(57)【要約】【課題】車軸と車室の間のクリアランスを効果的に調整しうる回転機械及びそのクリアランス調整方法を提供する。【解決手段】  回転機械は、車室と、少なくとも一部が前記車室内に配置される車軸と、前記車室の上部と下部の少なくとも一方における少なくとも一つの検出対象部位の前記車軸に対する鉛直方向の相対位置を検出する検出部と、前記車室及び前記車軸の少なくとも一方を鉛直方向に移動させるための駆動部と、前記検出部の検出結果に応じて前記駆動部を制御する制御部とを備える。【選択図】  図１
2014040795.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車室と、
一部が前記車室内に配置される車軸と、
前記車室の上部と下部の一方又は両方における検出対象部位の前記車軸に対する鉛直方向の相対位置を検出する検出部と、
前記車室及び前記車軸の少なくとも一方を鉛直方向に移動させるための駆動部と、
前記検出部の検出結果に応じて前記駆動部を制御する制御部とを備えることを特徴とする回転機械。
【請求項２】
前記検出対象部位は、前記車軸の軸方向に互いに間隔をおいて位置し、前記検出部によってそれぞれ前記相対位置が検出される複数の部位を含み、
前記制御部は、各部位における前記相対位置に基づいて、前記車室と前記車軸との間の鉛直方向のクリアランスの前記軸方向における分布を推定し、前記クリアランスが許容範囲内に収まるように前記駆動部を制御することを特徴とする請求項１に記載の回転機械。
【請求項３】
前記検出対象部位は、前記車室の上部に位置する上側部位と、前記車室の下部に位置する下側部位とを含み、
前記検出部は、前記上側部位及び前記下側部位の両方について前記相対位置を検出し、
前記制御部は、前記上側部位及び前記下側部位のそれぞれにおける前記相対位置に基づいて、前記車室の上部における前記車軸との間の鉛直方向の第１クリアランス及び前記車室の下部における前記車軸との間の鉛直方向の第２クリアランスを推定し、前記第１クリアランス及び前記第２クリアランスが許容範囲内に収まるように前記駆動部を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の回転機械。
【請求項４】
前記制御部は、前記回転機械の起動、負荷変化又は停止を示す外部信号により前記駆動部の制御を開始することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の回転機械。
【請求項５】
前記駆動部は、油圧ジャッキと、該油圧ジャッキへの圧油供給量を調節するアクチュエータとを含み、
前記制御部は、前記外部信号の受信時点から、前記回転機械の起動、負荷変化又は停止後に前記車室の形状が安定するまでに要する時間を経過したとき、前記車室及び前記車軸の少なくとも一方が前記油圧ジャッキの制御開始前の位置に戻るように、前記アクチュエータを制御して前記油圧ジャッキへの圧油供給を停止することを特徴とする請求項４に記載の回転機械。
【請求項６】
前記検出部は、前記検出対象部位の鉛直方向位置を検出する第１センサと、前記車軸の鉛直方向位置を検出する第２センサとを含み、前記第１センサ及び前記第２センサの検出結果から前記相対位置を算出することを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の回転機械。
【請求項７】
前記第１センサは、第１サポートによって前記車室及び前記車軸から独立して支持されており、前記第１センサから前記検出対象部位までの鉛直方向における距離を検出可能に構成され、
前記第２センサは、第２サポートによって前記車室及び前記車軸から独立して支持されており、前記第２センサから前記車軸又は前記車軸を回転自在に支持する軸受の軸受箱までの鉛直方向における距離を検出可能に構成されていることを特徴とする請求項６に記載の回転機械。
【請求項８】
前記第１センサ及び前記第２センサの少なくとも一方は、レーザ変位計、静電容量式変位計、光ファイバ変位計、渦電流式変位計、超音波式変位計及び接触式変位計の何れか一つであることを特徴とする請求項６又は７に記載の回転機械。
【請求項９】
車室と、前記車室内に配置される車軸と、前記車室及び前記車軸の少なくとも一方を鉛直方向に移動可能に構成された駆動部とを備える回転機械における前記車室と前記車軸との間の鉛直方向のクリアランスを調整する方法であって、
前記車室の上部と下部の一方又は両方における検出対象部位の前記車軸に対する鉛直方向の相対位置を検出する第１のステップと、
前記相対位置の検出結果に応じて前記駆動部を制御し、前記車室及び前記車軸の少なくとも一方を鉛直方向に移動させる第２のステップとを備えることを特徴とする回転機械のクリアランス調整方法。
【請求項１０】
前記第１のステップでは、前記車軸の軸方向に互いに間隔をおいて位置する複数の前記検出対象部位の前記相対位置を検出し、
前記第２のステップでは、各検出対象部位における前記相対位置に基づいて、前記車室と前記車軸との間の鉛直方向のクリアランスの前記軸方向における分布を推定し、該クリアランスが許容範囲内に収まるように前記駆動部を制御することを特徴とする請求項９に記載の回転機械のクリアランス調整方法。
【請求項１１】
前記第１のステップでは、前記車室の上部に位置する上側部位及び前記車室の下部に位置する下側部位の両方について前記相対位置を検出し、
前記第２のステップでは、前記上側部位及び前記下側部位のそれぞれにおける前記相対位置に基づいて、前記車室の上部における前記車軸との間の鉛直方向の第１クリアランス及び前記車室の下部における前記車軸との間の鉛直方向の第２クリアランスを推定し、前記第１クリアランス及び前記第２クリアランスが許容範囲内に収まるように前記駆動部を制御することを特徴とする請求項９又は１０に記載の回転機械のクリアランス調整方法。
【請求項１２】
前記第２のステップでは、前記回転機械の起動、負荷変化又は停止を示す外部信号により前記駆動部の制御を開始することを特徴とする請求項９乃至１１の何れか一項に記載の回転機械のクリアランス調整方法。
【請求項１３】
前記駆動部は、油圧ジャッキと、前記油圧ジャッキへの圧油供給量を調節するアクチュエータとを含み、
前記外部信号の受信時点から、前記回転機械の起動、負荷変化又は停止後に前記車室の形状が安定するまでに要する時間を経過したとき、前記車室及び前記車軸の少なくとも一方が前記油圧ジャッキの制御開始前の位置に戻るように、前記アクチュエータを制御して前記油圧ジャッキへの圧油供給を停止する第３のステップを更に備えることを特徴とする請求項１２に記載の回転機械のクリアランス調整方法。
【請求項１４】
前記第１のステップでは、前記検出対象部位の鉛直方向位置を計測する第１センサと、前記車軸の鉛直方向位置を計測する第２センサとを用いて、前記第１センサ及び前記第２センサの計測結果から前記相対位置を取得することを特徴とする請求項９乃至１３の何れか一項に記載の回転機械のクリアランス調整方法。
【請求項１５】
前記第１センサは、第１サポートによって前記車室及び前記車軸から独立して支持され、前記第２センサは、第２サポートによって前記車室及び前記車軸から独立して支持されており、
前記第１のステップでは、前記第１センサから前記検出対象部位までの鉛直方向における距離を前記第１センサによって計測し、前記第２センサから前記車軸又は前記車軸を回転自在に支持する軸受の軸受箱までの鉛直方向における距離を前記第２センサによって計測することを特徴とする請求項１４に記載の回転機械のクリアランス調整方法。
【請求項１６】
前記第１センサ及び前記第２センサの少なくとも一方は、レーザ変位計、静電容量式変位計、光ファイバ変位計、渦電流式変位計、超音波式変位計及び接触式変位計の何れか一つであることを特徴とする請求項１４又は１５に記載の回転機械のクリアランス調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、回転体としての車軸の少なくとも一部が車室内に設けられた回転機械（例えば、蒸気タービン、圧縮機、ガスタービン等）及びそのクリアランス調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転機械は、一般に、動翼がロータシャフトに取り付けられた車軸と、車軸の少なくとも一部を覆うように設けられ、動翼と対峙するように配置される静翼が取り付けられた車室とを備える。車軸は、軸受により回転自在に支持されている。これにより、車室（静止部）に対する車軸（回転部）の相対的な回転運動が可能となり、車室内を流通する流体のエネルギーと車軸の回転エネルギーとの間でエネルギーが変換される。
例えば、蒸気タービンやガスタービンに代表される原動機としての回転機械では、車室内を流通する流体（蒸気又は燃焼ガス）のエネルギーが、車軸の回転エネルギーに変換される。これに対し、圧縮機に代表される被駆動機としての回転機械では、車軸の回転エネルギーが車室内を流通する流体のエネルギーに変換される。
【０００３】
回転機械の運転効率は、回転部（動翼がロータシャフトに取り付けられた車軸）と静止部（静翼が取り付けられた車室）との間のクリアランスの大きさの影響を受けることが一般に知られている。すなわち、車軸と車室との間のクリアランスが大きいと、クリアランスを介して流体が漏洩し、回転機械の性能が低下してしまう。
一方、車軸と車室との間のクリアランスが小さすぎると車軸と車室が接触し、軸振動が発生して回転機械の破損の原因になる。また、開放点検後における回転機械の再組立てが困難になる可能性がある。
よって、回転機械の性能向上と車軸−車室間の接触防止とを両立する観点から、車軸と車室との間のクリアランスは適切な範囲内に設定することが重要となる。
【０００４】
ところで、特許文献１には、コンバインドサイクル発電プラント（ガスタービン及び蒸気タービンの組み合わせ）の鋼製架台の変形を歪みセンサで検出し、歪みセンサの検出結果に基づいて油圧ジャッキを昇降させて、鋼製架台の曲げ変形を矯正する技術が開示されている（特許文献１の段落００６２及び００６３並びに図９参照）。そして、鋼製架台の曲げ変形が油圧ジャッキにより矯正される結果、蒸気タービン及びガスタービンの回転軸が適正に維持されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２９２１９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、回転機械の運転状態によって車室が一時的に弾性変形し、車軸と車室との間のクリアランスが変化するため、クリアランスが適切な範囲から逸脱する可能性がある。例えば、蒸気タービンの起動時、高温高圧の蒸気が車室内に導入される結果、車室が過渡的に変形し、車軸と車室との間のクリアランスが変化する。
【０００７】
また、回転機械の車室は自重や使用状況によって経年的に塑性変形し、車軸と車室との間にクリアランスを十分に確保できず、開放点検後の回転機械の再組立てが困難になることも起こり得る。もちろん、回転機械の再組立てに支障が出ないように初期設定時のクリアランスを大きくすることも考えられるが、この場合、必要以上に大きなクリアランスにすると、回転機械の性能が低下してしまう。よって、初期設定のクリアランスは回転機械の性能の観点で許容できる程度の大きさにしておき、仮に開放点検後の回転機械の再組立てが困難であれば、車室と基礎との間にシムを挿入し、車軸に対する車室の相対位置を一時的に調整する手法が考えられる。ところが、シムを用いた車軸に対する車室の相対位置の調整作業は、開放点検の期間延長の原因となり多大な時間を要してしまう。
【０００８】
この点、特許文献１は、回転機械の車軸と車室との間のクリアランス調整について何ら開示していない。すなわち、特許文献１に記載の発電プラントにおける油圧ジャッキは、あくまで鋼製架台の曲げ変形を矯正するためのものであって、車軸と車室との間のクリアランス調整を行うものではない。
【０００９】
本発明の少なくとも一実施形態は、上述の事情に鑑みて案出されたものであり、車軸と車室の間のクリアランスを効果的に調整しうる回転機械及びそのクリアランス調整方法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】
【００１０】
本発明の少なくとも一実施形態に係る回転機械は、車室と、一部が前記車室内に配置される車軸と、前記車室の上部と下部の一方又は両方における検出対象部位の前記車軸に対する鉛直方向の相対位置を検出する検出部と、前記車室及び前記車軸の少なくとも一方を鉛直方向に移動させるための駆動部と、前記検出部の検出結果に応じて前記駆動部を制御する制御部とを備える。
【００１１】
回転機械の車室は、定期点検時などの開放作業の容易性を考慮して、上半車室と下半車室とを厚肉のフランジ状に形成された水平継ぎ手部において締結した構造になっていることが多い。そのため、車室の水平方向における変形は水平継ぎ手部（厚肉のフランジ）で抑制され、相対的に車室の鉛直方向の変形が起こりやすい傾向にある。また、車室内に流体を導入するための管台は、車室鉛直方向(厚肉フランジ部を避けた箇所)に設置されることが多い。このため、車室の上部と下部とで温度差が生じ、これも、相対的に車室の鉛直方向の変形が起こりやすい要因の１つになっている。よって、車室の変形に起因した車軸と車室との間のクリアランスの変化は、車室の側部と比較すれば、車室の上部又は下部で顕著に表れることが多い。
そこで、上述のように、車室の上部と下部の一方又は両方における検出対象部位の車軸に対する鉛直方向の相対位置を検出部で検出し、この検出結果に応じた制御部による制御下で駆動部が車室及び車軸の少なくとも一方を鉛直方向に移動させる。これにより、車室の変形による影響を受けやすい車室上部又は車室下部における車軸と車室との間のクリアランスを効果的に調整することができる。
【００１２】
一実施形態において、前記検出対象部位は、前記車軸の軸方向に互いに間隔をおいて位置し、前記検出部によってそれぞれ前記相対位置が検出される複数の部位を含み、前記制御部は、各部位における前記相対位置に基づいて、前記車室と前記車軸との間の鉛直方向のクリアランスの前記軸方向における分布を推定し、前記クリアランスが許容範囲内に収まるように前記駆動部を制御する。
このように、車軸の軸方向に互いに間隔を空けて位置する複数の部位における相対位置を検出部によって検出することで、車軸の軸方向における車室−車軸間のクリアランスの分布を推定できる。よって、車室の過渡的な弾性変形又は経年的な塑性変形に起因して車室−車軸間のクリアランスが車軸の軸方向において不均一になった場合であっても、制御部による駆動部の制御によって車室−車軸間のクリアランスを適切な範囲内で維持できる。
【００１３】
一実施形態において、前記検出対象部位は、前記車室の上部に位置する上側部位と、前記車室の下部に位置する下側部位とを含み、前記検出部は、前記上側部位及び前記下側部位の両方について前記相対位置を検出し、前記制御部は、前記上側部位及び前記下側部位のそれぞれにおける前記相対位置に基づいて、前記車室の上部における前記車室と前記車軸との間の鉛直方向の第１クリアランス及び前記車室の下部における前記車室と前記車軸との間の鉛直方向の第２クリアランスを推定し、前記第１クリアランス及び前記第２クリアランスが許容範囲内に収まるように前記駆動部を制御する。
このように、車室上部に位置する上側部位と車室下部に位置する下側部位を含む複数の部位における相対位置を検出部によって検出することで、車室上部と車室下部のそれぞれについて車室−車軸間のクリアランス（第１クリアランス及び第２クリアランス）を推定できる。よって、車室の過渡的な弾性変形又は経年的な塑性変形に起因して車室の鉛直方向のサイズが変化した場合（すなわち、車室が鉛直方向に膨張又は収縮した場合）であっても、制御部による駆動部の制御によって車室−車軸間のクリアランスを適切な範囲内で維持できる。
例えば、車室上部に蒸気導入管が接続された蒸気タービンの起動時において、蒸気導入管を介した高温高圧の蒸気の車室への供給開始直後、車室上部が車室下部に比べて急速に昇温されるため、車室上部の変形に車室下部の変形が追従できず、車室全体としては単純な曲げ変形では表せない複雑な変形を示すことがある。このような複雑な車室変形が起きた場合、車室の鉛直方向のサイズは不明であるから、車室上部又は車室下部の何れか一方における検出対象部位にて相対位置を検出しても、車室上部における車軸とのクリアランスと、車室下部における車軸とのクリアランスとの両方を把握することは難しい。これに対し、上述のように、車室上部に位置する上側部位と車室下部に位置する下側部位を含む複数の部位における相対位置を検出部によって検出すれば、車室上部と車室下部のそれぞれについて車室−車軸間のクリアランス（第１クリアランス及び第２クリアランス）を把握できる。よって、複雑な車室変形によって車室の鉛直方向のサイズが変化した場合であっても、制御部による駆動部の制御によって車室−車軸間のクリアランスを適切な範囲内で維持できる。
【００１４】
一実施形態において、前記制御部は、前記回転機械の起動、負荷変化又は停止を示す外部信号をトリガーとして前記駆動部の制御を開始する。
これにより、車室が過渡的に変形しやすい回転機械の運転状態（起動時、負荷変化時、停止時）において、車軸と車室との間の鉛直方向のクリアランスを適切な範囲内で維持できる。
【００１５】
一実施形態において、前記駆動部は、油圧ジャッキと、該油圧ジャッキへの圧油供給量を調節するアクチュエータとを含み、前記制御部は、前記外部信号の受信時点から、前記回転機械の起動、負荷変化又は停止後に前記車室の形状が安定するまでに要する時間を経過したとき、前記車室及び前記車軸の少なくとも一方が前記油圧ジャッキの制御開始前の位置に戻るように、前記アクチュエータを制御して前記油圧ジャッキへの圧油供給を停止する。
このように、信頼性がさほど高くない油圧ジャッキの利用を車軸と車室との間のクリアランスの調整の必要性が高い期間（回転機械の起動、負荷変化又は停止の時点から車室形状が安定するまでの期間）に制限することで、回転機械の通常運転時における信頼性を損なわずにクリアランス調整が可能になる。
【００１６】
一実施形態において、前記検出部は、前記検出対象部位の鉛直方向位置を検出する第１センサと、前記車軸の鉛直方向位置を検出する第２センサとを含み、前記第１センサ及び前記第２センサの検出結果から前記相対位置を算出する。
例えば、第１センサは、第１サポートによって車室及び車軸から独立して支持されており、第１センサから検出対象部位までの鉛直方向における距離を検出可能に構成され、第２センサは、第２サポートによって車室及び車軸から独立して支持されており、第２センサから車軸又は車軸を回転自在に支持する軸受の軸受箱までの鉛直方向における距離を検出可能に構成されていてもよい。
なお、第１センサ及び第２センサの具体例として、レーザ変位計、静電容量式変位計、光ファイバ変位計、渦電流式変位計、超音波式変位計、接触式変位計等が挙げられる。
【００１７】
本発明の少なくとも一実施形態に係る回転機械のクリアランス調整方法は、車室と、一部が前記車室内に配置される車軸と、前記車室及び前記車軸の少なくとも一方を鉛直方向に移動可能に構成された駆動部とを備える回転機械における前記車室と前記車軸との間の鉛直方向のクリアランスを調整する方法であって、前記車室の上部と下部の一方又は両方における検出対象部位の前記車軸に対する鉛直方向の相対位置を検出する第１のステップと、前記相対位置の検出結果に応じて前記駆動部を制御し、前記車室及び前記車軸の少なくとも一方を鉛直方向に移動させる第２のステップとを備える。
【００１８】
上記クリアランス調整方法では、車室の上部及び下部の一方又は両方における検出対象部位の相対位置を検出し、検出結果に応じた駆動部の制御により、車室及び車軸の少なくとも一方を鉛直方向に移動させる。よって、車室の変形による影響を受けやすい車室上部又は車室下部における車軸と車室との間のクリアランスを効果的に調整することができる。
【００１９】
一実施形態において、前記第１のステップでは、前記車軸の軸方向に互いに間隔をおいて位置する複数の前記検出対象部位の前記相対位置を検出し、前記第２のステップでは、各検出対象部位における前記相対位置に基づいて、前記車室と前記車軸との間の鉛直方向のクリアランスの前記軸方向における分布を推定し、該クリアランスが許容範囲内に収まるように前記駆動部を制御する。
このように、車軸の軸方向に互いに間隔を空けて位置する複数の検出対象部位における相対位置を検出することで、車軸の軸方向における車室−車軸間のクリアランスの分布を推定できる。よって、車室の過渡的な弾性変形又は経年的な塑性変形に起因して車室−車軸間のクリアランスが車軸の軸方向において不均一になった場合であっても、駆動部の制御によって車室−車軸間のクリアランスを適切な範囲内で維持できる。
【００２０】
一実施形態において、前記第１のステップでは、前記車室の上部に位置する上側部位及び前記車室の下部に位置する下側部位の両方について前記相対位置を検出し、前記第２のステップでは、前記上側部位及び前記下側部位のそれぞれにおける前記相対位置に基づいて、前記車室の上部における前記車軸との間の鉛直方向の第１クリアランス及び前記車室の下部における前記車軸との間の鉛直方向の第２クリアランスを推定し、前記第１クリアランス及び前記第２クリアランスが許容範囲内に収まるように前記駆動部を制御する。
このように、車室上部に位置する上側部位と車室下部に位置する下側部位を含む複数の部位における相対位置を検出することで、車室上部と車室下部のそれぞれについて車室−車軸間のクリアランス（第１クリアランス及び第２クリアランス）を推定できる。よって、車室の過渡的な弾性変形又は経年的な塑性変形に起因して車室の鉛直方向のサイズが変化した場合であっても、駆動部の制御によって車室−車軸間のクリアランスを適切な範囲内で維持できる。
【００２１】
一実施形態において、前記第２のステップでは、前記回転機械の起動、負荷変化又は停止を示す外部信号により前記駆動部の制御を開始する。
これにより、車室が過渡的に変形しやすい回転機械の運転状態（起動時、負荷変化時、停止時）において、車軸と車室との間の鉛直方向のクリアランスを適切な範囲内で維持できる。
【００２２】
一実施形態において、前記駆動部は、油圧ジャッキと、前記油圧ジャッキへの圧油供給量を調節するアクチュエータとを含み、前記外部信号の受信時点から、前記回転機械の起動、負荷変化又は停止後に前記車室の形状が安定するまでに要する時間を経過したとき、前記車室及び前記車軸の少なくとも一方が前記油圧ジャッキの制御開始前の位置に戻るように、前記アクチュエータを制御して前記油圧ジャッキへの圧油供給を停止する第３のステップを更に備える。
このように、信頼性がさほど高くない油圧ジャッキの利用を車軸と車室との間のクリアランスの調整の必要性が高い期間（回転機械の起動、負荷変化又は停止の時点から車室形状が安定するまでの期間）に制限することで、回転機械の通常運転時における信頼性を損なわずにクリアランス調整が可能になる。
【００２３】
一実施形態において、前記第１のステップでは、前記検出対象部位の鉛直方向位置を計測する第１センサと、前記車軸の鉛直方向位置を計測する第２センサとを用いて、前記第１センサ及び前記第２センサの計測結果から前記相対位置を取得する。
例えば、第１センサは、第１サポートによって車室及び車軸から独立して支持され、第２センサは、第２サポートによって車室及び車軸から独立して支持されており、検出するステップでは、第１センサから検出対象部位までの鉛直方向における距離を第１センサによって計測し、第２センサから車軸又は車軸を回転自在に支持する軸受の軸受箱までの鉛直方向における距離を第２センサによって計測してもよい。
なお、第１センサや第２センサの具体例として、レーザ変位計、静電容量式変位計、光ファイバ変位計、渦電流式変位計、超音波式変位計、接触式変位計等が挙げられる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、車室の上部と下部の一方又は両方における検出対象部位の車軸に対する鉛直方向の相対位置を検出し、検出結果に応じた駆動部の制御により、車室及び車軸の少なくとも一方を鉛直方向に移動させるようにしたので、車室の変形による影響を受けやすい車室上部又は車室下部における車軸と車室との間の鉛直方向のクリアランスを効果的に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】一実施形態に係る回転機械の概略図である。
【図２】検出部の第１センサの取付け位置を説明するための図である。
【図３】検出部の第２センサの取付け位置を説明するための図である。
【図４】一実施形態における駆動部及び制御部の構成を示すブロック図である。
【図５】検出部の検出結果に基づいて車室又は車軸の移動量決定の手法を説明するための図である。
【図６】一実施形態における、制御部による駆動部の制御のフローチャートである。
【図７】一実施形態における回転機械の起動及び通常運転を行う手順を示すフローチャートである。
【図８】一実施形態における回転機械の停止手順を示すフローチャートである。
【図９】一実施形態における駆動部の構成を示す図である。
【図１０】一実施形態における検出部の構成を示す図である。
【図１１】一実施形態における、車室と車軸との間のクリアランスの調整手法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、添付図面に従って本発明の実施形態について説明する。ただし、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００２７】
図１は、一実施形態に係る回転機械の概略図である。同図に示す回転機械１は、車室２と、車室２内に少なくとも一部が配置された車軸４とを備えた蒸気タービンである。他の実施形態では、回転機械１は、蒸気タービン以外の任意の種類の回転機械（ガスタービンや圧縮機等）であってもよい。
【００２８】
回転機械１において、車室２は、外側に設けられる外部車室２Ａと、外部車室２Ａによって覆われるように設けられ、外部車室２Ａに支持される内部車室２Ｂとで構成される。車室２には、外部車室２Ａに接続された蒸気導入管（不図示）を介して蒸気が導入されるようになっている。蒸気導入管からの蒸気は、図１の矢印で示すように、内部車室２Ｂの内側に形成された蒸気通路Ｓを流れる。蒸気通路Ｓには、不図示の翼根リングを介して内部車室２Ｂの内周面に取り付けられた静翼３が複数段にわたって配列されている。
なお、図１に示す回転機械１は、外部車室２Ａ及び内部車室２Ｂからなる二重車室構造であり、且つ、蒸気導入管からの蒸気が左右に分流して内部車室２Ｂを流れるダブルフロー形式である。他の実施形態では、回転機械１は、一重車室構造であってもよいし、蒸気導入管からの蒸気が蒸気通路内を一方向に流れるシングルフロー形式であってもよい。
【００２９】
一方、車軸４は、ロータシャフト５と、ロータシャフト５の外周に取り付けられた動翼６とで構成される。ロータシャフト５は、外部車室２Ａを貫通するように配置され、一対の軸受８によって回転自在に軸支される。各軸受８は軸受箱７に収容されている。ロータシャフト５に取り付けられた複数段の動翼６は、蒸気通路Ｓ内において、静翼３と対峙するように配置される。
【００３０】
また、回転機械１には、図１に示すように、車室２（外部車室２Ａ）における少なくとも一つの検出対象部位２５の鉛直方向位置を検出する第１センサ２４Ａと、車軸４又は軸受箱７の鉛直方向位置を検出する第２センサ２４Ｂとが設けられている。これら第１センサ２４Ａ及び第２センサ２４Ｂは、後述の検出部２４を構成する。
【００３１】
第１センサ２４Ａは、第１センサ２４Ａから検出対象部位２５までの鉛直方向における距離を検出可能に構成されている。第２センサ２４Ｂは、第２センサ２４Ｂから車軸４又は軸受箱７までの鉛直方向における距離を検出可能に構成されている。この第１センサ２４Ａ及び第２センサ２４Ｂとして、例えば、レーザ変位計、静電容量式変位計、光ファイバ変位計、渦電流式変位計、超音波式変位計、接触式変位計等を用いることができる。
【００３２】
図２（ａ）〜（ｃ）は、第１センサ２４Ａの取付け位置を説明するための図である。なお、説明の便宜上、図２（ａ）〜（ｃ）では内部車室２Ｂを省略している。
【００３３】
図２（ａ）に示すように、第１センサ２４Ａは、ロータシャフト５の軸心Ｃの上方に配置され、車室２及び車軸４から独立して第１サポート２６によって支持されている。第１センサ２４Ａの位置は、ロータシャフト５の軸心Ｃの直上に限らず、ロータシャフト５の軸心Ｃから鉛直方向上方に延びる直線に対して線対称である角度範囲α内における検出対象部位２５の鉛直方向位置を検出可能な位置であればよい。なお、角度範囲αは、個々の回転機械１の変形の傾向に応じて決定してもよく、例えば９０度以下（典型的には６０度以下）である。
【００３４】
なお、外部車室２Ａは、上半車室４０及び下半車室４２の半割り構造になっている。上半車室４０と下半車室４２は、外部車室２Ａの両側部に位置する水平継ぎ手部４４において、それぞれのフランジ４１，４３がボルト締結される。そのため、外部車室２Ａの水平方向における変形は厚肉のフランジ４１，４３からなる水平継ぎ手部４４で抑制され、相対的に外部車室２Ａの鉛直方向の変形が起こりやすい傾向にある。また、外部車室２Ａに接続された蒸気導入管は、厚肉のフランジ４１，４３を避けた車室鉛直方向に設置されることが多く、このため、車室２の上部と下部とで温度差が生じ、相対的に外部車室２Ａの鉛直方向の変形が起こりやすくなる。
【００３５】
他の実施形態では、図２（ｂ）に示すように、第１センサ２４Ａは、ロータシャフト５の軸心Ｃの下方に配置され、車室２及び車軸４から独立して第１サポート２７によって支持されている。第１センサ２４Ａの位置は、ロータシャフト５の軸心Ｃの真下に限らず、ロータシャフト５の軸心Ｃから鉛直方向下方に延びる直線に対して線対称である角度範囲β内における検出対象部位２５の鉛直方向位置を検出可能な位置であればよい。なお、角度範囲βは、個々の回転機械１の変形の傾向に応じて決定してもよく、例えば９０度以下（典型的には６０度以下）である。
【００３６】
他の実施形態では、図２（ｃ）に示すように、第１センサ２４Ａが、ロータシャフト５の軸心Ｃの上方及び下方において、車室２及び車軸４から独立して第１サポート２６，２７によって支持される。各第１センサ２４Ａの位置は、ロータシャフト５の軸心Ｃから鉛直方向に延びる直線に対して線対称である角度範囲α，β内における検出対象部位２５の鉛直方向位置を検出可能な位置であればよい。この際、角度範囲α，βは、それぞれ、個々の回転機械１の変形の傾向に応じて決定してもよく、例えば９０度以下（典型的には６０度以下）である。
【００３７】
図３は、第２センサ２４Ｂの取付け位置を説明するための図である。なお、図３では、説明の便宜上、軸受箱７内に収容される軸受８、油圧ジャッキ２２及び基礎９を省略している。
同図に示すように、少なくとも一つの第２センサ２４Ｂが、軸受箱７の上方に配置され、車室２及び車軸４から独立して第２サポート２８によって支持されている。ロータシャフト５は、軸受８によって軸受箱７に対して位置が規制されている。よって、第２センサ２４Ｂにより軸受箱７の鉛直方向位置の計測結果が得られれば、ロータシャフト５（車軸４）の鉛直方向位置を特定することができる。
なお、軸受箱７の鉛直方向位置の計測結果から間接的に車軸４の鉛直方向位置を検出する手法に替えて、第２センサ２４Ｂによって車軸４の鉛直方向位置を直接的に検出してもよい。
【００３８】
また、図１に示すように、車室２の外部車室２Ａは、油圧ジャッキ１２を介して基礎９上に設置される。同様に、車軸４を軸支する一対の軸受８の軸受箱７は、それぞれ、油圧ジャッキ２２を介して基礎９上に設置される。油圧ジャッキ１２，２２は、後述の駆動部１０（図４参照）の一部を構成している。駆動部１０は、第１センサ２４Ａ及び第２センサ２４Ｂを含む検出部２４の検出結果に基づいて制御部３０によって制御される。
【００３９】
図４は、駆動部１０及び制御部３０の構成を示すブロック図である。
駆動部１０は、油圧ジャッキ１２，２２に加えて、圧油供給源（油圧ポンプ）１４から油圧ジャッキ１２，２２への圧油供給量を調節するアクチュエータ１６を含む。アクチュエータ１６と油圧ジャッキ１２，２２との間の油圧回路を流れる圧油の圧力は、圧力センサ１８によって計測されるようになっている。圧力センサ１８の計測結果は、制御部３０に送られる。
【００４０】
幾つかの実施形態において、制御部３０は、駆動部１０の制御の要否を判断する制御要否判断部３２と、車室２又は車軸４の鉛直方向の移動量を決定する移動量決定部３４と、圧力センサ１８の計測結果に基づいて駆動部１０のアクチュエータ１６に油圧ジャッキ１２，２２への圧油供給量を調節させる指令部３６とを備える。
【００４１】
制御要否判断部３２は、回転機械１の起動、負荷変化又は停止を示す外部信号を受信し、この外部信号に基づいて駆動部１０の制御の要否を判断する。外部信号は、回転機械１の運転制御を行うプラント制御室から出力された起動信号、負荷変化信号又は停止信号であってもよい。制御要否判断部３２は、受信した外部信号をトリガーとして制御部３０による駆動部１０の制御が必要であると判断し、制御部３０による駆動部１０の制御を開始すべく、移動量決定部３４にその旨を伝える。
【００４２】
移動量決定部３４は、制御部３０による駆動部１０の制御が必要であると制御要否判断部３２が判断した場合、車室２（外部車室２Ａ）及び車軸４の少なくとも一方の鉛直方向における移動量を決定する。この際、第１センサ２４Ａ及び第２センサ２４Ｂを含む検出部２４の検出結果が考慮される。すなわち、移動量決定部３４は、検出部２４の検出結果に基づいて、内部車室２Ｂと車軸４との間のクリアランスを所望の範囲内に維持するために、外部車室２Ａ及び車軸４の少なくとも一方の鉛直方向における移動量を決定する。なお、移動量は、個々の回転機械１の仕様によって決まる移動可能範囲（例えば数ｍｍ以下）内で設定される。
【００４３】
移動量決定部３４は、個々の回転機械１の車室変形の傾向を示すデータが予め記憶されたデータベース３８からデータを読み出し、これを検出部２４の検出結果とともに考慮して、車室２及び車軸４の少なくとも一方の鉛直方向における移動量を決定する。
データベース３８に予め記憶されたデータは、第１センサ２４Ａ及び第２センサ２４Ｂの検出結果と、これに対応する車室２（外部車室２Ａ及び内部車室２Ｂ）の形状との相関データであってもよい。この場合、移動量決定部３４は、第１センサ２４Ａ及び第２センサ２４Ｂの検出結果をデータベース３８から読み出した相関データに当てはめることで、車室２（外部車室２Ａ及び内部車室２Ｂ）の形状を把握する。このようにして把握された車室形状から、移動量決定部３４は、内部車室２Ｂと車軸４の間のクリアランスを推定し、このクリアランスが所望の範囲内に収まるように外部車室２Ａ及び車軸４の少なくとも一方の鉛直方向における移動量を決定してもよい。
【００４４】
移動量決定部３４によって決定された移動量は指令部３６に送られ、アクチュエータ１６の制御に用いられる。指令部３６は、移動量決定部３４によって決定された移動量を実現すべく、油圧ジャッキ１２，２２への圧油供給量をアクチュエータ１６に調節させる。この際、指令部３６がアクチュエータ１６に与える指令値は、アクチュエータ１６と油圧ジャッキ１２，２２との間の油圧回路における圧油の圧力（圧力センサ１８の計測結果）に基づいて決定される。すなわち、指令部３６は、移動量決定部３４によって決定された移動量が実現されるように、圧力センサ１８の計測結果に基づいて、油圧ジャッキ１２，２２に供給される圧油の圧力を制御する。例えば、指令部３６は、移動量決定部３４によって決定された移動量を実現するための圧油の圧力と、圧力センサ１８によって得られた圧油の圧力の計測値との偏差に基づくフィードバック制御を行ってもよい。
【００４５】
油圧ジャッキ１２，２２は、アクチュエータ１６により調節された圧油供給量に応じて、車室２（外部車室２Ａ）又は車軸４を鉛直方向に移動する。これにより、内部車室２Ｂと車軸４との間のクリアランスが所望の範囲内に維持される。
【００４６】
制御部３０は、油圧ジャッキ１２，２２の利用を、車室２と車軸４との間のクリアランスの調整の必要性が高い期間（回転機械１の起動、負荷変化又は停止の時点から車室形状が安定するまでの期間）に制限する。
例えば、制御要否判断部３２は、外部信号の受信時点から、回転機械１の起動、負荷変化又は停止後に車室２の形状が安定するまでに要する時間を経過したとき、それ以降は制御部３０による駆動部１０の制御が不要であると判断する。そして、制御要否判断部３２は、車室２又は車軸４を駆動部１０の制御開始前の位置に戻したうえで制御部３０による駆動部１０の制御を停止すべく、移動量決定部３４にその旨を伝える。移動量決定部３４は、制御要否判断部３２からの判断に基づき、その時点までに油圧ジャッキ１２，２２が車室２又は車軸４を持ち上げた分だけ、車室２又は車軸４を下方に移動させるように指令部３６に指示を送る。この指示に従って、指令部３６は、アクチュエータ１６に油圧ジャッキ１２，２２への圧油の供給を停止させる。このようにして、車室２又は車軸４は駆動部１０の制御開始前の位置に戻り、且つ、制御部３０による駆動部１０の制御は停止される。
【００４７】
図５（ａ）〜（ｃ）は、検出部２４の検出結果に基づいて車室２又は車軸４の移動量決定の手法を説明するための図である。
【００４８】
図５（ａ）に示すように、外部車室２Ａが上方に凸形状になるように全体的に湾曲変形した場合、内部車室２Ｂは外部車室２Ａによって持ち上げられる。その結果、内部車室２Ｂ及びこれに取り付けられた静翼３と車軸４との鉛直方向のクリアランスは、車室上部において広がり、車室下部において狭まる。そこで、移動量決定部３４は、検出部２４の検出結果に基づいて車軸４の鉛直方向上方への移動量を決定する。こうして決定された移動量は指令部３６に送られ、アクチュエータ１６の制御に用いられる。そして、アクチュエータ１６によって油圧ジャッキ２２への圧油供給量が調節され、油圧ジャッキ２２によって車軸４が鉛直方向上方に移動せしめられる（図中の矢印参照）。
なお、図５（ａ）に示す実施形態では、車軸４の軸方向に互いに間隔を空けて位置する複数の検出対象部位２５−ｉ（ｉ＝１，…ｍ；ただし、ｍは２以上の整数。）において、検出部２４によって、車軸４に対する外部車室２Ａの鉛直方向の相対位置の検出が行われる。これにより、車軸４の軸方向における内部車室２Ａと車軸４との間のクリアランスの分布を推定できる。よって、内部車室２Ａの過渡的な弾性変形又は経年的な塑性変形に起因して内部車室２Ｂ−車軸４間のクリアランスが車軸４の軸方向において不均一になった場合であっても、制御部３０による駆動部１０の制御によって内部車室２Ｂ−車軸４間のクリアランスを所望の範囲内に維持できる。
【００４９】
図５（ｂ）に示すように、外部車室２Ａが下方に凸形状になるように全体的に湾曲変形した場合、内部車室２Ｂは外部車室２Ａによって下方に引き下げられる。その結果、内部車室２Ｂ及びこれに取り付けられた静翼３と車軸４との鉛直方向のクリアランスは、車室上部において狭まり、車室下部において広がる。そこで、移動量決定部３４は、検出部２４の検出結果に基づいて外部車室２Ａの鉛直方向上方への移動量を決定する。こうして決定された移動量は指令部３６に送られ、アクチュエータ１６の制御に用いられる。そして、アクチュエータ１６によって油圧ジャッキ１２への圧油供給量が調節され、油圧ジャッキ１２によって外部車室２Ａが鉛直方向上方に移動せしめられる（図中の矢印参照）。
また、図５（ｂ）に示す実施形態では、図５（ａ）を用いて説明した実施形態と同様な理由で、車軸４の軸方向に互いに間隔を空けて位置する複数の検出対象部位２５−ｉ（ｉ＝１，…ｍ；ただし、ｍは２以上の整数。）において、検出部２４によって、車軸４に対する外部車室２Ａの鉛直方向の相対位置の検出が行われる。
【００５０】
図５（ｃ）に示すように、上方に凸形状となるような上半車室４０の変形に下半車室４２が追従できず、外部車室２Ａが全体として複雑に変形した場合、内部車室２Ｂは上半車室４０によって持ち上げられ、内部車室２Ｂ及びこれに取り付けられた静翼３と車軸４との鉛直方向のクリアランスは、車室上部において広がり、車室下部において狭まると考えられる。ところが、このような複雑な車室変形が起きた場合、外部車室２Ａの鉛直方向のサイズは不明であるから、車室上部又は車室下部の何れか一方における検出対象部位にて前記相対位置を検出しても、上半車室４０と車軸４とのクリアランスと、下半車室４２と車軸４とのクリアランスとの両方を定量的に把握することは難しい。
そこで、図５（ｃ）に示す実施形態では、上半車室４０に位置する上側部位２５Ａ−ｉ（ｉ＝１，…ｍ；ただし、ｍは１以上の整数。）と下半車室４２に位置する下側部位２５Ｂ−ｊ（ｊ＝１，…ｎ；ただし、ｎは１以上の整数。）を含む複数の検出対象部位２５において、検出部２４によって、車軸４に対する外部車室２Ａの鉛直方向の相対位置の検出を行うようになっている。これにより、内部車室２Ｂの上部と車軸４との間の第１クリアランスと、内部車室２Ｂの下部と車軸４との間の第２クリアランスとの両方を把握できる。よって、複雑な車室変形によって車室２の鉛直方向のサイズが変化した場合であっても、制御部３０による駆動部１０の制御によって内部車室２Ｂ−車軸４間のクリアランスを所望の範囲内に維持できる。なお、同図には、内部車室２Ｂの下部と車軸４との間の第２クリアランスが過小であるため、制御部３０による駆動部１０の制御により油圧ジャッキ２２を用いて車軸４を鉛直方向上方に移動させる様子を示している（図中の矢印参照）。
【００５１】
図６は、制御部３０による駆動部１０の制御のフローチャートである。
最初に、制御要否判断部３２は、回転機械１の起動、負荷変化又は停止を示す外部信号の受信があったか否かを判断する（ステップＳ２）。制御要否判断部３２による外部信号の受信があった場合（ステップＳ２のＹＥＳ判定）、制御要否判断部３２は、外部信号をトリガーとして制御部３０による駆動部１０の制御が必要であると判断し、制御部３０による駆動部１０の制御を開始すべく、移動量決定部３４にその旨を伝える。一方、制御要否判断部３２による外部信号の受信がない場合（ステップＳ２のＮＯ判定）、引き続き、制御要否判断部３２において外部信号の受信の有無を判断する。
【００５２】
ステップＳ４では、第１センサ２４Ａ及び第２センサ２４Ｂを含む検出部２４により、検出対象部位２５における車室２の車軸４に対する鉛直方向の相対変位が検出される。そして、移動量決定部３４において、車室２と車軸４との間のクリアランスが許容範囲内であるか否かが判断される（ステップＳ６）。
車室２と車軸４との間のクリアランスが許容範囲から逸脱している場合（ステップＳ６のＮＯ判定）、ステップＳ８に進んで、移動量決定部３４が検出部２４の検出結果に基づいて車室２及び車軸４の少なくとも一方の鉛直方向における移動量を決定する。そして、指令部３６は、移動量決定部３４の指示に従って、車室２及び車軸４の少なくとも一方の移動量が実現されるようにアクチュエータ１６に油圧ジャッキ１２，２２への圧油供給量を調節させる（ステップＳ１０）。
なお、車室２と車軸４との間のクリアランスが許容範囲内である場合（ステップＳ６のＹＥＳ判定）、ステップＳ８及びＳ１０は省略して、ステップＳ１２に進む。
【００５３】
ステップＳ１２では、制御要否判断部３２が、外部信号の受信時点から所定時間（回転機械１の起動、負荷変化又は停止後に車室２の形状が安定するまでに要する時間）を経過したか否かを判断する。
外部信号の受信時点から所定時間を経過した場合（ステップＳ１２のＹＥＳ判定）、制御要否判断部３２は、それ以降の制御部３０による駆動部１０の制御が不要であると判断する。そして、制御要否判断部３２は、車室２又は車軸４を駆動部１０の制御開始前の位置に戻したうえで制御部３０による駆動部１０の制御を停止すべく、移動量決定部３４にその旨を伝える。移動量決定部３４は、制御要否判断部３２からの報告に基づき、それまでに油圧ジャッキ１２，２２が車室２又は車軸４を持ち上げた分だけ、車室２又は車軸４を下方に移動させるように指令部３６に指示を送る。この指示に従って、指令部３６は、アクチュエータ１６に油圧ジャッキ１２，２２への圧油の供給を停止させる（ステップＳ１４）。
なお、外部信号の受信時点から所定時間を経過していない場合（ステップＳ１２のＮＯ判定）、ステップＳ４に戻って、検出部２４によって、検出対象部位２５における車室２の車軸４に対する鉛直方向の相対変位を検出する。
【００５４】
図７は、制御部３０による駆動部１０の上述の制御を伴う回転機械１の起動及び通常運転を行う手順を示すフローチャートである。
まず、ステップＳ２０において、“リセット”と称される回転機械１の起動準備作業（例えば、操作系統や保安装置の動作確認）を行う。その後、プラント制御室からの起動信号に従って、回転機械１の起動を開始する（ステップＳ２２）。この際、車室２が過渡的に変形しうるから、起動信号をトリガーとして制御部３０による駆動部１０の制御を開始し、車室２と車軸４との間のクリアランス調整を行う（ステップＳ２４）。そして、制御部３０は、起動信号の受信時点から所定時間（回転機械１の起動開始後に車室２の形状が安定するまでに要する時間）を経過したか否かを判断する（ステップＳ２６）。起動信号の受信時点から所定時間を経過した場合（ステップＳ２６のＹＥＳ判定）、ステップＳ２８に進んで、制御部３０はアクチュエータ１６に油圧ジャッキ１２，２２への圧油の供給を停止させる。一方、起動信号の受信時点から所定時間を経過していない場合（ステップＳ２６のＮＯ判定）、ステップＳ２４に戻って、制御部３０が駆動部１０を制御して、車室２と車軸４との間のクリアランス調整を引き続き行う。
ステップＳ２８にて油圧ジャッキ１２，２２への圧油供給を停止した後、回転機械１の通常運転が行われる（ステップＳ３０）。負荷変動信号がプラント制御室から入力されると、回転機械１の負荷変化が開始される（ステップＳ３２）。この際、車室２が過渡的に変形しうるから、負荷変化信号をトリガーとして制御部３０による駆動部１０の制御を開始し、車室２と車軸４との間のクリアランス調整を行う（ステップＳ３４）。そして、制御部３０は、負荷変化信号の受信時点から所定時間（回転機械１の負荷変化開始後に車室２の形状が安定するまでに要する時間）を経過したか否かを判断する（ステップＳ３６）。負荷変化信号の受信時点から所定時間を経過した場合（ステップＳ３６のＹＥＳ判定）、ステップＳ３８に進んで、制御部３０はアクチュエータ１６に油圧ジャッキ１２，２２への圧油の供給を停止させる。一方、負荷変化信号の受信時点から所定時間を経過していない場合（ステップＳ３６のＮＯ判定）、ステップＳ３４に戻って、制御部３０が駆動部１０を制御して、車室２と車軸４との間のクリアランス調整を引き続き行う。
【００５５】
図８は、制御部３０による駆動部１０の上述の制御を伴う回転機械１の停止を行う手順を示すフローチャートである。
まず、ステップＳ４０において、停止信号がプラント制御室から受信されると、運転を行っていた回転機械１の停止操作を開始する。この際、車室２が過渡的に変形しうるから、停止信号をトリガーとして制御部３０による駆動部１０の制御を開始し、車室２と車軸４との間のクリアランス調整を行う（ステップＳ４２）。そして、制御部３０は、停止信号の受信時点から所定時間を経過したか否かを判断する（ステップＳ４４）。ステップＳ４４における“所定時間”は、回転機械１の停止操作開始後に車室２の形状が安定するまでに要する時間であり、回転機械１のロータターニングが実施される時間以上に設定される。ここで、回転機械１のロータターニングとは、車軸４の湾曲を防止する観点から、回転機械１の停止から車軸４が自然冷却されるまでの期間（典型的には５〜１０時間）、車軸４を数ｒｐｍで連続的に回転させることをいう。
停止信号の受信時点から所定時間を経過した場合（ステップＳ４４のＹＥＳ判定）、ステップＳ３８に進んで、制御部３０はアクチュエータ１６に油圧ジャッキ１２，２２への圧油の供給を停止させる。一方、停止信号の受信時点から所定時間を経過していない場合（ステップＳ４４のＮＯ判定）、ステップＳ４２に戻り、制御部３０が駆動部１０を制御して、車室２と車軸４との間のクリアランス調整を引き続き行う。
【００５６】
以上説明したように、本発明の少なくとも一実施形態では、回転機械１は、車室２と、一部が車室２内に配置される車軸４と、車室２の上部と下部の一方又は両方における検出対象部位２５の車軸４に対する鉛直方向の相対位置を検出する検出部２４と、車室２及び車軸４の少なくとも一方を鉛直方向に移動させるための駆動部１０と、検出部２４の検出結果に応じて駆動部１０を制御する制御部３０とを備える。
そのため、車室２の変形による影響を受けやすい車室２の上部や下部における車軸４と車室２との間の鉛直方向のクリアランスを効果的に調整することができる。
したがって、本発明の上述の実施形態では、車室２と車軸４との間のクリアランスを所望の範囲内に調整して、車室２と車軸４との接触を防止できる。その結果、回転機械１の運転中における軸振動を防止しながら、回転機械１の性能を向上することができる。
【００５７】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはいうまでもない。
【００５８】
例えば、上述の実施形態では、油圧ジャッキ１２，２２を含む駆動部１０を用いたが、車室２又は車軸４を鉛直方向に移動可能であれば駆動部１０の具体的構成は限定されず、油圧ジャッキに替えて電動シリンダや空圧シリンダ等の任意の機器を含む駆動部を採用してもよい。
また、図９に示すように、車軸４のロータシャフト５を軸支する軸受８の複数のパッド８Ａ〜８Ｄの背面側に油圧ジャッキ５２Ａ〜５２Ｄを設け、この油圧ジャッキ５２Ａ〜５２Ｄへの圧油供給量を調節するアクチュエータを制御部３０（指令部３６）で制御してもよい。この場合、油圧ジャッキ５２Ａ〜５２Ｄによって各パッド８Ａ〜８Ｄを動かすことで、上下方向（鉛直方向）を含む全方位に車軸４を移動させることができる。そのため、車室２を鉛直方向に持ち上げるための油圧ジャッキ１２は不要になる。
【００５９】
また、上述の実施形態では、第１センサ２４Ａが検出対象部位２５までの鉛直方向における距離を検出可能に構成され、第２センサ２４Ｂが車軸４又は軸受８の軸受箱７までの鉛直方向における距離を検出可能に構成されている（図１参照）。すなわち、上述の実施形態における検出部２４は、それぞれ、第１サポート２６，２７や第２サポート２８によるセンサ取付位置を基準として、第１センサ２４Ａ及び第２センサ２４Ｂから計測対象（検出対象部位２５及び車軸４又は軸受箱７）までの距離を計測し、これらの計測値から、検出対象部位２５における車室２の車軸４に対する鉛直方向の相対位置を検出するようになっている。
しかし、検出部２４の具体的構成は、車室２の上部と下部の少なくとも一方における少なくとも一つの検出対象部位２５の車軸４に対する鉛直方向の相対位置を検出可能であれば特に限定されない。
例えば図１０に示すように、第１センサ２４Ａ及び第２センサ２４Ｂとして計測対象の絶対的な高さを計測可能なセンサを用い、第１センサ２４Ａ及び第２センサ２４Ｂを、それぞれ、車室２（外部車室２Ａ）と軸受箱７に直接取り付けてもよい。この場合、第１センサ２４Ａによって得られた車室２（外部車室２Ａ）の絶対高さ、及び、第２センサ２４Ｂによって得られた軸受箱７の絶対高さから、検出対象部位２５における車室２の車軸４に対する鉛直方向の相対位置が検出される。
【００６０】
また、上述の実施形態では、駆動部１０によって車室２又は車軸４を単純に鉛直方向に移動させるようになっていたが、車室２と車軸４との間のクリアランスの軸方向における分布によっては、車室２又は車軸４を鉛直方向に移動させることに加えて、車室２又は車軸４の傾きを調節してもよい。
例えば、図１１に示すように、車室２内を流体が一方向に流れるシングルフロー形式の回転機械１の場合、ダブルフロー形式とは異なり車室２が対称形状ではないから、車室２の変形によって車室２と車軸４との間のクリアランスは車軸４の軸方向に沿って非対称の分布を有する。そこで、車室２及び車軸４の少なくとも一方を駆動部１０によって鉛直方向に移動させる際、車室２と車軸４との間のクリアランスが車軸４の軸方向位置によらず許容範囲内に収まるように、車室２又は車軸４の傾きを調節してもよい。図１１に示す実施形態では、流体流れの下流側（図中右側）において、車室２と車軸４との間のクリアランスの所望の範囲からの逸脱が顕著であるため、流体流れの下流側における駆動部１０による車軸４の持ち上げ量を流体流れの上流側における持ち上げ量よりも大きく設定している。これにより、車室２と車軸４との間のクリアランスを車軸４の軸方向位置によらず許容範囲内に収めることができる。
【００６１】
また、上述の実施形態において、制御要否判断部３２において、回転機械１の起動、負荷変化又は停止を示す外部信号に基づいて制御部３０による駆動部１０の制御の要否が判断される。しかし、制御部３０による駆動部１０の制御は、車室２と車軸４との間のクリアランス調整を要する状況下であれば、回転機械１の状態によらず何時でも行うことができる。
例えば、回転機械１の経年的な塑性変形によって開放点検後の回転機械１の再組立てが困難である場合において、制御部３０による駆動部１０の制御を行えば、多大な時間を要する車室と基礎との間へのシム挿入作業を行わずに、車室２と車軸４との間のクリアランスを短時間で調整できる。よって、回転機械１の開放点検の期間短縮につながる。
【００６２】
さらに、上述の実施形態における駆動部１０及び制御部３０は、既設の回転機械の改造工事によって追設されてもよい。駆動部１０及び制御部３０を追設する簡単な改造工事によって、既設の回転機械においても、車室２と車軸４との間のクリアランスの効果的な調整が可能になる。
【符号の説明】
【００６３】
１            回転機械
２            車室
２Ａ          外部車室
２Ｂ          内部車室
３            静翼
４            車軸
５            ロータシャフト
６            動翼
７            軸受箱
８            軸受
８Ａ〜８Ｄ    パッド
９            基礎
１０          駆動部
１２          油圧ジャッキ
１４          圧油供給源
１６          アクチュエータ
１８          圧力センサ
２２          油圧ジャッキ
２４          検出部
２４Ａ        第１センサ
２４Ｂ        第２センサ
２５          検出対象部位
２６，２７    第１サポート
２８          第２サポート
３０          制御部
３２          制御要否判断部
３４          移動量決定部
３６          指令部
３８          データベース
４０          上半車室
４１          フランジ
４２          下半車室
４３          フランジ
４４          水平継ぎ手部
【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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【図１０】
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【図１１】
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