JP7526702B2 - 軸受摩耗量推定装置及び軸受摩耗量推定方法 - Google Patents

Description

本開示は、軸受摩耗量推定装置及び軸受摩耗量推定方法に関する。

過給機又はパワータービン等の回転機械の軸受の摩耗量を計測するためには、回転機械の運転を停止して回転機械を分解する必要があるため、軸受の摩耗量を頻繁に計測することはできない。特許文献１には、機器を分解することなく、潤滑油をサンプリングしてその中の夾雑物の量を測定することによって軸受の摩耗量を予測する技術が開示されている。また、特許文献２には、過給機の圧油供給源の監視圧力を示す信号の高周波数成分等に基づいて軸受の劣化を予測する技術が開示されている。また、特許文献３には、工作機械の軸受の摩耗量を主軸の回転時間に基づいて予測する技術が開示されている。

特開平７－１０３７４５号公報 特許第５９２３６１５号公報 特許第６５９５５４４号公報

しかしながら、特許文献１～３の何れにおいても、対象とするパラメータのみによって軸受の摩耗量を予測する場合、予測精度の向上には限界がある。このため、回転機械の部品交換や点検時期を適切に定めることが困難であった。

上述の事情に鑑みて、本開示の少なくとも一実施形態は、過給機又はパワータービンを頻繁に分解することなく軸受の摩耗量を精度良く推定することができる軸受摩耗量推定装置及び軸受摩耗量推定方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本開示の少なくとも一実施形態に係る軸受摩耗量推定装置は、
過給機又はパワータービンの軸受の摩耗量を推定するための軸受摩耗量推定装置であって、
前記過給機又は前記パワータービンの点検時に計測された前記軸受の摩耗量の実測値を含むオフラインデータを取得するように構成されたオフラインデータ取得部と、
前記軸受の摩耗量と相関する少なくとも１つのパラメータについて、前記過給機又は前記パワータービンの運転中にモニタリングされるオンラインデータを取得するように構成されたオンラインデータ取得部と、
前記オフラインデータ取得部によって取得した前記オフラインデータにおける前記摩耗量の実測値と、前記オンラインデータ取得部によって取得した前記オンラインデータにおける前記少なくとも１つのパラメータと、に基づいて、前記前回の点検後における前記軸受の摩耗量を推定するように構成された軸受摩耗量推定部と、
を備える。

上記目的を達成するため、本開示の少なくとも一実施形態に係る軸受摩耗量推定方法は、
過給機又はパワータービンの軸受の摩耗量を推定するための軸受摩耗量推定方法であって、
前記過給機又は前記パワータービンの点検時に計測された前記軸受の摩耗量の実測値を含むオフラインデータを取得するオフラインデータ取得ステップと、
前記軸受の摩耗量と相関する少なくとも１つのパラメータについて、前記過給機又は前記パワータービンの運転中にモニタリングされるオンラインデータを取得するオンラインデータ取得ステップと、
前記オフラインデータ取得ステップによって取得した前記オフラインデータにおける前記摩耗量の実測値と、前記オンラインデータ取得ステップによって取得した前記オンラインデータにおける前記少なくとも１つのパラメータと、に基づいて、前記前回の点検後における前記軸受の摩耗量を推定する軸受摩耗量推定ステップと、
を備える。

本開示の少なくとも一実施形態によれば、過給機又はパワータービンを頻繁に分解することなく軸受の摩耗量を精度良く推定することができる軸受摩耗量推定装置及び軸受摩耗量推定方法が提供される。

一実施形態に係る軸受摩耗量推定システム１００の概略構成を示す図である。 図１に示した軸受摩耗量推定装置２４のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 図１及び図２に示した軸受摩耗量推定装置２４の機能的な構成の一例を示すブロック図である。 回転数域影響パラメータａ１～ａｘについて説明するための図である。 摩耗量Ｅｍａｘについて説明するための図である。 軸受摩耗量推定装置２４を用いた摩耗量の推定方法の一例を示す図である。

以下、添付図面を参照して本開示の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

図１は、一実施形態に係る軸受摩耗量推定システム１００の概略構成を示す図である。
図１に示すように、軸受摩耗量推定システム１００は、回転機械としての過給機２の滑り軸受５の摩耗量を推定するように構成されている。

過給機２は、圧縮機４と、圧縮機４と回転軸６を介して連結されたタービン８と、回転軸６を回転可能に支持する滑り軸受５とを備える。

不図示のエンジンの排ガスが排ガスライン９からタービン８に供給されることでタービン８が回転し、これにより圧縮機４が駆動して空気を圧縮する。圧縮機４で圧縮された空気はエンジンに供給される。タービン８で膨張した排ガスは排ガスライン１０から排出される。

滑り軸受５には潤滑油供給ライン１２を介して潤滑油が供給され、回転軸６と滑り軸受５との潤滑に利用される。滑り軸受５に供給された潤滑油は、潤滑油排出ライン１４を介して排出される。

軸受摩耗量推定システム１００は、回転数センサ１６、圧力センサ１８、温度センサ２０，２２及び軸受摩耗量推定装置２４を備える。

回転数センサ１６は、過給機２の回転数Ｎｔを計測するように構成されている。回転数センサ１６は、例えば回転軸６の回転数を直接計測することで過給機２の回転数Ｎｔを計測してもよいし、不図示のエンジンの回転数又は負荷を計測して、計測結果を過給機２の回転数Ｎｔに換算してもよい。

圧力センサ１８は、滑り軸受５で使用される潤滑油の圧力Ｐｌｏを計測するように構成されている。図示する例示的形態では、圧力センサ１８は、滑り軸受５で使用される潤滑油の圧力Ｐｌｏとして、潤滑油供給ライン１２における潤滑油の圧力を計測するよう構成されているが、例えば潤滑油供給ライン１２に接続される不図示の潤滑油タンク等における潤滑油の圧力を計測するように構成されていてもよい。

温度センサ２０は、滑り軸受５で使用される潤滑油の温度Ｔｌｏを計測するように構成されている。図示する例示的形態では、温度センサ２０は、滑り軸受５で使用される潤滑油の温度Ｔｌｏとして、潤滑油排出ライン１４における潤滑油の温度を計測するように構成されているが、例えば潤滑油供給ライン１２における潤滑油の温度又は潤滑油供給ライン１２に接続される不図示の潤滑油タンク等における潤滑油の温度を計測するように構成されていてもよい。

温度センサ２２は、過給機２におけるタービン８の排ガスの温度Ｔｅを計測するように構成されている。図示する例示的な形態では、温度センサ２２は、タービン８の排ガスの温度Ｔｅとして、排ガスライン９を流れる排ガスの温度を計測するように構成されている。

軸受摩耗量推定装置２４の構成及び機能については、図２～図６を用いて以下で説明する。図２は、図１に示した軸受摩耗量推定装置２４のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図３は、図１及び図２に示した軸受摩耗量推定装置２４の機能的な構成の一例を示すブロック図である。

図２に示すように、軸受摩耗量推定装置２４は、例えばプロセッサ７２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）７４、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）７６、ＨＤＤ （Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）７８、入力Ｉ／Ｆ８０、及び出力Ｉ／Ｆ８２を含み、これらがバス８４を介して互いに接続されたコンピュータを用いて構成される。なお、軸受摩耗量推定装置２４のハードウェア構成は上記に限定されず、制御回路と記憶装置との組み合わせにより構成されてもよい。また軸受摩耗量推定装置２４は、軸受摩耗量推定装置２４の各機能を実現するプログラムをコンピュータが実行することにより構成される。以下で説明する軸受摩耗量推定装置２４における各部の機能は、例えばＲＯＭ７６に保持されるプログラムをＲＡＭ７４にロードしてプロセッサ７２で実行するとともに、ＲＡＭ７４やＲＯＭ７６におけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。

図３に示すように軸受摩耗量推定装置２４は、オフラインデータ取得部２６、オンラインデータ取得部２８、軸受摩耗量推定部３０、記憶部３２及びアラーム信号生成部３４を含む。

オフラインデータ取得部２６は、過給機２の前回の分解点検時に計測された滑り軸受５の摩耗量の実測値Ｅを含むオフラインデータを取得するように構成されている。また、オフラインデータ取得部２６は、オフラインデータとして、摩耗量の実測値Ｅに加えて、過給機２の運転中に計測した上記潤滑油の分析値（準オフラインデータ）を取得してもよく、上記潤滑油の分析値として、上記潤滑油の汚染度ｍ１、金属摩耗粉量ｍ２、ペンタン不溶解分ｍ３及び水分ｍ４のうち少なくとも１つを取得してもよい。上記潤滑油の汚染度ｍ１は、例えばＩＳＯ４４０６やＮＡＳ１６３８等によって規定される汚染度（汚染物質としての粒子の大きさと数によって規定される汚染度）であってもよい。なお、過給機２の分解点検（開放点検）とは、滑り軸受５の摩耗量を計測できる程度に過給機２を分解して過給機２の点検を行うことを意味し、例えば過給機２の定期点検及び過給機２のオーバーホールを含む。オフラインデータ取得部２６によって取得されたオフラインデータは、記憶部３２に保存されて後述のように滑り軸受５の摩耗量の推定に用いられる。

オンラインデータ取得部２８は、滑り軸受５の摩耗量と相関する少なくとも１つのパラメータについて、過給機２の運転中にモニタリングされるオンラインデータを取得するように構成されている。オンラインデータ取得部２８は、オンラインデータとして、回転数センサ１６によって計測された過給機２の回転数Ｎｔ、圧力センサ１８によって計測された潤滑油の圧力Ｐｌｏ、温度センサ２０によって計測された潤滑油の温度Ｔｌｏ、温度センサ２２によって計測された排ガスの温度Ｔｅ、及び過給機２の運転時間ｔ、過給機２の発停回数（すなわち過給機２に接続される不図示のエンジンの発停回数）に関する発停回数パラメータｓ、のうち少なくとも１つのパラメータを取得してもよい。なお、過給機２の発停回数とは、過給機２を起動してから停止するまでの一連の運転を１回とする過給機２の運転の回数を意味する。発停回数パラメータｓは過給機２の発停回数であってもよいし、発停回数が滑り軸受５の摩耗量に与える影響を示す影響指数であってもよい。

軸受摩耗量推定部３０は、オフラインデータ取得部２６によって取得した摩耗量の実測値Ｅ（過給機２の前回の分解点検時に計測された滑り軸受５の摩耗量の実測値）を含むオフラインデータと、オンラインデータ取得部２８によって取得した上記少なくとも１つのパラメータを含むオンラインデータと、に基づいて、過給機２の前回の分解点検後における滑り軸受５の摩耗量を推定するように構成されている。

軸受摩耗量推定部３０は、例えば下記相関式（ａ）を用いて、前回の分解点検から次回の分解点検までの各時点（摩耗量の評価対象とする時点）における、前回の分解点検からの滑り軸受５の摩耗量ｅ_ｎを推定してもよい。
ｅ_ｎ＝Ｋ_０×Ｋ_ｎ×｛∫（ｆ１×ｆ２×ｆ３）｝×ｆ４_ｎ－１ ・・・（ａ）
ここで、本明細書において、ｎは、過給機２の次回の分解点検が滑り軸受５の使用開始時（滑り軸受５の新品時）から数えて何回目の分解点検であるかを示す整数である。また、∫は、前回の分解点検から各時点（摩耗量の評価対象とする時点）までの過給機２の運転時間での積分を意味する。なお、他の実施形態では、∫は、前回の分解点検から次回の分解点検までの過給機２の運転時間での積分であってもよく、この場合はｅ_ｎは前回の分解点検から次回の分解点検までの滑り軸受５の摩耗量に相当する。

ｆ１は、滑り軸受の寸法、軸受隙間（滑り軸受５と回転軸６との隙間）の大きさ及び滑り速度に関する関数であり、より詳細には、例えばｆ１（ｋ１，Ｄ，Ｗ，ｃ_ｎ－１，Ｎｔ，ｔ）によって表される。この場合、ｆ１は、パラメータとして、ｋ１、Ｄ、Ｗ、ｃ_ｎ－１、Ｎｔ、ｔを含む。ここで、ｋ１は過給機２と同機種の過給機における設計条件や運転実績に基づいて予め求めた係数であり、Ｄは回転軸６の軸径であり、Ｗは滑り軸受５の軸受幅であり、ｃ_ｎ－１は、過給機２の前回の分解点検時における滑り軸受５の摩耗量の実測値Ｅから求めた軸受隙間（実軸受隙間）であり、Ｎｔは過給機２の上述の回転数であり、ｔは過給機２の前回の分解点検から各時点（摩耗量の評価対象とする時点）までの運転時間である。なお、滑り軸受５の使用開始時における軸受隙間は初期隙間ｃ_０とする。なお、∫が前回の分解点検から次回の分解点検までの過給機２の運転時間での積分である場合にはｔは、過給機２の前回の分解点検から次回の分解点検までの過給機２の運転時間であってもよい。

ｆ２は、過給機２の運転中における滑り軸受５の潤滑状態の影響を示す関数であり、より詳細には、例えばｆ２（ｋ２，Ｒ，Ｔｌｏ，Ｐｌｏ，Ｔｅ）によって表される。この場合、ｆ２は、パラメータとして、ｋ２、Ｒ、Ｔｌｏ、Ｐｌｏ及びＴｅを含む。ここで、ｋ２は過給機２と同機種の過給機における設計条件や運転実績に基づいて予め求めた係数であり、Ｒは潤滑油粘度指数であり、Ｔｌｏ、Ｐｌｏ及びＴｅは、それぞれ、上述の潤滑油の温度、潤滑油の圧力及び排ガスの温度である。

ｆ３は、過給機２の発停回数及び回転機械の回転数域に応じた滑り軸受５の摩耗量への影響度に関する関数であり、より詳細には、例えばｆ３（ｋ３，ｓ，Ｎｔ，ａ１，ａ２，…，ａｘ）によって表される。この場合、ｆ３は、パラメータとして、ｋ３、ｓ、Ｎｔ、ａ１、ａ２、…及びａｘを含む。ここで、ｋ３は過給機２と同機種の過給機における設計条件や運転実績に基づいて予め求めた係数であり、ｓは上述の発停回数パラメータであり、Ｎｔは過給機２の上述の回転数であり、ａ１～ａｘは図４に示すように過給機２の回転数域（過給機２の回転数Ｎｔの範囲）に応じた軸受５の摩耗量への影響度を表す回転数域影響パラメータである。軸受摩耗量推定部３０は、発停回数パラメータｓに基づいて、過給機２の発停回数が多いほど前記軸受の摩耗量を大きく推定する。軸受摩耗量推定部３０は、回転数域影響パラメータａ１～ａｘに基づいて、過給機２の回転数が大きいほど、滑り軸受５の摩耗量を小さく推定する。

ｆ４_ｎ－１は潤滑油中の夾雑物の軸受隙間への影響に関する関数であり、より詳細には、例えばｆ４（ｋ４，ｃ_ｎ－１，ｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４）によって表される。この場合、ｆ４は、パラメータとしてｋ４、ｃ_ｎ－１、ｍ１、ｍ２、ｍ３及びｍ４を含む。ここで、ｋ４は過給機２と同機種の過給機における設計条件や運転実績に基づいて予め求めた係数であり、ｃ_ｎ－１は、過給機２の前回の分解点検時における上述の軸受隙間であり、ｍ１～ｍ４は、潤滑油の上述の分析値である。

Ｋ_０は、設計条件下での設計寿命時間ｔｍａｘ（ガイドライン寿命時間）と設計限界隙間ｃ_{ｌｉｍｉｔ}（摩耗量の許容値上限に対応する隙間）から求める比摩耗率に相当する係数であり、上記式（ａ）において、ｆ１とｆ４_ｎ－１の各々に含まれるｃ_ｎ－１を初期隙間ｃ_０、Ｋｎを１とし、各関数ｆ１～ｆ４内の各々のパラメータを設計条件値として、設計寿命時間ｔｍａｘと設計限界隙間ｃ_{ｌｉｍｉｔ}を用いて下記式（ｂ）のように求められる。
Ｋ_０＝Ｅｍａｘ／［｛∫（ｆ１×ｆ２×ｆ３）｝×ｆ４_０］ ・・・（ｂ）
ここで、Ｅｍａｘは図５に示すように設計限界隙間ｃ_{ｌｉｍｉｔ}と初期隙間ｃ_０との差分（ｃ_{ｌｉｍｉｔ}－ｃ_０）に相当する摩耗量である。また、ｆ４_０はｆ４の初期値である。

Ｋ_ｎは、摩耗量の推定値ｅと摩耗量の実測値Ｅとの差分を補正する差分補正係数であり、下記式（ｃ）により求められる。
Ｋ_ｎ＝Ｅ_ｎ－１／ｅ_ｎ－１ ・・・（ｃ）

図６は、軸受摩耗量推定装置２４を用いた摩耗量の推定方法の一例を示す図である。
図６に示す例では、逆三角印で示すタイミングの各々において、過給機２の分解点検が行われて滑り軸受５の摩耗量Ｅが計測される。また、三角印で示すタイミングの各々において、潤滑油の分析が行われて上述の分析値ｍ１～ｍ４が取得される。また、過給機２の運転中（逆三角印を除く期間）には、上述のオンラインデータが取得される。また、丸印で示すタイミングでは、摩耗量の実測値Ｅ_ｎに基づいて滑り軸受５の軸受隙間ｃ_ｎが更新される。軸受摩耗量推定部３０は、上述の式（ａ）に基づいて滑り軸受５の摩耗量の推定値ｅ_ｎ（将来の摩耗量の予測値）を行う。また、軸受摩耗量推定部３０は、摩耗速度ｄｅ／ｄｔを算出して、摩耗速度ｄｅ／ｄｔに基づいて滑り軸受５が使用限界（寿命）に至る時期を予測する。

アラーム信号生成部３４は、滑り軸受５の摩耗量が、摩耗量の許容値上限（滑り軸受５の使用限界に相当する摩耗量に対して裕度を考慮した摩耗量の上限）に対応する閾値ｅ_ｔｈを超えた場合に、滑り軸受５の部品交換又は過給機２の定期点検を促すためのアラーム信号を生成する。このアラーム信号は、例えば不図示のモニターに注意喚起の表示を行うための信号であってもよいし、他の方法で注意喚起を行うための信号であってもよい。

アラーム信号生成部３４は、滑り軸受５の摩耗量が、摩耗量の使用限界に対応する閾値ｅ_{ｌｉｍｉｔ}を超えると推定される場合に、滑り軸受５の部品交換又は過給機２の定期点検を促すためのアラーム信号を生成する。このアラーム信号は、例えば不図示のモニターに警告の表示を行うための信号であってもよいし、他の方法で警告を行うための信号であってもよい。

以上で説明した軸受摩耗量推定装置２４によれば、オンラインデータにおける滑り軸受５の摩耗量と相関する少なくとも１つのパラメータ（例えば上述の回転数センサ１６によって計測された過給機２の回転数Ｎｔ、圧力センサ１８によって計測された潤滑油の圧力Ｐｌｏ、温度センサ２０によって計測された潤滑油の温度Ｔｌｏ、温度センサ２２によって計測された排ガスの温度Ｔｅ、及び過給機２の運転時間ｔ、過給機２の発停回数に関する発停回数パラメータｓ、のうち少なくとも１つのパラメータ）と、前回の分解点検時に計測された滑り軸受５の摩耗量の実測値Ｅと、を考慮して、前回の分解点検後における軸受の摩耗量を推定することにより、過給機２を頻繁に分解することなく滑り軸受５の摩耗量を精度良く推定することができる。また、使用実態に応じた適切なメンテナンス（Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ Ｂａｓｅｄ Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ： ＣＢＭ）の実施時期の事前予測ができ、次回の点検時期の決定や部品交換の事前準備が可能となる。また、滑り軸受５の異常摩耗の予兆を把握することが可能であり、過給機２の故障、緊急停止や損傷を未然に防ぐことができる。

また、滑り軸受５では、過給機２の起動直後には滑り軸受５と回転軸６との摺動部に油膜が形成されにくく滑り軸受５が摩耗しやすくなる傾向があるため、過給機２の発停回数に関する発停回数パラメータｓは、滑り軸受５の摩耗量と正の相関を有する。そこで、軸受摩耗量推定部３０は、発停回数パラメータｓに基づいて滑り軸受５の摩耗量ｅを推定することにより、滑り軸受５の摩耗量をより精度良く推定することができる。特に、過給機２の発停回数が多いほど滑り軸受５の摩耗量ｅを大きく推定することにより、滑り軸受５の摩耗量をより精度良く推定することができる。

過給機２は、常に一定の回転数で運転されているのではなく、過給機２が連結された不図示のエンジンの回転数や負荷の変動等によって、過給機２の回転数も変動する。したがって、過給機２の回転数域に応じた滑り軸受５の摩耗量への影響度を予め運転試験等によって確認して上記回転数域影響パラメータａ１～ａｘを設定しておき、上記のように回転数域影響パラメータａ１～ａｘに基づいて滑り軸受５の摩耗量を推定することにより、滑り軸受５の摩耗量ｅを精度良く推定することができる。特に、過給機２の回転数は滑り軸受５の摩耗量と負の相関を有するため、上記のように過給機２の回転数が大きいほど滑り軸受５の摩耗量ｅを小さく推定することにより、滑り軸受５の摩耗量を精度良く推定することができる。

本開示は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。

例えば上述した実施形態では、回転機械の例として過給機２について説明したが、本開示は、過給機に限らず、軸受を備えるパワータービンに適用可能である。上述した実施形態では過給機２の軸受の摩耗量を推定するための軸受摩耗量推定装置について説明したが、同一の手法をパワータービンの軸受の摩耗量を推定するための軸受摩耗量推定装置に適用してもよい。

また、上述した実施形態では、軸受の例として滑り軸受５について説明したが、本開示は滑り軸受５に限らず、摩耗が発生する軸受に適用可能である。

例えば、上記式（ａ）では前回の分解点検から次回の分解点検までの摩耗量を推定したが、例えば滑り軸受５の使用開始時（過給機２の使用開始時）から次回の分解点検までの摩耗量を推定する場合には、上記式（ａ）で算出した摩耗量ｅに対して前回の分解点検時に計測した滑り軸受５の摩耗量の実測値Ｅを加算すればよい。また、上記式（ａ）において関数ｆ１～ｆ４の構成及び各係数を調整して、上記式（ａ）における積分の範囲を、前回の分解点検から各時点までの過給機２の運転時間に代えて、滑り軸受５の使用開始時から各時点までの過給機２の総運転時間としてもよい。

幾つかの実施形態では、潤滑油の分析値を取得する頻度（潤滑油の分析値のサンプリングの頻度）は、軸受摩耗量推定部３０によって推定した滑り軸受５の摩耗量の推定値ｅに基づいて調整してもよい。例えば、摩耗量の推定値ｅが閾値を超えた場合に、潤滑油の分析値のサンプリングの頻度を増加させてもよい。

幾つかの実施形態では、アラーム信号生成部３４は、軸受摩耗量推定部３０によって推定した滑り軸受５の摩耗量の推定値ｅに基づいて、滑り軸受５の摩耗量の許容値上限に対応する閾値ｅ_ｔｈ、及び／又は、滑り軸受５の摩耗量の使用限界に対応する閾値ｅ_{ｌｉｍｉｔ}を調整してもよい。

上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。

（１）本開示の少なくとも一実施形態に係る軸受摩耗量推定装置（例えば上述の軸受摩耗量推定装置２４）は、
過給機又はパワータービン（例えば上述の過給機２又はパワータービン）の軸受（例えば上述の滑り軸受５）の摩耗量を推定するための軸受摩耗量推定装置であって、
前記過給機又は前記パワータービンの前回の点検時に計測された前記軸受の摩耗量の実測値（例えば上述の摩耗量の実測値Ｅ）を含むオフラインデータを取得するように構成されたオフラインデータ取得部（例えば上述のオフラインデータ取得部２６）と、
前記軸受の摩耗量と相関する少なくとも１つのパラメータ（例えば上述の回転数センサ１６によって計測された過給機２の回転数Ｎｔ、圧力センサ１８によって計測された潤滑油の圧力Ｐｌｏ、温度センサ２０によって計測された潤滑油の温度Ｔｌｏ、温度センサ２２によって計測された排ガスの温度Ｔｅ、及び過給機２の運転時間ｔ、過給機２の発停回数に関する発停回数パラメータｓ、のうち少なくとも１つのパラメータ）について、前記過給機又は前記パワータービンの運転中にモニタリングされるオンラインデータを取得するように構成されたオンラインデータ取得部（例えば上述のオンラインデータ取得部２８）と、
前記オフラインデータ取得部によって取得した前記オフラインデータにおける前記摩耗量の実測値と、前記オンラインデータ取得部によって取得した前記オンラインデータにおける前記少なくとも１つのパラメータとに基づいて、前記前回の点検後における前記軸受の摩耗量（例えば上述の摩耗量ｅ）を推定するように構成された軸受摩耗量推定部（例えば上述の軸受摩耗量推定部３０）と、
を備える。

上記（１）に記載の軸受摩耗量推定装置によれば、オンラインデータにおける軸受の摩耗量と相関する少なくとも１つのパラメータと、前回の点検時に計測された軸受の摩耗量の実測値とを考慮して、前回の点検後における軸受の摩耗量を推定することにより、過給機を頻繁に分解することなく軸受の摩耗量を精度良く推定することができる。

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）に記載の軸受摩耗量推定装置において、
前記オンラインデータ取得部は、前記過給機又は前記パワータービンの発停回数に関する発停回数パラメータ（例えば上述の発停回数パラメータｓ）を取得するように構成され、
前記軸受摩耗量推定部は、前記オフラインデータ取得部によって取得した前記オフラインデータにおける前記摩耗量の実測値と、前記オンラインデータ取得部によって取得した前記発停回数パラメータとに基づいて、前記前回の点検後における前記軸受の摩耗量を推定するように構成される。

滑り軸受等の軸受では、過給機又はパワータービンの起動直後には摺動部に油膜が形成されにくく軸受が摩耗しやすくなる傾向があるため、過給機又はパワータービンの発停回数に関する発停回数パラメータは、軸受の摩耗量と正の相関を有する。そこで上記（２）に記載のように発停回数パラメータに基づいて軸受の摩耗量を推定することにより、軸受の摩耗量をより精度良く推定することができる。

（３）幾つかの実施形態では、上記（２）に記載の軸受摩耗量推定装置において、
前記軸受摩耗量推定部は、前記発停回数パラメータに基づいて、前記過給機又は前記パワータービンの発停回数が多いほど前記軸受の摩耗量を大きく推定するように構成される。

過給機又はパワータービンの発停回数は軸受の摩耗量と正の相関を有するため、上記（３）に記載のように過給機又はパワータービンの発停回数が多いほど前記軸受の摩耗量を大きく推定することにより、軸受の摩耗量をより精度良く推定することができる。

（４）幾つかの実施形態では、上記（１）に記載の軸受摩耗量推定装置において、
前記オンラインデータ取得部は、前記過給機又は前記パワータービンの回転数域に応じた前記軸受への影響度を示す回転数域影響パラメータ（例えば上述の回転数域影響パラメータａ１～ａｘ）を取得するように構成され、
前記軸受摩耗量推定部は、前記オフラインデータ取得部によって取得した前記オフラインデータにおける前記摩耗量の実測値と、前記オンラインデータ取得部によって取得した前記回転数域影響パラメータとに基づいて、前記前回の点検後における前記軸受の摩耗量を推定するように構成される。

過給機又はパワータービンは、常に一定の回転数で運転されているのではなく、例えば過給機又はパワータービンが連結された機器（例えばエンジン）の回転数や負荷の変動等によって、過給機又はパワータービンの回転数も変動する。したがって、過給機又はパワータービンの回転数域に応じた軸受の摩耗量への影響度を予め運転試験等によって確認して上記回転数域影響パラメータを設定しておき、上記（４）に記載のように回転数域影響パラメータを考慮して軸受の摩耗量を推定することにより、軸受の摩耗量を精度良く推定することができる。

（５）幾つかの実施形態では、上記（４）に記載の軸受摩耗量推定装置において、
前記軸受摩耗量推定部は、前記回転数域影響パラメータに基づいて、前記過給機又は前記パワータービンの回転数が大きいほど、前記軸受の摩耗量を小さく推定するように構成される。

過給機又はパワータービンの回転数は軸受の摩耗量と負の相関を有するため、上記（５）に記載のように過給機又はパワータービンの回転数が大きいほど前記軸受の摩耗量を小さく推定することにより、軸受の摩耗量を精度良く推定することができる。

（６）本開示の少なくとも一実施形態に係る軸受摩耗量推定方法は、
過給機又はパワータービン（例えば上述の過給機２又はパワータービン）の軸受（例えば上述の滑り軸受５）の摩耗量を推定するための軸受摩耗量推定方法であって、
前記過給機又は前記パワータービンの前回の点検時に計測された前記軸受の摩耗量の実測値（例えば上述の摩耗量の実測値Ｅ）を含むオフラインデータを取得するオフラインデータ取得ステップと、
前記軸受の摩耗量と相関する少なくとも１つのパラメータ（例えば上述の回転数センサ１６によって計測された過給機２の回転数Ｎｔ、圧力センサ１８によって計測された潤滑油の圧力Ｐｌｏ、温度センサ２０によって計測された潤滑油の温度Ｔｌｏ、温度センサ２２によって計測された排ガスの温度Ｔｅ、及び過給機２の運転時間ｔ、過給機２の発停回数に関する発停回数パラメータｓ、のうち少なくとも１つのパラメータ）について、前記過給機又は前記パワータービンの運転中にモニタリングされるオンラインデータを取得するオンラインデータ取得ステップと、
前記オフラインデータ取得ステップによって取得した前記オフラインデータにおける前記摩耗量の実測値と、前記オンラインデータ取得ステップによって取得した前記オンラインデータにおける前記少なくとも１つのパラメータと、に基づいて、前記前回の点検後における前記軸受の摩耗量を推定する軸受摩耗量推定ステップと、
を備える。

上記（６）に記載の軸受摩耗量推定方法によれば、オンラインデータにおける軸受の摩耗量と相関する少なくとも１つのパラメータと、前回の点検時に計測された軸受の摩耗量の実測値とを考慮して、前回の点検後における軸受の摩耗量を推定することにより、過給機を頻繁に分解することなく軸受の摩耗量を精度良く推定することができる。

２ 過給機
４ 圧縮機
５ 軸受
５ 滑り軸受
６ 回転軸
８ タービン
９ 排ガスライン
１０ 排ガスライン
１２ 潤滑油供給ライン
１４ 潤滑油排出ライン
１６ 回転数センサ
１８ 圧力センサ
２０ 温度センサ
２２ 温度センサ
２４ 軸受摩耗量推定装置
２６ オフラインデータ取得部
２８ オンラインデータ取得部
３０ 軸受摩耗量推定部
３２ 記憶部
３４ アラーム信号生成部
７２ プロセッサ
７４ ＲＡＭ
７６ ＲＯＭ
７８ ＨＤＤ
８０ 入力Ｉ／Ｆ
８２ 出力Ｉ／Ｆ
８４ バス

Claims (11)

1. 過給機又はパワータービンの軸受の摩耗量を推定するための軸受摩耗量推定装置であって、
   前記過給機又は前記パワータービンの前回の点検時に計測された前記軸受の摩耗量の実測値、及び前記過給機又は前記パワータービンの運転中に取得した前記軸受の潤滑油の分析値、を含むオフラインデータを取得するように構成されたオフラインデータ取得部と、
   前記軸受の摩耗量と相関する少なくとも１つのパラメータについて、前記過給機又は前記パワータービンの運転中にモニタリングされるオンラインデータを取得するように構成されたオンラインデータ取得部と、
   前記オフラインデータ取得部によって取得した前記オフラインデータにおける前記摩耗量の実測値及び前記潤滑油の分析値の双方と、前記オンラインデータ取得部によって取得した前記オンラインデータにおける前記少なくとも１つのパラメータと、に基づいて、前記前回の点検後における前記軸受の摩耗量を推定するように構成された軸受摩耗量推定部と、
   を備える、軸受摩耗量推定装置。
2. 過給機又はパワータービンの軸受の摩耗量を推定するための軸受摩耗量推定装置であって、
   前記過給機又は前記パワータービンの前回の点検時に計測された前記軸受の摩耗量の実測値を含むオフラインデータを取得するように構成されたオフラインデータ取得部と、
   前記軸受の摩耗量と相関する少なくとも１つのパラメータであって、前記軸受の潤滑油の圧力又は温度の少なくとも一方を含む少なくとも１つのパラメータについて、前記過給機又は前記パワータービンの運転中にモニタリングされるオンラインデータを取得するように構成されたオンラインデータ取得部と、
   前記オフラインデータ取得部によって取得した前記オフラインデータにおける前記摩耗量の実測値と、前記オンラインデータ取得部によって取得した前記オンラインデータにおける前記軸受の潤滑油の圧力又は温度の少なくとも一方を含む前記少なくとも１つのパラメータと、に基づいて、前記前回の点検後における前記軸受の摩耗量を推定するように構成された軸受摩耗量推定部と、
   を備える、軸受摩耗量推定装置。
3. 前記オフラインデータ取得部は、前記過給機又は前記パワータービンの運転中に取得した前記軸受の潤滑油の分析値を取得するように構成され、
   前記軸受摩耗量推定部は、前記オフラインデータ取得部によって取得した前記オフラインデータにおける前記潤滑油の分析値に基づいて、前記前回の点検後における前記軸受の摩耗量を推定するように構成された、請求項２に記載の軸受摩耗量推定装置。
4. 前記軸受摩耗量推定部により推定された前記軸受の摩耗量に基づいて、前記潤滑油の分析値の取得頻度を調整するように構成された、請求項１又は３に記載の軸受摩耗量推定装置。
5. 前記潤滑油の分析値は、前記潤滑油の汚染度、前記潤滑油の金属摩耗粉量、前記潤滑油のペンタン不溶解分、又は前記潤滑油の水分のうち、少なくとも１つを含む、請求項１、３、４の何れか１項に記載の軸受摩耗量推定装置。
6. 前記オンラインデータ取得部は、前記過給機又は前記パワータービンの発停回数に関する発停回数パラメータを取得するように構成され、
   前記軸受摩耗量推定部は、前記オンラインデータ取得部によって取得した前記発停回数パラメータに基づいて、前記前回の点検後における前記軸受の摩耗量を推定するように構成された、請求項１～５の何れか１項に記載の軸受摩耗量推定装置。
7. 前記軸受摩耗量推定部は、前記発停回数パラメータに基づいて、前記過給機又は前記パワータービンの発停回数が多いほど前記軸受の摩耗量を大きく推定するように構成された、請求項６に記載の軸受摩耗量推定装置。
8. 前記オンラインデータ取得部は、前記過給機又は前記パワータービンの回転数域に応じた前記軸受への影響度を示す回転数域影響パラメータを取得するように構成され、
   前記軸受摩耗量推定部は、前記オンラインデータ取得部によって取得した前記回転数域影響パラメータに基づいて、前記前回の点検後における前記軸受の摩耗量を推定するように構成された、請求項１～５の何れか１項に記載の軸受摩耗量推定装置。
9. 前記軸受摩耗量推定部は、前記回転数域影響パラメータに基づいて、前記過給機又は前記パワータービンの回転数が大きいほど、前記軸受の摩耗量を小さく推定するように構成された請求項８に記載の軸受摩耗量推定装置。
10. 過給機又はパワータービンの滑り軸受の摩耗量を推定するための軸受摩耗量推定装置であって、
    前記過給機又は前記パワータービンの前回の点検時に計測された前記滑り軸受の摩耗量の実測値を含むオフラインデータを取得するように構成されたオフラインデータ取得部と、
    前記滑り軸受の摩耗量と相関する少なくとも１つのパラメータについて、前記過給機又は前記パワータービンの運転中にモニタリングされるオンラインデータを取得するように構成されたオンラインデータ取得部と、
    前記オフラインデータ取得部によって取得した前記オフラインデータにおける前記摩耗量の実測値と、前記オンラインデータ取得部によって取得した前記オンラインデータにおける前記少なくとも１つのパラメータと、に基づいて、前記前回の点検後における前記滑り軸受の摩耗量を推定するように構成された軸受摩耗量推定部と、を備え、
    前記オンラインデータ取得部は、前記過給機又は前記パワータービンの回転数域に応じた前記滑り軸受への影響度を示す回転数域影響パラメータを取得するように構成され、
    前記軸受摩耗量推定部は、前記オフラインデータ取得部によって取得した前記オフラインデータにおける前記摩耗量の実測値と、前記オンラインデータ取得部によって取得した前記回転数域影響パラメータとに基づいて、前記前回の点検後における前記滑り軸受の摩耗量を推定するように構成されるとともに、前記回転数域影響パラメータに基づいて、前記過給機又は前記パワータービンの回転数が大きいほど、前記滑り軸受の摩耗量を小さく推定するように構成された、軸受摩耗量推定装置。
11. 過給機又はパワータービンの軸受の摩耗量を推定するための軸受摩耗量推定方法であって、
    前記過給機又は前記パワータービンの前回の点検時に計測された前記軸受の摩耗量の実測値、及び前記過給機又は前記パワータービンの運転中に取得した前記軸受の潤滑油の分析値、を含むオフラインデータを取得するオフラインデータ取得ステップと、
    前記軸受の摩耗量と相関する少なくとも１つのパラメータについて、前記過給機又は前記パワータービンの運転中にモニタリングされるオンラインデータを取得するオンラインデータ取得ステップと、
    前記オフラインデータ取得ステップによって取得した前記オフラインデータにおける前記摩耗量の実測値及び前記潤滑油の分析値の双方と、前記オンラインデータ取得ステップによって取得した前記オンラインデータにおける前記少なくとも１つのパラメータと、に基づいて、前記前回の点検後における前記軸受の摩耗量を推定する軸受摩耗量推定ステップと、
    を備える、軸受摩耗量推定方法。

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