JP2010206964A

JP2010206964A - 回転機械システム

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Publication number: JP2010206964A
Application number: JP2009050447A
Authority: JP
Inventors: Toshihide Yamauchi; 俊英山内
Original assignee: Showa Denki Co Ltd
Current assignee: Showa Denki Co Ltd
Priority date: 2009-03-04
Filing date: 2009-03-04
Publication date: 2010-09-16
Anticipated expiration: 2029-03-04
Also published as: JP5561942B2

Abstract

【課題】回転機械システムとして、回転機械と電動機とを接続する動力伝達機構の異常を適切に検出することである。
【解決手段】回転機械システム１０は、一般的に送風機と呼ばれる部分を構成する送風機本体２０と電動機３０と、送風機と呼ばれる部分の異常を検出する制御部５０とその表示を行う表示部６０を含む。駆動電流検出センサ３８は、電動機３０の駆動電流について、電動機３０の無負荷電流以上であり、送風機本体２０の吸込口２２を閉じたときの回転機械無負荷時負荷電流以下の範囲内で予め任意に設定された電流閾値以下になったことを検出し、これによって動力伝達機構であるベルト３６の切断を検出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、回転機械システムに係り、回転機械の駆動軸と電動機の出力軸とが動力伝達機構によって接続されているときに、動力伝達機構の異常を検出できる回転機械システムに関する。

送風機、換気装置、ブロワ、ポンプ等は、電動機によって羽根車が回転され、流体の吸込口から流体を吸い込み、適当に加圧加速して吐出口より吐き出す機能を有する。このような回転機械システムは、回転部と回転軸の支持部とを有しており、支持部の軸受機構の異常、回転部への異物の巻き込みによる動作異常等が生じることがある。異常を放置すると、回転機械、あるいは電動機等の故障につながるので、温度、振動、駆動電流変化等によって異常検出をすることが行われる。

特許文献１には、回転機械の異常現象の検出について、回転部と接触部が何らかの異常で接触すると直ちに音響信号が出るが他のノイズに埋もれやすく、振動はノイズに強いが接触によって熱が発生し、それによってロータが曲がってから振動が発生するので検出が遅いことが述べられている。そこで、音響検知手段と、振動検知手段とを組み合わせることが開示されている。

特許文献２には、回転機ユニットの異常検出について、従来の振動センサのみでは、吸引ガスに含まれる粉状物質のダクト等への付着により圧力が異常に上昇することや、吸引ダクトの堆積物が剥離して回転機械のロータ等に咬み込むこと等が検出できないと述べられている。ここでは、メインポンプの背圧変化は加速度検出に現れず、電力または電流消費の上昇に現れることに着目し、回転機ユニットの異常検出には、電力センサ、振動センサ、温度センサの、１つ以上のセンサの検出値が所定の範囲を外れることをみればよい、と述べられている。

特開平７−１８２０３５号公報特開平１０−６３３０１号公報

このように様々な手段によって、回転機械と電動機を含む回転機械システムについての異常検出が行われる。ところで、回転機械と電動機とがベルト等の動力伝達機構で接続されている場合に、例えばベルト切断が生じると、回転機械は作動しなくなるので、迅速な復旧が望まれる。復旧自体は、ベルト交換等によって行うことができるので比較的容易であるが、問題は、それをどのように検出してメンテナンス要員に知らせるかである。

従来技術では、上記のように、電力または電流消費の異常上昇、振動の異常上昇、温度の異常上昇の検出が述べられているが、これらによってはベルト切断等の動力伝達機構の異常の検出を行うことができない。すなわち、ベルト切断等が生じても、電力あるいは電流消費は上昇することがなく、振動が増加することもなく、温度が上昇することもない。

ベルト切断のように、物理的な部品欠損を非接触的に検出するものとしては、光学的センサを用いることが考えられる。光学センサの受光部は環境によって受光感度が低下することが知られており、また、切断されたベルトの不規則な動きによって、センサを損傷する恐れもある。また、回転機械システムのさまざまな動作信号をデータとして時系列に取得し、その時系列データを解析するデータ解析システムを用いることでベルトの疲労の進行等を推測することが考えられるが、高度で高価な故障解析システムとなる。このように、従来技術においては、ベルト切断の検出のための簡素で有効な手段がない。

回転機械と電動機の間の動力伝達機構としては、ベルトの他に、摩擦継手等のカップリング機構、可撓軸継手等があるが、これらもカップリング破損、継手分離等によって同様に回転機械は作動しなくなるが、電力等の上昇がなく、振動の増加もなく、温度の上昇もないことは同じであり、従来技術においては、これらの異常検出のための簡素で有効な手段がない。

本発明の目的は、回転機械と電動機とを接続する動力伝達機構の異常を適切に検出することを可能にする回転機械システムを提供することである。他の目的は、比較的簡素な手段で異常を検出することを可能とする回転機械システムを提供することである。

本発明に係る回転機械システムは、流体の吸込口と吐出口とを有する回転機械と、回転機械の駆動軸と動力伝達機構によって接続される出力軸を有する電動機と、電動機の駆動電流について、電動機の無負荷電流以上であり、回転機械の吸込口を閉じたときの回転機械無負荷時負荷電流以下の範囲内で予め任意に設定された電流閾値以下になったことを検出する電流急落検出部と、電流急落検出部の検出結果を異常信号と共に出力する出力部と、を備えることを特徴とする。

また、本発明に係る回転機械システムにおいて、回転機械の駆動軸の軸受部に設けられる温度センサに接続され、軸受部の温度が予め定めた温度閾値を超えることを検出する温度変化検出部と、回転機械の筐体に設けられる振動検出センサに接続され、回転機械筐体の振動が予め定めた振動閾値を超えることを検出する振動変化検出部と、を備え、出力部は、温度変化検出部の検出結果または振動変化検出部の検出結果を異常信号と共に出力することが好ましい。

また、本発明に係る回転機械システムにおいて、出力部は、警報信号として、緊急性に応じて表示形態が異なる２種類の警報信号を出力でき、電流急落検出部の検出結果に伴う警報信号は、緊急性のより高い表示形態の警報信号を出力することが好ましい。

また、本発明に係る回転機械システムにおいて、電動機は、動力伝達機構としてベルトによってその出力軸と回転機械の駆動軸とが接続されていることが好ましい。

上記構成により、回転機械システムは、電動機の駆動電流について、電動機の無負荷電流以上であり、回転機械の吸込口を閉じたときの回転機械無負荷時負荷電流以下の範囲内で予め任意に設定された電流閾値以下になったことを検出して、その検出結果を異常信号と共に出力する。

ベルト切断等の動力伝達機構の異常のときは、電動機の負荷が軽くなるので、その駆動電流が低下する。その低下レベルは、回転機械の吸込口を閉じたときの回転機械無負荷時負荷電流以下になる。他の故障モードでは、このように電動機の駆動電流が低下することがない。したがって、上記のように電流閾値を設定することで、ベルト切断等の動力伝達機構の異常を、非接触で、比較的簡素な手段で、確実に検出して例えばメンテナンス要員等に迅速に知らせることができる。

また、回転機械システムにおいて、回転機械の駆動軸の軸受部の温度が予め定めた温度閾値を超えることを検出し、回転機械筐体の振動が予め定めた振動閾値を超えることを検出すし、これらの検出結果を異常信号と共に出力するので、動力伝達機構の異常も含め、他の異常も比較的簡素な手段で、例えばメンテナンス要員等に迅速に知らせることができる。

また、回転機械システムにおいて、緊急性に応じて表示形態が異なる２種類の警報信号を出力でき、電流急落検出部の検出結果に伴う警報信号は、緊急性のより高い表示形態の警報信号を出力する。電流急落検出部の検出結果は、動力伝達機構の異常に関するものであり、これが検出されるときは回転機械の作動が停止している。上記構成によれば、他の異常よりも緊急性が高い異常の発生であることを、例えばメンテナンス要員等に迅速に知らせることができる。

また、回転機械システムにおいて、電動機は、動力伝達機構としてベルトによってその出力軸と回転機械の駆動軸とが接続されている。したがって、ベルト切断の異常を、非接触で、比較的簡素な手段で、確実に検出して例えばメンテナンス要員等に迅速に知らせることができる。

本発明に係る実施の形態の回転機械システムの構成を示す図である。本発明に係る実施の形態の回転機械システムにおける制御部まわりの構成を説明する図である。本発明にかかる実施の形態において、電動機の負荷率−駆動電流特性を用いて電流閾値の設定の様子を説明する図である。本発明にかかる実施の形態において、回転機械の風量−軸動力特性を用いて電流閾値の設定の様子を説明する図である。本発明にかかる実施の形態において、軸受温度の時間経過を用いて温度閾値の設定の様子を説明する図である。本発明にかかる実施の形態において、回転機械筐体の振動量の時間経過を用いて振動閾値の設定の様子を説明する図である。

以下に図面を用いて、本発明に係る実施の形態につき、詳細に説明する。以下では、回転機械として送風機を説明するが、流体を吸い込んで吐き出す回転機械であればよく、送風機以外に、換気装置、ブロワ、ポンプ等であってもよい。また、以下では、電動機の出力軸と回転機械の駆動軸とを接続する動力伝達機構として、ベルトを説明するが、電動機の出力軸がそのまま回転機械の駆動軸となるＤＤ（ＤｉｒｅｃｔＤｒｉｖｅ）型の電動機以外であれば、これ以外の動力伝達機構として、摩擦継手等のカップリング機構、可撓軸継手等を用いるものであってもよい。また、電動機として、３相電動機を説明するが、勿論単相電動機であってもよく、直流電動機であってもよい。

また、回転機械の駆動軸の支持法として、回転機械の一方端から突き出る駆動軸の両端を２つの軸受で支持するいわゆる片持ち型を説明するが、回転機械の両端に駆動軸が突き出て、回転機械を挟んで両側の駆動軸をそれぞれ支持するいわゆる両持ち型であってもよい。なお、以下で述べる数値等は説明のための１例であって、回転機械システムの仕様等に応じ適宜変更が可能である。

以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、本文中の説明においては、必要に応じそれ以前に述べた符号を用いるものとする。

図１は、回転機械システム１０の全体構成を説明する図である。回転機械システム１０は、一般的に送風機と呼ばれる部分を構成する送風機本体２０と電動機３０と、送風機と呼ばれる部分の異常を検出する制御部５０とその表示を行う表示部６０を含む。

図１においてベース１２は、回転機械システム１０の全体をその上に配置するための基礎台である。ベース１２は適当な強度を有する金属製の平板とアングル材とを溶接等で組み合わせたものを用いることができる。

送風機本体２０は、羽根車が回転して空気を吸い込み、適当に加圧あるいは増速して吐出する機能を有する回転機械である。送風機本体２０は、吸込口２２と吐出口２４とを有するケーシングの内部に羽根車を配置して構成される。図１の例では、吸込口２２は上方に向けて開口し、吐出口２４は側面において開口している。したがって、空気はケーシングの天井側から吸い込まれ側壁側から吐出される。その意味で、ケーシングは、外部から仕切られた空気の流通路を構成する筐体である。ケーシングは適当な固定手段を用いてベース１２に固定される。羽根車は、送風機の仕様によって設定される複数のブレードを駆動軸２６の周りに配置したものである。

駆動軸２６は、羽根車の中心軸である。駆動軸２６は、送風機本体２０の吐出口２４とは反対側の側面にケーシングよりも突き出して延び、ケーシング内の一方端には羽根車が取り付けられ、その先端に送風機側プーリ３４が設けられる。

軸受台１４は、送風機本体２０のケーシングと一体となってベース１２に固定される部材で、ここでは、ケーシングと同様に適当な金属板を所定の形状に成形したものを複数用い、溶接等で組み立てたものを用いることができる。

軸受台１４の上面に設けられる軸受１６，１８は、ケーシングから突き出す駆動軸２６をその軸方向で送風機側プーリ３４までの間の２箇所で回転自在に支持する機能を有する。軸受１６は送風機側本体２０側の支持、つまり負荷側の支持で、軸受１８は、送風機側プーリ３４側の支持、つまり駆動側の支持である。軸受１６，１８は、玉軸受と、玉軸受を保持する軸受ケースとから構成され、軸受ケースが軸受台１４にしっかりと固定される。

電動機３０は、送風機本体２０の羽根車の駆動源であり、例えば２００Ｖ３相交流モータを用いることができる。電動機３０の出力軸には電動機側プーリ３２が設けられる。電動機３０はベース１２に固定される。

ベルト３６は、電動機側プーリ３２と送風機側プーリ３４に掛けられる動力伝達のための環状帯材である。すなわち、電動機３０から出力された動力は、出力軸と電動機側プーリ３２を介してベルト３６に伝えられ、ベルト３６に伝えられた動力は送風機側プーリ３４を介して駆動軸２６に伝達されて羽根車を駆動する動力となる。電動機３０の回転数は、電動機側プーリ３２と送風機側プーリ３４の外径比を変更することで、所望の駆動軸２６の回転数に変換できる。

そして、電動機３０から出力される動力は、（電動機出力トルク）×（電動機回転数）であり、これは動力伝達機構等の効率を１とすれば、駆動軸２６の駆動動力である（駆動軸駆動トルク）×（駆動軸回転数）と同じであるので、回転数変換とともにトルク変換も電動機側プーリ３２と送風機側プーリ３４の外径比の変更で行うことができる。

したがって、ベルト３６は、電動機側プーリ３２と送風機側プーリ３４とともに、電動機３０と駆動軸２６との間の動力伝達機構を構成する。かかるベルト３６は、強化繊維入りプラスチックゴム、皮革、布等を環状帯状にしたものを用いることができる。

ベルト３６は、回転機械システム１０の運転状況によるが、ある程度の運転時間で破断等を生じる。これは、いわゆるベルト切れであり、これが生じると、電動機３０から送風機本体２０への動力伝達が途絶え、電動機３０は回転していても、送風機本体２０の羽根車は回転を停止し、空気の吸込と吐出がなくなることになる。

回転機械システム１０は、上記の送風機と呼ばれる部分に、さらに異常検出の機能が付加されている。そのために、回転機械システム１０は、駆動電流検出センサ３８と、温度センサ４０，４１と、振動検出センサ４２が設けられる。図２は、これらのセンサとその信号処理を行って検出結果を表示し警報信号等を出力する制御部５０、表示部６０の周辺の構成を示すブロック図である。

駆動電流検出センサ３８は、図１に示すように制御部５０の筐体の中に設けられ、電動機３０の駆動電流の急落を検出する機能を有する特殊な計測器である。具体的には、外部の３相交流電源から電動機３０に供給される３相動力線が一旦制御部５０の中に入り、制御部５０内の駆動電流検出センサ３８を通ってから制御部５０の外に出て、電動機３０に３相動力線４４として接続される。

駆動電流検出センサ３８が特殊な機能を有するというのは、通常の電流監視センサは、過負荷電流状態、すなわち、定格電流を超えることを検出するものがほとんどであるが、この駆動電流検出センサ３８は、ベルト切れが生じたときに、電動機３０の駆動電流が急落することを検出する機能を有するからである。その意味では、駆動電流検出センサ３８は、ベルト切れを電気的に、非接触的に、検出するベルト切れ検出装置である。

駆動電流検出センサ３８は、３相駆動電流値を検出する電流検出部と、検出された電流を予め設定された電流閾値と比較して、それ以下の電流であるときに電流急落検出信号を出力する閾値判断部とから構成される。電流検出部は、周期のカレントプローブのように、電力線を流れる電流が誘起する磁界の強度を検出コイルの誘起電圧で検出する方法を用いて構成することができる。閾値判断部は、例えば、コンパレータを用いて、検出電流と閾値電流との大小を比較する方法を用いて構成することができる。

一般的な電流検出装置あるいは電流監視装置は、このような電流急落検出機能を有していない。ここでは、シュナイダーエレクトリック株式会社の電子式モータ監視リレーである型式ＥＯＣＲ−ＦＥ４２０の不足電流監視機能を用いることができる。この不足電流監視機能は、モータの駆動時の電流の下限を監視するもので、電動機の通常運転における設定駆動電流範囲の下限を下回る駆動電流のときに、不足電流検出信号を出力するものである。

例えば、電動機において、通常運転状態を、定格電流を上限にして、その８０％程度を下限駆動電流とすると、上記のＥＯＣＲ−ＦＥ４２０は、この定格電流の８０％を下回る事態が生じたときに、不足電流検出信号を出力する。ベルト切れの際の電流急落はこの不足電流のレベルよりもかなり低い電流レベルであるが、閾値電流を送風機本体２０と電動機３０の特性を考慮して以下のように設定することで、ベルト切れを検出することができる。その様子を図３と図４を用いて説明する。

図３は、電動機３０の負荷率と電流の関係を示す特性図である。ここでは横軸に電動機負荷率をとり、縦軸に電動機３０の駆動電流がとられている。電動機負荷率は、電動機３０の仕様によって定まる定格電力を１００％にとってある。電動機３０の駆動電流は、３相電動機の場合、各相電流の平均値で示してある。ここで、電動機負荷率が０％のときの駆動電流値９２は、電動機３０の出力軸が開放のときの駆動電流値で、電動機３０の無負荷電流に相当する。また、ここでは、負荷率７５％から８５％の間が、電動機３０の通常の駆動範囲９８として想定されている。この例では、先ほどのＥＯＣＲ−ＦＥ４２０の不足電流は、この負荷率７５％のときの駆動電流値９９を基準として考えられることになる。

図４は、送風機本体２０の風量と軸動力の関係を示す特性図である。風量は、図１の吐出口２４から吐き出される空気の単位時間値の流量である。軸動力は、駆動軸２６の動力で、（駆動軸駆動トルク）×（駆動軸回転数）で与えられ、したがって、動力伝達機構等の効率を１とすれば、電動機３０の出力動力と同じである。ここで、風量＝０のときの軸動力値９４は、回転機械である送風機本体２０の吸込口２２を閉じたときの動力値で、回転機械無負荷時負荷電力値に相当する。この軸動力値９４に対応する電動機３０の駆動電流値を求めると、その駆動電力値は、回転機械無負荷時負荷電流値に相当することになる。

ベルト切れが生じると、そのときの電動機３０の駆動電流値は、この回転機械無負荷時負荷電流値を超えることはなく、これ以下となる。しかし、図３の電動機無負荷のときの駆動電流値９２よりは大きな値となる。そこで、ベルト切れを検出する電動機の駆動電流の閾値電流値としては、電動機の無負荷電流以上であり、回転機械の吸込口を閉じたときの回転機械無負荷時負荷電流以下の範囲内とすればよいことになる。図３の駆動電流値９６は、そのようにして設定されたベルト切れ検出のための電流閾値Ｉ₀である。ここで示されるように、この電流閾値Ｉ₀は、電動機３０の通常の駆動範囲９８の下限の駆動電流値９９である不足電流の閾値と大幅に異なっている。

電動機３０の無負荷のときの駆動電流値９２も、回転機械無負荷時負荷電流値も、電動機３０の設計仕様と、送風機本体２０の設計仕様とから読み取ることができ、したがって、ベルト切れのための電流閾値Ｉ₀もこれらから机上で設定することが可能である。しかし、電動機３０の特性にもばらつきがあり、送風機本体２０の特性にもばらつきがあるので、ベルト切れのための電流閾値Ｉ₀は、実際に電動機３０を無負荷にしたときの駆動電流値と、送風機本体２０の吸込口２２を閉じたときの駆動電流値を求めて、これらによって設定することが好ましい。このように、ベルト切れ検出のための電流閾値Ｉ₀は、実際の回転機械システム１０の特性に応じて設定されることが好ましい。

再び図２に戻り、温度センサ４０，４１は、２つの軸受１６，１８の根元に設けられる温度検出素子である。ここでは、０℃から１００℃程度の温度範囲で温度検出できる素子を用いることができる。例えば、クロメルアルメル（ＣＡ）型の熱電対を温度センサ４０，４１として用いることができる。具体的には、ＣＡ型熱電対の検出部を、２つの軸受１６，１８の軸受ケースにネジ止め等の適当な固定具を用いて固定して取り付ける。熱電対の他方端は、適当な信号線４６で制御部５０のセンサ接続端子に接続される。これによって、制御部５０は、温度センサ４０，４１が検出した温度データを取得することができる。温度センサ４０，４１としては、熱電対の他に、例えば適当な半導体温度センサを用いることができる。

図５は、温度センサ４０，４１によって検出される軸受温度の様子を示す図である。ここでは、横軸に回転機械システム１０の起動時を原点とする時間をとり、縦軸に温度センサ４０，４１によって検出される軸受温度がとられている。図５に示されるように、軸受温度は、起動時に立ち上がり、その後はほぼ安定した値をとって推移するが、異常のときには、その温度が時間経過と共に増加することになる。なお、この温度特性は、送風機本体２０の仕様によって変化し、低回転低負荷ほど、温度は低くなる。

そこで、適当な温度閾値Ｔ₀を設定し、この温度閾値Ｔ₀を検出温度が超えるときを異常と判断するものとできる。一般的に送風機等の場合は、周囲温度＋４０℃を温度閾値Ｔ₀とすることができる。

再び図２に戻り、振動検出センサ４２は、軸受台１４の振動を検出する機能を有する振動検出素子である。振動検出センサ４２は、軸受台１４において軸受１６，１８が取り付けられる上面板の裏側に、２つの軸受１６，１８の配置の中間の位置に設けられる。上記のように、軸受台１４は、送風機本体２０の筐体であるケーシングと一体化されているので、振動検出センサ４２は、回転機械である送風機本体２０の筐体の振動を検出していることになる。

振動検出センサ４２は、１軸方向の加速度のみを検出する加速度計を用いることができる。振動が検出される１軸方向は、駆動軸２６の長手方向に垂直な方向にとられ、図１の例では、重力方向に平行な方向にとられる。振動検出センサ４２の検出値は、適当な信号線４８を介して制御部５０に伝送され、これによって制御部５０は振動検出データを取得する。

図６は、振動検出センサ４２によって検出される送風機本体２０の筐体の振動の様子を示す図である。ここでは、横軸に回転機械システム１０の起動時を原点とする時間をとり、縦軸に振動検出センサ４２によって検出される筐体振動量がとられている。図６に示されるように、筐体振動量は、起動時に立ち上がり、その後はほぼ安定した値をとって推移するが、異常のときには、その振動振幅が時間経過と共に増加することになる。なお、この振動特性は、送風機本体２０の仕様である回転数によって変化し、回転数が低いほど、振動振幅が小さくなる。

そこで、適当な振動閾値ＶＢ₀を設定し、この振動閾値ＶＢ₀を検出振動振幅が超えるときを異常と判断するものとできる。一般的に送風機等の場合は、その振動速度が１５ｍ／ｓ以上で異常と判断されることが多いので、これを振幅幅で換算した５０μｍを振動閾値ＶＢ₀とすることができる。

再び図２に戻り、制御部５０は、異常検出のために、駆動電流検出センサ３８、温度センサ４０，４１、振動検出センサ４２の検出値をそれぞれ取得し、信号処理を行って、検出状態を表示部６０に出力し、異常検出の場合には、外部の監視センタ等に警報信号等と共に検出値を出力する機能を有する。かかる制御部５０は、ＰＬＣ（ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＬｏｇｉｃＣｏｎｔｏｒｏｌｌｅｒ）等を含む制御回路で構成することができる。

そのために、制御部５０は、駆動電流検出センサ３８の検出値が、電動機３０の無負荷電流以上であり、送風機本体２０の吸込口２２を閉じたときの回転機械無負荷時負荷電流以下の範囲内で予め任意に設定された電流閾値Ｉ₀以下になったことを検出する電流急落検出モジュール５２と、温度センサ４０，４１の検出値が予め定めた温度閾値Ｔ₀を超えることを検出する温度変化検出モジュール５４と、振動検出センサ４２の検出値が予め定めた振動閾値ＶＢ₀を超えることを検出する振動変化検出モジュール５６と、これらの検出値が対応するそれぞれの閾値を１つでも超えるときは異常として、異常とされた検出値を異常信号と共に出力する異常情報出力モジュール５８とを含んで構成される。

図２の例では、異常情報として、電流検出値８２、温度検出値８４、振動検出値８６、警報信号８８、注意信号９０が示されている。警報信号８８と注意信号９０は、異常を示す信号を、その緊急性の程度に応じて２段階に分けたものである。

例えば、ベルト切れによる電流急落が検出されたときは、送風機本体２０の送風が停止してしまうので、即時的対応が求められ、注意信号９０ではなく、これよりも緊急性の高いことを示す警報信号８８が出力される。それ以外の異常については、まず注意信号９０を出力し、あらかじめ定めた継続時間の間注意信号９０の出力が続くときに警報信号８８の出力に切り替えるものとできる。継続時間を異常温度検出と異常振動検出とで相違するものとしてもよい。

かかる機能はソフトウェアによって実現され、具体的には、対応する回転機械異常検出プログラムを実行することで実現できる。なお、上記の機能の一部をハードウェアで実現するものとしてもよい。

表示部６０は、各センサの検出状況を逐一表示する機能を有する表示板である。実際には、制御部５０の筐体に各種表示器あるいは表示素子を設けて、表示部６０とすることができる。また、各センサの検出状況の表示の他に、異常信号の状況、回転機械システム１０の運転時間、軸受１６，１８への給油状況等が表示される。

図２の例では、電流検出値表示６２、２つの温度検出値表示６４，６６、振動検出値表示６６、警報信号出力を示す警報ランプ７０、注意信号の出力を示す注意ランプ７２、警報ランプ７０と注意ランプ７２の点灯をリセットする異常表示リセットボタン７４、回転機械システム１０の累積運転時間表示７６、軸受１６，１８への給油必要表示ランプ７８、給油必要表示ランプ７８の点灯をリセットする給油状況表示リセットボタン８０が示されている。

軸受１６，１８への給油頻度は、送風機本体２０の仕様によって異なる。例えば、送風機本体２０が送風温度８０℃以上の高温送風仕様の場合には、給油頻度を連続運転時間で２００時間ごととし、送風機本体２０が高温送風仕様でない一般送風仕様の場合には、給油頻度を連続運転時間で２０００時間ごととすることができる。この給油頻度を予め設定することで、連続運転時間がその給油頻度に達すると、給油必要表示ランプ７８が自動的に点灯する。なお、この情報も、監視センタ等に伝送するものとできる。

ここで、警報ランプ７０は赤ランプであり、注意ランプ７２と給油必要表示ランプ７８は黄色ランプであり、対応緊急性の程度に応じて表示方法が区別される。

図２の例では、電流検出値表示６２が７Ａを示し、図３で説明した電流閾値Ｉ₀以下であるので、警報ランプ７０が点灯している様子が示されている。このときには、電流検出値８２と警報信号８８とが監視センタに伝送されるので、メンテナンス要員は、その異常情報から、ベルト切れが生じたことを知り、直ちに現場に急行して迅速な対応を図ることができる。ベルト交換等の措置が終了すると、異常表示リセットボタン７４が押されて、再び回転機械システム１０は正常運転状態となる。

このように、回転機械システム１０においては、異常検出のための各センサは、カレントプローブ等の電流検出、ＣＡ型熱電対等の温度検出、１軸加速度計等の振動検出のように、単機能仕様のものを用い、その異常検出は、簡単な閾値設定によって行われる。したがって、比較的簡素な構成となり、コスト的に安価で、システム的に動作が安定するものとできる。

本発明に係る回転機械システムは、送風機、換気装置、ブロワ、ポンプ等の回転機械の異常検出に利用できる。

１０回転機械システム、１２ベース、１４軸受台、１６，１８軸受、２０送風機本体、２２吸込口、２４吐出口、２６駆動軸、３０電動機、３２電動機側プーリ、３４送風機側プーリ、３６ベルト、３８駆動電流検出センサ、４０，４１温度センサ、４２振動検出センサ、４４３相動力線、４６，４８信号線、５０制御部、５２電流急落検出モジュール、５４温度変化検出モジュール、５６振動変化検出モジュール、５８異常情報出力モジュール、６０表示部、６２電流検出値表示、６４，６６温度検出値表示、６６振動検出値表示、７０警報ランプ、７２注意ランプ、７４異常表示リセットボタン、７６累積運転時間表示、７８給油必要表示ランプ、８０給油状況表示リセットボタン、８２電流検出値、８４温度検出値、８６振動検出値、８８警報信号、９０注意信号、９２，９６，９９駆動電流値、９４軸動力値、９８駆動範囲。

Claims

流体の吸込口と吐出口とを有する回転機械と、
回転機械の駆動軸と動力伝達機構によって接続される出力軸を有する電動機と、
電動機の駆動電流について、電動機の無負荷電流以上であり、回転機械の吸込口を閉じたときの回転機械無負荷時負荷電流以下の範囲内で予め任意に設定された電流閾値以下になったことを検出する電流急落検出部と、
電流急落検出部の検出結果を異常信号と共に出力する異常情報出力部と、
を備えることを特徴とする回転機械システム。
請求項１に記載の回転機械システムにおいて、
回転機械の駆動軸の軸受部に設けられる温度センサに接続され、軸受部の温度が予め定めた温度閾値を超えることを検出する温度変化検出部と、
回転機械の筐体に設けられる振動検出センサに接続され、回転機械筐体の振動が予め定めた振動閾値を超えることを検出する振動変化検出部と、
を備え、
異常情報出力部は、温度変化検出部の検出結果または振動変化検出部の検出結果を異常信号と共に出力することを特徴とする回転機械システム。
請求項２に記載の回転機械システムにおいて、
異常情報出力部は、警報信号として、緊急性に応じて表示形態が異なる２種類の警報信号を出力でき、電流急落検出部の検出結果に伴う警報信号は、緊急性のより高い表示形態の警報信号を出力することを特徴とする回転機械システム。
請求項１に記載の回転機械システムにおいて、
電動機は、動力伝達機構としてベルトによってその出力軸が回転機械の駆動軸に接続されていることを特徴とする回転機械システム。