JP2001073992A - ファンの失速検知装置 - Google Patents

ファンの失速検知装置

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JP2001073992A
JP2001073992A JP24833999A JP24833999A JP2001073992A JP 2001073992 A JP2001073992 A JP 2001073992A JP 24833999 A JP24833999 A JP 24833999A JP 24833999 A JP24833999 A JP 24833999A JP 2001073992 A JP2001073992 A JP 2001073992A
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stall
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signal
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JP24833999A
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Kunio Ouchi
国雄 大内
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ファンの失速検知装置に関し、ファンの失速
を早期に検知し、機器の機能低下を防止する。 【解決手段】 復水器20には4×4=16個のファン
10が下部に設けられ、各ユニット11内にはファン1
0、モータM、モータの電流計A、熱交換器12で構成
される。各ユニット11の下部には横風用の風速計F、
上部出口には温度計T、風速計Fが配置される。図示省
略の制御装置にはこれらA,T,F、の各信号が入力さ
れ、電流が通常の50%以下、出口風速、出口温度、横
風がそれぞれ所定の値以下となると、ファン失速と判断
し、警報信号を出力する。従って復水器ファンの失速が
早期に検出され、復水器の性能低下及びファンの損傷を
防ぐ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はファンの失速検知装
置に関し、主に、蒸気タービンの復水器のファンに適用
され、ファンの失速を検知し、復水器の機能低下及びフ
ァンの損傷を防止するのに有効な装置である。
【0002】
【従来の技術】ファンは各種の機器やプラントに適用さ
れ、送風することにより冷却等を行うものに適用されて
いるが、一例として蒸気タービンの復水器に用いられて
いるファンについて説明する。図4は復水器の熱交換器
を空冷により冷却するためのファンであり、後述するよ
うに復水器の下面に装備され、送風を行うものである。
図において20は復水器であり、10はファンである。
ファン10は4×4=16個が組み込まれており、各フ
ァンの上部にそれぞれ配置された熱交換器のチューブに
風を送り、低圧タービンから送られ、チューブ内を流れ
る低温、低圧蒸気を冷却し、復水させるものである。
【0003】16個からなるファンのユニットは、約1
0m程度の直径のファン10が設けられ、これらユニッ
トが配列し、50m×50m程度のユニットを構成し、
各ファン10は約120回転/分程度の低速で回転し、
送風しているが、ユニット周囲から強い風、例えば15
m/秒以上の風が吹き込むと、特に周囲のファンは充分
に風を送風しなかったり、又、ファンの故障によりファ
ンが回転せず、風を送らないようなことが起こる。
【0004】ファン10のいずれかが送風しなくなる
と、そのファン10に対応する熱交換器の性能低下、即
ち、復水器の真空度が低下し、冷却効果が低下するばか
りでなく、ファンの失速の検知が遅れると、ファンの振
動が発生し、振動が大きくなり、重大な損傷をファンに
与えるので早期にファンの失速検知しなければならな
い。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、ファン
が失速すると、ファンが用いられている機器やプラント
の性能低下をまねき、ファン自体も損傷することによ
り、ファンの失速は早期に検知する必要がある。現在の
プラントに用いられているファンの失速は、例えば復水
器の例では、復水器の異常、即ち復水器の真空度が下が
り、熱交換器の冷却効果が低下し、異常をきたす、等の
現象からファンの失速を検知しており、早急なファンの
異常検知がなされておらず、このための特別な検知装置
も実現していないのが現状であった。
【0006】そこで、本発明は、ファンの風速ファンの
モータ電流を検知しておき、これらが異常な状態となる
と、ファンが失速したものと判定し、警報を出したり、
あるいは予備のファンを自動起動させることのできるフ
ァンの失速検知装置を提供することを課題としてなされ
たものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、前述の課題を
解決するために、次の(1)〜(5)の手段を提供す
る。
【0008】(1)機器を空冷により冷却するファンに
おいて、同ファンの入口側の横風を検出する風速計と、
同ファンの出口側の空気流速を検出する風速計と、同フ
ァンの出口側の空気温度を検出する温度計と、これら入
口側風速計、出口側風速計及び出口側温度計の各検出信
号を取り込み、それぞれ設定した値と比較し、前記入口
側風速計の検出値が所定値よりも大きいか、又は出口側
風速計の検出値が所定値よりも小さいか、或いは出口側
温度計の検出値が所定値よりも低い時のいずれかの状態
を検知すると、前記ファンが失速したと判定し、信号を
出力する制御装置と、同制御装置からの信号を受け警報
を発する警報装置とを備えてなることを特徴とするファ
ンの失速検知装置。
【0009】(2)機器を空冷により冷却するファンに
おいて、同ファンを駆動するモータ電流を検出する電流
計と、同電流計の検出信号を取り込み、同信号で検出し
た電流が予め設定した所定値以下となると前記ファンが
失速したと判断し、信号を出力する制御装置と、同制御
装置からの出力信号を受け、警報を発する警報装置とを
備えてなることを特徴とするファンの失速検知装置。
【0010】(3)前記制御装置は、ファン失速と判定
すると予備のファンを駆動する信号を出力することを特
徴とする(1)又は(2)記載のファンの失速検知装
置。
【0011】(4)前記機器は蒸気タービン復水器の熱
交換器であることを特徴とする(1)又は(2)記載の
ファンの失速検知装置。
【0012】(5)前記機器に代えて前記ファンはトン
ネル内に適用されることを特徴とする(1)又は(2)
記載のファンの失速検知装置。
【0013】本発明の(1)においては、制御装置は、
横風用の風速計で検出した横風が所定の値、例えば、1
5m/秒を超えるとファンの失速と判断する。又、ファ
ン出口の風速計が検出する風速が所定の値よりも低下す
るとファンの失速と判定する。又、ファン出口の温度計
が検出する温度が所定の値よりも低いとファンの失速と
判定するので、ファンの失速が機器の状態を監視して判
断することなく、早期に検知される。
【0014】本発明の(2)では、ファンの失速がファ
ンを駆動するモータ電流により検知できるので、ファン
の失速が簡単、かつ確実、早期に検知できる。
【0015】本発明の(3)では、上記(1)又は
(2)の発明の制御装置は、ファンの失速を検知する
と、予備のファンを駆動するので、機器の性能低下をま
ねくことなく、運転を継続できる。又、本発明の(4)
では機器が蒸気タービンの復水器の熱交換器であり、復
水器のファンの失速が早期に検知でき、安全運転がなさ
れ、又、本発明の(5)では、トンネル内のファンの失
速も早期に検知できるので、トンネル内の換気や冷却を
安全に実施することもできる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に基づいて具体的に説明する。図1は本発明の実
施の第1形態に係るファンの失速検知装置の構成図であ
る。図において、復水器20にはファン10が下面に設
けられている。復水器20は図4の従来例で説明したよ
うに、4×4=16個のユニット11から構成され、そ
れぞれのユニット11にファン10、ファン10を駆動
するモータM、モータMの電流を検出する電流計A、フ
ァン10の上部のチューブからなる熱交換器12を配置
している。又、ファン10の下部の周囲には横風13用
の風速計Fが配属され、ユニット11の出口にも、それ
ぞれ風速計Fと温度計Tが配置されている。
【0017】このような構成の復水器において、ファン
10は、それぞれモータMにより駆動され、毎分80回
転程度で回転して下部より空気を吸い込み、熱交換器1
2に送り、低圧タービンから出てくる低圧蒸気が流れる
熱交換器12のチューブを冷却して復水させ冷却後の空
気は上部より放出される。この時の横風の風速は下部の
風速計Fで検出され、又ユニット11の上部から流出す
る空気の風速は風速計Fで、温度は温度計Tで、それぞ
れ検出され、図示省略の制御装置へ入力される。
【0018】図2は上記に説明した実施の第1形態の検
知装置のブロック図である。図において、各ユニット1
1内には、それぞれファンのモータM、電流計Aが設け
られ、対応する空気流出口に温度計A、風速計Fが設け
られ、各ユニット11のモータの電流計A、温度計T、
風速計Fの信号は、信号交換器2−1,2−2,〜2−
16へ入力され、各信号変換器2−1,2−2,〜2−
16の信号は、それぞれ制御装置1へ入力される。
【0019】制御装置1には、又、下部の横風検出用の
風速計Fの信号を入力する。制御装置1は後述するよう
に、これらの入力された信号に基づいて、各ファン10
の失速を検知し、その結果を出力装置5に出力すると共
に、警報装置4を作動させ、例えば、ブザーやランプの
点灯、文字による表示、音声等により知らせる。
【0020】次に、上記の実施の第1形態について、制
御装置1での失速検知の方法について説明する。まず、
(1)制御装置1では、横風検知用の風速計Fからの横
風の風速信号を取り込み、横風が15m/秒を超える
と、ファン失速と判断し、出力装置5、警報装置4へ信
号を出力する。復水器20では図1に示すような横風1
3が強くなり、風速が15m/秒を超えるファンが失速
し、本来の機能が損なわれて復水器の真空度が低下する
ので、上記のような判定を行う。警報装置4としては、
例えば、「空冷復水器横風注意警報」等の表示や音声に
より行う。
【0021】次に、(2)各ファンのモータMの電流値
を電流計Aで検出しているので、制御装置1は、このモ
ータ電流が通常の50%又は、それ以下に低下した時点
で、対応するファンが失速したと判断し、警報装置4、
出力装置5へ信号を出力する。警報の一例としては、
「空冷復水器冷却ファン電流低下警報」等の表示や音声
により行う。
【0022】次の方法は、(3)制御装置1では、ファ
ン運転中に各ユニットの出口の温度計Tの検出信号を取
り込み、各対応する温度計Tの温度の変化率を求め、出
口温度が低下し、所定の変化率を超えるとファン失速と
判断し、失速信号を警報装置4、出力装置5へ出力す
る。警報信号の一例としては、「空冷復水器出口温度低
下警報」等を表示したり音声で出力したりする。
【0023】次の方法は、(4)制御装置1では、ファ
ン運転中に各ユニットの出口の風速計Fの検出信号を取
り込み、各対応する風速計が所定の風速以下となると、
ファン失速と判断し、警報装置4、出力装置5へ信号を
出力する。警報信号の一例としては、「空冷復水器冷却
ファン風量低下」等の表示又は音声出力を行う。
【0024】上記各警報信号が出力されると、復水器の
真空度を重点監視し、運転限界に近接する場合には発電
機出力を低下させて運転限界に余裕を持たせて運転を継
続させる。
【0025】図3は本発明の実施の第2形態に係るファ
ンの失速検知装置のブロック図である。図において、図
2に示す実施の第1形態と異なる部分は、ファンの失速
を検知すると警報装置4、出力装置5へ信号を出力する
と共に、予備機駆動装置6を作動させ、予備のファンの
モータmを駆動させるようにした部分にあり、その他の
構成は図1に示すものと同じである。
【0026】本実施の第2形態においては、予備のファ
ンを設置し、制御装置1では、図1と同じように(1)
〜(4)の方法によりファンの失速を検知すると、失速
したファンに対応する予備機のファンを駆動する信号を
予備機駆動装置6へ出力し、対応する予備のファンのモ
ータmを駆動するようにしたものであり、予備機を自動
起動させることにより、復水器の性能を低下させること
なく、運転することができる。
【0027】次に、本発明をトンネル内に適用してトン
ネルファンの失速を検知することもできる。トンネル内
で適用する場合には、次の(1)〜(3)の方法があ
る。即ち、(1)トンネルファンが失速すると、トンネ
ル内の換気ができなくなるため、図3に示す実施の第2
形態と同じように、失速を検知して警報を発信し、予備
機を自動起動させる。
【0028】次の方法として、(2)トンネルファンの
モータ電流を検出し、制御装置において電流が通常の5
0%又はそれ以下に低下した時点で、ファンの失速と判
断し、警報信号を出力する。
【0029】次の方法として、(3)トンネルファンの
出口風速を検出し、制御装置においてファン運転中に出
口風速が所定の値以下に低下した時点でファン失速と判
断し、警報信号を出力する。上記のように、図1,図2
に示す装置をトンネル内に適用しても同じようにファン
の失速を早期に検出することができる。
【0030】なお、上記に説明の実施の形態では、ファ
ンの失速検知を蒸気タービンの復水器のファン、トンネ
ルファンの例で説明したが、本発明は、これらの適用の
みならず、その他の機器やプラントでのファンに適用し
ても同様にファンの失速を早期に検知することができる
ものである。
【0031】
【発明の効果】本発明のファンの失速検知装置は、
(1)機器を空冷により冷却するファンにおいて、同フ
ァンの入口側の横風を検出する風速計と、同ファンの出
口側の空気流速を検出する風速計と、同ファンの出口側
の空気温度を検出する温度計と、これら入口側風速計、
出口側風速計及び出口側温度計の各検出信号を取り込
み、それぞれ設定した値と比較し、前記入口側風速計の
検出値が所定値よりも大きいか、又は出口側風速計の検
出値が所定値よりも小さいか、或いは出口側温度計の検
出値が所定値よりも低い時のいずれかの状態を検知する
と、前記ファンが失速したと判定し、信号を出力する制
御装置と、同制御装置からの信号を受け、警報を発する
警報装置とを備えてなることを特徴としている。このよ
うな構成により、ファンの失速が機器の状態を監視して
なくても、早期に検知される。
【0032】本発明の(2)では、ファンの失速がファ
ンを駆動するモータ電流により検知できるので、ファン
の失速が簡単、かつ確実、早期に検知できる。
【0033】本発明の(3)では、上記(1)又は
(2)の発明の制御装置は、ファンの失速を検知する
と、予備のファンを駆動するので、機器の性能低下をま
ねくことなく、運転を継続できる。又、本発明の(4)
では機器が蒸気タービンの復水器の熱交換器であり、復
水器のファンの失速が早期に検知でき、安全運転がなさ
れ、又、本発明の(5)では、トンネル内のファンの失
速も早期に検知できるので、トンネル内の換気や冷却を
安全に実施することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の第1形態に係るファンの失速検
知装置の構成図である。
【図2】本発明の実施の第1形態に係るファンの失速検
知装置のブロック図である。
【図3】本発明の実施の第2形態に係るファンの失速検
知装置の構成図である。
【図4】復水器のファンの一般的な配置図である。
【符号の説明】
1 制御装置 2−1,2−2,〜2−16 信号変換器 3 信号変換器 4 警報装置 5 出力装置 6 予備機駆動装置 10 ファン 11 ユニット 12 熱交換器 20 復水器

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 機器を空冷により冷却するファンにおい
    て、同ファンの入口側の横風を検出する風速計と、同フ
    ァンの出口側の空気流速を検出する風速計と、同ファン
    の出口側の空気温度を検出する温度計と、これら入口側
    風速計、出口側風速計及び出口側温度計の各検出信号を
    取り込み、それぞれ設定した値と比較し、前記入口側風
    速計の検出値が所定値よりも大きいか、又は出口側風速
    計の検出値が所定値よりも小さいか、或いは出口側温度
    計の検出値が所定値よりも低い時のいずれかの状態を検
    知すると、前記ファンが失速したと判定し、信号を出力
    する制御装置と、同制御装置からの信号を受け警報を発
    する警報装置とを備えてなることを特徴とするファンの
    失速検知装置。
  2. 【請求項2】 機器を空冷により冷却するファンにおい
    て、同ファンを駆動するモータ電流を検出する電流計
    と、同電流計の検出信号を取り込み、同信号で検出した
    電流が予め設定した所定値以下となると前記ファンが失
    速したと判断し、信号を出力する制御装置と、同制御装
    置からの出力信号を受け、警報を発する警報装置とを備
    えてなることを特徴とするファンの失速検知装置。
  3. 【請求項3】 前記制御装置は、ファン失速と判定する
    と予備のファンを駆動する信号を出力することを特徴と
    する請求項1又は2記載のファンの失速検知装置。
  4. 【請求項4】 前記機器は蒸気タービン復水器の熱交換
    器であることを特徴とする請求項1又は2記載のファン
    の失速検知装置。
  5. 【請求項5】 前記機器に代えて前記ファンはトンネル
    内に適用されることを特徴とする請求項1又は2記載の
    ファンの失速検知装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109826816A (zh) * 2018-12-29 2019-05-31 浙江大学 一种风机失速智能预警系统与方法
CN110953178A (zh) * 2019-12-06 2020-04-03 华北电力科学研究院有限责任公司 一种并列运行风机的失速预警方法及系统

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109826816A (zh) * 2018-12-29 2019-05-31 浙江大学 一种风机失速智能预警系统与方法
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