(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水圧管から水車に供給される水を調整するガイドベーン機構に設けられた弱点ピンの折損を検出する弱点ピン折損検出装置において、
前記弱点ピンの折損を検出する検出部と、
自装置の状態を診断する自己診断部と、
前記検出部の検出結果を示す第１情報及び前記自己診断部の診断結果を示す第２情報を無線信号で送信する無線部と、
前記検出部及び前記無線部に電力を供給する電源部と、
前記検出部、前記無線部、及び前記電源部を収容して前記弱点ピンに取り付けられる収容部材と
を備えることを特徴とする弱点ピン折損検出装置。
【請求項２】
前記電源部は、交換可能な電池を備えており、
前記収容部材は、開閉式の電池交換窓を備える
ことを特徴とする請求項１記載の弱点ピン折損検出装置。
【請求項３】
一意に定められる識別子を記憶するメモリを備えており、
前記無線部は、少なくとも前記第１情報を前記メモリに記憶された識別子とともに送信する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の弱点ピン折損検出装置。
【請求項４】
前記収容部材は、前記検出部を収容する第１収容部材と、
前記無線部及び前記電源部を収容する第２収容部材と
を備えることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の弱点ピン折損検出装置。
【請求項５】
水圧管から水車に供給される水を調整するガイドベーン機構に設けられた弱点ピンの折損を検出する弱点ピン折損検出システムにおいて、
請求項１から請求項４の何れか一項に記載の弱点ピン折損検出装置と、
前記弱点ピン折損検出装置から無線信号で送信されてくる情報を受信する受信部と、該受信部で受信された情報を予め設定された伝送先に出力する制御部とを有する受信装置と
を備えることを特徴とする弱点ピン折損検出システム。
【請求項６】
前記受信装置は、前記受信部で受信された情報を表示する表示部を備えることを特徴とする請求項５記載の弱点ピン折損検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弱点ピン折損検出装置及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、水力発電所には、水圧管から供給される水によって回転する水車、水車の回転力によって回転駆動される発電機、水圧管から水車に供給される水を調整するガイドベーン機構、及び発電機の運転を制御する制御装置が設けられている。上記のガイドベーン機構は、水圧管からの水を効率的に加速して水車に導くとともに、ガイドベーン（案内羽根）の角度を変えることで水車に供給される水量を調整するものである。発電機の起動、停止、及び運転出力の調整は、制御装置がガイドベーン機構を制御することによって行われる。
【０００３】
ガイドベーン機構に設けられるガイドベーンは、角度の調整が可能であることから、流木等の異物がガイドベーンに挟まってしまう可能性がある。異物がガイドベーンに挟まった状態で運転が継続されると、ガイドベーン機構が破損してしまい、大きな損害が発生する虞が考えられる。このため、従来は、ガイドベーンの角度を変えるリンク機構の一部に弱点ピンを設け、異物がガイドベーンに挟まった場合に弱点ピンを折損させることで、ガイドベーン機構自体の破損を防止するようにしている。
【０００４】
ここで、弱点ピンが折損してしまうと、折損した弱点ピンに連結されたガイドベーンが制御不能なフリーな状態になるため、他のガイドベーンの負荷が増大する。すると、他の弱点ピンが折損してしまう、或いはガイドベーン機構自体が破損してしまう可能性が増大する。このため、水力発電所においては、弱点ピンが折損したことを早期に検出して、異物の除去と弱点ピンの交換を迅速に行うことが極めて重要になる。
【０００５】
以下の特許文献１，２には、弱点ピンの折損を検出する従来技術が開示されている。具体的に、以下の特許文献１には、弱点ピンの折損により断線するバイパス線路と、パイパス線路に並列接続された発光ダイオードとを設け、弱点ピンが折損した場合に発光ダイオードを点灯させるようにした従来技術が開示されている。また、以下の特許文献２には、所定量の検出流体を貯留する検出流体供給部と弱点ピンとをチューブによって接続し、弱点ピンが折損した場合に生ずる検出流体の貯留量の変化から、弱点ピンの折損を検出するようにした従来技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１０６６８５号公報
【特許文献２】特開２０１２−２３７２０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上述した特許文献１に開示された従来技術は、弱点ピンが折損していない場合にはバイパス線路に電流を流し、弱点ピンが折損した場合には発光ダイオードに電流を流すようにしたものである。このため、特許文献１に開示された従来技術は、バイパス線路と発光ダイオードとが並列接続された回路に常時電源を供給する必要があることから、電源供給用のケーブルをガイドベーン機構の上部に張り巡らせる必要がある。
【０００８】
また、上述した特許文献２に開示された従来技術は、弱点ピンが折損した場合に、検出流体供給部における検出流体を弱点ピンに供給するようにしたものである。このため、特許文献２に開示された従来技術は、検出流体供給部と弱点ピンとをチューブによって気密に接続する必要があることから、チューブをガイドベーン機構の上部に張り巡らせる必要がある。
【０００９】
上述した特許文献１，２に開示された技術を用いれば、弱点ピンの折損を早期に検知することは可能であると考えられる。しかしながら、上述した特許文献１，２に開示された技術では、ケーブルやチューブを張り巡らせる必要があることから、ケーブルやチューブの不具合（断線や破損）が原因で、弱点ピンの折損が誤検出される可能性が考えられる。尚、ガイドベーン機構の上部は、水車の保守のために保守要員が歩行することがあることから、ケーブルやチューブの不具合は保守要員が原因で生じることも考えられる。
【００１０】
現在、水力発電所の監視は、水力発電所から遠方に設置された監視所において行われているのが大半である。弱点ピンの折損が検出された場合には、保守要員が監視所から水力発電所に出向いて保守作業を行うことになる。しかしながら、上述した誤検出が生じた場合には、保守要員は、弱点ピンの折損が生じていないことを確認した上で、誤検出の原因を特定する作業を行わなければならず、保守性が悪化するという問題がある。
【００１１】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、ケーブル等の不具合による誤検出を防止することができ、これにより保守性を高めることができる弱点ピン折損検出装置及びシステム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】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明の弱点ピン折損検出装置は、水圧管（Ｐ１）から水車（１２）に供給される水を調整するガイドベーン機構（１３）に設けられた弱点ピン（１４）の折損を検出する弱点ピン折損検出装置（１５）において、前記弱点ピンの折損を検出する検出部（４２）と、前記検出部の検出結果を示す第１情報を無線信号で送信する無線部（４３）と、前記検出部及び前記無線部に電力を供給する電源部（４５）と、前記検出部、前記無線部、及び前記電源部を収容して前記弱点ピンに取り付けられる収容部材（４１、４６）とを備えることを特徴としている。
また、本発明の弱点ピン折損検出装置は、前記電源部が、交換可能な電池を備えており、前記収容部材が、開閉式の電池交換窓（Ｗ１、Ｗ２）を備えることを特徴としている。
また、本発明の弱点ピン折損検出装置は、自装置の状態を診断する自己診断部（５３）を備えており、前記無線部が、前記自己診断部の診断結果を示す第２情報を無線信号で送信することを特徴としている。
また、本発明の弱点ピン折損検出装置は、一意に定められる識別子を記憶するメモリ（５２）を備えており、前記無線部が、少なくとも前記第１情報を前記メモリに記憶された識別子とともに送信することを特徴としている。
また、本発明の弱点ピン折損検出装置は、前記収容部材が、前記検出部を収容する第１収容部材（４６ａ）と、前記無線部及び前記電源部を収容する第２収容部材（４６ｂ）とを備えることを特徴としている。
本発明の弱点ピン折損検出システムは、水圧管（Ｐ１）から水車（１２）に供給される水を調整するガイドベーン機構（１３）に設けられた弱点ピン（１４）の折損を検出する弱点ピン折損検出システム（ＤＳ）において、上記の何れか一項に記載の弱点ピン折損検出装置（１５）と、前記弱点ピン折損検出装置から無線信号で送信されてくる情報を受信する受信部（６１）と、該受信部で受信された情報を予め設定された伝送先に出力する制御部（６２）とを有する受信装置（６０）とを備えることを特徴としている。
また、本発明の弱点ピン折損検出システムは、前記受信装置が、前記受信部で受信された情報を表示する表示部（６３）を備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、弱点ピンの折損を検出する検出部と、検出部の検出結果を示す第１情報を無線信号で送信する無線部と、検出部及び無線部に電力を供給する電源部とが収容部材に収容された弱点ピン折損検出装置を、弱点ピンに取り付けるようにしているため、弱点ピンの折損の検出に従来必要であったケーブル等を省略することができる。これにより、ケーブル等の不具合による誤検出を防止することができ、保守性を高めることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態による弱点ピン折損検出装置が用いられる水力発電所の設備の一部を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態による弱点ピン折損検出装置及び弱点ピンの要部構成を示す縦断面図である。
【図３】本発明の一実施形態による弱点ピン折損検出装置の外観を示す斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態による弱点ピン折損検出装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の一実施形態による弱点ピン折損検出装置の変形例を示す縦断面図である。
【図６】本発明の一実施形態による弱点ピン折損検出装置の変形例の外観を示す斜視図である。
【図７】本発明の一実施形態による弱点ピン折損検出システムの要部構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態による弱点ピン折損検出装置及びシステムについて詳細に説明する。
【００１６】
〔水力発電所の設備〕
図１は、本発明の一実施形態による弱点ピン折損検出装置が用いられる水力発電所の設備の一部を示す図である。図１に示す設備１０は、ケーシング１１、水車１２、ガイドベーン機構１３、弱点ピン１４、及び弱点ピン折損検出装置１５を備えており、水圧管Ｐ１から供給される水によって発電を行う設備である。
【００１７】
ケーシング１１は、中空ドーナツ形状の部材であり、水圧管Ｐ１の一端が接続されるとともに、排水管Ｐ２の一端が接続される。尚、水圧管Ｐ１の他端は、水力発電所よりも高所に設けられた不図示の貯留水槽の内部に連通している。また、排水管Ｐ２の他端は、ガイドベーン機構１３の閉動作に伴って水圧管Ｐ１内に生じる水圧の上昇を抑止する不図示の制圧機に接続されている。
【００１８】
水車１２は、水圧管Ｐ１から供給される水によって回転する水車であり、ケーシング１１の内周面に隣接し、ケーシング１１の軸と同軸に設けられている。尚、水車１２の回転軸には、水車１２の回転力によって回転駆動される不図示の発電機の主軸（ローター）が結合されている。この水車１２は、例えばフランシス水車におけるランナーであり、ケーシング１１の外側から内側に向かって流れる水が作用して回転する。
【００１９】
ガイドベーン機構１３は、ガイドベーン２１、ガイドリング２２、リンク機構２３、及びサーボモータ２４を備えており、水圧管Ｐ１から水車１２に供給される水を調整する。ガイドベーン２１は、ケーシング１１と水車１２との間に、水車１２の周囲を取り込むように複数設けられた案内羽根であり、水車１２に供給する水流を調整するものである。このガイドベーン２１は、その角度がリンク機構２３によって調整可能に構成されている。
【００２０】
ガイドリング２２は、ケーシング１１の軸と同軸に設けられ、軸の回りで回動自在にされた円環状の部材である。リンク機構２３は、ガイドベーン２１とガイドリング２２とを連結する機構である。このリンク機構２３は、ガイドリング２２が回動することで、ガイドベーン２１の角度を変えることができるよう構成されている。サーボモータ２４は、不図示の制御装置の制御の下で、ガイドリング２２を回転変位させる。
【００２１】
弱点ピン１４は、リンク機構２３のアームを支持する支持ピンとして設けられている。この弱点ピン１４は、例えばリンク機構２３に数十本程度設けられている。弱点ピン１４は、流木等の異物がガイドベーン２１に挟まった場合に、そのガイドベーン２１に加わる局部的な過負荷によって折損して、ガイドベーン機構１３自体の破損を防止するものである。この弱点ピン１４には、弱点ピン１４の折損を検出する弱点ピン折損検出装置１５が取り付けられている。尚、弱点ピン１４及び弱点ピン折損検出装置１５の詳細については後述する。
【００２２】
以上の設備１０において、水圧管Ｐ１によって導かれた水がケーシング１１に流入すると、その水はケーシング１１内を流れる旋回流となる。この旋回流は、ガイドベーン２１によって水流が調整された後に水車１２に供給されて水車１２を回転させる。水車１２が回転すると、不図示の発電機の主軸も回転し、これにより発電が行われる。不図示の制御装置によってサーボモータ２４が制御されてガイドリング２２が回転変位されると、その変位量に応じた分だけガイドベーン２１の角度が調整される。これにより、水車１２に供給される水量が変化するため、発電量を調整することができる。
【００２３】
〔弱点ピン及び弱点ピン折損検出装置〕
図２は、本発明の一実施形態による弱点ピン折損検出装置及び弱点ピンの要部構成を示す縦断面図である。図２に示す通り、弱点ピン１４は、弱点ピン本体３１、芯棒３２、スプリング３３、押さえ金具３４、及び割ピン３５を備える。弱点ピン本体３１は、外周面の軸方向中央部が切削されて弱点部ＷＰとされた略円柱形状の部材である。この弱点ピン本体３１には、弱点ピン本体３１を軸方向に貫通する長孔Ｈが形成されている。また、弱点ピン本体３１の弱点部ＷＰより上部の長孔Ｈ内には、第１段部Ｄ１と第２段部Ｄ２とがそれぞれ形成されている。尚、第２段部Ｄ２の内周面には雌ネジが形成されている。
【００２４】
芯棒３２は、弱点ピン本体３１に形成された長孔Ｈに介挿される棒状部材である。芯棒３２の長さは、弱点ピン本体３１の軸方向の長さよりも長くされ、芯棒３２の径は、長孔Ｈの内径と同程度に（或いは、長孔Ｈの内径よりも若干小さく）されている。スプリング３３は、弱点ピン本体３１の第１段部Ｄ１に挿入されており、軸方向の力（紙面上方向の力）を芯棒３２に付与するためのものである。押さえ金具３４は、芯棒３２の上端よりやや下方に取り付けられ、スプリング３３を圧縮して押さえつけるためのものである。この押さえ金具３４によってスプリング３３が軸方向に圧縮されることにより、芯棒３２には紙面上方向の力が付与される。割ピン３５は、芯棒３２の下端部に取り付けられ、芯棒３２を弱点ピン本体３１に係止するためのものである。
【００２５】
図２に示す通り、弱点ピン折損検出装置１５は、弱点ピン１４の上端に取り付けられている。この弱点ピン折損検出装置１５は、カバー受台４１（収容部材）、近接スイッチ４２（検出部）、無線モジュール４３（無線部）、アンテナ４４、電源部４５、及びカバー４６（収容部材）を備えており、弱点ピン１４の折損の有無を一定時間毎（例えば、３０秒程度毎）に検出し、その検出結果を一定時間毎（例えば、３０秒程度毎）に送信する。
【００２６】
カバー受台４１は、カバー４６等が取り付けられる基台である。このカバー受台４１は、中心縦断面の形状がおおむねＴ字形状であり、その脚部の外周面には第２段部Ｄ２の内周面に形成された雌ネジに螺合する雄ネジが形成されている。また、カバー受台４１の中央部には、弱点ピン本体３１に形成された長孔Ｈと同様の径を有する長孔が形成されている。この長穴には、図２に示す通り、芯棒３２上端部が介挿される。
【００２７】
近接スイッチ４２は、弱点ピン１４の折損を検出するために設けられるスイッチであり、カバー４６の内側底部に取り付けられている。弱点ピン１４が折損すると、弱点ピン本体３１に介挿された芯棒３２も折損し、折損した芯棒３２の上部が軸方向（紙面上方向）に移動する。近接スイッチ４２は、軸方向（紙面上方向）に移動した芯棒３２を検出することによって、弱点ピン１４の折損を検出する。無線モジュール４３は、カバー受台４１上に取り付けられており、各種の情報をアンテナ４４から無線信号で送信する。例えば、無線モジュール４３は、弱点ピン１４の折損の検出結果を示す情報（第１情報）を無線信号で送信する。
【００２８】
アンテナ４４は、無線モジュール４３に取り付けられており、無線モジュール４３からの信号を無線信号にして送信する。このアンテナ４４は、スリーブアンテナ、ホイップアンテナ、パッチアンテナ、その他のアンテナを用いることができる。電源部４５は、カバー受台４１上に取り付けられており、弱点ピン折損検出装置１５を動作させるための電力を、弱点ピン折損検出装置１５の各部に供給する。この電源部４５は、交換可能な電池を備える。この電池としては、例えば塩化チオニルリチウム電池等の自己放電が極めて少ない一次電池を用いることができる。
【００２９】
カバー４６は、近接スイッチ４２、無線モジュール４３、及び電源部４５等を収容するものであり、カバー受台４１の上部を覆うようにカバー受台４１に取り付けられる。尚、カバー４６に穴を形成することで、図２に示す通り、アンテナ４４をカバー４６の外部に配置することができる。また、カバー４６には、図３に示す通り、開閉式の電池交換窓Ｗ１が形成されている。
【００３０】
図３は、本発明の一実施形態による弱点ピン折損検出装置の外観を示す斜視図である。図３に示す例では、カバー４６の側面に電池交換窓Ｗ１が形成されている。電池交換窓Ｗ１を閉状態にすればカバー４６の内部は密閉され、電池交換窓Ｗ１を開状態にすればカバー４６の内部が露出した状態になる。従って、電池交換窓Ｗ１を開状態にすれば、電池交換窓Ｗ１を介してカバー４６の内部に収容された電池を交換することが可能である。
【００３１】
図４は、本発明の一実施形態による弱点ピン折損検出装置の電気的構成を示すブロック図である。尚、図４においては、図３に示した構成に相当する構成には同一の符号を付してある。図４に示す通り、弱点ピン折損検出装置１５の無線モジュール４３は、インターフェイス部（Ｉ／Ｆ部）５１、メモリ５２、自己診断部５３、制御部５４、及び無線送信部５５を備える。
【００３２】
インターフェイス部５１は、近接スイッチ４２を無線モジュール４３に接続するためのものである。このインターフェイス部５１は、電源部４５から供給される電力を近接スイッチ４２に供給するとともに、近接スイッチ４２の検出信号を制御部５４に出力する。メモリ５２は、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリであり、弱点ピン折損検出装置１５の各々に一意に定められる識別子を記憶する。この識別子は、例えば工場出荷時にメモリ５２に記憶される。尚、メモリ５２は、制御部５４を介して電源部４５から供給される電力によって動作する。
【００３３】
自己診断部５３は、自装置の状態を診断して診断結果を示す情報（ステータス）を制御部５４に出力する。例えば、自己診断部５３は、制御部５４等の故障の有無、近接スイッチ４２の接続状況、電源部４５に設けられた電池の残量等を診断する。自己診断部５３の診断結果を示す情報（第２情報）は、制御部５４を介して無線送信部５５から無線信号として送信される。尚、自己診断部５３は、制御部５４を介して電源部４５から供給される電力によって動作する。
【００３４】
制御部５４は、電源部４５から供給される電力によって動作し、弱点ピン折損検出装置１５の動作を統括して制御する。具体的に、制御部５４は、インターフェイス部５１を介して近接スイッチ４２の検出信号を一定時間毎（例えば、３０秒程度毎）に取得する。また、制御部５４は、インターフェイス部５１を介して取得した検出信号をディジタル信号に変換し、メモリ５２に記憶された識別子とともに、一定時間毎（例えば、３０秒程度毎）に無線送信部５５に出力する。また、制御部５４は、自己診断部５３から自己診断結果を示す情報が出力された場合にも、メモリ５２に記憶された識別子とともに無線送信部５５に出力する。
【００３５】
また、制御部５４は、無線送信部５５を制御して省電力動作を行わせる。具体的に、制御部５４は、近接スイッチ４２の検出結果又は自己診断部５３の自己診断結果を無線信号で送信させる場合に、無線送信部５５をアクティブ状態（動作状態）にし、それ以外の場合には、無線送信部５５をスリープ状態（非動作状態）にする制御を行う。尚、制御部５４自体が、省電力状態（スタンバイ状態等）になっても良い。このような制御を行うのは、電源部４５に設けられた電池の消耗を少なくするためである。
【００３６】
無線送信部５５は、電源部４５から供給される電力によって動作し、制御部５４から出力される情報をアンテナ４４から無線信号にして送信する。この無線送信部５５は、他のブロックに比べて電力消費量が大きいため、上述した制御部５４の制御によって、省電力動作が行われることが好ましい。但し、無線送信部５５の省電力動作は必ずしも必須ではなく、電源部４５に設けられた電池の消耗が問題にならない場合には、無線送信部５５の省電力動作を行わなくとも良い。
【００３７】
図５は、本発明の一実施形態による弱点ピン折損検出装置の変形例を示す縦断面図である。尚、図５においては、図２に示した構成に相当する構成には同一の符号を付してある。図２に示す弱点ピン折損検出装置１５は、近接スイッチ４２、無線モジュール４３、及び電源部４５を全て１つのカバー４６内に収容するものであったが、図５に示す本変形例に係る弱点ピン折損検出装置１５は、近接スイッチ４２と、無線モジュール４３及び電源部４５とを別々に収容するものである。
【００３８】
具体的に、本変形例に係る弱点ピン折損検出装置１５は、近接スイッチ４２を収容する第１カバー４６ａ（第１収容部材）と、無線モジュール４３及び電源部４５を収容する第２カバー４６ｂ（第２収容部材）とを備える。第１カバー４６ａは、おおむね円筒形状の部材であり、下端部がカバー受台４１に取り付けられる。第２カバー４６ｂは、第１カバー６４ａの内径と同程度の外径を有する中空円柱形状の部材であり、下端部が第１カバー４６ａの上端部に取り付けられる。
【００３９】
尚、第２カバー４６ｂは、第１カバー４６ａに対して螺合され、或いは固着されることによって、第１カバー４６ａに取り付けられる。例えば、第２カバー４６ｂの下端部外周面には雄ネジが形成されている一方で、第１カバー４６ａの上端部内周面には第２カバー４６ｂに形成された雄ネジに螺合する雌ネジが形成されており、第２カバー４６ｂが、第１カバー４６ａに対して螺合されることで第１カバー４６ａに取り付けられる。或いは、第２カバー４６ｂの下端部と第１カバー４６ａの上端部とが、溶接、ロウ付け等されることで第２カバー４６ｂが第１カバー４６ａに取り付けられる。
【００４０】
近接スイッチ４２は、第１カバー４６ａ内において、図２に示す弱点ピン折損検出装置１５と同様に、芯棒３２の軸上に配置されており、軸方向（紙面上方向）に移動した芯棒３２を検出可能にされている。また、第２カバー４６ｂの底部には孔が形成されており、第１カバー４６ａに収容された近接スイッチ４２と、第２カバー４６ｂに収容された無線モジュール４３とは、孔を介する接続線Ｌによって接続されている。
【００４１】
また、第２カバー４６ｂには、図６に示す通り、開閉式の電池交換窓Ｗ２が形成されている。図６は、本発明の一実施形態による弱点ピン折損検出装置の変形例の外観を示す斜視図である。図６に示す例では、第２カバー４６ｂの側面に電池交換窓Ｗ２が形成されている。電池交換窓Ｗ２を閉状態にすれば第２カバー４６ｂの内部は密閉され、電池交換窓Ｗ２を開状態にすれば第２カバー４６ｂの内部が露出した状態になる。従って、電池交換窓Ｗ２を開状態にすれば、電池交換窓Ｗ２を介して第２カバー４６ｂの内部に収容された電池を交換することが可能である。
【００４２】
本変形例に係る弱点ピン折損検出装置１５では、弱点ピン１４の折損を検出する構成（芯棒３２、近接スイッチ４２等）と、近接スイッチ４２の検出結果を送信する構成（無線モジュール４３、アンテナ４４等）とが明確に分けられている。このため、弱点ピン１４の折損を検出する構成を変更することなく、近接スイッチ４２の検出結果を送信する構成を追加することが可能である。
【００４３】
〔弱点ピン折損検出システム〕
図７は、本発明の一実施形態による弱点ピン折損検出システムの要部構成を示すブロック図である。図７に示す通り、本実施形態の弱点ピン折損検出システムＤＳは、弱点ピン折損検出装置１５と受信装置６０とを備える。弱点ピン折損検出装置１５は、図２及び図３を用いて説明したものであり、図１に示すガイドベーン機構１３のリンク機構２３に設けられた弱点ピン１４の上端に取り付けられるものである。弱点ピン折損検出装置１５は、リンク機構２３に設けられる弱点ピン１４と同数（例えば、数十本程度）だけ設けられる。
【００４４】
受信装置６０は、受信部６１、コントローラ６２（制御部）、及び表示部６３を備えており、図１に示す設備１０の近くに設置されて、弱点ピン折損検出装置１５から無線信号で送信されてくる情報を受信する。例えば、受信装置６０の設置場所は、図１に示す設備１０から数メートル〜数十メートル程度離間した場所である。水力発電所は電磁的なノイズが多いため、受信装置６０の設置場所は、弱点ピン折損検出装置１５から送信されてくる無線信号を受信可能な位置に設定される。
【００４５】
受信部６１は、弱点ピン折損検出装置１５から送信されてくる無線信号を受信し、受信した信号をコントローラ６２に出力する。コントローラ６２は、受信部６１から出力される受信信号に基づいて折損が生じた弱点ピン１４の有無を判断し、その判断結果を表示部６３に表示させる（折損表示）。コントローラ６２は、折損が生じた弱点ピン１４が有ると判断した場合には、折損が生じた弱点ピン１４を特定する情報を表示部６３に表示させる。
【００４６】
また、コントローラ６２は、受信部６１から出力される受信信号に基づいて、弱点ピン折損検出装置１５の状態を示す情報を表示部６３に表示させる（状態表示）。例えば、コントローラ６２は、弱点ピン折損検出装置１５の各々に設けられた電池の残量を示す情報を表示部６３に表示させる。また、コントローラ６２は、受信部６１から出力される受信信号に基づいて、弱点ピン折損検出装置１５の故障の有無を示す情報を表示部６３に表示させる（故障表示）。
【００４７】
また、コントローラ６２は、制御室の配電盤、或いは、配電盤を介して保守要員の詰所である制御所に接続されおり、受信部６１から出力される受信情報を、配電盤或いは制御所（予め設定された伝送先）に出力する。尚、受信部６１から出力される受信情報に加えて、コントローラ６２の判断結果（折損が生じた弱点ピン１４の有無の判断結果）等を配電盤或いは制御所に出力するようにしても良い。
【００４８】
表示部６３は、例えば液晶表示装置或いはランプ等の表示装置を備えており、コントローラ６２の制御に応じた表示を行う。表示部６３が液晶表示装置を備えている場合には、表示部６３は、例えば図１に示すガイドベーン機構１３を模式的に示す平面図をグラフィカルに表示し、これに折損が生じた弱点ピン１４と折損が生じてない弱点ピン１４とを異なる色で重ねて表示する。また、表示部６３がランプを備えている場合には、表示部６３は、折損が生じていない弱点ピン１４に対応するランプを消灯させ、折損が生じている弱点ピン１４に対応するランプを点灯させる。
【００４９】
次に、以上説明した弱点ピン折損検出システムＤＳの動作について説明する。尚、ここでは、流木等の異物が図１に示すガイドベーン機構１３のガイドベーン２１に挟まり、そのガイドベーン２１に加わる局部的な過負荷によって弱点ピン１４の１つが折損した場合の動作を例に挙げて説明する。弱点ピン１４が折損すると、折損した弱点ピン１４の弱点ピン本体３１に介挿された芯棒３２も折損する。すると、折損した芯棒３２の上部が、スプリング３３により付与される力によって図２の紙面上方向に移動し、近接スイッチ４２によって芯棒３２が検出される。
【００５０】
近接スイッチ４２の検出信号は、図３に示す弱点ピン折損検出装置１５の制御部５４によって一定時間毎（例えば、３０秒程度毎）に取得される。取得された検出信号は、制御部５４においてディジタル信号に変換され、メモリ５２に記憶された識別子とともに無線送信部５５に出力される。これにより、近接スイッチ４２の検出結果を示す情報と、弱点ピン折損検出装置１５に割り当てられた識別子とが、アンテナ４４から無線信号にして送信される。
【００５１】
折損した弱点ピン１４に取り付けられている弱点ピン折損検出装置１５から送信された無線信号は、図７に示す受信装置６０の受信部６１で受信される。そして、受信部６１からコントローラ６２に対して、近接スイッチ４２の検出結果を示す情報と、弱点ピン折損検出装置１５に割り当てられた識別子とが出力される。すると、折損が生じた弱点ピン１４の有無を判断し、その判断結果を表示部６３に表示させる制御がコントローラ６２によって行われる。このとき、折損が生じた弱点ピン１４を特定する情報も表示部６３に表示される。これにより、保守要員は、表示部６３の表示内容から折損が生じた弱点ピン１４を容易に把握することができる。
【００５２】
また、受信部６１から出力される受信情報を、配電盤或いは制御所に出力する処理がコントローラ６２によって行われる。このとき、コントローラ６２の判断結果も配電盤或いは制御所に出力される。これにより、保守要員は、制御所において、弱点ピン１４の折損が生じたことを知ることができるとともに、折損した弱点ピン１４を特定することもできる。
【００５３】
尚、ここでは説明を簡単にするために、弱点ピン１４の１つが折損した場合の動作を例に挙げて説明しているが、複数の弱点ピン１４が折損した場合には、複数の弱点ピン折損検出装置１５から折損が生じた旨を示す情報が無線信号として送信されることとなる。このため、保守要員は、制御所において、折損した弱点ピン１４の数を知ることができ、遠方に居ながら、ガイドベーン機構１３の破損の程度を把握することができる。
【００５４】
以上の通り、本実施形態では、電源部４５からの電力によって動作する弱点ピン折損検出装置１５を弱点ピン１４に取り付け、弱点ピン１４の折損を検出する近接スイッチ４２の検出結果を示す情報を無線信号で送信するようにしているため、弱点ピン１４の折損の検出に従来必要であったケーブル等を省略することができる。これにより、ケーブル等の不具合による誤検出を防止することができ、保守性を高めることができる。
【００５５】
以上、本発明の実施形態による弱点ピン折損検出装置及びシステムについて説明したが、本発明は上記実施形態に制限されることなく、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、上述した実施形態では、折損によって移動した芯棒３２を近接スイッチ４２で検出することによって弱点ピン１４の折損を検出する例について説明した。しかしながら、弱点ピン１４の折損を検出する方法は、この方に制限される訳ではなく、任意の方法を用いることができる。例えば、弱点ピン１４に作用する圧力を検出する方法、弱点ピン１４が折損した際に弱点ピン１４内に流れ込む水を検出する方法、その他の方法を用いることができる。
【符号の説明】
【００５６】
１２      水車
１３      ガイドベーン機構
１４      弱点ピン
１５      弱点ピン折損検出装置
４１      カバー受台
４２      近接スイッチ
４３      無線モジュール
４５      電源部
４６      カバー
４６ａ    第１カバー
４６ｂ    第２カバー
５２      メモリ
５３      自己診断部
６０      受信装置
６１      受信部
６２      コントローラ
６３      表示部
ＤＳ      弱点ピン折損検出システム
Ｐ１      水圧管
Ｗ１      電池交換窓
Ｗ２      電池交換窓
【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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