(57)【要約】      （修正有）【課題】運転中にも安全に潤滑油を取り出すことができる潤滑油採取システムを提供する。【解決手段】潤滑油採取システム５０１は、潤滑油を使用する軸受装置に設けられている。潤滑油採取システム５０１は、軸受装置の油溜３４内の潤滑油を採取するために、供給管５３２と採油管５３１とを備えている。供給管５３２は、潤滑油を供給する潤滑油タンク４１に接続されるとともに、油溜３４内に開口を有し、軸受ケーシング３１に対して固定されている。採油管５３１は、油溜３４内に複数の採油口を有し、採油口から流入した油溜３４内の潤滑油を油溜３４の外に採り出す管であって、軸受ケーシング３１に対して固定されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
潤滑油を使用する軸受装置に設けられた、前記軸受装置の油溜内の潤滑油を採取するための潤滑油採取システムであって、
潤滑油を供給する潤滑油タンクに接続されるとともに、前記油溜内に開口を有し、前記軸受装置に対して固定された供給管と、
前記油溜内に採油口を有し、前記採油口から流入した前記油溜内の潤滑油を前記油溜の外に採り出す、前記軸受装置に対して固定された採油管と、
を備えたことを特徴とする潤滑油採取システム。
【請求項２】
前記供給管から供給する前記潤滑油の量を調整するための第１のバルブと、
前記採油管から採り出す前記潤滑油の量を調整するための第２のバルブと、
前記第１のバルブ及び／又は前記第２のバルブの開度を制御する制御装置と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の潤滑油採取システム。
【請求項３】
前記制御装置は、前記第１のバルブと前記第２のバルブを同時に開くとともに、前記供給管から供給する前記潤滑油の量と前記採油管から採り出す前記潤滑油の量を略等しくして、前記油溜内の前記潤滑油の量を一定に保つように、前記第１のバルブ及び／又は前記第２のバルブの開度を制御することを特徴とする請求項２に記載の潤滑油採取システム。
【請求項４】
前記油溜内の前記潤滑油の量を検出する液面レベルセンサをさらに備え、
前記制御装置は、前記液面レベルセンサの検出値に基づいて前記第１のバルブ及び／又は前記第２のバルブの開度を制御することを特徴とする請求項３に記載の潤滑油採取システム。
【請求項５】
前記採油管における前記潤滑油の流量を検出する流量センサをさらに備え、
前記制御装置は、前記流量センサの検出値に基づいて前記第１のバルブ及び／又は前記第２のバルブの開度を制御することを特徴とする請求項３に記載の潤滑油採取システム。
【請求項６】
前記供給管及び前記採油管に接続された循環管と、
前記循環管に設けられた循環用ポンプと、
をさらに備え、
前記循環管及び前記循環用ポンプを用いて前記採油管から取り出した前記潤滑油を前記供給管に戻すことで、前記潤滑油を循環させることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の潤滑油採取システム。
【請求項７】
回転機械と、
前記回転機械の駆動軸と、
潤滑油を使用して、前記駆動軸を回転可能に支承する軸受装置と、
前記軸受装置の油溜内の潤滑油を採取するための請求項１ないし６のいずれか一項に記載の潤滑油採取システムと、
を備えたことを特徴とする回転機械システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸受装置の油溜内の潤滑油を採取するための潤滑油採取システム及びそれを含む回転機械システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
回転機械システムの一例としてのポンプシステムは、駆動軸と、駆動軸によって回転される回転機械としてのポンプと、駆動軸を回転駆動する駆動モータと、駆動軸を回転可能に支持する軸受装置とを備えている。また、フライホイール、流体変速機（流体継手、トルクコンバータ等）、増減速機、クラッチ等の回転機械システムにも、駆動軸を回転可能に支持する軸受装置が用いられる。これらの軸受装置では、駆動軸との間の摩擦を低減するために潤滑油が用いられる。
【０００３】
近年、機械設備の管理・維持方法として故障の根本原因系を監視・除去するプロアクティブ保全が提唱され、中でも潤滑油診断は回転機械システムの軸受装置の回転体摺動部の状態を知る上で非常に重要な評価方法となっている。
【０００４】
この潤滑油診断のために、軸受装置からは少量の潤滑油が採取される。この潤滑油の採取（以下、「採油」ともいう。）は、採油管を軸受装置に挿入して、軸受装置の油溜から潤滑油を採り出すことで行うことができる。
【０００５】
ここで、診断に用いる潤滑油は、滑油全体の代表となるものでなければならず、軸受装置内の潤滑油の全体が均一に混合された状態でその一部を採取すべきである。潤滑油に含まれる成分や異物は、ポンプの運転が長時間停止すると沈殿してしまうものもあり、そのような状態で一部の潤滑油を採取した場合には、潤滑油の全体に当該成分や異物がどの程度含まれているかを正確に知ることが困難になるからである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１５−１１７７１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
軸受装置内の潤滑油を均一に混合された状態にするために、潤滑油を採取（採油）する前に駆動軸を運転することが考えられるが、採油のためだけに運転をすることは非効率である。したがって、通常運転の最中に採油することが望ましい。
【０００８】
しかしながら、運転中に採油のための潤滑油の採油管を軸受装置に挿入すると、採油管が回転する駆動軸に接触して危険であるという問題があった。
【０００９】
本発明は、運転中にも安全に潤滑油を取り出すことができる潤滑油採取システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様は、潤滑油を使用する軸受装置に設けられた、前記軸受装置の油溜内の潤滑油を採取するための潤滑油採取システムであって、潤滑油を供給する潤滑油タンクに接続されるとともに、前記油溜内に開口を有し、前記軸受装置に対して固定された供給管と、前記油溜内に採油口を有し、前記採油口から流入した前記油溜内の潤滑油を前記油溜の外に採り出す、前記軸受装置に対して固定された採油管とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、採油管が軸受装置に固定されているので、採油のために採油管を軸受装置に挿入する必要がなく、運転中であっても潤滑油を採り出すことができる。また、供給管も軸受装置に固定されているので、採油と同時に採油した分の潤滑油を供給することができるので、採油によって軸受装置内の潤滑油の量が極端に減少することがなく、運転中であっても潤滑油を安全に取り出すことができる。
【００１２】
上記の潤滑油採取システムは、前記供給管から供給する前記潤滑油の量を調整するための第１のバルブと、前記採油管から採り出す前記潤滑油の量を調整するための第２のバルブと、前記第１のバルブ及び／又は前記第２のバルブの開度を制御する制御装置とをさらに備えていてよい。この構成によれば、潤滑油の供給量と採油量を調整できる。
【００１３】
上記の潤滑油採取システムにおいて、前記制御装置は、前記第１のバルブと前記第２のバルブを同時に開くとともに、前記供給管から供給する前記潤滑油の量と前記採油管から採り出す前記潤滑油の量を略等しくして、前記油溜内の前記潤滑油の量を一定に保つように、前記第１のバルブ及び／又は前記第２のバルブの開度を制御してよい。この構成により、採油の際に油溜内の潤滑油の量を一定に保つことができるので、油溜内の潤滑油が極端に減ることがなく、運転中であっても安全に採油できる。
【００１４】
上記の潤滑油採取システムは、前記油溜内の前記潤滑油の量を検出する液面レベルセンサをさらに備えていてよく、前記制御装置は、前記液面レベルセンサの検出値に基づいて前記第１のバルブ及び／又は前記第２のバルブの開度を制御してよい。
【００１５】
上記の潤滑油採取システムは、前記採油管における前記潤滑油の流量を検出する流量センサをさらに備えていてよく、前記制御装置は、前記流量センサの検出値に基づいて前記第１のバルブ及び／又は前記第２のバルブの開度を制御してよい。
【００１６】
上記の潤滑油採取システムは、前記供給管及び前記採油管に接続された循環管と、前記循環管に設けられた循環用ポンプとをさらに備えていてよく、前記循環管及び前記循環用ポンプを用いて前記採油管から取り出した前記潤滑油を前記供給管に戻すことで、前記潤滑油を循環させてよい。この構成によれば、運転が停止している間にも潤滑油を循環させることで軸受装置の中で潤滑油を攪拌することができ、運転をしなくても軸受装置内の潤滑油を均質にできる。
【００１７】
本発明の別の態様は、回転機械と、前記回転機械の駆動軸と、潤滑油を使用して、前記駆動軸を回転可能に支承する軸受装置と、前記軸受装置の油溜内の潤滑油を採取するための上記の潤滑油採取システムとを備えた回転機械システムである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、採油管が軸受装置に固定されているので、採油のために採油管を軸受装置に挿入する必要がなく、運転中であっても潤滑油を採り出すことができる。また、供給管も軸受装置に固定されているので、採油と同時に採油した分の潤滑油を供給することができるので、採油によって軸受装置内の潤滑油の量が極端に減少することがなく、運転中であっても潤滑油を安全に取り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態の回転機械システムの概略構成を示す断面図
【図２】本発明の第１の実施の形態の軸受装置の概略構成を示す断面図
【図３】本発明の第２の実施の形態の軸受装置の概略構成を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する場合の一例を示すものであって、本発明を以下に説明する具体的構成に限定するものではない。本発明の実施にあたっては、実施の形態に応じた具体的構成が適宜採用されてよい。
【００２１】
図１は、本発明の実施の形態の回転機械システムの概略構成を示す断面図である。図１に示すように、回転機械システム１００は、回転機械としてのポンプ１０と、駆動軸２０と、駆動軸２０を回転可能に支持する軸受装置３０とを備えている。回転機械システム１００はさらに、ポンプ１０を駆動する図示しない駆動源（モータ、エンジン等）を備えている。
【００２２】
駆動軸２０は、その一端がポンプ１０内に位置し、ポンプ１０から軸線ＡＬ方向（水平方向）に延びて軸受装置３０を貫通し、他端は駆動モータに接続されている。駆動軸２０の一端側には、駆動軸２０の周囲にポンプ１０の羽根車１１が固定されている。
【００２３】
軸受装置３０は、軸受ケーシング３１と軸受３２，３３とを備えている。軸受装置３０は、軸受３２，３３によって駆動軸２０を回転可能に片持ち支承する。軸受３２，３３は、潤滑油を使用する玉軸受である。軸受３２と軸受３３との間には、軸受ケーシング３１によって油溜３４が形成されている。本実施の形態では、油溜３４におけるオイルレベルＯＬは、軸受３２，３３を構成する玉が最も下方に位置する際の当該玉の中心付近に維持される。
【００２４】
軸受ケーシング３１は、駆動源側において、軸受３３の位置で終端している。これにより、軸受３３の外側（軸受３２とは反対の側）は、軸受ケーシング３１から露出している。この軸受３３の露出部分は、軸受カバー３５によって覆われている。駆動軸２０は、軸受カバー３５を貫通して軸受カバー３５の外部にまで延びている。
【００２５】
図１には図示していないが、軸受装置３０には、潤滑油診断において潤滑油を採取するための構成として潤滑油採取システムが備えられる。以下では、本発明の潤滑油採取システムの２つの実施の形態を説明する。
【００２６】
（第１の実施の形態）
図２は、本発明の第１の実施の形態の潤滑油採取システムの概略構成を示す図である。図２では、油溜３４を構成する軸受ケーシング３１を長方形で示し、かつ、駆動軸２０の図示を省略するとともに、軸受ケーシング３１において駆動軸２０が貫通する箇所についても図示を省略する。
【００２７】
潤滑油採取システム５０１は、循環用ポンプ５１１と、採油管５３１と、供給管５３２と、制御装置５５１と、液面レベルセンサ５５２とを備えている。循環用ポンプ５１１は、吸込口５１１１と吐出口５１１２とを備え、吸込口５１１１から吸い込んだ潤滑油を吐出口５１１２から吐出する。
【００２８】
採油管５３１は、採油口となる複数の孔（開口）が形成された管であり、油溜３４内の比較的低い位置に位置するように、軸受ケーシング３１に固定される。採油管５３１は軸受ケーシング３１の底面から上方に垂直に延びる垂直部と、垂直部の先端から略９０度屈曲して軸受ケーシング３１の底面と平行に延びる水平部とからなる。
【００２９】
すなわち、採油管５３１は油溜３４の液面より低く、軸受ケーシング３１の底面より若干高い位置に位置し、全体が潤滑油に浸っている。即ち、採油管５３１の採油口は軸受ケーシング３１の底面より若干高い位置に配置される。採油管５３１は、その垂直部が軸受ケーシング３１の底面に固定される。採油管５３１の複数の孔は水平部に形成されている。採油管５３１の断面は、円、四角、三角等の形状であってよい。
【００３０】
供給管５３２は、先端に単一の開口を有する管であり、その開口が油溜３４内の比較的高い位置にくるように、軸受ケーシング３１に固定される。供給管５３２は、軸受ケーシング３１の上面に固定される。図２の例では、供給管５３２は直線形状であるが、駆動軸２０等を避けるために屈曲ないし湾曲した形状とされてもよい。供給管５３２の先端の開口は、採油管５３１の水平部より高い位置にあり、よって採油管５３１の水平部、及びそこに形成された複数の孔は、供給管５３２の先端の開口より低い位置にある。
【００３１】
採油管５３１及び供給管５３２は、軸受ケーシング３１を貫通している。供給管５３２は、循環管５２１を介して循環用ポンプ５１１の吐出口５１１２に接続されるともに、供給管５６１を介して潤滑油タンク４１に接続される。採油管５３１は、循環管５２２を介して循環用ポンプ５１１の吸込口５１１１に接続されるとともに、排出管５６２に接続される。排出管５６２の先には排油溜４２が設けられる。
【００３２】
循環管５２２にはバルブ５４１が設けられ、循環管５２１にはバルブ５４２が設けられる。即ち、採油管５３１は、循環管５２２及び循環管５２２に設けられたバルブ５４１を介して、循環用ポンプ５１１に接続されており、供給管５３２は、循環管５２１及び循環管５２１に設けられたバルブ５４２を介して循環用ポンプ５１１に接続されている。
【００３３】
また、供給管５３２は、バルブ５６３を介して供給管５６１に接続され、採油管５３１は、バルブ５６４を介して排出管５６２に接続される。バルブ５４１，５４２，５６３，５６４は、いずれも電磁バルブであり、制御装置５５１からの制御信号によって開閉可能であり、かつその開度も調整可能である。
【００３４】
油溜３４内の潤滑油を交換する際には、まず、バルブ５６４を開けて採油管５３１から古い潤滑油を油溜３４外に排出した後、バルブ５６４を閉めてバルブ５６３を開けて、供給管５６１を介して供給管５３２から油溜３４内に新しい潤滑油を供給する。
【００３５】
診断のために少量の潤滑油を油溜３４から採取する際には、バルブ５６４とバルブ５６３とを同時に開けて採油管５３１を介して排出管５６２から潤滑油を採取しつつ、潤滑油タンク４１から供給管５６１及び供給管５３２を介して油溜３４に潤滑油を供給する。このとき、制御装置５５１は、液面レベルセンサ５５２で油溜３４内の潤滑油の量を監視し、油溜３４内の潤滑油の量が一定になるように、バルブ５６３の開度を調整する。
【００３６】
なお、上記の例では、採油量を調整するバルブ５６４の開度を一定として、油溜３４内の潤滑油の量を一定に保つように、液面レベルセンサ５５２の検出値に応じてバルブ５６３の開度を制御装置５５１によって調整したが、供給量を調整するバルブ５６３の開度を一定にして、油溜３４内の潤滑油の量を一定に保つように、液面レベルセンサ５５２の検出値に応じてバルブ５６４の開度を制御装置５５１によって調整してもよい。あるいは、制御装置５５１は、液面レベルセンサ５５２の検出値に基づいて、油溜３４内の潤滑油の量を一定に保つように、バルブ５６３の開度及びバルブ５６４の開度を同時に調整してもよい。
【００３７】
上記のように、本実施の形態の潤滑油採取システム５０１は、採油するための採油管５３１及び潤滑油を供給するための供給管５３２が軸受ケーシング３１にあらかじめ固定されて設けられるので、採油のために採油管を軸受ケーシング３１に挿入する必要がない。なお、採油管５３１及び供給管５３２は、軸受ケーシング３１に固定されたまま、向きや位置を変更可能であってもよい。
【００３８】
また、採油と同時に、油溜３４内の潤滑油の量を一定に保つように、潤滑油タンク４１から潤滑油を供給するので、採油のために運転を停止する必要がなく、運転中でも採油が可能となる。よって、採油の際の潤滑油の攪拌のためにわざわざ運転をする必要もなくなる。すなわち、運転中に潤滑油の量を減らすことなく、採油を行うことができる。したがって、採油の頻度を高くすることができ、採油された潤滑油を分析することで、軸受状態の診断の頻度を高くすることができる。特に、連続運転が求められ、定期点検などの予定された運転停止以外の停止（例えば故障による停止）が許されない回転機械システム１００において、有効である。
【００３９】
なお、採油時に潤滑油を供給するために、元々油溜３４内にあった潤滑油は希釈されるが、分析値の変化に基づいて診断を行うようにすれば、潤滑油が希釈されることは問題にならない。
【００４０】
また、採油管５３１の採油口となる複数の孔は、軸受ケーシング３１の底面から若干高い位置にあるため、軸受ケーシング３１の底に沈殿した汚物等を採り出すことがなくなる。また、採油管５３１には、採油口となる孔が複数設けられているので、油溜３４内の複数の箇所から採油することができ、より均質な潤滑油を採取できる。
【００４１】
また、潤滑油採取システム５０１は、採油管５３１と供給管５３２が軸受ケーシング３１に固定されており、かつ、採油管５３１から供給管５３２に潤滑油を循環させるための循環管５２１，５２２及び循環用ポンプ５１１からなる循環機構が設けられているので、この機構を用いて油溜３４内の潤滑油を攪拌することが可能である。よって、運転を停止しているときに採油をしたい場合には、わざわざ運転をすることで潤滑油を攪拌させる必要はなく、この循環機構を用いることで潤滑油を循環させて、それによって油溜３４内の潤滑油を攪拌できる。
【００４２】
具体的には、油溜３４内の潤滑油を攪拌する際には、バルブ５６３及びバルブ５６４を閉じ、バルブ５４１及びバルブ５４２を開けて、循環用ポンプ５１１を作動させる。そうすると、油溜３４内の潤滑油は、採油管５３１の複数の孔から吸い出されて、循環管５２６を通って、循環用ポンプ５１１に吸い上げられる。バルブ５６３，５６４，５４１，５４２の開閉は、制御装置５５１の制御によって行われる。
【００４３】
吸い上げられた潤滑油は、循環用ポンプ５１１の吐出口５１１２から排出されて、循環管５２５を通って、供給管５３２に導かれて、油溜３４内の潤滑油に浸かっている供給管５３２の先端から排出される。潤滑油のこのような循環によって、油溜３４内の潤滑油は攪拌される。この攪拌作用によって、潤滑油内の異物等が潤滑油において均一に分散する。攪拌をした後に上記と同様にして排出管５６２から採油をすることで、均質な潤滑油を採り出すことができる。
【００４４】
（第２の実施の形態）
図３は、本発明の第２の実施の形態の潤滑油採取システムの概略構成を示す図である。第２の実施の形態の潤滑油採取システム５０２は、第１の実施の形態と比較すると、液面レベルセンサ５５２を備えていない代わりに、排出管５６２に流量センサ５５３を備えている。
【００４５】
流量センサ５５３は、排出管５６２を流れる潤滑油の流量を検出する。流量センサ５５３の検出値は制御装置５５１に入力される。制御装置５５１は、流量センサ５５３の検出値、即ち、排出管５６２を流れて油溜３４から流出する潤滑油の量に応じて、バルブ５６３の開度、即ち供給管５６１を流れて潤滑油タンク４１から油溜３４に流入する潤滑油の量を調整する。特に、制御装置５５１は、油溜３４から流出する潤滑油の量と、油溜３４に流入する潤滑油の量とが略等しくなるように、バルブ５６３の開度を制御する。
【００４６】
なお、第１の実施の形態と同様に、流量センサ５５の検出値に基づいてバルブ５６４の開度を調整してもよく、あるいは、流量センサ５５の検出値に基づいてバルブ５６３及びバルブ５６４の開度を調整してもよい。
【００４７】
本実施の形態の潤滑油採取システム５０２によれば、液面レベルセンサ５５２を必要とせずに、油溜３４内の潤滑油の量を一定に保ちながら採油することができる。このように、本実施の形態においても、採油をしつつ油溜３４内の潤滑油の量を一定に保つことができるので、運転中であっても潤滑油診断のための少量の採油が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、運転中であっても安全に潤滑油を採り出すことができるという効果を有し、軸受装置の油溜内の潤滑油を採取するための潤滑油採取システム等として有用である。
【符号の説明】
【００４９】
１００  回転機械システム
１０  ポンプ
２０  駆動軸
３０  軸受装置
３１  軸受ケーシング
３２  軸受
３３  軸受
３４  油溜
３５  軸受カバー
５０１、５０２  潤滑油採取システム
４１  潤滑油タンク
４２  排油溜
５１１  循環用ポンプ
５１１１  吸込口
５１１２  吐出口
５２１、５２２  循環管
５３１  採油管
５３２  供給管
５４１、５４２  バルブ
５５１  制御装置
５５２  液面レベルセンサ
５６１  供給管
５６２  排出管
５６３、５６４  バルブ
５５３  流量センサ
【図１】
2017110668.tif 000003
【図２】
2017110668.tif 000004
【図３】
2017110668.tif 000005