JP2019020264A - ポンプ装置の診断方法及びポンプ装置の診断評価装置 - Google Patents
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Abstract
Description
*国土交通省HPには、「河川ポンプ設備の点検・整備・更新マニュアル(案)」と記載され、「河川ポンプ設備の点検・整備・更新マニュアル」との表記は見当たりませんので、「(案)」を入れておいた方が正確になります。
なお、本発明が適用されるポンプ装置は立軸斜流ポンプ装置に限るものではなく、立軸軸流ポンプ装置などの立軸ポンプ装置全般に適用可能であることはいうまでもなく、縦軸ポンプ装置以外の横軸ポンプ装置などの他の種類のポンプ装置にも適用可能である。
図1には、立軸斜流ポンプ装置P(以下、「ポンプP」と記す。)が示されている。ポンプPは、下端部に羽根車3が取り付けられた主軸2が、鉛直姿勢の揚水管6に複数の水中軸受1を介して回転可能に支持され、揚水管6の先端に羽根車3を収容する吐出しボウル4が接続され、さらに吐出しボウル4の先端に吸込ベル5が接続されて構成されている。
動的点検のために、ポンプPにはスラスト軸受部にそれぞれ加速度センサ(黒丸印)D1が設けられ、吐出曲管7に揚水圧力を検出する圧力センサ(黒四角印)D2が設けられ、主軸1のX方向(平面視で吐出曲管7の延出方向)及びY方向(平面視で吐出曲管7の延出方向に直交する方向)の変位を計測する二つの変位センサ(黒三角印)D3が設けられている。
さらに、図2(a),(b)に示すように、静的点検のためにポンプケーシングの一部となる吐出曲管7の周壁に開口部12が形成され、当該開口部12に点検窓ユニット20が装着されている。
ポンプ装置の診断方法は、ポンプPの作動時の状態を点検して動的点検データを得る動的点検ステップと、ポンプの停止時の状態を点検して静的点検データを得る静的点検ステップと、動的点検データと静的点検データの双方に基づいて劣化程度を総合診断する診断ステップとを備えている。
動的点検ステップはポンプの稼働中に発現する異常の判定に長けており、摩耗や摺動傷などがなく停止時には判定できず見過ごしてしまう可能性のある異常を適切に検出することができる点で優れている。
静的点検ステップは画像判定の実施例にある通り、視覚的な情報により、現時点での問題はなくとも故障への発展前の予兆を検出でき、将来的なリスクを予測することができる点で優れている。
図4(a)には動的点検データが例示され、図4(b)には動的点検評価値特性曲線が例示されている。図4(a)の上段には、羽根車3が正常な時に時系列でサンプリングされた加速度センサD1の出力をフーリエ変換した周波数スペクトルが示され、図4(a)の下段には、羽根車3に何らかの異常が生じた時に時系列でサンプリングされた加速度センサD1の出力をフーリエ変換した周波数スペクトルが示されている。
図5の上段には静的点検データとなる羽根車3の写真画像が例示され、中段には各写真画像データに対する静的点検評価値が示されている。左端から順に、正常時画像、汚れ付着画像、塗装はがれ画像、隙間拡大画像、羽根損傷画像の5枚の写真画像に対して、過去の点検結果を参考に0から10の11段階の静的点検評価値が付与される。例えば正常時画像であれば静的点検評価値0、汚れ付着画像であれば静的点検評価値1〜2、塗装はがれ画像であれば静的点検評価値3〜5、隙間拡大画像であれば静的点検評価値6〜8、羽根損傷画像であれば静的点検評価値9〜10といった具合である。
図6(a)には、上述した動的点検評価値と静的点検評価値の二つの評価値から総合点検評価値を求めるテーブルデータが示されている。テーブルデータに基づく診断方法によって、客観的な診断評価が可能となるため、従来のように点検者の経験や勘に依存しない安定した評価を顧客に提供することができる。マトリクスのハッチング部位は、図5で説明したハッチングと対応する。
上述した実施形態では、主軸2が揚水管6に水中軸受1を介して回転可能に支持された例を説明したが、軸受は水中軸受に限るものではなく、他の種類の軸受を用いることができることはいうまでもない。
2:主軸
3:羽根車
4:吐出しボウル(ポンプケーシング)
6:揚水管(ポンプケーシング)
7:吐出曲管(ポンプケーシング)
12:開口部
20:点検窓ユニット
21:窓枠体
22:窓本体
30:内視鏡カメラ
31:ケーブル
40:診断評価装置
41:データ入力部
42:動的点検評価値変換部
43:静的点検評価値変換部
44:総合点検評価部
45:データ出力部
P:ポンプ装置
Claims (9)
- 回転軸と、前記回転軸に取り付けられた羽根車と、前記回転軸を回転自在に支持する軸受と、前記羽根車と前記軸受を収容するポンプケーシングと、を備えて構成されるポンプ装置の診断方法であって、
前記ポンプ装置の作動時の状態を点検して動的点検データを得る動的点検ステップと、
前記ポンプ装置の停止時の状態を点検して静的点検データを得る静的点検ステップと、
前記動的点検データと前記静的点検データの双方に基づいて前記ポンプ装置の状態を診断する診断ステップと、
を実行するポンプ装置の診断方法。 - 前記診断ステップは、
前記動的点検データを、前記ポンプ装置の構成部品の劣化程度を示す動的点検評価値に変換する動的点検評価値変換ステップと、
前記静的点検データを、前記ポンプ装置の構成部品の劣化程度を示す静的点検評価値に変換する静的点検評価値変換ステップと、
前記動的点検評価値と前記静的点検評価値とから前記ポンプ装置の構成部品の劣化程度を示す総合点検評価値を求める総合点検評価ステップと、
を含む請求項1記載のポンプ装置の診断方法。 - 前記総合点検評価ステップは、予め設定されたテーブルデータを用いて前記動的点検評価値と前記静的点検評価値から前記総合点検評価値を求めるように構成され、前記テーブルデータは前記動的点検評価値に基づく劣化程度より前記静的点検評価値に基づく劣化程度の方が高くなるように重み付けされている請求項2記載のポンプ装置の診断方法。
- 前記動的点検ステップを実行して、前記動的点検データに異常データが含まれる場合に前記静的点検ステップを実行するように構成されている請求項1から3の何れかに記載のポンプ装置の診断方法。
- 前記静的点検ステップを実行して、前記静的点検データに異常データが含まれる場合に前記動的点検ステップを実行するように構成されている請求項1から3の何れかに記載のポンプ装置の診断方法。
- 前記動的点検データは、前記ポンプ装置に取付けた加速度センサ、圧力センサ、変位センサの何れかの時系列的な測定データをフーリエ変換して得られる特定周波数のスペクトル強度を含む請求項1から5の何れかに記載のポンプ装置の診断方法。
- 前記静的点検データは、内視鏡カメラを用いて撮影された前記ポンプケーシングの内部の画像データを含む請求項1から6の何れかに記載のポンプ装置の診断方法。
- 回転軸と、前記回転軸に取り付けられた羽根車と、前記回転軸を回転自在に支持する軸受と、前記羽根車と前記軸受を収容するポンプケーシングと、を備えて構成されるポンプ装置の診断評価装置であって、
前記ポンプの作動時の状態を点検して得られる動的点検データ及び前記ポンプの停止時の状態を点検して得られる静的点検データを入力するデータ入力部と、
前記データ入力部に入力された動的点検データを、前記ポンプ装置の構成部品の劣化程度を示す動的点検評価値に変換する動的点検評価値変換部と、
前記データ入力部に入力された静的点検データを、前記ポンプ装置の構成部品の劣化程度を示す静的点検評価値に変換する静的点検評価値変換部と、
前記動的点検評価値と前記静的点検評価値とから前記ポンプ装置の構成部品の劣化程度を示す総合点検評価値を求める総合点検評価部と、
前記総合点検評価部で求められた総合点検評価値を出力するデータ出力部と、
を備えているポンプ装置の診断評価装置。 - 前記総合点検評価部は、前記動的点検評価値と前記静的点検評価値から前記総合点検評価値を求めるテーブルデータを備え、前記テーブルデータは前記動的点検評価値に基づく劣化程度より前記静的点検評価値に基づく劣化程度の方が高くなるように重み付けされている請求項8記載のポンプ装置の診断評価装置。
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