JPH01155004A - 油圧発生設備の異常監視装置 - Google Patents

油圧発生設備の異常監視装置

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JPH01155004A
JPH01155004A JP31211087A JP31211087A JPH01155004A JP H01155004 A JPH01155004 A JP H01155004A JP 31211087 A JP31211087 A JP 31211087A JP 31211087 A JP31211087 A JP 31211087A JP H01155004 A JPH01155004 A JP H01155004A
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cooler
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は油圧発生設備の浦連続監視装置に係り、特にタ
ービンプラン1〜等において軸受や油圧駆動機器に供給
する潤滑油または作動油の状態を迅速に検出し、異常発
生箇所を早期に発見して迅速な対応処置を可能とする油
圧発生設備の油連続監視装置に関する。
(U来の技術) タービン等の回転機械の軸受または減速機に使用されて
いる潤滑油、油圧サーボ弁を始めとする制御装置を駆動
する作動油など多種の油を高圧で供給する油圧発生設備
がプラント内に設(プられている。これらの油圧発生設
備の機能を常に適正に維持するため、油の性状管理が実
施されている。
潤滑油または油圧作動油に水分が渥大して劣化したり、
油に汚染物が多量に含有されると、軸受、減速機、油圧
ポンプ、サーボ弁など系内機器の不具合や損傷を誘発す
る。
したがって一般に油圧発生設備には、油の劣化等の性状
の変化を連続的に測定監視する油連続監視装置が設りら
れている。
この油連続監視装置としては例えば実開昭61−675
64号公報に開示されており、具体的には第4図に示す
にうに油圧作動油1を貯留した油タンク2内に水分セン
1)”3および粘度センサ4を配設し、上記水分センサ
3および粘度センサ−4からの検出信号を測定部5に入
力し、油の性状の5?変を検知し、異常を判定表示する
ものである。
測定部5は、測定器6と、判定器7と、設定器8と、表
示器9とから構成され、水分センサ3および粘度センサ
4からの検出信号は測定器6により数値的に演算され、
イの演算信号は判定器7に入力される。判定器7は、予
め設定された判定条件を設定器8から受(プ、上記演算
信号と判定条件とを比較して、その偏差が所定幅以上に
拡大した段階で異常ありと判定し、その旨を表示器9に
表示するとともに図示しない警報器によって運転員に異
常発生を告知する。
なお第4図に例示した油連続監視装置における測定項目
は、油中の水分量a3よび粘度であるが、この他に油の
汚染度、比重、塩素含有量、色相等の測定項目が採用さ
れる場合もある。
(発明が解決しようとする問題点) 従来の油連続監視装置は連続的に油の性状を監視し、異
常が発生した場合は表示器に自動的に表示されるもので
あるため、従来から実施されでいた運転員による定期的
な油サンプリングによる検査分析法と比較して、運転員
の管理業務の負荷を大幅に軽減し得るものであるが、次
のような問題点も右する。
まず潤滑油、作動油の性状を検出する各種のセンサは、
一般に大容量を有する油タンク2内に設置されているた
め、検出の感度、応答性が極めて低い欠点がある。
すなわち、例えば水分や汚染物質が軸受部、冷却器、配
管等から系内に混入した場合、最終的な検出部となる油
タンク内の大量の作動油等によって水分や汚染物質が稀
釈されるためセンサで検出し得ない場合がある。また検
出したどしても、油タンク内において−様な汚染分布、
水分量分布に達して初めて検出されることにJ:す、損
傷事故が発生してから時間がかなり経過してから検出さ
れ、迅速な対応が実施できないおそれがある。
また混入した水分または汚染物は、最終的に油タンク内
に集積されて設備全体としての異常状態が把握されるの
みであり、例えば水分等の混入が軸受部の損傷に起因す
るものか、または油の冷却器の破損によるものか等の異
常発生箇所を特定することが困難であった。そのため、
原因追求に多大な時間と労力とを要し、故障箇所に対応
した補修計画の立案や補修の実施が困難である欠点があ
つ /こ 。
ざらに、突発的なW常発住時においても警報表示等で運
転員、作業員に注意を促すのみであり、その後の処■対
策まで直結しない問題点もある。
すなわち運転中の機器が損傷し、異常事態が突発的に発
生し、その損傷が急激に進行づるJ:うな事態にあって
も、原因追求に時間を要し、系統の切替え操作等の処置
が遅延し、大きな事故に発展する危険性も考えられる。
本発明は上記の問題点を解決づ−るためになされたもの
であり、油に含有される水分量、汚染物質量を迅速に検
出し、損傷事故等の初期段階で異常傾向を把握し、異常
や劣化傾向にある構成機器を具体的に特定するとともに
故障機器を有する系統を自動的に切り離し、正常な系統
に切替えることを可能とし、機器の信頼性およびプラン
トの稼動率を大幅に向上し得る油圧発生設備の油連続監
視装置を提供することを目的とする。
〔発明の構成〕
(問題点を解決するための手段) 本発明に係る油圧発生設備の油連続監視装置は、軸受、
油圧機器に循環させる潤滑油または作動油等の油を貯留
づ−る貯留タンクと、貯留タンクの油を昇圧し、吐出配
管を経て軸受、油圧機器に送給する複数の油圧ポンプと
、軸受、油圧機器から戻り配管を経て貯留タンクに戻る
戻り油を冷却する複数の冷却器と、油圧ポンプの二次側
から分取した吐出油と冷却器の二次側から分取した戻り
油とを選択的に収容する小容量の油監視用タンクと、吐
出油と戻り油とを選択的に油監視用タンクに導入する切
替弁と、上記油監視用タンク内に配設され、油に含有さ
れる水分量を検出する水分センサおよび油の汚染度を検
出する汚染度センサど、上記水分センサおよび汚染度セ
ンサからの検出信号の経時変化から故障系統を特定し、
故障した油圧ポンプ系または冷却器系を正常系統に自動
切替する演算処理制御器とを備えることを特徴とする。
(作用) 上記構成の油圧発生設備の油連続監視装置によれば、小
容量の油監視用タンクが設けられ、この油監視用タンク
内に選択的に導入される吐出油と戻り油に含有される水
分量や汚染度がセンサにJ:って検出される。従って従
来の大容量の油タンク内にJ5ける油の水分量、汚染度
を検出していた場合と比較して、水分や汚染物質が希釈
されることがなく、水分量および汚染度が迅速かつ高感
度で検出され機器の異常が甲期に発見される。従って事
故に対する処置を迅速に実施することができる。
また水分センサiJ3よび汚染度センサからの検出信号
の変化量が演算処理制御器によって演算比較され、その
比較した結果から故障箇所が迅速に特定されるため、故
障箇所に対応した補修計画の立案および補修を早急に行
うことができる。
さらに故障系統にある油圧ポンプまたは冷却器が正常系
統にあるものに自動的に切替えられるため、故障機器の
継続使用による被害の拡大が防止され、機器おにびプラ
ント全体の信頼性を大幅に向上させることができる。
(実施例) 次に本発明の一実施例について添付図面を参照して説明
する。第1図は本発明に係る油圧発生設備の油連続監視
装置の一実施例を示し、油圧作動油1を大量に収容した
油タンク2を有し、また油タンク2から軸受・油圧機器
10へ油圧作動油1を送給する吐出配管11に2基の油
圧ポンプ12a、12bが並列に設けられる。
一方、軸受・油圧機器10から油タンク2へ戻り油を返
送する戻り配管13には、戻り油を冷部する2基の冷却
器14a、14bが並列に配設される。
上記油圧ポンプ12および冷却器14は、いずれも一方
が故障した際に互いの機能を補完し連続運転ができるよ
うに100%容量のものが予備として設けられている。
油圧ポンプ12a、12bの吸込側には吸込ス1−レー
ナ15a、15bが設けられ。吐出側には、吐出ストレ
ーナ16a、16bおよび逆止弁17a、17bh<設
けられる。逆止弁17a、17bの2次側は、共通した
吐出配管11を経由して軸受、油圧機器10に接続され
る。
また、冷却器14a、14.bの1次側には、冷却器切
替弁18a、18bが配設されており、この冷却器切替
弁18a、18bは通常運転時において、一方が開放さ
れ、他方は閉止されている。
第1図の例では冷却器切替弁18aが全開され、冷却器
切替弁18bは全開であり、冷却器14aのみが運転さ
れていることを示している。
さらに油タンク2と比較して小容量の油監視用タンク1
9が油タンク2の上方に設けられる。この油監視用タン
ク19と油圧ポンプ12の2次側の吐出配管11とは、
切替弁20を介装した吐出油監視配管21で接続されて
いる。また上記切替弁20と、各冷却器14a、14b
の2次側とは、戻り油監視配管22で接続されている。
切替弁20は、その切替操作により、吐出油監視配管2
1および戻り監視配管22を選択的に油監視用タンク1
9に連通させる。
上記油監視用タンク19は、傾斜した底板19aを有し
、その最低部から油タンク2に連通ずる=  11 − ドレン管23と、上部側壁から油タンク2に連通ずるオ
ーバーフロー管24とを有し、さらに底板部19aに汚
染度センサ25が配設される一方、油面部に水分センサ
26が配置されている。なお、監視対象となる油の比重
が水J:り小さい場合は水分センサ26は油監視用タン
ク19の下部に配設される。
さらに上記センサからの検出信号を演算処理し、異常の
発生を判定して、作動機器を切替える演算処理制御器2
7が警報器28とともに設けられる。
上記のように構成した油圧発生設備の油連続監視装置に
おいて、軸受・油圧機器10を循環して油タンク2に還
流する戻り油は、冷却器14aの2次側から分岐した戻
り油監視配管22を経て一部が油監視用タンク1つに導
入される。
この戻り油監視配管22を流通する油量は、戻り油全体
油量と比較すると少量である。しかし、油タンク2と比
較して容量が十分に小さい油監視用タンク19に戻り油
が収容され、また水分センサ26が油中の水分量を検知
し易い位置に配設ざれているため、油中に含有される水
分が増加した場合、迅速かつ高感度で異常の検知がなさ
れる。
すなわち、戻り油中の水分は、油タンク2内に貯留した
人足の油圧作動油1と混合して希釈される前に油監視用
タンク19内で水分量が検出されるため、従来法と比較
して、検出感度および検出速度が大幅に向上する。ちな
みに従来の装置によれば、戻り油配管にお()る油の水
分含有量がx ppmである場合、油タンク2内におい
ては戻り油が他の油圧作動油により希釈されるため全体
の水分含有量はXの数十分の1に低下してしまう。
−力木実施例によれば、油は測定前に希釈されることな
く x ppmのままで水分センサ26に接するため、
高い検出感度で水分量が検出され、かつ水分監視が時間
遅れを伴うことなく、迅速になされる。なお、水分セン
サ26からの検出信号は演算処理制御器27に送信され
る。
一方、戻り油に含有される汚染物質は、水分量の検出と
同様にして油監視用タンク1つに配設した汚染度センサ
25によって検出される。ここで汚染物質の比重は一般
に油の比重よりも大であるため、タンク底部に沈積し易
い。その特性を利用して油監視用タンク19の底板19
aは第1図に示すように傾斜して構成し、金属片、ごみ
等の汚染物質が集積し易い底板19aの最低部に汚染度
センサ25を配設して、その検出感度を高める工夫がな
されている。
油中に含まれる汚染物質の検出は、前述の水分量を検出
する場合と同様に、油タンク2内に戻り油が返送される
前段階で、すなわち希釈される前に行なわれるために、
早期かつ高感度で異常検知が可能である。
また、油圧ポンプ16aの吐出側を流れる吐出油と、軸
受・油圧機器10からの戻り油とは、切替弁20の切替
操作によって選択的に油監視用タンク19内に導入され
、吐出油および戻り油の水分量および汚染度が個別に検
出される。
汚染瓜センサ25からの検出信号は水分センサ26から
の検出信号とともに演算処理制御器27に送信される。
次に水分センサ26および汚染度センサ25から演算処
理制御器27に送信された検出信号の処理手順について
第2図および第3図を参照して説明する3、第2図は、
水分量の検出信号の処理手順を示す流れ図である。
まず第1図に示7I J:うに冷却器14aを使用した
運転モードにおいて、水分センサ26は、任意の時刻T
、T2.T3・・・Tloにおける戻り油の水分含有量
α 、α 、・・・αA1oを逐次、演算処A1   
 八2 埋制御器27に送信づ−る。演算処理制御器27は下記
(1)式に従って水分含有量の時間平均値αヶ△ を 第1比較判定器2つに送る。
ここで、時間平均値α。が基準値Aを超える場合、ある
い(よ水分含有量の時間的増加傾向を示すΔ ℃ 内に水洩れが発生したと判定され、警報器30に「水洩
れ」が表示される。
なお、本実施例では、水分含有量の平均値として時間平
均値αヶを採用して測定誤差の影響を緩和しているが、
時刻T、T2の選択によっては、各検出値αA1.・・
・を使用することもできる。
「水洩れ」が警報表示されると同時に、この「水洩れ」
箇所の特定がなされる。すなわち、この水洩れが冷却器
14aの例えばチューブからの漏洩に起因するものか、
あるいはより上流の軸受部、油圧機器10における水分
混入に起因するものかを、特定するために、冷却器切替
弁自動切替器31から切替信号32が発信され、冷却切
替弁18bが全開される一方、冷却器切替弁18aが全
閉される。
次に冷却器14bが使用された状態で時刻T11゜T1
2.・・・’20における水分含有量αB1.α82.
・・・αB1oが逐次測定され、演算処理制御器27へ
送信される。演算処理制御器27は、下記(2)式に従
って水分含有量の時間平均値α8および変化率33に送
る。
ここで時間平均値α8が冷却器14aを使用した場合の
時間平均値α4よりさらに大きい場合Δ t Δ t        △ を 却器14a、14bに異常はないものと判断される。ザ
なわち、冷却器14aを冷却器14bに切替えても油監
視用タンク19内において、蓄積される水分量は、増加
する傾向にあるため、この水洩れは冷却器14a、、1
4bの上流側にある軸受・油圧機器10等の他の機器で
発生していると判定され、その旨、表示器34に表示さ
れる。
一方、冷却器14aのチューブが破損して水洩れを生じ
ている場合におけるその異常検出手順は次の通りである
。すなわち冷却器14aの使用状態における水分センサ
26が検出値を第1比較判定器29が比較し、異常が発
生したと判定し、警報器30に「水洩れ」を表示する。
この時点では故障箇所の特定は未だ不可能である。
次の冷却器切替弁18a、18bが動作し、使用する冷
却器が冷却器14bに切替わる。冷却器14bは健全で
あるから、冷却器14bの2次側を流れる戻り油には水
分は含有されない。そのため油監視用タンク19内に浮
部残留していた水分は水分を有しない戻り油によって希
釈されるICめ、水分センサ26により検出される水分
量の時間平ける冷却器14を使用した場合の時間平均値
α4(3)(4)式が成立する。
αB  ≦  α八          ・・・・・・
(3)△ t        △ t このときは冷却器14aから水分漏洩事故が発生したと
第2比較判定器33が判定し、表示器34に「冷却器よ
りの水洩れ」を表示する。
次に、汚染度センサ25からの検出信号の処理手順につ
いて第3図に示す流れ図を参照して説明する。
戻り油監視配管22を経て油監視用タンク1つ内に導入
された、戻り油は、汚染度センサ25によって、汚染度
が検出される。汚染度センサ25は時刻T  、T  
・・・’10におりる戻り油の汚染度β 〜β  を逐
次、演算処理制御器27に送信へ1    八10 する。演算処理制御器27は、下記(5)式に従って、
汚染度の時間平均値βヶおよび変化率△ t 29に送る。
= 19− ここで時間平均値β。が基準値Cを超える場合、Δ を 合は、系内の機器において、汚染物が導入する異常箇所
が発生したと判定され、警報器30に「汚染度増加」を
表示する。
「汚染度増加」が表示されると、この汚染度の増加を招
いた箇所を特定するために、第1図に示すように切替弁
自動切替器35から切替信号36が発信され、その切替
信号36を受けて切替弁20が動作し、油監視用タンク
19に連通していた戻り油監視配管22が閉止され、吐
出油監視用配管21が油監視用タンク19に連通ずるよ
うに切替わる。
そして、時刻T11〜T2oにおりる吐出油の汚染度β
B1〜βB1oが逐次測定され、演算処理制御器27へ
送信される。演算処理制御器27は、汚染算し、第2比
較判定器33に送る。
このとき、時間平均値β8が戻り油の場合よりもさらに
増大づる場合は、中間に配置した軸受・油圧機器10ま
たは冷却器14の損傷による汚染物の混入は考えられず
、油圧ポンプ12または吸込ス1〜レーナ15等の油圧
発生装置用りに異常が生じていると判定され、表示器3
4に[油圧発生装置の損傷]が表示される。ぞして、従
来まで運転していた油圧ポンプ12aを停止し、待機し
ていた油圧ポンプ12bに運転が切替わるように切替信
号37によって制御される。
一方、軸受部、油圧機器10に損傷が発生し、該損(セ
部から汚染物質が系内に混入した場合にお【プる異常検
出手順は次の通りである。すなわち、戻り油に含有され
る汚染物質量は汚染度センサ25によって検出され、そ
の検出信号によって第1比較判定器29が異常ありと判
定し、警報器30に「汚染度増加」を表示する。
次に切替弁20を動作させて、吐出油を油監視用タンク
19に導入すると、油監視用タンク内19に残留してい
た汚染物質は、汚染物を含まない吐出油によって希釈さ
れるため、汚染度の時間下と比較して減少する。
従って、吐出配管11と戻り油監視配管22との間に配
設されている軸受・油圧機器10に損傷等の異常が発生
したことが判明し、表示器34に1軸受部・油圧機器の
損傷」がランプ表示される。
このように本実施例に係る油圧発生設備の油圧発生装置
によれば、油に含有される水分量および油の汚染度が、
小容量の油監視用タンク19において、迅速かつ高い検
出感麿で測定されるため、異常発生時における処置を迅
速に実施することができる。
また、系内を流通する吐出油と戻り油とに含有−22= される水分量および汚染物量を個別に測定し得る機器を
設けており、両者の検出値の変化から故障機器を特定す
ることが可能となる。そのため、油圧装置、軸受部や油
圧機器、冷却器の故障機器に対応した処置を個別にとる
ことができる。
また故障機器を正常な機器に自動的に切替えることがC
きるため、故障による被害の拡大が防止され、機器およ
びブラン1−全体の信頼性を向上η−ることができる。
4Tお本発明は上記実施例の他に次のような構成は器を
有する油圧発生設備の油連続監視装置として有効である
。すなわち蒸気タービンプラントの軸受潤滑油系統のよ
うに油圧ポンプ出口側に冷却器が設けられている場合は
、冷却器出口側と軸受部・油圧機器との間に油監視用タ
ンクおよび各種検出器を設置することにより同様の効果
を得ることができる。
また、作動油等の比重が水の比重よりも小さい場合、油
に含有された水分は油監視用タンク1つの底部に沈積づ
−るため、その場合には第1図に示す汚染度センサー2
5と同様に油監視用タンク19の底部に水分センサ26
を設置することにより高い水分検出感度を得ることがで
きる。
〔発明の効果〕
以上の通り、本発明に係る油圧発生設備の油連続監視装
百によれば、油タンクと比較して小容量の油監視用タン
クが設Cノられ、この油監視用タンク内に選択的に導入
される吐出油ど戻り油とに含有される水分量や汚染度が
センサによって検出される。従って大容量の油タンク内
において水分量汚染度を検出していた従来例と比較して
、水分や汚染物質が希釈されることがなく、迅速かつ高
感度で検出され、異常が早期に発見される。従って事故
に対して迅速な対応処置をとり得る。
また水分センサおよび汚染度センサがらの検出信号の変
化量が演算処理制御器によって演算比較され、その演算
結果から故障系統が迅速に特定されるため、故障箇所に
対応した補修計画の立案および補修を早期に行うことが
できる。
ざらに故障系統にある油圧ポンプまたは冷却器が正常系
統にあるものに自動的に切替えられるため、故障状態の
継続による損傷の拡大が防止され、機器およびプラン1
〜仝休の信頼性を大幅に向上さゼることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る油圧発生設備の油連続監視装置の
一実施例を示す構成図、第2図は水分センサからの検出
信号の処理手順を示す流れ図、第3図は汚染瓜センザか
らの検出信号の処理手順を示す流れ図、第4図は従来の
油連続監視装置の構成を示づ系統図である。 1・・・油圧作動油、2・・・油タンク、3・・・水分
センサ、4・・・粘度センサ、5・・・測定部、6・・
・測定器、7・・・判定器、8・・・設定器、9・・・
表示器、10・・・軸受・油圧機器、11・・・吐出配
管、12,12a。 12b・・・油圧ポンプ、13・・・戻り配管、14,
14a、14b・・・冷却器、15.15a、15b−
・・吸込7+−1/−1−116,16a、 16b+
−吐出ス1ヘレーナ、17.17a、17b−・・逆止
弁、18゜! 18a、’1’−8b・・・冷却器切替弁、9・・・油
監視用タンク、19a・・・底板、20・・・切替弁、
21・・・吐出油監視配管、22・・・戻り油監視装置
、23・・・ドレン管、24・・・オーバフロー管、2
5・・・汚染度センサ、26・・・水分センサ、27・
・・演算処理制御器、28・・・警報器、29・・・第
1比較判定器、30・・・警報器、31・・・冷却器切
替弁自動切替器、32・・・切替信号、33・・・第2
比較判定器、34・・・表示器、3−5・・・切替弁自
動切替器、36・・・切替信号、37・・・切替信号。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、軸受、油圧機器に循環させる潤滑油または作動油等
    の油を貯留する貯留タンクと、貯留タンクの油を昇圧し
    、吐出配管を経て軸受、油圧機器に送給する複数の油圧
    ポンプと、軸受、油圧機器から戻り配管を経て貯留タン
    クに戻る戻り油を冷却する複数の冷却器と、油圧ポンプ
    の二次側から分取した吐出油と冷却器の二次側から分取
    した戻り油とを選択的に収容する小容量の油監視用タン
    クと、吐出油と戻り油とを選択的に油監視用タンクに導
    入する切替弁と、上記油監視用タンク内に配設され、油
    に含有される水分量を検出する水分センサおよび油の汚
    染度を検出する汚染度センサと、上記水分センサおよび
    汚染度センサからの検出信号の経時変化から故障系統を
    特定し、故障した油圧ポンプ系または冷却器系を正常系
    統に自動切替する演算処理制御器とを備えることを特徴
    とする油圧発生設備の油連続監視装置。 2、演算処理制御器は、水分センサの検出信号から求め
    た水分量の時間平均値および変化率と基準値とを比較し
    異常の有無を判定する第1比較判定器と、第1比較判定
    器からの異常判定信号によつて冷却器切替弁を切替える
    冷却器切替弁自動切替器と、冷却器切替弁を切替えた後
    の水分量の時間平均値および変化率を切替前の時間平均
    値および変化率と比較して故障箇所を特定する第2比較
    判定器と、第2比較判定器からの判定信号によつて故障
    箇所を表示する表示器とから成る特許請求の範囲第1項
    記載の油圧発生設備の油連続監視装置。 3、演算処理制御器は、汚染度センサの検出信号から求
    めた汚染度の時間平均値および変化率と基準値とを比較
    し異常の有無を判定する第1比較判定器と、第1比較判
    定器からの異常判定信号によって切替弁を切替える切替
    弁自動切替器と、切替弁を切替えた後の汚染度の時間平
    均値および変化率を切替前の時間平均値および変化率と
    比較して故障箇所を特定する第2比較判定器と、第2比
    較判定器からの判定信号によつて故障箇所を表示する表
    示器とからなる特許請求の範囲第1項記載の油圧発生設
    備の油連続監視装置。
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