JP5293635B2 - 乾式ガスホルダ及びシール装置の異常検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、乾式ガスホルダ及びピストンの外周縁部に配置されたシール装置の異常検出方法に関するものである。

例えば製鉄所においては、高炉やコークス炉から発生する可燃性の副生ガスをエネルギー源として有効利用するために、当該副生ガスを一旦貯留する乾式ガスホルダが設置されている。乾式ガスホルダは、その外面を基柱によって支持された複数枚の側板で構成される円筒状のホルダ本体と、ホルダ本体の内部においてガス量の増減に応じて自在に昇降するピストンと、ピストンが昇降する際に当該ピストンを水平に維持するための案内機構であるガイドローラ及び当該ピストンが回転することを防止するための回転防止機構を備えている。そして、ピストンの外周縁部には、ピストンが昇降する際に摺動部から内部のガスが漏洩することを防止するため、乾式ガスホルダ本体の側板内面に摺接するシール部材と、シール部材と側板内面との間の潤滑を行うと共に水頭圧によりシール部材と側板内面との隙間をシールするシール油と、を用いたシール装置が設けられている（特許文献１）。

このような乾式ガスホルダのシール装置においては、乾式ガスホルダの側板内面とシール部材との隙間からシール油が漏れ出して側板内面に沿って流下するため、乾式ガスホルダ本体内部の底面には、当該シール油を貯留する油溝が設けられている。乾式ガスホルダの外部であって油溝の近傍には油ポンプが設けられ、油溝に貯留されたシール油の油面高さが上昇した際に、油溝のシール油をシール装置上部まで送ることでシール装置のシール油の量を一定に保つための循環系統が形成されている。

また、シール部材の劣化といったシール装置の異常などにより摺動部のシールと側板との間の距離が拡大すると、摺動部のシールが維持できなくなる恐れがあるため、シール装置の異常を検出することは非常に重要である。そのため、例えば特許文献２には、シール装置からシール油が漏れ出して滴下する際に発生するガスホルダ側板の特定周波数帯の振動を測定することで、シール装置からのシール油の漏れ量の増大、即ちシール装置の異常を検出する方法が提案されている。

特開２００１−２１９９９１号公報 特開平３−１７９２３１号公報

ところで、乾式ガスホルダの形状としては、側板を多角形柱型に接合したものと、円筒形に接合したものとがあるが、多角形柱型のものは多角形の辺と辺の接点部に応力が集中するため、大型の乾式ガスホルダを設置する場合は円筒型のものが採用される。円筒形の乾式ガスホルダにおいては、ピストンもホルダ本体の側板内面に沿って円形に形成されるため、例えばピストンが昇降する際に、ピストンに回転方向の動きが生じることも考えられる。そのため、このような円筒形の乾式ガスホルダにおいては、ピストンの回転を防止するために、ピストンに回転防止機構が設けられている。

ところが、本発明者らの知見によれば、円筒型の乾式ガスホルダにおいては、シール装置の異常の有無にかかわらずシール装置からのシール油の漏れ量が一時的に増加するという事象がみられることが確認されている。

そして、シール油の漏れ量が増加した場合に、シール装置の異常によるものであるのか否かを判断することは、乾式ガスホルダを運用する上で極めて重要である。乾式ガスホルダのシール装置に異常が発生した場合は、安全のため、当該ガスホルダを停止し、シール装置の点検及び修復を行う必要があるが、点検のために当該ガスホルダを停止することは、その点検のために費用を要するのみならず、製鉄所から発生する副生ガスの貯留先が無くなり、通常はエネルギー源として有効利用する副生ガスを燃焼放散する、即ちエネルギーロスを発生させることになるからである。

しかしながら、特許文献２に開示される方法では、シール装置からのシール油の漏れ量の増大を検出することはできても、その漏れ量の増大がシール装置の異常に起因するものであるか否かまでは判断することができなかった。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、高い信頼性でシール装置の異常検出を行うことを目的としている。

前記の目的を達成するための本発明は、一対の回転防止キーを備えたピストンを有する円筒型の乾式ガスホルダにおいて、前記ピストンの外周縁部に設けられたシール装置と、前記乾式ガスホルダの底部の周方向に沿って設けられた油溝と、前記一対の回転防止キーの真下となる位置にそれぞれ設けられ、前記油溝を二つの区画に分割する二つの分割堰と、前記油溝の各区画に設けられ、当該各区画に滴下するシール油を前記シール装置に循環させるシール油ポンプと、を有していることを特徴としている。

本発明者らによれば、シール装置の異常に起因しないシール油の漏れ量の増加が、回転防止機構の近傍で発生することがわかった。したがって、本発明はこの点に着目し、回転防止機構の真下となる位置にそれぞれ分割堰を設けることで、当該滴下したシール油をこの分割堰により二つの区画にそれぞれほぼ均等に分配するようにしている。そして、本発明によれば、シール装置の異常に起因することなくシール装置からシール油の漏洩が発生すると、シール装置から漏洩して滴下したシール油はこの分割堰により二つの区画にそれぞれほぼ均等に分配される。即ち、二つの区画に流入するシール油の量はほぼ等しくなる。そして、このシール油の漏洩量の増加は、例えばシール油ポンプの運転時間の増加として検出される。したがって、両区画のへのシール油の滴下量が等しく増加する、即ち各区画に設けられた各シール油ポンプの運転時間の間に偏差が生じない場合は異常無し、偏差が生じる場合は、いずれかの区画でシール装置の異常によりシール油の漏洩量が増加しているとの判断を行うことができる。この点、特許文献２の方法は側板の振動を測定して漏れ量を検出しているが、振動はホルダ本体の側板全面にわたって伝播するものであるので、振動の発生源の特定、即ち振動が回転防止機構に対応する位置からのものであるか否かの判断ができず、シール油の漏れ量の増加が回転防止キーに起因するものであるか否かの特定を行うことは困難であった。これに対して本発明によれば、高い信頼性でシール装置の異常検出を行うことができる。

また、例えば特許文献２に開示される従来の方法では、ガスホルダのシール装置が健全な状態で測定した側板の振動データとの比較に基づいて当該シール装置の異常の有無を判断するため、異常検出の信頼性は、この健全な状態で測定した基本データの信頼性に左右されることとなる。そのため、特許文献２に開示される方法では、例えばガスホルダの建設直後や、シール装置のメンテナンス直後など、比較の対象となるデータが存在しない状態においては、信頼性の高い異常検出を行うことは困難であった。この点、本発明によれば、基本データとなる過去の操業データを用いずともシール装置の異常の有無を判断できるので、例えばガスホルダの建設直後においても、高い信頼性でシール装置の異常の有無を判断することができる。

ここで、前記一対の回転防止キー及び油溝を２つの区画に分割する分割堰は、南北方向に対向して設けられていてもよい。また、前記油溝の各区画は、少なくとも一つ以上の他の分割堰により複数の他の区画にそれぞれ分割され、前記他の分割堰は、前記分割堰を挟んで隣り合う他の区画でのシール油の貯留量が互いに等しくなる位置に設けられていてもよい。さらに、前記分割堰及び前記他の分割堰により分割された各区画のうち、南側に位置する区画を北側に位置する区画よりも狭くしてもよい。

別な観点による本発明は、一対の回転防止キーを備えたピストンを有する円筒型の乾式ガスホルダにおいて、前記ピストンの外周縁部に設けられたシール装置と、前記乾式ガスホルダの底部の周方向に沿って設けられた油溝と、前記油溝を、前記一対の回転防止キーの真下となる位置を含む複数の第一の区画と、それ以外の複数の第二の区画とに分割するように設けられた複数の分割堰と、前記第二の区画に夫々設けられた、シール油を循環させるシール油ポンプと、を有し、少なくとも前記第一の区画に隣接する分割堰には、前記第一の区画に滴下したシール油を当該第一の区画と隣り合う二つの前記第二の区画へ分配する切欠きが設けられていることを特徴としている。

かかる場合、前記切欠きは、第一の区画に隣り合う二つの前記第二の区画へのシール油の分配量がそれぞれ等しくなる大きさに形成されていてもよい。

前記各第二の区画は他の分割堰により複数の第三の区画にさらに分割され、前記他の分割堰には他の切欠きが設けられ、前記分割堰の切欠き及び前記他の分割堰の他の切欠きは、前記第三の各区画へのシール油の分配量が等しくなるように形成されていてもよい。

また、前記一対の回転防止キーは、南北方向に沿って設けられ、前記分割堰により分割された各区画のうち、南側に位置する区画を北側に位置する区画よりも狭くしてもよい。

さらに、別な観点による本発明は、前記の乾式ガスホルダにおける、シール装置の異常検出方法であって、前記シール装置から漏洩したシール油が前記各区画に滴下する量を比較し、前記シール油の滴下する量が多い区画を特定することでシール装置の異常を検出することを特徴としている。

前記各区画に滴下するシール油の量の比較は、前記各区画の各シール油ポンプの運転時間を比較することで行ってもよく、前記各区画の各シール油ポンプの吐出量を測定し、前記吐出量を前記各シール油ポンプ毎に積算し、前記積算した各シール油ポンプの吐出量を比較することで行ってもよい。

本発明によれば、高い信頼性でシール装置の異常検出を行うことができる。

本実施の形態にかかる乾式ガスホルダの構成の概略を示す縦断面図である。 本実施の形態にかかる乾式ガスホルダの油溝近傍の構成の概略を示す横断面図である。 シール装置近傍の構成の概略を示す説明図である。 ピストンの回転防止機構近傍の構成の概略を示す説明図である。 ピストンの回転防止機構近傍の構成の概略を示す横断面図である。 シール装置近傍の構成の概略を示す横断面図である。 油位調整装置の構成の概略を示す縦断面図である。 他の形態にかかる乾式ガスホルダの構成の概略を示す横断面図である。 切欠きを有する分割堰の概略を示す説明図である。 他の形態にかかる乾式ガスホルダの構成の概略を示す横断面図である。 他の切欠きを有する分割堰の概略を示す説明図である。 他の形態にかかる乾式ガスホルダの構成の概略を示す横断面図である。 他の形態にかかる乾式ガスホルダの構成の概略を示す横断面図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。図１に示すように乾式ガスホルダ１は、略円筒状をなすホルダ本体５と、ホルダ本体５の外面に設けられた複数の基柱６と、ホルダ本体５の内部に設けられたピストン７と、制御装置８を有している。基柱６は、例えばＨ形鋼であり、図２に示すように、乾式ガスホルダ１の周方向に沿って等間隔に立設されている。基柱６のうち、ホルダ本体５の対角線上に位置する一対の、例えば基柱６ａ及び基柱６ｅは、その一部がホルダ本体５の内側に突出するように設けられ、当該突出した部位は、後述する回転防止機構１３の一部を構成する回転防止キー９として機能する。なお、この回転防止キー９が、例えば南北方向に沿って対向して位置するように、基柱６ａ及び基柱６ｅは南と北の一対の対向する位置に配置されている。図２においては、例えば基柱６ａは北側、基柱６ｅは南側に配置されている状態を示している。また、図２においては図示の都合上８本の基柱６ａ〜６ｈを描図しているが、基柱６の本数は乾式ガスホルダ１の大きさ等を考慮して適宜決定されるものである。

ホルダ本体５の内部空間は、ピストン７によって、ピストン７よりも下方の領域とピストン７よりも上方の領域とに仕切られている。ホルダ本体５の内部において、ピストン７よりも下方の領域は、ガスの貯留部となっている。ホルダ本体５の下部には、副生ガスの流通路（図示せず）が接続されており、この流通路を通じて導入された副生ガスが、ホルダ本体５の内部において、ピストン７よりも下方の領域に貯留されるようになっている。そして、ピストン７は、流通路を通じてホルダ本体５の内部に導入された副生ガスの容量に応じて上下動を行う。

ピストン７の外周部には、ピストン７より下方の領域とピストン７より上方の領域とを封止するための、シール油を用いたシール装置１０と、シール装置１０の上方であってホルダ本体５内面の各基柱６ａ〜６ｈに対応する位置に当接して設けられたガイドローラ１１を備えている。ガイドローラ１１は、図３に示すように上下一対に配置された上部ローラ１１ａと下部ローラ１１ｂとを有し、当該ローラ１１ａ、１１ｂによりホルダ本体５の内面を外方に押圧することで、ピストン７が上下方向に移動する際に、当該ピストン７が水平に保たれるように案内を行う。上部ローラ１１ａと下部ローラ１１ｂは、ピストン７外周部の上面に配置された支持部材１２を介してピストン７に支持されている。

支持部材１２の上部ローラ１１ａと下部ローラ１１ｂとの間であって、基柱６ａ及び基柱６ｅの回転防止キー９に対向する位置には、図４に示すように、回転防止キー９と共に回転防止機構１３を構成する回転防止部材１４が設けられている。回転防止部材１４は、平面視において回転防止キー９に倣った凹状の窪みが形成された部材であり、ピストン７に回転方向の力が加わった際に、回転防止キー９によりピストン７の支持部材１２に支持される回転防止部材１４が回転方向に移動することを妨げられるので、ピストン７の回転方向の動作が抑止される。

シール装置１０は、図３に示すように、ピストン７の外周縁部に接続され、その内部にシール油Ｎを貯留する容器１５と、当該容器１５に接続され、ホルダ本体５の内面と摺動自在に設けられたシール部材１６とを有している。シール部材１６は、図示しない押圧機構によりホルダ本体５の側板内面に対して直径方向に押圧されている。シール部材１６としては、可撓性のある、例えばブチルゴム等が用いられる。

ホルダ本体５の底面には、図１に示すように、ホルダ本体５の内側面に沿って油溝２０が設けられている。シール装置１０から流下したシール油Ｎは、ホルダ本体５の内側面を伝ってこの油溝２０に貯留される。図２に示すように、油溝２０の内部であって、基柱６ａ及び基柱６ｅに対応する位置、即ち回転防止キー９の真下で南北方向に対向する位置には、略平板状の分割堰２１が回転防止キー９に当接してそれぞれ垂直に設けられ、この二つの分割堰２１により、油溝２０が二つの区画Ａ１、Ａ２に分割されている。分割堰２１を回転防止キー９の真下となる位置に設けるのは、発明者らが鋭意調査した結果、円筒型の乾式ガスホルダ１においては、ピストン７の回転防止機構１３を構成する回転防止キー９が原因となり、シール装置１０の異常の有無にかかわらずシール装置１０からのシール油の漏れ量が増加するという事象がみられることが確認されたためである。

この点について詳述する。図５に示すように、回転防止キー９と回転防止部材１４との間には、所定の間隔の隙間Ｚが形成されている。これは、ピストン７の昇降動作の際に、回転防止キー９と回転防止部材１４との摩擦によりピストン７の昇降動作の妨げとなることを防止するためである。一方、この隙間Ｚの存在のために、回転防止機構１３はピストン７に生じる回転方向の動きを完全に防止することができない。そして、シール装置１０のシール部材１６は、図６に示すようにホルダ本体５の内周面に沿って複数配置されており、回転防止キー９の近傍に配置されたシール部材１６ａも回転防止キー９の側面部９ａとホルダ本体５の内周面の両方に当接して設けられているが、ピストン７に回転方向の動きが生じた場合、シール部材１６ａは回転防止キー９の側面部９ａとホルダ本体５の内周面の両方には完全に追従できず、この追従できなかった部位からシール油Ｎが一時的に漏れだすのである。この場合、シール装置１０の異常の有無によらずシール油Ｎの漏洩量の増加が生じる部位の真下となる位置、即ち一対の回転防止キー９の真下となる位置に分割堰２１を設けることで、分割堰２１により回転防止キー９に起因して漏洩したシール油Ｎを当該分割堰２１の左右、即ち区画Ａ１と、区画Ａ２とにほぼ均等に分配させれば、回転防止キー９に起因して漏洩したシール油Ｎによる区画Ａ１と区画Ａ２の液面の増加量に差異が生じることは無い。したがって、本発明者らは、シール油Ｎによる区画Ａ１と区画Ａ２の液面の増加量に差異が生じない場合は、この漏洩はシール装置１０の異常によるものではなく回転防止キー９に起因するものであるとの判断ができる点に着目し、分割堰２１を回転防止キー９の真下となる位置に設けたのである。

なお、図２に示すように、この区画Ａ１、Ａ２には、他の分割堰２２がさらに設けられ、区画Ａ１が更に他の区画Ｂ１と区画Ｃ１とに、区画Ａ２が他の区画Ｂ２とＣ２とに分割されている。分割堰２２は、分割堰２１を挟んで隣接する区画Ｂ１と区画Ｂ２、及び区画Ｃ１と区画Ｃ２におけるシール油Ｎの貯留量が等しくなるように配置されることが望ましい。なお、本発明者らの知見によれば、乾式ガスホルダ１の南側から漏れ出すシール油Ｎの量は、直射日光の影響により、北側から漏れ出す量よりも多くなることが多いことが分かっている。したがって、各区画に流入するシール油Ｎの量を平準化することを考慮し、平面視における各区画の面積が等しくなるように分割堰２２を、図２に破線で示す位置に配置するのではなく、南側に位置する区画を北側に位置する区画よりも狭くするように図２の実線の位置に配置した。そして、シール装置１０から流下したシール油Ｎは、ホルダ本体５の内面を伝って各区画Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１及びＣ２に貯留される。なお、各分割堰２１、２２は先端部の高さは、後述する油位調整装置３３により各区画Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１及びＣ２内のシール油Ｎの液面高さが一定に保たれた結果、シール油Ｎが分割堰２１、２２からオーバーフローして隣り合う区画に流入しない高さであれば、同じ高さであってもよいし、異なっていてもよい。

ホルダ本体５の外部には、油溝２０に貯留されたシール油Ｎをシール装置１０に循環させる、即ちシール油Ｎをシール装置１０に供給するシール油ポンプ３０が設けられている。シール油ポンプ３０は、図２に示すように各区画Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１及びＣ２にそれぞれ設けられ、油ポンプ３０の吸込口と油溝２０の各区画Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１及びＣ２は吸込管３１を介して接続されている。油ポンプ３０の吐出口は、図１に示すようにホルダ本体５に連通する供給管３２と接続され、当該供給管３２を介して各区画Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１及びＣ２に貯留されたシール油Ｎがシール装置１０に供給される。なお、油溝２０の底部には副生ガスに含まれていた水分が凝縮したドレンＳが溜まるので、各吸込管３１には、このドレンＳをシール油Ｎの循環系の系外に排出する油位調整装置３３がそれぞれ設けられている。

油位調整装置３３は、図７に示すように、液面高さを調整する油位調整管３３ａと、当該油位調整管３３ａからオーバーフローしたシール油Ｎを一旦貯留する貯留槽３３ｂを有している。この油位調整装置３３はシール油ＮとドレンＳとの比重差を利用して、シール油ＮのみをオーバーフローさせることでドレンＳとシール油Ｎとを分離する機能を持った部位も含まれる。油位調整管３３ａの上端は、油槽２０の底面から所定の高さとなるように設けられており、シール油Ｎの液面高さがこの油位調整管３３ａの上端の高さを越えると、貯留槽３３ｂへ流入する。このため、この油位調整管３３ａによって油溝２０内のシール油Ｎの液面高さが一定に維持される。油位調整管３３ａをオーバーフローして貯留槽３３ｂに流れ込んだシール油Ｎは、貯留槽３３ｂを更にオーバーフローし、貯留槽３３ｂに隣接して設けられた他の貯留槽３３ｃへと流れ込む。また、貯留槽３３ｂに貯留されたシール油Ｎには、乾式ガスホルダ１内の雰囲気と大気側とをシールする仕切板３３ｄが上方から挿入されており、この仕切板３３ｄにより、乾式ガスホルダ１内の副生ガスが外部に漏洩することなく、貯留槽３３ｂ内へ流入したシール油Ｎを大気側のある他の貯留槽３３ｃへと排出することができるように構成されている。

また、油位調整装置３３には、その底部に溜まったドレンＳをオーバーフローにより排出することで、油位調整装置３３と連通する油溝２０の底部に溜まるドレンＳを一定の高さに維持するドレン管（図示せず）が設けられている。この油位調整装置３３により、シール油ＮとドレンＳを分離することで、シール装置１０に供給されるシール油ＮにドレンＳが供給されてシール装置１０の性能が低下することを防止できる。また、油溝２０の底部に溜まるドレンＳの量が一定に保たれるので、油溝２０から油位調整装置３３に流れ込むシール油Ｎの量が、ドレンＳの発生量の増減の影響を受けることを防止できる。

油位調整装置３３の他の貯留槽３３ｃには、当該他の貯留槽３３ｃに貯留されるシール油Ｎの油面高さを測定する液面測定機構４０が設けられている。液面測定機構４０は、制御装置８に電気的に接続されており、制御装置８は液面測定機構４０の測定結果に基づいて各区画Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１及びＣ２に設けられた油位調整装置３３の他の貯留槽３３ｃにおけるシール油Ｎの液面高さを、制御装置８に予め所定の幅を持って設定された設定値の範囲内に収まるようにシール油ポンプ３０の運転、停止の制御を行う。なお、制御装置８は、例えばパーソナルコンピュータなどにより構成され、各液面測定機構４０による各区画Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１及びＣ２の他の貯留槽３３ｃの液面高さを監視し、シール油ポンプ３０の制御を行う他、シール油ポンプ３０の運転時間の積算などを行うことができる。

本実施の形態にかかる乾式ガスホルダ１は以上のように構成されており、次にこの乾式ガスホルダ１における、シール装置１０の異常検出方法について説明する。

流通路（図示せず）から乾式ガスホルダ１内へ副生ガスが流入、又は乾式ガスホルダ外へ副生ガスが流出すると、それに伴いピストン７が上昇又は下降する。その際、シール装置１０の摺動部であるシール部材１６とホルダ本体５との間からは微量のシール油Ｎが漏れ出し、漏れ出したシール油Ｎはホルダ本体５の内側面を伝わって油溝２０の各区画Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１及びＣ２に滴下する。各区画Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１及びＣ２に貯留されるシール油Ｎの液面高さが、各区画に対応する位置から滴下するシール油Ｎの量に伴い上昇し、やがて油位調整装置３３の油位調整管３３ａの高さを越えると、先ず貯留槽３３ｂ、次いで他の貯留槽３３ｃの順にシール油Ｎが流入する。そして、制御装置８は各区画Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１及びＣ２に対応の他の貯留槽３３ｃの液面変化に従ってシール油ポンプ３０の制御を行うが、この間に、シール装置１０に異常が発生していなければ、各区画Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１及びＣ２へのシール油Ｎの滴下量は概ね同程度であり、各シール油ポンプ３０の運転時間も同程度となる。

次に、シール装置１０の異常ではなく、回転防止キー９に起因してシール装置１０からのシール油Ｎの漏洩量が増加すると、シール装置１０の回転防止キー９に対応する位置から漏れ出したシール油Ｎは、先ず回転防止キーの真下となる位置に設けられた分割堰２１上に滴下する。そして、例えば、基柱６ｅに対応する位置の回転防止キー９に起因してシール油Ｎの漏洩量が増加したとすると、分割堰２１上に滴下したシール油は、当該分割堰２１により区画Ｂ１、Ｂ２にそれぞれほぼ均等に分配される。その結果、区画Ｂ１、Ｂ２に対応する油位調整装置３３では、互いにほぼ等しく他の分離槽３３ｃの液面高さが増加し、区画Ｂ１、Ｂ２のシール油ポンプ３０もそれぞれ等しく運転時間が増加することとなる。したがって、当該分割堰２１を挟んで隣り合う区画Ｂ１、Ｂ２においてシール油ポンプ３０の運転時間が等しく増加した場合は、この運転時間の増加がシール装置１０の異常によるものでなく、回転防止キー９によるものであるとの判断が可能となる。

次に、シール装置１０に異常が発生し、シール装置１０からのシール油Ｎの漏洩量が増加すると、この異常が発生した箇所の真下となる位置の区画に対応する他の貯留槽３３ｃの液面高さが急速に上昇し、シール油ポンプ３０の運転時間が増加することとなる。この場合、運転時間が増加するシール油ポンプ３０は、シール装置１０に異常が発生した箇所に対応した区画のシール油ポンプ３０のみである。したがって、各区画Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１及びＣ２のシール油ポンプ３０の運転時間を比較し、運転時間が増加しているシール油ポンプ３０があった場合、当該シール油ポンプ３０が設置されている区画においてシール装置１０に異常が生じていることを検出できる。また、回転防止キー９に起因する漏洩量の増加と、シール装置１０の異常による漏洩量の増加とが同時に発生した場合においても、回転防止キー９に起因する漏洩量の増加分は、分割堰２１を挟んで隣り合う区画Ｂ１及び区画Ｂ２、並びに区画Ｃ１及び区画Ｃ２においてほぼ等しく反映されるので、例えば、基柱６ｅに対応する位置の回転防止キー９に起因してシール油Ｎの漏洩量が増加し、区画Ｃ１に対応する位置でシール装置１０に異常が発生したとすると、区画Ｂ１及び区画Ｂ２においては等しくシール油ポンプ３０の運転時間が増加し、区画Ｃ１及び区画Ｃ２においては区画Ｃ１においてのみシール油ポンプ３０の運転時間が増加する。したがって、等しくシール油ポンプ３０の運転時間が増加する区画Ｂ１、Ｂにおいては異常なく、一方、区画Ｃ１、Ｃ２においては、区画Ｃ１のみシール油ポンプ３０の運転時間が増加するため、当該区画Ｃ１において異常ありとの判断を行うことができる。

以上の実施の形態によれば、前記一対の回転防止キーの真下となる位置に分割堰２１を設けたので、回転防止キー９に起因してシール装置１０からのシール油Ｎの漏洩量が増加した場合、漏洩したシール油Ｎは、分割堰２１により、当該分割堰２１を挟んで隣り合う区画Ｂ１、Ｂ２又は区画Ｃ１、Ｃ２にほぼ等しく分配される。この場合、分割堰２１を挟んで隣り合う区画、即ち区画Ｂ１と区画Ｂ２、又は区画Ｃ１とＣ２とでは、シール油ポンプ３０の運転時間には相対的な差が生じない。従って、例えば分割堰２１を挟んで隣り合う各区画におけるシール油ポンプ３０の運転時間を比較することで、その運転時間の増加が回転防止キー９からの漏洩量の増加に起因するものであるか、あるいは実際にシール装置１０に生じた異常に起因するものであるかの判断が可能となる。したがって、高い信頼性でシール装置１０の異常検出を行うことができる。

また、例えば振動測定などによりシール装置１０からの漏洩量の増加を検出する従来の方法では、乾式ガスホルダ１のシール装置１０に異常がない状態において測定したホルダ本体５の側板の振動データとの偏差の有無に基づいてシール装置１０の異常を検出するため、振動測定による異常検出の信頼性は、異常がない状態で測定した振動データの信頼性に左右されることとなる。また、振動測定による従来の方法では、例えば乾式ガスホルダ１の建設直後や、シール装置１０のメンテナンス直後など、比較の対象となるデータが存在しない状態では、比較の対象となる振動データが存在しないため、信頼性の高い異常検出を行うことは困難であった。この点、本発明によれば、比較の対象となるデータを用いずとも、各区画の液面の増加傾向、例えばシール油ポンプ３０の運転時間を相互に比較することで、シール装置１０の異常の有無を判断できる。したがって、例えばガスホルダの建設直後など、基礎となるデータが存在しない場合においても、高い信頼性でシール装置の異常の有無を判断することができる。

なお、以上実施の形態においては、二つの分割堰２１により分割された区画Ａ１、Ａ２に、分割堰２２を設け、区画Ａ１、Ａ２を区画Ｂ１、Ｂ２と区画Ｃ１、Ｃ２とに更に分割したが、これは、区画を細分化して範囲を狭めることで、シール装置１０の異常発生箇所の特定を容易にするためである。したがって、油溝２０には、必ずしも分割堰２２を設ける必要はなく、分割堰２１のみを設けていてもよい。この場合も、回転防止キー９からのシール油Ｎの漏洩が、分割堰２１により区画Ａ１及び区画Ａ２にほぼ均等に分配されるので、両区画Ａ１、Ａ２の液面高さがほぼ等しく増加する場合は、回転防止キー９からの漏洩、どちらか一方のみで増加する場合は、増加する側のシール装置１０に異常があるとの判断を行うことができる。

また、シール装置１０の異常箇所の特定を容易にするという点においては、例えば図８に示すように、分割堰２１に加えて、例えば他の分割堰２２を区画Ａ１、Ａ２にそれぞれ二箇所ずつ設置し、分割堰２１を挟んで隣り合う区画Ｂ１、Ｂ２及び区画Ｃ１、Ｃ２と、区画Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１及びＣ２に挟まれた区画Ｄ１、Ｄ２とに分割してもよい。係る場合も、各区画Ｂ１と区画Ｂ２、区画Ｃ１と区画Ｃ２及び区画Ｄ１と区画Ｄ２におけるシール油Ｎの貯留量がそれぞれ等しくなるようにすれば、分割堰２１を挟んで隣り合う区画Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１及びＣ２におけるシール油ポンプ３０の運転時間比較することで、回転防止キー９に起因するシール油Ｎの漏洩量の増加の有無を判断することができる。この場合、区画Ｄ１及び区画Ｄ２には、回転防止キー９に起因して漏洩するシール油Ｎは滴下しないが、上述の通り、シール装置１０に異常が発生していなければ、両区画Ｄ１、Ｄ２へのシール油Ｎの滴下量は概ね同程度となるので、単純に、区画Ｄ１、Ｄ２のうち、いずれか一方の区画においてシール油ポンプ３０の運転時間が増加した場合は、シール装置１０の異常と判断できる。

なお、上述のように、本発明者らの知見によれば、シール装置１０からのシール油Ｎの漏洩量は、乾式ガスホルダ１の方角により変化することが確認されている。具体的には直射日光を受ける乾式ガスホルダ１の南側においては、シール油Ｎの温度上昇によりシール油Ｎの粘度が低下するため、シール装置１０の南側から漏れ出すシール油Ｎの量はシール装置１０の北側から漏れ出す量よりも多くなる。したがって、本実施の形態においては、このような粘度の変化による漏洩量の変化による影響を除外するため、図２に示すように、二つの分割堰２１が南北の位置に対角に配置されるように、回転防止キーを有する基柱６ａ、６ｅが南北方向に対角に位置するように乾式ガスホルダ１を配置している。したがって、図２のように基柱６ａ、６ｅを南北方向に対角に配置すると、区画Ｂにおける日照時間は区画Ｂ１と区画Ｂ２とで互いにほぼ等しくなるため、日照時間の差による影響を除外することができる。区画Ｃ１、Ｃ２においても同様である。したがって、分割堰２１を乾式ガスホルダ１の南北方向にそれぞれ配置することで、粘度変化による影響を最小限に抑えることができ、異常検出の精度をより高めることが可能となる。

また、分割堰２１を上述のように南北方向に配置した場合、例えば、図２において南側に位置する区画Ｂ１、Ｂ２は、北側に位置する区画Ｃ１、Ｃ２に比べてシール油Ｎの漏れ出し量が多くなるだけでなく、温度上昇によりシール油Ｎの体積も増加するので、南側のシール油ポンプ３０の運転時間が長くなる。したがって、この場合、図２において破線で示されるように、東西方向に分割堰２２を配置するのではなく、図２に実線で示すように分割堰２２を南側に寄せて区画Ｂ１、Ｂ２を区画Ｃ１、Ｃ２よりも狭くなるように配置することで、各区画Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１及びＣ２におけるシール油ポンプ３０の運転時間の偏差を解消することができる。

以上の実施の形態においては、シール油ポンプ３０の運転時間によりシール油Ｎの漏れの増加を検出していたが、例えば図１に破線で示すように、供給管３２に流量計４１を設け、供給管３２の内部を流れるシール油Ｎの流量、即ちシール装置１０へのシール油Ｎの供給量を測定することで、シール油Ｎの漏洩量の増加を検出してもよい。この場合、例えば制御装置８により、流量計４１による測定値の積算が行われる。

以上の実施の形態においては、油位調整装置３３によりシール油ＮとドレンＳとの分離を行っていたが、シール油ＮとドレンＳとの分離においては、必ずしもシール油Ｎをオーバーフローさせる方式を用いる必要はなく、油溝２０の底部から、ドレンＳのみをオーバーフローにより排出するようにしてもよい。かかる場合、液面測定機構４０は必ずしも他の貯留槽３３ｃに設ける必要はなく、例えば油溝２０に液面測定機構４０を設け、油溝２０の液面高さを直接測定することでシール油ポンプ３０の制御を行ってもよい。

なお、以上の実施の形態では、シール油Ｎが隣り合う区画に流れ込まない高さの分割堰２１、２２を設けて各区画を形成していたが、例えば、図９に示すように、切欠き５０が形成された分割堰５１を用いると共に、図１０に示すように当該分割堰５１により油溝２０を、一対の回転防止キー９の真下となる位置を含む複数の第一の区画Ｊと、それ以外の複数の第二の区画Ｋとに分割するように設けるようにしてもよい。

以下、分割堰５１を用いた他の実施の形態について説明する。分割堰５１を用いた場合、分割堰５１は図１０に示すように、回転防止キー９に起因してシール装置１０から漏れ出すシール油Ｎが第一の区画Ｊ内に滴下するように、回転防止キー９に対応する基柱６ａ及び基柱６ｅをそれぞれ挟みこむように設けられる。

分割堰５１に設けられた切欠き５０は、図９に示すように、例えば深さＨ、底辺の長さＷの略三角形状に形成されている。そして、回転防止キー９に起因してシール装置１０からシール油Ｎが漏れ出すと、先ず第一の区画Ｊにおいて液面が上昇し、それにより第一の区画Ｊ内のシール油Ｎの液面高さが切欠き５０の底端部５０ａに達し、次いでシール油Ｎが当該切欠き５０をオーバーフローして第二の区画Ｋに流れ込むようになっている。

第二の区画Ｋ１、Ｋ２には、図１０に示すように、それぞれ他の分割堰５２が設けられ、第二の区画Ｋが複数の第三の区画Ｌ１、Ｌ２、Ｍ１及びＭ２にさらに分割されている。なお、他の分割堰５２には切欠き５０は設けられておらず、分割堰２１、２２と同様の略平板状に形成され、その上端の高さも分割堰２１、２２と同様に、油位調整装置３３により各区画Ｌ１、Ｌ２、Ｍ１及びＭ２内のシール油Ｎの液面高さが一定に保たれた結果、シール油Ｎが分割堰５２からオーバーフローして隣り合う区画に流入しない高さに設定されている。また、分割堰５１の切欠き５０の深さＨも、当該切欠き５０の底端部５０ａが、他の分割堰５２の上端部の高さより低くなるように形成されている。

第三の区画Ｌ１、Ｌ２、Ｍ１及びＭ２にはそれぞれシール油ポンプ３０及び油位調整装置３３が設けられており、他の構成については、分割堰２１、２２を用いた場合と同様であるので省略する。

次に、分割堰５１を用いた本実施の形態におけるシール装置１０の異常検出方法について説明する。なお、シール装置１０に異常がなく、また回転防止キー９に起因するシール油Ｎの漏洩も発生していなければ、分割堰２１、２２を用いた場合と同様に各区画Ｌ１、Ｌ２、Ｍ１及びＭ２へのシール油Ｎの滴下量は概ね同程度となり、各シール油ポンプ３０の運転時間も同程度となるため、ここでは、回転防止キー９に起因してシール装置１０からのシール油Ｎの漏洩量が増加する場合と、シール装置１０に異常が発生した場合についてのみ説明する。

図１０に示す乾式ガスホルダ１において、例えば、基柱６ｅに対応する位置の回転防止キー９に起因してシール油Ｎの漏洩量が増加したとすると、シール油Ｎは、先ず当該回転防止キー９の真下となる位置を含む第一の区画Ｊ１に滴下し貯留される。そして、第一の区画Ｊ１の液面が上昇し、分割堰５１の切欠き５０の底端部５０ａの高さを超えると、シール油Ｎは第一の区画Ｊから、当該第一の区画Ｊと隣り合う第二の区画Ｋにおける第三の区画Ｌ１、Ｌ２へとほぼ均等に分配される。その結果、分割堰２１、２２を用いた場合と同様に、回転防止キー９に起因して漏れ出したシール油Ｎにより第三の区画Ｌ１、Ｌ２に対応するシール油ポンプ３０の運転時間が増加するが、両区画Ｌ１、Ｌ２における運転時間の増加分には偏差が生じないため、この場合は回転防止キー９によるものと判断できる。

次に、シール装置１０に異常が発生し、シール装置１０からのシール油Ｎの漏洩量が増加すると、この異常が発生した箇所の真下となる位置の区画に対応する油位調整装置３３の他の貯留槽３３ｃの液面高さが上昇し、シール油ポンプ３０の運転時間が他の区画のシール油ポンプ３０よりも増加することとなる。したがって、この運転時間の増加をもってシール装置１０に異常が生じていることを検出することができる。

以上の実施の形態によれば、分割堰２１に代えて、切欠き５０を有する分割堰５１を用いた場合も、当該分割堰５１を一対の回転防止キー９の真下となる位置を含む第一の区画Ｊと、それ以外の複数の第二の区画Ｋとに分割するように設ける、即ち回転防止キー９に起因してシール装置１０から漏れ出すシール油Ｎが第一の区画Ｊ内に滴下するように、対応する基柱６ａ、６ｅを挟むように設けることで、シール装置１０からのシール油Ｎの漏れ出し量の増加が回転防止キー９に起因するものであるか、あるいは実際にシール装置１０に生じた異常に起因するものであるかの判断が可能となる。

なお、以上の実施の形態において他の分割堰５２を設けたのは、分割堰２１、２２を用いた実施の形態と同様に、区画を細分化することにより、シール装置１０における異常の発生箇所を容易に特定するためであり、他の分割堰５２は必ずしも設ける必要はない。

また、分割堰５１、５２を用いた場合においても、日照時間を考慮して区画Ｊ１、Ｊ２が南北方向に対角に位置するように、乾式ガスホルダ１を配置してもよく、南側の区画を北側の区画より狭くなるように各分割堰５１、５２を配置して、シール油ポンプ３０の運転時間の平準化を行ってもよい。

以上の実施の形態においては、第二の区画Ｋに、切欠き５０が形成されていない他の分割堰５２を設けて、第三の区画Ｌ１、Ｌ２、Ｍ１及びＭ２に分割しているが、例えば図１１に示すように、切欠き５０と同様の形状で切欠きの幅Ｗが切欠き５０の半分のＷ／２に設定された他の切欠き６０が形成された分割堰６１を、例えば図１２に示すように、第三の区画Ｌ１、Ｍ２にさらに設け、第三の区画Ｌ１、Ｍ２が分割堰６１により分割されることで形成される第四の区画Ｐ、Ｑにそれぞれシール油ポンプ３０を設けてもよい。この場合、図１２に示すように、例えば分割堰５１と他の分割堰５２とによって形成される第三の区画Ｌ２の平面視における面積と、第四の区画Ｐ、Ｑの平面視における面積とがそれぞれ等しくなるように他の分割堰５２及び分割堰６１を配置することが好ましい。また、併せて、分割堰６１の他の切欠き６０の幅Ｗを分割堰５１の切欠き５０の半分のＷ／２に設定すると共に、分割堰５２ｂの切欠きの幅Ｗも同様に半分にすることが好ましい。こうすることで、第一の区画Ｊに回転防止キー９に起因するシール油Ｎの漏洩量の増加分が滴下した際、第三の区画Ｌ２と第四の区画Ｐへ、１：２の割合でオーバーフローして流入し、第四の区画Ｐにおいては、当該第四の区画に流入した量のさらにその半分の量が第四の区画Ｑへオーバーフローする。即ち、第一の区画Ｊに流れ込んだシール油Ｎの漏洩量の増加分を、各区画Ｌ２、Ｐ、Ｑにほぼ均等に分配することができる。

こうすることで、例えば図８に示すように、二つの分割堰２１と四つの分割堰２２を用いて油溝２０を六つの区画に分割した場合には、シール装置１０からの漏洩量の増加がない状態においても、区画Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１及びＣ２と区画Ｄ１及びＤ２とではシール油ポンプ３０の運転時間が異なったものとなっていたが、図１２に示す場合においては、区画Ｌ２、区画Ｐ及び区画Ｑ、並びに区画Ｍ１、区画Ｐ及び区画Ｑの間で、ほぼ均等に回転防止キー９に起因して漏洩するシール油Ｎを分配できるので、各シール油ポンプの運転時間を平準化することができる。一般に、シール油ポンプ３０は、油位調整装置３３と共に容量が標準化されているため、各区画毎にシール油ポンプ３０の運転時間が異なる場合、所定の時間毎に必要となるメンテナンス作業の時期にもずれが生じ、計画的なメンテナンスを行うことは困難であるが、各区画にシール油Ｎを均等に分配し、運転時間の平準化を行うことで、シール油ポンプ３０のメンテナンス等の時期をそろえることができ、それにより効率的にメンテナンスを行うことが可能となる。

なお、図１２においては、切欠き５０、６０が形成された分割堰５１、６１及び切欠きのない分割堰５２により複数の区画に分割し、そのうち六つの区画に対してシール油ポンプ３０を配置した場合を描図しているが、分割堰の配置及び種類の組み合わせは本実施の形態に限定されるものではなく、シール油ポンプ３０の設置台数等を考慮し、任意に決定することが可能である。例えば三つのシール油ポンプ３０を設ける場合は、図１３に示すように、基柱６ａ、６ｅを、それぞれ切欠きの大きさの異なる分割堰５１と分割堰６１とで挟むように配置し、分割堰５１によって形成された区画Ｔ１に分割堰５２を設け、区画Ｔ１をさらに区画Ｕ１とＵ２とに分割するようにしてもよい。かかる場合、分割堰５１と分割堰６１により形成される区画Ｖ１、Ｖ２に回転防止キー９に起因してシール油Ｎが滴下した際に、分割堰５１と分割堰５２とにより形成される区画Ｕ１、Ｕ２と、分割堰６１により形成された区画Ｔ２とに、２：１の割合で流入する。こうすることで、分割堰の配置を変更した場合においても、シール装置１０の異常を検出すると共に、シール油ポンプ３０の運転時間の平準化を計ることができる。

また、以上の実施の形態では、分割堰５１、６１の切欠き５０、６０の形状は略三角形状であったが、当該切欠き５０、６０の形状及び寸法も、本実施の形態に限定されるものではない。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、乾式ガスホルダにおいてシール装置の異常検出を行う際に有用である。

１ ガスホルダ
５ ホルダ本体
６ 基柱
７ ピストン
８ 制御装置
９ 回転防止キー
１０ シール装置
１１ ガイドローラ
１２ 支持部
１３ 回転防止機構
１４ 回転防止部材
１５ 容器
１６ シール部材
２０ 油溝
２１、２２ 分割堰
３０ シール油ポンプ
３１ 吸込管
３２ 供給管
３３ 油位調整装置
３３ａ 油位調整管
３３ｂ 貯留槽
３３ｃ 他の貯留槽
３３ｄ 仕切板
４０ 液面測定機構
４１ 流量計
５０ 切欠き
５１ 分割堰（切欠きあり）
５２ 他の分割堰（切欠きなし）
６０ 他の切欠き
６１ 分割堰（他の切欠きあり）
Ａ 区画
Ｂ〜Ｄ 他の区画
Ｊ 第一の区画
Ｋ 第二の区画
Ｌ、Ｍ 第三の区画
Ｐ、Ｑ 第四の区画
Ｔ 区画
Ｕ 区画
Ｖ 区画
Ｈ 切欠きの深さ
Ｗ 切欠きの幅
Ｎ シール油
Ｓ ドレン
Ｚ 隙間

Claims (11)

1. 一対の回転防止キーを備えたピストンを有する円筒型の乾式ガスホルダにおいて、
   前記ピストンの外周縁部に設けられたシール装置と、
   前記乾式ガスホルダの底部の周方向に沿って設けられた油溝と、
   前記一対の回転防止キーの真下となる位置にそれぞれ設けられ、前記油溝を二つの区画に分割する二つの分割堰と、
   前記油溝の各区画に設けられ、当該各区画に滴下するシール油を前記シール装置に循環させるシール油ポンプと、を有していることを特徴とする、乾式ガスホルダ。
2. 前記一対の回転防止キー及び油溝を２つの区画に分割する分割堰は、南北方向に対向して設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の乾式ガスホルダ。
3. 前記油溝の各区画は、少なくとも一つ以上の他の分割堰により複数の他の区画にそれぞれ分割され、
   前記他の分割堰は、前記分割堰を挟んで隣り合う他の区画でのシール油の貯留量が互いに等しくなる位置に設けられていることを特徴とする、請求項１または２に記載の乾式ガスホルダ。
4. 前記分割堰及び前記他の分割堰により分割された各区画のうち、南側に位置する区画を北側に位置する区画よりも狭くすることを特徴とする請求項３に記載の乾式ガスホルダ。
5. 一対の回転防止キーを備えたピストンを有する円筒型の乾式ガスホルダにおいて、
   前記ピストンの外周縁部に設けられたシール装置と、
   前記乾式ガスホルダの底部の周方向に沿って設けられた油溝と、
   前記油溝を、前記一対の回転防止キーの真下となる位置を含む複数の第一の区画と、それ以外の複数の第二の区画とに分割するように設けられた複数の分割堰と、
   前記第二の区画に夫々設けられた、シール油を循環させるシール油ポンプと、を有し、
   少なくとも前記第一の区画に隣接する分割堰には、前記第一の区画に滴下したシール油を当該第一の区画と隣り合う二つの前記第二の区画へ分配する切欠きが設けられていることを特徴とする、乾式ガスホルダ。
6. 前記切欠きは、第一の区画に隣り合う二つの前記第二の区画へのシール油の分配量がそれぞれ等しくなる大きさに形成されていることを特徴とする、請求項５に記載の乾式ガスホルダ。
7. 前記各第二の区画は他の分割堰により複数の第三の区画にさらに分割され、
   前記他の分割堰には他の切欠きが設けられ、
   前記分割堰の切欠き及び前記他の分割堰の他の切欠きは、前記第三の各区画へのシール油の分配量が等しくなるように形成されていることを特徴とする、請求項５に記載の乾式ガスホルダ。
8. 前記一対の回転防止キーは、南北方向に沿って設けられ、
   分割堰により分割された各区画のうち、南側に位置する区画を北側に位置する区画よりも狭くすることを特徴とする、請求項５〜７のいずれかに記載の乾式ガスホルダ。
9. 請求項１〜８のいずれかの乾式ガスホルダにおける、シール装置の異常検出方法であって、
   前記シール装置から漏洩したシール油が前記各区画に滴下する量を比較し、前記シール油の滴下する量が多い区画を特定することでシール装置の異常を検出することを特徴とする、シール装置の異常検出方法。
10. 前記各区画に滴下するシール油の量の比較は、前記各区画の各シール油ポンプの運転時間を比較することで行うことを特徴とする、請求項９に記載のシール装置の異常検出方法。
11. 前記各区画の各シール油ポンプの吐出量を測定し、
    前記吐出量を前記各シール油ポンプ毎に積算し、
    前記積算した各シール油ポンプの吐出量を比較することで、前記各区画に滴下するシール油の量の比較を行うことを特徴とする、請求項９に記載のシール装置の異常検出方法。
    

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