JP2503549Y2 - 低温タンク用液払い出しポンプの軸系監視装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、低温タンク用液払い出しポンプの軸系監視
装置に係り、特にポンプ軸が危険速度で回転する際の振
動状態を監視することができる軸系監視装置に関するも
のである。

［従来の技術］ 従来、低温タンク内に装備される液払い出しポンプの
軸系監視装置として、本出願人が先に提案した実願昭61
−111767号がある。この軸系監視装置は、ポンプ軸と対
向して非接触型変位センサを設け、この非接触型変位セ
ンサによってポンプ軸のふれ量を検出するものであり、
ポンプ軸を支承するブッシュの摩耗量を把握して、ポン
プの保守点検を最適な時期に行い最少限にするものであ
る。

［考案が解決しようとする課題］ ところで、上記低温タンクの液払い出しポンプにおい
ては、近年、信頼性・操作性向上の観点から、ポンプ軸
が危険速度を通過する際のポンプ軸の振動を低減するこ
とが望まれている。

ところが、従来の軸系監視装置では、単にポンプ軸の
外周面に対向させて渦電流センサを設けるだけであり、
ポンプ軸のふれ量（振動）は検出できるものの、回転数
の検出をすることはできない。そのため、ポンプ軸が危
険速度で回転する際のポンプ軸の振動状態を監視するこ
ともできず、ポンプの信頼性や操作性の向上を図ること
が実際上不可能であった。

そこで、上記ポンプ軸の回転数を検出すべく周知の回
転計を設けることも考えられるが、上述の如き液払い出
しポンプでは、その構造上回転計を付設することができ
ない。また、実際の液払い出しポンプ使用時には、軸系
の危険速度（固有振動数）が流体負荷質量により変化す
るため、ポンプ軸の振動状態の監視は、実際と同様の低
温液中で行わなければならず、この点でも、危険速度時
の振動状態の把握は困難であった。

本考案は上述の問題点に鑑みてなされたものであり、
その目的とするところは、ポンプ軸が危険速度を通過す
る際のポンプ軸の振動状態を監視することができる低温
タンク用液払い出しポンプの軸系監視装置を提供するこ
とにある。

［課題を解決するための手段］ 本考案は、低温タンク内の低温液化ガスを汲み上げる
べく、当該タンク内に懸垂させたノズルの下端部に連設
したケーシング内にブッシュサポートを取り付け、この
ブッシュサポートにブッシュを介してポンプ軸を回動自
在に支持するようにした低温タンク用液払い出しポンプ
において、上記ブッシュサポートに、上記ポンプ軸の径
方向に沿って延出されかつ当該ポンプ軸の外周面に検出
端面を臨ませて取り付けられた渦電流変位センサと、該
渦電流変位センサの検出端面と対向する上記ポンプ軸の
外周面に形成された単一の凹部と、上記渦電流変位セン
サより得られる出力信号をスペクトル解析して上記ポン
プ軸のふれ量と回転数とを同時に検出する検出手段とを
備えたものである。

［作用］ 上記構成によれば、ケーシング内に取り付けたブッシ
ュサポートに、ポンプ軸の径方向に沿って延出されかつ
当該ポンプ軸の外周面に検出端面を臨ませて渦電流変位
センサを取り付けたことにより、ポンプ軸のふれ量（振
動）を低温液中でも確実に計測できる。しかも、渦電流
変位センサの検出端面と対向するポンプ軸の外周面に凹
部を形成することで、渦電流型変位センサからの信号に
は凹部の位置信号が回転数に応じた周期で出現すること
となり、上記渦電流変位センサを用いてポンプ軸の回転
数をも検出できる。

［実施例］ 以下に本考案の一実施例を添付図面に従って詳述す
る。

第１図には、低温タンクに貯蔵された液化天然ガス
（LNG）や液化石油ガス（LPG）等の低温液化ガスを汲み
上げるための液払い出しポンプが示されている。

図中、液払い出しポンプ１は、低温タンク２に懸垂支
持された液払い出し用のノズル（図示省略）の下端部に
ケーシング３が取り付けられており、そのケーシング３
内にブッシュサポート４を介してブッシュ５が固定支持
されている。このブッシュ５にはポンプ軸６が上記ケー
シング３内に固定されたモータ（図示省略）の出力軸に
連結されつつ回転自在に案内され、さらに、そのポンプ
軸６の下端側には上記低温タンク２の内底面７に臨んで
インデューサ８が、その上端側には上記低温液化ガスを
加圧して汲み上げるためのインペラ９がそれぞれポンプ
軸６と同芯的に固定されている。従って、上記モータを
駆動してポンプ軸６、インデューサ８及びインペラ９を
回転させると、インデューサ８によってケーシング３内
に流入された上記低温液化ガスはインペラ９で加圧され
て上記液払い出し用のノズル（図示省略）を通って汲み
上げられることとなる。

ところで、この液払い出しポンプ１には、そのポンプ
軸６の異常を監視するための軸系監視装置10が設けられ
ている。この軸系監視装置10は、殊に、ポンプ軸６のふ
れ量と回転数とを同時検出し、これら測定結果からポン
プ軸６が危険速度で回転しているときのポンプ軸６の異
常振動等を求めるものであって、ポンプ軸６の外周面11
に凹部12が形成されると共に、その凹部12と対向して非
接触型変位センサ13がケーシング３に固定され、さら
に、その非接触型変位センサ13に、これより得られる出
力信号からポンプ軸６のふれ量と回転数とを同時に検出
する検出手段14が接続されて構成されている。

非接触型変位センサ13は、ブッシュサポート４の下面
に固定されたブラケット15にねじ止めにより固定されて
おり、その検出端面16がポンプ軸６の外周面11に所定間
隔でもって対面するようポンプ軸６の径方向に沿って配
設されている。ここに、非接触型変位センサ13として
は、低温タンク内の低温液化ガスに影響されることなく
上記間隔ｌの検出が行える渦電流変位センサが用いられ
ている。渦電流変位センサ13は、ホンプ軸６の外周面11
に生起された渦電流の強さを内蔵されたコイルに流れる
交流電流の大きさ及び位相変化として検出することによ
って、上記検出端面16と対面するポンプ軸６の外周面11
の位置並びに上記凹部12の位置を電圧の大きさとして検
出できるようになっている。

他方、検出手段14は非接触型変位センサ13から延出さ
れ且つケーシング３を貫通して低温タンク２外に導出さ
れたリード線17に接続されて非接触型変位センサ13の出
力信号を記憶し、所定演算処理し得るようになってい
る。すなわち、非接触型変位センサ13から出力される出
力信号は、上記ポンプ軸６のふれまわりデータと回転デ
ータとが混在されたものである。ここに、ふれまわりデ
ータはブッシュ５の摩耗量に応じたポンプ軸６のふれ量
を振幅として正弦波状に変化する外周面11の位置信号で
あり、回転データはポンプ軸６の周速度に応じた周期で
出現する凹部12の位置信号である。従って、検出手段14
では、上記出力信号をスペクトル解析してポンプ軸６の
ふれまわりデータと回転データとに分離し、その分離さ
れたそれぞれのデータの上記振幅及び周期を求めてポン
プ軸６のふれ量と回転数とを演算し且つ表示する。ま
た、ポンプ軸６が危険速度で回転するときには、非接触
型変位センサ13の出力信号には異常振動データが付加さ
れ得るので、この検出手段14では、さらに、上記ふれま
わりデータのスペクトル解析によってその異常振動を分
析し得るようになっている。

次に本実施例の作用について説明する。

今、上記モータを駆動してポンプ軸６を回転させる
と、第２図に示すように、ポンプ軸６はそれ自身の回転
と共にブッシュ５の内周面に沿ってふれまわりを行い、
非接触型変位センサ13からは、外周面11の位置信号ｌが
正弦波状をなして出力されつつ、検出端面が凹部12と対
面すると（第２図（Ｂ））、さらに矩形の凹部12の位置
信号が混在されて出力されることとなる。この非接触型
変位センサ13からの出力は、随時、検出手段14で記憶さ
れると共にスペクトル解析されてふれまわりデータとし
ての外周面11の位置信号と回転データとしての凹部12の
位置信号とに分離され、このふれまわりデータからポン
プ軸６のふれ量λが、回転データからポンプ軸の回転数
ｎがそれぞれ求められ、その後、その回転数に基づいて
特定されたポンプ軸６の危険速度通過時のふれまわりデ
ータが解析されてポンプ軸６の異常振動が分析される。

このように本実施例の軸系監視装置10によれば、ポン
プ軸６に臨ませて渦電流変位センサ13を設け、この渦電
流変位センサ13と対向するポンプ軸６位置に凹部12を形
成して、渦電流変位センサ13によってポンプ軸６のふれ
量（振動）と同時に回転数をも検出するようにしたの
で、従来不可能であった低温液中でのポンプ軸６の回転
数検出が可能となり、ポンプ軸６の危険速度通過時にお
ける振動状態を監視できるようになる。従って、この監
視結果に基づいて危険速度通過時におけるポンプ軸６の
振動原因の究明を行え、かかる振動低減のための種々の
措置を講じて、液払い出しポンプの製品としての信頼性
や操作性の向上を図ることができるようになる。

また、渦電流変位センサ13によりポンプ軸６に形成し
た凹部12を検出してポンプ軸６の回転数を検出するの
て、極めて小型の構造の監視装置が得られ、既存の液払
い出しポンプの構造を改良することなく、これにも簡単
に適用することができる。

［考案の効果］ 本考案によれば、次の如き優れた効果を発揮する。

（１）ポンプ軸の外周面に臨ませて渦電流変位センサを
設け、この渦電流変位センサと対向するポンプ軸上に凹
部を形成したので、低温液に影響されることなく、ポン
プ軸のふれ量と同時に回転数をも検出でき、危険速度通
過時のポンプ軸の振動状況を監視できるようになる。

（２）渦電流変位センサと対向するポンプ軸の外周面に
凹部を形成するだけで、ポンプ軸の回転数を検出できる
ので、既存の液払い出しポンプにも構造を改良すること
なく簡単に適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る軸系監視装置の一実施例の概略構
成を示す部分断面図、第２図は本考案にかかる軸系監視
装置の一実施例の動作を示す説明図である。 図中、１は液払い出しポンプ、３はケーシング、５はブ
ッシュ、６はポンプ軸、10は軸系監視装置、12は凹部、
13は非接触型変位センサ、14は検出手段である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｆ０４Ｂ 51/00 Ｆ０４Ｂ 51/00

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】低温タンク内の低温液化ガスを汲み上げる
   べく、当該タンク内に懸垂させたノズルの下端部に設け
   たケーシング内にブッシュサポートを取り付け、このブ
   ッシュサポートにブッシュを介してポンプ軸を回動自在
   に支持するようにした低温タンク用液払い出しポンプに
   おいて、上記ブッシュサポートに、上記ポンプ軸の径方
   向に沿って延出されかつ当該ポンプ軸の外周面に検出端
   面を臨ませて取り付けられた渦電流変位センサと、該渦
   電流変位センサの検出端面と対向する上記ポンプ軸の外
   周面に形成された単一の凹部と、上記渦電流変位センサ
   より得られる出力信号をスペクトル解析して上記ポンプ
   軸のふれ量と回転数とを同時に検出する検出手段とを備
   えてなることを特徴とする低温タンク用液払い出しポン
   プの軸系監視装置。