(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤外線吸収スペクトル法を用いて酸化物吸収ピークの吸光度を測定してタービン油の劣化度を評価する方法であって、
前記タービン油の波数７００ｃｍ-1 〜７５０ｃｍ-1 に存在する比較吸収ピークの吸光度における新油からの変化率を求め、該変化率に基づいて前記酸化物吸収ピークの吸光度を補正し、該補正された酸化物吸収ピークの吸光度からタービン油の劣化度を評価することを特徴とするタービン油の劣化度評価方法。
【請求項２】
前記赤外線吸収スペクトル法は干渉型分光器を使用する方法である請求項１記載のタービン油の劣化度評価方法。
【請求項３】
タービン油の酸化物吸収ピークの吸光度と全酸価との相関に基づいて、前記補正された酸化物吸収ピークの吸光度に対応する全酸価を求め、該求められた全酸価からタービン油の劣化度を評価する請求項１又は２記載のタービン油の劣化度評価方法。
【請求項４】
赤外線吸収スペクトル法を用いて酸化物吸収ピークの吸光度を測定してタービン油の劣化度を評価する装置であって、
前記タービン油の波数７００ｃｍ-1 〜７５０ｃｍ-1 に存在する比較吸収ピークの吸光度における新油からの変化率を算出する変化率算出手段と、該算出された変化率に基づいて前記酸化物吸収ピークの吸光度を補正する吸光度補正手段と、該補正された酸化物吸収ピークの吸光度からタービン油の劣化度を評価する評価手段とを備えることを特徴とするタービン油の劣化度評価装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タービン油の劣化度評価方法に関し、更に詳しくは、酸化物吸収ピークの吸光度を良好な測定精度で測定でき、タービン油の劣化度を正確に評価することのできるタービン油の劣化度評価方法に関する。
本発明のタービン油の劣化度評価方法は、各種タービン発電機等の軸受潤滑などに使用されるタービン油の劣化度の評価及びこれに関連する分野に広く利用される。
【０００２】
【従来の技術】
従来一般に、赤外線吸収スペクトル法を用いて、タービン油の波数１７１０ｃｍ-1 付近に現れる酸化物吸収ピーク（カルボン酸のＣＯ基等に起因）の吸光度を測定してタービン油の劣化度を評価する方法は知られている（例えば特開平９−９６３９８号公報等）。このようなタービン油の劣化度の評価結果によって、タービン油の交換時期や潤滑対象部の異常摩耗（潤滑異常）等の診断が行われていた。
【０００３】
ところで、上記赤外線吸収スペクトル法では、通常、組立て式あるいは固定式の測定セルが使用され、この測定セルにタービン油を注入して所定の厚さの試料膜を形成して赤外線スペクトルの測定が行われる。
しかし、上記測定セルは、一対の枠板間にスペーサを挟み、これらをネジで一体に組付けて構成されているため、ネジの締付け具合等により測定中にセル厚さ即ち試料膜の厚さが変動してしまう場合があった。このように測定条件があまり良くない場合、酸化物吸収ピークの吸光度の測定精度が低下してしまい、タービン油の劣化度を正確に評価できないといった問題があった。
【０００４】
ここで、上記赤外線吸収スペクトル法としては、分散型分光器を使用する方法（以下、ＩＲ法とも記載する。）と、干渉型分光器を使用する方法（以下、ＦＴ-ＩＲ法とも記載する。）とがあり、近年、ＩＲ法に比べ測定時間が短くかつ測定精度の高いＦＴ-ＩＲ法が普及している。そして、このＦＴ-ＩＲ法を利用してタービン油の劣化度をより正確に評価することを試みた。しかし、上述のように測定条件があまり良くない場合には、ＦＴ-ＩＲ法でも測定精度が低下していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
以上より、本発明は、酸化物吸収ピークの吸光度を良好な測定精度で測定でき、タービン油の劣化度を正確に評価することのできるタービン油の劣化度評価方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、タービン油の赤外線スペクトルで波数７２０ｃｍ-1 付近に現れる吸収ピーク（炭化水素のＣＨ基等に起因）は、厳格な測定条件の下では、タービン油が劣化しても殆ど経時変化しないことに着目し本発明を完成するに至った。
【０００７】
即ち、請求項１記載のタービン油の劣化度評価方法は、赤外線吸収スペクトル法を用いて酸化物吸収ピークの吸光度を測定してタービン油の劣化度を評価する方法であって、前記タービン油の波数７００ｃｍ-1 〜７５０ｃｍ-1 に存在する比較吸収ピークの吸光度における新油からの変化率を求め、該変化率に基づいて前記酸化物吸収ピークの吸光度を補正し、該補正された酸化物吸収ピークの吸光度からタービン油の劣化度を評価することを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２記載のタービン油の劣化度評価方法は、請求項１記載の方法において、前記赤外線吸収スペクトル法は干渉型分光器を使用する方法であることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３記載のタービン油の劣化度評価方法は、請求項１又は２記載の方法において、タービン油の酸化物吸収ピークの吸光度と全酸価との相関に基づいて、前記補正された酸化物吸収ピークの吸光度に対応する全酸価を求め、該求められた全酸価からタービン油の劣化度を評価することを特徴とする。
【００１０】
このような方法によると、測定条件があまり良くない場合（例えば、測定セルの厚さが変動してしまう場合等）であっても、比較吸収ピークの吸光度の新油からの変化率に基づいて酸化物吸収ピークの吸光度が適正な値に補正され、タービン油の劣化度を正確に評価することができる。従って、タービン油の交換時期や潤滑対象部の異常摩耗（潤滑異常）等の診断をより正確かつ早期に実施できる等の利点がある。
【００１１】
また、請求項２記載のように赤外線吸収スペクトル法として干渉型分光器を使用するＦＴ-ＩＲ法を用いるタービン油の劣化度評価方法によると、酸化物吸収ピークの吸光度をより良好な測定精度でもって測定できるため好ましい。
【００１２】
さらに、請求項３記載のように全酸価からタービン油の劣化度を評価するタービン油の劣化度評価方法によると、従来一般に劣化度の評価基準として使われていた全酸価から容易にタービン油の劣化度を評価できるため好ましい。
【００１３】
尚、上記「タービン油」としては、添加剤（酸化防止剤、さび止め剤、あわ消し剤等）を含んだ添加タービン油、添加剤を含まない無添加タービン油等を挙げることができる。また、タービン油の用途としては、水力タービン発電機、蒸気タービン発電機、ターボ型送風機、ターボ型圧縮機等の軸受潤滑（主に、すべり軸受潤滑）などを挙げることができる。通常、水力タービン発電機では無添加タービン油が使用され、熱的条件の厳しい蒸気タービン発電機では添加タービン油が使用される。
また、上記「酸化物吸収ピーク」は、通常、タービン油の赤外線スペクトルで波数１７２０ｃｍ-1 付近に現れる吸収ピークである。また、上記「新油からの変化率」とは、未使用のタービン油（新油）に対する使用後のタービン油の変化率を意味するが、酸化物吸収ピークの吸光度を好適に補正できる限りにおいて、使用初期状態のタービン油からの変化率であってもよい。また、上記「全酸価」とは、１ｇの油を中和するのに必要な水酸化カリウムの量を意味し、この全酸価と、タービン油の酸化物吸収ピークの吸光度（ＩＲ酸化度）とは比例関係にあることが知られている（図２参照）。また、上記「波数７２０ｃｍ-1 付近」とは、通常、波数６５０〜８００ｃｍ-1 であり、好ましくは波数７００〜７５０ｃｍ-1である。
【００１４】
また、請求項４記載のタービン油の劣化度評価装置は、赤外線吸収スペクトル法を用いて酸化物吸収ピークの吸光度を測定してタービン油の劣化度を評価する装置であって、前記タービン油の波数７００ｃｍ-1 〜７５０ｃｍ-1 に存在する比較吸収ピークの吸光度における新油からの変化率を算出する変化率算出手段と、該算出された変化率に基づいて前記酸化物吸収ピークの吸光度を補正する吸光度補正手段と、該補正された酸化物吸収ピークの吸光度からタービン油の劣化度を評価する評価手段とを備えることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜３を用いて本発明を具体的に説明する。
本実施例のタービン油の劣化度評価方法では、赤外線吸収スペクトル法として干渉型分光器を使用するＦＴ-ＩＲ法を用い、また、水力タービン発電機のすべり軸受潤滑に使用されるの無添加タービン油を評価の対象とした。尚、ＦＴ-ＩＲ法では、干渉信号（インターフェログラム）を高速フーリエ変換して赤外線スペクトルを測定するためにコンピュータ（図示せず）を備えている。そして、このコンピュータにより後述する測定データを用いた演算処理や比較処理などの機能が実現される。
【００１６】
先ず、上記ＦＴ-ＩＲ法で、未使用のタービン油（新油）の赤外線スペクトルを測定する。この赤外線スペクトルでは、波数７２１〜７２２ｃｍ-1 付近に比較吸収ピーク２（炭化水素のＣＨ基等に起因）が現れている（図３参照）。この比較吸収ピーク２は厳格な測定条件の下では殆ど経時変化しないものである。そして、図１に示すように、この比較吸収ピーク２の吸光度として比較ピーク高さ：０．３４６２が測定された。
【００１７】
次に、予め設定されたサンプリング周期で、使用済みのタービン油の赤外線スペクトルを連続して３回測定する。タービン油は酸化してくると、波数１７１０ｃｍ-1 付近に酸化物吸収ピーク１（カルボン酸のＣＯ基等に起因）が現れてくる（図３参照）。そして、図１に示すように、この酸化物吸収ピーク１の吸光度として測定ピーク高さ：０．０１２６が測定された。また、比較吸収ピーク２の吸光度として比較ピーク高さ：０．４２７５が測定された。
【００１８】
ここで、新油時の比較ピーク高さと今回測定した比較ピーク高さとの比率（新油からの変化率）：約０．８０９８（０．３４６２÷０．４２７５）が求められ、この比率に基づいて測定ピーク高さが補正され補正ピーク高さ：０．０１０２０（０．８０９８×０．０１２６）が演算される。このような演算を繰り返して３つの補正ピーク高さを求め、これら補正ピーク高さの平均値：０．００９７３を算出する。さらに、この平均値に対して厚さ補正が加えられ、ＩＲ酸化度：０．１９４６abs ／ｃｍ（０．００９７３×１０÷０．５）が求められる。
【００１９】
その後、予め設定されているＩＲ酸化度と全酸価との相関（図２参照）によって、上記ＩＲ酸化度：０．１９４６abs ／ｃｍに対応する全酸価の値：０．０９ｍｇKOH／ｇが得られる。このとき、この算出された全酸価の値と予め設定してある適宜閾値との比較によってタービン油の劣化度が評価されることとなる。
【００２０】
このように本実施例では、タービン油の波数１７１０ｃｍ-1 付近に現れる酸化物吸収ピークの測定ピーク高さを、波数７２０ｃｍ-1 付近に現れる比較吸収ピークの比較ピーク高さに基づいて補正するようにしたので、例えば、測定セルの厚さが変動してしまうといった測定条件がそれほど厳格でない場合であっても、より適正なＩＲ酸化度を演算することができ、タービン油の劣化度を正確に評価することができる。従って、タービン油の交換時期や潤滑対象部の異常摩耗（潤滑異常）等の診断をより正確かつ早期に実施できる。また、本実施例では、赤外線吸収スペクトル法としてＦＴ-ＩＲ法を用いたので、ＩＲ法に比べ、微量の試料に対して高感度でかつ短時間の測定が可能であり、より高度なスペクトル解析等を行うことができる。また、本実施例では、ＩＲ酸化度と全酸価との相関に基づいて、ＩＲ酸化度に対応する全酸価の値を求め、この全酸価の算出値が閾値を超えたかどうかでタービン油の劣化度を評価するようにしたので、より正確かつ容易にタービン油の劣化度を評価することができる。
【００２１】
次に、比較例として、自動車で使用されるディーゼルエンジンオイルの赤外線スペクトルについて説明する。図４に示すように、エンジンオイルの波数７２０ｃｍ-1 付近の吸収ピーク１０２のピーク高さは、未使用のエンジンオイル（新油）と使用済みのエンジンオイルとで大きく異なる値を示し、つまりベースラインが大きく違っている。更に、未使用のエンジンオイル（新油）で波数１７１０ｃｍ-1 付近にすでに測定の邪魔となる吸収ピーク１０３が現れている。従って、本発明の劣化度評価方法をエンジンオイルに適用してもあまり効果がないことがわかる。
【００２２】
【発明の効果】
請求項１記載のタービン油の劣化度評価方法によると、測定条件があまり良くない場合であっても、タービン油の劣化度を正確に評価することができる。
請求項２記載のタービン油の劣化度評価方法によると、請求項１記載の方法による効果に加え、より正確にタービン油の劣化度を評価することができる。
請求項３記載のタービン油の劣化度評価方法によると、請求項１又は２記載の方法による効果に加え、さらに正確にかつ容易にタービン油の劣化度を評価することができる。
請求項４記載のタービン油の劣化度評価装置によると、測定条件があまり良くない場合であっても、タービン油の劣化度を正確に評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例のＦＴ-ＩＲ法による各種測定データを説明するための説明図である。
【図２】全酸価とＩＲ酸化度との相関を説明するための説明図である。
【図３】タービン油の赤外線スペクトルを示す図である。
【図４】比較例のエンジンオイルの赤外線スペクトルを示す図である。
【符号の説明】
１；酸化物吸収ピーク、２；比較吸収ピーク。
【図１】
0003688607.tif 000002
【図２】
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【図３】
0003688607.tif 000004
【図４】
0003688607.tif 000005