(57)【要約】【課題】生産工場の稼働状況により送風機の運転を停止してインペラーの状態を視認することはできない。そのような送風機内部のインペラーの状態を回転中常に把握し、送風機の破損の予知を可能にする。【解決手段】送風機内部で回転しているインペラーを当該インペラーの回転速度に同期した時間だけ照明し、この照明に同期してインペラを撮影し、それによりインペラの静止像を得てインペラーを監視し、その破損を予知する。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送風機内部で回転しているインペラーを当該インペラーの回転速度に同期した時間だけ照明し、この照明に同期してインペラーを撮影し、それによりインペラの静止像を得てインペラーを監視することを特徴とする送風機インペラーの監視方法。
【請求項２】
インペラーの回転速度に同期した時間はインペラーが一回転する時間と同じか、もしくはそれよりも短い時間である請求項１に記載の送風機インペラーの監視方法。
【請求項３】
インペラー破壊の予兆としてインペラーの静止像からインペラの振動を検出する請求項１もしくは２に記載の送風機インペラーの監視方法。
【請求項４】
インペラーの静止像の選定された個所の形状を参照像として記憶し、その後撮影したインペラーの静止像の当該個所の形状と前記の参照像とを比較して、その選定個所が移動しているときは、インペラーが振動していると判定する請求項３に記載の送風機インペラーの監視方法。
【請求項５】
インペラーの回転速度に同期した時間だけインペラーを照明する装置と、この照明に同期してインペラを撮影するカメラ装置と、撮影されたインペラの静止像を表示するモニター・ディスプレイとを備えたことを特徴とする送風機インペラーの監視装置。
【請求項６】
照明装置はインペラーが一回転する時間と同じか、もしくはそれよりも短い時間投光する請求項５に記載の送風機インペラーの監視装置。
【請求項７】
インペラーの振動を検出する振動検出装置を更に備えている請求項５もしくは６に記載の送風機インペラーの監視装置。
【請求項８】
振動検出装置が、静止像におけるインペラーの選定された個所の形状の変位を検知する像分析装置である請求項７に記載の送風機インペラーの監視装置。
【請求項９】
振動検出装置に接続された警報装置を備え、所定の閾値を超える振動を検出すると警報を発生する請求項７もしくは８に記載の送風機インペラーの監視装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明に属する技術分野】
この発明は、送風機が運転中でも内部のインペラーの状況を監視し、送風機の破損を未然に防止する監視システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、工場内の製造過程で発生した腐食性ガス或いは粉塵を工場外に排出或いは処理装置に送るための送風機は２４時間１年中稼働していることが多く、保守点検のため停止させるのは１年に１回或いは２回程度であり、その時に内部のインペラーの状況を把握することができる。工場内の腐食性のガスや粉塵などを吸入排出する送風機のインペラーには粉塵などが固着し易く、そのためインペラーを腐食させ回転中にインペラーを破壊、飛散させるという事故が起きることがある。このため次回の保守点検までの期間は送風機の破損を招いたり、破損の不安を抱えながら運転しているというのが実態である。
送風機のインペラーに粉塵などが固着すると、回転中のインペラーの平衡状態が崩れて振動が発生する。インペラーに粉塵などが固着した状態を外部への振動という形で検知しようとして、送風機の設置台などに振動計を取り付け送風機内部のインペラーの状況を監視している例もある。しかし、インペラーの異常を示す振動を送風機の外部で検出していると振動データの収集と殆ど同時にインペラーが破壊することがあり、振動計からのデータをインペラーの破壊の予兆として利用することはできなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このように送風機の運転中は破損の予測ができないという不安を抱えている。
この不安を解消するには、結局のところ、運転中送風機の回転しているインペラーの状態を如何に静止状態で捉え、且つその運転状態を表す適切なデータから破壊に至る異常状態を検出して、破壊を未然に防止するという難問を解決する必要がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明の目的は、送風機の運転中でもインペラーの状態を視認できるインペラーの監視方法と装置とを提供することにある。
本発明では送風機の内部にインペラーを静止状態で視認できる光学的状態をつくり出すことにより前記の目的を達成している。
【０００５】
上記の目的を達成する本発明のインペラーの監視方法においては、送風機内部で回転しているインペラーを当該インペラーの回転速度に同期した時間だけ照明し、この照明に同期してインペラを撮影し、それによりインペラの静止像を得てインペラーを監視している。インペラーの回転速度に同期した時間はインペラーが一回転する時間と同じか、もしくはそれよりも短い時間としている。
インペラー破壊の予兆としてインペラーの静止像からインペラの振動を検出する。すなわち、インペラーの静止像の選定された個所の形状を参照像として記憶し、その後撮影したインペラーの静止像の当該個所の形状と前記の参照像とを比較して、その選定個所が移動しているときは、インペラーが振動していると判定する。
【０００６】
又、本発明による送風機インペラーの監視装置は、インペラーの回転速度に同期した時間だけインペラーを照明する装置と、この照明に同期してインペラを撮影するカメラ装置と、撮影されたインペラの静止像を表示するモニタ・ディスプレイとを備えている。
照明装置はインペラーが一回転する時間と同じか、もしくはそれよりも短い時間投光するよう設定されている。
具体的には、ストロボ発光時間とインペラーの回転周期（一回転の時間）とを一致させることにより、回転しているインペラーが静止状態で視認でき、インペラーの状態から送風機の破損が予測できる。カメラ（デジタルカメラ及び一眼レフカメラ等）のシャッター速度をインペラー回転速度に一致させストロボ撮影することにより、インペラーの静止状態の画像を写し出し、インペラーの状態を把握する。
【０００７】
又、同様にＣＣＤカメラを設置し、ストロボ発光時間とインペラーの回転周期に一致させることにより、回転中のインペラーの静止像を得る。ストロボ発光時間はインペラーの回転周期よりも短く、又カメラのシャッター速度はインペラーの回転速度よりも速く設定してもよい。
監視装置はインペラーの振動を検出する振動検出装置を備えていてもよく、この振動検出装置は、静止像におけるインペラーの選定個所の変位を検知する像分析装置である。この場合ＣＣＤカメラから選定個所の変位の測定データを利用することにより数値データが得られ、そのデータ変化から送風機の破壊を予測できる。
これらの画像データ及び数値データをコンピュータに転送することにより、総合的な送風機の監視と破壊予測ができる。
振動検出装置に警報装置を接続し、所定の閾値を超える振動を検出すると警報を発生するようにしてもよい。
【０００８】
【実施例】
添付図面に基づいて、送風機運転時のインペラー監視装置を説明する。
図１は送風機に監視装置を配置した様子を示す（送風機の内部は破線で示す）。図１において、１は送風機のインペラー、２はインペラーのリム（主板２ａ、副板２ｂ）３は送風機のハウジング１０に開けた監視窓、４はモニタ・ディスプレイとカメラ、５はストロボ制御装置、６は警報機、１１はインペラー１に継ぎ手１２を介して接続されたモーター、１３は送風機の支持台、１４は監視系の支持台である。
図２は図１のＡ−Ａ線で切断した断面図であり、インペラー１と送風機のハウジング１０に取り付けたストロボ７との配置関係を示し、８は固定ガラス窓であり、９は移動遮蔽扉である。
図３は送風機のハウジングに開けた監視窓３から撮影したインペラーの静止像であり、破線で囲った個所が後述するインペラー１の選定個所である。
【０００９】
図２から明らかなように、移動遮蔽扉９は開閉でき、開いたときでも送風機内部を流れるガスが漏れない構造になっている。透明なガラスもしくは樹脂板８が固定され、その直ぐ後にストロボ７が取り付けられている。送風機に直接透明なガラス又は樹脂の板を設けると送風機内部を流れる腐食性ガスや粉塵によりガラス又は樹脂板の表面が不透明化する。そこで、透明なガラス又は樹脂板の前方に遮蔽扉を設け、撮影のときのみ開き、通常は閉じて送風機内部の腐食性ガスや粉塵からガラスや透明樹脂板８を保護する。
ＣＣＤカメラはモニタ・ディスプレイ４に接続もしくはそれに組み込まれている。ストロボコントローラ５でストロボ７の点滅周期とインペラーの回転周期とを一致させることによりモニタ・ディスプレイ４にインペラーの静止画像が写し出される。このストロボコントローラは照明時間をインペラーが一回転する時間と同じにするか（点滅周期とインペラーの回転周期とが一致）、もしくはそれよりも短くする。
【００１０】
図３（ａ）は、モニタ・ディスプレイ４のスクリーンに現れた、監視窓３から見えるインペラー１の静止像を示す。インペラー１の選定された個所、例えば二点鎖線で囲った領域の中のリム２の部分（斜線をつけた個所）を参照像Ｍとする。この個所は、図３（ｂ）に示すようにインペラー１のリム２の縁がミクロ的には直線ではなく不規則な輪郭となっているので、特定の形状区域となる。
この参照像Ｍの中心点ＲのＸ座標を取り、コンピュータもしくはモニター・ディスプレイ４に内蔵した記憶装置に記憶させる。その後撮影したインペラーの静止像の当該選定個所（斜線をつけた個所）の形状と前記の参照像とを比較して、その選定個所の中心点Ｒがリム２の左右いずれかに移動しているときは、インペラーが振動していると判定する。
【００１１】
複数の静止像における選定個所の中心点Ｒの変位差を振動の指標として求め、それらの数値データーを分析してインペラーの破壊を予測することができる。この振動検出系に警報装置を接続して、所定の閾値を超える振動を検出すると警報を発生させるようにする。
これらの画像データ及び数値データをコンピュータに転送することにより、総合的な送風機の監視と破損予測ができる。
実施例ではＣＣＤカメラを使用しているが、選定個所を視認できるだけの小さい監視窓を開け、ＣＣＤカメラの替りにファイバースコープを設置し、総合的な監視をしてもよい。
【００１２】
【発明の効果】
送風機の破損はインペラーの不均衡な回転に起因することが多いが、この不均衡な回転を振動と言う形で視認により検出しインペラーの破壊を予測して送風機の保守を行うことができる。送風機を停止させて保守点検することは非常に手間のかかることであり、工場の生産活動にも影響することもある。この保守点検を実施する期間をインペラー破壊直前まで延長することができ、直接には保守点検の頻度を極限まで減少し、間接的には生産活動への影響を最小限とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のインペラー監視装置の概略図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線における断面図で、インペラーとストロボの位置関係を示す。
【図３】モニタ・ディスプレイに現れるインペラーの静止像（図３ａ）と、リムの選定個所の拡大図（図３ｂ）とを示す。
【符号の説明】
１：インペラー
２：インペラーのリブ
３：監視窓
４：モニタ・ディスプレイ
５：ストロボ・コントロール
６：警報装置
７：ストロボ
８：透明ガラス
９：遮蔽扉
１０：ハウジング
１１：モーター
１２：ジョイント
１３、１４：支持台
Ｍ：選定個所
Ｒ：選定個所の中心のＸ座標点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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