JP2501656Y2 - 熱交換器の監視装置 - Google Patents

熱交換器の監視装置

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JP2501656Y2
JP2501656Y2 JP1988158052U JP15805288U JP2501656Y2 JP 2501656 Y2 JP2501656 Y2 JP 2501656Y2 JP 1988158052 U JP1988158052 U JP 1988158052U JP 15805288 U JP15805288 U JP 15805288U JP 2501656 Y2 JP2501656 Y2 JP 2501656Y2
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heat exchanger
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守正 青木
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石川島播磨重工業株式会社
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Description

【考案の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この考案は熱交換器の熱交換能力を監視して熱交換器
の汚れを検知する熱交換器の監視装置に関する。
[従来の技術] 熱交換器は使用する熱交換媒体の種類によっても異な
るが、経時的なスケールの生成によって配管が汚れ次第
に正常な熱交換性能を維持できなくなる。そこで従来に
あっては、定期的に熱交換器のメンテナンスを実施しこ
れに対処していた。
[考案が解決しようとする課題] しかし定期的にメンテナンスを実施することは管理上
煩わしく、また実際に低下した熱交換性能の熱交換器を
継続して稼働することは、熱交換器が組み込まれる装置
自体の性能を低下させたままメンテナンスする時期まで
使用することになるから、装置の運転効率上好ましくな
かった。
[課題を解決するための手段] この考案は上記課題を解決することを目的とし、熱交
換媒体の入口温度(TINWAT1)を測定する手段と、熱交
換媒体の出口温度(TOUTWAT2)を測定する手段と、被冷
却流体の出口温度(TOUTAC)を測定する手段と、通常運
転時に、被冷却流体の出口温度(TOUTAC)が第2の所定
値(T1)を越え、かつ熱交換媒体の入口温度
(TINWAT1)が第3の所定値(T2)を越えたときには、
熱交換媒体の温度が高いことを促す表示を行い、被冷却
流体の出口温度(TOUTAC)が第2の所定値(T1)を越
え、かつ熱交換媒体の入口温度(TINWAIT1)が第3の所
定値(T2)未満のときで、熱交換媒体の出口温度(T
OUTWAT2)と熱交換媒体の入口温度(TINWAT1)との差が
第1の所定値(T0)未満のときにはクーラの清掃を促す
表示を行い、所定値(T0)を越えたときには、熱交換媒
体の流量不足の表示を行うコントローラを備えたもので
ある。
[作用] 通常運転時に、コントローラは、第1に、被冷却流体
の出口温度(TOUTAC)が第2の所定値(T1)を越え、か
つ熱交換媒体の入口温度(TINWAT1)が第3の所定値(T
2)を越えたときには、熱交換媒体の温度が高いことを
促す表示を行い、第2に、被冷却流体の出口温度(T
OUTAC)が第2の所定値(T1)を越え、かつ熱交換媒体
の入口温度(TINWAIT1)が第3の所定値(T2)未満のと
きで、熱交換媒体の出口温度(TOUTWAT2)と熱交換媒体
の入口温度(TINWAT1)との差が第1の所定値(T0)未
満のときにはクーラの清掃を促す表示を行い、第1の所
定値(T0)を越えたときには、熱交換媒体の流量不足の
表示を行うことで、熱交換器の性能がでなかった場合の
原因が瞬時に判断できる。
[実施例] 以下にこの考案の好適一実施例を添付図面に基づいて
説明する。
まずこの考案の熱交換器の監視装置を取付けた遠心圧
縮機の概略構成を第1図のフローシートに基づいて説明
する。
図示されるように、遠心圧縮機1の吸込み側には、ア
クチュエータ(図示せず)で駆動されて遠心圧縮機1の
第1段11に対する吸込み空気の流入角度を変えて遠心圧
縮機1の吸込空気流量を変え、遠心圧縮機1の圧力曲線
を変えるガイドベーン2が設けられ、遠心圧縮機1の吐
出部に接続した圧力流体搬送路3の下流に圧縮空気の一
部を遠心圧縮機1の吸込み側4に戻すか或いは大気開放
させてサージングを防止する放風制御弁5が設けられて
いる。実施例にあってこの遠心圧縮機1は空気を吸い込
みつつ圧縮して吐出する圧縮部を吐出方向に直列に3段
連結して構成されており、各圧縮部はそれぞれ第1段1
1,第2段12,第3段13から成る。但し駆動軸(図示せ
ず)はそれぞれギヤトレーンまたは駆動ベルト等の駆動
力伝達機構(図示せず)で連結され、これら駆動軸が1
つの駆動モータMで連動するように構成してある。3段
より下流に設けた逆止弁6の上流を放風制御弁5で大気
解放できるように構成し、第1段圧縮の前にガイドベー
ン2を設けることによって遠心圧縮機1の流量を調節で
きるように構成することで遠心圧縮機1の負荷・無負荷
切換運転を可能にしている。遠心圧縮機1の吸い込み側
に吸入フィルタ14が設けられる。
実施例にあって遠心圧縮機1はコントローラ15で運転
データを予め設定されたデータと比較し運転制御され
る。
コントローラ15は、第1図に示してあるように中央演
算処理装置(以下「CPU」という)16と、上記遠心式圧
縮機1のアナログ運転データをデジタル運転データに変
換してCPU16に入力するアナログ信号/デジタル信号変
換器(以下「A/D変換器」という)18と、CPU16との間で
データを入出力するプロセス入出力装置(以下「PIO」
という)17、CPU16が読み込む遠心圧縮機1の運転を記
憶させたマップ20とから構成されている。
A/D変換器18には電流変換器19を介して入力される上
記駆動モータMの電流値・圧力変換器23を介して入力さ
れる遠心圧縮機1の吐出圧が入力される。
他方遠心圧縮機1には、この遠心圧縮機1を好適に稼
働するために各種の熱交換器が取り付けられる。実施例
にあっては熱交換器として第1図に示してあるように、
遠心圧縮機の第1段、第2段、第3段である11,12,13間
のそれぞれにインタークーラの第1段、第2段31を、圧
力流体搬送路3の逆止弁6下流にアフタークーラ30を設
け、第4図に示してあるように、遠心圧縮機1の油圧作
動部(油圧ポンプ35,ギヤボックス36や軸受けや機械的
摺動部)へ所望量の作動油を供給する油圧供給系にオイ
ルクーラ32を介設してある。
ところでこの実施例の目的とするところは上記各種の
熱交換器の汚れを監視し、これら熱交換器の運転状態を
適正に維持することで、上記遠心圧縮機1の運転状態を
適正に維持することにある。
そこで実施例にあってはこれら熱交換器30,31,32の吐
出口下流および吸込口上流にそれぞれ熱交換器を流通す
る熱交換媒体の温度を検出する温度センサTTが、熱交換
器によって冷却された被冷却流体の温度を検出する温度
センサTT1がそれぞれ取り付けられており、これら温度
センサTT,TT1は熱交換媒体の温度情報を上記A/D変換器1
8を通じてCPU16に提供するように構成してある。これに
対しコントローラ15はA/D変換器18を通じてCPU16に供給
された各種の情報を比較判断し、その判断結果をディス
プレイ等の表示手段34を通じてオペレータに情報を伝達
するように構成してある。
CPU16は熱交換器に対してそれぞれ以下の制御を実行
するように構成される。
まず熱交換器の基本制御となるアフタークーラ30の制
御を第5図のフローチャートに基づいて説明する。
まずCPU16はステップ50で温度センサTT,TT1、圧力検
出手段PTそして電流交換機19を通じて駆動モータMの電
流値の情報を受けとる。即ちアフタークーラ30に対する
入口上流37および出口下流38の熱交換媒体の温度T
INWAT1,TOUTWAT2と、アフタークーラ30によって冷却さ
れた被冷却流体の出口下流の温度TOUTACそして駆動モー
タMの電流値Aと、圧力変換器23を通じて吐出空気圧力
PをCPU16に入力する。次に判断51で電流値が最小電流
値MIN・AMP×固定常数f1を越え遠心圧縮機1が負荷運転
時か否かを先ず判定する。但しf1は可変な固定常数で例
えば1.05とする。次いで判断52で圧力の程度を知る。即
ち遠心圧縮機1の検出吐出圧力が規定圧力の0.8倍以上
であれば通常の運転範囲であると判定する。判断53はそ
の負荷運転が一定時間(例えば30sec)継続したかを判
定するもので継続したときに、CPU16は、遠心圧縮機1
が定常の負荷運転であると判定する。このようにフロー
はまず負荷運転か否かを確認し、その負荷運転が、一定
時間一定の吐出圧力が維持されたときに初めて定常の負
荷運転状態にあると判定する。この判断53後CPU16は判
断54でアフタークーラ30の出口下流被冷却流体の検出温
度TOUTACが第2の所定値T1を越えるときで次の判断55で
アフタークーラ30の入口上流37の熱交換媒体の検出温度
TINWAT1が第3の所定値T2越えたとき、ディスプレイ等
の表示手段34に出力してステップ56で“予防保全呼出”
を、ステップ57で“アフタークーラ30の熱交換媒体の温
度が高い”を表示させる。但し熱交換媒体の検出温度T
OUTWAT2,TINWAT1はTOUTWAT2>TINWAT1の関係にある。次
にCPU16は判断58で、MAX・AMPに対するTOUTWAT2,T
INWAT1の温度差の比率、すなわち遠心圧縮機1の定格点
での温度差の比率を演算してその演算値を温度に変換
し、変換値Teが第1の所定値T0未満かを比較判定する。
つまり判断58は遠心圧縮機1の負荷運転状態の変動に応
じて変化するアフタークーラ30の熱交換媒体の温度差に
補正を加え第1の所定値T0未満かを判定する。アフター
クーラ30で冷却する被冷却流体の温度が冷却されておら
ず、かつ熱交換媒体の入口温度TINWAT1が低いとき、想
定できることはアフタークーラ30への熱交換媒体の供給
量が少ないか、熱交換器(アフタークーラ30)がスケー
ルや異物によって汚れているかのいずれか一方であるか
ら、判断58がYESであるとき、CPU16はアフタークーラ30
が汚れて熱交換率が低下していることを判定し、表示手
段34に出力してステップ59で“予防保全呼出”を、ステ
ップ60で“アフタークーラ30の清掃要”を表示させる。
判断58がNOであるとき、アフタークーラ30への熱交換媒
体の供給量が少ないから、ステップ61で“予防保全呼
出”を、ステップ62で“アフタークーラ30への熱交換媒
体の供給量不足”を表示させる。
次にインタークーラ31およびオイルクーラ32の制御を
第6図,第7図に基づいて説明するが、同一制御には同
一符号を付し、異なる制御についてのみそれぞれ説明す
る。
第6図に示してあるようにインタークーラ31のフロー
では、スタート70直後のステップ71でインタークーラ31
に対する出口下流の被冷却流体の温度TIN2,TIN3の他、
上記遠心圧縮機の吐出圧力P,上記遠心圧縮機の吐出流量
に対応する電流A,及び熱交換器媒体の出口温度、入口度
TOUTWAT1,TINWAT1を検出して判断51,52,53を実行する。
判断53後、判断72,73でTIN2,TIN3が設定値Te未満か否か
を判定する。これは被冷却流体が規定された温度まで冷
えているかを判断するものである。冷えていないとき判
断74に進み、熱交換媒体の入口温度TINWAT1<設定値Te2
かを判定する。
つまり判断74ではインタークーラ31の熱交換媒体の入
口温度が高いかを判定する。判断75ではインタークーラ
31への熱交換媒体の供給量が少ないか、熱交換器(イン
タークーラ31)がスケールや異物によって汚れているか
を判定し、ステップ60で“インタークーラ31の清掃要”
を表示させ、ステップ62で“インタークーラ31への熱交
換媒体の供給量不足”を表示させる。
第7図に示してあるようにオイルクーラ32のフローで
は、スタート80を経てステップ81でオイルの温度TOIL
オイルクーラ32に対する熱交換媒体の入出口の温度T
INWAT1、TOUTWAT3,および電流AをCPU16に入力する。但
しこのフローでは上記アフタクーラ30,インタークーラ3
1のフローに対してそれぞれ判断52が省略してあるのは
オイルクーラ32が遠心圧縮機1の冷却流体を冷却するも
のではなく負荷の影響を考慮する必要性が低いからであ
る。判断82ではTOIL>Te3かを判定する。但し上記アフ
タークーラ30,インタークーラ31のフローの判断58及び7
5に対応する判断83では負荷影響を考慮する必要性が低
いから負荷に対する補正を必要とせずに(TOUTWAT3−T
INWAT1)<Teであるか否かを判定し、ステップ60で“オ
イルクーラ32の清掃要”を表示させる。判断83がNOであ
るとき、オイルクーラ32への熱交換媒体の供給量が少な
いからステップ62で“オイルクーラ32への熱交換媒体の
供給量不足”を表示させる。
以上のように構成すると遠心圧縮機1を運転しつつ熱
交換器の熱交換率の低下の原因を明確に判断し表示でき
るから、熱交換器の早期のメンテナンスを実施できる。
[考案の効果] 以上説明したことから明らかなようにこの考案によれ
ば次の如く優れた効果を発揮する。
熱交換媒体の温度が高いのか、熱交換媒体の流量が少
ないのか、熱交換器自身が汚れてしまっているのかを判
断して表示するようにしたので、熱交換器の正しいメン
テナンスを迅速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの考案の好適一実施例を示すフローシート、
第2図および第3図は第1図の要部詳細図、第4図はオ
イルクーラを示すフローシート、第5図乃至第7図はコ
ントローラの制御を示すフローチャートである。 図中、15はコントローラ、30はアフタークーラ、31はイ
ンタークーラ、32はオイルクーラ、34は表示手段であ
る。

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】熱交換媒体の入口温度(TINWAT1)を測定
    する手段と、熱交換媒体の出口温度(TOUTWAT2)を測定
    する手段と、被冷却流体の出口温度(TOUTAC)を測定す
    る手段と、通常運転時に、被冷却流体の出口温度(T
    OUTAC)が第2の所定値(T1)を越え、かつ熱交換媒体
    の入口温度(TINWAT1)が第3の所定値(T2)を越えた
    ときには、熱交換媒体の温度が高いことを促す表示を行
    い、被冷却流体の出口温度(TOUTAC)が第2の所定値
    (T1)を越え、かつ熱交換媒体の入口温度(TINWAIT1
    が第3の所定値(T2)未満のときで、熱交換媒体の出口
    温度(TOUTWAT2)と熱交換媒体の入口温度(TINWAT1
    との差が第1の所定値(T0)未満のときにはクーラの清
    掃を促す表示を行い、第1の所定値(T0)を越えたとき
    には、熱交換媒体の流量不足の表示を行うコントローラ
    を備えたことを特徴とする熱交換器の監視装置。
JP1988158052U 1988-12-06 1988-12-06 熱交換器の監視装置 Expired - Lifetime JP2501656Y2 (ja)

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