, the center pressure of the underwater vortex decreases as the underwater vortex grows. The present invention has been made based on such new findings.
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、前記吸込水槽の底壁上に配置され、前記ポンプケーシングの下方の液体圧力を検出するセンサと、前記センサが検出した圧力の変化によって、前記吸込水槽内での水中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。 The present invention is a pump monitoring device in which at least a part of a pump casing is disposed in a suction water tank, the sensor being disposed on a bottom wall of the suction water tank, and detecting a liquid pressure below the pump casing; And a controller for determining whether or not an underwater vortex is generated in the suction water tank according to a change in pressure detected by the sensor.
このポンプ監視装置によれば、センサによってポンプケーシングの下方の液体圧力を検出するため、液体圧力を変化させる水中渦の発生の有無を判断できる。また、吸込水槽内の液体圧力は、液体に混入した異物の影響を受けないため、水中渦の発生を高精度に検出できる。 According to this pump monitoring apparatus, since the liquid pressure below the pump casing is detected by the sensor, it is possible to determine whether or not an underwater vortex that changes the liquid pressure is generated. Moreover, since the liquid pressure in the suction water tank is not affected by the foreign matter mixed in the liquid, it is possible to detect the generation of the underwater vortex with high accuracy.
前記センサは、前記吸込水槽内の液流よって前記底壁上を移動可能な可動体に配置されている。吸込水槽内の液体は、流入口が形成されたポンプケーシングの下方へ流れる。そのため、この態様によれば、水中渦が発生し易いポンプケーシングの下方に可動体を自動的に配置できる。また、水中渦が発生すると、水中渦による液流と圧力変化によって、可動体が水中渦に接近する。よって、センサによって水中渦による液体圧力の変化(低下)を確実に検出できる。さらに、可動体は、圧力が低下した水中渦の中心へ移動する。よって、底壁上の水中渦の起点を可動体が覆うため、可動体によって、水中渦を消滅しつつ、その部分での以後の水中渦の発生を抑制できる。 The sensor is disposed on a movable body that is movable on the bottom wall by a liquid flow in the suction water tank. The liquid in the suction water tank flows below the pump casing in which the inflow port is formed. Therefore, according to this aspect, the movable body can be automatically arranged below the pump casing where the underwater vortex is likely to occur. Further, when an underwater vortex is generated, the movable body approaches the underwater vortex due to a liquid flow and a pressure change caused by the underwater vortex. Therefore, the change (decrease) in the liquid pressure due to the underwater vortex can be reliably detected by the sensor. Further, the movable body moves to the center of the submerged vortex where the pressure has dropped. Therefore, since the movable body covers the starting point of the underwater vortex on the bottom wall, it is possible to suppress the generation of the subsequent underwater vortex at that portion while the underwater vortex disappears by the movable body.
前記可動体に配置され、前記センサの検出結果を無線送信する検出側送信部と、前記吸込水槽の上部に配置され、無線受信した前記検出側送信部からの前記検出結果を前記コントローラに出力する監視側受信部とを備える。この態様によれば、コントローラとセンサの間に通信用の配線が無いため、配線による可動体の移動の妨げを防止できる。 A detection-side transmission unit that is arranged on the movable body and wirelessly transmits a detection result of the sensor, and is arranged on the suction water tank and outputs the detection result from the detection-side transmission unit that is wirelessly received to the controller. A monitoring-side receiving unit. According to this aspect, since there is no communication wiring between the controller and the sensor, the movement of the movable body due to the wiring can be prevented.
前記吸込水槽の上部に配置され、測位のための基準信号を無線送信する電波送信部と、前記可動体に配置され、前記基準信号を無線受信する検出側受信部と、前記可動体に配置され、前記検出側受信部が受信した基準信号に基づいて前記可動体の位置を計測する測位部とを備え、前記コントローラは、前記検出側送信部から前記監視側受信部が受信した前記測位部の測位結果に基づいて、前記吸込水槽内の前記可動体の位置を特定する。ここで、可動体の位置を特定するということは、水中渦の発生箇所を特定することと同じである。つまり、この態様によれば、コントローラは、センサの検出結果によって水中渦の発生の有無を判断でき、測位部の測位結果によって水中渦の発生箇所を判断できる。よって、メンテナンス時にポンプ設備の管理者は、吸込水槽内の水中渦が発生する部分に、水中渦の発生を抑制するための構造物を設けることで、ポンプによる排水効率を向上できる。 Arranged in the upper part of the suction tank, a radio wave transmitter for wirelessly transmitting a reference signal for positioning, a detector-side receiver for wirelessly receiving the reference signal, and disposed in the movable body A positioning unit that measures the position of the movable body based on a reference signal received by the detection-side receiving unit, and the controller includes a positioning unit that receives the monitoring-side receiving unit from the detection-side transmitting unit. Based on the positioning result, the position of the movable body in the suction water tank is specified. Here, specifying the position of the movable body is the same as specifying the location where the underwater vortex is generated. That is, according to this aspect, the controller can determine whether or not the underwater vortex is generated based on the detection result of the sensor, and can determine the position where the underwater vortex is generated based on the positioning result of the positioning unit. Therefore, the administrator of the pump facility during maintenance can improve the drainage efficiency of the pump by providing a structure for suppressing the generation of the underwater vortex in the portion where the underwater vortex is generated in the suction water tank.
前記可動体は、前記底壁に沿って突出する複数の凸部を備える。又は、前記可動体は、前記底壁側から前記ポンプケーシング側に向けて、直径を次第に小さくした縮径流路を備える。これらの態様によれば、ポンプケーシングの下方での液体の旋回流を効率的に抑制できるため、水中渦の発生又は成長を効果的に抑制できる。 The movable body includes a plurality of convex portions projecting along the bottom wall. Alternatively, the movable body includes a reduced-diameter channel whose diameter is gradually reduced from the bottom wall side toward the pump casing side. According to these aspects, since the swirling flow of the liquid below the pump casing can be efficiently suppressed, generation or growth of the underwater vortex can be effectively suppressed.
また、本発明は、吸込水槽の底壁上に配置したセンサによって、ポンプケーシングの下方の液体圧力を検出し、前記センサが検出した圧力の変化によって、コントローラが前記吸込水槽内での水中渦の発生の有無を判断する、ポンプ監視方法を提供する。 In the present invention, the sensor disposed on the bottom wall of the suction water tank detects the liquid pressure below the pump casing, and the controller detects the submerged vortex in the suction water tank by the change in the pressure detected by the sensor. Provided is a pump monitoring method for determining whether or not an occurrence has occurred.
本発明では、センサによってポンプケーシングの下方の液体圧力を計測するため、吸込水槽内に混入した異物の影響を受けることなく、水中渦の発生の有無を高精度に検出できる。 In the present invention, since the liquid pressure below the pump casing is measured by the sensor, it is possible to detect the presence or absence of underwater vortices with high accuracy without being affected by foreign matter mixed in the suction water tank.
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係るポンプ監視装置30を用いたポンプ設備を示す。このポンプ設備は、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立軸ポンプ10を備える。ポンプ監視装置30は、吸込水槽1内に配置した圧力センサ32を備え、この圧力センサ32の検出結果に基づいて、水中渦Aの発生の有無を判断する。
(First embodiment)
FIG. 1 shows pump equipment using a
(立軸ポンプの概要)
図1に示すように、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。
(Outline of vertical shaft pump)
As shown in FIG. 1, the
ポンプケーシング12は、吸込水槽1の上方を覆う据付床2に設置されている。ポンプケーシング12は、据付床2の取付孔2aを貫通して吸込水槽1内に配置された揚水管13と、据付床2上に配置された吐出管19とを備える。
The
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。
The
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り、ストレート管14の上端に接続されている。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。
The
回転軸22は、吐出エルボ20を貫通し、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。
The rotating
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。
The
回転軸22の上端には、駆動モータ27が接続されている。駆動モータ27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。
A
例えば、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のような水中渦A及び/又は空気吸込渦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、水中渦A及び/又は空気吸込渦Bが発生する。
For example, when the liquid level in the
水中渦Aは、吸込水槽1の底壁3から吸込口18に向けて延びる液流であり、空気吸込渦Bは、液面から吸込口18にかけて生じる液流である。これらの渦A,Bが発生していない定常状態では、ポンプケーシング12内に空気が流入しないため、排出流体は液体のみの単相流である。水中渦Aの渦芯はキャビテーションであるため、水中渦Aの発生状態では、ポンプケーシング12内に空気が流入し、排出流体が液体と気体の二相流になる。空気吸込渦Bの発生状態では、断続的又は連続的に空気が渦に吸い込まれるため、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。
The underwater vortex A is a liquid flow extending from the bottom wall 3 of the
そこで、ポンプ設備には、目視での確認が困難な水中渦Aの発生を検出するために、ポンプ監視装置30が設けられている。また、発生した空気吸込渦Bを消滅し、以後の発生を抑制するために、渦抑制機構60が設けられている。
Therefore, a
(ポンプ監視装置の概要)
図1から図3に示すように、ポンプ監視装置30は、ポンプケーシング12の下方の液体圧力を検出するための圧力センサ32と、圧力センサ32の検出結果に基づいて水中渦Aの発生の有無を判断するコントローラ50とを備える。
(Outline of pump monitoring device)
As shown in FIGS. 1 to 3, the
圧力センサ32は、周囲の液体圧力に応じた電圧(検出結果)を出力するものである。この圧力センサ32は、底壁3上を移動可能な可動体34内に収容されることで、底壁3上に配置されている。
The
可動体34は、底面に複数(本実施形態では4個)のローラ35が配置された筐体を備える。ローラ35は、底壁3に対して直交方向に延びる回転軸を備え、この回転軸を中心として360度回転可能である。この可動体34は、吸込水槽1内の液体に浮くことなく、液体の流れによって底壁3上を移動できるように、液体の密度に近い材質(例えば塩化ビニル樹脂やゴム等)で形成されている。可動体34は、底壁3に沿って突出する複数の凸部36を備える。この凸部36は、可動体34を上方(ローラ35の逆側)から見て、90度間隔をあけて4個突出されている。可動体34がポンプケーシング12の下方に位置する場合、凸部36は、液体の旋回流を抑制し、水中渦Aの発生又は成長を抑制する機能を兼ね備える。
The
可動体34には、圧力センサ32を配置するための配置部37Aと、後述する検出側通信部40を配置するための配置部37Bとが設けられている。これらの配置部37A,37Bは、上面から下向きに窪む凹部からなる。配置部37Aの上部は、圧力センサ32によって塞がれている。配置部37Bの上部は、電波(信号)を透過可能な樹脂によって密閉されている。また、可動体34は、後述する制御部42、測位部44、及び記憶部46を収容するための収容部を備える。これらの圧力センサ32、検出側通信部40、制御部42、測位部44、及び記憶部46を含めた可動体34の重量が、液体の流れによって底壁3上を移動可能な重さに設定されている。
The
コントローラ50は、例えばパーソナルコンピュータによって構成されており、据付床2上に配置されている。このコントローラ50は、入力された圧力センサ32の検出結果(液体圧力)の変化によって、吸込水槽1内での水中渦Aの発生の有無を判断する。コントローラ50は、圧力センサ32の検出結果を記憶する記憶部52を備え、この記憶部52に水中渦Aの発生の有無を判断するための閾値Tが記憶されている。
The
圧力センサ32とコントローラ50は、検出結果等の情報を無線通信によって送受信する。可動体34内には、圧力センサ32の他に、検出側通信部40と制御部42が配置されている。吸込水槽1の上部である据付床2の下面には、監視側通信部54が配置されている。但し、監視側通信部54は、据付床2上に配置してもよい。
The
検出側通信部40と監視側通信部54は、無線信号を送信する送信部40a,54aと、無線信号を受信する受信部40b,54bとを備える。検出側通信部40は、通信ケーブルによって制御部42と電気的に接続され、監視側通信部54は、通信ケーブルによってコントローラ50と電気的に接続されている。但し、これらも無線接続してもよい。
The detection-
制御部42は、マイクロコンピュータ、及びその他の電子デバイスにより構成されている。この制御部42は、A/D変換器(図示せず)を介して圧力センサ32に電気的に接続され、定められた時間(例えば300〜3600秒)毎に圧力センサ32を駆動する。制御部42は、圧力センサ32から検出結果が入力されると、検出側通信部40を駆動し、検出結果を検出側通信部40(送信部40a)からコントローラ50へ出力させる。
The
監視側通信部54(受信部54b)は、無線受信した検出側通信部40からの検出結果をコントローラ50に出力する。これによりコントローラ50は、圧力センサ32の検出結果を記憶部52に記憶する。また、コントローラ50は、記憶部52に記憶された閾値Tと比較することで、吸込水槽1内に水中渦Aが発生しているか否かを判断する。
The monitoring side communication unit 54 (
図4に、吸込水槽1内の水位に対する、ポンプケーシング12の下方の液体圧力及びポンプ吐出量の関係を示す。図4の横軸は吸込水槽1内の水位であり、縦軸は液体圧力と吐出流量比である。図4に破線で示すように、ポンプ吐出流量比は、水位に拘わらず、水中渦Aが発生するまでは一定であるが、水中渦Aが発生すると急激に低下する。図4に実線で示すように、ポンプケーシング12の下方の圧力は、液位が低くなるに従って低下し、水中渦Aが発生すると大気圧以下まで急激に低下する。
FIG. 4 shows the relationship between the liquid pressure below the
図4に示すように、圧力センサ32による検出結果は、水中渦Aが発生していない場合には正圧になる一方、水中渦Aが発生した場合には負圧になる。また、水中渦Aの中心圧力は、水中渦Aの成長に従って低くなるため、圧力センサ32による検出結果も水中渦Aの成長に従って低くなる。つまり、ポンプケーシング12の下方の液体圧力を計測すれば、水中渦Aの発生の有無と、水中渦Aの強さを検知できる。
As shown in FIG. 4, the detection result by the
そこで、本実施形態では閾値Tを0Paとし、コントローラ50は、圧力センサ32の検出結果が閾値Tを上回っていれば、水中渦Aが発生していないと判断し、圧力センサの検出結果が閾値Tを下回っていれば、水中渦Aが発生していると判断するように設定されている。但し、閾値Tは必要に応じて変更が可能である。
Therefore, in this embodiment, the threshold value T is set to 0 Pa, and the
(可動体の移動)
図5に示すように、ポンプ設備の上流側(図5において左側)から吸込水槽1内に流入した液体は、吸込水槽1の端壁4に衝突することで、ポンプケーシング12に向けて旋回する。また、立軸ポンプ10の運転により、吸込水槽1内の液体は、吸込口18が形成されたポンプケーシング12の下方に流れる。
(Movement of movable body)
As shown in FIG. 5, the liquid that has flowed into the
吸込水槽1内に配置された可動体34は、吸込水槽1内の液流によって、水中渦Aが発生し易いポンプケーシング12の下方へ自動的に移動する。この際、圧力センサ32とコントローラ50は、無線通信によって検出結果を送受信するため、これらの間には可動体34の移動の妨げになる通信用の配線はない。よって、ポンプケーシング12の下方、詳しくは揚水管13の軸心を基準として、吸込口18の直径に対して1.5倍の範囲内に、可動体34を確実に移動させることができる。
The
よって、定められた時間毎に圧力センサ32を駆動することで、ポンプケーシング12の下方の圧力を確実に検出できる。その結果、ポンプケーシング12の下方の液体圧力を変化させる水中渦Aの発生の有無を検出できる。また、吸込水槽1内の液体圧力は、液体に混入した異物の影響を受けないため、水中渦Aの発生の有無を高精度に検出できる。
Therefore, the pressure below the
なお、水中渦Aが発生すると、水中渦Aによる液流と圧力変化によって、可動体34は水中渦Aに接近する。よって、圧力センサ32によって水中渦Aによる液体圧力の変化(低下)を確実に検出できる。また、可動体34は、圧力が低下した水中渦Aの中心へ移動し、底壁3上の水中渦Aの起点を覆うため、可動体34によって、水中渦Aを消滅しつつ、その部分での以後の水中渦Aの発生を抑制できる。よって、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ため、ポンプ設備の信頼性を向上できる。
When the underwater vortex A is generated, the
(可動体の位置の特定)
液流によって移動した可動体34の位置は、水中渦Aの発生箇所である。よって、吸込水槽1内の可動体34の位置を特定することは、水中渦Aの発生箇所を特定することと同じである。そこで、図1及び図3に示すように、可動体34の移動位置を特定するために、ポンプ監視装置30には、吸込水槽1の上部に電波送信部56が配置され、可動体34内に測位部44が配置されている。
(Identification of position of movable body)
The position of the
電波送信部56は、定められた時間(例えば300〜3600秒)毎に、測位のための基準信号を吸込水槽1内に無線送信するものである。基準信号は、例えばGPS(Global Positioning System)測位と同様に、電波送信部56の取付位置と送信時刻の情報を含む。この場合、図1及び図5に示すように、電波送信部56は、ポンプケーシング12を中心として90度間隔をあけて、据付床2の下面に4個配置される。なお、本実施形態の電波送信部56とコントローラ50は、電気的に接続されていても、接続されていなくてもよい。
The radio
測位部44は、通信ケーブルによって制御部42と記憶部46に電気的に接続されている。この測位部44は、検出側通信部40(受信部40b)が受信した電波送信部56の基準信号に基づいて、可動体34の位置を計測する。詳しくは、測位部44は、受信した第1から第4の基準信号に基づいて、個々の電波送信部56までの距離を演算(計測)し、全ての演算結果(距離)から吸込水槽1内の自身の位置を測位する。この測位結果は制御部42に出力され、制御部42が検出側通信部40(送信部40a)からコントローラ50に出力する。
The
コントローラ50は、監視側通信部54(受信部54b)が受信した測位部44の測位結果に基づいて、吸込水槽1内の可動体34の位置を特定し、記憶部52に記憶する。
The
なお、吸込水槽1内における可動体34の位置の特定方法は、GPS測位と同様の方式に限られず、IMES(Indoor Messaging System)測位、Wi−Fi測位、ビーコン測位、PDR(Pedestrian Dead Reckoning)測位等、基準信号を無線送信する電波送信部56と、受信した基準信号に基づいて位置を計測する測位部44とを備える方式であれば、必要に応じて変更が可能である。
The method of specifying the position of the
このようにしたポンプ監視装置30では、コントローラ50は、圧力センサ32の検出結果によって水中渦Aの発生の有無を判断でき、測位部44の測位結果によって水中渦Aの発生箇所を特定できる。よって、メンテナンス時に管理者は、底壁3上の可動体34が長時間停止する箇所、つまり吸込水槽1内の水中渦Aが発生する箇所に、水中渦Aの発生を抑制する周知の構造物を設けることで、立軸ポンプ10の排水効率を向上できる。
In the
(渦抑制機構の概要)
図1及び図5に示すように、渦抑制機構60は、揚水管13の下側外周部に配置され、吸込水槽1内で発生した空気吸込渦Bを消滅ないし抑制するものである。この渦抑制機構60は、渦抑制部材62と、渦抑制部材62を移動自在に取り付けるための取付枠64とを備える。
(Outline of vortex suppression mechanism)
As shown in FIGS. 1 and 5, the
渦抑制部材62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。この渦抑制部材62は、吸込水槽1内の液流によって移動できるように、中空状に形成されている。渦抑制部材62は、取付枠64に対して周方向に間隔をあけて4本配置されている。図5を参照すると、渦抑制部材62は、揚水管13の外周部に近接した第1位置(図5において左側の2個)から、第1位置よりも揚水管13の外周部から最も離反した第2位置(図5において右側の2個)を経て、第1位置とは逆側の第3位置にかけて、概ね180度の範囲を回転可能に保持されている。
The
取付枠64は、渦抑制部材62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64は、横枠部材65、縦枠部材66、及び連結部材67を備える。
The mounting
横枠部材65は、揚水管13の軸線と同軸の円環状のパイプであり、吸込口18の上側外周部に位置するように、ベルマウス17に形成された固定部17aに固定されている。
The
縦枠部材66は、下端が横枠部材65に接合され、ベーンケース15の上部に向けて揚水管13の軸線に沿って延びる直管である。縦枠部材66は、吸込水槽1内への液体流入による負荷、及び渦抑制部材62からの負荷では変形しない剛体(金属)からなる。縦枠部材66は、横枠部材65に対して周方向に間隔をあけて、渦抑制部材62と同数(本実施形態では4本)設けられている。縦枠部材66は、上端と中間の所定部位を、ベーンケース15とベルマウス17に固定してもよい。
The
連結部材67は、縦枠部材66に対して渦抑制部材62を回転自在、つまり揚水管13に対して渦抑制部材62を水平方向に旋回可能に連結するもので、渦抑制部材62の上下2箇所に設けられている。図6に最も明瞭に示すように、連結部材67は、縦枠部材66に回転可能に取り付けられた筒部68と、筒部68から径方向外向きに突出したアーム69とを備える。
The connecting
渦抑制部材62には、径方向に貫通する挿通孔63が設けられている。アーム69は、挿通孔63を貫通し、アーム69に沿って渦抑制部材62を移動可能に取り付けるものである。このアーム69の先端には、渦抑制部材62の脱落を防止するために、挿通孔63の直径よりも大径の抜止部70が設けられている。アーム69の全長は、統計的に空気吸込渦Bが発生し易い部分に、渦抑制部材62を配置可能な寸法に設定されている。
The
このようにしたポンプ設備では、吸込水槽1内の液流に従って、ポンプケーシング12に対して渦抑制部材62が旋回する。そして、立軸ポンプ10の運転により吸込水槽1内の水位が低下し、空気吸込渦Bが発生すると、渦抑制部材62は、空気吸込渦Bの液流によって空気吸込渦B上に移動する。この際、渦抑制部材62は、縦枠部材66に対して回転する方向への移動だけでなく、アーム69に沿ってポンプケーシング12に対して接離する方向への移動も可能なため、確実に空気吸込渦B上に移動できる。よって、発生した空気吸込渦Bを消滅し、以後の空気吸込渦Bの発生を効果的に抑制できる。
In the pump facility thus configured, the
以上のように、本実施形態のポンプ設備は、専用の駆動手段を用いたり、複雑な制御を行ったりすることなく、吸込水槽1内の液流によって、水中渦Aと空気吸込渦Bを消滅ないし抑制できる。よって、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ため、ポンプ設備の信頼性を向上できる。
As described above, the pump equipment of this embodiment eliminates the submerged vortex A and the air suction vortex B by the liquid flow in the
(第2実施形態)
図7は第2実施形態のポンプ監視装置30を用いたポンプ設備を示す。この第2実施形態では、可動体75を円錐筒状とした点で、第1実施形態と相違する。
(Second Embodiment)
FIG. 7 shows a pump facility using the
可動体75は、底壁3側からポンプケーシング12側に向けて、直径が次第に小さくなる縮径流路76が形成された筐体を備える。可動体75の下部には、図3に示す圧力センサ32、検出側通信部40、制御部42、測位部44、及び記憶部46を配置するための収容部77が形成されている。収容部77の下部には、第1実施形態と同様に、底壁3上を移動するためのローラ78が配置されている。なお、圧力センサ32は、縮径流路76内の液体圧力を検出するように配置されている。
The
この可動体75は、第1実施形態と同様に、吸込水槽1内の液流によって、水中渦Aが発生し易いポンプケーシング12の下方へ自動的に移動する。また、水中渦Aが発生すると、水中渦Aによる液流と圧力変化によって、可動体75は水中渦Aに接近する。そして、可動体75は、水中渦Aが縮径流路76内に位置するように、圧力が低下した水中渦Aの中心へと移動する。
Similar to the first embodiment, the
よって、圧力センサ32によって縮径流路76内の流体圧力を検出することで、その検出結果からコントローラ50は、吸込水槽1内での水中渦Aの発生の有無を確実に判断できる。また、ポンプケーシング12の下方での液体の旋回流を可動体75によって効率的に抑制できるため、水中渦Aの発生又は成長を効果的に抑制できる。
Therefore, by detecting the fluid pressure in the reduced
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。
The
例えば、可動体34,75には、吸込水槽1内(水中渦Aの発生の有無)を監視できる水中カメラを配置してもよい。可動体34,75は、垂直方向の動きが拘束されるように構成されてもよい。
For example, the
圧力センサ32は、吸込水槽1の底壁3上に直接配置してもよい。この場合、揚水管13の軸心を基準として、吸込口18の直径に対して1.5倍の範囲内に複数の圧力センサ32を配置することが好ましい。また、その直径に対応する直径で据付床2の取付孔2aを形成し、据付床2上から圧力センサ32を投げ入れて配置できるようにすることが好ましい。
The
圧力センサ32とコントローラ50は、無線通信により検出結果を送受信させたが、通信ケーブルによって接続することで、有線通信により検出結果を送受信させてもよい。また、可動体34,75の移動位置を特定は、測位部44と電波送信部56による方式に限られず、水中カメラによる監視であってもよい。
Although the
ポンプ監視装置30は、立軸ポンプ10を用いたポンプ設備に限られず、回転軸を水平に配置した横軸ポンプを用いたポンプ設備にも適用可能であり、監視対象のポンプの種類は必要に応じて変更が可能である。
The
1…吸込水槽
2…据付床
2a…取付孔
3…底壁
4…端壁
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…固定部
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…駆動モータ
30…ポンプ監視装置
32…圧力センサ
34…可動体
35…ローラ
36…凸部
37A,37B…配置部
40…検出側通信部
40a…送信部
40b…受信部
42…制御部
44…測位部
46…記憶部
50…コントローラ
52…記憶部
54…監視側通信部
54a…送信部
54b…受信部
56…電波送信部
60…渦抑制機構
62…渦抑制部材
63…挿通孔
64…取付枠
65…横枠部材
66…縦枠部材
67…連結部材
68…筒部
69…アーム
70…抜止部
75…可動体
76…縮径流路
77…収容部
78…ローラ
A…水中渦
B…空気吸込渦
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記吸込水槽の底壁上に配置され、前記ポンプケーシングの下方の液体圧力を検出するセンサと、
前記センサが検出した圧力の変化によって、前記吸込水槽内での水中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。 A monitoring device for a pump in which at least a part of a pump casing is arranged in a suction water tank,
A sensor which is disposed on the bottom wall of the suction water tank and detects a liquid pressure below the pump casing;
A pump monitoring apparatus comprising: a controller that determines whether or not an underwater vortex is generated in the suction water tank based on a change in pressure detected by the sensor.
前記吸込水槽の上部に配置され、無線受信した前記検出側送信部からの前記検出結果を前記コントローラに出力する監視側受信部と
を備える、請求項2に記載のポンプ監視装置。 A detection-side transmitter that is arranged on the movable body and wirelessly transmits a detection result of the sensor;
The pump monitoring apparatus according to claim 2, further comprising: a monitoring-side receiving unit that is disposed on an upper portion of the suction water tank and outputs the detection result from the detection-side transmitting unit that is wirelessly received to the controller.
前記可動体に配置され、前記基準信号を無線受信する検出側受信部と、
前記可動体に配置され、前記検出側受信部が受信した基準信号に基づいて前記可動体の位置を計測する測位部と
を備え、
前記コントローラは、前記検出側送信部から前記監視側受信部が受信した前記測位部の測位結果に基づいて、前記吸込水槽内の前記可動体の位置を特定する、請求項3に記載のポンプ監視装置。 A radio wave transmitter that is disposed on the suction water tank and transmits a reference signal for positioning wirelessly;
A detection-side receiving unit that is arranged on the movable body and wirelessly receives the reference signal;
A positioning unit disposed on the movable body and measuring the position of the movable body based on a reference signal received by the detection-side receiving unit;
4. The pump monitoring according to claim 3, wherein the controller specifies a position of the movable body in the suction water tank based on a positioning result of the positioning unit received by the monitoring-side receiving unit from the detection-side transmitting unit. apparatus.
前記センサが検出した圧力の変化によって、コントローラが前記吸込水槽内での水中渦の発生の有無を判断する、ポンプ監視方法。 The sensor located on the bottom wall of the suction tank detects the liquid pressure below the pump casing,
A pump monitoring method in which a controller determines whether or not an underwater vortex is generated in the suction water tank based on a change in pressure detected by the sensor.
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JP2017147479A JP2019027361A (en) | 2017-07-31 | 2017-07-31 | Pump monitor device and pump monitor method |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2020130565A (en) * | 2019-02-19 | 2020-08-31 | 株式会社三共 | Game machine |
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- 2017-07-31 JP JP2017147479A patent/JP2019027361A/en active Pending
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