(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象部材の表面上で線材を被覆材で被覆し、該被覆材を前記対象部材に固定することで、前記対象部材表面に前記線材を配設させる部材表面配線方法であって、
前記対象部材の使用時に生じる応力状態を求める部材応力状態演算工程と、
求めた前記応力状態に応じて、該応力状態が相対的に低い範囲を通過するように前記線材を配設する配線経路を決定する配線経路決定工程と、
決定した前記配線経路に前記線材を配設する線材配設工程と、
配設された前記線材を被覆するように前記対象部材の表面に前記被覆材を固定する被覆材設置工程とを備えることを特徴とする部材表面配線方法。
【請求項２】
請求項１に記載の部材表面配線方法であって、
前記部材応力状態演算工程は、前記応力状態として前記対象部材の静的応力状態を演算する第一の応力状態演算工程と、前記応力状態として前記対象部材の動的応力状態を演算する第二の応力状態演算工程とを有し、
前記配線経路決定工程では、前記静的応力状態と前記動的応力状態とに応じて前記配線経路を決定することを特徴とする部材表面配線方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の部材表面配線方法であって、
前記被覆材として、前記配線経路決定工程で決定された前記配線経路に沿うような形状の箔を形成する被覆材形成工程を備えることを特徴とする部材表面配線方法。
【請求項４】
対象部材の表面上で線材を被覆材で被覆し該被覆材を前記対象部材に固定することで、前記対象部材表面に配設される線材について、前記対象部材の表面上での配線経路を提示する部材表面配線経路提示システムであって、
前記対象部材に応力を生じさせる外部条件を取得する外部条件取得部と、
該外部条件取得部で取得した前記外部条件に基づいて、前記対象部材の使用時に生じる応力状態を求める部材応力状態演算部と、
該部材応力状態演算部で求めた前記応力状態に応じて、該応力状態が相対的に低い範囲を通過するように前記線材を配設する配線経路を決定する配線経路決定部とを備えることを特徴とする部材表面配線経路提示システム。
【請求項５】
請求項４に記載の部材表面配線経路提示システムであって、
前記部材応力状態演算部は、前記応力状態として前記対象部材の静的応力状態を演算する第一の応力状態演算部と、前記応力状態として前記対象部材の動的応力状態を演算する第二の応力状態演算部とを有し、
前記配線経路決定部は、前記静的応力状態と前記動的応力状態とに応じて前記配線経路を決定することを特徴とする部材表面配線経路提示システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象部材の表面上において、線材を被覆材で被覆し、被覆材を対象部材に固定することで、対象部材表面に線材を配設させる部材表面配線方法、及び、対象部材表面上における線材の配線経路を提示する部材表面配線経路提示システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、蒸気タービンやガスタービンなどの回転機械の翼体では、作動流体からの作用によって応力が生じており、応力状態を監視するために、表面上の監視したい所望の位置に歪ゲージを貼り付ける場合がある。また、翼体に応力が生じることによって歪ゲージで検出される歪を電気信号として翼体の応力状態を解析し監視する制御部に出力するため、翼体の表面には信号線となる線材が配設されている。線材は、一端が歪ゲージに接続されるとともに、他端が回転機械の外部に設けられた制御部と接続可能な位置となるように翼体の表面に設置される。
【０００３】
ここで、翼体の表面は常に蒸気などの作動流体に曝されるため、当該表面に配設される線材は、作動流体から外力を受け、また、作動流体が高温である場合には熱の影響も受けることになり、線材を保護しつつ固定する手段が必要となる。このため、線材を箔などの被覆材で保護しつつ固定する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。具体的には、所望の位置に固定された歪ゲージに対して、線材の一端をろう付けにより固定する。そして、信号を取り出し可能な位置まで線材を翼体表面に配設する。次に、線材上に箔を１枚ずつ被せて箔を翼体表面に点溶接で固定していくことで、線材は複数の箔で覆われつつ、翼体表面に固定される。これにより、線材は、作動流体から保護されるとともに、翼体と一体となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２４２５８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１には、翼体などの部材表面に線材を配線する際の配線経路については、特に言及されていない。従来、配線経路は、線材の配線、被覆、固定を行う作業者の判断に委ねられ、作業者は、自らの経験により、箔が剥がれ難い箇所を見定めて配線経路を決定していた。しかしながら、このような作業者の経験に異存する方法では、熟練度の低い作業者の場合には、適切な配線経路を決定することができず、配線作業に時間がかかり、また、部材使用中に箔が剥がれて線材が脱落してしまうおそれがあった。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、作業者の熟練度によらず部材表面の適切な配線経路に線材を配設して被覆材で被覆、固定することが可能な部材表面配線方法及び部材表面配線経路提示システムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明は、対象部材の表面上で線材を被覆材で被覆し、該被覆材を前記対象部材に固定することで、前記対象部材表面に前記線材を配設させる部材表面配線方法であって、前記対象部材の使用時に生じる応力状態を求める部材応力状態演算工程と、求めた前記応力状態に応じて、該応力状態が相対的に低い範囲を通過するように前記線材を配設する配線経路を決定する配線経路決定工程と、決定した前記配線経路に前記線材を配設する線材配設工程と、配設された前記線材を被覆するように前記対象部材の表面に被覆材を固定する被覆材設置工程とを備えることを特徴としている。
【０００８】
この方法によれば、部材応力状態演算工程で、対象部材の使用時に生じる応力状態を知ることができる。そして、配線経路決定工程では、応力状態が相対的に低い範囲となるように配線経路を決定し、線材配設工程で当該配線経路に線材を配設する。そして、被覆材設置工程として被覆材を対象部材の表面に固定する。従って、対象部材使用中に対象部材に応力が生じたとしても、線材及び被覆材は対象部材表面において相対的に応力状態が低い範囲に設けられていることで、被覆材に対して対象部材表面から剥離させるように作用する力を最小限に抑えることができる。
【０００９】
また、上記の部材表面配線方法において、前記部材応力状態演算工程は、前記応力状態として前記対象部材の静的応力状態を演算する第一の応力状態演算工程と、前記応力状態として前記対象部材の動的応力状態を演算する第二の応力状態演算工程とを有し、前記配線経路決定工程では、前記静的応力状態と前記動的応力状態とに応じて前記配線経路を決定することを特徴としている。
【００１０】
この方法によれば、部材応力状態演算工程では、第一の応力状態演算工程及び第二の応力状態演算工程として、静的応力状態及び動的応力状態を求めている。そして、配線経路決定工程では、静的応力状態と動的応力状態とに応じて配線経路を決定している。このため、線材及び被覆材を、対象部材に生じる静的応力及び動的応力の両方の影響を考慮した配線経路に設置することができる。
【００１１】
また、上記の部材表面配線方法において、前記被覆材として、前記配線経路決定工程で決定された前記配線経路に沿うような形状の箔を形成する被覆材形成工程を備えることを特徴としている。
【００１２】
この方法によれば、予め配線経路決定工程で配線経路が決定されていることで、被覆材設置工程の前に、被覆材として、決定された配線経路に沿うような形状の箔を予め形成することができる。このため、被覆材形成工程では、被覆材である箔を最小限の回数で固定すれば良く、作業時間を短縮することができる。また、被覆材である箔の継ぎ箇所を最小限に抑えることができ、継ぎ箇所からの箔の剥離をより確実に抑えることができる。
【００１３】
また、本発明は、対象部材の表面上で線材を被覆材で被覆し該被覆材を前記対象部材に固定することで、前記対象部材表面に配設される線材について、前記対象部材の表面上での配線経路を提示する部材表面配線経路提示システムであって、前記対象部材に応力を生じさせる外部条件を取得する外部条件取得部と、該外部条件取得部で取得した前記外部条件に基づいて、前記対象部材の使用時に生じる応力状態を求める部材応力状態演算部と、該部材応力状態演算部で求めた前記応力状態に応じて、該応力状態が相対的に低い範囲を通過するように前記線材を配設する配線経路を決定する配線経路決定部とを備えることを特徴としている。
【００１４】
この構成によれば、部材応力状態演算部によって、外部条件取得部で取得した外部条件に基づいて、対象部材の使用時に生じる応力状態を求めることができる。そして、配線経路決定部によって、部材応力状態演算部で求めた応力状態が相対的に低い範囲となるように配線経路を決定することができる。ここで、当該配線経路に線材を配線し被覆材で被覆し固定すれば、対象部材使用中に対象部材に応力が生じたとしても、線材及び被覆材が対象部材表面において相対的に応力状態が低い範囲に設けられていることで、被覆材に対して対象部材表面から剥離させるように作用する力を最小限に抑えることができる。
【００１５】
また、上記の部材表面配線経路提示システムにおいて、前記部材応力状態演算部は、前記応力状態として前記対象部材の静的応力状態を演算する第一の応力状態演算部と、前記応力状態として前記対象部材の動的応力状態を演算する第二の応力状態演算部とを有し、  前記配線経路決定部は、前記静的応力状態と前記動的応力状態とに応じて前記配線経路を決定することを特徴とする。
【００１６】
この構成によれば、部材応力状態演算部では、第一の応力状態演算部及び第二の応力状態演算部によって、静的応力状態及び動的応力状態を求めることができる。そして、配線経路決定部は、求めた静的応力状態と動的応力状態とに応じて配線経路を決定している。このため、線材及び被覆材を、対象部材に生じる静的応力及び動的応力の両方の影響を考慮した配線経路に設置することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の部材表面配線方法によれば、作業者の熟練度によらず部材表面の適切な配線経路に線材を配設して被覆材で被覆、固定することができる。
また、本発明の部材表面配線経路提示システムによれば、作業者の熟練度によらず部材表面の適切な配線経路を提示することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態の蒸気タービンの概要図である。
【図２】本発明の実施形態の蒸気タービンの軸体及び動翼の詳細を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施形態の蒸気タービンの動翼の詳細を示す側面図である。
【図４】本発明の実施形態の部材表面配線経路提示システムを示すブロック図である。
【図５】本発明の実施形態の部材表面配線方法において、部材応力状態演算工程で求められる応力状態図であり、（ａ）静的応力状態図、（ｂ）動的応力状態図である。
【図６】本発明の実施形態の部材表面配線方法において、配線経路決定工程の説明図である。
【図７】本発明の実施形態の部材表面配線方法において、配線経路決定工程の説明図である。
【図８】本発明の実施形態の部材表面配線方法において、配線経路決定工程の説明図である。
【図９】本発明の実施形態の部材表面配線方法において、被覆材形成工程の説明図である。
【図１０】本発明の実施形態の部材表面配線方法において、線材配設工程の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（第１の実施形態）
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、回転機械の一例として蒸気タービンを示している。図１に示すように、
蒸気タービン１は、ケーシング１０と、ケーシング１０に流入する蒸気Ｓの量と圧力を調整する調整弁２０と、ケーシング１０の内方に回転自在に設けられ、動力を図示しない発電機等の機械に伝達する軸体３０と、ケーシング１０に保持された静翼４０と、軸体３０に設けられた動翼５０と、軸体３０を軸回りに回転可能に支持する軸受部６０とを主たる構成としている。軸受部６０は、ジャーナル軸受装置６１およびスラスト軸受装置６２を備えており、軸体３０を回転可能に支持している。
【００２０】
ケーシング１０は、内部空間が気密に封止されているとともに、蒸気Ｓの流路とされている。このケーシング１０の内壁面には、軸体３０が挿通されたリング状の仕切板外輪１１が強固に固定されている。
【００２１】
軸体３０は、軸本体３１と、この軸本体３１の外周から回転軸径方向（以下、単に径方向という）に延出した複数のディスク３２とを備えている。この軸体３０は、不図示の発電機等の機械に回転エネルギーを伝達するようになっている。
【００２２】
静翼４０は、軸体３０を囲繞するように放射状に多数配置されて環状静翼群を構成しており、それぞれ仕切板外輪１１に保持されている。これら静翼４０の径方向内側は、軸体３０が挿通されたリング状のハブシュラウド４１で連結され、その先端部が軸体３０に対して径方向の隙間をあけて配設されている。
これら複数の静翼４０からなる環状静翼群は、回転軸方向（以下、単に軸方向という）に間隔をあけて６つ設けられており、蒸気Ｓの圧力エネルギーを速度エネルギーに変換して、下流側に隣接する動翼５０側に案内するようになっている。
【００２３】
動翼５０は、軸体３０が有するディスク３２の外周部に強固に取り付けられている。この動翼５０は、各環状静翼群の下流側において、放射状に多数配置されて環状動翼群を構成している。
【００２４】
これら環状静翼群と環状動翼群とは、一組一段とされている。すなわち、蒸気タービン１は、６段に構成されている。これら動翼５０の外周端５０ａは、周方向に延びたチップシュラウド５１とされている。
【００２５】
図２は、動翼５０が取り付けられた軸体３０を示している。また、図３は、動翼５０の負圧面側から視た側面図を示している。図２及び図３に示すように、動翼５０は、蒸気Ｓにより正圧が作用する正圧面５０ｃと、正圧面５０ｃと反対側で蒸気Ｓにより正圧面５０ｃに作用する圧力に対して相対的に負圧が作用する負圧面５０ｄとを有する。
【００２６】
そして、動翼５０の一部において、負圧面５０ｄ側には、当該動翼５０の表面における歪を検出するための検出部である歪ゲージ１００と、歪ゲージ１００で検出された歪を電気信号として送信するための線材である信号線１０１とが設けられている。図３に示すように、本実施形態では、歪ゲージ１００は、負圧面５０ｄにおいて、外周端５０ａ側で、かつ、後縁５０ｅ側となる検出位置Ａで歪を検出可能に、接着剤等で貼り付けられている。また、信号線１０１は、負圧面５０ｄ上に配設されて接着剤等で固定され、一端１０１ａが歪ゲージ１００に接続されている。信号線１０１と歪ゲージ１００とは、例えば銀ロウで固定されている。また、信号線１０１の他端１０１ｂは、当該信号線１０１内を送信される検出信号を取り出し可能に、動翼５０の内周端５０ｂにおいて前縁５０ｆ側に設定された取出位置Ｂに配置され、軸体３０に配設される図示しない配線を経由して、ケーシング１０の外部に設けられた図示しない制御部に検出信号を出力することが可能となっている。
【００２７】
また、動翼５０の負圧面５０ｄ上において、信号線１０１及び歪ゲージ１００は、被覆材であるステンレス箔１０２により被覆されている。ステンレス箔１０２は、信号線１０１の配線経路Ｃに応じた形状に一体的に形成されている。そして、ステンレス箔１０２の両側縁１０２ａは、全長にわたって動翼５０の負圧面５０ｄに溶接により固定されている。これにより、信号線１０１は、全長にわたってステンレス箔１０２によって被覆され保護されているとともに、ステンレス箔１０２の両側縁１０２ａが負圧面５０ｄに固定されていることによって、ステンレス箔１０２によって負圧面５０ｄに押さえ付けられて固定されている。
【００２８】
次に、動翼５０の負圧面５０ｄ上における信号線１０１の配線方法について説明する。
本実施形態の配線方法は、各条件を取得する内部条件取得工程Ｓ１及び外部条件取得工程Ｓ２と、動翼５０の使用時に生じる応力状態を求める部材応力状態演算工程Ｓ３と、求めた応力状態に応じて、該応力状態が相対的に低い範囲となるように線材である信号線１０１を配設する配線経路Ｃを決定する配線経路決定工程Ｓ４と、配線経路Ｃに沿うような形状でステンレス箔１０２を形成する被覆材形成工程Ｓ５と、決定した配線経路Ｃに信号線１０１を配設する線材配設工程Ｓ６と、配設された信号線１０１を被覆するように動翼５０の表面にステンレス箔１０２を固定する被覆材設置工程Ｓ７とを備えている。
【００２９】
ここで、本実施形態では、内部条件取得工程Ｓ１、外部条件取得工程Ｓ２、部材応力状態演算工程Ｓ３及び配線経路決定工程Ｓ４は、部材表面配線経路提示システム２００によって行われ、配線経路Ｃが決定される。このため、まず部材表面配線経路提示システム２００の構成について説明した後に、配線方法の詳細について説明する。
【００３０】
図４に示すように、本実施形態の部材表面配線経路提示システム２００は、内部条件を取得する内部条件取得部２０１と、外部条件を取得する外部条件取得部２０２と、応力状態を求める部材応力状態演算部２０３と、部材応力状態演算部２０３で求めた応力状態に応じて信号線１０１の配線経路Ｃを決定する配線経路決定部２０４と、画像を生成する画像生成部２０５とを備える。
【００３１】
内部条件取得部２０１は、入力装置２１０からの入力により、動翼５０に生じる応力のパラメータとなる内部条件を取得する。内部条件としては、具体的には、動翼５０の部材寸法、材料物性などである。部材寸法としては、翼高さ、翼高さ方向各断面における軸コード長、翼幅などが挙げられる。また、材料物性としては、ヤング率、ポワソン比、密度、熱伝導率などが挙げられる。
【００３２】
また、外部条件取得部２０２は、入力装置２１０からの入力により、動翼５０に応力を生じさせる要因となる外部条件を取得する。外部条件としては、具体的には、蒸気Ｓによって作用する曲げ荷重、軸体３０が回転することによって作用する遠心荷重、蒸気Ｓから伝達される熱量などである。
【００３３】
また、部材応力状態演算部２０３は、外部条件取得部２０２及び内部条件取得部２０１で取得した外部条件及び内部条件に基づいて、動翼５０の応力状態を求める。本実施形態において、信号線１０１を配設するのは負圧面５０ｄ上であるため、負圧面５０ｄ上における応力分布が求められる。なお、以下において、特に断わりが無い場合には、応力とは各部位における主応力のことを意味する。本実施形態では、具体的な解析手法として有限要素法を用いている。そして、有限要素法による解析に際しては、解析条件をさらに設定する。具体的には、節点及び要素を設定する。また、境界条件を設定する。境界条件としては、具体的には、内周端５０ｂにおける軸体３０との拘束条件、外周端５０ａにおける隣り合う動翼５０同士の拘束条件などがある。これらは、入力装置２１０から入力され、部材応力状態演算部２０３によって取得される。
【００３４】
また、部材応力状態演算部２０３は、静的応力を求める第一の応力状態演算部２０３ａと、動的応力を求める第二の応力状態演算部２０３ｂとを有する。ここで、静的応力は、対象となる使用状態において、蒸気曲げ荷重や遠心荷重によって定常的に生じている応力である。また、動的応力は、短期的時間変化を伴うもので、共振時における最大応力や、想定される衝撃荷重による最大応力などが挙げられる。なお、動的応力として共振時における最大応力を求める場合には、上記内部条件として固有振動数、上記外部条件として起振力となる外力の周波数などがさらに内部条件取得部２０１、外部条件取得部２０２でそれぞれ取得される。また、動的応力として衝撃荷重による最大応力を求める場合には、上記外部条件として衝撃荷重がさらに外部条件取得部２０２で取得される。
【００３５】
また、配線経路決定部２０４では、部材応力状態演算部２０３で応力状態に基づいて、線材である信号線１０１を配設する配線経路Ｃを決定することが可能である。配線経路Ｃの決定方法の詳細については後述する。また、画像生成部２０５は、配線経路決定部２０４から出力された配線経路Ｃに基づいて、配線経路Ｃを明示する画像を生成し、表示部２１１に表示させる。
【００３６】
次に、配線方法の詳細について説明する。
まず、内部条件取得工程Ｓ１として、部材表面配線経路提示システム２００の内部条件取得部２０１が、入力装置２１０からの入力により内部条件を取得する。この際、内部条件取得部２０１は、必要な内部条件の項目を画像生成部２０５に画像を生成させて表示部２１１に表示させ、入力装置２１０による入力を促す。全ての内部条件が取得されると、内部条件取得部２０１は、取得した内部条件を部材応力状態演算部２０３に出力するとともに、外部条件取得部２０２に内部条件取得完了通知を出力し、外部条件取得工程Ｓ２に移行する。
【００３７】
外部条件取得工程Ｓ２では、部材表面配線経路提示システム２００の外部条件取得部２０２が、入力装置２１０からの入力により外部条件を取得する。この際、外部条件取得部２０２は、必要な外部条件の項目を画像生成部２０５に画像を生成させて表示部２１１に表示させ、入力装置２１０による入力を促す。全ての外部条件が取得されると、外部条件取得部２０２は、取得した外部条件を部材応力状態演算部２０３に出力するとともに、部材応力状態演算部２０３に外部条件取得完了通知を出力し、部材応力状態演算工程Ｓ３に移行する。
【００３８】
部材応力状態演算工程Ｓ３では、部材応力状態演算部２０３が動翼５０の応力状態として、負圧面５０ｄ上における応力分布を求める。この際、部材応力状態演算部２０３は、必要な初期条件として節点数、要素数、境界条件等の項目を表示部２１１に表示させ、入力装置２１０による入力を促す。なお、初期条件は、予め設定されているものとしても良く、予め設定された条件を画像生成部２０５に画像を生成させて表示部２１１に表示させ、確認を促すようにしても良い。
【００３９】
図５は、本工程において部材応力状態演算部２０３が有限要素法を用いて演算した動翼５０の負圧面５０ｄ上における応力分布の一例を示している。ここで、図５（ａ）は静的応力分布を、図５（ｂ）は動的応力分布を示している。なお、図５（ａ）、（ｂ）において、等高線上に表示されている数値は当該等高線が示す主応力度を示しており、単位は（ｋｇ／ｍｍ２）である。また、図５（ａ）、（ｂ）において、左辺が前縁５０ｆ、右辺が後縁５０ｅ、上辺が外周端５０ａ、下片が内周端５０ｂをそれぞれ示している。そして、部材応力状態演算部２０３は、求めた図５（ａ）、（ｂ）に示す応力分布を、画像生成部２０５に画像を生成させて表示部２１１に表示させる。
【００４０】
次に、配線経路決定工程Ｓ４として、配線経路決定部２０４は、線材である信号線１０１を配設する配線経路Ｃを決定する。まず、配線経路決定部２０４は、必要な初期条件の項目を画像生成部２０５に画像を生成させて表示部２１１に表示させて、入力装置２１０による入力を促す。初期条件としては、具体的には信号線１０１の両端１０１ａ、１０１ｂの位置である。本実施形態では、信号線１０１の一端１０１ａの位置は、歪ゲージ１００によって歪を検出する検出位置Ａとなる。また、信号線１０１の他端１０１ｂの位置は、信号線１０１から検出信号を取り出す取出位置Ｂとなる。そして、初期条件が全て入力されると、配線経路決定部２０４は、検出位置Ａと取出位置Ｂとを結ぶ経路において、予め設定された閾値以下で静的応力及び動的応力が相対的に低い範囲となる経路を配線経路Ｃと設定する。閾値としては、例えば、静的応力が３０ｋｇ／ｍｍ２、動的応力が０．５ｋｇｆ／ｍｍ２である。
以下、配線経路決定部２０４による配線経路Ｃの決定方法の一具体例を示す。なお、配線決定のアルゴリズムとしては、以下のものに限られず、応力状態が相対的に低い範囲となる経路を選択可能なものであれば様々なものが選択可能である。
【００４１】
まず、第一のステップＳＡ１として、動的応力分布において配線経路Ｃを仮決定する。具体的には、図６に示すように、まず取出位置Ｂを基点Ｐ１として検出位置Ａへと向かう単位長さの基線Ｐ０を設定する。次に、当該基線Ｐ０を基点Ｐ１を中心に回転させながら、基線Ｐ上の応力が最小となる向きを求め、当該向きの時の基線Ｐを配線経路Ｃに仮決定する。なお、基線上の応力が最小であるとは、基線上での応力の積分値（平均値）が最小となるものと定義しても良いし、最小値または最大値が最小となるものと定義しても良い。次に、図７に示すように、仮決定された配線経路Ｃの終端Ｐ２と基点Ｑ１として検出位置Ａへと向かう単位長さの基線Ｑ０を設定し、同様に基線Ｑ０上の応力が最小となる向きを求め、当該向きの時の基線Ｑを配線経路Ｃに仮決定する。これを繰り返すことで、動的応力分布において、応力状態が相対的に低い範囲となる取出位置Ｂから検出位置Ａまでの経路が配線経路Ｃとして仮決定される。
【００４２】
なお、基線を回転させる際、原則として前縁５０ｆ側へと回転させるものとしても良い。このようにすることで、決定される配線経路Ｃは、前縁５０ｆ側へと寄ったものとなり、図２に示すような複数の動翼５０が放射状に配列した状態においても前縁５０ｆ側からアクセスして容易に配線を行うことが可能となり、施工性向上の観点から好ましい。
【００４３】
次に、第二のステップＳＡ２として、仮決定された配線経路Ｃの各位置において動的応力が閾値以下か否かを判定する。閾値以下の場合には次のステップに移行する。閾値より大きい場合には、設定不可と表示させるか、当該閾値を超えることが許容される場合には、表示部２１１に閾値オーバーと表示させた上で次の第三のステップＳＡ３に移行する。
【００４４】
次に、図８に示すように、第三のステップＳＡ３として、上記動的応力分布に基づいて仮決定された配線経路Ｃを静的応力分布上に配置し、配線経路Ｃの各位置において静的応力が閾値以下か否かを判定する。閾値以下の場合には次の第四のステップＳＡ４に移行する。閾値より大きい場合には、設定不可と表示させるか、当該閾値を超えることが許容される場合には、表示部２１１に閾値オーバーと表示させた上で次の第四のステップＳＡ４に移行する。なお、閾値より大きい場合には、閾値を超える箇所よりも基点となる取出位置Ｂ側から、静的応力分布上で第一のステップＳＡ１同様の方法により応力状態が相対的に低い範囲を特定して配線経路Ｃを再設定するようにしても良い。この場合には、静的応力分布上で配線経路Ｃを仮決定した後、再度動的応力分布上で、配線経路Ｃの各位置で動的応力が閾値以下か否か確認することが好ましい。
【００４５】
次に、第四のステップＳＡ４として、第三のステップＳＡ４で仮決定された配線経路Ｃに配線経路を決定し、画像生成部２０５に画像を生成させ表示部２１１に表示させる。
以上により、配線経路決定工程Ｓ４として、信号線１０１を配設する配線経路Ｃを決定することができる。
【００４６】
次に、被覆材形成工程Ｓ５として、表示部２１１に出力された配線経路Ｃに基づいて、ステンレス箔１０２を形成する。すなわち、図９に示すように、配線経路Ｃに対して、所定のオフセットＷを両側にとって、配線経路Ｃと対応した一体形状のステンレス箔１０２を、予め用意したステンレスシート２２０から切り取る。
【００４７】
次に、図１０に示すように、線材配設工程Ｓ６として、動翼５０の負圧面５０ｄ上において、決定した配線経路Ｃに沿うようにして信号線１０１を取り付けていく。取り付ける際は、接着剤にて固定していく。
【００４８】
次に、被覆材設置工程Ｓ７として、配線経路Ｃに設置した信号線１０１を被覆するようにして被覆材であるステンレス箔１０２を設置する。そして、ステンレス箔１０２の両側縁１０２ａを動翼５０の負圧面５０ｄに溶接していくことで、図３に示すように信号線１０１は、ステンレス箔１０２で被覆されるとともに、ステンレス箔１０２に押えられて動翼５０の負圧面５０ｄ上に確実に固定された状態となる。
【００４９】
以上のように、本実施形態の配線方法によれば、蒸気タービン１を稼動させて動翼５０に応力が生じたとしても、信号線１０１及びステンレス箔１０２が動翼５０の負圧面５０ｄにおいて相対的に応力状態が低い範囲に設けられていることで、ステンレス箔１０２に対して動翼５０の負圧面５０ｄから剥離させるように作用する力を最小限に抑えることができる。このため、信号線１０１及びステンレス箔１０２を動翼５０の負圧面５０ｄにおいて、剥離しないような適切な位置に設置することができる。この際、上記のとおり部材応力状態演算工程Ｓ３で動翼５０の応力状態を求め、当該応力状態に基づいて配線経路Ｃを決定していることから、作業者の熟練度に依存することなく、適切な配線経路Ｃを決定することができる。また、部材応力状態演算工程Ｓ３及び配線経路決定工程Ｓ４を、上記部材表面配線経路提示システム２００によって実行することで、必要な条件を入力するのみで、作業者の熟練度に依存することなく、また、作業者の負担を最小限として、適切な配線経路Ｃを提示することができる。また、被覆材形成工程Ｓ５では、配線経路決定工程Ｓ４で決定された配線経路Ｃに沿うように被覆材であるステンレス箔１０２を予め形成することで、ステンレス箔１０２の継ぎ箇所を最小限に抑えることができ、被覆材設置工程Ｓ７での作業量を抑えることができるとともに、使用時における継ぎ箇所からのステンレス箔１０２の剥離をより確実に抑えることができる。
【００５０】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【００５１】
なお、上記実施形態では、歪ゲージ１００の信号線１００を例として挙げたが、これ限るものではなく、例えば、温度計測用の熱電対の信号線を配線する際などでも同様に適用することができる。また、上記実施形態では、蒸気タービン１の動翼５０の表面に信号線１００を配設する例を挙げたが、これに限るものではなく、少なくとも配線対象となる対象部材の表面に線材を配設する際に同様に適用することが可能である。
また、上記実施形態では、線材である信号線１００を被覆し固定する被覆材として、ステンレス箔１０２を例に挙げたが、これに限るものではない。ステンレス箔以外にも、様々な箔を適用可能であり、箔による固定以外にも溶射などによる被覆の場合にも同様に適用可能である。
また、上記実施形態において、部材応力状態演算工程では、静的応力状態及び動的応力状態の両方を求めて、配線経路決定工程では、両応力状態に基づいて配線経路Ｃを決定するものとしたが、いずれか一方に基づいて配線経路Ｃを決定するものとしても良い。
【符号の説明】
【００５２】
５０  動翼（対象部材）
５０ｂ  負圧面（表面）
１０１  信号線（線材）
１０２  ステンレス箔（被覆材）
２００  部材表面配線経路提示システム
２０２  外部条件取得部
２０３  部材応力状態演算部
２０３ａ  第一の応力状態演算部
２０３ｂ  第二の応力状態演算部
２０４  配線経路決定部
Ｃ  配線経路
【図１】
0005645677.tif 000002
【図２】
0005645677.tif 000003
【図３】
0005645677.tif 000004
【図４】
0005645677.tif 000005
【図５】
0005645677.tif 000006
【図６】
0005645677.tif 000007
【図７】
0005645677.tif 000008
【図８】
0005645677.tif 000009
【図９】
0005645677.tif 000010
【図１０】
0005645677.tif 000011