JPH03111696A - エンジン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、エンジン駆動式ポンプの軸受に対する潤滑水
の供給方法に関する。

［従来の技術］ 例えば立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立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立軸ポン
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支軸ポンプに
、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、Ｍ受に対して外
部から潤滑水を供給することが考λ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、つまり支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
１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、このような事情に鑑み、かつエンジン駆動式
ポンプでは揚水正転時と気中運転時のエンジン負荷の変
動によって、エンジンの排気温度も変動する点に着目し
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エ
ンジン駆動式ポンプの軸受に対する潤滑水供給方法の提
供を目的とする。

［課題を解決するための手段］ 前記目的を達成するために、本発明は、エンジンの排気
系に温度センサを設け、この温度センづによってエンジ
ンの負荷に応じて変動する排気温度を検知し、排気温度
が設定上限値に到達したとき潤滑水供給系からポンプ主
軸の軸受への潤滑水供給を停止し、排気温度が設定下限
値に低下したとき前記潤滑水供給系から前記軸受に潤滑
水を供給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
負荷運転されることによって、排気温度が上昇した場合
、この排気温度の上昇をエンジンの排気系に設けられた
温度センサによって検知し、排気温度がエンジンの特性
によって予め設定されている上限値に達したときに、ｉ
ｍｍ氷水供給系らポンプ主軸の軸受に対する潤滑水の供
給を停止する。

また、ポンプの気中運転によりエンジンが低負荷運転さ
れることによって、排気温度が揚水運転時よりも低下し
た場合、この排気温度の低下を前記温度センサによって
検知し、排気温度がエンジンの特性によって予め設定さ
れている下限値に低下したときに、潤滑水供給系からポ
ンプ主軸の軸受に潤滑水を供給する。

［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エンジン駆動式支軸ポンプを
示し、図において、支軸ポンプｌ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５例えばディーゼルエン
ジンＥによって回転駆動される。

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。

エンジンＥの排気系ＥＸには排気温度を検知する温度セ
ンサ１０が設けられている。温度センサｌＯは排気系Ｅ
Ｘにおける排気管Ｐの入口、つまり、エンジンＥの排気
通路直下流位置に設けられており、この温度センサ１０
から制御手段１１に信号が出力され、ここから潤滑水供
給系９の弁９Ｃに信号が出力されて、弁９Ｃを開閉制御
するようになっている。

また、この支軸ポンプ１では、吸込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
気水切換用吸気弁１２を介装した吸気管１３を装備して
いる。したがって、水位降下時には羽根車入口レベルの
揚水開始水位ＨＷＬと最低水位（揚水遮断水位）ＬＷＬ
の間の所定水位になったときに、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から揚水運転に切
換えるようにしている。

なお、吸気弁１ｚ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。

つぎに、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支軸ポンプ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５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。

前述の揚水運転でエンジンＥが高負荷運転されることに
よって、排気温度が上昇する。この排気温度の上昇はエ
ンジンＥの排気系ＥＸにおける排気管Ｐの入口に設けら
れた温度センサｌＯによって検知され、この検知信号を
制御手段１１に出力し、ここでは、排気温度がエンジン
Ｅの特性によって予め設定されている上限値（例えば、
２１０馬力エンジンの場合は約４５０℃、９０馬力エン
ジンの場合は約２２０℃、８０馬力エンジンの場合は約
２１０℃）に達したときに、これを判断して弁９Ｃに制
御信号を出力し、弁９Ｃを閉成して潤滑水供給系９から
ポンプ主軸２の軸受５，８に対する潤滑水の供給を停止
する。

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。

気中運転によりエンジンＥが低負荷運転されることによ
って、排気温度が下降する。この排気温度の下降はエン
ジンＥの排気系ＥＸにおける排気管Ｐの入口に設けられ
た温度センサ１０によって検知され、この検知信号を制
御手段１１に出力し、ここでは、排気温度がエンジンＥ
の特性によって予め設定されている下限値（例えば、２
１０馬力エンジンの場合は約２６０℃、９０馬力エンジ
ンの場合は約１００℃、８０馬力エンジンの場合は約９
５℃）に達したときに、これを判断して弁９Ｃに制御信
号を出力し、弁９Ｃを開成して潤滑水供給系９からポン
プ主軸２の軸受５，８に対して潤滑水を供給し、軸受５
，８の潤滑および冷却を行う、したがって、支軸ポンプ
ｌが気中運転に切換えられて、自揚水により軸受５，８
が潤滑されなくなっても、きわめて短時間（２〜３分）
後に潤滑水供給系９から供給される潤滑水によって潤滑
がなされ、安定正転を継続することができるものである
。

気中運転の継続によって、吸水井６の水位が−に昇して
、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、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、支軸ポンプ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支軸ポンプｌにも
、セラミックス軸受５．８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支軸ポンプｌ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］ 以上説明したように、本発明によれば、揚水運転時と気
中運転時のエンジン負荷の変動に伴うニンジンの排気温
度の変動を温度センサによって検出し、自揚水によって
軸受を潤滑することのできるエンジンの高負荷運転時に
は、潤滑水供給系を閉成し、また気中運転に切換えられ
ることで自揚水によって軸受を潤滑することのできない
低負荷運転時には、排気温度を検知する温度センサから
の信号によって潤滑水供給系を開成し、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ので、従来より採用不可能
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
向上を実現できる。

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】

第１図は本発明を適用した支軸ポンプの実施例を示す概
略構成図である。 １・・・支軸ポンプ ２・・・主軸 ５．８・・・セラミックス軸受 ９・・・潤滑水供給系 １０・・・温度センサ Ｅ…エンジン ＥＸ・・・エンジンの排気系

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジン駆動式ポンプにおいて、エンジンの排気
   系に温度センサを設け、この温度センサによってエンジ
   ンの負荷に応じて変動する排気温度を検知し、排気温度
   が設定上限値に到達したとき潤滑水供給系からポンプ主
   軸の軸受への潤滑水供給を停止し、排気温度が設定下限
   値に低下したとき前記潤滑水供給系から前記軸受に潤滑
   水を供給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供給方法。