JPH0422797A - エンジン駆動式ポンプの運転状況検出方法およびポンプの軸受に対する潤滑水の供給方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、例えば水路に配備されている排水機場に設置
されて、雨水の排水などに用いられエンジン駆動式室軸
ポンプの運転状況検出方法およびポンプの軸受に対する
潤滑水の供給方法に関する［従来の技術］ 例えば室軸ポンプの軸受として、自揚水によってｆｌｆ
ｌ滑および冷却がなされて、安定運転を継続できるセラ
ミックス軸受が採用されている。

この種の軸受では、ポンプの起動直後のきわめて短い時
間だけドライ運転がなされ、この短い時間が紅過すると
、直ちに自揚水によって潤滑および冷却されて安定運転
に入る。即ち、セラミックス軸受では、ドライ運転が短
時間に制限されることになる。

一方、都市化の急激な進展に伴い、水路に配備されてい
る揚水機場への雨水流入量が大量かつ急激なものとなり
つつある。このような状況には、排水機場における吸水
井の水位が室軸ポンプの揚水遮断水位以下に低下しても
ドライ運転を継続して、ポンプの運転状態を先行させる
先行待機運転や気中管理運転を行うことによって対応し
ている前記先行待機運転や気中管理運転に使用される室
軸ポンプでは、長時間ドライ運転が継続されることにな
り、この間、軸受に対して潤滑水が供給されなくなる。

したがって、先行待機運転や気中管理運転を行う室軸ポ
ンプには、ドライ運転時間が短時間に制限されるセラミ
ックス軸受を採用し得なかった。

このような問題を解決するために、軸受に対して外部か
ら潤滑水を供給することが考えられるがこの場合、揚水
運転中であるのにもかかわらず、外部から潤滑水の供給
を続けることは無意味である。したがって、吸水井の水
位を測定することにより、その水位が予め設定した水位
、つまり室軸ポンプの揚水開始水位よりも低い水位に低
下した場合に、軸受に対して潤滑水の供給を行う方法が
採用されていた。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、このように、吸水井の揚水開始水位よりも低い
水位のみに基づいて軸受に対する潤滑水の供給を行う方
法では、吸水井の水面が平穏である場合と波立っている
場合を考慮しなければならないので、通常は波立ってい
る場合を考慮して、潤滑水の供給停止水位を余裕をみて
高目に設定しておく必要があった。

ところが、このような制御方法では、水面が比較的穏や
かな場合において、揚水運転中であるのにもかかわらず
、潤滑水の供給がなされることになる。つまり、ポンプ
の運転状況を正確に知ることができず、そのため、無駄
な潤滑水の供給が長時間にわたって続けられ、軸受に対
する無駄な注水を省略することができなかった。

本発明は、このような事情に鑑み、かつエンジンの冷却
水循環系とポンプの羽根車下流側流路とで熱交換部を形
成して、ポンプの自揚水によりエンジン冷却水を強制冷
却して、冷却効率の向上を図るように構成した場合、揚
水運転時と気中運転時において熱交換部入口のエンジン
冷却水温度と、熱交換部出口のエンジン冷却水温度とに
温度差が生じる点に着目してなされたもので、ポンプの
運転状況を正確に検知することができるエンジン駆動式
ポンプの運転状況検出方法、ならびに、軸受に対する潤
滑水の供給を確実にしかも最小必要限に制御して行うこ
とができるエンジン駆動式ポンプの軸受に対する潤滑水
の供給方法の提供を目的としている。

［課題を解決するための手段］ 前記目的を達成するために、第１の発明は、エンジンの
冷却水循環系とポンプの羽根車下流側流路とで熱交換部
を形成し、この熱交換部入口のエンジン冷却水温度と、
熱交換部出口のエンジン冷却水温度との温度差に基づい
てポンプの運転状況を検出するようにしたものである。

また、第２の発明は、エンジンの冷却水循環系とポンプ
の羽根車下流側流路とで熱交換部を形成し、この熱交換
部入口のエンジン冷却水温度と、熱交換部出口のエンジ
ン冷却水温度との温度差に基づいて、潤滑水供給系から
ポンプ主軸の軸受に対する潤滑水の供給停止を制御する
ようにしたものである。

［作用］ 本発明によれば、ポンプの揚水運転によりエンジンが高
負荷正転している場合には、熱交換部入口のエンジン冷
却水温度と、熱交換部出口のエンジン冷却水温度との温
度差が大きくなり、ポンプの気中運転によりエンジンが
低負荷運転している場合には、熱交換部入口のエンジン
冷却水温度と、熱交換部出口のエンジン冷却水温度との
温度差が小さくなる。つまり、熱交換部入口のエンジン
冷却水温度と、熱交換部出口のエンジン冷却水温度との
温度差を検出することによってポンプの揚水運転および
気中運転などの運転状況を知ることができる。

また、ポンプが揚水運転されているか、気中運転されて
いるかを知ることによって、気中運転時には潤滑水供給
系からポンプ主軸の軸受に対して潤滑水を供給し、揚水
運転時には潤滑水の供給を停止することができる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明を適用した室軸ポンプを示し、図におい
て、室軸ポンプ１の主軸２は羽根車３上側のガイドベー
ン３Ａの基部に固定された軸受４と、揚水管５内で吸水
井６の床面７と略同じ高さレベルに固定されている軸受
８によって回転自在に軸支され、例えばディーゼルエン
ジン１０により回転駆動される。

前記軸受４，８はそれぞれ炭化ケイ素などのセラミック
スによって形成されており、それぞれに潤滑水供給系９
から潤滑および冷却用の潤滑水が供給されるようになっ
ている。

潤滑水供給系９は潤滑水供給源９Ａと、この潤滑水供給
源９Ａと軸受４，８を連通させる管路９Ｂおよび該管路
９Ｂに介設した、例えば電磁弁や電動ボール弁などの弁
９Ｃによって構成されている。したがって、弁９Ｃの開
弁時に潤滑水供給源９Ａから軸受４，８に潤滑水の供給
がなされ、弁９Ｃの閉弁時には軸受４，８に対する潤滑
水の供給が止められる。

エンジンｌＯの冷却水循環系１１の一部と揚水管５の下
流側の吐出管５Ａとで熱交換部１２が形成されている。

そして、この熱交換部１２の入口に、熱交換される前の
エンジン冷却水温度を検知する第１温度センサ１３が臨
んでおり、熱交換部１２の出口に、熱交換された後のエ
ンジン冷却水温度を検知する第２温度センサ１４が臨ん
でいる第１温度センサエ３からの検出信号ｃ１および第
２温度センサ１４からの検出信号ｃ２は、それぞれ制御
手段１５に入力され、ここでは第１温度センサ１３によ
って検出された温度と、第２温度センサ１４によって検
出された温度との温度差が演算検出され、温度差の大き
い揚水運転中に弁９Ｃを閉弁させる閉弁信号ｓｈを出力
し、温度差の小さい気中運転中に弁９ｃを開弁させる開
弁信号Ｏｐを出力する。また、制御手段１５からの出力
信号ｃ３は表示器１６に表示される。

前記室軸ポンプ１では、吸水口の深さがこれ以下では空
気を吸込んでしまうポンプ固有の最低水位ＬＷＬよりも
上方に羽根車３が６首されるとともに、羽根車３の入口
３ａ下方、つまり羽根車室に開口され、かつその途中に
気水切替用吸気弁１７を介装した吸気管１８を装セ１１
シている。したがって、水位降下時には吸水位が最低水
位（揚水遮断水位）ＬＷＬになったときに、吸気弁１７
を開成して羽根車３の入口３ａに空気を送り込んで揚水
運転から気中運転に切替え、水位上Ａ時には。

吸水井６の水位が羽根車３の入口３ａレベルＨＷＬにな
ったとき、吸気弁１７を閉成し、残留空気を吸い揚げな
がら気中運転から揚水運転に切替えるようになっている
。

なお、吸気弁１７の開閉は、図示されていない水位計に
よって、前記揚水開始水位ＨＷＬまたは揚水遮断水位Ｌ
ＷＬを検知し、ここから吸気弁１７に出力される信号に
基づいてなされる。

つぎに、室軸ポンプの運転状況検出方法、ならびに軸受
４，８に対する潤滑水の供給方法について説明する。

エンジンｌＯによって主軸２が回転駆動されている室軸
ポンプｌの運転状態において、吸水井６の水位が揚水開
始水位ＨＷＬ以上であれば、吸気管１８の吸気弁１７は
閉弁されており、羽根車３によって木が吸い揚げられる
ので揚水運転がなされる。

揚水運転によりエンジン１０が高負荷運転されることで
、冷却水循環系１１の上流側、つまり熱交換部１２の入
口側の冷却水温度が高くなり、しかもポンプの自揚水に
よりエンジン１０の冷却水は熱交換部１２内で冷却され
るため、この熱交換部１２人口のエンジン冷却水温度と
、熱交換部１２出口のエンジン冷却水温度との温度差が
大きくなり、これが制御手段１５によって演算検出−さ
れここから出力される信号ｃ３が表示器１６に入力され
て、表示がなされることにより、室軸ポンプ１が揚水運
転中であることを知ることができる一方、制御手段１５
から閉弁信号ｓｈを出力し、弁９Ｃが閉弁されるので、
軸受４，８は羽根車３によって吸い揚げられる自揚水に
よって潤滑および冷却される。

揚水運転の継続によって、水位が揚水開始水位ＨＷＬ未
満に低下しても、揚水遮断水位ＬＷＬに低下するまでの
間は、吸気弁１７の開成状態が保持されるとともに、自
揚水による軸受４，８に潤滑および冷却がなされる。

水位が揚水遮断水位ＬＷＬ付近に低下すると、吸気弁１
７を開成して羽根車３の入口３ａに空気を送り込んで揚
水運転から気中運転に切替えられる。この気中運転時に
は、エンジンが低負荷運転されるので、熱交換部１２の
入口側の冷却水温度が前述の高負荷運転時よりも低くな
り、しかもポンプの自揚水によって冷却されることがな
いのでこの熱交換部１２人口のエンジン冷却水温度と、
熱交換部１２出口のエンジン冷却水温度との温度差が小
さくなり、これが制御手段１５によって演算検出され、
制御手段１５から表示器１６に入力されていた信号Ｃ３
が変換されて表示がなされることになり、室軸ポンプ１
が気中運転中であることを知ることができる。

また、制御手段１５から開弁信号Ｏｐを出力し、弁９Ｃ
が開弁されるので、潤滑水供給系９から軸受４．８に対
して潤滑水が供給され、軸受４゜８の潤滑および冷却が
なされる。したがって、室軸ポンプが気中運転に切替え
られて、自揚水により、軸受４，８が潤滑されなくなっ
ても、潤滑水供給系９から供給される潤滑水によって潤
滑がなされるので安定運転を継続することができる。

気中運転の継続によって、吸水井６の水位が上昇して、
揚水開始水位ＨＷＬに達すると、前述のように揚水運転
に切替えられ、軸受４，８は自揚水によって潤滑される
。

このように、室軸ポンプｌの気中運転中は、潤滑水供給
系９から供給される潤滑水によって軸受４．８の潤滑お
よび冷却がなされるので、ドライ運転が長時間継続され
る先行待機運転や気中管理運転を行う室軸ポンプ１にも
、セラミックス軸受４．８を採用することができる。

なお、本発明は、前記実施例で述べた室軸ポンプ１のみ
に限らず、気中運転を行うことのできる他のポンプにも
採用できることはいうまでもない［発明の効果］ 本発明は１．前述のように構成されているので、つぎに
記載されるような効果を奏する。

請求項（１）に記載のポンプの運転状況検出方法によれ
ば、揚水運転時と気中運転時によって異る熱交換部入口
のエンジン冷却水温度と、熱交換部出口のエンジン冷却
水温度との温度差を検出することによって、ポンプの揚
水運転および気中運転などの運転状況を正確に検出する
ことができる請求項（２）に記載のポンプの軸受に対す
る潤滑水の供給方法によれば、熱交換部入口のエンジン
冷却水温度と、熱交換部出口のエンジン冷却水温度との
温度差を検出することによって、ポンプが揚水運転され
ているか、気中運転されているかを知ることができるの
で、自揚水によって軸受を潤滑することのできる揚水運
転時には、潤滑水供給系を閉成し、また自揚水によって
軸受を潤滑することのできない気中運転時には、潤滑水
供給系を開成して、ここから供給される潤滑水によって
軸受を潤滑および冷却して安定運転を継続させることが
できる。したがって、従来より不可能とされていた先行
待機運転や気中管理運転を行うポンプにも、セラミック
ス軸受の採用が可能になり、汎用性の向上が実現できる
。　　しかも、軸受に対する潤滑水の供給量を必要最小
限に抑えることができるから、潤滑水およびこれを供給
するための動力などの節減を達成できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明を適用した室軸ポンプの実施例を示す概略
構成図である。 ■・・・ポンプ（室軸ポンプ） ２・・・主軸 ３・・・羽根車 ４．８・・・軸受 ９・・・潤滑水供給系 １０・・・エンジン １１・・・冷却水循環系 １２・・・熱交換部 特許 出 願人 株式会社 クボタ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジン駆動式ポンプにおいて、エンジンの冷却
   水循環系とポンプの羽根車下流側流路とで熱交換部を形
   成し、この熱交換部入口のエンジン冷却水温度と、熱交
   換部出口のエンジン冷却水温度との温度差に基づいてポ
   ンプの運転状況を検出するようにしたことを特徴とする
   エンジン駆動式ポンプの運転状況検出方法。
2. （２）エンジン駆動式ポンプにおいて、エンジンの冷却
   水循環系とポンプの羽根車下流側流路とで熱交換部を形
   成し、この熱交換部入口のエンジン冷却水温度と、熱交
   換部出口のエンジン冷却水温度との温度差に基づいて、
   潤滑水供給系からポンプ主軸の軸受に対する潤滑水の供
   給停止を制御するようにしたことを特徴とするエンジン
   駆動式ポンプの軸受に対する潤滑水の供給方法。