(57)【要約】【課題】軸受パッドの異常の有無を、正確、且つ速やかに判断することができる軸受パッド監視装置、及び軸受パッド監視方法を提供する。【解決手段】回転軸を回転可能に支持する軸受パッドの異常の有無を監視するための軸受パッド監視装置は、回転軸が回転している状態における回転軸の実際の軸位置である実軸位置を検出可能なセンサを有する実軸位置検出手段と、回転軸が回転している状態における回転軸の推定の軸位置である推定軸位置であって、回転軸の回転数毎に推定される推定軸位置、を記憶可能な記憶装置を有する推定軸位置記憶手段と、回転軸が所定の回転数で回転している状態において実軸位置検出手段で検出された回転軸の実軸位置と、推定軸位置記憶手段で記憶された所定の回転数における回転軸の推定軸位置とに基づいて、軸受パッドの異常の有無を判断する軸受パッド異常有無判断処理を実行する演算装置を有する異常有無判断処理手段と、を備える。【選択図】図３
2018141654.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を回転可能に支持する軸受パッドの異常の有無を監視するための軸受パッド監視装置であって、
前記回転軸が回転している状態における前記回転軸の実際の軸位置である実軸位置を検出可能なセンサを有する実軸位置検出手段と、
前記回転軸が回転している状態における前記回転軸の推定の軸位置である推定軸位置であって、前記回転軸の回転数毎に推定される推定軸位置、を記憶可能な記憶装置を有する推定軸位置記憶手段と、
前記回転軸が所定の回転数で回転している状態において前記実軸位置検出手段で検出された前記回転軸の前記実軸位置と、前記推定軸位置記憶手段で記憶された前記所定の回転数における前記回転軸の前記推定軸位置とに基づいて、前記軸受パッドの異常の有無を判断する軸受パッド異常有無判断処理を実行する演算装置を有する異常有無判断処理手段と、
を備える軸受パッド監視装置。
【請求項２】
重力方向と直交する方向をＸ方向と定義すると、
前記軸受パッド異常有無判断処理は、前記Ｘ方向における前記実軸位置と前記Ｘ方向における前記推定軸位置との差分が所定の閾値を超える場合に、前記軸受パッドが異常を有すると判断する請求項１に記載の軸受パッド監視装置。
【請求項３】
前記軸受パッド異常有無判断処理において、前記軸受パッドが異常を有すると判断されると、警報を発信する警報装置を有する警報手段をさらに備える請求項１又は２に記載の軸受パッド監視装置。
【請求項４】
回転軸を回転可能に支持する軸受パッドの異常の有無を監視するための軸受パッド監視方法であって、
前記回転軸が所定の回転数で回転している状態における前記回転軸の実際の軸位置である実軸位置を検出する実軸位置検出ステップと、
前記回転軸が前記所定の回転数で回転している状態における前記回転軸の推定の軸位置である推定軸位置を取得する推定軸位置取得ステップと、
前記実軸位置検出ステップで検出された前記回転軸の前記実軸位置と、前記推定軸位置取得ステップで取得された前記回転軸の前記推定軸位置とに基づいて、前記軸受パッドの異常の有無を判断する軸受パッド異常有無判断処理を実行する異常有無判断処理ステップと、
を備える軸受パッド監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、回転軸を回転可能に支持する軸受パッドの異常の有無を監視するための軸受パッド監視装置、及び軸受パッド監視方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、タービン、電動機、ポンプやエンジン等の回転機械において、この回転機械の回転軸の軸受の異常の有無を監視する方法が知られている。例えば、特許文献１には、一対の振動検出器によって検出される振動出力から回転軸の軸芯の移動量を演算し、この演算した演算結果によって回転軸と軸受との隙間の大きさを表示器に表示することで、回転機械の回転軸の軸受の異常の有無を監視する技術が開示されている。
【０００３】
また、特許文献２には、回転軸が回転している状態において回転軸の軸芯の位置を推定し、この推定された回転軸の軸芯の位置が安定領域（回転軸に低周波振動が発生しない）内に位置するかどうかによって、回転機械の回転軸の軸受の異常の有無を監視する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２４１８８０号公報
【特許文献２】特開２０１６−８９７５３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、本発明者らの知見によれば、軸受に用いられる軸受パッドに異常が有ると、軸受パッドに異常が無いときと比べて、回転軸の軸芯の位置が大きくずれることが判明している。また、回転軸の軸芯の位置は、軸受パッドに異常が無いときにおいても、回転軸の回転数に応じて大きく変化することが判明している。
この点、上述した特許文献１、２では、回転軸の軸心の位置から軸受の異常を監視する際に、回転軸の回転数については考慮していない。
【０００６】
本発明の少なくとも幾つかの実施形態は上述の知見及び従来技術に鑑みなされたものであり、軸受パッドの異常の有無を、正確、且つ速やかに判断することができる軸受パッド監視装置、及び軸受パッド監視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】
【０００７】
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る軸受パッド監視装置は、回転軸を回転可能に支持する軸受パッドの異常の有無を監視するための軸受パッド監視装置であって、前記回転軸が回転している状態における前記回転軸の実際の軸位置である実軸位置を検出可能なセンサを有する実軸位置検出手段と、前記回転軸が回転している状態における前記回転軸の推定の軸位置である推定軸位置であって、前記回転軸の回転数毎に推定される推定軸位置、を記憶可能な記憶装置を有する推定軸位置記憶手段と、前記回転軸が所定の回転数で回転している状態において前記実軸位置検出手段で検出された前記回転軸の前記実軸位置と、前記推定軸位置記憶手段で記憶された前記所定の回転数における前記回転軸の前記推定軸位置とに基づいて、前記軸受パッドの異常の有無を判断する軸受パッド異常有無判断処理を実行する演算装置を有する異常有無判断処理手段と、を備える。
【０００８】
上記（１）の構成によれば、センサは、回転軸が回転している状態における回転軸の実際の軸位置である実軸位置を検出する。記憶装置は、回転軸の回転数毎に、回転軸が回転している状態における回転軸の推定の軸位置である推定軸位置を予め記憶している。演算装置は、回転軸が所定の回転数で回転している状態における回転軸の実軸位置と、この所定の回転数における回転軸の推定軸位置とに基づいて、軸受パッドの異常の有無を判断している。
そして、この推定軸位置は、軸受パッドに異常が無い場合における回転軸の軸心の位置に対応するものである。このため、回転軸の実軸位置と軸受パッドに異常が無い場合の回転軸の軸芯の位置とに基づいて、軸受パッドの異常の有無が判断されるので、軸受パッドの異常の有無を正確に判断することができる。
また、この推定軸位置は、回転軸の回転数毎に記憶されている。このため、特許文献２とは異なり、回転軸の回転数が変化しても、回転軸の回転数毎に記憶されている推定軸位置に基づいて、軸受パッドの異常の有無を判断するため、軸受パッドの異常の有無を正確、且つ速やかに判断することができる。
【０００９】
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）に記載の一構成において、重力方向と直交する方向をＸ方向と定義すると、前記軸受パッド異常有無判断処理は、前記Ｘ方向における前記実軸位置と前記Ｘ方向における前記推定軸位置との差分が所定の閾値を超える場合に、前記軸受パッドが異常を有すると判断する。
【００１０】
本発明者らの知見によれば、軸受パッドに異常が有ると、Ｙ方向（重力方向）における実軸位置とＹ方向における推定軸位置との差分の変化量よりも、Ｘ方向における実軸位置とＸ方向における推定軸位置との差分の変化量が大きいことが判明している。このため、上記（２）の構成によれば、Ｘ方向における実軸位置とＸ方向における推定軸位置との差分が所定の閾値を超える場合に、軸受パッドが異常を有すると判断しているので、軸受パッドの異常の有無を正確、且つ速やかに判断することができる。
【００１１】
（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）に記載の一構成において、前記軸受パッド異常有無判断処理において、前記軸受パッドが異常を有すると判断されると、警報を発信する警報装置を有する警報手段をさらに備える。
【００１２】
上記（３）の構成によれば、軸受パッドが異常を有すると判断されると、警報装置によって警報が発信されるので、速やかに軸受パッドに異常が有ることを知ることができる。
【００１３】
（４）本発明の少なくとも一実施形態に係る軸受パッド監視装置の軸受パッド監視方法は、回転軸を回転可能に支持する軸受パッドの異常の有無を監視するための軸受パッド監視方法であって、前記回転軸が所定の回転数で回転している状態における前記回転軸の実際の軸位置である実軸位置を検出する実軸位置検出ステップと、前記回転軸が前記所定の回転数で回転している状態における前記回転軸の推定の軸位置である推定軸位置を取得する推定軸位置取得ステップと、前記実軸位置検出ステップで検出された前記回転軸の前記実軸位置と、前記推定軸位置取得ステップで取得された前記回転軸の前記推定軸位置とに基づいて、前記軸受パッドの異常の有無を判断する軸受パッド異常有無判断処理を実行する異常有無判断処理ステップと、を備える。
【００１４】
上記（４）の方法によれば、実軸位置検出ステップにおいて、回転軸が回転している状態における回転軸の実際の軸位置である実軸位置を検出する。推定軸位置取得ステップにおいて、回転軸が所定の回転数で回転している状態における回転軸の推定の軸位置である推定軸位置を取得する。異常有無判断処理ステップにおいて、実軸位置検出ステップで検出された回転軸の実軸位置と、推定軸位置取得ステップで取得された推定軸位置とに基づいて、軸受パッドの異常の有無を判断する。
そして、この推定軸位置は、軸受パッドに異常が無い場合における回転軸の軸心の位置に対応するものである。このため、回転軸の実軸位置と軸受パッドに異常が無い場合の回転軸の軸芯の位置とに基づいて、軸受パッドの異常の有無が判断されるので、軸受パッドの異常の有無を正確に判断することができる。
また、この推定軸位置は、回転軸の回転数毎に記憶されている。このため、特許文献２とは異なり、回転軸の回転数が変化しても、回転軸の回転数毎に記憶されている推定軸位置に基づいて、軸受パッドの異常の有無を判断するため、軸受パッドの異常の有無を正確、且つ速やかに判断することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、軸受パッドの異常の有無を、正確、且つ速やかに判断することができる軸受パッド監視装置、及び軸受パッド監視方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る軸受パッド監視装置を備える回転機械の一例である蒸気タービンの構成を概略的に示す概略構成図である。
【図２Ａ】本発明の一実施形態に係る軸受パッド監視装置によって監視される軸受パッドを備える軸受（ジャーナル軸受）を概略的に示す断面図である。
【図２Ｂ】図２ＡのＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る軸受パッド監視装置の構成を概略的に示す概略構成図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る軸受パッド監視装置の記憶装置に記憶されている推定軸位置の一例を示した図である。
【図５】回転軸の実軸位置と回転軸の推定軸位置との相対的な位置関係の一例を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る軸受パッド監視装置の軸受パッド監視方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示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、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。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
また例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【００１８】
図１は、本発明の一実施形態に係る軸受パッド監視装置を備える回転機械の一例である蒸気タービンの構成を概略的に示す概略構成図である。図２Ａは、本発明の一実施形態に係る軸受パッド監視装置によって監視される軸受パッドを備える軸受（ジャーナル軸受）を概略的に示す断面図である。図２Ｂは、図２ＡのＡ−Ａ断面図である。
【００１９】
図１に示すように、蒸気タービン１は、タービンケーシング２と、回転軸３（ロータ）と、動翼４と、静翼５と、軸受６、１０と、を備える。
【００２０】
タービンケーシング２は中空形状を有しており、このタービンケーシング２の内部には、動翼４、及び静翼５によって、蒸気Ｓが流れる蒸気通路７が形成されている。回転軸３は、このタービンケーシング２の内部を貫通するように延在している。動翼４は、タービンケーシング２の内部において、回転軸３の外周面に取り付けられている。静翼５は、タービンケーシング２の内部において、動翼４に対して回転軸３の軸線Ｏの方向に交互に配列されるように、タービンケーシング２に保持されている。軸受６、１０は、回転軸３が回転軸３の軸線Ｏを中心として回転可能であるように、回転軸３を支持している。
【００２１】
このような蒸気タービン１では、タービンケーシング２の蒸気通路７に蒸気Ｓが供給されると、蒸気通路７を回転軸３の軸線Ｏの方向に沿って蒸気Ｓが流れる。そして、この蒸気Ｓが動翼４及び静翼５を通過することで、回転軸３が回転する。そして、この回転軸３の回転によって生じる回転エネルギを、例えば、不図示の発電機に伝達するように構成されている。
【００２２】
次に、図２Ａ及び図２Ｂを参照しながら、上述した軸受６、１０のうち、ジャーナル軸受１０について説明する。
尚、ジャーナル軸受１０を例にして、本開示における軸受パッド監視装置１００について説明するが、本開示における軸受パッド監視装置１００はスラスト軸受６にも適用可能である。
【００２３】
図２Ａに示すように、ジャーナル軸受１０は、軸受筐体１２と、軸受パッド１４と、ピポット１６と、を備える。軸受筐体１２には、図２Ａに示すように、上述した回転軸３が貫通するための貫通孔１３が形成されている。そして、この貫通孔１３を貫通している回転軸３と軸受筐体１２との隙間を封止するためのシール部材１５が軸受筐体１２に取り付けられている。
【００２４】
軸受パッド１４は、図２Ｂに示すように、軸受筐体１２内において回転軸３の周方向に沿うように、回転軸３と軸受筐体１２との間に配置されている。そして、この軸受パッド１４は、回転軸３を回転可能に回転軸３の外周面を支持する。
尚、軸受筐体１２の内部に潤滑油を供給し、回転軸３の回転によって、潤滑油を回転軸３の外周面と軸受パッド１４の軸受面との隙間に導き、この隙間にくさび状油膜を形成することで、軸受パッド１４は回転軸３を回転可能に支持してもよい。
【００２５】
ピポット１６は、軸受パッド１４を支持するための部材であって、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、軸受筐体１２と軸受パッド１４との間に設けられている。このようにして、ジャーナル軸受１０は、軸受パッド１４を軸受筐体１２の内部に保持している。
【００２６】
図３は、本発明の一実施形態に係る軸受パッド監視装置の構成を概略的に示す概略構成図である。図４は、本発明の一実施形態に係る軸受パッド監視装置の記憶装置に記憶されている推定軸位置の一例を示した図である。図５は、回転軸の推定軸位置と回転軸の実軸位置との相対的な位置関係の一例を示す図である。図６は、本発明の一実施形態に係る軸受パッド監視装置の軸受パッド監視方法のフローチャートである。
本開示において、重力方向と直交する方向をＸ方向と定義し、このＸ方向と直交する方向をＹ方向と定義して説明する。
【００２７】
本発明の一実施形態に係る軸受パッド監視装置１００は、上述したような回転軸３を回転可能に支持する軸受パッド１４の異常の有無を監視するための装置である。そして、図３に示すように、この軸受パッド監視装置１００は、センサ１０２を有する実軸位置検出手段と、記憶装置１０４を有する推定軸位置検出手段と、演算装置１０６を有する異常有無判断処理手段と、を備える。
【００２８】
センサ１０２は、回転軸３が回転している状態における回転軸３の実際の軸位置である実軸位置（Ｘ１、Ｙ１）を検出可能に構成されている。
【００２９】
図３に示した実施形態では、軸受パッド監視装置１００の実軸位置検出手段は、２つのセンサ１０２を有している。そして、この２つのセンサ１０２によって、回転軸３の実軸位置（Ｘ１、Ｙ１）を検出している。ここで、回転軸３の実軸位置（Ｘ１、Ｙ１）とは、回転軸３の軸芯の位置を、つまりは上述した回転軸３の軸線Ｏの位置を、示している。
【００３０】
センサ１０２は、図３に示すように、例えば、回転軸３の振動を検出する振動検出器１０２Ｘ（１０２）、１０２Ｙ（１０２）からなる。これら２つの振動検出器１０２Ｘ、１０２Ｙは、回転軸３の振動の測定値から必要な周波数成分を取り出すことで、回転軸３が回転している状態における回転軸３の実軸位置（Ｘ１、Ｙ１）を検出可能に構成されている。例えば、幾つかの実施形態では、一方の振動検出器１０２ＸではＸ方向における回転軸３の実軸位置（Ｘ１）を検出し、他方の振動検出器１０２ＹではＹ方向における回転軸３の実軸位置（Ｙ１）を検出する。
尚、センサ１０２は、上述した振動検出器１０２Ｘ、１０２Ｙのほかに、例えば、回転軸３に対して超音波を発信して、回転軸３によって反射された反射波を受信することで、回転軸３の実軸位置（Ｘ１、Ｙ１）を検出可能に構成される超音波検出器であってもよい。
【００３１】
軸受パッド監視装置１００は、図３に示すように、記憶装置１０４と演算装置１０６とを含むコントローラ２０をさらに備える。
【００３２】
コントローラ２０は、例えば、プロセッサを含む中央処理装置（ＣＰＵ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、およびＩ／Ｏインターフェイスなどから構成されている。そして、図３に示した実施形態では、このコントローラ２０は、例えば、ＲＯＭからなる記憶装置１０４と、ＣＰＵからなる演算装置１０６と、を含む。
【００３３】
記憶装置１０４は、上述したように、例えばＲＯＭからなり、回転軸３が回転している状態における回転軸３の推定の軸位置である推定軸位置（Ｘ２、Ｙ２）を記憶可能に構成されている。そして、この回転軸３の推定軸位置（Ｘ２、Ｙ２）は、回転軸３の回転数毎に推定される。図４には、記憶装置１０４が記憶している回転軸３の推定軸位置（Ｘ２、Ｙ２）の一例が示されている。
【００３４】
ここで、この回転軸３の推定軸位置（Ｘ２、Ｙ２）とは、軸受パッド１４に異常が無い場合における回転軸３の軸心の位置を推定したものである。そして、この回転軸３の推定軸位置（Ｘ２、Ｙ２）は、例えば、ジャーナル軸受１０の軸径、有効幅、軸受内径、隙間、軸受荷重、面圧、ピポット１６による軸受パッド１４の支持位置（オフセット率）、潤滑油の種類などに基づいて、予め算出することができる。そして、記憶装置１０４を有する推定軸位置記憶手段によって、この回転軸３の推定軸位置（Ｘ２、Ｙ２）は、回転軸３の回転数毎に記憶装置１０４に予め記憶されている。
【００３５】
演算装置１０６は、上述したように、例えばＣＰＵからなり、回転軸３が所定の回転数で回転している状態において実軸位置検出手段で検出された回転軸３の実軸位置（Ｘ１、Ｙ１）と、推定軸位置記憶手段で記憶された所定の回転数における回転軸３の推定軸位置（Ｘ２、Ｙ２）とに基づいて、軸受パッド１４の異常の有無を判断する軸受パッド異常有無判断処理を実行するように構成されている。
【００３６】
ここで、図５を参照しながら、例えば、回転軸３が２４００ｒｐｍで回転している状態における軸受パッド異常有無判断処理について説明する。
【００３７】
図５に示した実施形態では、回転軸３の回転数が０ｒｐｍのときにおける、回転軸３の軸芯の位置を原点として示している。そして、軸受パッド１４に異常が無い場合における、回転軸３の回転数が０ｒｐｍから４２００ｒｐｍまでの回転軸３の推定軸位置（Ｘ２、Ｙ２）を実線で示している。また、回転軸３の回転数が０ｒｐｍから４２００ｒｐｍまでの回転軸３の実軸位置（Ｘ１、Ｙ１）を一点鎖線で示している。
【００３８】
本発明者らの知見によれば、例えば、軸受パッド１４を軸受筐体１２の内部に保持するためのピポット１６に不具合がある（例えば、ピポット１６が緩んでいる）と、図５に示すように、回転軸３の実軸位置（Ｘ１、Ｙ１）と回転軸３の推定軸位置（Ｘ２、Ｙ２）とがずれていることが判明している。
【００３９】
この知見を踏まえて、軸受パッド異常有無判断処理について説明する。上述したように、記憶装置１０４を有する推定軸位置記憶手段によって、回転軸３の回転数毎に推定軸位置（Ｘ１、Ｙ１）が記憶装置１０４に予め記憶されている。図５に示した例では、回転軸３の回転数が６００ｒｐｍ、１２００ｒｐｍ、１８００ｒｐｍ、２４００ｒｐｍ、３０００ｒｐｍ、３６００ｒｐｍ及び４２００ｒｐｍの推定軸位置（Ｘ２、Ｙ２）が記憶装置１０４に予め記憶されている。
【００４０】
後述する図６に示すように、実軸位置検出ステップＳ１において、上述したようなセンサ１０２を有する実軸位置検出手段によって、回転軸３が２４００ｒｐｍで回転している状態における回転軸３の実軸位置（Ｘ１ａ、Ｙ１ａ）を検出する。
【００４１】
そして、後述する図６に示すように、推定軸位置取得ステップＳ２において、軸受パッド異常有無判断処理によって、推定軸位置記憶手段によって記憶されている推定軸位置（Ｘ２、Ｙ２）のうち、回転軸３の回転数が２４００ｒｐｍの推定軸位置（Ｘ２ａ、Ｙ２ａ）が記憶されていれば、その推定軸位置（Ｘ２ａ、Ｙ２ａ）が取得される。
【００４２】
そして、後述する図６に示すように、異常有無判断処理ステップＳ３において、回転軸３が２４００ｒｐｍで回転している状態における回転軸３の実軸位置（Ｘ１ａ、Ｙ１ａ）と、回転軸３の回転数が２４００ｒｐｍの推定軸位置（Ｘ２ａ、Ｙ２ａ）とに基づいて、軸受パッド１４の異常の有無を判断する。
【００４３】
ここで、この軸受パッド１４の異常の有無の判断は、例えば、回転軸が２４００ｒｐｍで回転している状態における実軸位置（Ｘ１ａ、Ｙ１ａ）と回転軸３の回転数が２４００ｒｐｍの推定軸位置（Ｘ２ａ、Ｙ２ａ）との距離（√（Ｘ１ａ−Ｘ２ａ）２＋（Ｙ１ａ−Ｙ２ａ）２）が所定の閾値を超えていると、軸受パッド１４に異常が有ると判断される。
【００４４】
このような構成によれば、センサ１０２は、回転軸３が回転している状態における回転軸３の実際の軸位置である実軸位置（Ｘ１、Ｙ１）を検出する。記憶装置１０４は、回転軸３の回転数毎に、回転軸３が回転している状態における回転軸３の推定の軸位置である推定軸位置（Ｘ２、Ｙ２）を予め記憶している。演算装置１０６は、回転軸３が所定の回転数で回転している状態における回転軸３の実軸位置（Ｘ１、Ｙ１）と、この所定の回転数における回転軸３の推定軸位置（Ｘ２、Ｙ２）との比較に基づいて、軸受パッド１４の異常の有無を判断している。
【００４５】
そして、この推定軸位置（Ｘ１、Ｙ１）は、軸受パッド１４に異常が無い場合における回転軸３の軸心の位置に対応するものである。このため、回転軸３の実軸位置（Ｘ１、Ｙ１）と軸受パッド１４に異常が無い場合の回転軸３の軸芯の位置とに基づいて、軸受パッド１４の異常の有無が判断されるので、軸受パッド１４の異常の有無を正確に判断することができる。
【００４６】
また、この推定軸位置（Ｘ１、Ｙ１）は、回転軸３の回転数毎に記憶されている。このため、特許文献２とは異なり、回転軸３の回転数が変化しても、回転軸３の回転数毎に記憶されている推定軸位置（Ｘ２、Ｙ２）に基づいて、軸受パッド１４の異常の有無を判断するため、軸受パッド１４の異常の有無を正確、且つ速やかに判断することができる。
【００４７】
次に、図５を参照しながら、例えば、回転軸３が２５００ｒｐｍで回転している状態における軸受パッド異常有無判断処理について説明する。上述したように、センサ１０２を有する実軸位置検出手段によって、回転軸３が２５００ｒｐｍで回転している状態における回転軸３の実軸位置（Ｘ１ｂ、Ｙ１ｂ）を検出する。
【００４８】
幾つかの実施形態では、回転軸３が所定の回転数で回転している状態において、軸受パッド異常有無判断処理によって、推定軸位置記憶手段によって記憶されている推定軸位置（Ｘ２、Ｙ２）のうち、所定の回転数に最も近い回転軸３の回転数の推定軸位置（Ｘ２、Ｙ２）が取得される。
【００４９】
例えば、図５に示すように、軸受パッド異常有無判断処理によって、推定軸位置記憶手段によって記憶されている推定軸位置（Ｘ２、Ｙ２）のうち、２５００ｒｐｍに最も近い回転数である２４００ｒｐｍの推定軸位置（Ｘ２ａ、Ｙ２ａ）が取得される。そして、回転軸が２５００ｒｐｍで回転している状態における実軸位置（Ｘ１ｂ、Ｙ１ｂ）と、推定軸位置記憶手段によって記憶されている回転軸３の回転数が２４００ｒｐｍの推定軸位置（Ｘ２ａ、Ｙ２ａ）とに基づいて、軸受パッド１４の異常の有無を判断する。
【００５０】
幾つかの実施形態では、回転軸３が所定の回転数で回転している状態において、軸受パッド異常有無判断処理によって、推定軸位置記憶手段によって記憶されている推定軸位置（Ｘ２、Ｙ２）に基づいて、所定の回転数の推定軸位置（Ｘ２、Ｙ２）が取得される。
【００５１】
例えば、図５に示すように、軸受パッド異常有無判断処理によって、回転軸３の回転数が２４００ｒｐｍの推定軸位置（Ｘ２ａ、Ｙ２ａ）と回転軸３の回転数が３０００ｒｐｍの推定軸位置（Ｘ２ｂ、Ｙ２ｂ）とを使用して、比例計算されることで、回転軸３の回転数が２５００ｒｐｍの推定軸位置（Ｘ２ｃ、Ｙ２ｃ）が取得される。そして、回転軸が２５００ｒｐｍで回転している状態における実軸位置（Ｘ１ｂ、Ｙ１ｂ）と、回転軸３の回転数が２５００ｒｐｍの推定軸位置（Ｘ２ｃ、Ｙ２ｃ）とに基づいて、軸受パッド１４の異常の有無を判断する。
【００５２】
幾つかの実施形態では、上述したように、重力方向と直交する方向をＸ方向と定義すると、軸受パッド異常有無判断処理は、Ｘ方向における実軸位置（Ｘ１）とＸ方向における推定軸位置（Ｘ２）との第１差分（ΔＸ）が所定の閾値を超える場合に、軸受パッド１４が異常を有すると判断する。
【００５３】
本発明者らの知見によれば、軸受パッド１４に異常が有ると、Ｙ方向（重力方向）における実軸位置（Ｙ１）とＹ方向における推定軸位置（Ｙ２）との第２差分（ΔＹ）の変化量よりも、Ｘ方向における実軸位置（Ｘ１）とＸ方向における推定軸位置（Ｘ２）との第１差分（ΔＸ）の変化量が大きいことが判明している。
【００５４】
この知見を考慮して、図５を参照しながら、例えば、回転軸３が２４００ｒｐｍで回転している状態における、回転軸受パッド異常有無判断処理について説明する。軸受パッド異常有無判断処理は、Ｘ方向における実軸位置（Ｘ１ａ）とＸ方向における推定軸位置（Ｘ２ａ）との第１差分（ΔＸ）を算出し、この第１差分（ΔＸ）をＸ方向における推定軸位置（Ｘ２ａ）で割って算出される値が閾値を超える（例えば、ΔＸ／Ｘ２ａ＞０．１である）と、軸受パッド１４に異常が有ると判断する。
【００５５】
このため、このような構成によれば、Ｘ方向における実軸位置（Ｘ１）とＸ方向における推定軸位置（Ｘ２）との第１差分（ΔＸ）が所定の閾値を超える場合に、軸受パッド１４が異常を有すると判断しているので、軸受パッド１４の異常の有無を正確、且つ速やかに判断することができる。
【００５６】
幾つかの実施形態では、Ｙ方向における実軸位置（Ｙ１ａ）とＹ方向における推定軸位置（Ｙ２ａ）との第２差分（ΔＹ）を算出する。そして、上述した第１差分（ΔＸ）をＸ方向における推定軸位置（Ｘ２ａ）で割って算出される値が第１閾値を超える（ΔＸ／Ｘ２ａ＞第１閾値である）、あるいは、この第２差分（ΔＹ）をＹ方向における推定軸位置（Ｙ２ａ）で割って算出される値が第２閾値を超える（ΔＹ／Ｙ２ａ＞第２閾値）と、軸受パッド１４に異常が有ると判断する。
尚、第１閾値及び第２閾値は、例えば０．１である。
【００５７】
幾つかの実施形態では、上述の第１閾値と第２閾値とは互いに異なる値であってもよく、第１閾値＜第２閾値である。上述したように、軸受パッド１４に異常が有ると、第２差分（ΔＹ）の変化量よりも、第１差分（ΔＸ）の変化量が大きいことが判明している。このため、第１閾値を第２閾値より小さく設定することで、軸受パッド１４の異常の有無を正確、且つ、速やかに判断することができる。
【００５８】
幾つかの実施形態では、図３に示すように、軸受パッド監視装置１００は、警報を発信する警報装置１０８を有する警報手段をさらに備える。そして、この警報装置１０８は、軸受パッド異常有無判断処理において、軸受パッド１４が異常を有すると判断されると、警報を発信するように構成されている。このような構成によれば、軸受パッド１４が異常を有すると判断されると、警報装置１０８によって警報が発信されるので、速やかに軸受パッド１４の異常の有無を知ることができる。
【００５９】
本発明の一実施形態に係る軸受パッド監視装置１００の軸受パッド監視方法は、回転軸３を回転可能に支持する軸受パッド１４の異常の有無を監視するための方法である。この軸受パッド監視方法は、図６に示すように、実軸位置検出ステップＳ１と、推定軸位置取得ステップＳ２と、異常有無判断処理ステップＳ３と、を備える。また、図６に示した実施形態では、この軸受パッド監視方法は警報ステップＳ４をさらに備える。
【００６０】
実軸位置検出ステップＳ１では、回転軸３が回転している状態における回転軸３の実際の軸位置である実軸位置（Ｘ１、Ｙ１）を検出する。
【００６１】
推定軸位置取得ステップＳ２では、回転軸３が所定の回転数で回転している状態における回転軸３の推定の軸位置である推定軸位置（Ｘ２、Ｙ２）を取得する。
【００６２】
異常有無判断処理ステップＳ３では、実軸位置検出ステップＳ１で検出された回転軸３の実軸位置（Ｘ１、Ｙ１）と、推定軸位置取得ステップＳ２で取得された回転軸３の推定軸位置（Ｘ２、Ｙ２）とに基づいて、軸受パッド１４の異常の有無を判断する軸受パッド異常有無判断処理を実行する。
【００６３】
そして、異常有無判断処理ステップＳ３において判断された結果が、軸受パッド１４に異常が無い（ステップＳ５：Ｎｏ）場合には、実軸位置検出ステップＳ１に戻る。軸受パッド１４に異常が有る（ステップＳ５：Ｙｅｓ）場合には、警報ステップＳ４に進む。そして、警報ステップＳ４では、警報装置１０８によって警報を発信する。
【００６４】
本発明の一実施形態に係る軸受パッド監視装置１００の軸受パッド監視方法によれば、実軸位置検出ステップＳ１において、回転軸３が回転している状態における回転軸３の実際の軸位置である実軸位置（Ｘ１、Ｙ１）を検出する。推定軸位置取得ステップＳ２において、回転軸３が所定の回転数で回転している状態における回転軸３の推定の軸位置である推定軸位置（Ｘ２、Ｙ２）を取得する。異常有無判断処理ステップＳ３において、実軸位置検出ステップＳ１で検出された回転軸３の実軸位置（Ｘ１、Ｙ１）と、推定軸位置取得ステップＳ２で取得された推定軸位置（Ｘ２、Ｙ２）とに基づいて、軸受パッド１４の異常の有無を判断する。
【００６５】
そして、この推定軸位置（Ｘ２、Ｙ２）は、軸受パッド１４に異常が無い場合における回転軸３の軸心の位置に対応するものである。このため、回転軸３の実軸位置（Ｘ１、Ｙ１）と軸受パッド１４に異常が無い場合の回転軸３の軸芯の位置とに基づいて、軸受パッド１４の異常の有無が判断されるので、軸受パッド１４の異常の有無を正確に判断することができる。
【００６６】
また、この推定軸位置（Ｘ２、Ｙ２）は、回転軸３の回転数毎に記憶されている。このため、特許文献２とは異なり、回転軸３の回転数が変化しても、実軸位置（Ｘ１、Ｙ１）と回転軸３の回転数毎に記憶されている推定軸位置（Ｘ２、Ｙ２）とに基づいて、軸受パッド１４の異常の有無を判断するため、軸受パッド１４の異常の有無を正確、且つ速やかに判断することができる。
【００６７】
以上、本発明の一実施形態にかかる軸受パッド監視装置及び軸受パッド監視方法について説明したが、本発明は上記の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない範囲での種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００６８】
１  蒸気タービン
２  タービンケーシング
３  回転軸
４  動翼
５  静翼
６  軸受
７  蒸気通路
１０  ジャーナル軸受
１２  軸受筐体
１３  貫通孔
１４  軸受パッド
１５  シール部材
１６  ピポット
２０  コントローラ
１００  軸受パッド監視装置
１０２  センサ
１０４  記憶装置
１０６  演算装置
１０８  警報装置
Ｏ  軸線
Ｓ１  推定軸位置記憶ステップ
Ｓ２  実軸位置検出ステップ
Ｓ３  異常有無判断処理ステップ
Ｓ４  警報ステップ
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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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