特許ウォッチ

公開番号2025040485
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-25
出願番号2023147318
出願日2023-09-12
発明の名称回転機械のための故障モード検出装置および故障モード検出方法
出願人株式会社荏原製作所,学校法人中央大学
代理人個人,個人,個人,個人
主分類G01M 99/00 20110101AFI20250317BHJP(測定;試験)
要約【課題】回転機械に故障モードが発生したときに、不快音を意図的に発生させることで、回転機械に異常または故障が発生したことをユーザーが検知できる技術を提供する。
【解決手段】故障モード検出装置6は、回転機械1に故障モードが発生したときに発生する異音と干渉して、不快音を生じさせる付加音を発生させる音源7を備えている。不快音は、例えば、うなり音、ざらつき音、または不協和音である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
回転機械のための故障モード検出装置であって、
前記回転機械に故障モードが発生したときに発生する異音と干渉して、不快音を生じさせる付加音を発生させる音源を備えている、故障モード検出装置。
続きを表示（約 920 文字）【請求項２】
前記音源は、前記異音の卓越周波数から設定周波数差だけ離れた周波数を持つ前記付加音を発生させるように構成されており、前記卓越周波数は、前記故障モードに基づいて予め定められる、請求項１に記載の故障モード検出装置。
【請求項３】
前記卓越周波数は、前記回転機械のロータの回転周波数のＮ倍の周波数（Ｎは自然数）、または前記回転機械の構成部品の固有振動数に相当する周波数である、請求項１に記載の故障モード検出装置。
【請求項４】
前記音源は、前記異音と前記付加音との複合音が不快音となる前記付加音を発生させるように構成されている、請求項１に記載の故障モード検出装置。
【請求項５】
前記不快音は、うなり音、ざらつき音、または不協和音のいずれかである、請求項１に記載の故障モード検出装置。
【請求項６】
前記音源は、前記付加音を電気的に生成する電気式音源である、請求項１に記載の故障モード検出装置。
【請求項７】
前記音源は、前記回転機械のロータとともに回転または振動することで前記付加音を機械的に生成する機械式音源である、請求項１に記載の故障モード検出装置。
【請求項８】
回転機械のための故障モード検出方法であって、
前記回転機械のロータの回転中に、音源から付加音を発生させ、
前記回転機械に故障モードが発生したときに生じる異音と前記付加音とを干渉させることで、不快音を生じさせる、故障モード検出方法。
【請求項９】
前記異音は、前記ロータの回転周波数のＮ倍の卓越周波数（Ｎは自然数）を持つ音であり、
前記付加音は、前記卓越周波数から設定周波数差だけ離れた周波数を持つ音である、請求項８に記載の故障モード検出方法。
【請求項１０】
前記異音は、前記回転機械の構成部品の固有振動数を周波数に持つ音であり、
前記付加音は、前記固有振動数から設定周波数差だけ離れた周波数を持つ音である、請求項８に記載の故障モード検出方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポンプ、送風機、圧縮機、タービン、電動機などの回転機械に故障モード（例えば、機械的アンバランス、ミスアライメント、軸受の損傷）が発生したときに、人間が不快に感じる不快音を発生させることで、回転機械に異常または故障が発生したことをユーザーが検知できる技術に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
ポンプ、送風機、圧縮機、タービン、電動機などの回転機械に異常または故障が生じると、回転機械の運転を停止させ、回転機械を修復する必要がある。回転機械の運転停止は、回転機械を含むシステム全体の停止につながるため、回転機械に異常または故障を早期に検出することが必要とされている。
【０００３】
回転機械の異常または故障を音で診断する技術は、既に実用化されており、例えば、狭帯域分析(ＦＦＴ法)やオクターブバンド分析が用いられる。しかしながら、既存の技術は、ＯＡ（Overall）やＰＯＡ（Partial Overall）での故障診断であり、音を検出するセンサおよびその出力信号を処理する処理装置などを必要とする。また、ＯＡに寄与していない比較的高周波の異常や、ＯＡやＰＯＡには現れない変調音を伴う異常の場合、上記技術では故障を検出できないこともある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
国際公開第２０１５／０４０８３６号
特開昭６３－２８１０２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明は、回転機械に故障モードが発生したときに、不快音を意図的に発生させることで、回転機械に異常または故障が発生したことをユーザーが検知できる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一態様では、回転機械のための故障モード検出装置であって、前記回転機械に故障モードが発生したときに発生する異音と干渉して、不快音を生じさせる付加音を発生させる音源を備えている、故障モード検出装置が提供される。
【０００７】
一態様では、前記音源は、前記異音の卓越周波数から設定周波数差だけ離れた周波数を持つ前記付加音を発生させるように構成されており、前記卓越周波数は、前記故障モードに基づいて予め定められる。
一態様では、前記卓越周波数は、前記回転機械のロータの回転周波数のＮ倍の周波数（Ｎは自然数）、または前記回転機械の構成部品の固有振動数に相当する周波数である。
一態様では、前記音源は、前記異音と前記付加音との複合音が不快音となる前記付加音を発生させるように構成されている。
一態様では、前記不快音は、うなり音、ざらつき音、または不協和音のいずれかである。
一態様では、前記音源は、前記付加音を電気的に生成する電気式音源である。
一態様では、前記音源は、前記回転機械のロータとともに回転または振動することで前記付加音を機械的に生成する機械式音源である。
【０００８】
一態様では、回転機械のための故障モード検出方法であって、前記回転機械のロータの回転中に、音源から付加音を発生させ、前記回転機械に故障モードが発生したときに生じる異音と前記付加音とを干渉させることで、不快音を生じさせる、故障モード検出方法が提供される。
【０００９】
一態様では、前記異音は、前記ロータの回転周波数のＮ倍の卓越周波数（Ｎは自然数）を持つ音であり、前記付加音は、前記卓越周波数から設定周波数差だけ離れた周波数を持つ音である。
一態様では、前記異音は、前記回転機械の構成部品の固有振動数を周波数に持つ音であり、前記付加音は、前記固有振動数から設定周波数差だけ離れた周波数を持つ音である。
一態様では、前記異音は、前記ロータの回転周波数のＮ倍の卓越周波数（Ｎは自然数）を持つ音であり、前記付加音は、前記異音と前記付加音との複合音が不快音となる音である。
一態様では、前記異音は、前記回転機械の構成部品の固有振動数を周波数に持つ音であり、前記付加音は、前記異音と前記付加音との複合音が不快音となる音である。
一態様では、前記不快音は、うなり音、ざらつき音、または不協和音のいずれかである。
【発明の効果】
【００１０】
回転機械に故障モードが発生すると、ある周波数が卓越した異音が生じる。音源から発せられた付加音は、この異音と干渉し、不快音を生じさせる。不快音は、人間が不快に感じる音であり、例えば、うなり音、ざらつき音、また不協和音である。したがって、ユーザーは、回転機械から不快音が発生しているときに、何らかの異常または故障が回転機械に発生していると認識できる。本技術は、異常音を検出する従来の技術とは異なり、音を検出するセンサやその出力信号を処理するための処理装置などが不要である。また、ＯＡ（Overall）に寄与していない比較的高周波の音を伴う異常や、ＯＡ（Overall）やＰＯＡ（Partial Overall）には現れない変調音を伴う異常も不快音として認識することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許