JP2023092082A - Wear detection system and wear detection method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はターボ機械の羽根車の摩耗を検知する摩耗検知システム及び摩耗検知方法に関する。 The present invention relates to a wear detection system and a wear detection method for detecting wear of an impeller of a turbomachine.
ターボ機械においては、作動流体に不可避的に含まれている固体微粒子との衝突により羽根車に摩耗が生じることが知られている。摩耗の進行によりターボ機械の性能が低下することを回避するために、摩耗を検知して羽根車の補修又は交換を行う必要がある。 In turbomachinery, it is known that impellers wear due to collisions with solid particles inevitably contained in the working fluid. In order to prevent deterioration of turbomachinery performance due to progress of wear, it is necessary to detect wear and repair or replace the impeller.
羽根車の摩耗を検出する手法としては、羽根車に近い材質の摩耗検知片をターボ機械の配管内に設置し、固体微粒子との衝突による摩耗検知片の摩耗に伴って発生する弾性振動波を検知することによって羽根車の摩耗を検知することが提案されている(特許文献1)。 As a method to detect impeller wear, a wear detection piece made of a material similar to that of the impeller is installed in the piping of the turbomachine, and the elastic vibration wave generated by the wear of the wear detection piece due to collision with solid particles is detected. It has been proposed to detect the wear of the impeller by detecting it (Patent Document 1).
特許文献1に開示された手法において、摩耗検知片は、配管壁を貫通した片持ち状態で支持されている。この場合、配管内を流れる作動流体に晒される摩耗検知片が流体振動によって疲労破損して摩耗を検知できなくなる虞があり、また、配管壁を貫通することによる配管強度の低下や貫通箇所からの漏れといった懸念もあった。
In the technique disclosed in
本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、ターボ機械の羽根車の摩耗をより簡易な構成で確実に検知できる摩耗検知システム及び摩耗検知方法を提供することを目的としている。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a wear detection system and a wear detection method that can reliably detect wear of an impeller of a turbomachine with a simpler configuration.
上述の目的を達成するための本発明に係る摩耗検知システムは、回転自在に支持された主軸と、前記主軸の一端に取り付けられ、複数の羽根を有する羽根車と、前記主軸及び前記羽根車を収容するケーシングとが備えられたターボ機械の羽根車の摩耗を検知する摩耗検知システムであって、前記主軸に作用するスラスト荷重を取得する荷重取得部と、前記ケーシング内を流れる流体の流量を取得する流量取得部と、前記荷重取得部によって取得された前記スラスト荷重及び前記流量取得部によって取得された前記流量により前記羽根の先端部と前記ケーシングの内壁面との間の隙間を推定し、前記隙間に基づいて前記羽根車の摩耗状態を推定する推定部とを備えることを特徴とする。 A wear detection system according to the present invention for achieving the above object comprises a main shaft rotatably supported, an impeller attached to one end of the main shaft and having a plurality of blades, the main shaft and the impeller. A wear detection system for detecting wear of an impeller of a turbomachine provided with a housing housing the impeller, comprising: a load acquisition unit that acquires a thrust load acting on the main shaft; and a flow rate of fluid that flows through the casing. estimating the gap between the tip of the blade and the inner wall surface of the casing based on the thrust load acquired by the load acquisition unit and the flow rate acquired by the flow acquisition unit; and an estimating unit for estimating the state of wear of the impeller based on the clearance.
ターボ機械において、作動流体に含まれている固体微粒子との衝突により羽根車の摩耗が進行すると、羽根の先端部とケーシングの内壁面との間の隙間は大きくなる。ターボ機械は通常、作動流体の流量が一定となるように運転されるが、この場合では隙間の拡大に伴い、吸い込み側に戻される作動流体の量が増大して吸い込み側と吐き出し側との圧力差が低下するので、羽根車から主軸に作用する吸い込み側へのスラスト荷重は小さくなる。すなわち、流量が一定である場合にスラスト荷重の低下が見られたことは、隙間が拡大していること、したがって羽根車の摩耗が進行中であることを意味する。 In a turbomachine, as the wear of the impeller progresses due to collision with solid particles contained in the working fluid, the gap between the tip of the blade and the inner wall surface of the casing increases. Turbomachinery is normally operated so that the flow rate of the working fluid remains constant. In this case, as the gap widens, the amount of working fluid returned to the suction side increases and the pressure between the suction side and the discharge side increases. Since the difference is reduced, the thrust load acting on the main shaft from the impeller to the suction side is reduced. In other words, the fact that the thrust load decreases when the flow rate is constant means that the gap is widening and therefore impeller wear is progressing.
上記構成においては、流量及びスラスト荷重を経時的に取得することで、一定の流量でのスラスト荷重の変化をモニタリングすることが可能となる。その結果、一定の流量でのスラスト荷重が所定期間にわたって低下したことをもって羽根の先端部とケーシングの内壁面との間の隙間が拡大していると推定し、これに基づいて羽根車の摩耗が進行中であると推定することができる。すなわち、上記構成によれば、羽根車の摩耗が進行中であることを検知することができる。また、隙間の拡大度合と、スラスト荷重の低下度合とは相関関係があるので、スラスト荷重の低下度合から隙間の拡大度合を推定し、これに基づいて羽根車の摩耗度合を推定することができる。すなわち、上記構成によれば、羽根車の摩耗の進み具合を検知することもできる。 In the above configuration, by acquiring the flow rate and thrust load over time, it is possible to monitor changes in the thrust load at a constant flow rate. As a result, it was estimated that the gap between the tip of the blade and the inner wall surface of the casing had expanded because the thrust load at a constant flow rate had decreased over a predetermined period of time. It can be presumed to be in progress. That is, according to the above configuration, it is possible to detect that the wear of the impeller is progressing. Further, since there is a correlation between the degree of expansion of the gap and the degree of reduction in the thrust load, the degree of expansion of the gap can be estimated from the degree of reduction in the thrust load, and the degree of wear of the impeller can be estimated based on this. . That is, according to the above configuration, it is also possible to detect the progress of wear of the impeller.
そして、上記構成は、ケーシングを貫通する摩耗検知部材の設置を必要としないので、摩耗検知部材の破損及びケーシングの強度の低下や作動流体の漏れといった懸念がなく、摩耗を簡易な構成で確実に検知することができる。 In addition, since the above configuration does not require installation of the wear detection member penetrating the casing, there is no concern that the wear detection member will be damaged, the strength of the casing will be reduced, or the working fluid will leak. can be detected.
本発明に係る摩耗検知システムにおいて、前記推定部は、予め用意された前記スラスト荷重及び前記流量と、前記隙間との関係を示す情報を用いて前記隙間を推定すると好適である。 In the wear detection system according to the present invention, it is preferable that the estimator estimates the gap using information indicating the relation between the thrust load and the flow rate prepared in advance and the gap.
上記構成によれば、推定部は、荷重取得部によって取得されたスラスト荷重に対応する隙間を定量的に推定することが可能となり、その結果、羽根車の摩耗の度合いをより正確に推定することが可能となる。 According to the above configuration, the estimation unit can quantitatively estimate the gap corresponding to the thrust load acquired by the load acquisition unit, and as a result, the degree of wear of the impeller can be estimated more accurately. becomes possible.
本発明に係る摩耗検知システムにおいて、前記主軸の回転数を取得する回転数取得部を更に備え、前記流量取得部は、予め用意された前記スラスト荷重及び前記回転数と、前記流量との相関関係を示す情報を用いて、前記荷重取得部によって取得された前記スラスト荷重及び前記回転数取得部によって取得された前記回転数により前記流量を取得すると好適である。 The wear detection system according to the present invention further includes a rotation speed acquisition unit that acquires the rotation speed of the main shaft, and the flow rate acquisition unit has a correlation between the thrust load and the rotation speed prepared in advance and the flow rate. It is preferable to acquire the flow rate based on the thrust load acquired by the load acquisition unit and the rotation speed acquired by the rotation speed acquisition unit, using the information indicating .
ターボ機械は、特にケーシングの寸法が大きい場合において、スペースの制約により流量計の設置が困難であることがある。上記構成によれば、流量計を用いることなく、スラスト荷重及び回転数により流量を取得することが可能となる。 Turbomachinery can be difficult to install a flow meter due to space constraints, especially if the casing size is large. According to the above configuration, it is possible to obtain the flow rate from the thrust load and the rotation speed without using a flow meter.
本発明に係る摩耗検知システムにおいて、前記主軸は、軸受箱内に収容されて当該主軸に作用するスラスト荷重を受ける軸受によって支持され、前記荷重取得部は、前記軸受を介して前記軸受箱に作用するスラスト荷重を測定するロードセルを含むと好適である。 In the wear detection system according to the present invention, the main shaft is supported by a bearing that is housed in a bearing box and receives a thrust load acting on the main shaft, and the load acquisition section acts on the bearing box via the bearing. Preferably, a load cell is included to measure the applied thrust load.
上記構成によれば、主軸に作用するスラスト荷重を安価で精度が高いロードセルによって測定することができる。 According to the above configuration, the thrust load acting on the main shaft can be measured by an inexpensive and highly accurate load cell.
本発明に係る摩耗検知システムにおいて、前記ロードセルは、前記主軸の周方向に等間隔で複数設けられていると好適である。 In the wear detection system according to the present invention, it is preferable that a plurality of load cells be provided at regular intervals in the circumferential direction of the main shaft.
上記構成によれば、主軸に作用するスラスト荷重が複数のロードセルに均等的に伝達するので、より精度の高い測定が可能となる。 According to the above configuration, since the thrust load acting on the main shaft is evenly transmitted to the plurality of load cells, more accurate measurement is possible.
本発明に係る摩耗検知システムにおいて、前記推定部によって推定された前記隙間が予め用意された前記隙間についての閾値に達したことに応じて警報を報知する報知部を更に備えると好適である。 The wear detection system according to the present invention preferably further includes a notification unit that issues an alarm when the clearance estimated by the estimation unit reaches a previously prepared threshold value for the clearance.
上記構成によれば、羽根車の交換や補修が必要になる隙間について閾値を予め設定し、推定部によって推定された隙間が閾値に達すると警報を報知して作業員に交換や補修を促すことで、ターボ機械の性能を適切に維持することができる。 According to the above configuration, a threshold value is set in advance for the gap that requires replacement or repair of the impeller, and when the gap estimated by the estimation unit reaches the threshold value, an alarm is issued to prompt the worker to replace or repair the impeller. , the performance of the turbomachinery can be properly maintained.
上述の目的を達成するための本発明に係る摩耗検知方法は、回転自在に支持された主軸と、前記主軸の一端に取り付けられ、複数の羽根を有する羽根車と、前記主軸及び前記羽根車を収容するケーシングとが備えられたターボ機械の羽根車の摩耗を検知する摩耗検知方法であって、前記羽根車に向かう方向に沿って前記主軸に作用するスラスト荷重を取得する荷重取得工程と、前記ケーシング内を流れる流体の流量を取得する流量取得工程と、前記荷重取得工程において取得された前記スラスト荷重及び前記流量取得工程において取得された前記流量により前記羽根の先端部と前記ケーシングの内壁面との間の隙間を推定し、前記隙間に基づいて前記羽根車の摩耗状態を推定する推定工程とを含むことを特徴とする。 A wear detection method according to the present invention for achieving the above object comprises a main shaft rotatably supported, an impeller attached to one end of the main shaft and having a plurality of blades, and the main shaft and the impeller. A wear detection method for detecting wear of an impeller of a turbomachine provided with a housing housing the impeller, comprising: a load acquiring step of acquiring a thrust load acting on the main shaft along a direction toward the impeller; a flow rate obtaining step of obtaining the flow rate of the fluid flowing in the casing, and the thrust load obtained in the load obtaining step and the flow rate obtained in the flow rate obtaining step are used to determine the tip portion of the blade and the inner wall surface of the casing. and an estimating step of estimating a gap between and estimating the state of wear of the impeller based on the gap.
上記構成によれば、羽根の先端部とケーシングの内壁面との間の隙間を推定し、これに基づいて羽根車の摩耗が進行中であること及び羽根車の摩耗の進み具合を検知することができる。 According to the above configuration, the gap between the tip of the blade and the inner wall surface of the casing is estimated, and based on this, it is possible to detect that the wear of the impeller is progressing and the progress of the wear of the impeller. can be done.
以下、ターボ機械の一例として立軸斜流ポンプを用い、ターボ機械の羽根車の摩耗を検知する本発明の摩耗検知システム及び摩耗検知方法を説明する。但し、本発明に係る摩耗検知システム及び摩耗検知方法は、羽根車の回転により主軸にスラスト荷重が作用するターボ機械であれば適用可能である。例えば、立軸斜流ポンプ以外のポンプ(横軸型のポンプや直流ポンプなど)にも適用可能であり、また、ポンプ以外のターボ機械(タービン、ファン、ジェットエンジンなど)にも適用可能である。 Hereinafter, the wear detection system and the wear detection method of the present invention for detecting wear of the impeller of the turbomachine will be described using a vertical shaft mixed flow pump as an example of the turbomachine. However, the wear detection system and wear detection method according to the present invention can be applied to any turbomachine in which a thrust load acts on the main shaft due to the rotation of the impeller. For example, it can be applied to pumps other than vertical shaft mixed flow pumps (horizontal shaft type pumps, DC pumps, etc.), and can also be applied to turbo machines other than pumps (turbines, fans, jet engines, etc.).
〔立軸斜流ポンプの構成〕
立軸斜流ポンプ1は、略鉛直方向に延びる主軸2と、主軸2の下端に取り付けられた羽根車3と、羽根車3の上方に配置されて主軸2が挿設される案内羽根ボス4と、案内羽根ボス4の外周に設けられた複数の案内羽根5と、主軸2を駆動する駆動源6と、主軸2、羽根車3、案内羽根ボス4及び案内羽根5を収容する管状のポンプケーシング7とを備えている。
[Construction of Vertical Shaft Mixed Flow Pump]
A vertical shaft mixed
ポンプケーシング7は、吸込ベル71、吐出しボウル72及び吐出配管73が下方から上方へ順に接続されて構成される。主軸2の下端21は、吸込ベル71の上部近傍まで延びており、主軸2の下端21に取り付けられた羽根車3は、羽根31の先端部311と吸込ベル71の内壁面711との間に所定の隙間gが形成された状態で、吸込ベル71の上部及び吐出しボウル72の下部によって包囲されている。案内羽根ボス4は、吐出しボウル72内に収容されており、案内羽根5を介して吐出しボウル72に固定されている。主軸2の上端22は、吐出配管73を貫通して上方に延びており、駆動源6の一例としての電動機や減速機に連結されている。
The
主軸2は、下端21の近傍において軸受23によって回転自在に支持されている。本実施形態において、軸受23は、主軸2に作用するラジアル荷重を受ける軸受であり、主軸2が挿設される吐出しボウル72の貫通孔内に設けられている。軸受23の一例として、セラミック軸受けを用いることができる。
The
また、主軸2は、上端22の近傍において軸受24によって回転自在に支持されている。主軸2には、主軸2や羽根車3等の自重と、羽根車3の回転によって発生する吸込み側に向かう力とを含むスラスト荷重が作用する。本実施形態において、軸受24は、ラジアル荷重及びスラスト荷重を受ける軸受であり、一例として、複式スラストアンギュラ玉軸受を用いることができる。軸受24は、軸受箱25内に収容されており、軸受箱25は、外周面から突設されたフランジ251を介して軸受台26に載置されて支持されている。
Further, the
駆動源6によって主軸2が回転されると、羽根車3が回転し、ポンプ井内の作動流体が吸込ベル71から吸い込まれ、吐出しボウル72内において案内羽根5によって整流された後、吐出配管73から吐き出される。
When the
〔摩耗検知システムの構成(第一の実施形態)〕
第一の実施形態において、摩耗検知システム8は、立軸斜流ポンプ1の運転状態に基づいて羽根車3の摩耗状態を推定するものであり、制御部81と、流量取得部82と、荷重取得部83と、報知部84とを備えている。
[Configuration of wear detection system (first embodiment)]
In the first embodiment, the
流量取得部82は、立軸斜流ポンプ1の運転状態に関するデータとしての流量を取得し、信号として制御部81に送信する(本発明における流量取得工程に相当)。本実施形態において、流量取得部82は立軸斜流ポンプ1を流れる作動流体の流量を計測する流量計(図示せず)によって構成される。流量計としては、超音波流量計、電磁流量計やベンド流量計等を用いることができる。
The flow
荷重取得部83は、立軸斜流ポンプ1の運転状態に関するデータとしてのスラスト荷重を取得し、信号として制御部81に送信する(本発明におけるスラスト荷重取得工程に相当)。本実施形態においては、軸受箱25のフランジ251と軸受台26との間に配置されたロードセルによって構成される。主軸2に作用するスラスト荷重は、軸受24を介して軸受箱25に作用し、ロードセルは、軸受箱25に作用するスラスト荷重を測定し、主軸2に作用するスラスト荷重として取得する。測定精度を向上する観点から、ロードセルは主軸2の周方向に等間隔で三つ設けられ、これらのロードセルの測定値が合算されて主軸2のスラスト荷重として取得される。但し、ロードセルの数はこれに限られず、二つ以下であってもよく、四つ以上であってもよい。
The
制御部81は、摩耗検知システム8の動作を制御するものであり、推定部811として機能するCPU等のプロセッサと、記憶部812として機能するメモリやハードディスク等の記憶装置とによって構成される。記憶部812には、摩耗検知システム8の動作を実現するためのプログラムが記憶されており、推定部811はプログラムを実行することにより実現される。
The
推定部811には、流量取得部82によって取得された流量と、荷重取得部83によって取得されたスラスト荷重とを示す信号が送信される。推定部811は、受信した流量及びスラスト荷重により、羽根車3が有する羽根31の先端部311と吸込ベル71の内壁面711との間の隙間gを推定し、推定した隙間gに基づいて羽根車の摩耗状態を推定する(本発明における推定工程に相当)。
A signal indicating the flow rate acquired by the flow
具体的に説明すると、作動流体に含まれている固体微粒子との衝突により羽根車3の摩耗が進行すると、羽根31の先端部311と吸込ベル71の内壁面711との間の隙間gは大きくなるのであるが、隙間gと、立軸斜流ポンプ1の流量及び主軸2に作用するスラスト荷重とには、一例として図4に示されるように、流量の多寡にかかわらず隙間gの拡大に応じてスラスト荷重が低下するという相関関係が見られる。したがって、通常は流量が一定となるように運転する立軸斜流ポンプ1において、運転中にスラスト荷重が低下したことは、隙間gが拡大していること、すなわち羽根車3の摩耗が進行中であることを意味する。
Specifically, when the wear of the impeller 3 progresses due to the collision with solid particles contained in the working fluid, the gap g between the
そこで、制御部81は、羽根車3に摩耗が生じていない立軸斜流ポンプ1の運転初期のスラスト荷重を取得すると共に、運転初期以降のスラスト荷重を連続的に又は定期的に取得するように荷重取得部83を制御する。そして、推定部811は、流量取得部82によって取得された流量に対応するスラスト荷重が、運転初期からの任意の所定期間にわたって低下した場合に、隙間gが拡大していると推定し、羽根車3の摩耗が進行中であると推定する。更に、推定部811は、運転初期からの任意の所定期間にわたってスラスト荷重が低下する度合を算出し、記憶部812に予め記憶された所定の相関関係を用いて隙間の拡大度合を推定し、これに基づいて羽根車3の摩耗度合を推定してもよい。
Therefore, the
或いは、記憶部812には、図4に示されるような相関関係を示す情報が記憶されており、推定部811は、相関関係を用いて、流量取得部82によって取得された流量と、荷重取得部83によって取得された任意のタイミングのスラスト荷重とにより隙間gを定量的に推定し、推定された隙間gに基づいて摩耗が進行中であるか否か又は摩耗度合を推定する。相関関係は、実験等を通じて予め求めることができる。
Alternatively, the
更に、推定部811は、摩耗状態についての推定の結果に基づいて、記憶部812に予め記憶されている羽根車の交換や補修が必要になる隙間gについての閾値を用いて、羽根車3の交換や補修が必要になったか否かを判断し、判断の結果を信号として報知部84に送信する。具体的に、推定部811は、スラスト荷重の低下度合から推定した隙間gの拡大度合と、隙間gの拡大度合についての閾値とを比較し、推定した隙間gの拡大度合が閾値に達した場合に、羽根車の交換や補修が必要であると判断する。或いは、推定部811は、相関関係を用いて流量及びスラスト荷重により定量的に推定した隙間gと、隙間gについての閾値とを比較し、推定した隙間gが閾値に達した場合に、羽根車の交換や補修が必要であると判断する。
Further, the estimating
報知部84は、推定部811から受信した、羽根車の交換や補修が必要であるとの判断の結果を示す信号に応じて警報を出力し、立軸斜流ポンプ1の作業員に交換や補修を促す。報知部84としては、音声、光、色及び文字のいずれか又はその組み合わせで警報を出力する公知の装置を用いることができる。更に、報知部84は、流量取得部82によって取得された流量、荷重取得部83によって取得されたスラスト荷重及び推定部811によって推定された隙間gのうちの少なくとも一つを示す信号を受信して報知するように構成されてもよい。
The
〔摩耗検知システムの構成(第二の実施形態)〕
第二の実施形態において、摩耗検知システム8は、制御部81と、荷重取得部83と、報知部84と、回転数取得部85とを備え、制御部81は、推定部811及び流量取得部813として機能するCPU等のプロセッサと、記憶部812として機能するメモリやハードディスク等の記憶装置とによって構成される。
[Configuration of Wear Detection System (Second Embodiment)]
In the second embodiment, the
本実施形態は、推定部811による隙間gの推定に必要な立軸斜流ポンプ1の流量について、流量計によって計測する代わりに、荷重取得部83によって取得されたスラスト荷重と、回転数取得部85によって取得された回転数とにより取得するように構成された点において第一の実施形態と異なる。以下、第一の実施形態と異なる構成について説明する。第一の実施形態において説明したのと同一の構成である荷重取得部83、報知部84等については、煩雑を避けるため説明を省略する。
In this embodiment, instead of measuring the flow rate of the vertical shaft
回転数取得部85は、立軸斜流ポンプ1の運転状態に関するデータとしての主軸2の回転数を取得し、信号として制御部81に送信する。本実施形態において、回転数取得部85は主軸2の回転数を計測する回転計(図示せず)によって構成される。回転計としては、公知の接触式又は非接触式のものを用いることができる。
The rotation
記憶部812には、主軸2の回転数及び主軸2に作用するスラスト荷重と、立軸斜流ポンプ1の流量との相関関係を示す情報(式、モデル、グラフなど)が予め記憶され、この相関関係は、例えば、回転数及びスラスト荷重を説明変数とし、流量を目的変数とした重回帰分析を行うことによって求めることができる。推定部811は、この相関関係を用いて、荷重取得部83によって取得されたスラスト荷重及び回転数取得部85によって取得された回転数により立軸斜流ポンプ1の流量を推定する。そして、推定部811は、このように推定した流量を用いて、第一の実施形態において説明したように隙間gを推定し、隙間gに基づいて摩耗状態を推定する。
Information (formula, model, graph, etc.) indicating the correlation between the rotation speed of the
1 :立軸斜流ポンプ
2 :主軸
21 :下端
22 :上端
23 :軸受
24 :軸受
25 :軸受箱
251 :フランジ
26 :軸受台
3 :羽根車
31 :羽根
311 :先端部
4 :案内羽根ボス
5 :案内羽根
6 :駆動源
7 :ポンプケーシング
71 :吸込ベル
711 :内壁面
72 :吐出しボウル
73 :吐出配管
8 :摩耗検知システム
81 :制御部
811 :推定部
812 :記憶部
813 :流量取得部
82 :流量取得部
83 :荷重取得部
84 :報知部
85 :回転数取得部
g :隙間
1: vertical shaft mixed flow pump 2: main shaft 21: lower end 22: upper end 23: bearing 24: bearing 25: bearing housing 251: flange 26: bearing base 3: impeller 31: vane 311: tip portion 4: guide vane boss 5: Guide vane 6 : Drive source 7 : Pump casing 71 : Suction bell 711 : Inner wall surface 72 : Discharge bowl 73 : Discharge pipe 8 : Wear detection system 81 : Control unit 811 : Estimation unit 812 : Storage unit 813 : Flow rate acquisition unit 82 : Flow rate acquisition unit 83 : Load acquisition unit 84 : Notification unit 85 : Rotation speed acquisition unit g : Gap
Claims (7)
前記主軸に作用するスラスト荷重を取得する荷重取得部と、
前記ケーシング内を流れる流体の流量を取得する流量取得部と、
前記荷重取得部によって取得された前記スラスト荷重及び前記流量取得部によって取得された前記流量により前記羽根の先端部と前記ケーシングの内壁面との間の隙間を推定し、前記隙間に基づいて前記羽根車の摩耗状態を推定する推定部とを備える、摩耗検知システム。 Detecting wear of an impeller of a turbomachine comprising a main shaft rotatably supported, an impeller attached to one end of the main shaft and having a plurality of blades, and a casing housing the main shaft and the impeller A wear detection system for
a load acquisition unit that acquires a thrust load acting on the main shaft;
a flow rate acquisition unit that acquires the flow rate of the fluid flowing through the casing;
A gap between the tip of the blade and the inner wall surface of the casing is estimated from the thrust load acquired by the load acquisition unit and the flow rate acquired by the flow acquisition unit, and the blade is based on the gap. and an estimator for estimating the state of wear of the vehicle.
前記流量取得部は、予め用意された前記スラスト荷重及び前記回転数と、前記流量との相関関係を示す情報を用いて、前記荷重取得部によって取得された前記スラスト荷重及び前記回転数取得部によって取得された前記回転数により前記流量を取得する、請求項1又は2に記載の摩耗検知システム。 further comprising a rotation speed acquisition unit that acquires the rotation speed of the main shaft;
The flow rate acquisition unit obtains the thrust load and the rotation speed acquired by the load acquisition unit using information indicating the correlation between the thrust load and the rotation speed prepared in advance and the flow rate. The wear detection system according to claim 1 or 2, wherein the flow rate is obtained from the obtained rotational speed.
前記荷重取得部は、前記軸受を介して前記軸受箱に作用するスラスト荷重を測定するロードセルを含む、請求項1から3のいずれか一項に記載の摩耗検知システム。 The main shaft is supported by bearings housed in a bearing housing and receiving a thrust load acting on the main shaft,
The wear detection system according to any one of claims 1 to 3, wherein the load acquisition section includes a load cell that measures a thrust load acting on the bearing housing via the bearing.
前記羽根車に向かう方向に沿って前記主軸に作用するスラスト荷重を取得する荷重取得工程と、
前記ケーシング内を流れる流体の流量を取得する流量取得工程と、
前記荷重取得工程において取得された前記スラスト荷重及び前記流量取得工程において取得された前記流量により前記羽根の先端部と前記ケーシングの内壁面との間の隙間を推定し、前記隙間に基づいて前記羽根の摩耗状態を推定する推定工程とを含む摩耗検知方法。 Detecting wear of an impeller of a turbomachine comprising a main shaft rotatably supported, an impeller attached to one end of the main shaft and having a plurality of blades, and a casing housing the main shaft and the impeller A wear detection method for
a load acquiring step of acquiring a thrust load acting on the main shaft along a direction toward the impeller;
a flow rate obtaining step of obtaining the flow rate of the fluid flowing through the casing;
Based on the thrust load obtained in the load obtaining step and the flow rate obtained in the flow rate obtaining step, the gap between the tip of the blade and the inner wall surface of the casing is estimated, and the blade is based on the gap. and an estimating step of estimating the wear state of the wear detection method.
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