JPH08114524A - ポンプの漏れ測定装置 - Google Patents

ポンプの漏れ測定装置

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JPH08114524A JP25034394A JP25034394A JPH08114524A JP H08114524 A JPH08114524 A JP H08114524A JP 25034394 A JP25034394 A JP 25034394A JP 25034394 A JP25034394 A JP 25034394A JP H08114524 A JPH08114524 A JP H08114524A
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Abstract

(57)【要約】 【構成】測定タンク11内のガスを流量コントロールの
バルブ8,9で調整し、流量計10で流量値,ポンプ1
の出入口圧力を実運転状態として循環し、測定タンク1
1内の圧力を測定する圧力計12とガス供給源から測定
タンクへ供給し、もしくは、測定タンクから放出する洩
れ流量を測定する洩れ流量計15,測定タンク11内の
圧力を負圧にする真空ポンプ13,測定タンク11の圧
力やポンプ温度等を記録する記録計から構成されたポン
プのガス洩れ測定装置。 【効果】ポンプ自体のガス洩れをポンプの実運転状態で
測定できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は製本,酪農,化学工場及
び原子力発電所などに使用されるガスの吸排気用の回転
式ポンプの動作時の洩れを測定する装置に係り、特に、
ポンプ外から回転動力を導入する軸受部など可動部の動
作時洩れを測定する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来からガスの洩れについてはインリー
クであれ,アウトリークであれ、そのリークの大小や試
験体の形状,大きさにより、日本非破壊検査協会規格N
DIS3411−83 漏洩試験方法の種類と選択に示
す方法が適用されてきた。これらの洩れは容器壁の微小
孔からのガス洩れの測定であり、本発明のように、ポン
プ動作時の軸受け部の洩れについては正確に測定する方
法がなかった。その理由は (1) ポンプ内と外の圧力が動作時と停止時で変化す
る。
【0003】(2) 回転を伝達する軸の周囲で圧力に差
があるため、軸の周囲で吸排気がある。
【0004】(3) 軸シール構造の軸受けでは、停止時
と回転時、又は潤滑油がある場合で、軸と軸シール間の
隙間が異なる。
【0005】このように、ポンプ自体の洩れの大小は、
流体が系外に洩れては問題となる。原子力施設のガスサ
ンプリングや特殊環境のガス分析時に問題となり、洩れ
量を一定値以下にする必要が生じる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明では外部から回
転動力をポンプ内に回転軸によって伝達する回転式のド
ライポンプの軸受部等の気体の洩れをポンプ運転状態で
測定することにある。運転状態とはポンプの動作圧力,
流量等を実運転と同じ条件になるようにして、洩れを測
定することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】洩れを測定するにはポン
プでガスを循環させる密閉ループを作ることにあり、ル
ープ内には運転状態を調整及び測定できるバルブや流量
系,圧力計,加圧ガス源,減圧ポンプ等から構成され
る。このような系において、ポンプの排気負荷となり、
かつ、測定器を備えた測定タンクがあり、測定タンク内
の圧力変化から洩れを求める圧力変化法と測定タンク内
の圧力を一定値に保持する条件から、洩れを求める圧力
平衡法がある。圧力変化法と圧力平衡法のいずれの測定
によるかは、洩れの大小,測定系の体積の大きさ及び計
器の制度と安定法により定まる。両測定方法ともポンプ
のインリーク,アウトリーク、どちらでも測定可能であ
る。圧力変化法はポンプの洩れが比較的小さい0.00
1〜数cm3/sの場合に適し、数1で洩れ量Δqが求め
られる。
【0008】
【数1】
【0009】なお、この時、十分注意する必要があるの
はポンプ、および測定系の温度が一定になることであ
り、ポンプの温度が安定してから測定をする。
【0010】現在、一般に市販されている圧力計の精度
は0.2%であるから、(P2/P1)/P1 の変化を十分
誤差なく測定できる5%とし、測定時間を周囲温度の影
響が十分無視できる5分間程度とすれば、数2が成立す
る。
【0011】
【数2】
【0012】従って、数1,数2から洩れ量と測定系の
体積の関係が得られる。
【0013】次に圧力平衡法はポンプの洩れが大きい数
cm3/s〜100cc/s の場合に適し、測定タンクの圧
力が一定となるようにポンプの洩れ量と同じ量のガスを
供給又は放出し、その量を流量計で測定することにより
求められる。使用する流量計が一般的に使用されている
面積式流量計の場合は、流量計を校正したガスの密度,
温度,圧力と使用時の条件が異なる場合は補正が必要で
ある。
【0014】
【作用】図1は、本発明のポンプ洩れ測定装置の系統図
を示すものである。
【0015】図中で、1はポンプで2はポンプの軸受で
モータ3の回転を導入している。通常はこの軸受部で完
全シールができないため洩れが発生する。ポンプはガス
の圧縮,膨張が繰り返されるため、温度上昇が発生す
る。従って、熱電対4で温度を測定し、記録計5で記録
する。ポンプの入口と出口には、圧力計6と7を付け運
転時の圧力を測定し、実運転と同じ条件になるようにバ
ルブ8とバルブ9で調整する。この時のポンプ流量を流
量計10で測定する。ポンプの排気負荷として測定タン
ク11があり、測定タンクには洩れを測定するための圧
力計12があり、圧力計の電気出力を記録計で記録す
る。また、測定タンクには系内の圧力を減圧するための
真空ポンプ13がバルブ14を介して取り付けられ、圧
力平衡法で使用する洩れ流量計15とガス供給源16が
ニードルバルブ17で取り付けられる。バルブ18は測
定タンクから放出するガス流量を測定する時に使用す
る。なお、バルブ19はリークバルブである。以下、本
図により測定例について説明する。
【0016】図2は本発明の装置で圧力変化法によりポ
ンプの洩れを測定した場合のポンプの温度,測定タンク
内の圧力の経時変化を示すものである。この状態ではバ
ルブ14,17,18および19は閉じ、バルブ8,9
を開いて、モータを起動しポンプを運転し、測定タンク
内圧力を実運転圧力とするため、負圧の場合は真空ポン
プを運転しバルブ14を調整して測定タンク内圧力を調
整する。また、陽圧の場合はニードルバルブ17を調整
し、ガス供給源から測定タンク内にガス圧を加えてポン
プ運転時圧力とする。次にバルブ8,9を調整し、ポン
プ入口と出口圧力及び流量を実運転状態に調整し、それ
ぞれの調整値は記録する。図に示すようにポンプ運転開
始時t0 からポンプの温度が平衡に達するまではポンプ
内圧力が上昇する。ポンプ温度が一定になった時点で再
度運転条件を調整する。
【0017】洩れがない場合は実線で示すように、温度
が平衡に達したt1 からは圧力も一定となる。しかし、
ポンプに洩れがあると点線で示すように、温度が平衡に
達する前に圧力は下降する。洩れΔqの測定は温度が平
衡に達した後の2点間t1 とt2 で圧力P1 とP2 を測
定して、数1から求めることができる。以上の方法では
計算結果のΔqの符号でΔq>0はインリーク、Δq<
0はアウトリーク、を意味する。
【0018】図3は圧力平衡法で洩れ(アウトリーク)
を測定する場合の例を示すものである。時間t0 でポン
プを運転し、バルブ8,9でポンプ流量を調整する。ガ
ス供給源からバルブ17を介して、少しの流量Q1 だけ
測定タンク内へ供給しているが、ポンプの洩れが大きい
ため測定タンク内圧力は降下する。ポンプの温度がほぼ
平衡したt1 でQ1 からQ2 にガス供給量を増やすこと
により圧力降下速度を下げることができ、更に時間t2
でガス供給量をQ2 からQ3 に増加し、圧力が一定値に
平衡するように調整した結果を示す。この結果からポン
プのアウトリークがQ3 であることが分かる。同様に図
4はポンプ温度が一定になったあとでタンク内圧力が高
い状態での洩れを測定したものである。ガス供給量をQ
1′→Q2′→Q3′と変えて圧力平衡状態とし、ポンプ
の洩れ量Q3′を求めたものである。また、インリーク
の場合はガス供給のためのバルブ17を閉じ、放出バル
ブ18のバルブ開度をタンク内の圧力が一定になるよう
に放出ガス量を調整する。この時の洩れ流量計の指示が
ポンプのインリークとなる。
【0019】面積式流量計を洩れ流量計として使用する
場合は、測定量に応じて流量計を交換し、複数の測定範
囲の異なる流量計をバルブを介して並列に接続し、測定
流量に応じて流量計を選択すれば良い。また、インリー
クとアウトリークで洩れ流量計の入口と出口をつなぎ替
えする必要がある。
【0020】
【実施例】ここでは、本発明の装置を用いて、カーボン
ブレードの回転翼ドライポンプの軸受部の洩れを測定し
た例について述べる。
【0021】ポンプのガス流量は1670cm3/sで、
ポンプ入口圧力が−0.4kg/cm2,出口圧力が0.1kg
/cm2である。ポンプの回転数は1700rpm でモータ
の動力で運転されている。また、測定系の容積は400
0cm2 であり、測定タンクには0.05% の精度で測定
できる圧力計を付けた。測定圧力は電気出力でき、記録
計でポンプ温度と共に記録して測定した。下式は数1に
測定結果を代入して洩れを求めた結果を示す。
【0022】 Δq=(−0.390+0.392)×4000(cm3)/4200(s) =0.0019cm3/s 洩れが0.0019cm3/sのインリークであることが判
った。
【0023】図5は別の実施例を示すものである。図は
測定タンク11に別の大容積の補助タンク20を口径の
大きい連結バルブ21で継いだものである。これによ
り、数2からも判るように洩れが小さいときは連結バル
ブを閉とし、洩れが大きいときは連結バルブを開とし、
洩れ量の大小によらず、圧力変化と測定時間を大幅に変
わらないようにし、測定誤差を小さくすることを目的と
したものである。
【0024】
【発明の効果】本発明のポンプの洩れ測定装置を用いる
ことにより、従来は測定できなかったポンプ運転時の洩
れ実動状態と同じ条件で正確に測定できた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を示す系統図。
【図2】測定例を示す特性図。
【図3】測定例を示す特性図。
【図4】測定例を示す特性図。
【図5】実施例を示す系統図。
【符号の説明】
1…ポンプ、2…軸受、3…モータ、4…熱電対、5…
記録計、6…入口圧力計、7…出口圧力計、8,9,1
4,18,19…バルブ、10…流量計、11…測定タ
ンク、12…圧力計、13…真空ポンプ、15…洩れ流
量計、16…ガス供給源、17…ニードルバルブ。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】測定タンク内のガスをポンプ前後につけた
    流量コントロールの2個のバルブV1とV2で調整し、ポ
    ンプ流量,ポンプ出入口圧力を実運転状態として循環
    し、前記測定タンク内の圧力を測定する圧力計ガス供給
    源から前記測定タンクへ供給し、もしくは、前記測定タ
    ンクから放出する流量を測定する洩れ流量計,前記測定
    タンク内の圧力を負圧にする真空ポンプ,前記測定タン
    クの圧力やポンプ温度などを記録する記録計から構成さ
    れたことを特徴とするポンプの洩れ測定装置。
  2. 【請求項2】請求項1において、前記測定タンク内の圧
    力変化量と変化に要した時間、及び測定系の体積からポ
    ンプの洩れ量を求める洩れ測定方法。
  3. 【請求項3】請求項1において、測定タンク内の圧力を
    一定に保持するように測定タンク内にガスを供給又は放
    出して、その補給又は放出量からポンプの洩れ量を求め
    る洩れ測定方法。
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