JP2022055239A - ポンプの診断方法 - Google Patents
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Abstract
Description
まず、本実施形態に係るポンプの診断方法において診断対象とする水中ポンプ3が設置されたポンプゲート1の概要について説明する。ポンプゲート1は、扉体2と、扉体に設けられた水中ポンプ3と、扉体2を上下動させることができる駆動装置4と、を備える(図1)。ポンプゲート1は、河川の本流と支流とが合流する地点において、流水路100に設置されている。流水路100は、支流側流水路101と本流側流水路102とを有する。
ポンプ診断装置6は温度計61とコンピュータ62とを有する。温度計61は、プローブの先端61aを潤滑油室5内に配置する態様で、水中ポンプ3に取り付けることができる。温度計61により測定された温度の値は、コンピュータ62に入力され、コンピュータ62上における解析処理に温度の値を用いることができる。上記の温度計61およびコンピュータ62は、ハードウエアとしては公知のものを使用できる。したがってコンピュータ62は、いずれも公知の、入力装置(キーボード、マウスなど)、出力装置(ディスプレイ、スピーカーなど)、演算素子(CPUなど)、記憶装置(ハードディスクドライブなど)を備える。なお、ポンプ診断装置6には電流計(不図示)も設けられており、電流計の測定値もコンピュータ62に入力される。
ポンプゲート1の性質上、水中ポンプ3は、平常時は運転されず、集中豪雨などの場合のみに運転される。一方で、水中ポンプ3の運転が必要な場合は、緊急の排水が必要な場合であるので、水中ポンプ3が確実に運転できることが求められる。すなわち、平常時の運転状態に基づいて故障またはその兆候を検知する機会が乏しいにもかかわらず、故障を確実に防止することが求められる。そのような要求に鑑みて、水中ポンプ3について定期的な診断が行われ、故障およびその兆候の有無が検査される。本実施形態に係るポンプの診断方法は、運転中測定工程S10、停止後測定工程S20、および診断工程S30を有する(図4)。以下では、各工程の内容について説明する。
運転中測定工程S10は、水中ポンプ3が運転している状態において、所定の期間にわたって、温度計61を用いて温度の測定を行う工程である。本実施形態では、運転中測定工程S10を、水中ポンプ3が完全に停止している状態において開始する態様で、運転中測定工程S10を実施する。
診断工程S30は、運転中測定工程S10において測定した温度の変化と、停止後測定工程S20において測定した温度の変化と、に基づいて、水中ポンプ3の潤滑油の量(ポンプの状態の例)を診断する工程である。より具体的には、診断工程S30では、水中ポンプ3の潤滑油の量が、正常状態、要注意状態、および警告状態の三段階のいずれに属するかを診断する。以下では、診断工程S30においてコンピュータ62によって実行される演算処理について説明する。
第一に、コンピュータ62は、コンピュータ62に入力される電流の値に基づいて、運転中測定工程S10の始点である時刻0、運転中測定工程S10の終点かつ停止後測定工程S20の始点である時刻t1、および停止後測定工程S20の終点である時刻t2を特定する。時刻0より前の期間では、水中ポンプ3は完全に停止しており電流が流れていないが、時刻0において水中ポンプ3を起動すると電流が流れる。したがって、コンピュータ62は、電流の絶対値が所定の閾値を上回った時刻を時刻0として特定する。
第二に、コンピュータ62は、時刻0と時刻t1とにおける温度の差(上昇幅ΔT1)、および、時刻t1と時刻t2とにおける温度の差(下降幅ΔT2)を算出する。前述の通り、温度の測定値は、当該測定値が取得された時刻と関連づけられたデータとして取得されているので、時刻0、時刻t1、および時刻t2を特定することによって、各時刻における温度を特定できる。そして、各時刻における温度の差として、上記の上昇幅ΔT1および下降幅ΔT2を算出する。なお、本実施形態では、上昇幅ΔT1および下降幅ΔT2のいずれについても、正の値として算出する。
第三に、コンピュータ62が水中ポンプ3の潤滑油の量を診断する処理について説明するが、その前提として、正常状態、要注意状態、および警告状態の三段階について、潤滑油の状態と、これによって見られる上昇幅および下降幅の挙動と、を説明する。
図5における曲線C1(実線)は、正常状態の場合の、運転中測定工程S10および停止後測定工程S20にわたって測定された温度の変化を表す。この状態では、温度計61のプローブの先端61aが常に潤滑油の液面より下に存在するので、運転中測定工程S10および停止後測定工程S20の全期間(時刻0から時刻t2まで)にわたって、潤滑油の温度が測定される。この場合の、時刻0と時刻t1とにおける温度の差を上昇幅ΔT11とし、時刻t1と時刻t2とにおける温度の差を下降幅ΔT12とする。
図5における曲線C2(破線)は、要注意状態の場合の、運転中測定工程S10および停止後測定工程S20にわたって測定された温度の変化を表す。要注意状態では、水中ポンプ3が完全に停止している状態において、温度計61のプローブの先端61aが潤滑油の液面より上に存在するので、潤滑油の温度ではなく潤滑油室5内の空気の温度が測定されるかに思える。
警告状態は、潤滑油室5に貯留されている潤滑油の量が要注意状態からさらに減少し、潤滑油の量が、第一規定量より小さい第二規定量を下回っている状態である。この状態では、要注意状態からさらに液面が低下しており、水中ポンプ3の運転時に生じる液はねは温度計61のプローブの先端61aに到達しない。したがってこの状態では常に、潤滑油の温度ではなく潤滑油室5内の空気の温度が測定される。図5における曲線C3(一点鎖線)は、警告状態の場合の、運転中測定工程S10および停止後測定工程S20にわたって測定された温度の変化を表す。
以上に説明した正常状態、要注意状態、および警告状態において見られる温度変化の挙動を念頭に、潤滑油の量を診断するフローについて説明する(図6)。コンピュータ62は、まず、算出した上昇幅ΔT1を所定の閾値ΔT1limと比較する(S31)。ここで、上昇幅ΔT1が閾値ΔT1limより小さいときは、警告状態にあると判断する(S31:はい)。一方、上昇幅ΔT1が閾値ΔT1lim以上のとき(S31:いいえ)は、算出した下降幅ΔT2を所定の閾値ΔT2limと比較する(S32)。ここで、下降幅ΔT2が閾値ΔT2limより大きいときは、要注意状態にあると診断する(S32:はい)。また、下降幅ΔT2が閾値ΔT2lim以下のときは、正常状態にあると診断する(S32:いいえ)。
最後に、本発明に係るポンプの診断方法のその他の実施形態について説明する。なお、以下のそれぞれの実施形態で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することも可能である。
2 :扉体
3 :水中ポンプ
4 :駆動装置
5 :潤滑油室
6 :ポンプ診断装置
61 :温度計
61a :温度計のプローブの先端
62 :コンピュータ
7 :メカニカルシール
L1 :正常時液面
L2 :要注意液面
L3 :警告液面
X :駆動軸
100 :流水路
101 :支流側流水路
102 :本流側流水路
103 :水面
Claims (5)
- メカニカルシールと、前記メカニカルシールに供給される潤滑油を貯留可能な潤滑油室と、を有するポンプを診断する、ポンプの診断方法であって、
前記ポンプが運転している状態において、前記潤滑油室の中の所定の位置の温度を、所定の期間にわたって測定する運転中測定工程と、
前記運転中測定工程において測定した前記温度の変化に基づいて、前記ポンプの状態を診断する診断工程と、を含むポンプの診断方法。 - 前記診断工程において、前記運転中測定工程の前記所定の期間における前記温度の上昇幅が所定の閾値より小さいときは、前記潤滑油室に貯留されている潤滑油の量が所定の規定量未満であると診断する請求項1に記載のポンプの診断方法。
- 前記運転中測定工程において運転している前記ポンプへの動力の供給を停止してから所定の期間にわたって、前記所定の位置の温度を測定する停止後測定工程をさらに含み、
前記診断工程において、前記運転中測定工程において測定した前記温度の変化と、前記停止後測定工程において測定した前記温度の変化と、に基づいて前記ポンプの状態を診断する請求項1または2に記載のポンプの診断方法。 - 前記診断工程において、
前記運転中測定工程の前記所定の期間における前記温度の上昇幅が所定の閾値より小さいときは、前記潤滑油室に貯留されている潤滑油の量が所定の第一規定量未満であると診断し、
前記運転中測定工程の前記所定の期間における前記温度の上昇幅が所定の閾値以上であり、かつ、前記停止後測定工程の前記所定の期間における前記温度の下降幅が所定の閾値より大きいときは、前記潤滑油室に貯留されている潤滑油の量が所定の第二規定量未満であると診断し、
前記第二規定量は、前記第一規定量より大きい請求項3に記載のポンプの診断方法。 - メカニカルシールと、前記メカニカルシールに供給される潤滑油を貯留可能な潤滑油室と、を有するポンプを診断する、ポンプの診断方法であって、
運転している前記ポンプへの動力の供給を停止してから所定の期間にわたって、前記潤滑油室の中の所定の位置の温度を測定する停止後測定工程と、
前記停止後測定工程において測定した前記温度の変化に基づいて、前記ポンプの状態を診断する診断工程と、を含むポンプの診断方法。
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