JP2003139068A - ポンプの振動予知・防止方法及び装置、並びにポンプ - Google Patents
ポンプの振動予知・防止方法及び装置、並びにポンプInfo
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- JP2003139068A JP2003139068A JP2001340234A JP2001340234A JP2003139068A JP 2003139068 A JP2003139068 A JP 2003139068A JP 2001340234 A JP2001340234 A JP 2001340234A JP 2001340234 A JP2001340234 A JP 2001340234A JP 2003139068 A JP2003139068 A JP 2003139068A
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- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】以後の変位が増幅もしくは抑制されて不安定も
しくは安定な振動に移行するのかを予知し、不安定振動
の場合に安定な振動へ移行させることのできるポンプの
振動予知・防止方法及び装置、並びにポンプを提供す
る。 【解決手段】振動を発生する配管９、ケーシング１に、
流体の圧力を計測するための圧力計及び圧力の作用線と
同一方向の振動を計測するための振動計を取り付け、圧
力計による圧力ｐと振動計による速度ｖとの積ｐｖを求
め、この積ｐｖが正の場合に以後の振動を不安定と判定
し、負の場合に以後の振動を安定と判定して振動を予知
し、不安定と判定された場合にポンプの流量、回転数、
吐出圧力のいずれかの運転条件を変更することによって
不安定振動を防止する。
しくは安定な振動に移行するのかを予知し、不安定振動
の場合に安定な振動へ移行させることのできるポンプの
振動予知・防止方法及び装置、並びにポンプを提供す
る。 【解決手段】振動を発生する配管９、ケーシング１に、
流体の圧力を計測するための圧力計及び圧力の作用線と
同一方向の振動を計測するための振動計を取り付け、圧
力計による圧力ｐと振動計による速度ｖとの積ｐｖを求
め、この積ｐｖが正の場合に以後の振動を不安定と判定
し、負の場合に以後の振動を安定と判定して振動を予知
し、不安定と判定された場合にポンプの流量、回転数、
吐出圧力のいずれかの運転条件を変更することによって
不安定振動を防止する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば立軸ポン
プなどのポンプの振動予知・防止方法及び装置、並びに
ポンプに関する。
プなどのポンプの振動予知・防止方法及び装置、並びに
ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】ポンプ振動から生じる事故を未然に防止
する方法として、ポンプの振動値を監視する方法を採用
されることが多い。たとえば特開平１０−１７６９５０
号公報記載の振動監視装置では、振動監視の対象となる
キャンドモーターポンプなどの振動について、過去から
現在までの振動状態の変化を、初期の振動値に対する相
対値で視覚的に認識できるよう表示する振動監視装置に
よって、危険な状態に対してどの程度の状態にあるかを
監視している。詳しくは、振動計から経時的に出力され
る初期の測定振動値に基づいて警告値を決定し、以後継
続的に出力される測定振動値を画面に時間的に表示して
いる。
する方法として、ポンプの振動値を監視する方法を採用
されることが多い。たとえば特開平１０−１７６９５０
号公報記載の振動監視装置では、振動監視の対象となる
キャンドモーターポンプなどの振動について、過去から
現在までの振動状態の変化を、初期の振動値に対する相
対値で視覚的に認識できるよう表示する振動監視装置に
よって、危険な状態に対してどの程度の状態にあるかを
監視している。詳しくは、振動計から経時的に出力され
る初期の測定振動値に基づいて警告値を決定し、以後継
続的に出力される測定振動値を画面に時間的に表示して
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ポンプ運転時の振動を
認識するための上記従来技術は、振動値のみを監視し
て、初期の振動測定値との相対比較で振動を判定するも
のである。すなわち、共振により今後、振動が大きくな
ることまで感知できるようには、必ずしも十分に配慮さ
れているとはいえない。
認識するための上記従来技術は、振動値のみを監視し
て、初期の振動測定値との相対比較で振動を判定するも
のである。すなわち、共振により今後、振動が大きくな
ることまで感知できるようには、必ずしも十分に配慮さ
れているとはいえない。
【０００４】本発明の目的は、ポンプの吸込ケーシン
グ、吐出配管、バイパス配管等の、以後の変位が増幅さ
れて不安定な振動に移行するのか、もしくは抑制されて
安定な振動に移行するのかを予知し、不安定振動の場合
に安定な振動へ移行させることのできるポンプの振動予
知・防止方法及び装置を提供することにある。また本発
明の目的は、振動予知・防止方法及び装置を備えること
によって、信頼性の高いポンプを提供することにある。
グ、吐出配管、バイパス配管等の、以後の変位が増幅さ
れて不安定な振動に移行するのか、もしくは抑制されて
安定な振動に移行するのかを予知し、不安定振動の場合
に安定な振動へ移行させることのできるポンプの振動予
知・防止方法及び装置を提供することにある。また本発
明の目的は、振動予知・防止方法及び装置を備えること
によって、信頼性の高いポンプを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のポンプの振動予知・防止方法に係る発明
は、内部の流体の流れによって発生する配管もしくはケ
ーシングの振動の不安定、安定を予知するポンプの振動
予知・防止方法において、前記振動を発生する配管もし
くはケーシングに、流体の圧力を計測するための圧力計
及び圧力の作用線と同一方向の振動を計測するための振
動計を取り付け、圧力計による圧力ｐと振動計による速
度ｖとの積ｐｖを求め、この積ｐｖが正の場合に以後の
振動を不安定、負の場合に以後の振動を安定として、振
動を予知するものである。。
め、本発明のポンプの振動予知・防止方法に係る発明
は、内部の流体の流れによって発生する配管もしくはケ
ーシングの振動の不安定、安定を予知するポンプの振動
予知・防止方法において、前記振動を発生する配管もし
くはケーシングに、流体の圧力を計測するための圧力計
及び圧力の作用線と同一方向の振動を計測するための振
動計を取り付け、圧力計による圧力ｐと振動計による速
度ｖとの積ｐｖを求め、この積ｐｖが正の場合に以後の
振動を不安定、負の場合に以後の振動を安定として、振
動を予知するものである。。
【０００６】また、上記目的を達成するため、本発明の
ポンプの振動予知・防止方法に係る他の発明は、内部の
流体の流れによって発生する配管もしくはケーシングの
振動の不安定、安定を予知するポンプの振動予知・防止
方法において、前記振動を発生する配管もしくはケーシ
ングに、流体の圧力を計測するための圧力計及び圧力の
作用線と同一方向の振動を計測するための振動計を取り
付け、圧力計による圧力ｐと振動計による速度ｖとの積
ｐｖを求め、この積ｐｖが正の場合に以後の振動を不安
定と判定し、負の場合に以後の振動を安定と判定して振
動を予知し、前記不安定と判定された場合にポンプの運
転条件を変更することにより不安定振動を安定した振動
へ移行させて振動を防止するものである。
ポンプの振動予知・防止方法に係る他の発明は、内部の
流体の流れによって発生する配管もしくはケーシングの
振動の不安定、安定を予知するポンプの振動予知・防止
方法において、前記振動を発生する配管もしくはケーシ
ングに、流体の圧力を計測するための圧力計及び圧力の
作用線と同一方向の振動を計測するための振動計を取り
付け、圧力計による圧力ｐと振動計による速度ｖとの積
ｐｖを求め、この積ｐｖが正の場合に以後の振動を不安
定と判定し、負の場合に以後の振動を安定と判定して振
動を予知し、前記不安定と判定された場合にポンプの運
転条件を変更することにより不安定振動を安定した振動
へ移行させて振動を防止するものである。
【０００７】また、上記目的を達成するため、本発明の
ポンプの振動予知・防止装置に係る発明は、振動を発生
する配管もしくはケーシングに取り付けられ、流体の圧
力を計測する圧力計及び振動を計測する振動計を備える
ポンプの振動予知・防止装置において、前記圧力計の計
測する流体圧力の作用線と同一方向に取り付けられた振
動計と、前記圧力計による圧力ｐと前記振動計による速
度ｖとの積ｐｖを求め、この積ｐｖが正の場合に以後の
振動を不安定と判定し、負の場合に以後の振動を安定と
判定して振動を予知するための手段とを備えるものであ
る。
ポンプの振動予知・防止装置に係る発明は、振動を発生
する配管もしくはケーシングに取り付けられ、流体の圧
力を計測する圧力計及び振動を計測する振動計を備える
ポンプの振動予知・防止装置において、前記圧力計の計
測する流体圧力の作用線と同一方向に取り付けられた振
動計と、前記圧力計による圧力ｐと前記振動計による速
度ｖとの積ｐｖを求め、この積ｐｖが正の場合に以後の
振動を不安定と判定し、負の場合に以後の振動を安定と
判定して振動を予知するための手段とを備えるものであ
る。
【０００８】詳しくは、前記振動を予知するための手段
は、次のステップＳ１ないしＳ４を備えるものである。
ステップＳ１：圧力計と振動計とによって運転時の圧
力、振動を計測するステップ。ステップＳ２：高速フー
リェ変換アナライザによって圧力計の信号から圧力信号
を入力、振動値を応答として注目する周波数範囲を微小
な周波数の幅に分割し、各微小幅における単位入力（圧
力）による応答（振動）の振幅と、入力と応答の位相差
とからなる周波数応答関数を計算し、位相差を求めるス
テップ。ステップＳ３：高速フーリェ変換アナライザに
よって、圧力計と振動計との信号からフーリェスペクト
ルを計算し、圧力のフーリェスペクトルのピークにおけ
る周波数及びスペクトルの高さから圧力振幅を求め、圧
力のピークと対応する周波数の振動のフーリェ振幅から
速度を求めるステップ。ステップＳ４：上記ステップで
求めた圧力及び振動のフーリェ振幅と位相差とから、圧
力がピークを示す周波数における配管もしくはケーシン
グへの、圧力成分ｐと速度成分ｖとの積ｐｖを圧力変動
1周期について計算するステップ。
は、次のステップＳ１ないしＳ４を備えるものである。
ステップＳ１：圧力計と振動計とによって運転時の圧
力、振動を計測するステップ。ステップＳ２：高速フー
リェ変換アナライザによって圧力計の信号から圧力信号
を入力、振動値を応答として注目する周波数範囲を微小
な周波数の幅に分割し、各微小幅における単位入力（圧
力）による応答（振動）の振幅と、入力と応答の位相差
とからなる周波数応答関数を計算し、位相差を求めるス
テップ。ステップＳ３：高速フーリェ変換アナライザに
よって、圧力計と振動計との信号からフーリェスペクト
ルを計算し、圧力のフーリェスペクトルのピークにおけ
る周波数及びスペクトルの高さから圧力振幅を求め、圧
力のピークと対応する周波数の振動のフーリェ振幅から
速度を求めるステップ。ステップＳ４：上記ステップで
求めた圧力及び振動のフーリェ振幅と位相差とから、圧
力がピークを示す周波数における配管もしくはケーシン
グへの、圧力成分ｐと速度成分ｖとの積ｐｖを圧力変動
1周期について計算するステップ。
【０００９】また、上記目的を達成するため、本発明の
ポンプに係る発明は、吸込水路側にある吸込ケーシング
と、この吸込ケーシングに吐出弁を介して接続される吐
出配管と、前記吐出弁の手前の吸込ケ−シングに吸込水
路へ流体を還流させるバイパス管を備えるポンプにおい
て、前記圧力計の計測する流体圧力の作用線と同一方向
に取り付けられた振動計と、前記圧力計による圧力ｐと
前記振動計による速度ｖとの積ｐｖを求め、この積ｐｖ
が正の場合に以後の振動を不安定と判定し、負の場合に
以後の振動を安定と判定して振動を予知するための手段
とを備えるものである。
ポンプに係る発明は、吸込水路側にある吸込ケーシング
と、この吸込ケーシングに吐出弁を介して接続される吐
出配管と、前記吐出弁の手前の吸込ケ−シングに吸込水
路へ流体を還流させるバイパス管を備えるポンプにおい
て、前記圧力計の計測する流体圧力の作用線と同一方向
に取り付けられた振動計と、前記圧力計による圧力ｐと
前記振動計による速度ｖとの積ｐｖを求め、この積ｐｖ
が正の場合に以後の振動を不安定と判定し、負の場合に
以後の振動を安定と判定して振動を予知するための手段
とを備えるものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は、本発明のポンプの振動予
知方法に係る実施例の系統図で、立軸ポンプに適用した
場合の例である。同図において、１はポンプの吸込ケー
シングであり、吸込水路２側にあって内部に、多段遠心
ポンプ、軸流ポンプ、斜流ポンプなどのポンプ本体（図
示は省略）を内蔵している。吸込水路２は河川などの外
部の流水路と接続され、揚水（排水）のための流体、具
体的には水をポンプに案内するための水路である。３は
吸込ベルマウスで、前記吸込ケ−シング１の下端部に取
り付けられて、揚水運転時には水没している。４は原動
機であり、減速機５を介しシャフト６によって前記ポン
プを回転駆動するものである。
に基づいて説明する。図１は、本発明のポンプの振動予
知方法に係る実施例の系統図で、立軸ポンプに適用した
場合の例である。同図において、１はポンプの吸込ケー
シングであり、吸込水路２側にあって内部に、多段遠心
ポンプ、軸流ポンプ、斜流ポンプなどのポンプ本体（図
示は省略）を内蔵している。吸込水路２は河川などの外
部の流水路と接続され、揚水（排水）のための流体、具
体的には水をポンプに案内するための水路である。３は
吸込ベルマウスで、前記吸込ケ−シング１の下端部に取
り付けられて、揚水運転時には水没している。４は原動
機であり、減速機５を介しシャフト６によって前記ポン
プを回転駆動するものである。
【００１１】７は吐出配管であり、開閉によってポンプ
の吐出量を制御する吐出弁８を介して、前記吸込ケ−シ
ング１に接続されている。９はバイパス配管で、折り曲
げられた２箇所のベント部９Ａ、９Ｂを有している。こ
のバイパス配管９は、前記吐出弁８を閉じた状態で定期
的に運転され、ポンプの正常運転が可能かどうかを定期
的に行う試験運転時すなわち還流運転時の流路となるも
ので、揚水は吐出弁９の手前から吸込水路２へ還流され
る。
の吐出量を制御する吐出弁８を介して、前記吸込ケ−シ
ング１に接続されている。９はバイパス配管で、折り曲
げられた２箇所のベント部９Ａ、９Ｂを有している。こ
のバイパス配管９は、前記吐出弁８を閉じた状態で定期
的に運転され、ポンプの正常運転が可能かどうかを定期
的に行う試験運転時すなわち還流運転時の流路となるも
ので、揚水は吐出弁９の手前から吸込水路２へ還流され
る。
【００１２】１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０
Ｅ，１０Ｆ，１０Ｇ（１０Ａ〜１０Ｇを総称する場合に
は、単に１０と記す）は圧力計と振動計とから構成され
る計測装置であり、振動の発生もしくは発生すると予測
される箇所に取り付けられている。詳しくは、１０Ａ，
１０Ｂはバイパス配管９のベント部に取り付けられた計
測装置、１０Ｃはバイパス配管９の出口部に取り付けら
れた計測装置、１０Ｄは吐出弁８通過直後の吐出配管７
に取り付けられた計測装置、１０Ｅは吸込ケーシング１
に取り付けられた計測装置、１０Ｆは吸込ベルマウス３
に取り付けられた計測装置である。なお、計測点は、上
記に限らず、他の振動の発生もしくは発生すると予測さ
れる部分に取り付けてもよい。１１はガスタービン燃焼
器ケーシングで、本実施例では原動機４にガスタービン
エンジンを使用したものである。１０Ｇは圧力及び振動
計の計測装置で、ガスタービン燃焼器ケーシング１１に
取り付けられている。
Ｅ，１０Ｆ，１０Ｇ（１０Ａ〜１０Ｇを総称する場合に
は、単に１０と記す）は圧力計と振動計とから構成され
る計測装置であり、振動の発生もしくは発生すると予測
される箇所に取り付けられている。詳しくは、１０Ａ，
１０Ｂはバイパス配管９のベント部に取り付けられた計
測装置、１０Ｃはバイパス配管９の出口部に取り付けら
れた計測装置、１０Ｄは吐出弁８通過直後の吐出配管７
に取り付けられた計測装置、１０Ｅは吸込ケーシング１
に取り付けられた計測装置、１０Ｆは吸込ベルマウス３
に取り付けられた計測装置である。なお、計測点は、上
記に限らず、他の振動の発生もしくは発生すると予測さ
れる部分に取り付けてもよい。１１はガスタービン燃焼
器ケーシングで、本実施例では原動機４にガスタービン
エンジンを使用したものである。１０Ｇは圧力及び振動
計の計測装置で、ガスタービン燃焼器ケーシング１１に
取り付けられている。
【００１３】図２は、計測装置１０によって計測される
計測データの処理システム図、図３は、処理システムに
よって処理される振動の不安体、安定を判定して予知す
るフローチャートである。圧力計と振動計とによって運
転時の圧力、振動を計測し（ステップＳ１）、ＦＦＴ
（高速フーリェ変換）アナライザ２１によって圧力計の
信号から圧力信号を入力、振動値を応答として注目する
周波数範囲を微小な周波数の幅に分割し、各微小幅にお
ける単位入力（圧力）による応答（振動）の振幅と、入
力と応答の位相差とからなる周波数応答関数を計算し、
位相差を求める（ステップＳ２）。他方、ＦＦＴアナラ
イザ２１によって、圧力計と振動計との信号からフーリ
ェスペクトルを計算し、圧力のフーリェスペクトルのピ
ークにおける周波数及びスペクトルの高さから圧力振幅
を求め、圧力のピークと対応する周波数の振動のフーリ
ェ振幅から速度を求める（ステップＳ３）。これらの処
理においてＡ／Ｄ変換器２０を通す必要がない場合は、
Ａ／Ｄ変換器２０を省略してもよい。
計測データの処理システム図、図３は、処理システムに
よって処理される振動の不安体、安定を判定して予知す
るフローチャートである。圧力計と振動計とによって運
転時の圧力、振動を計測し（ステップＳ１）、ＦＦＴ
（高速フーリェ変換）アナライザ２１によって圧力計の
信号から圧力信号を入力、振動値を応答として注目する
周波数範囲を微小な周波数の幅に分割し、各微小幅にお
ける単位入力（圧力）による応答（振動）の振幅と、入
力と応答の位相差とからなる周波数応答関数を計算し、
位相差を求める（ステップＳ２）。他方、ＦＦＴアナラ
イザ２１によって、圧力計と振動計との信号からフーリ
ェスペクトルを計算し、圧力のフーリェスペクトルのピ
ークにおける周波数及びスペクトルの高さから圧力振幅
を求め、圧力のピークと対応する周波数の振動のフーリ
ェ振幅から速度を求める（ステップＳ３）。これらの処
理においてＡ／Ｄ変換器２０を通す必要がない場合は、
Ａ／Ｄ変換器２０を省略してもよい。
【００１４】次に、上記方法で求めた圧力及び振動のフ
ーリェ振幅と位相差とから、圧力がピークを示す周波数
における配管もしくはケーシングへの、圧力成分ｐと速
度成分ｖとの積ｐｖすなわち入力パワー（Ｗ＝ジュール
／ｓ）を圧力変動1周期について演算・表示・保存・参
照部２２を用いて計算する（ステップＳ４）。なお、変
位をｘ、加速度をｇとすると、速度ｖはｖ＝ｄｘ／ｄ
ｔ、ｇ＝ｄ2ｘ／ｄｔ2の関係から加速度あるいは変位か
ら変換して求めてもよい。ただし、それに対応して、位
相も同時に変換する必要がある。圧力の作用する方向と
配管もしくはケーシングの動く方向（速度）とが一致す
ると振動が増幅され、逆方向の場合は振動が抑制され
る。圧力の作用する方向と配管もしくはケーシングの動
く方向とが一致すると入力パワーは正、逆方向の場合は
負となる。この入力パワーを圧力変動1周期について積
分計算し、正の場合は振動が成長する恐れありとして不
安定と判定し、負の場合は振動が抑制されて安定と判定
する（ステップＳ５）。
ーリェ振幅と位相差とから、圧力がピークを示す周波数
における配管もしくはケーシングへの、圧力成分ｐと速
度成分ｖとの積ｐｖすなわち入力パワー（Ｗ＝ジュール
／ｓ）を圧力変動1周期について演算・表示・保存・参
照部２２を用いて計算する（ステップＳ４）。なお、変
位をｘ、加速度をｇとすると、速度ｖはｖ＝ｄｘ／ｄ
ｔ、ｇ＝ｄ2ｘ／ｄｔ2の関係から加速度あるいは変位か
ら変換して求めてもよい。ただし、それに対応して、位
相も同時に変換する必要がある。圧力の作用する方向と
配管もしくはケーシングの動く方向（速度）とが一致す
ると振動が増幅され、逆方向の場合は振動が抑制され
る。圧力の作用する方向と配管もしくはケーシングの動
く方向とが一致すると入力パワーは正、逆方向の場合は
負となる。この入力パワーを圧力変動1周期について積
分計算し、正の場合は振動が成長する恐れありとして不
安定と判定し、負の場合は振動が抑制されて安定と判定
する（ステップＳ５）。
【００１５】図４は、入力パワーを説明する詳述図であ
る。図は、変位を測定して入力パワーを求める例で、左
縦軸に変位（ｘ）、右縦軸に圧力（ｐ）をそれぞれと
り、横軸に時間をとって示したものである。なお、曲線
の破線は変位（ｘ）を示し、実線は圧力（ｐ）を示す。
範囲Ｔ１では、変位が増加する正の範囲であるので、そ
の微分値である速度ｖも正であり、一方、圧力ｐも正で
あるので、これらの積ｐｖも正（ｐｖ＞０）となる。す
なわち力と動きが同方向なって入力パワーは正であり、
変位を正の方向に増幅させ不安定なる範囲である。範囲
Ｔ２では、変位が減少する負の範囲であるので、その微
分値である速度ｖも負であり、一方、圧力ｐは正である
ので、これらの積ｐｖは負（ｐｖ＜０）となる。したが
って力と動きが逆であり入力パワーは負となり、このた
め変位が抑制されて安定な範囲となる。同様にしてＴ３
の範囲は、変位が減少する負の範囲であって、その微分
値である速度ｖも負であり、一方、圧力ｐも負であるの
で、これらの積ｐｖは正（ｐｖ＞０）となる。すなわち
力と動きが同方向となって入力パワーは正であり、変位
を負の方向に増幅させる不安定な範囲である。範囲Ｔ４
では、変位が増加する正の範囲であるので、その微分値
である速度ｖも正であり、一方、圧力は負であるので、
これらの積ｐｖは負（ｐｖ＜０）となる。したがって力
と動きが逆であって入力パワーは負となり、このため変
位を抑制して安定な範囲となる。要するに、範囲Ｔ１、
Ｔ３は不安定な範囲であり、範囲Ｔ２、Ｔ４は安定な範
囲である。
る。図は、変位を測定して入力パワーを求める例で、左
縦軸に変位（ｘ）、右縦軸に圧力（ｐ）をそれぞれと
り、横軸に時間をとって示したものである。なお、曲線
の破線は変位（ｘ）を示し、実線は圧力（ｐ）を示す。
範囲Ｔ１では、変位が増加する正の範囲であるので、そ
の微分値である速度ｖも正であり、一方、圧力ｐも正で
あるので、これらの積ｐｖも正（ｐｖ＞０）となる。す
なわち力と動きが同方向なって入力パワーは正であり、
変位を正の方向に増幅させ不安定なる範囲である。範囲
Ｔ２では、変位が減少する負の範囲であるので、その微
分値である速度ｖも負であり、一方、圧力ｐは正である
ので、これらの積ｐｖは負（ｐｖ＜０）となる。したが
って力と動きが逆であり入力パワーは負となり、このた
め変位が抑制されて安定な範囲となる。同様にしてＴ３
の範囲は、変位が減少する負の範囲であって、その微分
値である速度ｖも負であり、一方、圧力ｐも負であるの
で、これらの積ｐｖは正（ｐｖ＞０）となる。すなわち
力と動きが同方向となって入力パワーは正であり、変位
を負の方向に増幅させる不安定な範囲である。範囲Ｔ４
では、変位が増加する正の範囲であるので、その微分値
である速度ｖも正であり、一方、圧力は負であるので、
これらの積ｐｖは負（ｐｖ＜０）となる。したがって力
と動きが逆であって入力パワーは負となり、このため変
位を抑制して安定な範囲となる。要するに、範囲Ｔ１、
Ｔ３は不安定な範囲であり、範囲Ｔ２、Ｔ４は安定な範
囲である。
【００１６】図２に戻って、連続運転時や運転条件変更
時に監視対象の前記各部位で求めた入力パワーを演算・
表示・保存・参照部２２によって表示する。ここで、入
力パワーが正になった場合、回転数、流量、吐出圧力、
吸込水位などの運転条件を変更して入力パワーが負の安
定な運転モードになるように調整することによって振動
を防止もしくは抑制することができる。演算・表示・保
存・参照部２２として、たとえばパソコンを使用し、イ
ンターネット２３に接続することにより、関係者は遠方
から各部位の振動状態を監視し、必要な対応策をとるこ
とができる。
時に監視対象の前記各部位で求めた入力パワーを演算・
表示・保存・参照部２２によって表示する。ここで、入
力パワーが正になった場合、回転数、流量、吐出圧力、
吸込水位などの運転条件を変更して入力パワーが負の安
定な運転モードになるように調整することによって振動
を防止もしくは抑制することができる。演算・表示・保
存・参照部２２として、たとえばパソコンを使用し、イ
ンターネット２３に接続することにより、関係者は遠方
から各部位の振動状態を監視し、必要な対応策をとるこ
とができる。
【００１７】図５は、立軸ポンプの運転条件を変えて運
転モードを調整した場合の入力パワーの変化を示す。図
は、入力パワーを縦軸にとり、横軸に時間をとって、あ
る部位の入力パワーを圧力変動1周期について積分計算
したもので、ゼロ（０）を基準にして上方が正、下方が
負をそれぞれ示す。モードＭ１においては、入力パワー
が負であるので振動が抑制され安定と判定できる。この
運転条件からポンプの回転数を増加もしくは減少させる
とモードＭ２となり、入力パワーが正であるので振動が
成長する恐れがあり、不安定と判定できる。再度、回転
数を元に戻すことによってモードＭ１となる。
転モードを調整した場合の入力パワーの変化を示す。図
は、入力パワーを縦軸にとり、横軸に時間をとって、あ
る部位の入力パワーを圧力変動1周期について積分計算
したもので、ゼロ（０）を基準にして上方が正、下方が
負をそれぞれ示す。モードＭ１においては、入力パワー
が負であるので振動が抑制され安定と判定できる。この
運転条件からポンプの回転数を増加もしくは減少させる
とモードＭ２となり、入力パワーが正であるので振動が
成長する恐れがあり、不安定と判定できる。再度、回転
数を元に戻すことによってモードＭ１となる。
【００１８】図６は、ポンプの運転条件を記入して、以
後のポンプを安定した状態で連続運転できるよう便宜を
供するための記入方法の例である。ポンプでは、回転
数、流量、吐出圧力、吸込水位などの条件を変えて運転
される場合が多々ある。このため、図に示すように流
量、回転数、吐出圧力、吸込水位等の運転条件の組み合
せに対する、各部位の入力パワーを演算・表示・保存・
参照部２２に保存し、連続運転時や運転条件変更時に参
照して振動発生を予知し、防止することができる。また
前述のように、演算・表示・保存・参照部２２にパソコ
ンを使用し、インターネット２３に接続することによ
り、関係者が過去及び現在の運転条件と振動の関係を参
照することができる。本実施例によれば、ポンプの吸込
ケーシング、吐出配管、バイパス配管等において、以後
の変位が増幅されて不安定な振動に移行するのか、もし
くは抑制されて安定な振動に移行するのかを予知するこ
とができる。また予知できるようにすることによって、
不安定振動の場合には安定な振動へ移行させることがで
きるポンプの振動予知・防止方法及び装置が得られる。
また、振動予知・防止装置を備えることによって、常に
安定した状態で運転することのできる信頼性の高いポン
プが得られる。
後のポンプを安定した状態で連続運転できるよう便宜を
供するための記入方法の例である。ポンプでは、回転
数、流量、吐出圧力、吸込水位などの条件を変えて運転
される場合が多々ある。このため、図に示すように流
量、回転数、吐出圧力、吸込水位等の運転条件の組み合
せに対する、各部位の入力パワーを演算・表示・保存・
参照部２２に保存し、連続運転時や運転条件変更時に参
照して振動発生を予知し、防止することができる。また
前述のように、演算・表示・保存・参照部２２にパソコ
ンを使用し、インターネット２３に接続することによ
り、関係者が過去及び現在の運転条件と振動の関係を参
照することができる。本実施例によれば、ポンプの吸込
ケーシング、吐出配管、バイパス配管等において、以後
の変位が増幅されて不安定な振動に移行するのか、もし
くは抑制されて安定な振動に移行するのかを予知するこ
とができる。また予知できるようにすることによって、
不安定振動の場合には安定な振動へ移行させることがで
きるポンプの振動予知・防止方法及び装置が得られる。
また、振動予知・防止装置を備えることによって、常に
安定した状態で運転することのできる信頼性の高いポン
プが得られる。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ポ
ンプの以後の振動が不安定な振動に移行するのか、もし
くは抑制されて安定な振動に移行するのかを予知し、不
安定振動の場合に回転数などを変更して安定な振動へ移
行させることのできるポンプの振動予知・防止方法及び
装置が得られる。また、振動予知・防止装置を備えるこ
とによって、信頼性の高いポンプが得られる。
ンプの以後の振動が不安定な振動に移行するのか、もし
くは抑制されて安定な振動に移行するのかを予知し、不
安定振動の場合に回転数などを変更して安定な振動へ移
行させることのできるポンプの振動予知・防止方法及び
装置が得られる。また、振動予知・防止装置を備えるこ
とによって、信頼性の高いポンプが得られる。
【図１】本発明のポンプの振動予知方法に係る実施例の
系統図である。
系統図である。
【図２】計測装置の計測データの処理システムである。
【図３】処理システムによって処理される振動の不安
体、安定を判定し予知するフローチャートである。
体、安定を判定し予知するフローチャートである。
【図４】入力パワーを説明する詳述図である。
【図５】立軸ポンプの運転条件を変えて運転モードを調
整した場合の入力パワーの変化を示す。
整した場合の入力パワーの変化を示す。
【図６】ポンプの運転条件を記入して、以後のポンプを
安定した状態で連続運転できるよう便宜を供するための
記入方法の例である。
安定した状態で連続運転できるよう便宜を供するための
記入方法の例である。
１…吸込ケーシング、２…吸込水路、３…吸込ベルマウ
ス、４…原動機、５…減速機、６…シャフト、７…吐出
配管、８…吐出弁、９…バイパス配管、１０Ａ，１０
Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆ，１０Ｇ…計測装
置、１１…ガスタービン燃焼器ケーシング、２０…A/D
変換器、２１…ＦＦＴ（高速フーリェ変換）アナライ
ザ、２２…演算・表示・保存・参照部、２３…インター
ネット。
ス、４…原動機、５…減速機、６…シャフト、７…吐出
配管、８…吐出弁、９…バイパス配管、１０Ａ，１０
Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆ，１０Ｇ…計測装
置、１１…ガスタービン燃焼器ケーシング、２０…A/D
変換器、２１…ＦＦＴ（高速フーリェ変換）アナライ
ザ、２２…演算・表示・保存・参照部、２３…インター
ネット。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 橋本 泰司
茨城県土浦市神立町603番地 株式会社日
立製作所産業機械システム事業部内
(72)発明者 横張 孝志
茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日
立製作所機械研究所内
Ｆターム(参考） 2G064 AA12 AB08 AB22 BA02 BA28
CC13 CC26 CC31 CC43 CC62
3H020 AA01 BA21 CA01 CA08 DA02
DA03 EA07 EA16
3H045 AA06 AA10 AA12 AA23 BA38
CA03 CA22 DA03 EA38 FA02
FA16 FA25
Claims (5)
- 【請求項１】内部の流体の流れによって発生する配管も
しくはケーシングの振動の不安定、安定を予知するポン
プの振動予知・防止方法において、前記振動を発生する
配管もしくはケーシングに、流体の圧力を計測するため
の圧力計及び圧力の作用線と同一方向の振動を計測する
ための振動計を取り付け、圧力計による圧力ｐと振動計
による速度ｖとの積ｐｖを求め、この積ｐｖが正の場合
に以後の振動を不安定、負の場合に以後の振動を安定と
して、振動を予知することを特徴とするポンプの振動予
知・防止方法。 - 【請求項２】内部の流体の流れによって発生する配管も
しくはケーシングの振動の不安定、安定を予知するポン
プの振動予知・防止方法において、前記振動を発生する
配管もしくはケーシングに、流体の圧力を計測するため
の圧力計及び圧力の作用線と同一方向の振動を計測する
ための振動計を取り付け、圧力計による圧力ｐと振動計
による速度ｖとの積ｐｖを求め、この積ｐｖが正の場合
に以後の振動を不安定と判定し、負の場合に以後の振動
を安定と判定して振動を予知し、前記不安定と判定され
た場合にポンプの運転条件を変更することにより不安定
振動を安定した振動へ移行させて振動を防止することを
特徴とするポンプの振動予知・防止方法。 - 【請求項３】振動を発生する配管もしくはケーシングに
取り付けられ、流体の圧力を計測する圧力計及び振動を
計測する振動計を備えるポンプの振動予知・防止装置に
おいて、前記圧力計の計測する流体圧力の作用線と同一
方向に取り付けられた振動計と、前記圧力計による圧力
ｐと前記振動計による速度ｖとの積ｐｖを求め、この積
ｐｖが正の場合に以後の振動を不安定と判定し、負の場
合に以後の振動を安定と判定して振動を予知するための
手段とを備えることを特徴とするポンプの振動予知・防
止装置。 - 【請求項４】前記振動を予知するための手段は、次のス
テップＳ１ないしＳ４を備えることを特徴とする請求項
３記載のポンプの振動予知・防止装置。ステップＳ１：
圧力計と振動計とによって運転時の圧力、振動を計測す
るステップ。ステップＳ２：高速フーリェ変換アナライ
ザによって圧力計の信号から圧力信号を入力、振動値を
応答として注目する周波数範囲を微小な周波数の幅に分
割し、各微小幅における単位入力（圧力）による応答
（振動）の振幅と、入力と応答の位相差とからなる周波
数応答関数を計算し、位相差を求めるステップ。ステッ
プＳ３：高速フーリェ変換アナライザによって、圧力計
と振動計との信号からフーリェスペクトルを計算し、圧
力のフーリェスペクトルのピークにおける周波数及びス
ペクトルの高さから圧力振幅を求め、圧力のピークと対
応する周波数の振動のフーリェ振幅から速度を求めるス
テップ。ステップＳ４：上記ステップで求めた圧力及び
振動のフーリェ振幅と位相差とから、圧力がピークを示
す周波数における配管もしくはケーシングへの、圧力成
分ｐと速度成分ｖとの積ｐｖを圧力変動1周期について
計算するステップ。 - 【請求項５】吸込水路側にある吸込ケーシングと、この
吸込ケーシングに吐出弁を介して接続される吐出配管
と、前記吐出弁の手前の吸込ケ−シングに吸込水路へ流
体を還流させるバイパス管を備えるポンプにおいて、前
記圧力計の計測する流体圧力の作用線と同一方向に取り
付けられた振動計と、前記圧力計による圧力ｐと前記振
動計による速度ｖとの積ｐｖを求め、この積ｐｖが正の
場合に以後の振動を不安定と判定し、負の場合に以後の
振動を安定と判定して振動を予知するための手段とを備
えたことを特徴とするポンプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001340234A JP2003139068A (ja) | 2001-11-06 | 2001-11-06 | ポンプの振動予知・防止方法及び装置、並びにポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001340234A JP2003139068A (ja) | 2001-11-06 | 2001-11-06 | ポンプの振動予知・防止方法及び装置、並びにポンプ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003139068A true JP2003139068A (ja) | 2003-05-14 |
Family
ID=19154471
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001340234A Pending JP2003139068A (ja) | 2001-11-06 | 2001-11-06 | ポンプの振動予知・防止方法及び装置、並びにポンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003139068A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9789585B2 (en) | 2012-01-30 | 2017-10-17 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | WJP execution method for reactor vessel lid and jigs |
| KR102112558B1 (ko) * | 2019-09-26 | 2020-05-19 | 하서산업(주) | 스마트 감시제어형 펌프수문 |
| CN116044772A (zh) * | 2023-04-03 | 2023-05-02 | 四川省机械研究设计院(集团)有限公司 | 撬装式离心泵泵送系统及其运行控制方法 |
-
2001
- 2001-11-06 JP JP2001340234A patent/JP2003139068A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9789585B2 (en) | 2012-01-30 | 2017-10-17 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | WJP execution method for reactor vessel lid and jigs |
| KR102112558B1 (ko) * | 2019-09-26 | 2020-05-19 | 하서산업(주) | 스마트 감시제어형 펌프수문 |
| CN116044772A (zh) * | 2023-04-03 | 2023-05-02 | 四川省机械研究设计院(集团)有限公司 | 撬装式离心泵泵送系统及其运行控制方法 |
| CN116044772B (zh) * | 2023-04-03 | 2023-07-04 | 四川省机械研究设计院(集团)有限公司 | 撬装式离心泵泵送系统及其运行控制方法 |
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