(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に一定の間隔を有して対峙する回転部材間に形成される橋渡し位置において、軸方向に対してそれぞれ一定の角度を持たせた一対のガイドチューブの各一方の端面を対峙して前記各回転部材上に配置し、同ガイドチューブは断面偏平状の空間を有すると共に対向端を長手方向に沿って斜めに切欠いて形成し、かつ、同ガイドチューブ内には前記偏平状の空間に対して余裕を持って移動可能にケーブルを配置したことを特徴とする回転体の配線装置。
【請求項２】
軸方向に一定の間隔を有して対峙する回転部材間に形成される橋渡し位置において、軸方向に対して一定の角度を持たせた一対のガイドチューブの各一方の端面を対峙して前記各回転部材上に直線状に配置し、同ガイドチューブは断面偏平状の空間を有すると共に対向端を長手方向に沿って斜めに切欠いて形成し、かつ、同ガイドチューブ内には前記偏平状の空間に対して余裕を持って移動可能にケーブルを配置したことを特徴とする回転体の配線装置。
【請求項３】
前記回転部材を、ガスタービン等の回転機械における隣接段落を構成するディスクとしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の回転体の配線装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスタービン等の回転機械において、回転体となる動翼に発生する振動応力の計測等に際して用いられるケーブルの敷設を行う回転体の配線装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ガスタービン等の回転機械において、動翼に発生する振動応力を計測する場合には、動翼に歪みゲージを張り付け、テレメータを用いて回転側の信号を無線で静止側の記録装置に伝達し、動翼に発生する振動応力を計測している。
【０００３】
回転機械の一例であるガスタービンは、複数のディスクを軸方向で結合してロータ部を形成し、各ディスクに対して動翼を固定して軸中心１９周りに回転する回転部を構成している。
【０００４】
即ち図７では前記ガスタービンにおける回転部の要部として第３、第４段落を示すが、ここで第３段ディスク３４はその外周に第３段動翼３２を設置し、また、第４段ディスク４４は第４段動翼４２を設置しており、更に、第３段ディスク３４と第４段ディスク４４との間には、互いに離れて対峙する橋渡し部１３が形成されている。
【０００５】
７は熱電対、８は歪みゲージで、同熱電対７及び歪みゲージ８は、ガスタービンの第４段動翼４２に発生する振動応力を計測するために同第４段動翼４２の所定位置に取り付けられ、同熱電対７及び歪みゲージ８から連通するＭＩケーブル（Ｍｅｔａｌ  Ｉｎｓｕｌａｔｅ  ケーブル）２を点溶接４等で固着し、これを第４段ディスク４４に沿って這わせ、トランスミッタ９に接続している。
【０００６】
同様に第３段動翼３２、及び図示省略の更に前段の動翼にも熱電対及び歪みゲージは取り付けられており、それらからの信号を伝えるＭＩケーブル２は、図中に破線で表示するように各段落の間に形成される橋渡し部１３を経て前記トランスミッタ９に接続している。
【０００７】
ＭＩケーブル２によりトランスミッタ９に導いた歪みゲージ８等の出力信号は、回転側の送信アンテナ１０からＶＨＦの電波として発信され、この電波を静止側の受信アンテナ１１を介して図示省略の受信機で復調し、図示省略のデータレコーダで振動応力を記録するようになっている。
【０００８】
ここでＭＩケーブル２を歪みゲージ８あるいは熱電対７からトランスミッタ９にワイヤーリング（配線）する場合、例えば図７に示す様に第３段ディスク３４と第４段ディスク４４の一部を互いに対向して張り出して形成した突出部３５、４５の上面に図８、図９に示す様な溝５を形成し、同溝５中にＭＩケーブル２を這わせながらワイヤーリングをしている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
前記の様な従来の装置において、隣接する段落間におけるＭＩケーブル２の橋渡し作業は特に重要であり、例えば第３段ディスク３４と第４段ディスク４４間の橋渡し部１３で振動、熱、あるいは遠心力等による伸びにより、橋渡しをしたＭＩケーブル２が断線あるいは飛散する可能性がある。
【００１０】
したがって発明者等は前記した従来の装置における断線あるいは飛散の状況を確認するために、実機と同じ運転条件でＭＩケーブル２によるディスク間の橋渡しの実証試験を次のようにして行った。
【００１１】
まず、図８（ｂ）に実線で表示して示す様に、ディスク間の橋渡し部１３に配置するＭＩケーブル２を、ディスク内面側（中心側、軸心側）に曲げて弛み状に余裕をもたせ、両端部を押さえ板３を用いてディスクに点溶接４で固定した。
【００１２】
この状態で実機相当の速度で回転させると、ＭＩケーブル２は、遠心力により同図８に破線で表示して示す様に湾曲し、外周寄りに配設されたシールフィン２０に接触して切断した。
【００１３】
次いで図９に示す様に、ＭＩケーブル２を通したＳＵＳのガイドチューブ１６を第３段ディスク３４と第４段ディスク４４の各突出部３５、４５間に渡し、第３段ディスク３４側は押さえ板３で押さえ、かつ、これを点溶接４で第３段ディスク３４に固定し、他方、第４段ディスク４４側は前記ガイドチューブ１６を押さえ板３と点溶接で押さえるが軸方向は移動可能のフリー支持２３とし、軸方向に対する伸びの対策をした。
【００１４】
この状態で実機相当の速度で回転させると、熱や、円周方向の捩じり、及び遠心力により、フリー支持２３における押さえ板３が剥離２１し、図９（ｂ）中に二点鎖線で表示して示す様に、ガイドチューブ１６が浮き上がってシールフィン２０に接触して切断する場合があった。
【００１５】
本発明は実機の稼働条件に基づいて行ったこれら実証試験の結果に鑑みてなされたもので、熱応力及び遠心力に対して強く、安定性に富んだ回転体の配線装置を提供することを課題とするものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記した課題を解決すべくなされたもので、軸方向に一定の間隔を有して対峙する回転部材間に形成される橋渡し位置において、軸方向に対してそれぞれ一定の角度を持たせた一対のガイドチューブの各一方の端面を対峙して前記各回転部材上に配置し、同ガイドチューブは断面偏平状の空間を有すると共に対向端を長手方向に沿って斜めに切欠いて形成し、かつ、同ガイドチューブ内には前記偏平状の空間に対して余裕を持って移動可能にケーブルを配置した回転体の配線装置を提供するものである。
【００１７】
すなわち本発明によれば、回転部材間の橋渡し位置で、端面を対向して一対のガイドチューブを軸方向に対してそれぞれ一定の角度を持たせて配置し、かつ、同ガイドチューブは断面偏平状の空間を有し、対向端を長手方向に沿って斜めに切欠き、そしてその内部に前記偏平状の空間に対して余裕を持って移動可能にケーブルを配置して回転体の配線装置を構成したことにより、ケーブルが一定の移動を可能とする自由度が得られ、前記橋渡し位置に生じる熱応力、及び遠心応力等の影響に対してケーブルを保護し、同ケーブルの断線、飛散という事故を未然に防止して装置の安全性、及び安定性の確保を図るものである。
【００１８】
また本発明は、軸方向に一定の間隔を有して対峙する回転部材間に形成される橋渡し位置において、軸方向に対して一定の角度を持たせた一対のガイドチューブの各一方の端面を対峙して前記各回転部材上に直線状に配置し、同ガイドチューブは断面偏平状の空間を有すると共に対向端を長手方向に沿って斜めに切欠いて形成し、かつ、同ガイドチューブ内には前記偏平状の空間に対して余裕を持って移動可能にケーブルを配置した回転体の配線装置を提供するものである。
【００１９】
すなわち本発明によれば、回転部材間の橋渡し位置で、端面を対向して一対のガイドチューブを軸方向に対して一定の角度を持たせ、一方のガイドチューブの延長線上に他方が配列する様に直線状に配置し、かつ、同ガイドチューブは断面偏平状の空間を有し、対向端を長手方向に沿って斜めに切欠き、そしてその内部に前記偏平状の空間に対して余裕を持って移動可能にケーブルを配置して回転体の配線装置を構成したことにより、ケーブルが一定の移動を可能とする自由度が得られ、前記橋渡し位置に生じる熱応力、及び遠心応力等の影響に対してケーブルを保護し、同ケーブルの断線、飛散という事故を未然に防止して安全性に富み、安定性の高い配線装置を得る様にしたものである。
【００２０】
更にまた本発明は、前記回転部材を、ガスタービン等の回転機械における隣接段落を構成するディスクとした回転体の配線装置を提供するものである。
【００２１】
すなわち本発明によれば、ガスタービン等の回転機械において、その回転部である隣接ディスク間に形成される橋渡し位置で、ガイドチューブを配置してケーブルを通することにより、同橋渡し部における熱、及び遠心力等の影響によるケーブルの断線、又は飛散等の事故の発生を防止し、ガスタービン等の回転機械の配線に際して安全性を高め、安定性を増す様にしたものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の第１形態を図１乃至図５により説明する。
なお、本実施の形態において、前記した従来のものと同一部分については図中に同一の符号を付して示し、本実施の形態における特徴ある構成を重点的に説明し、従来のものと重複する説明は極力省略する。
【００２３】
即ち、本実施の形態は、回転機械の一例であるガスタービンにおいて第３段落と第４段落の間に形成される橋渡し部１３の配線構造であり、図１にも示される様に、それぞれ長手方向でわずかに湾曲した一対のガイドチューブ１は、第３段ディスク３４に形成した突出部３５及び第４段ディスク４４に形成した突出部４５にそれぞれ設けた溝５内に箔状の押さえ板３で押さえられ、同押さえ板３を点溶接４して位置決めされている。
【００２４】
この様にして位置決めされたガイドチューブ１は、図１の様に平面図で見た時、やや誇張して言えば、漢数字の「八」の字型、または、片仮名の「ハ」の字型をして、互いの長手方向一端部を対面させている。
【００２５】
そしてこの対面したガイドチューブ１の先端の部分は、図３（ａ）に示す様に、同ガイドチューブ１の長手方向に沿って下側のほぼ半分を斜めに切り欠いた切欠き部６を形成している。
【００２６】
また、同ガイドチューブ１は全長に亘って偏平形状をしており、図３（ｂ）に示す様に、その内部に形成される空間も断面偏平形状となっていて、この空間内にＭＩケーブル２が余裕を持って上下左右に動き得る様に配置されている。
【００２７】
なお、ＭＩケーブル２が同ガイドチューブ１の内部空間を余裕を持って動き得るように、その寸法の一例としてＭＩケーブル２の外径を１．６ｍｍとした場合は、ガイドチューブ１の内径は約４ｍｍ、そして長さは３０ｍｍ程度であることが好ましい。
【００２８】
また、ガイドチューブ１は、第１図に示す様に、各突出部３５、４５に設けた溝５に取付けた時に、回転機械（ガスタービン）の軸方向に対して適宜の角度：θ（３０°程度が好ましい）傾けるとともに、橋渡し側で対面する切断面（端面）は平行になり、かつ相互の間隔：ｄは、例えば１〜２ｍｍとなるようにしており、ＭＩケーブル２はガイドチューブ１の両外端で固定されている。
【００２９】
前記の様に構成された本実施の形態において、ガスタービンのローター、即ち第３段ディスク３４及び第４段ディスク４４等が回転すると、熱、及び遠心力による伸び、更に各ディスク間の相対変位等により、橋渡し部１３に配置したＭＩケーブル２に局部的な荷重がかかり、同橋渡し部１３近傍のＭＩケーブル２には遠心応力と熱応力が生じる。
【００３０】
対向する一対のＭＩケーブル２それぞれの固定端間の距離（固定間隔）：Ｌと、前記遠心応力及び熱応力との関係は図５に示す様になっており、同固定間隔：Ｌが短いと熱応力２５は大きく、他方、遠心応力２６はその逆の傾向を示して固定間隔：Ｌが短いと小さく、長くなると大きくなる。
【００３１】
従ってこの図から前記熱応力２５と遠心応力２６を最小とするための、又は、熱応力２５と遠心応力２６のバランスを考慮して共に許容出来る範囲内のＭＩケーブル２の最適な固定間隔：Ｌを決めることができる。
【００３２】
なお、前記した様にガイドチューブ１は断面偏平でＭＩケーブル２の外径に対して十分に余裕のある空間を有し、相互にガタを持った組み合わせとなっており、しかも同ガイドチューブ１自身長手方向でわずかに湾曲しているので、同ガイドチューブ１内ではＭＩケーブル２が自由に動ける様になっている。
【００３３】
加えて、ガイドチューブ１はディスクの軸方向に対して所定の角度：θ傾けているので、軸方向の変位はＭＩケーブル２の円周方向の移動で吸収し、半径方向の変位はガイドチューブ１とＭＩケーブル２のガタで吸収し、かつ、遠心力に対しては、押さえ板３と点溶接４で固定したガイドチューブ１で持たせる様にしている。
【００３４】
また、図３に矢印を記入して示す様に、第３段ディスク３４が半径方向外方に、第４段ディスク４４が反対に半径方向内方に相対変位して段違いを生じた場合には、ガイドチューブ１の対向端から長手方向に切り欠いた切欠き部６による逃げを利用してＭＩケーブル２は余裕をもって曲がることができ、ガイドチューブ１の存在により損傷されることはない。
【００３５】
更にまた、図４に矢印を記入して示す様に、第３段ディスク３４と第４段ディスク４４が回転方向でねじれた場合には、ガイドチューブ１はその断面形状を偏平形とし、かつ、ＭＩケーブル２の外径との間に十分な余裕寸法を持っているので、ＭＩケーブル２はガイドチューブ１内で左右に動くことができ、損傷をまぬがれるものである。
【００３６】
この様に本実施の形態においては、橋渡し部１３において、ＭＩケーブル２を通したガイドチューブ１を偏平にするとともにわずかに湾曲させ、かつ、ガイドチューブ１の橋渡し部１３側に長手方向に斜めの切欠き部６を設け、更に第３段ディスク３４、第４段ディスク４４の軸方向に対して所定の角度：θ傾けて設置しているので、橋渡し部１３において、熱応力、及び遠心応力等の影響により、ＭＩケーブル２が断線し、飛散するという事故を未然に防止し、装置の安全性、及び安定性を確保し維持することができる。
【００３７】
次に本発明の実施の第２形態について図６に基づいて説明する。
なお、本実施の形態においても、前記した従来のもの、及び実施の第１形態のものと同一の部分には同一の符号を付して示し、重複する説明は省略する。
【００３８】
本実施の形態では、第３段ディスク３４及び第４段ディスク４４の突出部上にそれぞれ設置する一対のガイドチューブ３０が、一方のものの延長線上に他方のものが配列されて同一直線上に配置され、同第３段ディスク３４、第４段ディスク４４の軸方向に対して共通する所定の角度：θ傾けたものである。
【００３９】
従って各ガイドチューブ３０は、それ自身湾曲することもなく直線状に伸びているが、全体が偏平形状であり、かつ対向する端部ではその下面側でそれぞれの長手方向に切欠き部６を形成している。
【００４０】
各ガイドチューブ３０は第３段ディスク３４及び第４段ディスク４４のそれぞれに固定され、ＭＩケーブル２はガイドチューブ３０の隔離側端部の外側で押さえ板１７によりその位置を固定され、かつ、同ＭＩケーブル２はガイドチューブ３０内部及び対向端部において同ガイドチューブ３０に対して余裕をもって動き得るようになっている・
この様に構成された本実施の形態においては、第３段ディスク３４、第４段ディスク４４等が回転すると、軸方向の変位は、ガイドチューブ３０が偏平とされ、かつ、軸方向に対して所定の角度：θ傾けて設置されているため、ガイドチューブ３０を偏平にした分余裕を持って軸方向の移動を吸収することができ、その余の作用効果は前記実施の第１形態のものと同様である。
【００４１】
即ち、本実施の形態によれば、ＭＩケーブル２を通した直線状のガイドチューブ３０を偏平とし、かつ、長手方向に沿って斜めに切欠き部６を有する直線状のガイドチューブ３０を第３段ディスク３４、第４段ディスク４４等の軸方向に対して所定の角度：θ傾けて設置したため、橋渡し部１３における熱、及び遠心力等の影響によるＭＩケーブル２の断線、又は飛散等の事故の発生を防止し、安全性に富み、安定性の高い配線装置を得ることができたものである。
【００４２】
以上、本発明を図示の実施の形態について説明したが、本発明はかかる実施の形態に限定されず、本発明の範囲内でその具体的構造に種々の変更を加えてよいことはいうまでもない。
【００４３】
例えば前記した実施の形態においては、ガスタービンの第３段落と第４段落との間の橋渡し部について説明したが、勿論これに限られるものではなく、他の段落間の橋渡し部にも適用されるものである。
【００４４】
また、回転体のＭＩケーブルの配線について説明したが、回転体以外の一般の設備、機器のダクトを用いて施工するケーブルのワイヤリングについても適用できることは言うまでもない。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、軸方向に一定の間隔を有して対峙する回転部材間に形成される橋渡し位置において、軸方向に対してそれぞれ一定の角度を持たせた一対のガイドチューブの各一方の端面を対峙して前記各回転部材上に配置し、同ガイドチューブは断面偏平状の空間を有すると共に対向端を長手方向に沿って斜めに切欠いて形成し、かつ、同ガイドチューブ内には前記偏平状の空間に対して余裕を持って移動可能にケーブルを配置して回転体の配線装置を構成しているので、同構成により、ケーブルが一定の移動を可能とする自由度が得られ、前記橋渡し位置に生じる熱応力、及び遠心応力等の影響に対してケーブルを保護し、同ケーブルの断線、飛散という事故を未然に防止して装置の安全性の向上、及び安定性の確保を図ることができたものである。
【００４６】
また、請求項２の発明によれば、軸方向に一定の間隔を有して対峙する回転部材間に形成される橋渡し位置において、軸方向に対して一定の角度を持たせた一対のガイドチューブの各一方の端面を対峙して前記各回転部材上に直線状に配置し、同ガイドチューブは断面偏平状の空間を有すると共に対向端を長手方向に沿って斜めに切欠いて形成し、かつ、同ガイドチューブ内には前記偏平状の空間に対して余裕を持って移動可能にケーブルを配置して回転体の配線装置を構成しているので、同構成により、ケーブルが一定の移動を可能とする自由度が得られ、前記橋渡し位置に生じる熱応力、及び遠心応力等の影響に対してケーブルを保護し、同ケーブルの断線、飛散という事故を未然に防止して安全性に富み、安定性に優れた配線装置を得ることができたものである。
【００４７】
更にまた請求項３の発明によれば、前記回転部材を、ガスタービン等の回転機械における隣接段落を構成するディスクとして回転体の配線装置を構成しているので、ガスタービン等の回転機械において、その回転部である隣接ディスク間に形成される橋渡し位置で、ガイドチューブを配置してケーブルを通すことにより、同橋渡し部における熱、及び遠心力等の影響によるケーブルの断線、又は飛散等の事故の発生を防止し、ガスタービン等の回転機械の配線に際して安全性を高め、装置の安定性を確保した実用性に富んだガスタービン等の回転機械を得ることができたものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第１形態に係る回転体の配線装置の要部を示す平面図である。
【図２】図１のものの側面図である。
【図３】図１の実施形態における作動時の態様を示し、（ａ）その側面から見た状況を示す説明図、（ｂ）は（ａ）の矢視ＩＩＩ  −ＩＩＩ  断面を示す説明図である。
【図４】図１の実施形態における作動時の他の態様を示す説明図である。
【図５】図１の実施形態におけるケーブルの固定間隔と熱応力及び遠心応力の関係を示す説明図である。
【図６】本発明の実施の第２形態に係る回転体の配線装置の要部を示し、（ａ）その平面図、（ｂ）は（ａ）の要部を抜粋して示す説明図である。
【図７】従来のガスタービンの回転部分の要部を計測する状況を示す説明図である。
【図８】図７のものにおける要部である隣接段落の橋渡し部の一例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の側面図である。
【図９】図７のものにおける要部である隣接段落の橋渡し部の他の例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の側面図である。
【符号の説明】
１        ガイドチューブ
２        ＭＩケーブル
３        押さえ板
４        点溶接
５        溝
６        切欠き部
７        熱電対
８        歪みゲージ
９        トランスミッタ
１０        送信アンテナ
１１        受信アンテナ
１３        橋渡し部
１６        ガイドチューブ
１７        押さえ板
１８        ディスク端部
１９        軸中心
２０        シールフィン
２１        剥離
２３        フリー支持
２５        熱応力
２６        遠心応力
３０        ガイドチューブ
３２        第３段動翼
３４        第３段ディスク
３５        突出部
４２        第４段動翼
４４        第４段ディスク
４５        突出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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