JPH0689744B2

JPH0689744B2 - 往復圧縮機の弁の診断方法

Info

Publication number: JPH0689744B2
Application number: JP21843086A
Authority: JP
Inventors: 敏明平田; 輝男増田
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1986-09-16
Filing date: 1986-09-16
Publication date: 1994-11-14
Anticipated expiration: 2009-11-14
Also published as: JPS6375373A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、弁の動作異常を検出するための往復圧縮機の
弁の診断方法に関するものである。

（従来の技術）従来、往復圧縮機の弁の診断方法としては、特開昭59−
20589号公報に記載の方法が公知である。すなわち、こ
の方法は各シリンダに振動センサを取付けて、シリンダ
内の弁の開閉動作によって生ずる振動を検出し、検出出
力のうちで、所定レベルを超えるピーク値の発生回数を
クランクの回転周期毎にカウントし、カウント結果の変
化により弁の開閉動作異常を検知するようにしたもので
ある。

さらに、この他に弁座または弁受に変位センサを取付け
て、弁室カバー等からガスシール手段を施したうえでケ
ーブルを引き出し、変位計を介して電気的に弁板の動き
を検出し、この動きをオッシログラフ等にて直接観察す
る方法が公知である。

（発明が解決しようとする問題点）上記公報に記載の方法では、往復圧縮機が複動シリンダ
を用いている場合には振動センサは、各吸込弁，吐出弁
の開閉による振動レベルが均一な場所に取付ける必要が
あるが、このような場所を捜すことは、現実には不可能
である。したがって、カウントすべき振動レベルの設定
が困難であり、仮にあるレベルに設定しても、何らかの
異常によりいずれかの弁の振動レベルが上がっても、検
出されない場合もあり得るという問題がある。また、複
動シリンダの場合に限らず、複数個の吸込弁，吐出弁が
ピストンの押し側，引き側についている場合も多く、上
記同様の問題がある。

さらに、仮に異常が検出されたとしても、それだけでは
シリンダ内のどの弁が異常かを特定できないため、点
検，整備に時間とコストがかかるという問題がある。

一方、弁板の動きを直接変位計で観察する方法では、弁
にセンサ取付け孔を、弁室カバー等にセンサケーブル引
き出し孔を設ける必要があるうえ、ケーブル引き出し部
は内部ガスの漏れを防止するためにシール構造にする必
要がある。また、センサ付き弁の組込みも困難であり、
生産に使用している各種圧縮機に適用するのは実用的で
ない。

さらに、センサは直接ガス雰囲気にさらされており、セ
ンサ自体の寿命も短いという問題がある。

本発明は、斯る従来の問題点に鑑みてなされたもので容
易かつ確実に弁の異常を検出することを可能とした往復
圧縮機の弁の診断方法を提供しようとするものである。

（問題点を解決するための手段）上記問題点を解決するために、本発明は、一つのピスト
ンが往復運動することにより、複数のシリンダのシリン
ダ室への開口部に設けられた弁を開閉させてガスを吸込
・吐出させる往復圧縮機の弁の診断方法において、複数
の弁の近傍であってシリンダの表面部分に振動センサを
各々取り付け、ピストンの往復動作に対応したタイミン
グにおける上記振動センサにより検出した振動波形と、
予め定められた正常な場合の弁の振動波形とを比較し、
弁の異常を弁毎に検出するようにした。

（実施例）次に、本発明の実施例を図面にしたがって説明する。

第１図〜第３図は本発明に係る方法を適用した往復式圧
縮機を示し、４本のシリンダ１を備えている。そして、
モータ２によりクランク軸３を回転させて、このクラン
ク軸３により連接棒，クロスヘッド（図示せず）および
ピストン棒４を介してピストン５を往復運動させるよう
に形成してある。

また、第２図に示すように、シリンダ１の上部に吸込流
路6,下部に吐出流路７が形成してあり、各流路のシリン
ダ室への開口部には吸込弁8,吐出弁９が設けてある。こ
の吸込弁８および吐出弁９のいずれも、ピストン５の前
後のいずれの側にも設けてあり、またシリンダ室と上記
各流路とを連通させる通気孔を側部に設けた筒状の弁お
さえ10を介して弁室カバー11により上記開口部に固定し
てある。

そして、ピストン５の往復運動により、その前後のシリ
ンダ室である各圧縮室において圧力の上昇，降下を繰返
し、圧縮室と弁室6a,7aとの圧力差により自動的に吸込
弁８および吐出弁９を開閉させて、ガスの吸込，吐出を
行うようになっている。

また、各弁室カバー11の表面には、例えばストレインゲ
ージ形，圧電形，動電形等の振動センサ12を設置し、第
３図に示すように、各々振動計13に接続するとともに、
この振動計13を切換スイッチ14を介して、例えばオッシ
ロスコープ15に接続して、各振動計13からの出力信号を
切換えてオッシロスコープ15に送れるようにしてある。
一方、クランク軸３のモータ２との結合部近傍に、回転
パルス信号発生用フォトセンサ16を設置し、ピストン５
が上死点あるいは下死点でパスル信号を出力するように
調整して、増巾器17を介してオッシロスコープ15に接続
してある。

そして、切換スイッチ14を切換えることにより、いずれ
の弁についても弁毎にクランク軸３の回転運動に対応さ
せて、その振動波形を目視観察できるようになってい
る。すなわち、本発明者による実機テストによれば、上
述のように振動センサ12を弁の近傍に取付けた場合に
は、振動センサ12からの信号は、対象外の弁の開閉によ
りあまり影響を受けることはなく、近傍の対象弁の開閉
動作による振動成分を支配的に含むことが判明してお
り、オッシロスコープ15に表示された波形から弁毎の振
動状態が把握できる。

また、第４図〜第６図に示すように、弁の故障の原因と
なる代表的な弁の状態である弁ばねが強過ぎる場合のフ
ラッタリングや、逆に弁ばねが弱過ぎる場合のスラミン
グと正常な状態とでは、弁の振動波形が大きく異なるこ
とも上記実機テストの結果判明した。なお、第４図は正
常な状態で、これに対して第５図がフラッタリング，第
６図がスラミングの場合を示し、各々上段が振動波形
で、下段が弁板変位の図となっている。

本発明に係る方法の第１実施例は、斯る実機テストによ
る新たな判明事実に基づくもので、上記構成からなる装
置において切換スイッチ14を切換えて、診断対象とする
弁を順次選択し、その弁の振動波形をオッシロスコープ
15に表示させて、その形状に基づいて弁の状態を観察す
るようにしたものである。

例えば、振動波形が第５図，第６図あるいはそれに近い
場合は、診断対象になっている弁の弁ばねが強過ぎる
か、あるいは弱過ぎるということになる。

また、第１図〜第３図に示す装置のように複数個の吸込
弁８あるいは吐出弁９がある場合には、複数個の弁の振
動波形を比較することにより、特定の弁の異常事態、例
えば弁板破損，弁ばね破損の発見が容易になる。さら
に、弁の振動波形とともに、フォトセンサ16からの信号
も同時にオッシロスコープ15に表示させるようにして、
ピストン５が上死点あるいは下死点でパルス信号を出力
するように調整しておけば、弁の開放時、閉鎖時のクラ
ンク角度を知ることができ、弁の閉じ遅れおよび弁の状
態の判定をより確実なものとすることができる。

次に、本発明の他の実施例について説明する。

第２実施例は、第７図に示すように上記振動計13,増巾
器17をオッシロスコープ15の代わりに、データ記録計18
に接続して、受信信号を一旦ここに記録する。そして、
この記録に基づいて後程、各弁毎に例えば電磁オッシロ
スコープ19あるいは第７図には示していないがオッシロ
スコープ15により比較観察できるようにしたものであ
る。

なお、第７図中第３図と共通する部分には、同一番号を
付して説明を省略する（以下同様）。

第３実施例は、各弁の近傍に振動センサ12を取付ける代
わりに振動センサ12を一個にして、切換スイッチ14を使
わずに診断対象とする弁の弁室カバー11に振動センサ12
を付け換えることにより弁毎の診断を行うようにしたも
のである。

第4,第５実施例は、第１実施例において、振動計13を直
接オッシロスコープ15に接続したのに対して、第８図に
示すように振動計13を絶対値波形処理手段あるいは包絡
線検波手段20を介してオッシロスコープ15に接続して、
振動波形の−側成分を＋側に変換して表示するように
し、あるいは、振動波形の包絡線を表示するようにした
ものである。そして、このようにすることにより弁の開
閉による衝撃振動が強調され、診断が容易になるように
してある。

なお、第4,第５実施例を合わせて、振動計13を絶対値波
形処理手段および包絡線検波手段の両者を介してオッシ
ロスコープ15に接続してもよい。

また、振動波形のオッシロスコープ15上の表示方法とし
ては、振動波形を連続的に表示させる他、フォトセンサ
16からの回転パルス信号をトリガに使用して、診断対象
となっている弁の振動波形を例えば１周期毎に出力し、
これを比較観察してもよい。

さらに、振動センサ12の取付け位置は、弁室カバー11に
限るものでなく、弁の近傍でシリンダ表面部分ならば、
これ以外の場所に取付けてもよい。

（発明の効果）以上の説明より明らかなように、本発明によれば、一つ
のピストンが往復運動することにより、複数のシリンダ
のシリンダ室への開口部に設けられた弁を開閉させてガ
スを吸込・吐出させる往復圧縮機の弁の診断方法におい
て、複数の弁の近傍であってシリンダの表面部分に振動
センサを各々取り付け、ピストンの往復動作に対応した
タイミングにおける上記振動センサにより検出した振動
波形と、予め定められた正常な場合の弁の振動波形とを
比較し、弁の異常を弁毎に検出するようにしてある。

このため、弁毎に容易かつ確実に動作状態を把握して、
その異常を早期に発見することができ、弁の修理を必要
最小限の範囲内で効率よく行うことができるという効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例に係る方法を適用した往復
圧縮機の平面図、第２図は第１図のＩ−Ｉ線部分拡大断
面図、第３図は第１図の装置の振動波形検出機構を示す
ブロック図、第４図，第５図，第６図は弁の振動波形と
弁板変位の状態を示す図、第７図，第８図は本発明の第
２実施例，第４（第５実施例）を適用した往復圧縮機の
振動波形検出機構のブロック図である。１…シリンダ、８…吸込弁、９…吐出弁、12…振動セン
サ、15…オッシロスコープ、16…フォトセンサ、18…デ
ータ記録計、19…電磁オッシログラフ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一つのピストンが往復運動することによ
り、複数のシリンダのシリンダ室への開口部に設けられ
た弁を開閉させてガスを吸込・吐出させる往復圧縮機の
弁の診断方法において、複数の弁の近傍であってシリン
ダの表面部分に振動センサを各々取り付け、ピストンの
往復動作に対応したタイミングにおける上記振動センサ
により検出した振動波形と、予め定められた正常な場合
の弁の振動波形とを比較し、弁の異常を弁毎に検出する
ことを特徴とする往復圧縮機の弁の診断方法。