(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
点検すべき空調機のリストが表示される画面表示部と、点検対象となる空調設備の振動波形と該空調設備の温度の測定データ及び該空調設備の外観検査結果の情報を取り込む情報入力部と、この情報入力部に取り込んだ前記情報の送信をなす第１通信部とを有する携帯用の端末機器と、前記第１通信部より発せられた前記情報の受信をなす第２通信部を有するとともに、この第２通信部を介して前記画面表示部に点検すべき前記空調機器のリストを送信し、前記第２通信部にて受信した前記情報の演算処理を行い、この演算結果をデータベースとして保管する制御手段を有した診断部とからなることを特徴とする空調機用の設備点検支援装置。
【請求項２】
前記情報入力部は、少なくとも撮像手段と振動センサを有し、前記制御部にて前記撮像手段からの映像と、前記振動センサからの等価ピーク値を前記データベースに取り込むとともに、前記第１通信部と前記第２通信部に通話手段を接続したことを特徴とする請求項１に記載の空調機用の設備点検支援装置。
【請求項３】
前記振動センサのサンプリング周期を、１ＫＨｚから１０ＫＨｚの範囲に設定するとともに、前記振動センサのサンプリング時間を１秒から５秒の範囲に設定したことを特徴とする請求項２に記載の空調機用の設備点検支援装置。
【請求項４】
前記第１通信部に警報手段を接続し、前記制御手段は第２通信部にて受信した前記情報の演算結果が、前記データベースのあらかじめ設定した範囲から外れた際に、前記警報手段を稼動させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空調機用の設備点検支援装置。
【請求項５】
前記制御手段は第２通信部にて受信した前記情報の演算結果に類似する不具合を前記データベースより選定し、前記不具合の項目を前記画面表示部に表示させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空調機用の設備点検支援装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空調機用の設備点検支援装置に係り、特に原子力発電所等における空調設備の点検作業を支援するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
原子力発電所における空調設備では、信頼性の向上、故障の早期発見、そして迅速な復旧を目的として、定期的に点検を行い、この点検記録を保管するようにしている。
【０００３】
従来、前記空調設備の点検では、測定員が記録用紙を携帯し、まず空調機器の名称や点検日を記入する。そして測定員は、この空調機器における振動を振動センサで計測し、変位波形の等価ピーク値（：実効値×√２）を求める。さらに測定者は、空調機器の温度を計測したり、油の漏れや異臭あるいは異音等が生じていないかを調査し、これを記録用紙に記入した後、事務所等に設置したコンピュータにデータを入力して、過去のデータとの比較や、帳票の出力を行っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上述した従来の点検方法では、機器の作動状況を的確に表現し、記録する必要があるため、測定員には熟練者が担当しなければならないといった制約があった。
そしてこのような制約は、近年の熟練者の不足および点検に係る作業コストの削減に反することとなり、誰にでも簡単に点検作業が行え、また帳票の作成も短時間でできる点検支援装置が望まれていた。
【０００５】
さらに上述した従来の方法では、空調機器の振動データは数秒間、変位を測定して得られる等価ピーク値として１つの数値で表していたが、振動波形そのものを詳細に検討したい場合、これら波形データはデータベースとして記録されておらず、検討のためのデータが不足してしまうおそれがあった。
【０００６】
本発明は、上記従来の問題点に着目し、点検作業に熟練を必要とせず、短時間に帳票作成が行え、さらに振動波形そのものも記録することのできる空調機用の設備点検支援装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、空調機用の設備点検支援装置を、データ採取が可能な端末機器と、この端末機器によって採取されたデータを取り込み、当該データの演算処理をなす診断部とで構成すれば、熟練者が不要となり、容易に点検が行え、さらに詳細な波形データも取り込むことができるという知見に基づいてなされたものである。
【０００８】
すなわち本発明に係る空調機用の設備点検支援装置は、点検すべき空調機のリストが表示される画面表示部と、点検対象となる空調設備の振動波形と該空調設備の温度の測定データ及び該空調設備の外観検査結果の情報を取り込む情報入力部と、この情報入力部に取り込んだ前記情報の送信をなす第１通信部とを有する携帯用の端末機器と、前記第１通信部より発せられた前記情報の受信をなす第２通信部を有するとともに、この第２通信部を介して前記画面表示部に点検すべき前記空調機器のリストを送信し、前記第２通信部にて受信した前記情報の演算処理を行い、この演算結果をデータベースとして保管する制御手段を有した診断部とからなるよう構成した。
【０００９】
そして前記情報入力部は、少なくとも撮像手段と振動センサを有し、前記制御部にて前記撮像手段からの映像と、前記振動センサからの等価ピーク値を前記データベースに取り込むとともに、前記第1通信部と前記第２通信部に通話手段を接続することが望ましく、さらに前記振動センサのサンプリング周期を、１ＫＨｚから１０ＫＨｚの範囲に設定するとともに、前記振動センサのサンプリング時間を１秒から５秒の範囲に設定することが好ましい。
【００１０】
また前記第1通信部に警報手段を接続し、前記制御手段は第２通信部にて受信した前記情報の演算結果が、前記データベースのあらかじめ設定した範囲から外れた際に、前記警報手段を稼働させるようにしたり、
あるいは、前記第1通信部に画面表示部を接続し、前記制御手段は第２通信部にて受信した前記情報の演算結果に類似する不具合を前記データベースより選定し、前記不具合の項目を前記画面表示部に表示させるようにしてもよい。
【００１１】
また本発明に係る空調機用の設備点検支援装置は、下記のようにも表すことができる。
すなわち本発明に係る空調機用の設備点検支援装置は、送風機、排風機、あるいは冷凍機などの空調設備における振動及び温度の測定データ、および外観検査結果を記録するための携帯用の端末機器を有している。また同装置においては、前記端末機器の他に、この空調設備と離れた場所にあって測定データや検査結果をデータベースとして保存する診断部を有している。
【００１２】
そしてこのような構成を持つ設備点検支援装置の端末機器と診断部との間でＰＨＳを用いたデータ通信により、データの送受信を行うよう構成した。
また端末機器と診断部とで画面上に測定部位の映像と、測定した振動波形及び、振動波形をデータ処理して得られる等価ピーク値を表示し、また、音声通信により送信者と受信者の会話を可能になるよう構成した。なお振動計測サンプリング周期が１ＫＨｚから１０ＫＨｚ程度、サンプリング時間が１秒から５秒であることが望ましい。
【００１３】
そして計測した振動データや温度データが過去のデータと比較して所定の増加率あるいは管理値を越えた場合、端末機器に警報を表示することが望ましく、さらに端末機器の画面に外観検査結果の事例を表示し、その中から該当する項目を選択することで、振動や温度測定値の傾向と合わせて想定される不具合の原因をリストアップし、画面表示することが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明に係る空調機用の設備点検支援装置の好ましい具体的実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本実施の形態に係る空調機用の設備点検支援装置の構成を示す概要図である。
【００１５】
同図に示すように、本実施の形態に係る空調機用の設備点検支援装置１０は、測定員が携帯する端末機器１２と、これら端末機器１２からの情報を受信し診断を行うための診断部１４とで構成されている。
前記端末機器１２における本体１６には、撮像手段となるＣＣＤカメラ１８（以下、ＣＣＤ１８と称す）と、測定対象物に装着し当該測定対象物の振動を検知する振動センサ２０とが接続されており、ＣＣＤ１８にて撮影した映像や振動センサ２０による波形データを本体１６内に取り込み可能にしている。
【００１６】
また本体１６においては、ＣＣＤ１８および振動センサ２０にて取り込まれた映像や波形データを表示するための画面表示部や、測定者から直にデータ入力を行えるようにペン入力機能を有しており、設備の温度や油の漏れ、異臭、異音といった外観検査結果を本体１６に入力できるようにしている。
【００１７】
さらに本体１６においては、マイク付きヘッドフォン２４（以下、ヘッドフォン２４と称す）が取り付けられており、本体１６における図示しない通話手段となる通話回路を介して、後述する診断部１４側との通話を可能にしている。
このように本体１６には、ＣＣＤ１８、振動センサ２０、画面表示部、ヘッドフォン２４が接続、あるいは設けられているが、これら本体１６の構成要素は、データの送受信をなすための第１通信部となる第１ＰＨＳ２６に接続されている。
【００１８】
一方、空調機用の設備点検支援装置１０を構成する診断部１４は、前記第１ＰＨＳ２６との送受信をなすための第２ＰＨＳ２８を有しており、この第２ＰＨＳ２８には、制御手段となるコンピュータ３０（以下、ＰＣ３０を称す）が接続されている。当該ＰＣ３０は、第２ＰＨＳ２８を介して端末機器１２からの映像や波形データさらに、測定者からデータ入力された温度データ、あるいは設備の温度や油の漏れ、異臭、異音といった外観検査結果を受け取ると、これら測定結果をＰＣ３０内のデータベースに記録したり、あらかじめ設定された演算処理によって等価ピーク値を算出を行えるようにしている。
【００１９】
ところで端末機器１２が用いられる構内には、ＰＤＸ（構内交換機）３２およびアンテナ３３が設けられており、このアンテナ３３を建屋内の各所に配置することで端末機器１２の送信出力をミリワット程度に低減させることができ、また、機器や壁等の障害物を回避して通信することが可能になっている。
【００２０】
このように構成された空調機用の設備点検支援装置１０を用いて、原子力発電所に設置された空調設備の点検を行う手順を説明する。
図２は、端末機器と診断部における処理の流れを示したフローチャートである。
同図に示すように、原子力発電所に設置された空調設備の点検を行う場合には、まず端末機器１２および診断部１４の電源を入れ、これら機器を起動させておく（ステップ１００、ステップ１１０）。
【００２１】
そして空調設備から離れた場所に位置する診断部１４にて、点検対象となる空調機の番号をＰＣ３０内部のデータベースから選択する。なお前記データベースに空調機の番号が未登録である場合は、ＰＣ３０を操作し、データベース上に新規登録をおこなえばよい（ステップ１２０）。そして診断部１４にて点検対象となる空調機の番号を設定した後は、端末機器１２からの回線接続待ちの状態となる（ステップ１３０）。
【００２２】
ここで診断部１４が回線接続待ちの状態になった後に、検査員が端末機器１２を操作し、回線接続操作を行い診断部１４に接続すると（ステップ１４０）、診断部１４は、まず空調機用の設備点検支援装置１０を構成する端末機器１２であるかの認証を行う（ステップ１５０）。そして端末機器１２の認証後、診断部１４は回線接続がなされた端末機器１２に点検すべき空調機の番号を転送する（ステップ１６０）。
【００２３】
前記診断部１４から送信された空調機の番号リストを端末機器１２が受け取った後は、その番号リストが本体１６の画面表示部に示されるので、検査員はこの画面表示部に示された番号リストから診断対象となる空調機を選定する（ステップ１７０）。なお診断対象となる空調機を選定した後は、検査員は、ヘッドフォン２４やＣＣＤ１８を用い、診断部１４側の担当者と会話を行ったり、画像を診断部１４側に転送したりして確認をとったり、注意事項の連絡を取り合えばよい（ステップ１８０）。
【００２４】
端末機器１２側と診断部１４側との間で、確認を取り合った後は、振動センサ２０を空調機に取り付け、当該空調機に生じる振動データを本体１６に取り込んだり、検査員が空調機の温度データや外観検査結果をペン入力により本体１６に入力する（ステップ１９０）。そして空調機における点検が完了すると、検査員は本体を操作し、第１ＰＨＳ２６より計測データをＰＤＸ３２を介して診断部１４側へと転送する（ステップ２００）。
【００２５】
端末機器１２から計測データが送られた診断部１４では、前記計測データがＰＣ３０へと伝達され、その後、当該ＰＣ３０では、伝達された計測データの表示を行うとともに（ステップ２１０）、データベースにおける過去の値との比較を行い、今回計測されたデータに大きな変動がないかを自動的に検証する。なお計測されたデータが管理値を越えていた場合には、ＰＣ３０から本体１６に設けられた警報手段に信号が発せられる（ステップ２２０、ステップ２３０）。
端末機器１２においては、点検当初に設定した空調機器について測定が終了するとメイン画面に戻り、診断部１４側との通信を終了させ回線を切断する（ステップ２４０、ステップ２５０、ステップ２６０）。
【００２６】
一方、診断部１４側においては、端末機器１２より全ての計測データが転送されると、当該計測データをＰＣ３０におけるデータベースに追記し、このデータベースを保存するとともに、過去のデータと合わせて空調機の帳票出力を行う（ステップ２７０）。このように任意の空調機の帳票を出力した後は、診断部１４はメイン画面に戻り、その後終了する（ステップ２８０、ステップ２９０）。
【００２７】
図３は、空調機用の設備点検支援装置を構成する端末機器、および診断部におけるＰＣの表示画面を示した画像説明図である。
同図（１）に示すように、端末機器１２における本体１６には、空調機の番号表示部３４と、空調機の名称表示部３６と、空調機の映像表示部３８、振動波形表示部４０、振動の等価ピーク値表示部４２、警報表示部４４、測定箇所の位置選択ボタン４６Ａ〜４６Ｃが設けられており、例えば図２におけるステップ１９０の状態では、各測定項目が表示されるので、検査員はこの表示を確認することで点検が確実に行われたかを確認することができる。
【００２８】
一方、診断部１４を構成するＰＣ３０の画面には、空調機の番号表示部４６と、空調機の名称表示部４８と、空調機の映像表示部５０、振動波形表示部５２、振動の等価ピーク値表示部５４が表示される。そしてＰＣ３０を操作する作業員は、このＰＣ３０の画面によって離れた場所にある空調機の状態を把握することが可能になる。
【００２９】
ところで本実施の形態では、空調機に生じた振動の波形データを取り込むことが可能になっている。
図４は、振動の波形データと、この波形データから等価ピーク値を演算する方法を示す説明図である。
【００３０】
本実施の形態では、サンプリング間隔Ｔsが０．５mＳ（サンプリング周波数：２kＨz）、サンプリング時間Ｔnが３秒で、１箇所あたり６０００個のデータを採取するようになっている。そして下記の計算式から等価ピーク値を演算するようにしている。
【数式１】
0003937763.tif 000002
【００３１】
測定箇所は、通常３軸方向（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）に沿って行われるため、１箇所あたりのデータ数は１８０００個となる。
なお空調機における点検では、振動測定の他に映像、温度、外観検査結果のデータを送信する必要があるので、１箇所につき数分の測定時間が必要となる。そして空調機においては、計測ポイントは通常３〜５ポイント存在するので、１台の空調機あたり１０数分の測定時間が必要となる。そしてこの測定時間の長さは、従来の点検時間とほぼ同等であるので、点検効率が低下するのを防止することができる。
【００３２】
さらに従来の測定方法では、測定器の周波数範囲が１０〜１０００Ｈzであったため、サンプリングの定理より、サンプリング周波数は２kＨzに設定し、従来に比べ同等以上となっている。
なお本実施の形態に係る空調機用の設備点検支援装置１０では、振動の波形データそのものを記録することで、空調機の不具合が発生した場合、不具合の程度と波形データを突き合わせて検討することができ、将来的な空調機の予防診断の基礎データを構築することが可能になる。
【００３３】
例えば、変位あるいは変位を時間で微分して得られる速度や、さらに二次微分にて得られる加速度の周波数分析を行うことで空調機における種々の不具合を推定することができる。
すなわち比較的低い周波数（数１００kＨz以下）で見られる回転系のアンバランスや、ミスアライメントなどは回転軸の変位の周波数分析で解析することができ、またそれより高い周波数で確認される回転支持系の弛みや、空調機を設置した基礎の脆弱、あるいはモータの電気的異常などは回転軸の速度の周波数分析で解析することができる。さらに高い周波数（数ｋＨｚ）でみられるころがり軸受けの損傷、歯車の摩耗や欠け、回転部分と固定部分との接触等は加速度の周波数分析から推定することができる。
【００３４】
図５は、測定回数毎に振動データにおける等価ピーク値をプロットしたグラフである。同図に示すように、管理値の３０ミクロンは空調機の状態が好ましくないと判断される値である。ＰＣ３０では、この等価ピーク値の値が管理値を越えると、本体１６側における警報表示部４４に表示が出て、検査員に注意を促すようにしている。
【００３５】
さらに本実施の形態に係る空調機用の設備点検支援装置１０では、前記管理値に達する前段階でも過去の測定値との増加の割合を算出し、あらかじめ設定した割合を超過する場合も警報表示部４４に表示を出させるようにしておく。
図６は、不具合の原因および対策を表示する表示画面を示す。
【００３６】
同図に示すように、警報表示部４４に表示を出させれば、検査員は、検査現場にてその異常に気付き、再測定をしてデータの信頼性を確認することが可能になる。
またＰＣ３０においては、採取したデータに不具合が生じた場合、もしくはその可能性が有りそうな場合、想定される不具合の原因をリストアップして表示することができる。このように想定される不具合の原因を表示すれば、この画面を見ることで、さらに機器のどの部位を詳細に検討すべきかを判断することができ、ヘッドフォン２４を用いることで検査現場と診断部１４部との間で密に連絡をとり、調査の徹底と対策を早急に行うことができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、点検対象となる空調設備より情報を取り込む情報入力部と、この情報入力部に取り込んだ前記情報の送信をなす第1通信部とを有する端末機器と、前記第１通信部より発せられた前記情報の受信をなす第２通信部を有するとともに、この第２通信部にて受信した前記情報の演算処理を行い、この演算結果をデータベースとして保管する制御手段を有した診断部とから構成したので、点検作業に熟練を必要とせず、短時間に帳票作成が行え、さらに振動波形そのものも記録することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る空調機用の設備点検支援装置の構成を示す概要図である。
【図２】端末機器と診断部における処理の流れを示したフローチャートである。
【図３】空調機用の設備点検支援装置を構成する端末機器、および診断部におけるＰＣの表示画面を示した画像説明図である。
【図４】振動の波形データと、この波形データから等価ピーク値を演算する方法を示す説明図である。
【図５】測定回数毎に振動データにおける等価ピーク値をプロットしたグラフである。
【図６】不具合の原因および対策を表示する表示画面を示す。
【符号の説明】
１０………空調機用の設備点検支援装置、１２………端末機器、１４………診断部、
１６………本体、１８………ＣＣＤカメラ、２０………振動センサ、
２４………マイク付きヘッドフォン、２６………第１ＰＨＳ、
２８………第２ＰＨＳ、３０………ＰＣ、３２………ＰＤＸ、
３４………番号表示部、３６………名称表示部、３８………映像表示部、
４０………振動波形表示部、４２………振動の等価ピーク値表示部、
４４………警報表示部、４６………番号表示部、４８………名称表示部、
５０………映像表示部、５２………振動波形表示部、
５４………振動の等価ピーク値表示部５４
【図１】
0003937763.tif 000003
【図２】
0003937763.tif 000004
【図３】
0003937763.tif 000005
【図４】
0003937763.tif 000006
【図５】
0003937763.tif 000007
【図６】
0003937763.tif 000008