JPH04347394A - 潤滑システム - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、雨水排水ポンプ等に用
いられる立軸ポンプおいて、特に先行待機運転時に必要
である軸受に対する潤滑システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】立軸ポンプの軸受には、耐摩耗性に優れ
揚水を潤滑水として用いることができるセラミック軸受
が広く用いられるようになっている。

【０００３】その一方で、近年における急激な都市化に
より排水機場への雨水の流入が大量、且つ、急激なもの
となりつつあり、こうした状況に対応するためにポンプ
を先行待機運転させる需要が高まってきている。ところ
が、このような先行待機運転に代表される気中運転を行
う立軸ポンプでは、ポンプが起動して主軸が回転してい
るにも拘らず揚水されない状態で長時間運転される。こ
の間、軸受に対して潤滑水が注水されないことになり、
そのままではドライ摺動による異常摩耗が避けられずセ
ラミック軸受を採用することができなかった。

【０００４】このような問題を解決する手段として、特
開平２−１１５５９２　号公報に示すように軸受に対し
て外部から潤滑水を注水する方法がとられている。この
方法は軸受が浸水しているか否かを満水検知器で検知し
、浸水していない場合は潤滑水を注水し、浸水している
ことが検知された場合は注水を停止する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような方
法では気中運転中ずっと軸受に注水されているので長時
間運転する場合は潤滑水が多量に必要となる。

【０００６】一方、セラミック軸受に対する摺動試験の
結果、摺動面を濡れた状態にすると長時間安定した摺動
特性を示すことが確認された。この結果から考えると、
ポンプ起動前に注水し予め摺動面を濡らしておけばよい
ので連続的に注水する必要が無い。従って、このような
方法では無用な潤滑水の供給が長時間にわたって続けら
れてしまうという問題があった。また、水位を検出して
注水を行う方法であるため、水位検知器の信頼性が要求
され、メンテナンスの手間がかかることが予想される。 すなわち、このような軸受に対する供給方法では、無用
な注水を行わないようにするという目的を十分に達成す
ることができなかった。

【０００７】本発明の目的は、軸受に対する潤滑水の注
水量を必要最少限にとどめメンテナンスフリー化、シス
テム簡素化を図ることができる立軸ポンプの軸受に対す
る潤滑水供給システムを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明による立軸ポンプ
内に配置されたセラミック軸受への潤滑水供給システム
は、上記目的を達成するために、ポンプの起動を検知し
起動前に前記セラミック軸受に一定量の潤滑水を注水し
、摺動面を濡れた状態にする。また、ポンプ起動後は軸
受温度を検知し、軸受温度が上昇し始めた時のみ再度一
定量の潤滑水を注水するようにしたことを特徴としてい
る。

【０００９】

【作用】このようにしたことにより、立軸ポンプ内に配
置されたセラミック軸受に、ポンプの起動を検知し起動
前に軸受に一定量の潤滑水を注水される。また、ポンプ
起動後は軸受温度を検知し、軸受温度が上昇し始めた時
のみ再度一定量の潤滑水を注水される。

【００１０】

【実施例】以下、本発明を図を参照しながら説明する。 図１は本発明システムにより軸受に潤滑水を注水するよ
うにした立軸ポンプを示し、図１において、１は電動機
（図示せず）に連結された立軸ポンプの主軸、２，３は
、立軸ポンプ内で主軸１を支承する水中軸受である。

【００１１】主軸１は、図示しない起動スイッチを押し
てから一定時間経過後、電動機（図示せず）に駆動され
回転を開始する。水中軸受２，３は炭化珪素系等のセラ
ミックスにより形成されたものである。これらの水中軸
受２，３には、この立軸ポンプの外部に設けた電磁バル
ブ４を作動させることにより、給水管５を介して潤滑水
が注水されるようになっている。すなわち、これら電磁
バルブ４と給水管５は給水タンク６，補給管７ａと７ｂ
の途中に設置された土砂分離手段８，排水管９とともに
潤滑水供給システムを構成している。

【００１２】一方、この立軸ポンプには、起動スイッチ
の動作を検知する起動検知器１０が装備されている。こ
の起動検知器１０はこの立軸ポンプの起動スイッチが入
った時に検知動作を行うもので検知部（不図示）に起動
スイッチが入った時に信号を出力するようになっている
。これらの信号は電磁バルブ４に送られている。

【００１３】電磁バルブ４は、起動検知器１０から受け
た信号が起動スイッチが入った時の信号であれば作動し
、起動スイッチが入らなかった時の信号であれば作動し
ない。また、この立軸ポンプには、いずれの軸受にも温
度検知器（不図示）が装備されている。この温度検知器
は軸受温度に対して信号を出力するようになっている。 これらの信号も電磁バルブ４に送られている。

【００１４】この立軸ポンプは、以下のような手順で水
中軸受２，３に対する潤滑水の注水を制御している。

【００１５】まず、立軸ポンプの起動スイッチを入れる
。前述したように、起動スイッチが入ると起動検知器１
０が検知動作を開始する。起動信号は電磁バルブ４に送
られ、これによって電磁バルブ４は作動を開始する。 そして、この電磁バルブ４が開くことにより、給水管５
を介して水中軸受２，３に一定量の潤滑水が注水される
。また、主軸１の回転後は軸受に装備された温度検知器
からの温度が上昇したという信号が送られて来た時のみ
電磁バルブ４は作動を開始し、再度、給水管５を介して
水中軸受２，３に一定量の潤滑水が注水される。

【００１６】このようにすることで、主軸１が回転を始
めた時点で、既に水中軸受２，３に確実に潤滑水が注水
されている。この結果、軸受摺動面は濡れた状態になっ
ているので安定した摺動特性が得られる。

【００１７】更に、本発明の潤滑水供給システムでは、
揚水時に揚水が補給管７ａ，７ｂの途中に取付けられた
土砂分離手段８を介して給水タンク６に自動給水される
。このため、給水される水は土砂をほとんど含まないほ
ぼ清水に近いものである。揚水が給水タンク６に充満す
ると排水管９より漏水するようになっている。

【００１８】従って、給水タンク６に充満するまで自動
給水されるので十分な潤滑水を揚水時にためることがで
きる。このように、揚水を有効利用した方式である。

【００１９】次に、立軸ポンプが揚水を始め、揚水によ
り水中軸受２，３が潤滑された状態では、軸受温度は上
昇することがないので、温度検知器から信号の出力がな
く電磁バルブ４は作動しない。これによって給水管５を
介しての水中軸受２，３への注水も無い。

【００２０】図２，図３，図４は土砂分離手段の具体的
構成を示す。図２は、異径管の組合わせによる土砂分離
手段を示す。ａ点の流速をＶａ，ｂ点の流速をＶｂ，ａ
点の断面積をＡａ，ｂ点の断面積をＡｂとすると、管内
流量Ｑ＝Ａａ×Ｖａ＝Ａｂ×Ｖｂとなる。一方、土砂粒
子の粘性抵抗と土砂粒子の浮力の合計が土砂粒子の重力
よりも小さい条件を満足すれば土砂粒子は配管内を沈降
する。土砂粒子の粘性抵抗は流速に比例するので、ａ点
の流速をできるだけ遅くすればほとんどの土砂粒子を配
管内で沈降させることができる。従って、流量Ｑが一定
と考えると、配管の断面積をＡａ＞Ａｂの関係にするこ
とによりＶａ＜Ｖｂにできるので、配管直径が大きい方
で土砂粒子を沈降分離する。このため、直径の異なるも
のの配管組合わせにより土砂分離ができる。また、配管
の組合せは、流量，除去する土砂粒子の大きさによって
決まる。

【００２１】図３は、配管の途中にオリフィス１１を設
置した場合の土砂分離手段を示す。オリフィス１１を配
管の途中に設置することによりオリフィス１１前の流速
を遅くできるので、図２で説明したように土砂粒子は配
管内を沈降させることができる。尚、オリフィス１１の
直径は流量及び除去したい粒径の大きさによってきめる
。

【００２２】図４は、土砂分離手段としてサイクロン１
２を用いた場合を示す。揚水はＡ点から流入し装置内を
旋回しながら遠心力により土砂粒子を壁面１３の方に飛
散，分離し、中心部の近くは清水に近い水となる。この
中心部の近傍１４に設置された抽出管１５により補給管
７ｂを介して給水タンク６に給水される。

【００２３】サイクロンの下端はインペラ下部近傍の孔
１６と排出管１７で連通しているので、揚水中分離され
た土砂粒子もいっしょに排出される。このため、サイク
ロンの中には土砂粒子が堆積することがない。

【００２４】このように、本発明による土砂分離手段は
確実に土砂粒子を排除できるので、給水タンク６には土
砂の堆積がほとんどないので給水管５の目つまり等がな
く高信頼性の潤滑システムが得られる。

【００２５】図５は、本発明による他の潤滑システムを
採用した立軸ポンプを示す。本発明の潤滑システムは給
水タンクへの補給を水道水等を利用して行うようにした
もので、給水タンク６と、給水タンク６に設けた自動補
給弁１８と、給水タンク６に補給する外部給水管１９と
、給水タンク６の潤滑水を軸受に給水する給水管５と、
給水管５の途中に設けた電磁バルブ４で構成されている
。この給水タンク６に設けた自動補給弁１８は、給水タ
ンク６の水位に応じて自動開閉する。その結果、給水タ
ンク６の水位は常に一定に保つことができる。

【００２６】図６は、本発明による他の潤滑システムを
採用した立軸ポンプを示す。図５に示す潤滑システムと
ほぼ同じであるが、異なる点は軸受への給水を給水ポン
プ２０で行うようにしたことにある。本システムは給水
タンク６と、この給水タンク６に設けた自動補給弁１８
と、給水タンク６に補給する外部給水管１９と、給水タ
ンク６の潤滑水を軸受に給水する給水管５と、給水ポン
プ２０で構成されている。給水ポンプ２０は、起動の信
号を検知して駆動される。従って、水中軸受には起動前
に一定量の潤滑水が供給され、摺動面は濡れた状態にす
ることができる。

【００２７】また、給水ポンプ２０は一定量の潤滑水を
供給するだけなので稼働時間が短時間ですみ、動力が節
約できる。

【００２８】以上に説明したような手順では、主軸１の
起動前に確実に一定量の潤滑水を水中軸受２，３に注水
することができる。また、水中軸受２，３の温度が上昇
した時のみ潤滑水の注水が行われる。更に、揚水中は水
中軸受２，３の温度が上昇しないので潤滑水の注水が行
われない。従って、無用の潤滑水を注水することがなく
なり、そのため注水が最少限に抑えられ、しかも軸受の
摩耗損傷が確実に防がれる。

【００２９】

【発明の効果】本発明の立軸ポンプの水中軸受に対する
潤滑水供給システムによれば、軸受に対する潤滑水の注
水量を必要最少限にとどめることができるから、潤滑水
の無駄使いがなくなる。また、このように外部潤滑水の
注水量を最少限にできるにも拘らず、立軸ポンプの水中
軸受は常に運転中濡れた状態にできるので、いわゆる、
ドライ運転による軸受の摩耗損傷が防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の潤滑システムを採用した立軸ポンプの
系統図。

【図２】土砂分離手段の説明図。

【図３】本発明の潤滑システムを採用した立軸ポンプ第
二の実施例の系統図。

【図４】本発明の潤滑システムを採用した立軸ポンプ第
三の実施例の系統図。

【符号の説明】

１…主軸、２，３…軸受、４…電磁バルブ、５…給水管
、６…給水タンク、７ａ，７ｂ…補給管、８…土砂分離
手段、９…排水管、１０…起動検知器、２０…給水ポン
プ。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポンプ内に配置されたセラミック軸受に対
   して、前記ポンプの起動を検知し、前記ポンプの運転前
   に前記軸受に一定量の潤滑水を注水する。前記ポンプの
   運転後は前記軸受の温度を検知し、前記軸受の温度が上
   昇し始めた時のみ再度一定量の潤滑水を注水する潤滑水
   供給システムを設けたことを特徴とする潤滑システム。
2. 【請求項２】請求項１において、給水タンクと、前記給
   水タンクとインペラ上部近くのケーシングに穿設された
   給水孔とを土砂分離手段を介して連結された補給管と、
   軸受に供給する給水管と、前記給水管の途中に設けた電
   磁バルブとで構成される潤滑システム。
3. 【請求項３】請求項２において、前記土砂分離手段が、
   前記補給管内に設けられたオリフィス、サイクロンまた
   は補給管そのものを異径のもので組合わせ構成したもの
   である潤滑システム。
4. 【請求項４】請求項１において、給水タンクと、前記給
   水タンクに設けた自動補給弁と、前記給水タンクに補給
   する外部給水管と、前記給水タンクの水を軸受に給水す
   る給水管と、前記給水管の途中に設けた電磁バルブで構
   成される潤滑システム。
5. 【請求項５】請求項１において、給水タンクと、前記給
   水タンクに設けた自動補給弁と、前記給水タンクに補給
   する外部給水管と、前記給水タンクの水を軸受に給水す
   る給水管と、給水ポンプで構成された潤滑システム。