JPS606846A - 流体中の微粒子物質をモニタする装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、流体中の微粒子物質をモニタする方法に係る
。

流体内での微粒子物質又は汚れの発生は、多くのエンジ
ニアリング分野で遭遇する問題点である。

例えば、潤滑流体又は油が、微粒子物質で相当な程度ま
で汚染されると、潤滑剤としての機能が失われてしまう
。又、例えば、内燃機関に使用する空気のような、流体
を使用する装置では、流体中の汚れの増加が装置の作動
不良の原因となる。従って、許容できないレベルまで達
しているか、又は近づきつつあることを知ることは有益
である。

これまで、フィルタは、例えば、潤滑装置の循環ループ
に０ｉｌｆえ付けられていた。例えば、米国特許明細門
弟４，１１７，７１７号に明らかにされているように、
フィルタによって物質が捕捉される結果、圧力が所定の
レベルを越えてしまうと、フィルタ両側での圧力降下を
利用して警告装置を作動させていた。

前述した装置は、微粒子物質又は汚染物質の許容できな
いレベルを警告するのには適している。

しかしながら、この装置は、装置内の汚染源、摩損及び
損傷の間を関連づける情報を与えてくれない。又、汚染
物質の蓄積パタニンの証拠も得られない。従って、汚れ
が緩慢に蓄積されたか、又は短時間の内に蒼積されたか
と・うかについて判断することが不可能である。後者の
場合、新しい主要汚染発生源、多分に、欠陥によること
を表している。フィルタで捕集したサンプルを分析する
ことばできるが、警告装置が作動する以前には、分析に
よって汚れの蓄積のパターン掴むことはできない。従っ
て、汚染原因を絶つことは難しい。

本発明の目的は、前述した問題点を実質的に解消した、
流体中の汚れ又は微粒子物質をモニタするための装置を
提供することにある。

本発明のある形態によれば、フィルタ手段と、一定の流
量割合でフィルタ手段を通して流体を搬送するだめの手
段と、フィルタ手段の両側の流体の圧力差を検知するよ
うに構成され、しかも、前記圧力差の大きさを表す圧力
信号を作り出すように構成されている圧力検知手段と、
さらに、圧力信号を受け取るための処理手段とから−な
り、前記処理手段が、圧力信号から前記大きさの変化率
を゛算定して、流体中の微粒子物質のレベルを表示する
ように構成されているような、流体中の微粒子物質をモ
ニタする装置が提供される。処理手段は、フィルタ手段
の両側の圧力差の変化を評価することができる。次いで
、この変化は、汚れ発生のオンラインモニタパラメータ
として使用することができる。このようにして、短１υ
ｌ的な汚れの異常な増加を検知し、又、長期間にわたっ
て、汚れの蓄積の傾向を観察することができる。

本発明の他の形態によれば、フィルタ手段と、一定の流
量割合でフィルタ手段を通して流体を搬送するための手
段と、フィルタの両側の流体の圧力差を検知するように
構成され、しかも、前記圧力差の大きさを表す信号を作
り出すように構成されている圧力検知手段と、さらに、
フィルタ手段内の微粒子物質の蓄積を表示するために、
圧力信号を受け取る処理手段とからなり、フィルタ手段
が、フィルタ材料とフィルタ材料搬送構造からなり、搬
送手段は、流体がソイルタ月料の一部分だけを通っ′ζ
移動するように構成され、しかも、搬送構造は、流体が
フィルタ材料の別の部分に移動できるように、フィルタ
材料を搬送手段に対して送る動作ができるようになっ（
いる、流体中の微粒子物質をモニタする装置が提供され
る。フィルタ材料は細長いストリ、ツブから４ｔ１成す
ることができ、又、フィルタ材料Ｗ、ム拵造は、間に掛
は渡した細長いストリップを（ｌｉｆｉえた２つの回転
スプール。

から構成することができる。このようにして、゛フィル
タにかげられた証拠物を保管し、このフィルタに残され
た証拠物を体系的にＸ線分析し、種々の汚れの成分ごと
に、累積曲線をＩＭ　＜ごとができる。その結果、これ
ら曲線と、ｌηれを生している摩損又は損傷の発生源と
の間に何らかの関連づけを行える。

添付図面に沿って本発明の詳細な説明する。

第１図と２図を説明する。液体中の微粒子物質を監視す
る装置は、２つの軸シャフト２と３を備えたプレート１
を有している。この軸シャフトは、プレートの一方の側
の下部に設けられている。シャフトは、スプール４と５
をそれぞれ受けている。

前記スプールは、当該スプールを通り抜けた軸突出部に
摩擦係合するクリップ６により、軸シャフト上に保持さ
れている。ヘアリング３４を軸に設置して、当該軸に受
け入れられたスプールが回転できるようにしている。ス
プールを軸にとどめておくには、その他の適当なシャフ
トを使用してもよい。

流体入口が、各軸から等間隔にプレート上に設けられて
いる。ただし、このごとは、装置の作動にとって必須の
要件ではない。装置は、フランジ８を持った半円形の水
平なディスク７を備えている。前記フランジは、ディス
クの直径方向の縁に配置され、残りの縁は斜面がつげら
れている。カップ状のくぼみ９がディスクの上面に設け
てあり、しかも、入口バイブｌＯが、直径方向の縁から
プレートの側に向けて貫１通し、くぼみの基部につなが
っている。プレートは開口１１を備え、この開口を通じ
て、連結パイプ１４が挿入されている。

前記開口は、入口バイブ１０に向けて締め（＝Ｊける締
イ１けねじ１３を備えている。連結パイプの端に設けた
ロックナツト１２は、連結パイプを人口バイブに締め込
む際、プレートの背面と接触する。

従って、プレートは、ロックナツトとフランジ８との間
に挟まれ、その結果、入口構造が、軸の時と同しプレー
トの側に固定される。

流体の出口構造は垂直パイプ１５を備えている。

このパイプは、ねじ１７によってプレートに連結した支
持構造１６の穴を通して滑動可能に配置されている。垂
直パイプの下端は、フランジ１８を備え、しかも、圧１
１′６ばね１９を備えζいる。このばねは、フランジと
穴の間でパイプを取り囲め、パイプを下向きに弾性的に
押さえ、ディスク７の上面に接触させている。垂直パイ
プは、下端がくぼみ２１に開口している。このくぼめは
、入口構造のカップ状のくぼみ９とほぼ同じ断面をし、
当該くぼみの上方にある。０リング２０が、ディスク７
の上面に配置され、垂直パイプか下向きに押されている
間、前記上面とフランジとの間に水蜜シールを形成して
いる。

垂直パイプが、支持構造の穴を通って突出している場所
では、ピン２３を備えたスリーブ２２がパイプに固定さ
れている。プレートの反対側に固定したソレノイド２５
に連結されているレバー腕２４は、プレートの矩形の開
口２６を通じて突出している。レバー腕は、支持構造の
枢軸点２７に枢着されている。腕は、更に延びて、スリ
ーブのピン２３の下４ｐ４を引っ掛けている。ソレノイ
ドは、作動′□されると、レバー腕を動かし、ピンの下
に引っ掛けた腕を上方位置に向けて移動させる。この位
置で、圧縮ばねによる押さえ力に打ち勝って、入°口構
造と出口構造とは分離される。マイラー（又は他の適当
な材料）ｒＡ張り２９を備えたフィルタ材料２８から成
る長いテープは、スプールに巻かれ、当該スプール間を
渡っている。テープは、スプール５からローラ３０を越
えるルートに沿い、ローラを越えた後で、フィルタ材料
とマイラー裏張りとに分けられる。テープをスプールで
固定しているため、この分離が起こると、フィルタ材料
は裏張りより上にくる。次いで、フィルタ材料は、入口
＋ｊＩＹ造と出口構造が分離されると、これら構造の間
に供給される。従って、フィルタ材料は、別のローラ３
１に到達する以前に、カップ状のくぼみを通り越える。

マイラー裏張りば、偏向ローフ３２により、入口構造の
下側で、別の偏向ローラ３３に向いて、しかも別のロー
ラ３１に向りて、向きを変えられる。前記ローラ３１の
位置で、裏張りは再びフィルタ材料の裏張り祠となって
いる。

再度合体した裏張りとフィルタ材料は、別のスプール４
に送られ、この位置で、接着剤又はその他の適当な手段
によって接合される。

次いで、ソレノイドは作動解除され、出口構造は、圧縮
ばねによって押されて入口口１４造をシールする。従っ
て、フィルタ手段の一部が、カップ状のくぼみを完全に
覆う。第３図について説明すると、第１図と２図を参照
して説明した装置を、潤滑装置に使用した場合を示して
いる。潤滑装置の主要タンク４Ｉから、バイパスボシプ
４２により、タンク装置に油が送り出され、次いでタン
クに戻ってくる。この回路内で、油のソー７（５ｏｎｅ
　）は、計量ポンプ４３によって取り除かれ、しかも、
連結パイプ１４により、一定の流量割合で入口構造に供
給される。このため、ザンブリング地点から、。

計量ポンプを経て、濾過地点に至るサンプリング装置の
容積を極力小さくでき、従って、サンプリング装置の応
答時間が極めて短くなる。油の汚れは、カップ状のくぼ
みを覆っているフィルタ材料により捕集される。網構造
３５を、出口構造の垂直パイプのフランジ１８に設けて
、フィルタ材料を支持することができる。出口構造内の
油は、パイプ４５によりバイパス回路に戻される。

入口構造に流入する油の圧力と温度は、圧力検知装置４
Ｇと温度検知（又は制御）装置４７によりモニタされて
いる。出口構造内の油の圧力が大気圧であると仮定して
、圧力検知装置は、事実上、フィルタ材料を通しての圧
力差をモニタする。装置４６と４７を、連結パイプ１４
につなぐことができる。装置４６と４７の測定値は、レ
コーダ４８によってモニタされている。測定値は、処理
ユニット４９からの命令の下で記録される。処理ユニッ
トは、動力ｉｓｏから動力の供給を受４Ｊている。動力
源は、処理ユニットの制御の下で、バイパスポンプにも
動力を供給している。測定値は、既知数の時間間隔で採
られ、記憶される。次いで、最終の測定値は、以前の所
定時期に採った以前の測定値と比較することができ、そ
して、フィルタ材料を通しての圧力変化率を処理手段に
よって算定することができる。タービン発電機潤滑装置
内の汚れの蓄積をモニタする際、５分間ごとの測定が、
装置中の汚れのでき具合の、オンライン記録として適当
であることが判明している。この装置のフィルタ材料は
、孔径が０．４−５ミクロン、厚さ１０ミクロン、幅が
２５ミリメートルで、フィルタ区域の径が１９ミリメー
トルの、微孔質ポリカーボネート毛細孔膜（Ｎｕｃｌｅ
ｐｏｒｅ　Ｐｏ１ｙ−ｃａｒｂｏｎａｔｅ　Ｃａｐｉｌ
ｌｅｒｙ　Ｂｏｒｅ　ｍｅｍｂｒａｎｅ　）から成って
いる。フィルタ材料を通る油の流量の割合は、１時間当
たり２０　８０ｍｎで、フィルタ材料を通しての最大圧
力降下は２バール（ｂａｒ　）であった。油の粘土は、
標準的には、４０’、１０センチストーク（ｃｅｎｔｉ
ｓｔｏｋｅｓ　）であった。

これにより、汚れの蓄積の割合を算定することができる
。時間が経つと、油が通り抜けているフィルタ材料は、
ある程度まで詰まってとまうと、フィルタ手段を通して
の設定圧力降下が限界を越える。これを処理ユニットが
検知すると、ソレノイド２５が作動されて、垂直パイプ
１５が持ぢ」二かり、入口構造と出口構造とを分離させ
る。続いて、スプール４を回転して、フィルタ材料の新
しい部分を送り、油を通過させることができる。目詰ま
り部分は、再びマイラー裏張りに合わせられ、スプール
４に収容される。フィルタ材料の搬送中、計量ポンプは
非作動にされるとは限らない。油がこぼれても、プレー
ト１の下側にあるドリップ皿（図示せず）で受りること
ができる。スプール４ば、手で廻したり、或いは、処理
手段で制御するステップモータ（図示せず）に軸を連結
することで回転させることができる。フィルタ材料がデ
ィスクの上面にくっついてしまう危険を少なくするため
に、ばね構造３９をくぼみの縁の周りに配置し、フィル
タ材料を」二面から離す方向に押すこともできる。従っ
て、フィルタ材料の新しい部分が油に晒されるようにな
り、汚れのザンプルの付いた以前の部分はスプールに巻
き取られ、マイラーがスプール上の違ったザンブル層を
分りでいる。

テープを送り終わると、ソレノイドは処理手段によって
作動が解除され、そして、圧縮ばね１９が出口構造を押
さえて、入口＋７４造を再びシールする。

第１のスプール５にある種の引張り手段を設置、Ｊ、テ
ープが各スプールの間で引っ張られるようにもできる。

処理ユニットが、所定のレヘル、仮に２バールを越える
圧力差を検知した場合、又は、仮に１０時間の定期的な
間隔でこの圧力差を検知した場合に、テープの移送を行
うことができる。勿論のこと、多量の汚れが発生してい
る１０１間では、間隔は更に縮められる。標準的には、
１ケ月間の供給量のテープが第１のスプール５に貯えら
れている。

又、スプール、ローラ及び偏向ローラの構成を、既成の
覆いに納めて製品化し、カセット状の構成にすることも
できる。

次いで、集めたサンプルを分析し、異なった化学成分に
分りで、捕集した汚れのパターンを調べだすことができ
る。化学成分は、汚れの特定の発生源に関係がある。本
発明に係る装置を使用して、５００ＭＷの発電設備の潤
滑装置の汚れ具合をモニタした場合、１日に３回のテー
プの移送により、従って、３つのサンプルから重要視す
べき傾向が現れた。

従って、本発明に係る装置は、新しいフィルタを送る単
純な自動手段を提供して、連続的なオンラインモニタ操
作を行うことができ、しかも、時間順に繰り返してサン
プルを貯え易くしている。

サンプルと圧力値とが関連していることから、圧力の変
化率を通じて、またはサンプルの分析によって、汚れの
発生と特定の出来事とを関連づけることができる。従っ
て、欠陥を見分けることができる。本装置は、環境条件
を、簡便な手動モニタ操作のせいにしているような地域
で使用することができる。又、本装置は、所定の限界を
越えた汚れのレベルの警告の目安を設定するの乙こ使用
することもできる。

ヒータを設けて、フィルタ４Ａ料を通り扱ける油を一定
の温度にすることもできる。また、本装置には多くの適
切な指南力が儒ねっていることは明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る装置の正面図を表わしている。 第２図は、図中のＢ−Ｂ線より上方は第１図の側面図を
表わし、Ｂ−Ｂ線より下はＡ−Ａ線に沿った断面図を表
している。 第３図は、本発明に係る装置を０１ｕえた、潤滑装置を
表している。 ■−プレート、２，３−軸シャフト、４．５−スプール
、７−ディスク、８−フランジ、９−くぼみ、１０・−
人ロパイブ、１１−開口、１４一連結バイブ、１６−支
持構造、１８−フランジ、１９−圧縮ばね、２１〜　く
ぼみ、２２−スリーブ、２３−　ピン、２４−　レバー
腕、２５・−ソレノイド、２６−矩Ｊじ開口、２７−枢
軸ピン、２８−フランジ材料、２９−マイラー裏張り、
３０．３１・−ローラ、３２．３３−・偏向ローラ、３
５−格子構造、４１−主要タンク、４２−・−バイパス
ポンプ、４３−計量ポンプ、４６−・圧力検知装置、４
７一温度検知装置、４８−　レコーダ、４９−・−処理
ユニット、５〇−動力供給源。 図面の浄書（内容に変更なし） ρａ／ Ａ 第１頁の続き ０発　明　者　オウエン・ロイド 英国ニスオー４７ジエイエイ チ・ハムプシャー・リントバー スト・プラムショウ・ブレンマ ンズ・ファーム（番地なし） ０発　明　者　キース・ヴイクター・ロビンズ英国ハム
プシャー・リス・フレ ックスクーム・メンディプ・コ ティ９（番地なし） 手続補正書（方式） ％式％ ２、発明の名称　液体中の微粒子物質をモニタするｙ、
ｊ？７３、補正をする者 事件との関係　出願人 ４、代理人 ５、補正命令の日付　昭和５９年６月２６日明細書及び
図１ノｉの浄書（内容に変更なし）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）液体中の微粒子物質をモニタする装置にして、フ
   ィルタ手段と、一定の流量割合でフィルタ手段を通して
   流体を搬送するための手段と、フィルタ手段の両側の流
   体の圧力差を検知するように構成され、しかも、前記圧
   力差の大きさを表す圧力信号を作り出すように構成され
   ている圧力検知手段と、さらに、圧力信号を受け取るた
   めの処理手段とからなり、前記処理手段が、圧力信号か
   ら前記大きさの変化率を算定して、流体中の微粒子物質
   のレベルを表示するように構成されているような装置。 （２、特許請求の範囲第１項に記載の装置に於いて、処
   理手段が、受は取った信号が示す値を記憶するための手
   段と、受は取った圧力信号の最終の値を、以前の所定時
   間に受け取っている圧力信号の値に比較して変化値をめ
   るための手段と、さらに、前記変化信号について前記所
   定時間の商を算出するだめの手段とを備えている装置。 （３）特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の装置に
   於いて、フィルタ手段が、フィルタ材料とフィルタ材料
   搬送構造からなり、搬送手段は、流体がフィルタ材料の
   一部分だけを通って移動するように構成され、しかも、
   搬送構造は、流体がフィルタ材料の別の部分を通って移
   動できるように、フィルタ材料を搬送手段に対して送る
   動作ができるような装置。 （４）流体中の微粒子物質をモニタする装置にして、フ
   ィルタ手段と、一定の流量割合でフィルタ手段を通して
   流体を搬送するための手段と、フィルタ手段の両側の流
   体の圧力差を検知するように構成それ、しかも、前記圧
   力差の大きさを表す圧力信号を作り出すように構成され
   ている圧力検知手段と、さらに、フィルタ手段内の微粒
   子物質の蓄積を表示するために、圧力信号を受け取る処
   理手段とからなり、フィルタ手段が、フィルタ材料とフ
   ィルタ材料搬送構造からなり、搬送手段は、流体がフィ
   ルタ材料の一部分だけを通って移動するように構成され
   、しかも、搬送構造は、流体がフィルタ材料の別の部分
   に移動できるように、フィルタ材料を搬送手段に対して
   送る動作ができるようになっている装置。 （５）　特許請求の範囲第３項又は第４項に記載の装置
   に於いて、フィルタ材料が、細長いストリップからなり
   、しかも、フィルタ材料搬送構造が、２つの回転可能な
   スプール−からなり、スプールが、これらスプール間に
   延びている細長いストリップを備えているような装置。 （６）特許請求の範囲第５項に記載の装置に於いて、細
   長いストリップが、フィルタ材料と裏張りストリップか
   ら形成した分離可能な層状組織からなる装置。 （７）特許請求の範囲第５項又は第６項に記載の装置に
   於いて、スプールと、スプール間に延びた細長いストリ
   ップとが、使用前にボックス内で組み立てられてい名よ
   うな装置。 （８）特許請求の範囲第３項から第７項のいずれかに記
   載の装置に於いて、フィルタ材料搬送構造が、処理手段
   からの制御信号に応答し１て作動されるような装置。 （９）　特許請求の範囲第８項に記載の装置に於いて、
   前記制御信号が、所定の時間間隔で作り出されるような
   装置。 ＱＯ）特許請求の範囲第８項又は第９項に記載の装置に
   於いて、前記制御信号は、前記大きさが所定のレベルに
   達した場合に作り出されるような装置。 ＱＯ特許請求の範囲第３項から第１０項のいずれかに記
   載の装置に於いて、流体を搬送する手段が、流体をフィ
   ルタ手段に送るためのパイプ部分からなり、このパイプ
   部分は、フィルタ材料に当接する開口端を備えており、
   さらに、前記開口端を横切って密封関係にフィルタ材料
   を解除可能に締め付けるための手段からなっている装置
   。 ０の　特許請求の範囲第１１項に記載の装置に於いて、
   前記締付は手段が第２のパイプ部分を備え、この第２の
   パイプ部分が、第１のパイプ部分の前記開口端に向いた
   開口端を備え、開口端同志の間でフィルタ材料を挟んで
   密封しているような装置。 Ｏ＠　特許請求の範囲第１２項に記載の装置に於いて、
   締付は手段が、前記第２のパイプ部分を前記第１のパイ
   プ部分から分離して、フィルタ材料を解放するための、
   励磁可能なソレノイド手段を備えているような装置。 ０◇　特許請求の範囲第１２項又は第１３項に記載の装
   置に於いて、前記第２のパイプ部分が、フィルタ材料の
   一部分を使用時に支持し、フィルタ材料を通して流体を
   移動させるように構成された格子手段を備えているよう
   な装置。 ０＄　特許請求の範囲第１１項から第１４項のいずれか
   に記載の装置に於いて、締付は手段は、フィルタ材料搬
   送構造が作動される以前に、解除されるような装置。 ０Φ　特許請求の範囲第１１項から第１５項のいずれか
   に記載の装置に於いて、少なくとも、前記第１のパイプ
   部分が、締ｆ＝Ｊけ手段を解除する際、フィルタ材料を
   押してパイプ部分の開口端とのシール接触を解除するだ
   めの、弾性的な偏向手段を備えているような装置。 ０７）　特許請求の範囲第１６項に記載の装置に於いて
   、前記弾性的な偏向手段が前述した第１の開口端にばね
   偏向ガスケットを備え、前記締イ］り手段が解除された
   際、前記ガスケット偏向手段は、フィルタ材料を開口端
   から離して持ち上げ両者の間の密封接触を解くようにさ
   れている装置。