JP2000297786A - 潜没型ポンプ装置及びその状態監視方法 - Google Patents
潜没型ポンプ装置及びその状態監視方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 液化ガス用ポンプ装置のような潜没型ポンプ
装置について、その状態監視のためのコストを低減でき
るようにする。 【解決手段】 潜没型ポンプ装置は、定常運転時に機能
する自液潤滑の静圧軸受（上静圧軸受５Ｅ、中静圧軸受
５Ｆおよび下静圧軸受５Ｇ）と起動時および停止時に機
能する玉軸受（上玉軸受５Ｈ、中玉軸受５Ｉ）とにより
支持された回転軸５Ａを有し、この回転軸が垂直状態に
なるようにして揚液対象の液体中に潜没させて用いられ
る。そして各軸受の摩耗状態を回転軸のラジアル方向の
変位やスラスト方向の変位に基づいて監視するようにさ
れている。そのための状態監視系は、回転軸に設けたタ
ーゲット部５Ｔとこれを検出する検出手段５Ｎを備え
る。そのターゲット部は、回転軸のラジアル方向変位に
よる変化成分とスラスト方向変位による変化成分をとも
に含む構造とされている。したがって一つの検出手段だ
けで、回転軸のラジアル方向変位とスラスト方向変位の
何れも検出することができ、検出手段に関してコストを
低減することが可能となる。
装置について、その状態監視のためのコストを低減でき
るようにする。 【解決手段】 潜没型ポンプ装置は、定常運転時に機能
する自液潤滑の静圧軸受（上静圧軸受５Ｅ、中静圧軸受
５Ｆおよび下静圧軸受５Ｇ）と起動時および停止時に機
能する玉軸受（上玉軸受５Ｈ、中玉軸受５Ｉ）とにより
支持された回転軸５Ａを有し、この回転軸が垂直状態に
なるようにして揚液対象の液体中に潜没させて用いられ
る。そして各軸受の摩耗状態を回転軸のラジアル方向の
変位やスラスト方向の変位に基づいて監視するようにさ
れている。そのための状態監視系は、回転軸に設けたタ
ーゲット部５Ｔとこれを検出する検出手段５Ｎを備え
る。そのターゲット部は、回転軸のラジアル方向変位に
よる変化成分とスラスト方向変位による変化成分をとも
に含む構造とされている。したがって一つの検出手段だ
けで、回転軸のラジアル方向変位とスラスト方向変位の
何れも検出することができ、検出手段に関してコストを
低減することが可能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、揚液対象の液体中
に潜没させて用いられ潜没型ポンプ装置に関し、特に例
えば液化天然ガスなどのような液化ガスをその貯蔵タン
クから揚液するのに好適なものとして用いることのでき
る潜没型ポンプ装置に関する。
に潜没させて用いられ潜没型ポンプ装置に関し、特に例
えば液化天然ガスなどのような液化ガスをその貯蔵タン
クから揚液するのに好適なものとして用いることのでき
る潜没型ポンプ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば液化ガス液を貯蔵してあるタンク
中に潜没させて用いられる液化ガス用ポンプ装置のよう
な潜没型ポンプ装置には、例えば特開平８−２９６５８
６号公報にその例が開示されるように、ポンプ回転軸を
支持するために自液潤滑の静圧軸受と玉軸受が用いられ
ており、静圧軸受が定常運転時に機能し、玉軸受が起動
時および停止時に機能するようにされている。これらの
軸受は運転時間の経過とともにその摩耗が進み、それが
所定の程度を越えると分解点検などを行なう必要があ
る。しかるに潜没型ポンプ装置はその動作機構部の全体
が液中に潜没するようにされていることからその分解点
検などに多大な作業を必要とする。このため、軸受の摩
耗程度を常に監視してその分解点検などを必要とする時
期を正確に把握する必要がある。
中に潜没させて用いられる液化ガス用ポンプ装置のよう
な潜没型ポンプ装置には、例えば特開平８−２９６５８
６号公報にその例が開示されるように、ポンプ回転軸を
支持するために自液潤滑の静圧軸受と玉軸受が用いられ
ており、静圧軸受が定常運転時に機能し、玉軸受が起動
時および停止時に機能するようにされている。これらの
軸受は運転時間の経過とともにその摩耗が進み、それが
所定の程度を越えると分解点検などを行なう必要があ
る。しかるに潜没型ポンプ装置はその動作機構部の全体
が液中に潜没するようにされていることからその分解点
検などに多大な作業を必要とする。このため、軸受の摩
耗程度を常に監視してその分解点検などを必要とする時
期を正確に把握する必要がある。
【０００３】軸受の摩耗状態を監視するについては、軸
受の摩耗に応じて回転軸に発生する変化を利用するのが
一般的である。すなわち静圧軸受で摩耗が進むと、回転
中の回転軸にラジアル方向で振動的な変位が発生し、摩
耗の程度に応じてこれが増大する。一方、玉軸受で摩耗
が進むと、その程度に応じて静止時に当該玉軸受で支持
されている回転軸に沈み込みとしてスラスト方向の変位
が生じる。したがってこれらの回転軸における変位を検
出手段により検出することで、軸受の摩耗状態を監視す
ることができる。
受の摩耗に応じて回転軸に発生する変化を利用するのが
一般的である。すなわち静圧軸受で摩耗が進むと、回転
中の回転軸にラジアル方向で振動的な変位が発生し、摩
耗の程度に応じてこれが増大する。一方、玉軸受で摩耗
が進むと、その程度に応じて静止時に当該玉軸受で支持
されている回転軸に沈み込みとしてスラスト方向の変位
が生じる。したがってこれらの回転軸における変位を検
出手段により検出することで、軸受の摩耗状態を監視す
ることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のような状態監視
は、従来では回転軸のラジアル方向変位とスラスト方向
変位をそれぞれラジアル方向変位用の検出手段とスラス
ト方向変位用の検出手段により検出するようにしてい
た。つまり通常はセンサの形態をとる検出手段がラジア
ル方向変位用とスラスト方向変位用として二つ必要であ
った。このため、検出手段自体のコストに加えて、二つ
の検出手段を設置したり、各検出手段からの出力を処理
装置に送るためのケーブル類を設置するためのコストが
２倍かかることになる。
は、従来では回転軸のラジアル方向変位とスラスト方向
変位をそれぞれラジアル方向変位用の検出手段とスラス
ト方向変位用の検出手段により検出するようにしてい
た。つまり通常はセンサの形態をとる検出手段がラジア
ル方向変位用とスラスト方向変位用として二つ必要であ
った。このため、検出手段自体のコストに加えて、二つ
の検出手段を設置したり、各検出手段からの出力を処理
装置に送るためのケーブル類を設置するためのコストが
２倍かかることになる。
【０００５】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、液化ガス用ポンプ装置のような潜没型ポン
プ装置について、その状態監視のためのコストを低減で
きるようにすることを目的としている。
ものであり、液化ガス用ポンプ装置のような潜没型ポン
プ装置について、その状態監視のためのコストを低減で
きるようにすることを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的のために本発明
では、定常運転時に機能する自液潤滑の静圧軸受と起動
時および停止時に機能する玉軸受とにより支持された回
転軸を有し、この回転軸が垂直状態になるようにして揚
液対象の液体中に潜没させて用いられ、前記静圧軸受の
摩耗状態を前記回転軸のラジアル方向の変位に基づいて
監視すると共に、前記玉軸受の摩耗状態を前記回転軸の
スラスト方向の変位に基づいて監視するようにされてい
る潜没型ポンプ装置において、前記回転軸のラジアル方
向変位による変化成分とスラスト方向変位による変化成
分をともに含むターゲット部を前記回転軸に設けると共
に、このターゲット部を検出して前記ラジアル方向変位
による変化成分とスラスト方向変位による変化成分のそ
れぞれを検出することのできる検出手段を設けたことを
特徴としている。
では、定常運転時に機能する自液潤滑の静圧軸受と起動
時および停止時に機能する玉軸受とにより支持された回
転軸を有し、この回転軸が垂直状態になるようにして揚
液対象の液体中に潜没させて用いられ、前記静圧軸受の
摩耗状態を前記回転軸のラジアル方向の変位に基づいて
監視すると共に、前記玉軸受の摩耗状態を前記回転軸の
スラスト方向の変位に基づいて監視するようにされてい
る潜没型ポンプ装置において、前記回転軸のラジアル方
向変位による変化成分とスラスト方向変位による変化成
分をともに含むターゲット部を前記回転軸に設けると共
に、このターゲット部を検出して前記ラジアル方向変位
による変化成分とスラスト方向変位による変化成分のそ
れぞれを検出することのできる検出手段を設けたことを
特徴としている。
【０００７】また上記目的のために本発明では、定常運
転時に機能する自液潤滑の静圧軸受と起動時および停止
時に機能する玉軸受とにより支持された回転軸を有し、
この回転軸が垂直状態になるようにして揚液対象の液体
中に潜没させて用いられ潜没型ポンプ装置における前記
静圧軸受の摩耗状態を前記回転軸のラジアル方向の変位
に基づいて監視すると共に、前記玉軸受の摩耗状態を前
記回転軸のスラスト方向の変位に基づいて監視する状態
監視方法において、前記回転軸のラジアル方向変位によ
る変化成分とスラスト方向変位による変化成分をともに
含むターゲット部を前記回転軸に設け、このターゲット
部から前記ラジアル方向変位による変化成分とスラスト
方向変位による変化成分のそれぞれを検出手段で検出
し、この検出で前記ラジアル方向変位とスラスト方向変
位との各変化成分からそれぞれ得られる回転軸のラジア
ル方向の変位変化とスラスト方向の変位変化に基づいて
静圧軸受の摩耗状態と玉軸受の摩耗状態のそれぞれを求
めるようにしたことを特徴としている。
転時に機能する自液潤滑の静圧軸受と起動時および停止
時に機能する玉軸受とにより支持された回転軸を有し、
この回転軸が垂直状態になるようにして揚液対象の液体
中に潜没させて用いられ潜没型ポンプ装置における前記
静圧軸受の摩耗状態を前記回転軸のラジアル方向の変位
に基づいて監視すると共に、前記玉軸受の摩耗状態を前
記回転軸のスラスト方向の変位に基づいて監視する状態
監視方法において、前記回転軸のラジアル方向変位によ
る変化成分とスラスト方向変位による変化成分をともに
含むターゲット部を前記回転軸に設け、このターゲット
部から前記ラジアル方向変位による変化成分とスラスト
方向変位による変化成分のそれぞれを検出手段で検出
し、この検出で前記ラジアル方向変位とスラスト方向変
位との各変化成分からそれぞれ得られる回転軸のラジア
ル方向の変位変化とスラスト方向の変位変化に基づいて
静圧軸受の摩耗状態と玉軸受の摩耗状態のそれぞれを求
めるようにしたことを特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施する上で好ま
しい形態について図を参照しながら説明する。図１に本
発明による潜没型ポンプ装置の一実施形態である潜没型
の液化ガス用ポンプ装置の要部を簡略化した断面図の状
態で示し、またこの液化ガス用ポンプ装置が液化ガスタ
ンクに潜没設置される状態を図２に示す。先ず図２に関
して説明する。
しい形態について図を参照しながら説明する。図１に本
発明による潜没型ポンプ装置の一実施形態である潜没型
の液化ガス用ポンプ装置の要部を簡略化した断面図の状
態で示し、またこの液化ガス用ポンプ装置が液化ガスタ
ンクに潜没設置される状態を図２に示す。先ず図２に関
して説明する。
【０００９】液化ガスタンク１にはその天井板１Ａを貫
通するようにして、液化ガス用ポンプ装置の一部である
揚液管２が垂下されており、揚液管２はその下端を液化
ガスタンク１の例えば５０ｍ程度の深さがある底部近辺
まで達するようにされている。この揚液管２の下端部に
は吸込弁３が取り付けられると共に座面４が設けられて
おり、この座面４で支持するようにしてポンプ本体５が
揚液管２の内部に吊り下げられている。ポンプ本体５は
その外周部に吐出口６が複数設けられており、これらの
吐出口６から吐出された液化ガス液が揚液管２内を上昇
して吐出管１１に送り出される。また揚液管２の頂部に
は、ポンプ吊上機構を備えたヘッドプレート７が設けら
れ、このヘッドプレート７から吊りワイヤ８で吊り下げ
る状態にしてポンプ本体５を支持している。ポンプ本体
５はそれに接続された給電ケーブル９を介して供給され
る電力により作動するようにされており、作動時にその
吐出口６から吐出される液化ガス液が揚液管２内を上昇
して吐出管１１に送り出されることは上記の通りであ
る。なお図１中に示す巻き上げ機１０は、必要時にポン
プ本体５や揚液管２を吊り上げるためのものである。
通するようにして、液化ガス用ポンプ装置の一部である
揚液管２が垂下されており、揚液管２はその下端を液化
ガスタンク１の例えば５０ｍ程度の深さがある底部近辺
まで達するようにされている。この揚液管２の下端部に
は吸込弁３が取り付けられると共に座面４が設けられて
おり、この座面４で支持するようにしてポンプ本体５が
揚液管２の内部に吊り下げられている。ポンプ本体５は
その外周部に吐出口６が複数設けられており、これらの
吐出口６から吐出された液化ガス液が揚液管２内を上昇
して吐出管１１に送り出される。また揚液管２の頂部に
は、ポンプ吊上機構を備えたヘッドプレート７が設けら
れ、このヘッドプレート７から吊りワイヤ８で吊り下げ
る状態にしてポンプ本体５を支持している。ポンプ本体
５はそれに接続された給電ケーブル９を介して供給され
る電力により作動するようにされており、作動時にその
吐出口６から吐出される液化ガス液が揚液管２内を上昇
して吐出管１１に送り出されることは上記の通りであ
る。なお図１中に示す巻き上げ機１０は、必要時にポン
プ本体５や揚液管２を吊り上げるためのものである。
【００１０】次に図１について説明する。液化ガス用ポ
ンプ装置は、上記のように、揚液管２とその内部に設置
されるポンプ本体５からなり、揚液管２の底部に取り付
けられている吸込弁３を介して吸い込まれる液化ガスを
ポンプ本体５により昇圧してその吐出口６から吐出する
ことで溶液管２の内部を上昇させて吐出管１１から外部
に送り出すようになっている。
ンプ装置は、上記のように、揚液管２とその内部に設置
されるポンプ本体５からなり、揚液管２の底部に取り付
けられている吸込弁３を介して吸い込まれる液化ガスを
ポンプ本体５により昇圧してその吐出口６から吐出する
ことで溶液管２の内部を上昇させて吐出管１１から外部
に送り出すようになっている。
【００１１】ポンプ本体５は回転軸５Ａを備えている。
回転軸５Ａには、吸込性能向上のために取り付けられた
インデューサ５Ｂと複数の羽根車５Ｃ及びサブマージド
モータロータ５Ｄが固定されている。これらは一体型構
造であり、回転軸５Ａとともに一体となって回転するよ
うにされ、単一な回転体を形成している。この回転体
は、その回転軸５Ａを介して上静圧軸受５Ｅと中静圧軸
受５Ｆおよび下静圧軸受５Ｇの各静圧軸受による支持
と、上玉軸受５Ｈおよび中玉軸受５Ｉの各玉軸受による
支持を受けるようにされている。回転軸５Ａに対する支
持は静圧軸受による支持が主であり、玉軸受による支持
は補助的である。すなわち回転軸５Ａは、液化ガス用ポ
ンプ装置の通常的運転下で回転している状態では、軸受
寿命が長く制振性にも優れた自液潤滑式の静圧軸受で支
持され、自液潤滑が十分に機能しない起動時や停止時に
おいては玉軸受により支持される。
回転軸５Ａには、吸込性能向上のために取り付けられた
インデューサ５Ｂと複数の羽根車５Ｃ及びサブマージド
モータロータ５Ｄが固定されている。これらは一体型構
造であり、回転軸５Ａとともに一体となって回転するよ
うにされ、単一な回転体を形成している。この回転体
は、その回転軸５Ａを介して上静圧軸受５Ｅと中静圧軸
受５Ｆおよび下静圧軸受５Ｇの各静圧軸受による支持
と、上玉軸受５Ｈおよび中玉軸受５Ｉの各玉軸受による
支持を受けるようにされている。回転軸５Ａに対する支
持は静圧軸受による支持が主であり、玉軸受による支持
は補助的である。すなわち回転軸５Ａは、液化ガス用ポ
ンプ装置の通常的運転下で回転している状態では、軸受
寿命が長く制振性にも優れた自液潤滑式の静圧軸受で支
持され、自液潤滑が十分に機能しない起動時や停止時に
おいては玉軸受により支持される。
【００１２】その切り換えは軸スラスト平衡装置５Ｍに
よりなされる。軸スラスト平衡装置５Ｍは、例えば特公
昭６１−５５５８号公報に示されるようなバランスディ
スクなどにより構成されるもので、液化ガス用ポンプ装
置が通常の運転をなされている状態ではその作用力によ
り回転軸５Ａを上方に遊動させる。この結果、中玉軸受
５Ｉがハウジング５Ｌ２から離脱浮上し、中玉軸受５Ｉ
に負荷されるスラスト荷重はゼロとなる。一方、軸スラ
スト平衡装置５Ｍで回転軸５Ａを上方に遊動させ得る状
態ではポンプ本体５による液化ガスに対する昇圧が高ま
って自液潤滑が十分に機能するようになっているので、
静圧軸受（上静圧軸受５Ｅ、中静圧軸受５Ｆおよび下静
圧軸受５Ｇ）が回転軸５Ａの支持に働くようになる。た
だしこの場合は回転軸５Ａが遊動状態になっているの
で、静圧軸受による支持はラジアル方向のみである。
よりなされる。軸スラスト平衡装置５Ｍは、例えば特公
昭６１−５５５８号公報に示されるようなバランスディ
スクなどにより構成されるもので、液化ガス用ポンプ装
置が通常の運転をなされている状態ではその作用力によ
り回転軸５Ａを上方に遊動させる。この結果、中玉軸受
５Ｉがハウジング５Ｌ２から離脱浮上し、中玉軸受５Ｉ
に負荷されるスラスト荷重はゼロとなる。一方、軸スラ
スト平衡装置５Ｍで回転軸５Ａを上方に遊動させ得る状
態ではポンプ本体５による液化ガスに対する昇圧が高ま
って自液潤滑が十分に機能するようになっているので、
静圧軸受（上静圧軸受５Ｅ、中静圧軸受５Ｆおよび下静
圧軸受５Ｇ）が回転軸５Ａの支持に働くようになる。た
だしこの場合は回転軸５Ａが遊動状態になっているの
で、静圧軸受による支持はラジアル方向のみである。
【００１３】以上のようにして回転軸５Ａを支持してい
る静圧軸受や玉軸受は、運転時間の経過とともに摩耗が
進む。静圧軸受で摩耗が進むと、回転中の回転軸５Ａに
ラジアル方向で図３に模式化して示すような振動的な変
位（振動の振幅）に変化を生じ、その程度が摩耗の進行
に応じて大きくなる。一方、玉軸受で摩耗が進むと、そ
の程度に応じて静止時の回転軸５Ａに沈み込みとしてス
ラスト方向の変位に変化を生じる（同じく図３に模式化
して示す）。すなわちポンプ本体５が停止している際に
は軸スラスト平衡装置５Ｍが機能しないために回転軸５
Ａが下降して中玉軸受５Ｉはハウジング５Ｌ２に着座し
ている。そしてこの状態では中玉軸受５Ｉの玉軸受内輪
５Ｉ１に回転軸５Ａを含む上記回転体の全重量が加わ
る。このため図３に示すように、中玉軸受５Ｉの摩耗程
度に応じて、玉軸受内輪５Ｉ１が玉軸受外輪５Ｉ２より
も低く沈み込み、この結果、玉軸受内輪５Ｉ１により直
接支持されている回転軸５Ａも沈み込みを生じる。
る静圧軸受や玉軸受は、運転時間の経過とともに摩耗が
進む。静圧軸受で摩耗が進むと、回転中の回転軸５Ａに
ラジアル方向で図３に模式化して示すような振動的な変
位（振動の振幅）に変化を生じ、その程度が摩耗の進行
に応じて大きくなる。一方、玉軸受で摩耗が進むと、そ
の程度に応じて静止時の回転軸５Ａに沈み込みとしてス
ラスト方向の変位に変化を生じる（同じく図３に模式化
して示す）。すなわちポンプ本体５が停止している際に
は軸スラスト平衡装置５Ｍが機能しないために回転軸５
Ａが下降して中玉軸受５Ｉはハウジング５Ｌ２に着座し
ている。そしてこの状態では中玉軸受５Ｉの玉軸受内輪
５Ｉ１に回転軸５Ａを含む上記回転体の全重量が加わ
る。このため図３に示すように、中玉軸受５Ｉの摩耗程
度に応じて、玉軸受内輪５Ｉ１が玉軸受外輪５Ｉ２より
も低く沈み込み、この結果、玉軸受内輪５Ｉ１により直
接支持されている回転軸５Ａも沈み込みを生じる。
【００１４】軸受の摩耗は、一般に静圧軸受に比べて玉
軸受において特に進行しやすい。その理由は以下の通り
である。ポンプ本体５の起動時は、液化ガス液で揚液管
２の内部が満たされるまでの数分間について、液を押し
上げるだけのわずかな吐出圧力だけで充分なために、ポ
ンプ本体５が所定の吐出圧力よりかなり低い吐出圧力で
運転される。このため、軸スラスト平衡装置５Ｍは機能
せず、回転軸５Ａを含む上記の回転体の全重量と羽根車
５Ｃの下向きの推力による大きなスラスト荷重が中玉軸
受５Ｉに負荷される。特に、ポンプの大容量化などによ
り揚液管２が大口径化すると、ポンプ本体５の起動から
液化ガス液が揚液管２を満たすまでに要する時間がより
長くなることから、上記のような大きなスラスト荷重が
中玉軸受５Ｉに加わる時間も長くなり、中玉軸受５Ｉに
おける摩耗はさらに進行しやすくなる。また起動時の数
分間は、ポンプ本体の吐出圧力が小さいことから静圧軸
受による軸受効果が小さいために、回転軸５Ａが静圧軸
受との間のギャップ分について一杯に振れ廻り、中軸受
部を中心とした歳差運動を行うようになる。この歳差運
動の状態で中玉軸受５Ｉは、多大なスラスト荷重を回転
軸５Ａが傾いた状態で受ける。つまり中玉軸受５Ｉに不
安定な荷重がかかる状態となり、これによっても中玉軸
受５Ｉはその摩耗が促進される。
軸受において特に進行しやすい。その理由は以下の通り
である。ポンプ本体５の起動時は、液化ガス液で揚液管
２の内部が満たされるまでの数分間について、液を押し
上げるだけのわずかな吐出圧力だけで充分なために、ポ
ンプ本体５が所定の吐出圧力よりかなり低い吐出圧力で
運転される。このため、軸スラスト平衡装置５Ｍは機能
せず、回転軸５Ａを含む上記の回転体の全重量と羽根車
５Ｃの下向きの推力による大きなスラスト荷重が中玉軸
受５Ｉに負荷される。特に、ポンプの大容量化などによ
り揚液管２が大口径化すると、ポンプ本体５の起動から
液化ガス液が揚液管２を満たすまでに要する時間がより
長くなることから、上記のような大きなスラスト荷重が
中玉軸受５Ｉに加わる時間も長くなり、中玉軸受５Ｉに
おける摩耗はさらに進行しやすくなる。また起動時の数
分間は、ポンプ本体の吐出圧力が小さいことから静圧軸
受による軸受効果が小さいために、回転軸５Ａが静圧軸
受との間のギャップ分について一杯に振れ廻り、中軸受
部を中心とした歳差運動を行うようになる。この歳差運
動の状態で中玉軸受５Ｉは、多大なスラスト荷重を回転
軸５Ａが傾いた状態で受ける。つまり中玉軸受５Ｉに不
安定な荷重がかかる状態となり、これによっても中玉軸
受５Ｉはその摩耗が促進される。
【００１５】以上のように軸受は運転の継続に伴って摩
耗が進み、そして軸受の摩耗の進行に応じて回転軸５Ａ
のラジアル方向での変位やスラスト方向での変位に変化
を生じる。したがってこれらの変位変化を検出すること
で、静圧軸受や玉軸受の摩耗状態を監視することができ
る。この状態監視のための監視系について以下に説明す
る。
耗が進み、そして軸受の摩耗の進行に応じて回転軸５Ａ
のラジアル方向での変位やスラスト方向での変位に変化
を生じる。したがってこれらの変位変化を検出すること
で、静圧軸受や玉軸受の摩耗状態を監視することができ
る。この状態監視のための監視系について以下に説明す
る。
【００１６】状態監視系は、その部分を拡大して示す図
４にも見られるように、回転軸５Ａの上端部に設けたタ
ーゲット部５Ｔとこれを検出する手段である一つのセン
サ５Ｎを含んでいる。本実施形態におけるターゲット部
５Ｔは、回転軸５Ａの上端部を傾斜面部とした構造にし
て設けられている。このような傾斜面部は、回転軸５Ａ
の回転時のバランスを考慮すると、例えば円錐のような
錐体状とするのが好ましい。一方、本実施形態における
センサ５Ｎは、このターゲット部５Ｔにおける傾斜面と
当該センサ５Ｎとの間隔を傾斜面に直交する向きから検
出するようにされている。
４にも見られるように、回転軸５Ａの上端部に設けたタ
ーゲット部５Ｔとこれを検出する手段である一つのセン
サ５Ｎを含んでいる。本実施形態におけるターゲット部
５Ｔは、回転軸５Ａの上端部を傾斜面部とした構造にし
て設けられている。このような傾斜面部は、回転軸５Ａ
の回転時のバランスを考慮すると、例えば円錐のような
錐体状とするのが好ましい。一方、本実施形態における
センサ５Ｎは、このターゲット部５Ｔにおける傾斜面と
当該センサ５Ｎとの間隔を傾斜面に直交する向きから検
出するようにされている。
【００１７】このようなターゲット部５Ｔとセンサ５Ｎ
の関係においては、回転軸５Ａのラジアル方向変位とス
ラスト方向変位の何れによってもターゲット部５Ｔの傾
斜面とセンサ５Ｎとの間隔が変化する。つまりターゲッ
ト部５Ｔは、回転軸５Ａのラジアル方向変位による変化
成分とスラスト方向変位による変化成分をともに含み、
これらを一つのセンサ５Ｎだけで検出することができ
る。したがって一つのセンサ５Ｎにより、運転中はラジ
アル方向変位の変化成分を検出することで静圧軸受の摩
耗状態を把握することができ、停止中はスラスト方向変
位の変化成分を検出することで玉軸受の摩耗状態を把握
することができる。
の関係においては、回転軸５Ａのラジアル方向変位とス
ラスト方向変位の何れによってもターゲット部５Ｔの傾
斜面とセンサ５Ｎとの間隔が変化する。つまりターゲッ
ト部５Ｔは、回転軸５Ａのラジアル方向変位による変化
成分とスラスト方向変位による変化成分をともに含み、
これらを一つのセンサ５Ｎだけで検出することができ
る。したがって一つのセンサ５Ｎにより、運転中はラジ
アル方向変位の変化成分を検出することで静圧軸受の摩
耗状態を把握することができ、停止中はスラスト方向変
位の変化成分を検出することで玉軸受の摩耗状態を把握
することができる。
【００１８】以上のような状態監視系については、その
センサ５Ｎを図５や図６に示す例のような配置とするこ
とも可能である。またそのターゲット部５Ｔについて
も、回転軸５Ａのラジアル方向変位による変化成分とス
ラスト方向変位による変化成分をともに含むという条件
を満足すれば足りるので、他の形態が可能である。その
ような他の例を図７〜図９に示す。これらは何れも縞状
パターン部としてターゲット部５Ｔを形成する場合であ
る。図７の例は、回転軸５Ａの側面に縞状のパターンを
機械的に刻設することで縞状パターン部としており、図
８の例は、回転軸５Ａの側面に縞状のパターンを磁気的
に与える、つまり磁性の異なる部分を縞状のパターンに
して設けることで縞状パターン部としており、図９の例
は、回転軸５Ａの側面に縞状のパターンを電気的に与え
る、つまり導電率の異なる部分を縞状のパターンにして
設けることで縞状パターン部としている。これらのター
ゲット部５Ｔについては、縞状パターン部における縞同
士の間の見かけの間隔がターゲット部５Ｔとセンサ５Ｎ
との間隔に応じて変化することを利用してラジアル方向
変位の変化成分を検出し、縞状パターン部における縞が
回転軸５Ａのスラスト方向変位に応じて上下に移動する
ことを利用してスラスト方向変位による変化成分を検出
することができる。
センサ５Ｎを図５や図６に示す例のような配置とするこ
とも可能である。またそのターゲット部５Ｔについて
も、回転軸５Ａのラジアル方向変位による変化成分とス
ラスト方向変位による変化成分をともに含むという条件
を満足すれば足りるので、他の形態が可能である。その
ような他の例を図７〜図９に示す。これらは何れも縞状
パターン部としてターゲット部５Ｔを形成する場合であ
る。図７の例は、回転軸５Ａの側面に縞状のパターンを
機械的に刻設することで縞状パターン部としており、図
８の例は、回転軸５Ａの側面に縞状のパターンを磁気的
に与える、つまり磁性の異なる部分を縞状のパターンに
して設けることで縞状パターン部としており、図９の例
は、回転軸５Ａの側面に縞状のパターンを電気的に与え
る、つまり導電率の異なる部分を縞状のパターンにして
設けることで縞状パターン部としている。これらのター
ゲット部５Ｔについては、縞状パターン部における縞同
士の間の見かけの間隔がターゲット部５Ｔとセンサ５Ｎ
との間隔に応じて変化することを利用してラジアル方向
変位の変化成分を検出し、縞状パターン部における縞が
回転軸５Ａのスラスト方向変位に応じて上下に移動する
ことを利用してスラスト方向変位による変化成分を検出
することができる。
【００１９】以上、本発明を実施する上で好ましい形態
のいくつかの例について説明したが、本発明はこれらの
例に限定されるものでなく、本発明の精神を逸脱しない
範囲において多くの設計形態をとることができる。
のいくつかの例について説明したが、本発明はこれらの
例に限定されるものでなく、本発明の精神を逸脱しない
範囲において多くの設計形態をとることができる。
【００２０】ここで、技術分野は異なるが本発明と関連
する技術の例として例えば特開平６−２６５７８号公報
に開示の技術があることに触れておく。この技術はメカ
ニカルシールのような機械要素の回転体についてその挙
動を監視するものであり、軸受の摩耗状態監視を意図す
る本発明とは異質の技術である。
する技術の例として例えば特開平６−２６５７８号公報
に開示の技術があることに触れておく。この技術はメカ
ニカルシールのような機械要素の回転体についてその挙
動を監視するものであり、軸受の摩耗状態監視を意図す
る本発明とは異質の技術である。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ラジアル方向変位による変化成分とスラスト方向変位に
よる変化成分をともに含むターゲット部を回転軸に設
け、このターゲット部を検出手段で検出するようにして
いるので、１個の検出手段だけでも回転軸のラジアル方
向変位とスラスト方向変位の何れをも検出することがで
きる。この結果、検出手段に関するコストの低減が可能
となる。
ラジアル方向変位による変化成分とスラスト方向変位に
よる変化成分をともに含むターゲット部を回転軸に設
け、このターゲット部を検出手段で検出するようにして
いるので、１個の検出手段だけでも回転軸のラジアル方
向変位とスラスト方向変位の何れをも検出することがで
きる。この結果、検出手段に関するコストの低減が可能
となる。
【図１】一実施形態による液化ガス用ポンプ装置の簡略
化した縦断面図である。
化した縦断面図である。
【図２】図１の液化ガス用ポンプ装置を液化ガスタンク
に潜没設置した状態を示す縦断面図である。
に潜没設置した状態を示す縦断面図である。
【図３】回転軸の変位に関する説明図である。
【図４】図１の液化ガス用ポンプ装置における状態監視
系の部分拡大図である。
系の部分拡大図である。
【図５】他の形態による状態監視系の部分拡大図であ
る。
る。
【図６】他の形態による状態監視系の部分拡大図であ
る。
る。
【図７】他の形態による状態監視系の部分拡大図であ
る。
る。
【図８】他の形態による状態監視系の部分拡大図であ
る。
る。
【図９】他の形態による状態監視系の部分拡大図であ
る。
る。
５Ａ 回転軸 ５Ｅ 上静圧軸受 ５Ｆ 中静圧軸受 ５Ｇ 下静圧軸受 ５Ｈ 上玉軸受 ５Ｉ 中玉軸受 ５Ｎ センサ（検出手段） ５Ｔ ターゲット部
Claims (4)
- 【請求項１】 定常運転時に機能する自液潤滑の静圧軸
受と起動時および停止時に機能する玉軸受とにより支持
された回転軸を有し、この回転軸が垂直状態になるよう
にして揚液対象の液体中に潜没させて用いられ、前記静
圧軸受の摩耗状態を前記回転軸のラジアル方向の変位に
基づいて監視すると共に、前記玉軸受の摩耗状態を前記
回転軸のスラスト方向の変位に基づいて監視するように
されている潜没型ポンプ装置において、前記回転軸のラ
ジアル方向変位による変化成分とスラスト方向変位によ
る変化成分をともに含むターゲット部を前記回転軸に設
けると共に、このターゲット部を検出して前記ラジアル
方向変位による変化成分とスラスト方向変位による変化
成分のそれぞれを検出することのできる検出手段を設け
たことを特徴とする潜没型ポンプ装置。 - 【請求項２】 ターゲット部は、回転軸の上端部に形成
した傾斜面部である請求項１に記載の潜没型ポンプ装
置。 - 【請求項３】 ターゲット部は、回転軸の側面に機械的
または電気的または磁気的の何れかにより形成した縞状
パターン部である請求項１に記載の潜没型ポンプ装置。 - 【請求項４】 定常運転時に機能する自液潤滑の静圧軸
受と起動時および停止時に機能する玉軸受とにより支持
された回転軸を有し、この回転軸が垂直状態になるよう
にして揚液対象の液体中に潜没させて用いられ潜没型ポ
ンプ装置における前記静圧軸受の摩耗状態を前記回転軸
のラジアル方向の変位に基づいて監視すると共に、前記
玉軸受の摩耗状態を前記回転軸のスラスト方向の変位に
基づいて監視する状態監視方法において、前記回転軸の
ラジアル方向変位による変化成分とスラスト方向変位に
よる変化成分をともに含むターゲット部を前記回転軸に
設け、このターゲット部から前記ラジアル方向変位によ
る変化成分とスラスト方向変位による変化成分のそれぞ
れを検出手段で検出し、この検出で前記ラジアル方向変
位とスラスト方向変位との各変化成分からそれぞれ得ら
れる回転軸のラジアル方向の変位変化とスラスト方向の
変位変化に基づいて静圧軸受の摩耗状態と玉軸受の摩耗
状態のそれぞれを求めるようにしたことを特徴とする状
態監視方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10684299A JP3924983B2 (ja) | 1999-04-14 | 1999-04-14 | 潜没型ポンプ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10684299A JP3924983B2 (ja) | 1999-04-14 | 1999-04-14 | 潜没型ポンプ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000297786A true JP2000297786A (ja) | 2000-10-24 |
| JP3924983B2 JP3924983B2 (ja) | 2007-06-06 |
Family
ID=14443938
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10684299A Expired - Fee Related JP3924983B2 (ja) | 1999-04-14 | 1999-04-14 | 潜没型ポンプ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3924983B2 (ja) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4315880Y1 (ja) * | 1967-02-16 | 1968-07-02 | ||
| JPH0626578A (ja) * | 1992-04-15 | 1994-02-01 | Tanken Seal C-Kou:Kk | 回転体の挙動監視装置 |
| JPH0612823U (ja) * | 1992-07-21 | 1994-02-18 | 日機装株式会社 | 軸受摩耗モニタ |
| JPH087142Y2 (ja) * | 1991-02-15 | 1996-03-04 | 日機装株式会社 | 軸受摩耗監視装置 |
| JPH10205478A (ja) * | 1997-01-20 | 1998-08-04 | Hitachi Ltd | 液化ガス用ポンプ装置 |
-
1999
- 1999-04-14 JP JP10684299A patent/JP3924983B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4315880Y1 (ja) * | 1967-02-16 | 1968-07-02 | ||
| JPH087142Y2 (ja) * | 1991-02-15 | 1996-03-04 | 日機装株式会社 | 軸受摩耗監視装置 |
| JPH0626578A (ja) * | 1992-04-15 | 1994-02-01 | Tanken Seal C-Kou:Kk | 回転体の挙動監視装置 |
| JPH0612823U (ja) * | 1992-07-21 | 1994-02-18 | 日機装株式会社 | 軸受摩耗モニタ |
| JPH10205478A (ja) * | 1997-01-20 | 1998-08-04 | Hitachi Ltd | 液化ガス用ポンプ装置 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3924983B2 (ja) | 2007-06-06 |
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