JPH048898A - 誘導電動機駆動式ポンプの軸受に対する潤滑水供給方法 - 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、誘導電動機を駆動源とするポンプの軸受に対
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、自揚水によって潤滑お
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、この短い時間が経過すると
、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、ドライ運転は短
時間に制限されている。

一方、都市化の急激な進展に伴い、水路に配備されてい
る排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
井の水位が豆粕ポンプの揚水遮断水位以下においてもド
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豆粕ポン
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（なる。したが
って、先行待機運転や気中管理運転を行う豆粕ポンプに
、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手段として、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、つまり豆粕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。

［発明が解決ようとする課題］ しかし、このように、吸水井の水位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ず
、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め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、無駄な
潤滑水の供給が長時間にわたって続けられ、軸受に対し
て無駄な注水を行わないようにすることができなかった
。

本発明は、誘導電動機を駆動源とするポンプにおいては
、ポンプの負荷が軽くなるとともに誘導電動機の一次電
流も小さくなることに着目してなされたものであって、
軸受に対する潤滑水の供給を確実にしかも必要最少限に
制御して行うことができる誘導電動機駆動式ポンプの軸
受に対する潤滑水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］ 第１の発明による誘導電動機駆動式ポンプの軸受に対す
る潤滑水供給方法は、上記目的を達成するために、 駆動用誘導電動機の一次電流を検出し、この検出一次電
流が気中運転時の一次電流と排水運転時の一次電流の中
間値として設定された第１の設定値よりも小さいとき、
ポンプ主軸の軸受に対して潤滑水を供給し、 前記検出一次電流が気中運転時の一次電流と排水運転時
の一次電流の中間値として設定された第２の設定値より
も大きいとき、ポンプ主軸の軸受に対する潤滑水の供給
を停止すること を特徴としている。

また、第２の発明による誘導電動機駆動式ポンプの軸受
に対する潤滑水供給方法では、駆動用誘導電動機の入力
電力を検出し、この検出入力電力が気中運転時の入力電
力と排水運転時の入力電力の中間値として設定された第
１の設定値よりも小さいとき、ポンプ主軸の軸受に対し
て潤滑水を供給し、 前記検出入力電力が気中運転時の入力電力と排水運転時
の入力電力の中間値として設定された第２の設定値より
も大きいとき、ポンプ主軸の軸受に対する潤滑水の供給
を停止する。

［作　用］ 第１の発明によると、ポンプの揚水運転により誘導電動
機が定格負荷あるいはそれに近い実負荷運転されている
ときは、誘導電動機の検出一次電流が第１の設定値を超
え、ポンプ主軸の軸受に対する潤滑水の供給は停止され
ている。また、気中運転が行われていることにより誘導
電動機が無負荷あるいは軽負荷運転されている場合は、
前記検出一次電流は第２の設定値よりも小さく、ポツプ
主軸の軸受に対して潤滑水が供給される。

第２の発明では、ポンプの揚水運転により誘導電動機が
定格負荷あるいはそれに近い実負荷運転されているとき
は、誘導電動機の検出入力電力が第１の設定値を超え、
ポンプ主軸の軸受に対する潤滑水の供給は停止されてい
る。また、気中運転が行われていることにより誘導電動
機が無負荷あるいは軽負荷運転されている場合は、検出
入力電力は第２の設定値よりも小さく、ポンプ主軸の軸
受に対して潤滑水が供給される。

［実施例］ 第１図は第１の発明方法により誘導電動機駆動式豆粕ポ
ンプｌの軸受５，８に潤滑水を供給する装置を示す説明
図である。この第１図において、豆粕ポンプ１の主軸２
は羽根車３上側のガイドベーン４の基部に固定された軸
受５と、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、誘導電動
機ＩＩを駆動源として回転駆動される。

前記軸受５．８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５，８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５゜８に潤滑水の供給
がなされ、弁９Ｃの閉弁時には軸受５，８に対する潤滑
水の供給が止められる。

誘導電動機ＩＭの動力回路ＩＭＣには、誘導電動機ＩＭ
の一次電流を検出してこれに対応した検出信号を出力す
る電流検出器１０が接続されている。この電流検出器１
０が出力する検出信号は注水制御手段１１に送られてい
る。注水制御手段１１は前記検出信号を予め設定された
設定値と比較し、その比較結果に基づいて検出信号が第
１の設定値よりも小さいときは前記潤滑水供給系９の弁
９Ｃにその開制御信号を、また検出信号が第２の設定値
よりも大きいときは弁９Ｃにその閉制御信号を出力する
。誘導電動機Ｉｌｌの一次電流は負荷が大きくなるにし
たがって大きくなる。前記第１および第２設定値は、揚
水運転時のように誘導電動機ＩＩが定格負荷もしくはそ
れに近い実負荷で運転されているときの一次電流値と、
気中運転時のように無負荷あるいは軽負荷で運転されて
いるときの一次電流値の間の所定一次電流値、すなわち
揚水が行われている状態での最小負荷における一次電流
値と揚水が行われていない状態での最大一次電流値の間
の値に設定されている。第１の設定値と第２の設定値は
同一値にしてもよいが、必要に応じて異なる設定値とし
ていてもよい。

尚、豆粕ポンプ１は、吸込口の深さがこれ以下では空気
を吸い込んでしまうポンプ固有の最低水位ＬＷＬより上
方に羽根車３が配設されるとともに、羽根車３の入口下
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１２を介装した吸気管１３を装備している。

したがって、水位降下時には最低水位（揚水遮断水位）
ＬＷＬとなったときに、吸気弁１２を開成して羽根車３
の入口に空気を送り込んで揚水運転から気中運転に切換
え、水位上昇時には、吸水井の水位が羽根車３の入口レ
ベルＨＷＬになったとき、吸気弁１２を閉成し、残留空
気を吸い揚げながら気中運転がら揚水運転に切換えるこ
とができる。

前記吸気弁１２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または最低水位ＬＷＬを
検知し、ここから吸気弁１２に出力される信号に基づい
てなされる。

次に、軸受５，８に対する潤滑水の供給手順について説
明する。

主軸２が回転駆動されている豆粕ポンプ１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１３の吸気弁１２は閉弁されており、羽根
車３によって水が吸い揚げられるので揚水運転がなされ
る。この場合、軸受５゜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ことになる
。

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１２の閉成状態が保持されるとともに、自揚水
による軸受５，８の潤滑および冷却が継続される。

このように揚水運転がされている状態では、誘導電動機
ＩＭは実負荷運転となり、電流検出器１０によるこの誘
導電動機ＩＭの一次電流の検出信号は注水制御手段１１
で設定されている第２設定値よりも大きい。したがって
、注水制御手段１１から出力される制御信号により弁９
Ｃは閉成され、潤滑水供給系９からポンプ主軸２の軸受
５，８に対する潤滑水の供給は停止されている。

水位が揚水遮断水位ＬＷＬ付近に低下すると、吸気弁１
２を開成して羽根車３の入口に空気を送り込んで揚水運
転から気中運転に切換えられる。

このように気中運転となって誘導電動機Ｉｌｌが無負荷
あるいは軽負荷になると、誘導電動機ＩＭの一次電流は
著しく低下し検出信号が注水制御手段１１の第１の設定
値よりも小さくなる。これによって、注水制御手段１１
から出力される制御信号は弁９Ｃを開成するものに切り
換る。弁９Ｃの開成により、潤滑供給系９からポンプ主
軸２の軸受５，８に対して潤滑水が供給され、軸受５，
８の潤滑および冷却が行われることになる。

以上のように、豆粕ポンプ１が気中運転に切換えられて
、自揚水により軸受５，８が潤滑されなくなれば、迅速
に潤滑水供給系９から供給される潤滑水によって潤滑が
なされ、安定運転を継続することができ、しかも揚水運
転中に無駄な潤滑水の供給を行うことも確実になくする
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
切換えられるため、誘導電動機ＩＭの一次電流の検出信
号が第２の設定値に達した時点で潤滑水供給系９による
軸受５．８に対する給水は停止され、軸受５，８は自揚
水によって潤滑されることになる。

このように、豆粕ポンプ１の気中運転時は、潤滑水供給
系９から供給される潤滑水によって軸受５．８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豆粕ポンプにもセ
ラミックス軸受５゜８を採用することができる。

第２図は第２の発明方法により誘導電動機駆動式豆粕ポ
ンプの軸受に潤滑水を供給する装置を示す説明図である
。但し、この第２図の装置により軸受に潤滑水を供給さ
れる豆粕ポンプは第１図の豆粕ポンプ１と同一とし、こ
の第２図では省略している。また、潤滑水供給系９も第
１図に示したものと同一であるのでここではその詳細な
説明は省略する。

この第２図に示す装置では、誘導電動機ＩＭの動力回路
ＩＭＣに、誘導電動機Ｉｌｌの一次電流および入力電圧
を検出してこの誘導電動機ＩＩの入力電力を得、この入
力電力に対応した検出信号を出力する電力検出器１０′
が接続されており、この電流検出器１０′が出力する検
出信号が注水制御手段１１′に送られている。注水制御
手段１１′は前記検出信号を予め設定された設定値と比
較し、第１図の場合と同様、検出信号が第１の設定値よ
りも小さいときは前記潤滑水供給系９の弁９Ｃにその開
制御信号を、また検出信号が第２の設定値よりも大きい
ときは弁９Ｃにその閉制御信号を出力する。誘導電動機
Ｉｎの入力電力も当然一次電流と同様負荷が大きくなる
にしたがって大きくなる。そして、前記第１および第２
設定値は、揚水運転時のように誘導電動機ＩＭが定格負
荷もしくはそれに近い実負荷で運転されているときの入
力電力値と、気中運転時のように無負荷あるいは軽負荷
で運転されているときの入力電力値の間の入力電力に相
応する所定入力電力値、すなわち揚水が行われている状
態での最小負荷における入力電力値と揚水が行われてい
ない状態での最大入力電力値の間の値に設定されている
。第１図を用いて説明した場合と同様、第１の設定値と
第２の設定値は同一値にしてもよいが、必要に応じて異
なる設定値としていてもよい。

この第２図においても、図示しない豆粕ポンプが揚水運
転を行い誘導電動機Ｉｌｌが実負荷運転であるときは、
この誘導電動機ＩＩの入力電力の検出信号は注水制御手
段１１′で設定されている第２設定値よりも大きく、し
たがって、注水制御手段１１′から出力される制御信号
により弁９Ｃは閉成され、潤滑水供給系９からポンプ主
軸２の軸受５，８に対する潤滑水の供給は停止されてい
る。また、豆粕ポンプが気中運転となって誘導電動機Ｉ
ＩＩが無負荷あるいは軽負荷になると、誘導電動機Ｉｌ
ｌの入力電力の検出信号は注水制御手段１１′の第１の
設定値よりも小さくなり、注水制御手段１１′から出力
される制御信号により弁９Ｃが開成され、潤滑供給系９
からポンプ主軸２の軸受５，８に対して潤滑水が供給さ
れる。

すなわち、この第２図を用いて説明したような第２の発
明による方法によっても、気中運転時にのみ潤滑水供給
系９から供給される潤滑水によって軸受５，８の潤滑お
よび冷却を行い、揚水運転時には潤滑水供給系９からの
潤滑水の供給を止め、自揚水により軸受５，８の潤滑お
よび冷却を行うことができる。

第１および第２の発明は前述の如き豆粕ポンプのみに限
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。

［発明の効果コ 請求項１および２によれば、気中運転時には確実に軸受
に対して潤滑水を供給して安定運転を継続させることが
できるとともに、揚水運転時に前記軸受に対して無駄に
潤滑水を供給するようなことがなくなるから、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、汎用性の向上を実現できるとい
う効果を奏する。

しかも、軸受に対する潤滑水の供給量を必要最少限に抑
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】

第１図は第１の発明方法を採用する装置の一例を示す説
明図、第２図は第２の発明方法を採用する装置の一例を
示す説明図概略構成図である。 ２・・・主軸 ５．８・・・セラミックス軸受（軸受）９・・・潤滑水
供給系 １０・・・電流検出器 １０′・・・電力検出器 １１、１１’・・・注水制御手段 ■舅・・・誘導電動機 ■肛・・・動力回路 特許出願人　　株式会社り　ボ　タ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）駆動用誘導電動機の一次電流を検出し、この検出
   一次電流が気中運転時の一次電流と排水運転時の一次電
   流の中間値として設定された第１の設定値よりも小さい
   とき、ポンプ主軸の軸受に対して潤滑水を供給し、 前記検出一次電流が気中運転時の一次電流と排水運転時
   の一次電流の中間値として設定された第２の設定値より
   も大きいとき、ポンプ主軸の軸受に対する潤滑水の供給
   を停止すること を特徴とする誘導電動機駆動式ポンプの軸受に対する潤
   滑水供給方法。
2. （２）駆動用誘導電動機の入力電力を検出し、この検出
   入力電力が気中運転時の入力電力と排水運転時の入力電
   力の中間値として設定された第１の設定値よりも小さい
   とき、ポンプ主軸の軸受に対して潤滑水を供給し、 前記検出入力電力が気中運転時の入力電力と排水運転時
   の入力電力の中間値として設定された第２の設定値より
   も大きいとき、ポンプ主軸の軸受に対する潤滑水の供給
   を停止すること を特徴とする誘導電動機駆動式ポンプの軸受に対する潤
   滑水供給方法。