ロータの歪計測装置、及び線材取付具
【課題】ロータに取り付けられる歪計測装置の信号線を磁気シールドしつつも、この信号線の施工性を高める。
【解決手段】信号線３１をロータ１に固定する線材取付具４０ａは、信号線の長手方向Ｌの一部に対向する線材押え付け部４２と、線材押え付け部４２の外周縁であって信号線の径方向Ｄの両外周縁に形成され、ロータに接合される接合部４３と、が形成されているステンレス体４１を有している。この線材取付具４０ａは、さらに、ステンレス体のロータに対向する側の面であって、線材押え付け部４２の面と接合部４３の少なくとも一部の面に設けられていると共に、信号線の長手方向Ｌにおける線材押え付け部４２の一方の側から、長手方向Ｌにはみ出している銅箔４５と、を有している。
【解決手段】信号線３１をロータ１に固定する線材取付具４０ａは、信号線の長手方向Ｌの一部に対向する線材押え付け部４２と、線材押え付け部４２の外周縁であって信号線の径方向Ｄの両外周縁に形成され、ロータに接合される接合部４３と、が形成されているステンレス体４１を有している。この線材取付具４０ａは、さらに、ステンレス体のロータに対向する側の面であって、線材押え付け部４２の面と接合部４３の少なくとも一部の面に設けられていると共に、信号線の長手方向Ｌにおける線材押え付け部４２の一方の側から、長手方向Ｌにはみ出している銅箔４５と、を有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転機のロータの歪を計測するロータの歪計測装置、及びこの装置に接続されている信号線の線材取付具に関する。
【背景技術】
【０００２】
部材の歪を計測する際には、一般的に、印加された電圧に対して、部材の歪量に応じた電圧を出力する歪計が用いられる。このような歪計を用いて、歪を計測する場合、歪の計測環境によっては、歪計からの出力信号が通る信号線に外部からのノイズが乗ることがある。
【０００３】
そこで、以下の特許文献１には、歪計からの出力信号が通る導線と、導線の外周を被覆する絶縁層と、この絶縁層の外周に巻き付けられている銅箔と、銅箔の外周を覆う絶縁層と、を備えている信号線が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６０−１４８９０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に開示されている技術では、導線に銅箔が巻き付けられているため、この銅箔が電磁シールドとして機能し、導線に外部からのノイズが乗ることを防ぐことができる。しかしながら、特許文献１に記載されている技術を用いて、高速で回転する回転機のロータの歪を計測する場合、導線に銅箔を巻き付ける手間の他、この導線及び銅箔を含む信号線をしっかりとロータに固定する手間、さらに、信号線中の銅箔とロータとをアース接続する手間等が必要になる。
【０００６】
すなわち、特許文献１に記載されている技術では、信号線の施工性があまりよくない、という問題点がある。
【０００７】
そこで、本発明は、回転機のロータの歪を計測するために必要な信号線を磁気シールドしつつも、この信号線の施工性を高めることができるロータの歪計測装置、及び線材取付具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記問題点を解決するための発明に係るロータの歪計測装置は、
ロータの表面に固定され、印加された電圧に対して、該ロータの歪量に応じた電圧を出力する歪計と、前記ロータ中で、該ロータの長手方向で、前記歪計が固定されている位置と異なる位置に取り付けられ、該歪計から出力された電圧の値を外部へ無線送信する送信機と、前記送信機と共に前記ロータに取り付けられ、該送信機に電力を供給すると共に、前記歪計に電圧を印加する電源回路と、前記電源回路から前記歪計に電圧を印加するために両者を電気的に接続する電源線と、前記歪計から出力された電圧の値を前記送信機に送るために両者を電気的に接続する信号線と、前記歪計を前記ロータに固定する歪計取付具と、前記電源線及び前記信号線の束の長手方向の一部を前記ロータに固定する複数の線材取付具と、を備え、
複数の前記線材取付具は、いずれも、前記電源線及び前記信号線で構成される線材の束の長手方向の一部に対向する線材押え付け部と、該線材押え付け部の外周縁であって該線材の径方向の両外周縁に形成され、前記ロータに接合される接合部と、が形成されているステンレス体を有し、複数の前記線材取付具のうち、少なくとも一の線材取付具は、前記ステンレス体と、該ステンレス体の前記ロータに対向する側の面であって、前記線押え付け部の面と前記接合部の少なくとも一部の面に設けられている銅箔と、を有している、ことを特徴とする。
【０００９】
当該歪計測装置では、銅箔を有している線材取付具で、信号線をロータに固定すると、線材押え付け部に設けられている銅箔で信号線が覆われ、しかも、接合部に設けられている銅箔がロータに接することになるので、信号線を電磁シールドすることができる。さらに、当該歪計測装置では、線材取付具で信号線をロータに固定する作業のみで、信号線を銅箔で覆うと共に、この銅箔をロータに接触させることができるので、信号線を銅箔で覆う手間や銅箔をロータに接触させる手間を省くことができる。
【００１０】
ここで、前記ロータの歪計測装置において、前記銅箔は、前記線材の前記長手方向における前記線押え付け部の一方の側から、該長手方向にはみ出していてもよい。
【００１１】
当該歪計測装置では、線材取付具をロータに固定する際、隣り合っている線材取付具のステンレス体相互を接触させなくても、ステンレス体相互間の線材をはみ出し部で磁気シールドすることができる。このため、当該歪計測装置によれば、線材取付具のステンレス体の相互を接触させる必要がなく、線材取付具の固定に関する施工性を高めることができる。
【００１２】
また、前記ロータの歪計測装置において、前記電源線及び前記信号線は、前記ロータの表面に沿い且つ該ロータの周方向に並んで、前記線材取付具で、該ロータに固定されていてもよい。
【００１３】
当該歪計測装置では、複数の線材がロータの表面に沿い且つロータの周方向に並んだ状態でロータに固定されるので、複数の線材がロータの径方向に重なった状態でロータに固定される場合と比べて、線材にかかる遠心力を小さくすることができる。このため、当該歪計測装置によれば、線材をより長期間に亘って、しっかりとロータに固定することができる。
【００１４】
また、前記ロータの歪計測装置において、前記ロータの表面と前記線材取付具との間であって、前記信号線及び前記電源線を除く部分には、接着剤が充填されており、該信号線及び該電源線は、該接着剤によっても該ロータに固定されていてもよい。
【００１５】
当該歪計測装置では、線材をより長期間に亘って、しっかりとロータに固定することができる。
【００１６】
また、前記ロータの歪計測装置において、前記歪計取付具は、前記歪計と対向し、該歪計を前記ロータの表面に押え付ける歪計押え付け部と、該歪計押え付け部の外周縁に形成され、該ロータに接合される接合部と、が形成されているステンレス体と、該ステンレス体の該ロータに対向する面であって、該歪計押え付け部の面と該接合部の少なくとも一部の面に設けられている銅箔と、を有していてもよい。
【００１７】
当該歪計測装置では、銅箔を有している歪計取付具で、歪計をロータに固定すると、歪計押え付け部に設けられている銅箔で歪計が覆われて、しかも、接合部に設けられている銅箔によりロータに接することになるので、歪計を電磁シールドすることができる。さらに、当該歪計測装置では、歪計取付具で歪計をロータに固定する作業のみで、歪計を銅箔で覆うと共に、この銅箔をロータに接触させることができるので、歪計を銅箔で覆う手間や銅箔をロータに接触させる手間を省くことができる。
【００１８】
また、前記ロータの歪計測装置において、前記ロータの表面と前記歪計取付具との間であって、前記歪計を除く部分には、接着剤が充填されており、該歪計は、該接着剤によっても該ロータに固定されていてもよい。
【００１９】
当該歪計測装置では、歪計をより長期間に亘って、しっかりとロータに固定することができる。
【００２０】
また、上記問題点を解決するための発明に係る線材取付具は、
回転機のロータに取り付けられた歪計からの出力信号を通す信号線を、該ロータに固定する線材取付具において、
前記信号線の長手方向の一部に対向する線材押え付け部と、該線材押え付け部の外周縁であって該信号線の径方向の両外周縁に形成され、前記ロータに接合される接合部と、が形成されているステンレス体と、前記ステンレス体の前記ロータに対向する側の面であって、前記線材押え付け部の面と前記接合部の少なくとも一部の面に設けられていると共に、前記信号線の前記長手方向における該線材押え付け部の一方の側から、該長手方向にはみ出している銅箔と、を有している、ことを特徴とする。
【００２１】
当該線材取付具では、これで信号線をロータに固定すると、線材押え付け部に設けられている銅箔で信号線が覆われて、しかも、接合部に設けられている銅箔がロータに接することになるので、信号線を電磁シールドすることができる。さらに、当該線材取付具では、これで信号線をロータに固定する作業のみで、信号線を銅箔で覆うと共に、この銅箔をロータに接触させることができるので、信号線を銅箔で覆う手間や銅箔をロータに接触させる手間を省くことができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明では、銅箔を有している線材取付具で信号線をロータに固定すると、線材押え付け部に設けられている銅箔で信号線が覆われ、しかも、接合部に設けられている銅箔がロータに接することになるので、信号線を電磁シールドすることができる。さらに、本発明では、線材取付具で信号線をロータに固定する作業のみで、信号線を銅箔で覆うと共に、この銅箔をロータに接触させることができるので、信号線を銅箔で覆う手間や銅箔をロータに接触させる手間を省くことができる。
【００２３】
よって、本発明によれば、信号線を磁気シールドしつつも、この信号線の施工性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る一実施形態における歪計測装置の回路図である。
【図２】本発明に係る一実施形態における各取付具の取付状態を示す説明図である。
【図３】図２におけるIII−III線断面図である。
【図４】図２におけるIＶ−IＶ線断面図である。
【図５】本発明に係る一実施形態の変形例における線材取付具及び線材の断面図である。
【図６】本発明に係る一実施形態における取付治具の展開斜視図である。
【図７】本発明に係る一実施形態における蒸気タービン設備の要部切欠側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明に係るロータの歪計測装置の実施形態について、図面を用いて説明する。
【００２６】
まず、本実施形態の歪計測装置が設けられる設備について、図７を用いて説明する。
【００２７】
本実施形態において、歪計測装置が設けられる設備は、蒸気タービン設備である。
【００２８】
この蒸気タービン設備は、蒸気タービンＴと、蒸気タービンＴの駆動により発電する発電機Ｇと、クラッチ装置Ｃと、を備えている。
【００２９】
蒸気タービンＴは、タービンロータ１ｔと、このタービンロータ１ｔを覆うタービンケーシング３ｔとを備えている。発電機Ｇは、発電機本体Ｇ１とスリップリング装置Ｇ２とを備えている。発電機本体Ｇ１は、ロータ１ｇ及びステータ（不図示）を備えている。クラッチ装置Ｃは、発電機ロータ１ｇとカップリング２を介して接続されている出力ロータ１ｃと、この出力ロータ１ｃとタービンロータ１ｔとの接続及び切断を行うクラッチ機構２ｃと、タービンロータ１ｔの端部を回転可能に支持するタービンロータ軸受け３ｃと、出力ロータ１ｃを回転可能に支持する出力ロータ軸受け４ｃと、を備えている。
【００３０】
発電機ロータ１ｇは、スリップリング装置Ｇ２を貫通し、そこで、クラッチ装置Ｃの出力ロータ１ｃとカップリング２により接続されている。
【００３１】
蒸気タービンＴのタービンロータ１ｔ、クラッチ装置Ｃの出力ロータ１ｃ、発電機Ｇの発電機ロータ１ｇは、それぞれの回転軸が同一直線上になるように、クラッチ機構２ｃやカップリング２等を介して、接続され、蒸気タービン設備のロータ１を形成している。
【００３２】
本実施形態において、この蒸気タービン設備のロータ１中、最も径の小さい部分は、発電機ロータ１ｇのスリップリング装置Ｇ２内の部分１ｇａである。このため、蒸気タービン設備のロータ１中で、この発電機ロータ１ｇのスリップリング装置Ｇ２内の部分１ｇａに最も大きな捩れ応力が作用する。そこで、本実施形態では、スリップリング装置Ｇ２内の発電機ロータ１ｇの部分１ｇａの歪を歪計測装置で計測する。但し、このスリップリング装置Ｇ２は、スリップリングを有している関係で、スリップリングケーシング内には、スパークが発生し易く、このスパークが、歪計測装置にとって電磁ノイズとなる。
【００３３】
本実施形態の歪計測装置は、図１に示すように、歪計１０と、歪計１０による計測結果を外部に送信するテレメータ２０と、テレメータ２０と歪計１０とを電気的に接続する信号線３１及び電源線３５と、信号線３１及び電源線３５をロータ１に固定する複数の線材取付具４０ａ，４０ｂと、歪計１０をロータ１に固定する歪計取付具５０と、を備えている。
【００３４】
歪計１０は、図７を用いて前述したように、蒸気タービン設備のロータ１中で、スリップリング装置Ｇ２内の発電機ロータ１ｇの部分１ｇａに固定されている。また、テレメータ２０は、蒸気タービン設備のロータ１中で、クラッチケーシング内の出力ロータ１ｃの部分に固定されている。信号線３１及び電源線３５は、蒸気タービン設備のロータ１の表面であって、歪計１０とテレメータ２０との間に敷設されている。
【００３５】
歪計１０は、図１に示すように、４個の歪ゲージ１１ａ〜１１ｄでホーイストンブリッジ回路を構成しているものである。４個の歪ゲージ１１ａ〜１１ｄの相互の接続点のうち、互いに向かい合う一対の接続点に、外部からの電圧が印加され、残りの一対の接続点間の電圧が出力電圧として出力される。この出力電圧の値、すなわち、残りの一対の接続点の電位差が、計測対象の歪を示す値である。
【００３６】
テレメータ２０は、歪計１０で計測され歪量、つまり、歪計１０から出力電圧の値（電圧信号）を外部に無線送信する送信部（送信機）２１と、歪計１０から出力電圧の値（電圧信号）を送信部２１に送るインタフェース２２と、送信部２１、インタフェース２２及び歪計１０に電力を供給する電源回路２３と、を有している。
【００３７】
テレメータ２０のインタフェース２２と歪計１０とは、２本の信号線３１で接続されている。また、テレメータ２０の電源回路２３と歪計１０とは、２本の電源線３５で接続されている。２本の信号線３１は、それぞれ、歪計１０の電圧出力用の２つの接続点１２ａ，１２ｂに接続され、２本の電源線３５は、それぞれ、歪計１０の電圧印加用の２つの接続点１２ｃ，１２ｄに接続されている。
【００３８】
線材取付具４０ａ，４０ｂは、電磁シールド型の線材取付具４０ａと、非電磁シールド型の線材取付具４０ｂとがある。電磁シールド型の線材取付具４０ａは、図２及び図３に示すように、２本の電源線３５及び２本の信号線３１の束の長手方向（線材が伸びている方向）Ｌの一部に対向する線材押え付け部４２と、この線材押え付け部４２の外周縁であって線材の径方向Ｄの両外周縁に形成され、ロータ１に接合される接合部４３，４３と、を含むステンレス体４１を有している。
【００３９】
さらに、この電磁シールド型の線材取付具４０ａは、ステンレス体４１のロータ１に対向する側の面に設けられている銅箔４５を有している。この銅箔４５は、線材押え付け部４２のロータ１に対向する側の面に設けられている電磁シールド部４６と、線材の長手方向Ｌにおける線材押え付け部４２の一方の側からこの長手方向Ｌに向かってはみ出し、電磁シールド部４６とつながっているはみ出し部４７と、接合部４３のロータ１に対応する側の面の一部に設けられ、電磁シールド部４６とつながっているアース部４８と、を有している。
【００４０】
非電磁シールド型の線材取付具４０ｂは、電磁シールド型の線材取付具４０ａを構成する銅箔４５を有していない点を除いて、この電磁シールド型の線材取付具４０ａと同様である。
【００４１】
歪計取付具５０は、歪計１０及びこの歪計１０から伸びる線材３１，３２の端部と対向し、歪計１０及び線材３１，３２の端部をロータ１の表面に押え付ける歪計押え付け部５２と、歪計押え付け部５２の外周縁に形成され、ロータ１に接合される接合部５３と、を含むステンレス体５１を有している。
【００４２】
さらに、この歪計取付具５０は、ステンレス体４１のロータ１に対向する面に設けられている銅箔５５を有している。この銅箔５５は、歪計押え付け部５２のロータ１に対向する面に設けられている電磁シールド部５６と、接合部５３のロータ１に対向する面の一部に設けられ、電磁シールド部５６とつながっているアース部５８と、を有している。
【００４３】
線材取付具４０ａ及び歪計取付具５０の銅箔４５，５５は、いずれも、ステンレス体４１，５５に、例えば、ハンダ等で接合されている。
【００４４】
信号線３１及び電源線３５は、いずれも、導線３２，３６と、この導線３２，３６の外周を覆う絶縁性樹脂で形成されているシース３３，３７と、を有している。
【００４５】
次に、以上で説明した歪計計測装置の取付手順について説明する。
【００４６】
まず、蒸気タービン設備のロータ１中で、クラッチケーシング内の出力ロータ１１ｃの部分に、取付治具を用いて、テレメータ２０を固定する。
【００４７】
この取付治具６０は、図６に示すように、一対の半円弧状のブラケット６１と、一対のブラケット６１を連結する連結具６３と、を有している。各ブラケット６１の内径は、これを取り付けるロータ１ｃの外径とほぼ一致している。各ブラケット６１には、各ブラケット６１の円弧の仮想軸と平行な方向に貫通した複数の貫通孔６２が形成されている。この取付治具６０は、ロータ１ｃを抱き込むように、一対のブラケット６１でロータ１ｃを挟み込んだ後、一対のブラケット６１相互を連結具６３で連結することで、ロータ１ｃに固定される。
【００４８】
テレメータ２０は、この取付治具６０の複数の貫通孔６２のうち、いずれかの貫通孔６２に挿入されて、例えば、接着剤等で貫通孔６２内に固定される。また、複数の貫通孔６２のうち、他の貫通孔６２には、ロータ１ｃの回転バランスを取るために、バランスウェイトが挿入される。
【００４９】
次に、蒸気タービン設備のロータ１中で、スリップリング装置Ｇ２内の発電機ロータ１１ｇの部分1ｇａに、図４に示すように、シリコン系接着剤５９を用いて、歪計１０を固定する。
【００５０】
次に、２本の信号線３１の一方の端部及び２本の電源線３５の一方の端部を歪計１０に接続すると共に、２本の信号線３１の他方の端部をテレメータ２０のインタフェース２２に接続し、さらに、２本の電源線３５の他方の端部をテレメータ２０の電源回路２３に接続する。
【００５１】
次に、図２〜図４に示すように、２本の信号線３１及び２本の電源線３５が、ロータ１の表面に沿い且つロータ１の周方向Ｓに並ぶ状態にして、２本の信号線３１及び２本の電源線３５をシリコン系接着剤５９でロータ１表面に固定すると共に、このシリコン系接着剤５９を歪計１０の外周部にも塗布する。
【００５２】
最後に、複数の線材取付具４０ａ，４０ｂ及び歪計取付具５０をロータ１に固定する。
【００５３】
線材取付具４０ａ，４０ｂをロータ１に固定する際には、図２及び図３に示すように、各線材取付具４０ａ，４０ｂの線材押え付け部４２を線材３１，３５に対向させると共に、この線材押え付け部４２を基準にして、ロータ１の周方向Ｓ側に接合部４３，４３が位置するよう、線材取付具４０ａ，４０ｂを向ける。そして、線材取付具４０ａ，４０ｂの接合部４３，４３とロータ１とをスポット溶接して、この線材取付具４０ａ，４０ｂをロータ１に固定する。この際のスポット溶接部４９の相互間隔は、例えば、５ｍｍ以下である。この結果、線材３１，３５は、線材取付具４０ａ，４０ｂの線材押え付け部４２とロータ１表面との間に挟まれて、ロータ１にしっかりと固定される。
【００５４】
線材取付具４０ａ，４０ｂのうち、非電磁シールド型の複数の線材取付具４０ｂは、ロータ１中であって、線材に対する電磁ノイズが実質的に存在しない部分、具体的には、テレメータ２０と歪計１０との間であって、スリップリング装置Ｇ２外の部分に固定される。
【００５５】
非電磁シールド型の複数の線材取付具４０ｂは、線材の長手方向Ｌにおいて、相互に接触していてもよいし、相互に離れていてもよい。但し、複数の線材取付具４０ｂ相互を離す場合、隣り合う線材取付具４０ｂの間隔は、ロータ１の回転で、この間の線材３１，３５に遠心力が作用しても、この間の線材３１，３５がロータ１から離れない間隔である必要がある。なお、ロータ１表面に存在する１ｇの物体に作用する遠心力は、ロータ半径やロータ１の回転速度によって異なるが、例えば、６ｋｇｗ以上で、極めて大きな力である。
【００５６】
線材取付具４０ａ，４０ｂのうち、電磁シールド型の複数の線材取付具４０ａは、ロータ１中であって、線材３１，３５に対する電磁ノイズが存在する部分、具体的には、テレメータ２０と歪計１０との間であって、スリップリング装置Ｇ２内の部分に固定される。
【００５７】
この電磁シールド型の複数の線材取付具４０ａは、線材３１，３５の長手方向Ｌにおいて、隣り合う線材取付具４０ａのうち、一方の線材取付具４０ａの銅箔４５のはみ出し部４７と、他方の線材取付具４０ａの銅箔４５の磁気シールド部とが、重なり合うよう、ロータ１に固定される。
【００５８】
この電磁シールド型の線材取付具４０ａをロータ１に固定する際には、前述したように、この線材取付具４０ａの接合部４３とロータ１とをスポット溶接する。このスポット溶接では、接合部４３中、銅箔４５のアース部４８が設けられている部分もスポット溶接する。このように、接合部４３中、銅箔４５のアース部４８が設けられている部分をスポット溶接部４９にすることで、銅箔４５のアース部４８を確実にロータ１に接触させることができる。つまり、銅箔４５を確実に接地させることができる。
【００５９】
歪計取付具５０をロータ１に固定する際には、歪計押え付け部５２を歪計１０に対向させ、接合部５３とロータ１とをスポット溶接して、この歪計取付具５０をロータ１に固定する。この際のスポット溶接部４９の相互間隔も、例えば、５ｍｍ以下である。この結果、歪計１０は、歪計取付具５０の歪計押え付け部５２とロータ１の表面との間に挟まれて、ロータ１にしっかりと固定される。このスポット溶接では、電磁シールド型の線材取付具４０ａの固定の際と同様、接合部５３中、銅箔５５のアース部５８が設けられている部分もスポット溶接する。
【００６０】
以上で、歪計計測装置の取付が完了する。
【００６１】
以上のように、本実施形態では、歪計測装置に対する電磁ノイズが存在する位置に存在することになる線材３１，３５及び歪計１０を、取付具４０ａ，５０に設けられている銅箔４５，５５で覆って磁気シールドしているので、これらに対する磁気ノイズの影響を回避することができる。
【００６２】
また、本実施形態の電磁シールド型の線材取付具４０ａには、ステンレス体４１に予め銅箔４５は設けられているため、信号線３１等の線材に銅箔４５を巻き付けなくても、この線材取付具４０ａで線材をロータ１に固定する作業で、線材を銅箔４５で覆うことができる。しかも、銅箔４５は、接合部４３にも設けられているため、この線材取付具４０ａで線材を固定する作業で、銅箔４５をロータ１に接触させることができる、つまり、この銅箔４５を接地させることができる。よって、本実施形態では、信号線３１に銅箔４５を巻き付ける手間や、銅箔４５とロータ１とを接地させる手間を省くことができ、線材の施工性を向上させることができる。
【００６３】
また、この線材取付具４０ａは、銅箔４５で磁気シールドを行う一方で、ステンレス体４１で線材をロータ１に固定しているので、単に銅材のみで形成された線材取付具よりも、長期間に亘って線材をロータ１にしっかりと固定することができる。銅は、延性材料であるため、前述したように、極めての大きな遠心力が作用するところで利用すると、比較的簡単に延びてしまう。このため、銅材のみで形成された線材取付具は、自身及び固定する線材に大きな遠心力が作用すると、比較的簡単に延びてしまい、長期間に亘って線材をロータ１にしっかりと固定することができない。一方、ステンレスは、銅に比べて遥かに延性が低いため、ステンレスを有して形成された線材取付具４０ａは、自身及び固定する線材に大きな遠心力が作用しても、ほとんど延びず、前述したように、長期間に亘って線材をロータ１にしっかりと固定することができる。
【００６４】
また、この線材取付具４０ａの銅箔４５は、はみ出し部４７を有しているため、この線材取付具４０ａをロータ１に固定する際、隣り合っている線材取付具４０ａのステンレス体４１相互を接触させなくても、ステンレス体４１相互間の線材３１，３５をはみ出し部４７で磁気シールドすることができる。よって、ステンレス体４１の相互を接触させる必要がなく、線材取付具４０ａの固定に関する施工性を高めることができる。例えば、ロータ１中で、カップリング２（図７）の箇所等、ロータ径が急激に変化して角が存在する箇所に線材３１，３５を敷設し、この箇所の線材３１，３５を線材取付具４０ａで磁気シールドする場合には、線材取付具４０ａのステンレス体４１相互を接触させることが困難なことがある。このような場合でも、本実施形態では、前述したように、ステンレス体４１相互を接触させなくても線材を磁気シールドすることができるので、線材取付具４０ａを簡単にロータ１に固定することができる。
【００６５】
また、本実施形態では、図３に示すように、２本の信号線３１及び２本の電源線３５の合計４本の線材を、ロータ１の表面に沿い且つロータ１の周方向Ｓに並べた状態で固定しているので、図５に示すように、４本の線材３１，３５をロータ１の径方向Ｄｒに重ねた状態で固定する場合よりも、線材３１，３５に作用する遠心力を僅かであるものの小さくすることができる。但し、本発明は、複数の線材をロータ１の径方向Ｄｒに重ねた状態で固定することを否定するものではない。
【００６６】
なお、以上の実施形態では、線材取付具４０ａ，４０ｂとして、電磁シールド型の線材取付具４０ａと非電磁シールド型の線材取付具４０ｂとを用いているが、全ての線材取付具が電磁シールド型の線材取付具４０ａであってもよい。
【００６７】
また、以上の実施形態における電磁シールド型の線材取付具４０ａの銅箔４５は、はみ出し部４７を有しているが、このはみ出し部４７は、前述したように、線材取付具４０ａの固定に関する施工性を高めるためのものであるから、施工性をあまり考慮しない場合には、このはみ出し部４７を設けなくてもよい。
【００６８】
また、以上の実施形態では、テレメータ、歪計、線材の順で、これらをロータに取り付けているが、これらは、如何なる順で取り付けてもよい。
【００６９】
また、以上の実施形態は、蒸気タービン設備のロータ１に歪計測装置を取り付けた例であるが、本発明は、これに限定されるものではなく、ガスタービン設備のロータ等、他の回転機のロータに歪計測装置を取り付けてもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１：（蒸気タービン設備の）ロータ、１ｃ：出力ロータ、１ｇ：発電機ロータ、１ｔ：タービンロータ、１０：歪計、１１ａ〜１１ｄ：歪ゲージ、２０：テレメータ、２１：送信部（送信機）、２２：インタフェース、２３：電源回路、３１：信号線、３５：電源線、４０ａ，４０ｂ：線材取付具、４１：ステンレス体、４２：線材押え付け部、４３：接合部、４５：銅箔、４６：電磁シールド部、４７：はみ出し部、４８：アース部、４９：スポット溶接部、５０：歪計取付具、５１：ステンレス体、５２：歪計押え付け部、５３：接合部、５５：銅箔、５６：電磁シールド部、５８：アース部、５９：接着剤、６０：取付治具
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転機のロータの歪を計測するロータの歪計測装置、及びこの装置に接続されている信号線の線材取付具に関する。
【背景技術】
【０００２】
部材の歪を計測する際には、一般的に、印加された電圧に対して、部材の歪量に応じた電圧を出力する歪計が用いられる。このような歪計を用いて、歪を計測する場合、歪の計測環境によっては、歪計からの出力信号が通る信号線に外部からのノイズが乗ることがある。
【０００３】
そこで、以下の特許文献１には、歪計からの出力信号が通る導線と、導線の外周を被覆する絶縁層と、この絶縁層の外周に巻き付けられている銅箔と、銅箔の外周を覆う絶縁層と、を備えている信号線が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６０−１４８９０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に開示されている技術では、導線に銅箔が巻き付けられているため、この銅箔が電磁シールドとして機能し、導線に外部からのノイズが乗ることを防ぐことができる。しかしながら、特許文献１に記載されている技術を用いて、高速で回転する回転機のロータの歪を計測する場合、導線に銅箔を巻き付ける手間の他、この導線及び銅箔を含む信号線をしっかりとロータに固定する手間、さらに、信号線中の銅箔とロータとをアース接続する手間等が必要になる。
【０００６】
すなわち、特許文献１に記載されている技術では、信号線の施工性があまりよくない、という問題点がある。
【０００７】
そこで、本発明は、回転機のロータの歪を計測するために必要な信号線を磁気シールドしつつも、この信号線の施工性を高めることができるロータの歪計測装置、及び線材取付具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記問題点を解決するための発明に係るロータの歪計測装置は、
ロータの表面に固定され、印加された電圧に対して、該ロータの歪量に応じた電圧を出力する歪計と、前記ロータ中で、該ロータの長手方向で、前記歪計が固定されている位置と異なる位置に取り付けられ、該歪計から出力された電圧の値を外部へ無線送信する送信機と、前記送信機と共に前記ロータに取り付けられ、該送信機に電力を供給すると共に、前記歪計に電圧を印加する電源回路と、前記電源回路から前記歪計に電圧を印加するために両者を電気的に接続する電源線と、前記歪計から出力された電圧の値を前記送信機に送るために両者を電気的に接続する信号線と、前記歪計を前記ロータに固定する歪計取付具と、前記電源線及び前記信号線の束の長手方向の一部を前記ロータに固定する複数の線材取付具と、を備え、
複数の前記線材取付具は、いずれも、前記電源線及び前記信号線で構成される線材の束の長手方向の一部に対向する線材押え付け部と、該線材押え付け部の外周縁であって該線材の径方向の両外周縁に形成され、前記ロータに接合される接合部と、が形成されているステンレス体を有し、複数の前記線材取付具のうち、少なくとも一の線材取付具は、前記ステンレス体と、該ステンレス体の前記ロータに対向する側の面であって、前記線押え付け部の面と前記接合部の少なくとも一部の面に設けられている銅箔と、を有している、ことを特徴とする。
【０００９】
当該歪計測装置では、銅箔を有している線材取付具で、信号線をロータに固定すると、線材押え付け部に設けられている銅箔で信号線が覆われ、しかも、接合部に設けられている銅箔がロータに接することになるので、信号線を電磁シールドすることができる。さらに、当該歪計測装置では、線材取付具で信号線をロータに固定する作業のみで、信号線を銅箔で覆うと共に、この銅箔をロータに接触させることができるので、信号線を銅箔で覆う手間や銅箔をロータに接触させる手間を省くことができる。
【００１０】
ここで、前記ロータの歪計測装置において、前記銅箔は、前記線材の前記長手方向における前記線押え付け部の一方の側から、該長手方向にはみ出していてもよい。
【００１１】
当該歪計測装置では、線材取付具をロータに固定する際、隣り合っている線材取付具のステンレス体相互を接触させなくても、ステンレス体相互間の線材をはみ出し部で磁気シールドすることができる。このため、当該歪計測装置によれば、線材取付具のステンレス体の相互を接触させる必要がなく、線材取付具の固定に関する施工性を高めることができる。
【００１２】
また、前記ロータの歪計測装置において、前記電源線及び前記信号線は、前記ロータの表面に沿い且つ該ロータの周方向に並んで、前記線材取付具で、該ロータに固定されていてもよい。
【００１３】
当該歪計測装置では、複数の線材がロータの表面に沿い且つロータの周方向に並んだ状態でロータに固定されるので、複数の線材がロータの径方向に重なった状態でロータに固定される場合と比べて、線材にかかる遠心力を小さくすることができる。このため、当該歪計測装置によれば、線材をより長期間に亘って、しっかりとロータに固定することができる。
【００１４】
また、前記ロータの歪計測装置において、前記ロータの表面と前記線材取付具との間であって、前記信号線及び前記電源線を除く部分には、接着剤が充填されており、該信号線及び該電源線は、該接着剤によっても該ロータに固定されていてもよい。
【００１５】
当該歪計測装置では、線材をより長期間に亘って、しっかりとロータに固定することができる。
【００１６】
また、前記ロータの歪計測装置において、前記歪計取付具は、前記歪計と対向し、該歪計を前記ロータの表面に押え付ける歪計押え付け部と、該歪計押え付け部の外周縁に形成され、該ロータに接合される接合部と、が形成されているステンレス体と、該ステンレス体の該ロータに対向する面であって、該歪計押え付け部の面と該接合部の少なくとも一部の面に設けられている銅箔と、を有していてもよい。
【００１７】
当該歪計測装置では、銅箔を有している歪計取付具で、歪計をロータに固定すると、歪計押え付け部に設けられている銅箔で歪計が覆われて、しかも、接合部に設けられている銅箔によりロータに接することになるので、歪計を電磁シールドすることができる。さらに、当該歪計測装置では、歪計取付具で歪計をロータに固定する作業のみで、歪計を銅箔で覆うと共に、この銅箔をロータに接触させることができるので、歪計を銅箔で覆う手間や銅箔をロータに接触させる手間を省くことができる。
【００１８】
また、前記ロータの歪計測装置において、前記ロータの表面と前記歪計取付具との間であって、前記歪計を除く部分には、接着剤が充填されており、該歪計は、該接着剤によっても該ロータに固定されていてもよい。
【００１９】
当該歪計測装置では、歪計をより長期間に亘って、しっかりとロータに固定することができる。
【００２０】
また、上記問題点を解決するための発明に係る線材取付具は、
回転機のロータに取り付けられた歪計からの出力信号を通す信号線を、該ロータに固定する線材取付具において、
前記信号線の長手方向の一部に対向する線材押え付け部と、該線材押え付け部の外周縁であって該信号線の径方向の両外周縁に形成され、前記ロータに接合される接合部と、が形成されているステンレス体と、前記ステンレス体の前記ロータに対向する側の面であって、前記線材押え付け部の面と前記接合部の少なくとも一部の面に設けられていると共に、前記信号線の前記長手方向における該線材押え付け部の一方の側から、該長手方向にはみ出している銅箔と、を有している、ことを特徴とする。
【００２１】
当該線材取付具では、これで信号線をロータに固定すると、線材押え付け部に設けられている銅箔で信号線が覆われて、しかも、接合部に設けられている銅箔がロータに接することになるので、信号線を電磁シールドすることができる。さらに、当該線材取付具では、これで信号線をロータに固定する作業のみで、信号線を銅箔で覆うと共に、この銅箔をロータに接触させることができるので、信号線を銅箔で覆う手間や銅箔をロータに接触させる手間を省くことができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明では、銅箔を有している線材取付具で信号線をロータに固定すると、線材押え付け部に設けられている銅箔で信号線が覆われ、しかも、接合部に設けられている銅箔がロータに接することになるので、信号線を電磁シールドすることができる。さらに、本発明では、線材取付具で信号線をロータに固定する作業のみで、信号線を銅箔で覆うと共に、この銅箔をロータに接触させることができるので、信号線を銅箔で覆う手間や銅箔をロータに接触させる手間を省くことができる。
【００２３】
よって、本発明によれば、信号線を磁気シールドしつつも、この信号線の施工性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る一実施形態における歪計測装置の回路図である。
【図２】本発明に係る一実施形態における各取付具の取付状態を示す説明図である。
【図３】図２におけるIII−III線断面図である。
【図４】図２におけるIＶ−IＶ線断面図である。
【図５】本発明に係る一実施形態の変形例における線材取付具及び線材の断面図である。
【図６】本発明に係る一実施形態における取付治具の展開斜視図である。
【図７】本発明に係る一実施形態における蒸気タービン設備の要部切欠側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明に係るロータの歪計測装置の実施形態について、図面を用いて説明する。
【００２６】
まず、本実施形態の歪計測装置が設けられる設備について、図７を用いて説明する。
【００２７】
本実施形態において、歪計測装置が設けられる設備は、蒸気タービン設備である。
【００２８】
この蒸気タービン設備は、蒸気タービンＴと、蒸気タービンＴの駆動により発電する発電機Ｇと、クラッチ装置Ｃと、を備えている。
【００２９】
蒸気タービンＴは、タービンロータ１ｔと、このタービンロータ１ｔを覆うタービンケーシング３ｔとを備えている。発電機Ｇは、発電機本体Ｇ１とスリップリング装置Ｇ２とを備えている。発電機本体Ｇ１は、ロータ１ｇ及びステータ（不図示）を備えている。クラッチ装置Ｃは、発電機ロータ１ｇとカップリング２を介して接続されている出力ロータ１ｃと、この出力ロータ１ｃとタービンロータ１ｔとの接続及び切断を行うクラッチ機構２ｃと、タービンロータ１ｔの端部を回転可能に支持するタービンロータ軸受け３ｃと、出力ロータ１ｃを回転可能に支持する出力ロータ軸受け４ｃと、を備えている。
【００３０】
発電機ロータ１ｇは、スリップリング装置Ｇ２を貫通し、そこで、クラッチ装置Ｃの出力ロータ１ｃとカップリング２により接続されている。
【００３１】
蒸気タービンＴのタービンロータ１ｔ、クラッチ装置Ｃの出力ロータ１ｃ、発電機Ｇの発電機ロータ１ｇは、それぞれの回転軸が同一直線上になるように、クラッチ機構２ｃやカップリング２等を介して、接続され、蒸気タービン設備のロータ１を形成している。
【００３２】
本実施形態において、この蒸気タービン設備のロータ１中、最も径の小さい部分は、発電機ロータ１ｇのスリップリング装置Ｇ２内の部分１ｇａである。このため、蒸気タービン設備のロータ１中で、この発電機ロータ１ｇのスリップリング装置Ｇ２内の部分１ｇａに最も大きな捩れ応力が作用する。そこで、本実施形態では、スリップリング装置Ｇ２内の発電機ロータ１ｇの部分１ｇａの歪を歪計測装置で計測する。但し、このスリップリング装置Ｇ２は、スリップリングを有している関係で、スリップリングケーシング内には、スパークが発生し易く、このスパークが、歪計測装置にとって電磁ノイズとなる。
【００３３】
本実施形態の歪計測装置は、図１に示すように、歪計１０と、歪計１０による計測結果を外部に送信するテレメータ２０と、テレメータ２０と歪計１０とを電気的に接続する信号線３１及び電源線３５と、信号線３１及び電源線３５をロータ１に固定する複数の線材取付具４０ａ，４０ｂと、歪計１０をロータ１に固定する歪計取付具５０と、を備えている。
【００３４】
歪計１０は、図７を用いて前述したように、蒸気タービン設備のロータ１中で、スリップリング装置Ｇ２内の発電機ロータ１ｇの部分１ｇａに固定されている。また、テレメータ２０は、蒸気タービン設備のロータ１中で、クラッチケーシング内の出力ロータ１ｃの部分に固定されている。信号線３１及び電源線３５は、蒸気タービン設備のロータ１の表面であって、歪計１０とテレメータ２０との間に敷設されている。
【００３５】
歪計１０は、図１に示すように、４個の歪ゲージ１１ａ〜１１ｄでホーイストンブリッジ回路を構成しているものである。４個の歪ゲージ１１ａ〜１１ｄの相互の接続点のうち、互いに向かい合う一対の接続点に、外部からの電圧が印加され、残りの一対の接続点間の電圧が出力電圧として出力される。この出力電圧の値、すなわち、残りの一対の接続点の電位差が、計測対象の歪を示す値である。
【００３６】
テレメータ２０は、歪計１０で計測され歪量、つまり、歪計１０から出力電圧の値（電圧信号）を外部に無線送信する送信部（送信機）２１と、歪計１０から出力電圧の値（電圧信号）を送信部２１に送るインタフェース２２と、送信部２１、インタフェース２２及び歪計１０に電力を供給する電源回路２３と、を有している。
【００３７】
テレメータ２０のインタフェース２２と歪計１０とは、２本の信号線３１で接続されている。また、テレメータ２０の電源回路２３と歪計１０とは、２本の電源線３５で接続されている。２本の信号線３１は、それぞれ、歪計１０の電圧出力用の２つの接続点１２ａ，１２ｂに接続され、２本の電源線３５は、それぞれ、歪計１０の電圧印加用の２つの接続点１２ｃ，１２ｄに接続されている。
【００３８】
線材取付具４０ａ，４０ｂは、電磁シールド型の線材取付具４０ａと、非電磁シールド型の線材取付具４０ｂとがある。電磁シールド型の線材取付具４０ａは、図２及び図３に示すように、２本の電源線３５及び２本の信号線３１の束の長手方向（線材が伸びている方向）Ｌの一部に対向する線材押え付け部４２と、この線材押え付け部４２の外周縁であって線材の径方向Ｄの両外周縁に形成され、ロータ１に接合される接合部４３，４３と、を含むステンレス体４１を有している。
【００３９】
さらに、この電磁シールド型の線材取付具４０ａは、ステンレス体４１のロータ１に対向する側の面に設けられている銅箔４５を有している。この銅箔４５は、線材押え付け部４２のロータ１に対向する側の面に設けられている電磁シールド部４６と、線材の長手方向Ｌにおける線材押え付け部４２の一方の側からこの長手方向Ｌに向かってはみ出し、電磁シールド部４６とつながっているはみ出し部４７と、接合部４３のロータ１に対応する側の面の一部に設けられ、電磁シールド部４６とつながっているアース部４８と、を有している。
【００４０】
非電磁シールド型の線材取付具４０ｂは、電磁シールド型の線材取付具４０ａを構成する銅箔４５を有していない点を除いて、この電磁シールド型の線材取付具４０ａと同様である。
【００４１】
歪計取付具５０は、歪計１０及びこの歪計１０から伸びる線材３１，３２の端部と対向し、歪計１０及び線材３１，３２の端部をロータ１の表面に押え付ける歪計押え付け部５２と、歪計押え付け部５２の外周縁に形成され、ロータ１に接合される接合部５３と、を含むステンレス体５１を有している。
【００４２】
さらに、この歪計取付具５０は、ステンレス体４１のロータ１に対向する面に設けられている銅箔５５を有している。この銅箔５５は、歪計押え付け部５２のロータ１に対向する面に設けられている電磁シールド部５６と、接合部５３のロータ１に対向する面の一部に設けられ、電磁シールド部５６とつながっているアース部５８と、を有している。
【００４３】
線材取付具４０ａ及び歪計取付具５０の銅箔４５，５５は、いずれも、ステンレス体４１，５５に、例えば、ハンダ等で接合されている。
【００４４】
信号線３１及び電源線３５は、いずれも、導線３２，３６と、この導線３２，３６の外周を覆う絶縁性樹脂で形成されているシース３３，３７と、を有している。
【００４５】
次に、以上で説明した歪計計測装置の取付手順について説明する。
【００４６】
まず、蒸気タービン設備のロータ１中で、クラッチケーシング内の出力ロータ１１ｃの部分に、取付治具を用いて、テレメータ２０を固定する。
【００４７】
この取付治具６０は、図６に示すように、一対の半円弧状のブラケット６１と、一対のブラケット６１を連結する連結具６３と、を有している。各ブラケット６１の内径は、これを取り付けるロータ１ｃの外径とほぼ一致している。各ブラケット６１には、各ブラケット６１の円弧の仮想軸と平行な方向に貫通した複数の貫通孔６２が形成されている。この取付治具６０は、ロータ１ｃを抱き込むように、一対のブラケット６１でロータ１ｃを挟み込んだ後、一対のブラケット６１相互を連結具６３で連結することで、ロータ１ｃに固定される。
【００４８】
テレメータ２０は、この取付治具６０の複数の貫通孔６２のうち、いずれかの貫通孔６２に挿入されて、例えば、接着剤等で貫通孔６２内に固定される。また、複数の貫通孔６２のうち、他の貫通孔６２には、ロータ１ｃの回転バランスを取るために、バランスウェイトが挿入される。
【００４９】
次に、蒸気タービン設備のロータ１中で、スリップリング装置Ｇ２内の発電機ロータ１１ｇの部分1ｇａに、図４に示すように、シリコン系接着剤５９を用いて、歪計１０を固定する。
【００５０】
次に、２本の信号線３１の一方の端部及び２本の電源線３５の一方の端部を歪計１０に接続すると共に、２本の信号線３１の他方の端部をテレメータ２０のインタフェース２２に接続し、さらに、２本の電源線３５の他方の端部をテレメータ２０の電源回路２３に接続する。
【００５１】
次に、図２〜図４に示すように、２本の信号線３１及び２本の電源線３５が、ロータ１の表面に沿い且つロータ１の周方向Ｓに並ぶ状態にして、２本の信号線３１及び２本の電源線３５をシリコン系接着剤５９でロータ１表面に固定すると共に、このシリコン系接着剤５９を歪計１０の外周部にも塗布する。
【００５２】
最後に、複数の線材取付具４０ａ，４０ｂ及び歪計取付具５０をロータ１に固定する。
【００５３】
線材取付具４０ａ，４０ｂをロータ１に固定する際には、図２及び図３に示すように、各線材取付具４０ａ，４０ｂの線材押え付け部４２を線材３１，３５に対向させると共に、この線材押え付け部４２を基準にして、ロータ１の周方向Ｓ側に接合部４３，４３が位置するよう、線材取付具４０ａ，４０ｂを向ける。そして、線材取付具４０ａ，４０ｂの接合部４３，４３とロータ１とをスポット溶接して、この線材取付具４０ａ，４０ｂをロータ１に固定する。この際のスポット溶接部４９の相互間隔は、例えば、５ｍｍ以下である。この結果、線材３１，３５は、線材取付具４０ａ，４０ｂの線材押え付け部４２とロータ１表面との間に挟まれて、ロータ１にしっかりと固定される。
【００５４】
線材取付具４０ａ，４０ｂのうち、非電磁シールド型の複数の線材取付具４０ｂは、ロータ１中であって、線材に対する電磁ノイズが実質的に存在しない部分、具体的には、テレメータ２０と歪計１０との間であって、スリップリング装置Ｇ２外の部分に固定される。
【００５５】
非電磁シールド型の複数の線材取付具４０ｂは、線材の長手方向Ｌにおいて、相互に接触していてもよいし、相互に離れていてもよい。但し、複数の線材取付具４０ｂ相互を離す場合、隣り合う線材取付具４０ｂの間隔は、ロータ１の回転で、この間の線材３１，３５に遠心力が作用しても、この間の線材３１，３５がロータ１から離れない間隔である必要がある。なお、ロータ１表面に存在する１ｇの物体に作用する遠心力は、ロータ半径やロータ１の回転速度によって異なるが、例えば、６ｋｇｗ以上で、極めて大きな力である。
【００５６】
線材取付具４０ａ，４０ｂのうち、電磁シールド型の複数の線材取付具４０ａは、ロータ１中であって、線材３１，３５に対する電磁ノイズが存在する部分、具体的には、テレメータ２０と歪計１０との間であって、スリップリング装置Ｇ２内の部分に固定される。
【００５７】
この電磁シールド型の複数の線材取付具４０ａは、線材３１，３５の長手方向Ｌにおいて、隣り合う線材取付具４０ａのうち、一方の線材取付具４０ａの銅箔４５のはみ出し部４７と、他方の線材取付具４０ａの銅箔４５の磁気シールド部とが、重なり合うよう、ロータ１に固定される。
【００５８】
この電磁シールド型の線材取付具４０ａをロータ１に固定する際には、前述したように、この線材取付具４０ａの接合部４３とロータ１とをスポット溶接する。このスポット溶接では、接合部４３中、銅箔４５のアース部４８が設けられている部分もスポット溶接する。このように、接合部４３中、銅箔４５のアース部４８が設けられている部分をスポット溶接部４９にすることで、銅箔４５のアース部４８を確実にロータ１に接触させることができる。つまり、銅箔４５を確実に接地させることができる。
【００５９】
歪計取付具５０をロータ１に固定する際には、歪計押え付け部５２を歪計１０に対向させ、接合部５３とロータ１とをスポット溶接して、この歪計取付具５０をロータ１に固定する。この際のスポット溶接部４９の相互間隔も、例えば、５ｍｍ以下である。この結果、歪計１０は、歪計取付具５０の歪計押え付け部５２とロータ１の表面との間に挟まれて、ロータ１にしっかりと固定される。このスポット溶接では、電磁シールド型の線材取付具４０ａの固定の際と同様、接合部５３中、銅箔５５のアース部５８が設けられている部分もスポット溶接する。
【００６０】
以上で、歪計計測装置の取付が完了する。
【００６１】
以上のように、本実施形態では、歪計測装置に対する電磁ノイズが存在する位置に存在することになる線材３１，３５及び歪計１０を、取付具４０ａ，５０に設けられている銅箔４５，５５で覆って磁気シールドしているので、これらに対する磁気ノイズの影響を回避することができる。
【００６２】
また、本実施形態の電磁シールド型の線材取付具４０ａには、ステンレス体４１に予め銅箔４５は設けられているため、信号線３１等の線材に銅箔４５を巻き付けなくても、この線材取付具４０ａで線材をロータ１に固定する作業で、線材を銅箔４５で覆うことができる。しかも、銅箔４５は、接合部４３にも設けられているため、この線材取付具４０ａで線材を固定する作業で、銅箔４５をロータ１に接触させることができる、つまり、この銅箔４５を接地させることができる。よって、本実施形態では、信号線３１に銅箔４５を巻き付ける手間や、銅箔４５とロータ１とを接地させる手間を省くことができ、線材の施工性を向上させることができる。
【００６３】
また、この線材取付具４０ａは、銅箔４５で磁気シールドを行う一方で、ステンレス体４１で線材をロータ１に固定しているので、単に銅材のみで形成された線材取付具よりも、長期間に亘って線材をロータ１にしっかりと固定することができる。銅は、延性材料であるため、前述したように、極めての大きな遠心力が作用するところで利用すると、比較的簡単に延びてしまう。このため、銅材のみで形成された線材取付具は、自身及び固定する線材に大きな遠心力が作用すると、比較的簡単に延びてしまい、長期間に亘って線材をロータ１にしっかりと固定することができない。一方、ステンレスは、銅に比べて遥かに延性が低いため、ステンレスを有して形成された線材取付具４０ａは、自身及び固定する線材に大きな遠心力が作用しても、ほとんど延びず、前述したように、長期間に亘って線材をロータ１にしっかりと固定することができる。
【００６４】
また、この線材取付具４０ａの銅箔４５は、はみ出し部４７を有しているため、この線材取付具４０ａをロータ１に固定する際、隣り合っている線材取付具４０ａのステンレス体４１相互を接触させなくても、ステンレス体４１相互間の線材３１，３５をはみ出し部４７で磁気シールドすることができる。よって、ステンレス体４１の相互を接触させる必要がなく、線材取付具４０ａの固定に関する施工性を高めることができる。例えば、ロータ１中で、カップリング２（図７）の箇所等、ロータ径が急激に変化して角が存在する箇所に線材３１，３５を敷設し、この箇所の線材３１，３５を線材取付具４０ａで磁気シールドする場合には、線材取付具４０ａのステンレス体４１相互を接触させることが困難なことがある。このような場合でも、本実施形態では、前述したように、ステンレス体４１相互を接触させなくても線材を磁気シールドすることができるので、線材取付具４０ａを簡単にロータ１に固定することができる。
【００６５】
また、本実施形態では、図３に示すように、２本の信号線３１及び２本の電源線３５の合計４本の線材を、ロータ１の表面に沿い且つロータ１の周方向Ｓに並べた状態で固定しているので、図５に示すように、４本の線材３１，３５をロータ１の径方向Ｄｒに重ねた状態で固定する場合よりも、線材３１，３５に作用する遠心力を僅かであるものの小さくすることができる。但し、本発明は、複数の線材をロータ１の径方向Ｄｒに重ねた状態で固定することを否定するものではない。
【００６６】
なお、以上の実施形態では、線材取付具４０ａ，４０ｂとして、電磁シールド型の線材取付具４０ａと非電磁シールド型の線材取付具４０ｂとを用いているが、全ての線材取付具が電磁シールド型の線材取付具４０ａであってもよい。
【００６７】
また、以上の実施形態における電磁シールド型の線材取付具４０ａの銅箔４５は、はみ出し部４７を有しているが、このはみ出し部４７は、前述したように、線材取付具４０ａの固定に関する施工性を高めるためのものであるから、施工性をあまり考慮しない場合には、このはみ出し部４７を設けなくてもよい。
【００６８】
また、以上の実施形態では、テレメータ、歪計、線材の順で、これらをロータに取り付けているが、これらは、如何なる順で取り付けてもよい。
【００６９】
また、以上の実施形態は、蒸気タービン設備のロータ１に歪計測装置を取り付けた例であるが、本発明は、これに限定されるものではなく、ガスタービン設備のロータ等、他の回転機のロータに歪計測装置を取り付けてもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１：（蒸気タービン設備の）ロータ、１ｃ：出力ロータ、１ｇ：発電機ロータ、１ｔ：タービンロータ、１０：歪計、１１ａ〜１１ｄ：歪ゲージ、２０：テレメータ、２１：送信部（送信機）、２２：インタフェース、２３：電源回路、３１：信号線、３５：電源線、４０ａ，４０ｂ：線材取付具、４１：ステンレス体、４２：線材押え付け部、４３：接合部、４５：銅箔、４６：電磁シールド部、４７：はみ出し部、４８：アース部、４９：スポット溶接部、５０：歪計取付具、５１：ステンレス体、５２：歪計押え付け部、５３：接合部、５５：銅箔、５６：電磁シールド部、５８：アース部、５９：接着剤、６０：取付治具
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転機のロータの歪を計測するロータの歪計測装置において、
前記ロータの表面に固定され、印加された電圧に対して、該ロータの歪量に応じた電圧を出力する歪計と、
前記ロータ中で、該ロータの長手方向で、前記歪計が固定されている位置と異なる位置に取り付けられ、該歪計から出力された電圧の値を外部へ無線送信する送信機と、
前記送信機と共に前記ロータに取り付けられ、該送信機に電力を供給すると共に、前記歪計に電圧を印加する電源回路と、
前記電源回路から前記歪計に電圧を印加するために両者を電気的に接続する電源線と、
前記歪計から出力された電圧の値を前記送信機に送るために両者を電気的に接続する信号線と、
前記歪計を前記ロータに固定する歪計取付具と、
前記電源線及び前記信号線の束の長手方向の一部を前記ロータに固定する複数の線材取付具と、
を備え、
複数の前記線材取付具は、いずれも、前記電源線及び前記信号線で構成される線材の束の長手方向の一部に対向する線材押え付け部と、該線材押え付け部の外周縁であって該線材の径方向の両外周縁に形成され、前記ロータに接合される接合部と、が形成されているステンレス体を有し、
複数の前記線材取付具のうち、少なくとも一の線材取付具は、前記ステンレス体と、該ステンレス体の前記ロータに対向する側の面であって、前記線押え付け部の面と前記接合部の少なくとも一部の面に設けられている銅箔と、を有している、
ことを特徴とするロータの歪計測装置。
【請求項２】
請求項１に記載のロータの歪計測装置において、
前記銅箔は、前記線材の前記長手方向における前記線押え付け部の一方の側から、該長手方向にはみ出している、
ことを特徴とするロータの歪計測装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のロータの歪計測装置において、
前記電源線及び前記信号線は、前記ロータの表面に沿い且つ該ロータの周方向に並んで、前記線材取付具で、該ロータに固定されている、
ことを特徴とするロータの歪計測装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載のロータの歪計測装置において、
前記ロータの表面と前記線材取付具との間であって、前記信号線及び前記電源線を除く部分には、接着剤が充填されており、該信号線及び該電源線は、該接着剤によっても該ロータに固定されている、
ことを特徴とするロータの歪計測装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載のロータの歪計測装置において、
前記歪計取付具は、前記歪計と対向し、該歪計を前記ロータの表面に押え付ける歪計押え付け部と、該歪計押え付け部の外周縁に形成され、該ロータに接合される接合部と、が形成されているステンレス体と、該ステンレス体の該ロータに対向する面であって、該歪計押え付け部の面と該接合部の少なくとも一部の面に設けられている銅箔と、を有している、
ことを特徴とするロータの歪計測装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載のロータの歪計測装置において、
前記ロータの表面と前記歪計取付具との間であって、前記歪計を除く部分には、接着剤が充填されており、該歪計は、該接着剤によっても該ロータに固定されている、
ことを特徴とするロータの歪計測装置。
【請求項７】
回転機のロータに取り付けられた歪計からの出力信号を通す信号線を、該ロータに固定する線材取付具において、
前記信号線の長手方向の一部に対向する線材押え付け部と、該線材押え付け部の外周縁であって該信号線の径方向の両外周縁に形成され、前記ロータに接合される接合部と、が形成されているステンレス体と、
前記ステンレス体の前記ロータに対向する側の面であって、前記線材押え付け部の面と前記接合部の少なくとも一部の面に設けられていると共に、前記信号線の前記長手方向における該線材押え付け部の一方の側から、該長手方向にはみ出している銅箔と、を有している、
ことを特徴とする線材取付具。
【請求項１】
回転機のロータの歪を計測するロータの歪計測装置において、
前記ロータの表面に固定され、印加された電圧に対して、該ロータの歪量に応じた電圧を出力する歪計と、
前記ロータ中で、該ロータの長手方向で、前記歪計が固定されている位置と異なる位置に取り付けられ、該歪計から出力された電圧の値を外部へ無線送信する送信機と、
前記送信機と共に前記ロータに取り付けられ、該送信機に電力を供給すると共に、前記歪計に電圧を印加する電源回路と、
前記電源回路から前記歪計に電圧を印加するために両者を電気的に接続する電源線と、
前記歪計から出力された電圧の値を前記送信機に送るために両者を電気的に接続する信号線と、
前記歪計を前記ロータに固定する歪計取付具と、
前記電源線及び前記信号線の束の長手方向の一部を前記ロータに固定する複数の線材取付具と、
を備え、
複数の前記線材取付具は、いずれも、前記電源線及び前記信号線で構成される線材の束の長手方向の一部に対向する線材押え付け部と、該線材押え付け部の外周縁であって該線材の径方向の両外周縁に形成され、前記ロータに接合される接合部と、が形成されているステンレス体を有し、
複数の前記線材取付具のうち、少なくとも一の線材取付具は、前記ステンレス体と、該ステンレス体の前記ロータに対向する側の面であって、前記線押え付け部の面と前記接合部の少なくとも一部の面に設けられている銅箔と、を有している、
ことを特徴とするロータの歪計測装置。
【請求項２】
請求項１に記載のロータの歪計測装置において、
前記銅箔は、前記線材の前記長手方向における前記線押え付け部の一方の側から、該長手方向にはみ出している、
ことを特徴とするロータの歪計測装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のロータの歪計測装置において、
前記電源線及び前記信号線は、前記ロータの表面に沿い且つ該ロータの周方向に並んで、前記線材取付具で、該ロータに固定されている、
ことを特徴とするロータの歪計測装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載のロータの歪計測装置において、
前記ロータの表面と前記線材取付具との間であって、前記信号線及び前記電源線を除く部分には、接着剤が充填されており、該信号線及び該電源線は、該接着剤によっても該ロータに固定されている、
ことを特徴とするロータの歪計測装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載のロータの歪計測装置において、
前記歪計取付具は、前記歪計と対向し、該歪計を前記ロータの表面に押え付ける歪計押え付け部と、該歪計押え付け部の外周縁に形成され、該ロータに接合される接合部と、が形成されているステンレス体と、該ステンレス体の該ロータに対向する面であって、該歪計押え付け部の面と該接合部の少なくとも一部の面に設けられている銅箔と、を有している、
ことを特徴とするロータの歪計測装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載のロータの歪計測装置において、
前記ロータの表面と前記歪計取付具との間であって、前記歪計を除く部分には、接着剤が充填されており、該歪計は、該接着剤によっても該ロータに固定されている、
ことを特徴とするロータの歪計測装置。
【請求項７】
回転機のロータに取り付けられた歪計からの出力信号を通す信号線を、該ロータに固定する線材取付具において、
前記信号線の長手方向の一部に対向する線材押え付け部と、該線材押え付け部の外周縁であって該信号線の径方向の両外周縁に形成され、前記ロータに接合される接合部と、が形成されているステンレス体と、
前記ステンレス体の前記ロータに対向する側の面であって、前記線材押え付け部の面と前記接合部の少なくとも一部の面に設けられていると共に、前記信号線の前記長手方向における該線材押え付け部の一方の側から、該長手方向にはみ出している銅箔と、を有している、
ことを特徴とする線材取付具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１０３００６（Ｐ２０１２−１０３００６Ａ）
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４８８２５（Ｐ２０１０−２４８８２５）
【出願日】平成２２年１１月５日（２０１０．１１．５）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月５日（２０１０．１１．５）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
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