JPH0763659A - Vibrational spectrum monitoring system, and method and apparatus for health monitoring - Google Patents
Vibrational spectrum monitoring system, and method and apparatus for health monitoringInfo
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- JPH0763659A JPH0763659A JP21426293A JP21426293A JPH0763659A JP H0763659 A JPH0763659 A JP H0763659A JP 21426293 A JP21426293 A JP 21426293A JP 21426293 A JP21426293 A JP 21426293A JP H0763659 A JPH0763659 A JP H0763659A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、多軸タービンエンジン
に於ける各軸の振動スペクトルを測定するための振動ス
ペクトルモニタリング装置、該装置を用いたヘルスモニ
タリング装置及びその方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vibration spectrum monitoring device for measuring the vibration spectrum of each shaft in a multi-shaft turbine engine, a health monitoring device using the device, and a method thereof.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ガスタービンエンジンに於いては、回転
部分の保守管理が重要である。この回転部分の僅かな異
常を早期に検知すれば、故障や事故などの大事に至る前
に対策を講じることが可能となる。そのため、回転部分
の状態をモニタリングするための各種装置が従来より開
発されている（例えば実公昭４７−１６８０６号公報、
特開平３−６４６３０号公報等）。また、回転部分の回
転状態をより正確にモニタリングするために、振動計を
取付けて振動スペクトルを測定することが行われてい
る。振動スペクトルを測定し、そのスペクトルのピーク
値の大きさやその経時変化を捉えることにより、回転部
分の異常についての正確な情報を得ることができ、異常
の発生原因の究明に役立てることができる（ターボ機
械、第１６巻第７号、第３９１〜３９９頁）。2. Description of the Related Art In a gas turbine engine, maintenance management of rotating parts is important. If this slight abnormality in the rotating portion is detected at an early stage, it is possible to take countermeasures before an important event such as failure or accident occurs. Therefore, various devices for monitoring the state of the rotating part have been conventionally developed (for example, Japanese Utility Model Publication No. 47-16806).
JP-A-3-64630). Further, in order to more accurately monitor the rotating state of the rotating portion, a vibrometer is attached to measure the vibration spectrum. By measuring the vibration spectrum and grasping the magnitude of the peak value of the spectrum and its change over time, it is possible to obtain accurate information about abnormalities in the rotating part, which can be useful for investigating the cause of abnormalities (turbo Machinery, Vol. 16, No. 7, pp. 391-399).
【０００３】しかしながら、ジェット機、護衛艦等に用
いられる多軸タービンエンジンに於いては、回転系が複
数の圧縮機及び出力タービンを有しているため、各回転
系毎に振動スペクトルを測定して異常を検出することは
容易ではない。図９はこのような多軸タービンエンジン
を中央で切断し、斜視図として模式的に表したものであ
る。同図に示すようにこのタービンエンジンは、低圧圧
縮機１１と低圧タービン１２からなる低圧圧縮機ユニッ
ト１と、高圧圧縮機２１と高圧タービン２２からなる高
圧圧縮機ユニット２とを有している。高圧圧縮機２１と
高圧タービン２２の間には、燃焼機１６が取付けられ、
低圧タービン１２の後方にはプロペラ３２に接続された
出力タービン３１を有する出力タービンユニット３が設
けられている。低圧圧縮機ユニット１、高圧圧縮機ユニ
ット２、出力タービン３１及び燃焼機１６は、ケーシン
グ５内に収納されている。However, in a multi-shaft turbine engine used for jet aircraft, escorts, etc., since the rotary system has a plurality of compressors and output turbines, the vibration spectrum of each rotary system is measured and abnormal. Is not easy to detect. FIG. 9 is a perspective view schematically showing such a multi-shaft turbine engine cut at the center. As shown in the figure, this turbine engine has a low pressure compressor unit 1 including a low pressure compressor 11 and a low pressure turbine 12, and a high pressure compressor unit 2 including a high pressure compressor 21 and a high pressure turbine 22. The combustor 16 is mounted between the high-pressure compressor 21 and the high-pressure turbine 22,
An output turbine unit 3 having an output turbine 31 connected to a propeller 32 is provided behind the low pressure turbine 12. The low-pressure compressor unit 1, the high-pressure compressor unit 2, the output turbine 31, and the combustor 16 are housed in the casing 5.
【０００４】このような多軸タービンエンジンでは高圧
及び低圧圧縮機ユニット１，２が共通の軸の周りに回転
しているため、各ユニット毎に振動計を取付けても個別
に正確な振動スペクトルを測定することはできない。な
ぜなら、これらの２つの圧縮機ユニット１，２から発生
する振動が互いに影響し合い、更に出力タービンユニッ
ト３の振動によっても影響を受け、高圧及び低圧圧縮機
ユニット１，２について個別に正確な振動スペクトルを
得ることができないからである。また、出力タービンユ
ニット３について異常を検出する場合にも、高圧及び低
圧圧縮機ユニット１，２から発生する振動による影響が
あるため、これについて正確な振動スペクトルを測定す
ることもできない。In such a multi-shaft turbine engine, since the high-pressure and low-pressure compressor units 1 and 2 rotate about a common axis, even if a vibrometer is attached to each unit, an accurate vibration spectrum can be obtained individually. It cannot be measured. This is because the vibrations generated from these two compressor units 1 and 2 affect each other, and are also affected by the vibration of the output turbine unit 3, and the high and low pressure compressor units 1 and 2 are individually affected by accurate vibrations. This is because the spectrum cannot be obtained. Further, even when an abnormality is detected in the output turbine unit 3, there is an influence due to the vibration generated from the high-pressure and low-pressure compressor units 1 and 2, so that an accurate vibration spectrum cannot be measured.
【０００５】このような多軸タービンエンジンの異常検
出を行うものとして、特公昭４８−１１１９２号公報を
挙げることができる。この公報に記載の発明は、多軸タ
ービンエンジンの各圧縮機ユニット及び出力タービンユ
ニットの回転数が異なるため、各ユニット毎に振動スペ
クトルが現れる周波数帯域が異なることに着目したもの
である。即ち、この公報では、得られた振動スペクトル
を所定の周波数帯域に分離し、各周波数帯域を個々の回
転系に対応させているのである。このような構成によれ
ば、一応、各ユニットの異常を個別に検出することが可
能である。Japanese Patent Publication No. 48-11192 can be cited as an example of such an abnormality detection for a multi-shaft turbine engine. The invention described in this publication focuses on the fact that the frequency bands in which the vibration spectrum appears are different for each unit because the rotational speeds of the compressor unit and the output turbine unit of the multi-shaft turbine engine are different. That is, in this publication, the obtained vibration spectrum is separated into predetermined frequency bands, and each frequency band is associated with an individual rotating system. With such a configuration, it is possible to temporarily detect the abnormality of each unit.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、各圧縮
機ユニット及び出力タービンユニット毎に回転数が異な
るとはいえ、各ユニットは回転数に一致する基準振動の
他に、２倍、３倍等の整数倍の周波数の振動を発生して
いるため、各ユニット相互の影響を除いた振動スペクト
ルを得ることはできない。従って、各ユニット毎に正確
な異常検出を行うことはできない。また、上記公報では
異常の発生原因を知ることはできない。However, although the compressor unit and the output turbine unit have different rotation speeds, each unit has a standard vibration corresponding to the rotation speed, as well as a double, triple, etc. Since vibration with an integral multiple of frequency is generated, it is not possible to obtain a vibration spectrum excluding the mutual influence of each unit. Therefore, accurate abnormality detection cannot be performed for each unit. Further, it is not possible to know the cause of the abnormality in the above publication.
【０００７】本発明はこのような従来技術の問題点を解
決するものであり、本発明の目的は、多軸タービンエン
ジンに於ける各圧縮機ユニット及びタービンユニット間
の影響を除いた真の振動スペクトルを測定し得る振動ス
ペクトルモニタリング装置を提供することである。ま
た、本発明の他の目的は、各ユニットの異常の発生とそ
の原因とを知り得るヘルスモニタリング装置及び方法を
提供することである。The present invention solves the above problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a true vibration excluding the influence between each compressor unit and turbine unit in a multi-shaft turbine engine. An object of the present invention is to provide a vibration spectrum monitoring device capable of measuring a spectrum. Another object of the present invention is to provide a health monitoring device and method capable of knowing the occurrence of an abnormality in each unit and the cause thereof.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明に係る振動スペク
トルモニタリング装置は、それぞれ圧縮機及びタービン
によって構成された同軸の回りに独立に回転可能な複数
の圧縮機ユニットと、出力を取出す出力タービンユニッ
トとを有する多軸タービンエンジンに取付けて使用され
る振動スペクトルモニタリング装置であって、前記各圧
縮機ユニットと必要に応じて前記出力タービンユニット
とに対応して設けられた複数の振動計と、必要に応じて
前記各圧縮機ユニット又はこれと前記出力タービンユニ
ットに対応して設けられた複数の回転数計と、前記圧縮
機ユニットのそれぞれについて、前記振動計で得られた
振動スペクトルから、当該振動スペクトルを得た圧縮機
ユニット以外のユニットの回転数計からの回転数又は振
動計からの振動スペクトルの振動ピークに対応するピー
クを除くことにより、他のユニットからの影響を除いた
真の振動スペクトルを得るデータ処理手段とを備えたこ
とを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION A vibration spectrum monitoring apparatus according to the present invention comprises a plurality of compressor units independently rotatable about a coaxial axis formed by a compressor and a turbine, and an output turbine unit for taking out an output. A vibration spectrum monitoring device used by being attached to a multi-shaft turbine engine having: a plurality of vibrometers provided corresponding to each of the compressor units and, if necessary, the output turbine unit; According to, each of the compressor units or a plurality of tachometers provided corresponding to the output turbine unit and the compressor unit, for each of the compressor unit, from the vibration spectrum obtained by the vibrometer, the vibration The number of revolutions from the tachometer of the units other than the compressor unit that obtained the spectrum or the vibration scan from the vibrometer. By excluding the peaks corresponding to the vibration peak of vector, characterized by comprising a data processing means for obtaining a true vibration spectrum excluding the influence from other units.
【０００９】また、本発明に係るヘルスモニタリング方
法は、それぞれ圧縮機及びタービンによって構成された
同軸の回りに独立に回転可能な複数の圧縮機ユニット
と、出力を取出す出力タービンユニットとを有する多軸
タービンエンジンに使用されるヘルスモニタリング方法
であって、前記各圧縮機ユニットと必要に応じて前記出
力タービンユニットについて、前記多軸タービンエンジ
ンの異なる複数の出力に於ける振動スペクトルと必要に
応じて回転数とを測定し、前記振動スペクトルから、当
該振動スペクトルを得た圧縮機ユニット以外のユニット
の回転数又は振動スペクトルの振動ピークに対応するピ
ークを除くことにより、他の圧縮機ユニットからの影響
を除いた真の振動スペクトルを前記複数の出力について
求め、前記多軸タービンエンジンの前記複数の出力値に
於ける真の振動スペクトルを比較することにより、前記
圧縮機ユニットのそれぞれについて異常の検出及び該異
常の種類の判別を行うことを特徴とする。Further, the health monitoring method according to the present invention is a multi-shaft having a plurality of compressor units independently rotatable around a coaxial axis constituted by a compressor and a turbine, and an output turbine unit for taking out an output. A health monitoring method used for a turbine engine, comprising: for each of the compressor units and, if necessary, for the output turbine unit, a vibration spectrum at a plurality of different outputs of the multi-shaft turbine engine and rotation as necessary. The number and the vibration spectrum, by removing the peak corresponding to the vibration peak of the rotation speed or vibration spectrum of the unit other than the compressor unit that obtained the vibration spectrum, the influence from other compressor units. The excluded true vibration spectrum is obtained for the plurality of outputs, and the multiaxial target is obtained. By comparing the plurality of true vibration spectrum in the output value of the emission engine, and performing the respective abnormality detection and the abnormality discrimination of kind of the compressor unit.
【００１０】更に、本発明に係るヘルスモニタリング方
法は、それぞれ圧縮機及びタービンによって構成された
同軸の回りに独立に回転可能な複数の圧縮機ユニット
と、出力を取出すタービンユニットとを有する多軸ター
ビンエンジンに取付けて使用されるヘルスモニタリング
装置であって、上記の振動スペクトルモニタリング装置
と、前記各圧縮機ユニットと必要に応じて前記出力ター
ビンユニットについて、前記振動スペクトルモニタリン
グ装置で得られた前記多軸タービンエンジンの異なる複
数の出力に於ける真の振動スペクトルを比較することに
より、前記圧縮機ユニットの異常の検出及び該異常の種
類の判別を行う異常検出手段とを備えたことを特徴とす
る。Further, the health monitoring method according to the present invention is a multi-spindle turbine having a plurality of compressor units each independently rotatable about a coaxial axis constituted by a compressor and a turbine, and a turbine unit for taking out an output. A health monitoring device used by being attached to an engine, wherein the vibration spectrum monitoring device, the compressor units, and optionally the output turbine unit are the multi-axis obtained by the vibration spectrum monitoring device. It is characterized by further comprising an abnormality detecting means for detecting the abnormality of the compressor unit and determining the type of the abnormality by comparing the true vibration spectra at a plurality of different outputs of the turbine engine.
【００１１】[0011]
【作用】本発明の振動スペクトルモニタリング装置は、
複数の圧縮機ユニットと、出力を取出す出力タービンユ
ニットとを有する多軸タービンエンジンに取付けて使用
されるものである。各圧縮機ユニットは圧縮機及びター
ビンによって構成され、同軸の回りに独立に回転可能で
ある。従って、各圧縮機ユニットは異なる回転数で回転
している。The vibration spectrum monitoring device of the present invention is
It is used by being attached to a multi-shaft turbine engine having a plurality of compressor units and an output turbine unit for taking out an output. Each compressor unit is composed of a compressor and a turbine, and can rotate independently around a coaxial axis. Therefore, each compressor unit is rotating at a different rotation speed.
【００１２】本発明の振動スペクトルモニタリング装置
では、各圧縮機ユニットに対応して振動計が設けられ、
出力タービンユニットについても振動スペクトルのデー
タを得る場合には、これにも振動計が設けられる。各振
動計で得られた振動スペクトルは、その振動計が取付け
られている圧縮機ユニット又は出力タービンユニットの
回転に起因する振動スペクトルを主として含んでいる
が、他の圧縮機ユニット又は出力タービンユニットに起
因する振動スペクトルも含んでいる。In the vibration spectrum monitoring apparatus of the present invention, a vibration meter is provided corresponding to each compressor unit,
A vibrometer is also provided to obtain vibration spectrum data for the output turbine unit. The vibration spectrum obtained by each vibrometer mainly includes the vibration spectrum due to the rotation of the compressor unit or the output turbine unit to which the vibrometer is attached, but It also includes the vibration spectrum caused by it.
【００１３】本発明の振動スペクトルモニタリング装置
は、測定対象となっているユニットの振動スペクトルか
ら、他のユニットの振動の影響を除去することにより、
各ユニットについての正確な振動スペクトルを得るもの
である。他のユニットの振動の影響の除去は、回転数計
からの回転数のデータ、又は振動計から得られる振動ス
ペクトルに基づいて、以下のようにして行われる。The vibration spectrum monitoring apparatus of the present invention removes the influence of vibration of another unit from the vibration spectrum of the unit to be measured,
This is to obtain an accurate vibration spectrum for each unit. The effect of vibration of the other units is removed as follows based on the rotation speed data from the tachometer or the vibration spectrum obtained from the vibrometer.
【００１４】まず、回転数計からのデータに基づいて他
のユニットの振動の影響を除去する場合について説明す
る。通常、測定対象となるユニットの実測の振動スペク
トルには、他のユニットの回転数に一致するピークが大
きく現れ、これに加えてそのピークの整数倍の振動数の
ピークが現れる。従って、他のユニットに設けられた回
転数計で得られた回転数に一致するピークとその整数倍
のピークとを、その振動スペクトルから除去することに
より、より正確な振動スペクトルを得ることができる。
このようなピークの除去は、パーソナルコンピュータ等
のデータ処理手段によって行われる。First, a case will be described in which the influence of vibration of another unit is removed based on the data from the tachometer. Usually, in the actually measured vibration spectrum of the unit to be measured, a large peak corresponding to the rotation speed of the other unit appears, and in addition to this, a peak having a frequency that is an integral multiple of the peak appears. Therefore, a more accurate vibration spectrum can be obtained by removing from the vibration spectrum the peak that matches the rotation speed obtained by the tachometer provided in the other unit and the peak that is an integral multiple thereof. .
Such peak removal is performed by a data processing means such as a personal computer.
【００１５】次に、振動計からの振動スペクトルに基づ
いて他のユニットの振動の影響を除去する場合について
説明する。測定対象となっているユニットで得られた実
測の振動スペクトルは、そのユニットの真の振動スペク
トルと、他のユニットの振動計で得られた振動スペクト
ルに伝達率を掛けたものとを加えたものである。ここ
で、伝達率は、振動の伝達の大きさを周波数に依存する
関数として表したものである。従って、実測の振動スペ
クトルから他のユニットの真の振動スペクトルに伝達率
を掛けたもの差し引けば、測定対象のユニットの真の振
動スペクトルが得られる。しかし、実際には、他のユニ
ットについて得られるのは真の振動スペクトルではなく
実測の振動スペクトルであり、これに伝達率を掛けたも
のを差し引いても真の振動スペクトルは得られない。従
って、他のユニットの振動スペクトルを用いてその影響
を除去する場合には、測定対象のユニットとを他のユニ
ットの対応するピークとを比較し、他のユニットのピー
クの方が大きければ、測定対象のユニットの振動スペク
トルからこのピークを除去すれば、真の振動スペクトル
と言い得るものを得ることができる。このような振動ス
ペクトルのデータ処理も、パーソナルコンピュータ等の
データ処理手段によって行われる。Next, a case where the influence of vibration of other units is removed based on the vibration spectrum from the vibrometer will be described. The measured vibration spectrum obtained by the unit being measured is the true vibration spectrum of that unit plus the vibration spectrum obtained by the vibrometer of another unit multiplied by the transmissibility. Is. Here, the transmissibility represents the magnitude of vibration transmission as a function that depends on frequency. Therefore, the true vibration spectrum of the unit to be measured can be obtained by subtracting the true vibration spectrum of the other unit by the transmissibility from the measured vibration spectrum. However, in reality, what is obtained for the other units is not the true vibration spectrum, but the actually measured vibration spectrum, and the true vibration spectrum cannot be obtained even by subtracting the product of the transmissibility and this. Therefore, when using the vibration spectrum of another unit to remove the effect, compare the unit to be measured with the corresponding peak of the other unit, and if the peak of the other unit is larger, measure By removing this peak from the vibration spectrum of the target unit, what can be called a true vibration spectrum can be obtained. Data processing of such a vibration spectrum is also performed by data processing means such as a personal computer.
【００１６】また、本発明のヘルスモニタリング装置及
び方法は、上記の振動スペクトルモニタリング装置を用
い、多軸タービンエンジンの出力を変化させ、異なる複
数の出力に於いて得られた真の振動スペクトルに基づい
て、各圧縮機ユニット及び出力タービンユニットの異常
検出と異常の種類の判別とを行うものである。即ち、本
発明のヘルスモニタリング装置は、振動スペクトル解析
を多軸タービンエンジンの出力を変化させて行うもので
あり、従来の単一出力に於ける振動スペクトル解析を周
波数に依存する一次元の解析とすると、本発明の装置及
び方法は、周波数及び出力に依存する二次元の解析と言
うことができる。Further, the health monitoring apparatus and method of the present invention uses the above vibration spectrum monitoring apparatus to change the output of the multi-shaft turbine engine, and based on the true vibration spectrum obtained at a plurality of different outputs. Then, the abnormality detection of each compressor unit and the output turbine unit and the determination of the type of abnormality are performed. That is, the health monitoring device of the present invention performs vibration spectrum analysis by changing the output of a multi-shaft turbine engine, and performs vibration spectrum analysis in a conventional single output as a one-dimensional analysis that depends on frequency. The device and method of the present invention can then be described as a two-dimensional analysis that is frequency and power dependent.
【００１７】本発明のヘルスモニタリング装置及び方法
では、各圧縮機ユニット及び出力タービンユニットの異
常発生が検出されるとともに、その異常の発生原因が自
励振動、共振、強制振動（共振を除く）等のうちの何れ
であるかが判別される。このような異常発生の検出とそ
の種類の判別は、パーソナルコンピュータ等によって構
成される異常検出手段によって行われる。In the health monitoring apparatus and method of the present invention, the occurrence of an abnormality in each compressor unit and the output turbine unit is detected, and the cause of the abnormality is self-excited vibration, resonance, forced vibration (excluding resonance), etc. It is determined which one of them. The detection of the occurrence of such an abnormality and the determination of the type thereof are performed by the abnormality detection means configured by a personal computer or the like.
【００１８】自励振動の発生は、上記複数の出力のうち
の特定の出力に於いて、出力変化に依存しないピークを
検出することにより判別される。自励振動が認められる
原因として、オイルウィップ、内部摩擦による振れまわ
り等が考えられる。The occurrence of self-excited vibration is discriminated by detecting a peak that does not depend on the output change in a specific output among the plurality of outputs. Possible causes of self-excited vibration are oil whip and whirling due to internal friction.
【００１９】また、共振による異常の発生は、一つの出
力値に於いてのみ出現する大きなピークを検出すること
により判別される。共振の原因としては、ガタ、非線形
等を挙げることができる。Further, the occurrence of abnormality due to resonance is discriminated by detecting a large peak appearing at only one output value. As the cause of the resonance, there may be rattling or non-linearity.
【００２０】共振を除く強制振動の増加による異常の発
生は、全ての出力値に於いて軸の回転周波数の整数倍の
周波数成分の増加を検出することにより判別される。強
制振動の増加原因としては、アンバランス、ミスアライ
メント、軸クラック等を挙げることができる。The occurrence of abnormality due to an increase in forced vibration excluding resonance is discriminated by detecting an increase in frequency component that is an integral multiple of the shaft rotation frequency in all output values. Unbalanced, misalignment, axial cracks, etc. can be cited as the causes of the increase in forced vibration.
【００２１】[0021]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいてより
詳細に説明する。Embodiments of the present invention will now be described in more detail with reference to the drawings.
【００２２】図１は本発明の振動スペクトルモニタリン
グ装置を取り付けた多軸タービンエンジンを中央で切断
し、斜視図として概略構成を模式的に表したものであ
る。このタービンエンジンは護衛艦に用いられるもので
あり、低圧圧縮機１１と低圧タービン１２からなる低圧
圧縮機ユニット１と、高圧圧縮機２１と高圧タービン２
２からなる高圧圧縮機ユニット２とを有している。高圧
圧縮機２１と高圧タービン２２の間には、燃焼機１６が
取付けられ、低圧タービン１２の後方にはプロペラ３２
に接続された出力タービン３１を有する出力タービンユ
ニット３が設けられている。FIG. 1 is a perspective view schematically showing a schematic configuration of a multi-shaft turbine engine equipped with a vibration spectrum monitoring device of the present invention cut at the center. This turbine engine is used for a destroyer, and includes a low pressure compressor unit 1 including a low pressure compressor 11 and a low pressure turbine 12, a high pressure compressor 21 and a high pressure turbine 2.
And a high pressure compressor unit 2 composed of two. A combustor 16 is mounted between the high pressure compressor 21 and the high pressure turbine 22, and a propeller 32 is provided behind the low pressure turbine 12.
An output turbine unit 3 having an output turbine 31 connected to is provided.
【００２３】低圧圧縮機ユニット１は３つの軸受１３
ａ，１３ｂ，及び１３ｃによって支持され、これらの軸
受は図示しないスラットを介してケーシング５に固定さ
れている。そして、軸受１３ａ及び１３ｂを支持するス
ラットのケーシング５への取り付け部分の近傍の外側に
は、振動計１７が取り付けられている。このように振動
計１７はケーシング５の外側に取り付けられいるが、そ
の内側近傍には軸受１３ａ及び１３ｂのスラットが固定
されているので、振動計１７は低圧圧縮機ユニット１の
振動を主として測定することができる。The low pressure compressor unit 1 has three bearings 13
The bearings are supported by a, 13b, and 13c, and these bearings are fixed to the casing 5 via slats (not shown). A vibrometer 17 is attached to the outside of the vicinity of the attachment portion of the slat supporting the bearings 13a and 13b to the casing 5. As described above, the vibrometer 17 is attached to the outside of the casing 5, but the slats of the bearings 13a and 13b are fixed near the inside thereof, so the vibrometer 17 mainly measures the vibration of the low-pressure compressor unit 1. be able to.
【００２４】また、高圧圧縮機ユニット２は２つの軸受
２３ａ及び２３ｂによって支持され、これらの軸受も図
示しないスラットを介してケーシング５に固定されてい
る。The high-pressure compressor unit 2 is supported by two bearings 23a and 23b, and these bearings are also fixed to the casing 5 via slats (not shown).
【００２５】そして、軸受２３ｂのスラットのケーシン
グ５への取り付け部分の近傍の外側には、振動計２７が
取り付けられている。振動計２７はケーシング５の外側
に取り付けられているが、その内側近傍には軸受２３ａ
及び２３ｂのスラットが固定されているので、振動計２
７は高圧圧縮機ユニット２の振動を主として測定するこ
とができる。A vibrometer 27 is attached to the outside of the bearing 23b near the portion where the slat is attached to the casing 5. The vibrometer 27 is attached to the outside of the casing 5, but the bearing 23a is provided near the inside thereof.
Since the slats of 23 and 23b are fixed, the vibrometer 2
7 can mainly measure the vibration of the high-pressure compressor unit 2.
【００２６】更に、出力タービンユニット３は２つの軸
受３３ａ及び３３ｂによって支持され、振動計３７が図
示しない軸受台に取り付けられている。従って、振動計
３７は主として出力タービンユニット３の振動を測定す
ることができる。Further, the output turbine unit 3 is supported by two bearings 33a and 33b, and a vibrometer 37 is attached to a bearing stand (not shown). Therefore, the vibrometer 37 can mainly measure the vibration of the output turbine unit 3.
【００２７】また、低圧圧縮機ユニット１の軸受１３
ｂ、高圧圧縮機ユニット２の軸受２３ｂ、及び出力ター
ビンユニット３の軸受３３ｂには、それぞれのユニット
の回転数を測定する回転数計１８，２８，３８が設けら
れている。振動計１７，２７，３７、及び回転数計１
８，２８，３８で得られた測定データは、データ処理装
置として機能するパーソナルコンピュータ（図示せず）
に入力される。Further, the bearing 13 of the low pressure compressor unit 1
b, the bearing 23b of the high-pressure compressor unit 2, and the bearing 33b of the output turbine unit 3 are provided with tachometers 18, 28, 38 for measuring the number of revolutions of each unit. Vibration meters 17, 27, 37 and tachometer 1
The measurement data obtained at 8, 28 and 38 are personal computers (not shown) that function as data processing devices.
Entered in.
【００２８】以上の構成を有する本実施例の振動スペク
トルモニタリング装置では、以下のようにして低圧及び
高圧圧縮機ユニット１，２の真の振動スペクトルが得ら
れる。なお、上記の構成では出力タービンユニット３に
ついても真の振動スペクトルを得ることは可能である
が、通常出力タービンユニット３は低圧及び高圧圧縮機
ユニット１，２のスラットに比較して剛性の高い軸受台
で支持され、その回転によって発生する振動は小さいの
で、また説明を簡単にするために、以下では省略してあ
る。In the vibration spectrum monitoring apparatus of this embodiment having the above construction, the true vibration spectrum of the low pressure and high pressure compressor units 1 and 2 can be obtained as follows. In addition, although it is possible to obtain a true vibration spectrum for the output turbine unit 3 in the above configuration, the normal output turbine unit 3 has a bearing with higher rigidity than the slats of the low pressure and high pressure compressor units 1 and 2. Since it is supported by a table and the vibration generated by its rotation is small, it is omitted below for the sake of simplicity.
【００２９】図２（ａ）は低圧圧縮機ユニット１に対応
して設けられた振動計１７（図１）で実測された振動ス
ペクトルを、図２（ｂ）は高圧圧縮機ユニット２に対応
して設けられた振動計２７（図１）で実測された振動ス
ペクトルをそれぞれ示している。図２（ａ）及び（ｂ）
に示す実測の振動スペクトルには、それぞれ７つのピー
クＰ１〜Ｐ７が現れている。これらのピークＰ１〜Ｐ７
がそれぞれ低圧圧縮機ユニット１及び高圧圧縮機ユニッ
ト２の何れから発生しているかは、各ユニットに対応し
て設けられた回転数計１８及び２８から知ることができ
る。例えば、低圧圧縮機ユニット１の回転数計１８が示
す回転数をＮL とすると、これに対応する周波数はＮL
／６０であり、従って、振動スペクトルには、その整数
倍、即ちＮL ／６０、２ＮL ／６０、３ＮL ／６０…の
周波数にピークが現れるはずである。従って、これらの
周波数に対応するピークを高圧圧縮機ユニット２の振動
スペクトルから除くことにより、低圧圧縮機ユニット１
の影響を除いた真の高圧圧縮機ユニット２の振動スペク
トルを得ることができる。高圧圧縮機ユニット２の影響
を除いた真の低圧圧縮機ユニット１の振動スペクトル
も、高圧圧縮機ユニット２の回転数計２８が示す回転数
をＮH を用いて同様に求めることができる。FIG. 2A shows a vibration spectrum measured by a vibrometer 17 (FIG. 1) provided corresponding to the low-pressure compressor unit 1, and FIG. 2B shows a high-pressure compressor unit 2. The vibration spectrums actually measured by the vibrometer 27 (FIG. 1) provided in FIG. 2 (a) and (b)
Seven peaks P1 to P7 appear in the actually measured vibration spectrum shown in FIG. These peaks P1 to P7
From which of the low-pressure compressor unit 1 and the high-pressure compressor unit 2, respectively, can be known from the tachometers 18 and 28 provided corresponding to each unit. For example, when the rotation speed indicated by the rotational speed meter 18 of the low pressure compressor unit 1 and N L, a frequency corresponding to this N L
/ A 60, therefore, the vibration spectrum, integer multiples, i.e. should peak appears in the N L / 60,2N L / 60,3N L / 60 ... frequency. Therefore, by removing the peaks corresponding to these frequencies from the vibration spectrum of the high-pressure compressor unit 2, the low-pressure compressor unit 1
It is possible to obtain the vibration spectrum of the true high-pressure compressor unit 2 excluding the effect of. The vibration spectrum of the true low-pressure compressor unit 1 excluding the influence of the high-pressure compressor unit 2 can be similarly obtained by using N H as the rotation speed indicated by the rotation speed meter 28 of the high-pressure compressor unit 2.
【００３０】また、回転数計１８，２８で得られた回転
数のデータを用いずに、振動計１７，２７の振動スペク
トルを用いても、真の振動スペクトルを得ることができ
る。Further, the true vibration spectrum can be obtained by using the vibration spectra of the vibrometers 17 and 27 without using the data of the revolution speeds obtained by the revolution counters 18 and 28.
【００３１】この場合には、図２（ａ）及び（ｂ）の実
測振動スペクトルから、ピークＰ１〜Ｐ７が何れの図で
大きく現れているかによって、その振動ピークが低圧圧
縮機ユニット１及び高圧圧縮機ユニット２の何れのユニ
ットから発生しているかを知ることができる。例えば、
ピークＰ４は図２（ａ）より図２（ｂ）で大きく現れて
いるので、高圧圧縮機ユニット２から発生していること
が分かる。従って、ピークＰ４は低圧圧縮機ユニット１
の振動スペクトルから除去される。他のピークも同様に
して何れかの振動スペクトルから除去される。このよう
にデータ処理を施すことにより、図３（ａ）及び（ｂ）
にそれぞれ示す低圧圧縮機ユニット１及び高圧圧縮機ユ
ニット２の真の振動スペクトルが得られる。In this case, from the measured vibration spectra of FIGS. 2 (a) and 2 (b), depending on which of the figures shows peaks P1 to P7, the vibration peaks have the vibration peaks of the low pressure compressor unit 1 and the high pressure compression. It is possible to know from which unit of the machine unit 2 it is originating. For example,
Since the peak P4 appears larger in FIG. 2B than in FIG. 2A, it can be seen that the peak P4 is generated in the high-pressure compressor unit 2. Therefore, the peak P4 is the low pressure compressor unit 1
Is removed from the vibration spectrum of. Other peaks are similarly removed from either vibration spectrum. By performing the data processing in this manner, the data shown in FIGS.
The true vibration spectra of the low-pressure compressor unit 1 and the high-pressure compressor unit 2 shown in FIG.
【００３２】次に、上述の振動スペクトルモニタリング
装置を用いたヘルスモニタリング方法及び装置について
説明する。本実施例のヘルスモニタリング装置は、上記
振動スペクトルモニタリング装置で得た、多軸タービン
エンジンの異なる出力に於ける低圧圧縮機ユニット１及
び高圧圧縮機ユニット２の真の振動スペクトルを用いる
ものである。低圧圧縮機ユニット１及び高圧圧縮機ユニ
ット２の異常の発生及び異常の種類の判定を行う異常検
出手段としての機能は、前述のデータ処理手段として用
いたパーソナルコンピュータが果たしている。Next, a health monitoring method and device using the above vibration spectrum monitoring device will be described. The health monitoring device of this embodiment uses the true vibration spectra of the low-pressure compressor unit 1 and the high-pressure compressor unit 2 at different outputs of the multi-shaft turbine engine, obtained by the vibration spectrum monitoring device. The personal computer used as the above-mentioned data processing means fulfills the function as abnormality detecting means for determining the occurrence of abnormality and the type of abnormality of the low-pressure compressor unit 1 and the high-pressure compressor unit 2.
【００３３】図４は異常の発生していない低圧圧縮機ユ
ニット１について、上述の振動スペクトルモニタリング
装置を用いて得た、出力Ａ〜Ｉに於ける真の振動スペク
トルを３次元的に表したものである。同図を参照すれ
ば、低圧圧縮機ユニット１の回転数に対応する周波数Ｎ
／６０Ｈｚとその２倍の周波数２Ｎ／６０Ｈｚのピーク
が大きく現れており、出力の増大即ち回転数の増加に伴
って次第に高周波数側にシフトしている。FIG. 4 is a three-dimensional representation of the true vibration spectra at outputs AI obtained by using the vibration spectrum monitoring device described above for the low-pressure compressor unit 1 in which no abnormality has occurred. Is. Referring to the figure, the frequency N corresponding to the rotation speed of the low-pressure compressor unit 1
A peak of / 60 Hz and a frequency of 2N / 60 Hz twice as large as that of the peak appears, and the peak gradually shifts to the higher frequency side as the output increases, that is, the rotation speed increases.
【００３４】図５は自励振動が発生している低圧圧縮機
ユニット１について得た振動スペクトルである。同図か
ら明らかなように、このスペクトルでは図４の正常な振
動スペクトルに加え、出力Ａ，Ｂ及びＣに於いて、出力
変化しても周波数が変化しないピークＱが現れている。
これらのピークＱの出現は、自励振動が発生しているこ
とを示している。異常検出手段として機能するパーソナ
ルコンピュータは、これらのピークＱの出現を検出する
と、ディスプレイ上に自励振動が発生している旨の表示
を出力して注意を促す。FIG. 5 is a vibration spectrum obtained for the low pressure compressor unit 1 in which self-excited vibration is generated. As is clear from the figure, in this spectrum, in addition to the normal vibration spectrum of FIG. 4, at outputs A, B and C, a peak Q in which the frequency does not change even if the output changes is shown.
The appearance of these peaks Q indicates that self-excited vibration is occurring. Upon detecting the appearance of these peaks Q, the personal computer functioning as an abnormality detecting means outputs a display indicating that self-excited vibration is occurring on the display to call attention.
【００３５】図６は共振により異常が発生している低圧
圧縮機ユニット１について得た振動スペクトルである。
同図から明らかなように、このスペクトルでは図４の正
常な振動スペクトルに加え、出力ＤのＮ／６０Ｈｚの位
置に単一の大きなピークＲが現れている。このようなピ
ークＲは他の出力Ａ〜Ｃ，Ｅ〜Ｉには現れていないの
で、共振によるものであると判断することができる。異
常検出手段として機能するパーソナルコンピュータは、
このようなピークＲを検出すると、ディスプレイ上に共
振により異常が発生している旨の表示を出力して注意を
促す。FIG. 6 is a vibration spectrum obtained for the low pressure compressor unit 1 in which an abnormality has occurred due to resonance.
As is clear from the figure, in this spectrum, in addition to the normal vibration spectrum of FIG. 4, a single large peak R appears at the position of the output D at N / 60 Hz. Since such a peak R does not appear in the other outputs A to C and E to I, it can be determined that it is due to resonance. The personal computer that functions as an abnormality detection means
When such a peak R is detected, a display indicating that an abnormality has occurred due to resonance is output on the display to call attention.
【００３６】図７は強制振動（共振を除く）の増加によ
り異常が発生している低圧圧縮機ユニット１について得
た振動スペクトルである。同図の振動スペクトルと図４
の正常な振動スペクトルとを比較すると、周波数Ｎ／６
０及び２Ｎ／６０のピークが全出力Ａ〜Ｉに於いて増加
している。このような全出力に於けるＮ／６０の整数倍
の周波数の増加が検出されると、パーソナルコンピュー
タはディスプレイ上に強制振動の増加により異常が発生
している旨の表示を出力して注意を促す。FIG. 7 is a vibration spectrum obtained for the low-pressure compressor unit 1 in which an abnormality has occurred due to an increase in forced vibration (excluding resonance). Fig. 4 and vibration spectrum of the same figure
Comparing with the normal vibration spectrum of frequency N / 6
The 0 and 2N / 60 peaks are increasing at all outputs AI. When an increase in frequency that is an integer multiple of N / 60 in all outputs is detected, the personal computer outputs a display on the display indicating that an abnormality has occurred due to an increase in forced vibration, and attention should be paid. Urge.
【００３７】上述の振動スペクトルに現れる異常ピーク
の検出は、本実施例では前述のようにパーソナルコンピ
ュータ内で行われるが、パーソナルコンピュータ内では
実際にどのような処理が行われるのかについて説明す
る。図８は低圧圧縮機ユニット１の或る出力に於ける真
の振動スペクトルを表している。この振動スペクトルに
対し、同図に示すような臨界線Ｃが設けられている。そ
して、パーソナルコンピュータは、この臨界線Ｃより大
きな部分を異常ピークとして認識する。臨界線Ｃは、過
去に蓄積した出力毎の正常な振動スペクトルに基づいて
決められる。このような臨界線Ｃを超えるピークの有無
を各出力について判断することにより、上述のような異
常発生の検出と異常の種類の判別とが行われる。The detection of the abnormal peak appearing in the above-mentioned vibration spectrum is performed in the personal computer in the present embodiment as described above, but what kind of processing is actually performed in the personal computer will be described. FIG. 8 represents the true vibration spectrum at a certain output of the low pressure compressor unit 1. For this vibration spectrum, a critical line C as shown in the figure is provided. Then, the personal computer recognizes a portion larger than the critical line C as an abnormal peak. The critical line C is determined based on the normal vibration spectrum for each output accumulated in the past. By determining whether or not there is a peak exceeding the critical line C for each output, the above-described abnormality occurrence detection and abnormality type determination are performed.
【００３８】なお、上記では前述のように低圧圧縮機ユ
ニット１及び高圧圧縮機ユニット２について説明した
が、出力タービンユニット３についても同様にして異常
発生の検出と異常の種類の判別とを行うことができる。
また、上記では前述のように低圧圧縮機ユニット１及び
高圧圧縮機ユニット２の間で互いの影響を除去して真の
振動スペクトルを求める場合について説明したが、出力
タービンユニット３の影響を更に除去すれば、より精密
な振動スペクトルを得ることができ、従って、より正確
な異常発生の検出と異常の種類の判別とを行うことがで
きる。Although the low-pressure compressor unit 1 and the high-pressure compressor unit 2 have been described above, the occurrence of abnormality and the determination of the type of abnormality are similarly performed for the output turbine unit 3. You can
Further, as described above, the case where the mutual influence between the low pressure compressor unit 1 and the high pressure compressor unit 2 is removed to obtain the true vibration spectrum has been described, but the influence of the output turbine unit 3 is further removed. By doing so, it is possible to obtain a more precise vibration spectrum, and thus it is possible to more accurately detect the occurrence of abnormality and determine the type of abnormality.
【００３９】[0039]
【発明の効果】本発明に係る振動スペクトルモニタリン
グ装置によれば、多軸タービンエンジンに於ける複数の
圧縮機ユニットと出力タービンユニットのうち、測定対
象のユニットの振動スペクトルから他のユニットの影響
が除去されるので、各ユニットについて真の振動スペク
トルを得ることができる。According to the vibration spectrum monitoring apparatus of the present invention, of the plurality of compressor units and output turbine units in a multi-shaft turbine engine, the vibration spectrum of the unit to be measured affects the influence of other units. Since it is removed, a true vibration spectrum can be obtained for each unit.
【００４０】また、本発明のヘルスモニタリング方法及
び装置によれば、上記振動スペクトルモニタリング装置
を用いて真の振動スペクトルが各出力について得られる
ので、出力変化に対する振動スペクトルの変化を各ユニ
ットについて捉えることができる。従って、異常ピーク
の出力に対する依存性を各ユニットについて正確に知る
ことが可能となり、従来よりも正確な異常発生ユニット
の発見、並びに異常の種類及び原因の推定が可能とな
る。Further, according to the health monitoring method and apparatus of the present invention, since the true vibration spectrum is obtained for each output by using the above-mentioned vibration spectrum monitoring apparatus, the change in the vibration spectrum with respect to the output change can be detected for each unit. You can Therefore, the dependence of the abnormal peak on the output can be known accurately for each unit, and it is possible to more accurately detect the abnormal unit and estimate the type and cause of the abnormality than in the past.
【図１】本発明の振動スペクトルモニタリング装置を取
り付けた多軸タービンエンジンを中央で切断し、概略構
成を示した斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a multi-shaft turbine engine to which a vibration spectrum monitoring device of the present invention is attached, which is cut at the center.
【図２】（ａ）は低圧圧縮機ユニットの実測の振動スペ
クトル、（ｂ）は高圧圧縮機ユニットの実測の振動スペ
クトルを示す図である。FIG. 2A is a diagram showing a measured vibration spectrum of a low-pressure compressor unit, and FIG. 2B is a diagram showing a measured vibration spectrum of a high-pressure compressor unit.
【図３】（ａ）は低圧圧縮機ユニットの真の振動スペク
トル、（ｂ）は高圧圧縮機ユニットの真の振動スペクト
ルを示す図である。3A is a diagram showing a true vibration spectrum of a low-pressure compressor unit, and FIG. 3B is a diagram showing a true vibration spectrum of a high-pressure compressor unit.
【図４】正常に機能している低圧圧縮機ユニットの出力
Ａ〜Ｉに於ける真の振動スペクトルを３次元的に表した
図である。FIG. 4 is a three-dimensional representation of the true vibration spectrum at outputs AI of a low pressure compressor unit that is functioning normally.
【図５】自励振動が発生している低圧圧縮機ユニットに
ついて得た振動スペクトルである。FIG. 5 is a vibration spectrum obtained for a low-pressure compressor unit in which self-excited vibration is generated.
【図６】共振により異常が発生している低圧圧縮機ユニ
ットについて得た振動スペクトルである。FIG. 6 is a vibration spectrum obtained for a low-pressure compressor unit in which an abnormality has occurred due to resonance.
【図７】強制振動（共振を除く）の増加により異常が発
生している低圧圧縮機ユニットについて得た振動スペク
トルである。FIG. 7 is a vibration spectrum obtained for a low-pressure compressor unit in which an abnormality has occurred due to an increase in forced vibration (excluding resonance).
【図８】図８は低圧圧縮機ユニットの真の振動スペクト
ルに対する臨界線を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a critical line for a true vibration spectrum of a low pressure compressor unit.
【図９】多軸タービンエンジンを中央で切断し、概略構
成を示した斜視図である。FIG. 9 is a perspective view showing a schematic configuration of the multi-shaft turbine engine cut at the center.
１…低圧圧縮機ユニット ２…高圧圧縮機ユニット ３…出力タービンユニット ５…ケーシング １１…低圧圧縮機 １２…低圧タービン １３ａ，１３ｂ，１３ｃ…軸受 １６…燃焼機 １７…振動計 １８…回転数計 ２１…高圧圧縮機 ２２…高圧タービン ２３ａ，２３ｂ…軸受 ２７…振動計 ２８…回転数計 ３１…出力タービン ３２…プロペラ ３３ａ，３３ｂ…軸受 ３７…振動計 ３８…回転数計 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Low pressure compressor unit 2 ... High pressure compressor unit 3 ... Output turbine unit 5 ... Casing 11 ... Low pressure compressor 12 ... Low pressure turbine 13a, 13b, 13c ... Bearing 16 ... Combustor 17 ... Vibrometer 18 ... Rotation speed meter 21 ... High-pressure compressor 22 ... High-pressure turbine 23a, 23b ... Bearing 27 ... Vibration meter 28 ... Rotometer 31 ... Output turbine 32 ... Propeller 33a, 33b ... Bearing 37 ... Vibration meter 38 ... Rotational meter
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 喜久治 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番１ 号 川崎重工業株式会社神戸工場内 (72)発明者 橋本 芳己 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番１ 号 川崎重工業株式会社神戸工場内 (72)発明者 酒井 善正 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番１ 号 川崎重工業株式会社神戸工場内 (72)発明者 家本 泰輔 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番１ 号 川崎重工業株式会社神戸工場内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kikuji Hayashi 3-1, 1-1 Higashikawasaki-cho, Chuo-ku, Kobe-shi, Hyogo Kawasaki Heavy Industries Ltd. Kobe factory (72) Inventor Yoshimi Hashimoto Higashi-kawasaki-cho, Chuo-ku, Kobe-shi, Hyogo 3-1-1 Kawasaki Heavy Industries, Ltd. Kobe factory (72) Inventor Yoshimasa Sakai 3-1-1, Higashikawasaki-cho, Chuo-ku, Kobe-shi, Hyogo Kawasaki Heavy Industries Ltd., Kobe factory (72) Inventor Taesuke Iemoto Hyogo 3-1-1 Higashikawasaki-cho, Chuo-ku, Kobe-shi, Kawasaki
Claims (10)
成された同軸の回りに独立に回転可能な複数の圧縮機ユ
ニットと、出力を取出す出力タービンユニットとを有す
る多軸タービンエンジンに取付けて使用される振動スペ
クトルモニタリング装置であって、（ａ）前記各圧縮機
ユニットに対応して設けられた複数の振動計と、（ｂ）
前記各圧縮機ユニットに対応して設けられた複数の回転
数計と、（ｃ）前記圧縮機ユニットのそれぞれについ
て、前記振動計で得られた振動スペクトルから、当該振
動スペクトルを得た圧縮機ユニット以外のユニットの回
転数計からの回転数に対応する振動ピークを除くことに
より、他の圧縮機ユニットからの影響を除いた真の振動
スペクトルを得るデータ処理手段とを備えたことを特徴
とする振動スペクトルモニタリング装置。1. A vibration used by being attached to a multi-shaft turbine engine having a plurality of compressor units each independently rotatable about a coaxial axis constituted by a compressor and a turbine, and an output turbine unit for taking out an output. A spectrum monitoring device comprising: (a) a plurality of vibrometers provided corresponding to each of the compressor units; and (b)
For each of the plurality of tachometers provided corresponding to each of the compressor units, and (c) each of the compressor units, the compressor unit that obtains the vibration spectrum from the vibration spectrum obtained by the vibrometer. And a data processing unit for obtaining a true vibration spectrum excluding the influence from other compressor units by removing the vibration peak corresponding to the rotation speed from the tachometer of the units other than Vibration spectrum monitoring device.
成された同軸の回りに独立に回転可能な複数の圧縮機ユ
ニットと、出力を取出す出力タービンユニットとを有す
る多軸タービンエンジンに取付けて使用される振動スペ
クトルモニタリング装置であって、（ａ）前記各圧縮機
ユニットに対応して設けられた複数の振動計と、（ｂ）
前記圧縮機ユニットのそれぞれについて、前記振動計で
得られた振動スペクトルから、当該振動スペクトルを得
た圧縮機ユニット以外のユニットの振動スペクトルの振
動ピークに対応するピークを除くことにより、他の圧縮
機ユニットからの影響を除いた真の振動スペクトルを得
るデータ処理手段とを備えたことを特徴とする多軸ター
ビンエンジン用の振動スペクトルモニタリング装置。2. A vibration used by being attached to a multi-shaft turbine engine having a plurality of compressor units each independently rotatable about a coaxial axis constituted by a compressor and a turbine, and an output turbine unit for taking out an output. A spectrum monitoring device comprising: (a) a plurality of vibrometers provided corresponding to each of the compressor units; and (b)
For each of the compressor units, from the vibration spectrum obtained by the vibrometer, by removing the peak corresponding to the vibration peak of the vibration spectrum of the units other than the compressor unit that obtained the vibration spectrum, another compressor A vibration spectrum monitoring device for a multi-shaft turbine engine, comprising: a data processing means for obtaining a true vibration spectrum excluding the influence from the unit.
成された同軸の回りに独立に回転可能な複数の圧縮機ユ
ニットと、出力を取出す出力タービンユニットとを有す
る多軸タービンエンジンに取付けて使用される振動スペ
クトルモニタリング装置であって、（ａ）前記各圧縮機
ユニット及び前記出力タービンユニットに対応して設け
られた複数の振動計と、（ｂ）前記各圧縮機ユニット及
び前記出力タービンユニットに対応して設けられた複数
の回転数計と、（ｃ）前記各圧縮機ユニット及び前記出
力タービンユニットのそれぞれについて、前記振動計で
得られた振動スペクトルから、当該振動スペクトルを得
たユニット以外のユニットの回転数計からの回転数対応
する振動ピークを除くことにより、他のユニットからの
影響を除いた真の振動スペクトルを得るデータ処理手段
とを備えたことを特徴とする振動スペクトルモニタリン
グ装置。3. A vibration used by being attached to a multi-shaft turbine engine having a plurality of compressor units each independently rotatable about a coaxial axis constituted by a compressor and a turbine, and an output turbine unit for taking out an output. A spectrum monitoring device comprising: (a) a plurality of vibrometers provided corresponding to each compressor unit and the output turbine unit; and (b) corresponding to each compressor unit and the output turbine unit. For each of the plurality of tachometers provided and (c) each of the compressor unit and the output turbine unit, rotation of a unit other than the unit that obtained the vibration spectrum from the vibration spectrum obtained by the vibrometer By removing the vibration peak corresponding to the rotation speed from the number of meters, the true vibration without the influence from other units is eliminated. A vibration spectrum monitoring device comprising: a data processing unit for obtaining a dynamic spectrum.
成された同軸の回りに独立に回転可能な複数の圧縮機ユ
ニットと、出力を取出すタービンユニットとを有する多
軸タービンエンジンに取付けて使用される振動スペクト
ルモニタリング装置であって、（ａ）前記各圧縮機ユニ
ット及び前記出力タービンユニットに対応して設けられ
た複数の振動計と、（ｂ）前記各圧縮機ユニット及び前
記出力タービンユニットのそれぞれについて、前記振動
計で得られた振動スペクトルから、当該振動スペクトル
を得たユニット以外のユニットの振動スペクトルの振動
ピークに対応するピークを除くことにより、他のユニッ
トからの影響を除いた真の振動スペクトルを得るデータ
処理手段とを備えたことを特徴とする多軸タービンエン
ジン用の振動スペクトルモニタリング装置。4. A vibration spectrum used by being attached to a multi-shaft turbine engine having a plurality of compressor units each independently rotatable about a coaxial axis constituted by a compressor and a turbine, and a turbine unit taking out an output. A monitoring device comprising: (a) a plurality of vibrometers provided corresponding to each of the compressor units and the output turbine unit; and (b) each of the compressor units and the output turbine unit, From the vibration spectrum obtained by the vibrometer, by removing the peak corresponding to the vibration peak of the vibration spectrum of the unit other than the unit that obtained the vibration spectrum, the true vibration spectrum without the influence from other units is obtained. A vibration spectrum for a multi-shaft turbine engine, characterized by comprising data processing means. Tor monitoring device.
成された同軸の回りに独立に回転可能な複数の圧縮機ユ
ニットと、出力を取出す出力タービンユニットとを有す
る多軸タービンエンジンに使用されるヘルスモニタリン
グ方法であって、（ａ）前記圧縮機ユニットのそれぞれ
について、前記多軸タービンエンジンの異なる複数の出
力に於ける振動スペクトルと回転数とを測定し、（ｂ）
前記振動スペクトルから、当該振動スペクトルを得た圧
縮機ユニット以外のユニットの回転数に対応する振動ピ
ークを除くことにより、他の圧縮機ユニットからの影響
を除いた真の振動スペクトルを前記複数の出力について
求め、（ｃ）前記多軸タービンエンジンの前記複数の出
力に於ける真の振動スペクトルを比較することにより、
前記圧縮機ユニットのそれぞれについて異常の検出及び
該異常の種類の判別を行うことを特徴とするヘルスモニ
タリング方法。5. A health monitoring method used for a multi-shaft turbine engine having a plurality of compressor units each independently rotatable about a coaxial axis constituted by a compressor and a turbine, and an output turbine unit for taking out an output. And (a) measuring the vibration spectrum and the rotational speed at a plurality of different outputs of the multi-shaft turbine engine for each of the compressor units, (b)
From the vibration spectrum, by removing a vibration peak corresponding to the rotation speed of a unit other than the compressor unit that obtained the vibration spectrum, the true vibration spectrum excluding the influence from other compressor units is output as the plurality of outputs. And (c) by comparing the true vibration spectra at the outputs of the multi-shaft turbine engine,
A health monitoring method comprising detecting an abnormality and determining the type of the abnormality for each of the compressor units.
成された同軸の回りに独立に回転可能な複数の圧縮機ユ
ニットと、出力を取出す出力タービンユニットとを有す
る多軸タービンエンジンに使用されるヘルスモニタリン
グ方法であって、（ａ）前記圧縮機ユニットのそれぞれ
について、前記多軸タービンエンジンの異なる複数の出
力に於ける振動スペクトルを測定し、（ｂ）前記振動ス
ペクトルから、当該振動スペクトルを得た圧縮機ユニッ
ト以外のユニットの振動スペクトルの振動ピークに対応
するピークを除くことにより、他の圧縮機ユニットから
の影響を除いた真の振動スペクトルを前記複数の出力に
ついて求め、（ｃ）前記多軸タービンエンジンの前記複
数の出力に於ける真の振動スペクトルを比較することに
より、前記圧縮機ユニットのそれぞれについて異常の検
出及び該異常の種類の判別を行うことを特徴とするヘル
スモニタリング方法。6. A health monitoring method used for a multi-shaft turbine engine having a plurality of compressor units each independently rotatable about a coaxial axis formed by a compressor and a turbine, and an output turbine unit for taking out an output. Where (a) for each of the compressor units, a vibration spectrum at a plurality of different outputs of the multi-shaft turbine engine is measured, and (b) a compressor that obtains the vibration spectrum from the vibration spectrum. By removing a peak corresponding to a vibration peak of a vibration spectrum of a unit other than the unit, a true vibration spectrum excluding the influence from other compressor units is obtained for the plurality of outputs, and (c) the multi-shaft turbine engine. Of the compressor unit by comparing the true vibration spectra at the multiple outputs of A health monitoring method comprising detecting an abnormality and determining the type of the abnormality for each knit.
成された同軸の回りに独立に回転可能な複数の圧縮機ユ
ニットと、出力を取出す出力タービンユニットとを有す
る多軸タービンエンジンに使用されるヘルスモニタリン
グ方法であって、（ａ）前記圧縮機ユニット及び前記出
力タービンユニットのそれぞれについて、前記多軸ター
ビンエンジンの異なる複数の出力に於ける振動スペクト
ルと回転数とを測定し、（ｂ）前記振動スペクトルか
ら、当該振動スペクトルを得たユニット以外のユニット
の回転数に対応する振動ピークを除くことにより、他の
ユニットからの影響を除いた真の振動スペクトルを前記
複数の出力について求め、（ｃ）前記多軸タービンエン
ジンの前記複数の出力に於ける真の振動スペクトルを比
較することにより、前記圧縮機ユニット及び前記出力タ
ービンユニットのそれぞれについて異常の検出及び該異
常の種類の判別を行うことを特徴とするヘルスモニタリ
ング方法。7. A health monitoring method used for a multi-shaft turbine engine having a plurality of compressor units each independently rotatable about a coaxial axis formed by a compressor and a turbine, and an output turbine unit for extracting an output. (A) For each of the compressor unit and the output turbine unit, a vibration spectrum and a rotational speed at a plurality of different outputs of the multi-shaft turbine engine are measured, and (b) from the vibration spectrum , The true vibration spectrum excluding the influence from other units is obtained for the plurality of outputs by excluding the vibration peak corresponding to the rotation speed of the unit other than the unit that obtained the vibration spectrum, and By comparing the true vibration spectra at the multiple outputs of a shaft turbine engine, A method of health monitoring, characterized in that an abnormality is detected and a type of the abnormality is detected for each of the compressor unit and the output turbine unit.
成された同軸の回りに独立に回転可能な複数の圧縮機ユ
ニットと、出力を取出す出力タービンユニットとを有す
る多軸タービンエンジンに使用されるヘルスモニタリン
グ方法であって、（ａ）前記圧縮機ユニット及び前記出
力タービンユニットのそれぞれについて、前記多軸ター
ビンエンジンの異なる複数の出力に於ける振動スペクト
ルを測定し、（ｂ）前記振動スペクトルから、当該振動
スペクトルを得たユニット以外のユニットの振動スペク
トルの振動ピークに対応するピークを除くことにより、
他のユニットからの影響を除いた真の振動スペクトルを
前記複数の出力について求め、（ｃ）前記多軸タービン
エンジンの前記複数の出力に於ける真の振動スペクトル
を比較することにより、前記圧縮機ユニット及び前記出
力タービンユニットのそれぞれについて異常の検出及び
該異常の種類の判別を行うことを特徴とするヘルスモニ
タリング方法。8. A health monitoring method used for a multi-shaft turbine engine having a plurality of compressor units each independently rotatable about a coaxial axis formed by a compressor and a turbine, and an output turbine unit for taking out an output. (A) For each of the compressor unit and the output turbine unit, a vibration spectrum at a plurality of different outputs of the multi-shaft turbine engine is measured, and (b) from the vibration spectrum, the vibration spectrum is obtained. By removing the peak corresponding to the vibration peak of the vibration spectrum of the units other than the unit that obtained
A true vibration spectrum excluding the influence from other units is obtained for the plurality of outputs, and (c) the true vibration spectra at the plurality of outputs of the multi-shaft turbine engine are compared to obtain the compressor. A health monitoring method comprising detecting an abnormality and determining the type of the abnormality in each of the unit and the output turbine unit.
成された同軸の回りに独立に回転可能な複数の圧縮機ユ
ニットと、出力を取出すタービンユニットとを有する多
軸タービンエンジンに取付けて使用されるヘルスモニタ
リング装置であって、（ａ）請求項１又は２記載の振動
スペクトルモニタリング装置と、（ｂ）前記圧縮機ユニ
ットのそれぞれについて、前記振動スペクトルモニタリ
ング装置で得られた前記多軸タービンエンジンの異なる
複数の出力値に於ける真の振動スペクトルを比較するこ
とにより、前記圧縮機ユニットの異常の検出及び該異常
の種類の判別を行う異常検出手段とを備えたことを特徴
とするヘルスモニタリング装置。9. A health monitoring used in a multi-shaft turbine engine, which has a plurality of compressor units each independently rotatable about a coaxial axis constituted by a compressor and a turbine, and a turbine unit for taking out an output. A plurality of different devices of the multi-shaft turbine engine obtained by the vibration spectrum monitoring device, wherein (a) the vibration spectrum monitoring device according to claim 1 or 2, and (b) each of the compressor units. A health monitoring device comprising: an abnormality detection unit that detects an abnormality of the compressor unit and determines the type of the abnormality by comparing true vibration spectra in output values.
構成された同軸の回りに独立に回転可能な複数の圧縮機
ユニットと、出力を取出すタービンユニットとを有する
多軸タービンエンジンに取付けて使用されるヘルスモニ
タリング装置であって、（ａ）請求項３又は４記載の振
動スペクトルモニタリング装置と、（ｂ）前記圧縮機ユ
ニット及び前記出力タービンユニットのそれぞれについ
て、前記振動スペクトルモニタリング装置で得られた前
記多軸タービンエンジンの異なる複数の出力値に於ける
真の振動スペクトルを比較することにより、前記圧縮機
ユニット及び前記出力タービンユニットの異常の検出及
び該異常の種類の判別を行う異常検出手段とを備えたこ
とを特徴とするヘルスモニタリング装置。10. A health monitor used by being attached to a multi-shaft turbine engine having a plurality of compressor units each independently rotatable about a coaxial axis constituted by a compressor and a turbine, and a turbine unit for taking out an output. An apparatus, comprising: (a) the vibration spectrum monitoring device according to claim 3 or 4, and (b) each of the compressor unit and the output turbine unit, the multi-shaft turbine obtained by the vibration spectrum monitoring device. An abnormality detection means for detecting an abnormality of the compressor unit and the output turbine unit and discriminating the type of the abnormality by comparing true vibration spectra at a plurality of different output values of the engine. Health monitoring device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5214262A JP2572530B2 (en) | 1993-08-30 | 1993-08-30 | Vibration spectrum monitoring device, and health monitoring method and device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5214262A JP2572530B2 (en) | 1993-08-30 | 1993-08-30 | Vibration spectrum monitoring device, and health monitoring method and device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0763659A true JPH0763659A (en) | 1995-03-10 |
| JP2572530B2 JP2572530B2 (en) | 1997-01-16 |
Family
ID=16652842
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5214262A Expired - Lifetime JP2572530B2 (en) | 1993-08-30 | 1993-08-30 | Vibration spectrum monitoring device, and health monitoring method and device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2572530B2 (en) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002296105A (en) * | 2001-03-30 | 2002-10-09 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | Method of judging fault locations and device for judging fault locations |
| JP2004263854A (en) * | 2002-09-06 | 2004-09-24 | General Electric Co <Ge> | Method and device for changing critical speed of shaft |
| JP2008249699A (en) * | 2007-03-12 | 2008-10-16 | Snecma | Method of detecting damage to engine bearing |
| JP2010256352A (en) * | 2009-04-24 | 2010-11-11 | General Electric Co <Ge> | Structural integrity monitoring system |
| JP2011241683A (en) * | 2010-05-14 | 2011-12-01 | Hino Motors Ltd | Engine failure pre-sensing system |
| WO2014109787A1 (en) * | 2013-01-10 | 2014-07-17 | United Technologies Corporation | Two spool gas generator with mount ring |
| JP2021098155A (en) * | 2019-12-20 | 2021-07-01 | 株式会社クボタ | Diagnostic method for centrifugal dehydrator |
| CN114323664A (en) * | 2021-12-13 | 2022-04-12 | 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 | Method for detecting abnormal gas vibration of gas turbine |
| CN116192678A (en) * | 2023-04-26 | 2023-05-30 | 武汉能钠智能装备技术股份有限公司四川省成都市分公司 | Compression system and method for radio spectrum monitoring data |
| CN116907863A (en) * | 2023-09-12 | 2023-10-20 | 中国航发沈阳发动机研究所 | Vibration characteristic change and component damage monitoring and prejudging method for aero-engine |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61139438U (en) * | 1985-02-20 | 1986-08-29 |
-
1993
- 1993-08-30 JP JP5214262A patent/JP2572530B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61139438U (en) * | 1985-02-20 | 1986-08-29 |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002296105A (en) * | 2001-03-30 | 2002-10-09 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | Method of judging fault locations and device for judging fault locations |
| JP2004263854A (en) * | 2002-09-06 | 2004-09-24 | General Electric Co <Ge> | Method and device for changing critical speed of shaft |
| JP4705750B2 (en) * | 2002-09-06 | 2011-06-22 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | Method and apparatus for changing the critical speed of a shaft |
| JP2008249699A (en) * | 2007-03-12 | 2008-10-16 | Snecma | Method of detecting damage to engine bearing |
| JP2010256352A (en) * | 2009-04-24 | 2010-11-11 | General Electric Co <Ge> | Structural integrity monitoring system |
| JP2011241683A (en) * | 2010-05-14 | 2011-12-01 | Hino Motors Ltd | Engine failure pre-sensing system |
| WO2014109787A1 (en) * | 2013-01-10 | 2014-07-17 | United Technologies Corporation | Two spool gas generator with mount ring |
| JP2021098155A (en) * | 2019-12-20 | 2021-07-01 | 株式会社クボタ | Diagnostic method for centrifugal dehydrator |
| CN114323664A (en) * | 2021-12-13 | 2022-04-12 | 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 | Method for detecting abnormal gas vibration of gas turbine |
| CN116192678A (en) * | 2023-04-26 | 2023-05-30 | 武汉能钠智能装备技术股份有限公司四川省成都市分公司 | Compression system and method for radio spectrum monitoring data |
| CN116192678B (en) * | 2023-04-26 | 2023-06-23 | 武汉能钠智能装备技术股份有限公司四川省成都市分公司 | Compression system and method for radio spectrum monitoring data |
| CN116907863A (en) * | 2023-09-12 | 2023-10-20 | 中国航发沈阳发动机研究所 | Vibration characteristic change and component damage monitoring and prejudging method for aero-engine |
| CN116907863B (en) * | 2023-09-12 | 2023-11-28 | 中国航发沈阳发动机研究所 | Vibration characteristic change and component damage monitoring and prejudging method for aero-engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2572530B2 (en) | 1997-01-16 |
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