JP2001241550A - シール装置の異常検出装置及び異常予知診断装置 - Google Patents

シール装置の異常検出装置及び異常予知診断装置

Info

Publication number
JP2001241550A
JP2001241550A JP2000051902A JP2000051902A JP2001241550A JP 2001241550 A JP2001241550 A JP 2001241550A JP 2000051902 A JP2000051902 A JP 2000051902A JP 2000051902 A JP2000051902 A JP 2000051902A JP 2001241550 A JP2001241550 A JP 2001241550A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
seal
abnormality
flow rate
deterioration
seal device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2000051902A
Other languages
English (en)
Inventor
Naotaka Komatsu
直隆 小松
Megumi Matsumoto
めぐみ 松元
Yasutaka Fukuya
康隆 福家
Osamu Hisai
治 久井
Shigeru Kanbayashi
繁 神林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP2000051902A priority Critical patent/JP2001241550A/ja
Publication of JP2001241550A publication Critical patent/JP2001241550A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Examining Or Testing Airtightness (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シール装置の異常並びに異常の原因である劣
化要因及び劣化度などを診断する。 【解決手段】 シール装置1の異常検出装置20は、シ
ール装置1を貫通する流路に関連して配設され温度検出
器23、27、圧力計21、25及び流量計29を含む
検出器を有する検出器群20、検出器群20に電気的に
連絡し、内蔵したシール装置の計算モデルを使用して仮
定状態のシール流量を算出するコンピュータ30及びコ
ンピュータ30の演算出力を表示する表示装置40を有
し、異常がないと仮定したときの計算シール流量と実シ
ール流量とを対比して異常兆候を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、シール装置等の現
在の状態及び将来における状態変化を予測診断する技術
に関し、特に漏洩量制御型シール装置等のシール流量の
異常兆候の検出技術、異常兆候が進行した場合における
シール流量を予測する技術、又異常兆候が進行した場合
におけるシール流量が所定値に達するまでの時間などを
予測する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、竪型ポンプの主軸の軸封に供さ
れる軸シールでは、高圧流体を軸封するため、静圧シー
ルと称する端面型の非接触型軸シールが利用されること
がある。このようなシールは、シール面を形成する2つ
の円筒面の端面の間隔(=シールすきま)を所定の値に
する軸受機能をシール面に持たせるため、少なくとも一
方のシール面に高圧側から低圧側にすきまが狭くなるよ
うに微小なテーパ加工をしたものがある。この形式のシ
ールでは、シールすきま内の高圧流体の圧力分布を積分
して得られる浮上力と、シール背面に導かれた高圧流体
力に受圧面積をかけて得られる着座力、摺動部分の摩擦
力やシールを構成する部材間の摩擦力や接触力、シール
すきま内の圧力分布に関与する圧力変形や熱変形に伴う
テーパ量の変化等、微妙な力のバランスの下にシールす
きま、即ちシール流量が決まる特性を有している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ようなシール装置においては、シール構成部材が、接触
している液体の圧力や温度により変形したり、作用する
摩擦力の大きさや向き、温度変化に伴う液体の粘性係数
変化等により変化する。又、使用によりシール面に付着
する微粒子等によっても前述の状態が変化する。このよ
うなシール装置を適切に使用するには、これらの状態を
監視して異常の発生有無をタイミング良く検知する必要
があるが、前述のようにこれらのシール特性に関連する
因子乃至パラメータが多く、結果的な流量の増減のみを
監視していても、シール構成部材の劣化などによる異常
兆候によるものなのか、或いはシール装置が組み込まれ
ている装置或いはプラントの運転条件によるものなのか
を知ることが出来なかった。又、異常兆候を検出出来た
としても、これが実用的にいつまで使用可能か等を判定
するための劣化の進行予測も出来なかった。従って、本
発明の目的は、シール装置の異常兆候を検出する装置、
又異常状態乃至劣化度を検出する装置、又劣化の進行に
依る使用限界等を予測する装置を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、本発明によれば、シール装置の異常検出装置は、そ
のシール装置を貫通する流路に関連して該シール装置を
流れる流体温度の検出を目的として配設された温度計、
同流体のシール装置前後における差圧を検出するために
該シール装置を挟んで上流(高圧)側と下流(低圧)側
に配設された圧力計及び流量計を含む検出器を有する検
出器群、同検出器群に電気的に連絡した演算器及び該演
算器の演算出力を表示する表示装置を有し、その演算器
は内蔵したシール装置の計算モデル及び予め記録された
シール装置の基本形状寸法と運転条件を使用して仮定状
態のシール流量を算出するようになっており、異常が無
いと仮定したときの計算シール流量と実シール流量とを
対比して異常兆候を検出する。又、本発明に依れば、シ
ール装置の異常予知診断装置は、そのシール装置を貫通
する流路に関連して該シール装置を流れる流体温度の検
出を目的として配設された温度計、同流体のシール装置
前後における差圧を検出するために該シール装置を挟ん
で上流(高圧)側と下流(低圧)側に配設された圧力計
及び流量計を含む検出器を有する検出器群、同検出器群
に電気的に連絡した演算器、及び該演算器の演算出力を
表示する表示装置を有し、その演算器は、内蔵したシー
ル装置の計算モデル及び予め記録されたシール装置の基
本形状寸法と運転条件並びに仮定されたパラメータを使
用して異常仮定状態の計算シール流量を算出し、これを
実シール装置と比較して異常の原因である劣化要因と劣
化度を推定する。更には、その演算器において、前記劣
化要因及び劣化要因を用いて、経過時間と劣化度の進行
の関係を多項式で近似して所定時刻のシール流量を予測
する。
【0005】
【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して本発
明の実施形態を説明する。先ず、図1を参照するに異常
検出装置10は、検出器群20、各種演算を行うコンピ
ュータ30及びその結果を表示する表示装置40から構
成される。検出器群20を形成する圧力計21、温度検
出器23、圧力計25、温度検出器27及び流量計29
は、監視対象のシール装置1を通る流体の流路に関して
設けられる。圧力計21はシール装置1の入口側流体圧
力を検出し、他方圧力計25は出口側圧力を検出し、協
働して差圧を検出する。温度検出器23、27は熱電対
で形成され、それぞれ入口側流体温度及び出口側流体温
度を検出するが、抵抗型温度計を使用しても良い。尚、
本発明では、シール装置を流れる流体の温度が推定でき
れば、請求項1に示した異常兆候の検出、請求項2に示
した異常の原因である劣化要因と劣化度を推定、請求項
3に示した経過時間と劣化度の進行の関係を多項式で近
似して所定時刻のシール流量の予測が可能なので、必ず
しもこれら温度計がシール近傍にある必要もないし、入
口側、出口側の対を成して設置する必要はない。流量計
29は、例えばオリフィスと差圧計から形成されてい
る。他の形式の流量計でも良い。
【0006】以上の検出器群20からの検出値を使用
し、コンピュータ30は次のような演算を内蔵されたソ
フトにより行う。図2のフローチャートを参照するに、
(1)運転データ(シール差圧、シール水の温度など)
を読み込み(ステップ51)、(2)シール面の変形
(隙間量、テーパ量)を仮定し(ステップ53)、
(3)予め記録してあるシール構成部材の寸法データ
と、前述の検出器群20からの信号に基づく運転条件の
時刻歴情報と、劣化が無い場合におけるシール特性を記
述した計算モデルを基に、仮定シール隙間、仮定テーパ
量及び前記時刻歴情報に対応する隙間内圧力分布を計算
し(ステップ55)、(4)その圧力分布計算値をシー
ル長さ分だけ半径方向に積分して求まるシール面におけ
るリフティング力を計算し(ステップ57)、(5)こ
のリフティング力と着座力と摺動部における摩擦力との
力が釣り合うか否かから計算の収束を判断し(ステップ
59)、(6)収束していなければ、再度シール隙間を
仮定して再計算するか(ステップ61)、(7)収束し
ていればこの条件におけるシール流量を計算し(ステッ
プ63)、(8)圧力変形や熱変形によるテーパ量変化
を計算し(ステップ65)、(9)このテーパ量変化値
をテーパ量の前回計算値と比較し(ステップ65)、
(10)テーパ量変化が収束したのであれば次の運転条
件の時刻歴情報を読み込み(ステップ51)に戻るか、
収束しないのであれば、再度シール隙間とテーパ量を仮
定し直して(ステップ53)に戻る。
【0007】以上のようなステップを経て求められるシ
ール量は、劣化ゼロの計算モデルによって得られた計算
シール量であるから、これが図3に示す検出原理によ
り、実機のシール量と比較されて、異常兆候が検出され
る。
【0008】次に、劣化要因乃至劣化状態は図4に示す
劣化度の推定原理に基づき、次のステップを経て推定さ
れる。即ち、(1)シール面の変形(隙間量、テーパ
量)を仮定し(ステップ53)、(2)劣化要因と劣化
要因の進行度合いである劣化度を仮定し、(3)この仮
定に基づき、予め記録してあるシール構成部材の寸法デ
ータを修正し、前述の検出器群20からの信号に基づく
運転条件の時刻歴情報と、修正した状態におけるシール
特性を記述した計算モデルを基に、仮定シール隙間、仮
定テーパ量及び前記時刻歴情報に対応する隙間内圧力分
布を計算し、(4)その圧力分布計算値をシール長さ分
だけ半径方向に積分して求まるシール面におけるリフテ
ィング力を計算し(ステップ57)、(5)このリフテ
ィング力と着座力と摺動部における摩擦力との力が釣り
合うか否かから計算の収束を判断し(ステップ59)、
(6)収束していなければ、再度シール隙間を仮定して
再計算するか(ステップ61)、(7)収束していれば
この条件におけるシール流量を計算し(ステップ6
3)、(8)圧力変形や熱変形によるテーパ量変化を計
算して前回計算におけるテーパ量と比較し(ステップ6
5)、(9)収束しないのであれば、再度シール隙間と
テーパ量を仮定し直して(ステップ53)に戻るか、
(10)収束したのであれば実機の流量と計算流量とを
比較し、(11)偏差が所定の値以上であれば劣化要因
と劣化度を再度仮定し、上記(3)に戻る。そして、前
述のようなステップの計算を繰り返し、実際の流量と計
算流量との偏差が最小になるような劣化要因と劣化度の
組合せを求め、劣化兆候発生時の要因を推定する。
【0009】次に、前述のようにして求めた劣化度を一
定間隔で記録し、経過時間と劣化度の進行の関係を記述
した適当な多項式で近似し、図2に示したアルゴリズム
に劣化度として代入することにより、シール流量を予測
する。即ち、(1)前述のようにして求めた劣化要因と
劣化度を、経過時間と劣化度の進行の関係を記述した適
当な多項式で近似し、(2)これを外挿することで将来
における劣化度を予測し、(3)この劣化度の予測値と
予測時点における運転条件の予測値と、この予測値に基
づき、予め記録してあるシール構成部材の寸法データを
修正し、(4)この修正した状態におけるシール特性を
記述した計算モデルを基に、シール面の変形(隙間量、
テーパ量)を仮定し、(5)仮定シール隙間、仮定テー
パ量及び前記運転条件の予測値に対応する隙間内圧力分
布を計算し、(6)その圧力分布計算値をシール長さ分
だけ半径方向に積分して求まるシール面におけるリフテ
ィング力を計算し、(7)このリフティング力と着座力
と摺動部における摩擦力との力が釣り合うか否かから計
算の収束を判断し、(8)収束していなければ、再度シ
ール隙間を仮定して再計算するか、収束していればこの
条件におけるシール流量を計算し、(8)圧力変形や熱
変形によるテーパ量変化を計算し、(9)前回計算にお
けるテーパ量と比較し、(10)収束したのであれば
(1)項に戻るか、(11)収束しないのであれば、再
度シール隙間とテーパ量を仮定し直して(1)項に戻る
か、偏差が所定の値以上であれば劣化要因と劣化度を再
度仮定し、上記(3)に戻る。以上のような手順による
結果の一例を図5に示す。このように、劣化度の予測及
びこれに起因するシール流量を予測でき、又所定のシー
ル流量に達するまでの所要時間も予測できる。
【0010】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の異常検出
に依れば、異常が無いと仮定した計算シール流量と実シ
ール流量とを比較することにより、両者の偏差がある場
合には異常が無いとした仮定が誤っていることになり、
異常が検出できる。更に、異常が検出された場合には、
本発明の異常予知診断装置により異常パラメータを仮定
して異常計算シール流量を算出し、これを実シール流量
と対比することにより、異常の原因となる劣化要因と劣
化度を推定することができる。更には、この推定を基
に、将来における異常状態を推測、予知することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る装置の構成を示す全体
概念図である。
【図2】前記装置における演算過程を示すフローチャー
トである。
【図3】前記装置における予測原理を示す概念図であ
る。
【図4】前記装置における別の予測原理を示す概念図で
ある。
【図5】前記装置による予測結果の一例を示すグラフで
ある。
【符号の説明】
1 シール装置 10 異常検出装置 20 検出器群 21 圧力計 23 温度検出器 25 圧力計 27 温度検出器 29 流量計 30 コンピュータ 40 表示装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福家 康隆 兵庫県高砂市荒井町新浜2丁目1番1号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 久井 治 兵庫県高砂市荒井町新浜2丁目1番1号 三菱重工業株式会社高砂製作所内 (72)発明者 神林 繁 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目1番1 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シール装置を貫通する流路に関連して該
    シール装置を流れる流体温度の検出を目的として配設さ
    れた温度計、同流体のシール装置前後における差圧を検
    出するために該シール装置を挟んで上流(高圧)側と下
    流(低圧)側に配設された圧力計及び流量計を含む検出
    器を有する検出器群、同検出器群に電気的に連絡し、内
    蔵したシール装置の計算モデルを使用して仮定状態のシ
    ール流量を算出する演算器及び該演算器の演算出力を表
    示する表示装置を有し、異常がないと仮定したときの計
    算シール流量と実シール流量とを対比して異常兆候を検
    出するシール装置の異常検出装置。
  2. 【請求項2】 シール装置を貫通する流路に関連して該
    シール装置を流れる流体温度の検出を目的として配設さ
    れた温度計、同流体のシール装置前後における差圧を検
    出するために該シール装置を挟んで上流(高圧)側と下
    流(低圧)側に配設された圧力計及び流量計を含む検出
    器を有する検出器群、同検出器群に電気的に連絡し、内
    蔵したシール装置の計算モデルを使用して仮定状態のシ
    ール流量を算出する演算器及び該演算器の演算出力を表
    示する表示装置を有し、前記シール装置のパラメータの
    変化を仮定して計算シール流量を算出し、これを実シー
    ル装置と比較して異常の原因である劣化要因と劣化度を
    推定するシール装置の異常予知診断装置。
  3. 【請求項3】 前記演算器において、前記劣化要因及び
    劣化要因を用いて、経過時間と劣化度の進行の関係を多
    項式で近似して所定時刻のシール流量を予測することを
    特徴とする請求項2記載のシール装置の異常予知診断装
    置。
JP2000051902A 2000-02-28 2000-02-28 シール装置の異常検出装置及び異常予知診断装置 Withdrawn JP2001241550A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000051902A JP2001241550A (ja) 2000-02-28 2000-02-28 シール装置の異常検出装置及び異常予知診断装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000051902A JP2001241550A (ja) 2000-02-28 2000-02-28 シール装置の異常検出装置及び異常予知診断装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001241550A true JP2001241550A (ja) 2001-09-07

Family

ID=18573493

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000051902A Withdrawn JP2001241550A (ja) 2000-02-28 2000-02-28 シール装置の異常検出装置及び異常予知診断装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001241550A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011017392A (ja) * 2009-07-09 2011-01-27 Nippon Valqua Ind Ltd ガスケット締結体の長期特性予測方法
JP2011196374A (ja) * 2010-03-17 2011-10-06 General Electric Co <Ge> タービン発電機の水素シール油システム診断
JP2021101757A (ja) * 2019-12-24 2021-07-15 株式会社サムソン 加熱殺菌装置
JP2023008469A (ja) * 2021-07-06 2023-01-19 三菱電線工業株式会社 シール材の寿命予測方法、並びにそれに用いるコンピュータプログラム及びそれを記録した記録媒体

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011017392A (ja) * 2009-07-09 2011-01-27 Nippon Valqua Ind Ltd ガスケット締結体の長期特性予測方法
JP2011196374A (ja) * 2010-03-17 2011-10-06 General Electric Co <Ge> タービン発電機の水素シール油システム診断
JP2021101757A (ja) * 2019-12-24 2021-07-15 株式会社サムソン 加熱殺菌装置
JP2023008469A (ja) * 2021-07-06 2023-01-19 三菱電線工業株式会社 シール材の寿命予測方法、並びにそれに用いるコンピュータプログラム及びそれを記録した記録媒体
JP7288009B2 (ja) 2021-07-06 2023-06-06 三菱電線工業株式会社 シール材の寿命予測方法、並びにそれに用いるコンピュータプログラム及びそれを記録した記録媒体

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7634382B2 (en) Diagnostic device for use in process control system
US7729876B2 (en) Diagnostic device for use in process control system
US9175997B2 (en) Self-monitoring flow measuring arrangement and method for its operation
US9037422B2 (en) Leak detection in fluid conducting conduit
EP1978335A1 (en) Flowmeter
EP0598720A1 (en) EXTERNAL FLOW DETECTION SYSTEM.
US4651559A (en) Method and apparatus for detecting leaks in a gas pipe line
US20130199273A1 (en) Monitoring fluid flow in a conduit
JP2011075373A (ja) 機器診断方法及び機器診断装置
CN101258385A (zh) 用于流体的传感器单元
JP2001241550A (ja) シール装置の異常検出装置及び異常予知診断装置
JPH08273939A (ja) ガス絶縁変圧器
CN114364950A (zh) 用于识别和校正错误体积流量测量的装置和方法
US9797760B2 (en) Quantitative analysis of flow profile characteristics for ultrasonic metering systems
WO2020235421A1 (ja) ガス保安装置
JP2765456B2 (ja) パイプラインの漏洩検知方法
JPH07140033A (ja) パイプラインの漏洩検知方法
JPH11258022A (ja) ガスメータ
JP4832906B2 (ja) 流量計
JP2000074719A (ja) 推量式流量計
JPS59128429A (ja) 耐圧部品の寿命監視法
Hartig et al. Concept validation of a soft sensor network for wear detection in positive displacement pumps
JP3445677B2 (ja) ガスメータにおける配管容量推定装置
JP6185746B2 (ja) 流量計測装置
EP4273514A1 (en) System and method for determining at least one calculated process parameter of a fluid in a pipe

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20060403

A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20070501

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20070606

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20070607