(57)【要約】【課題】回転機械の翼の振動をより直接的に計測できる振動計測装置を提供する。【解決手段】振動計測装置は、回転軸の外周に弾性変形した状態で接触する接触片と、この接触片を支持する接触子本体と、前記回転軸から接触片に伝達された振動を検出するセンサと、を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸の外周に接触する接触片と、
前記接触片を支持する接触子本体と、
前記回転軸から接触片に伝達された振動を検出するセンサと、
を備える振動計測装置。
【請求項２】
前記接触片は導電性を有する、
請求項１に記載の振動計測装置。
【請求項３】
前記接触片は、前記回転軸に接触した状態で弾性変形している、
請求項１または請求項２に記載の振動計測装置。
【請求項４】
前記接触片は、前記接触子本体と前記回転軸の外周との間に設けられていて、前記回転軸の外周に摺動する、
請求項１から請求項３の何れか１項に記載の振動計測装置。
【請求項５】
前記接触片はブラシ状である、
請求項４に記載の振動計測装置。
【請求項６】
前記接触片はブロック状である、
請求項４に記載の振動計測装置。
【請求項７】
前記センサは、前記回転軸が回転している状態において前記回転軸と前記接触片との間に形成される流体層を介して前記接触片に伝達された振動を計測する、
請求項１から請求項６の何れか１項に記載の振動計測装置。
【請求項８】
前記接触片の側面のうち、前記回転軸が回転する方向に対して向かう面が、その回転方向の後方側に傾斜した、
請求項１から請求項７の何れか１項に記載の振動計測装置。
【請求項９】
前記回転軸には翼が結合されており、
前記センサは、前記回転軸を介して伝達された前記翼の振動を検出する、
請求項１から請求項８の何れか１項に記載の振動計測装置。
【請求項１０】
前記接触子本体を弾性支持部で支持し、前記弾性支持部のばね剛性を、所定の振動数に対する前記弾性支持部の振動の振幅が増幅されるように調整した、
請求項１から請求項９の何れか１項に記載の振動計測装置。
【請求項１１】
前記弾性支持部のばね剛性は可変であって、複数の振動数の各々に対して調整されたばね剛性を切り替え可能なように構成された、
請求項１０に記載の振動計測装置。
【請求項１２】
回転軸に生じた軸電圧を接地するアースブラシに振動を検出するセンサを設けた振動計測装置であって、
前記センサは、前記軸電圧を接地させるために前記回転軸に接触させた前記アースブラシの接触片を介して伝達された前記回転軸の振動を検出する、
振動計測装置。
【請求項１３】
前記回転軸に接触させた接触片を備える１つまたは複数の請求項１から請求項８の何れか１項に記載の振動計測装置と、
前記１つまたは複数の振動計測装置から取得した振動信号を解析する解析装置と、
を備えた振動計測システム。
【請求項１４】
接触片を回転軸の外周に接触させ、
前記接触片を支持する接触子本体に設けられたセンサによって、前記回転軸から接触片に伝達された振動を検出する、
振動計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転機械の翼の振動を計測する振動計測装置、振動計測システム及び振動計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
タービン等の回転機械では、動翼の振動の監視が行われる。例えば、特許文献１には、動翼が結合された回転軸に摺動接触する軸受やケーシング等に振動センサを設置し、翼の振動を検出する方法が記載されている。また、例えば、低圧段に設けられた高さが高い翼の振動を検出する方法として、低圧段の静止側に翼の通過を検出するセンサを設け、翼の通過時間を検出し，その結果を演算して翼の振動形態および振動量を算出する方法が提供されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第１１６９５５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、例えば、軸受に設けた振動センサによって動翼の振動を検出する方法の場合、動翼の振動が，軸受箱の振動センサへ振動が伝達する間には、軸本体、軸受油膜、軸受、軸受箱など、振動に対して影響する要素を介するため、検出対象信号のＳＮ比が低下したり、軸受油膜で振動が減衰したり、軸受箱などの周辺部材に起因する暗振動により検出対象信号がマスキングされたりする可能性がある。また、高圧段の動翼の振動を検出する方法は提供されてこなかった。
【０００５】
そこでこの発明は、上述の課題を解決することのできる振動計測装置、振動計測システム及び振動計測方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様によれば、振動計測装置は、回転軸の外周に接触する接触片と、前記接触片を支持する接触子本体と、前記回転軸から接触片に伝達された振動を検出するセンサと、を備える。
上記構成によれば、回転軸に接触片を接触させて回転軸の振動を直接的に計測することができ、計測精度が向上する。
【０００７】
また、本発明の第２の態様によれば、前記接触片は導電性を有していてもよい。
また、本発明の第３の態様によれば、前記接触片は、前記回転軸に接触した状態で弾性変形していてもよい。
また、本発明の第４の態様によれば、前記接触片は、前記接触子本体と前記回転軸の外周との間に設けられていて、前記回転軸の外周に摺動してもよい。
また、本発明の第５の態様によれば、前記接触片はブラシ状であってもよい。
また、本発明の第６の態様によれば、前記接触片はブロック状であってもよい。
上記構成によれば、振動計測装置は、アースブラシと兼用することができるので低コストでの導入が可能になる。また、振動計測装置の導入にあたり新たな設置スペースを設ける必要が無い。
【０００８】
また、本発明の第７の態様によれば、前記センサは、前記回転軸が回転している状態において前記回転軸と前記接触片との間に形成される流体層を介して前記接触片に伝達された振動を計測してもよい。
上記構成によれば、振動計測装置は、接触片の回転軸表面への摺動による振動が発生しない状態で回転軸の振動を計測できるので、計測精度を向上させることができる。
【０００９】
また、本発明の第８の態様によれば、前記接触片の側面のうち、前記回転軸が回転する方向に対して向かう面が、その回転方向の後方側に傾斜していてもよい。
上記構成によれば、流体層の形成を容易にし、回転軸の振動の計測精度を向上させることができる。
【００１０】
また、本発明の第９の態様によれば、前記回転軸には翼が結合されており、前記センサは、前記回転軸を介して伝達された前記翼の振動を検出してもよい。
上記構成によれば、翼が結合された回転軸に接触片を接触させることができるので、翼の振動による回転軸の振動を直接的に計測することができ、計測精度が向上する。
【００１１】
また、本発明の第１０の態様によれば、前記接触子本体を弾性支持部で支持し、前記弾性支持部のばね剛性を、所定の振動数に対する前記弾性支持部の振動の振幅が増幅されるように調整してもよい。
上記構成によれば、計測したい翼の固有振動数に対して振動計測装置の支持方法を調整することで所望の振動数に対するセンサの応答を大きくし、対象とする翼の振動の検出精度を向上することができる。
【００１２】
また、本発明の第１１の態様によれば、前記弾性支持部のばね剛性は可変であって、複数の振動数の各々に対して調整されたばね剛性を切り替え可能なように構成されていてもよい。
上記構成によれば、計測したい固有振動数が複数ある場合、ばね剛性が可変な前記弾性支持部について、各固有振動数に対応したばね剛性を切り替えられるようにしておくことで、ばね剛性を切り替えることによって、１台の振動計測装置で複数の振動数を計測することができる。
【００１３】
また、本発明の第１２の態様によれば、振動計測装置は、回転軸に生じた軸電圧を接地するアースブラシに振動を検出するセンサを設けた振動計測装置であって、前記センサは、前記軸電圧を接地させるために前記回転軸に接触させた前記アースブラシの接触片を介して伝達された前記回転軸の振動を検出してもよい。
上記構成によれば、振動計測装置は、アースブラシと兼用することができるので低コストでの導入が可能になる。また、振動計測装置の導入にあたり新たな設置スペースを設ける必要が無い。
【００１４】
また、本発明の第１３の態様によれば、振動計測システムは、前記回転軸に接触させた接触片を備える１つまたは複数の上記の振動計測装置と、前記１つまたは複数の振動計測装置から取得した振動信号を解析する解析装置と、を備える。
【００１５】
また、本発明の第１４の態様によれば、振動計測方法は、接触片を回転軸の外周に接触させ、前記接触片を支持する接触子本体に設けられたセンサによって、前記回転軸から接触片に伝達された振動を検出してもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、動翼が固定されたロータに接触させた接触片（摺動部材）、または、接触片とロータとの間に形成される流体層によって、直接的に動翼の振動が伝達するので、翼振動の検出精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る第一実施形態におけるタービンの概要図である。
【図２】本発明に係る第一実施形態における振動計測装置を軸線方向から見た第一の図である。
【図３】本発明に係る第一実施形態における振動計測装置を軸線方向から見た第二の図である。
【図４】本発明に係る第一実施形態における空気の巻き込み量と計測精度との関係を説明する図である。
【図５】本発明に係る第一実施形態における接触片の一例を示す第一の図である。
【図６】本発明に係る第一実施形態における接触片の一例を示す第二の図である。
【図７】本発明に係る第二実施形態における振動計測装置を軸線方向から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
＜第一実施形態＞
以下、本発明の一実施形態による振動計測装置を図１〜図６を参照して説明する。
図１は、本発明に係る第一実施形態におけるタービンの概要図である。
図示するようにタービン１は、軸線Ｏを中心として回転する回転軸２と、回転軸２を支持するケーシング３と、ケーシング３から回転軸２に向かって突出する静翼４と、回転軸２からケーシング３に向かって突出する動翼５とを備えている。回転軸２は、軸線Ｏの方向に延びる柱状部材である。ケーシング３は、回転軸２を外周側から覆う筒状をなしている。このケーシング３には軸受６が設けられている。ケーシング３は、この軸受６を介して回転軸２を支持することで回転軸２が回転可能となっている。軸受箱７は、軸受６を径方向の外側から覆うとともに、軸受６をタービン１の本体に固定している。
【００１９】
静翼４は、ケーシング３に固定されてケーシング３から軸線Ｏの径方向内側に突出して配され、軸線Ｏの方向に互いに間隔をあけて複数列に設けられている。動翼５は、回転軸２に固定されて回転軸２から軸線Ｏの径方向外側に突出して配され、軸線Ｏの方向に互いに間隔をあけて複数列に設けられている。動翼５は、回転軸２に結合されており、回転軸２は動翼５を回転駆動する。
【００２０】
静翼４と動翼５は、一対となって一個の「段」を構成しており、タービン１には、多数の段が設けられている。各段は、タービン１を流れるガスの流れる方向（紙面の左側から右側に向かう方向）に従って、静翼４及び動翼５の翼高さ（回転軸２に略直交する方向の翼の長さ）が、長くなるよう構成されている。つまり、タービン１に流入するガスが高温、高圧な位置の静翼４及び動翼５の翼高さの翼高さは低く、比較的低温、低圧な位置の静翼４及び動翼５の翼高さの翼高さは高くなっている。
【００２１】
回転軸２が回転すると、その回転に伴って回転軸２には軸電圧が発生する。このため、回転軸２には、この電圧をアース（接地）するためにアースブラシが設けられている。アースブラシは、回転軸２の側面に配置される。アースブラシは、導電性の接触片を有し、この接触片が回転軸２の外周に弾性変形した状態で接触するようタービン１の本体に支持されている。
【００２２】
振動計測装置１０は、回転軸２の振動を計測する装置である。振動計測装置１０は、回転軸２に摺動接触した接触片を介して伝達された回転軸２の振動を計測する。振動計測装置１０は、回転軸２の任意の位置に配置されてよい。振動計測装置１０は、例えば、アースブラシに振動を検出するセンサを設けて構成されたものであってもよい。
【００２３】
図２は、本発明に係る第一実施形態における振動計測装置を軸線方向から見た第一の図である。
振動計測装置１０は、回転軸２の外周に弾性変形した状態で接触する接触片１２と、この接触片を支持する接触子本体１１と、回転軸２から接触片１２に伝達された振動を検出するセンサ１３とを有する。この接触片１２は、導電性を有していてもよい。接触片１２は、接触子本体１１と回転軸２の外周との間に設けられていて、回転軸２の外周に摺動する。また、この接触片は、アルミ合金、銅合金、ステンレス等の素材でできたブラシ状の部材でもよい。あるいは、接触片１２は、カーボン焼結材、黒鉛などの素材でできたブロック状をした部材でもよい。接触片１２は、接触子本体１１によって支持され、接触子本体１１は、図示しない支持部材によってタービン１の静止側に固定されている。また、接触子本体１１には、センサ１３が設けられている。
【００２４】
接触片１２は回転軸２に押し当てられており、回転軸２が回転すると接触片１２を介して接触子本体１１に回転軸２の振動が伝達する。また、接触子本体１１に伝達した振動は、接触子本体１１に設けられたセンサ１３によって検出される。センサ１３は、例えば、加速度センサ、速度センサ、変位センサなどである。センサ１３は、接触子本体１１に伝達された振動を計測する。センサ１３が計測する振動には、回転軸２自身の振動の他、複数の動翼５それぞれに発生している翼振動が含まれている。センサ１３と解析装置２０とは、有線または無線によって通信可能に接続されている。解析装置２０は、センサ１３が計測した振動情報を取得する。解析装置２０は、接触片１２自身の振動を取り除く処理や、振動情報をＦＦＴ（Fast Fourier Transform）等の手法で解析する処理等を行う。解析装置２０は、例えば、振動の周波数ごとに振動の大きさ（振幅）、振動の方向、単位時間当たりの振動の大きさおよび方向の変化などを解析する。解析装置２０は、解析結果に基づいて、例えば、動翼５に異常振動が発生したかどうかなどを判定する。解析装置２０は、異常を判定した場合にアラームなどを通知する機能を有していてもよい。
このように、本実施形態の振動計測装置１０によれば、回転軸２の任意の位置に常時接触させた接触片１２によって、回転軸２の振動を直接的に計測することができる。また、振動計測装置１０は、アースブラシと似た構成をしているので、アースブラシの接触子本体１１に加速度センサを付加し、解析装置２０と接続することで、アースブラシとの兼用が可能である。
【００２５】
図３は、本発明に係る第一実施形態における振動計測装置を軸線方向から見た第二の図である。
回転軸２が停止した状態では、接触片１２の先端は、回転軸２に押し付けられた状態である。しかし、回転軸２の回転が始まり、次第に高速回転となると、接触片１２と回転軸２との間の空気が、回転に巻き込まれて回転軸２と接触片１２との間に気膜１４（流体層）を形成する。このとき、接触片１２は回転軸２の軸表面から浮き上がり、接触片１２と回転軸２は非接触状態になる。また、気膜１４を介して接触片１２に伝わる振動を加速度計で検出することで、翼の異常振動による信号をダイレクトに検出できる。なお、後に図４を用いて説明するように、気膜１４を介した方が回転軸２の振動は、より正確に接触片１２へ伝達する。
【００２６】
また、例えば、振動計測装置１０をアースブラシと兼用したような場合、接触片１２には伝導性の部材が用いられる。そのような場合であっても気膜１４が形成されることにより、接触片１２と回転軸２は電気的に非接触となり、センサ１３は、回転軸２からの電気的なノイズの影響を受けにくくなる。
【００２７】
図４は、本発明に係る第一実施形態における空気の巻き込み量と計測精度との関係を説明する図である。
図４の縦軸は計測精度、横軸は回転軸２の回転数を示している。領域Ｈは、回転軸２が回転しても気膜１４が形成されない回転数を示している。グラフＨ１は、空気巻込量の調整を大きくした場合の回転軸２の回転数と計測精度との関係を示すグラフである。グラフＨ２は、空気巻込量の調整が小さい場合の回転軸２の回転数と計測精度との関係を示すグラフである。図４より、回転軸２の回転数が比較的少ない場合には、空気巻込量の調整が大きい方（グラフＨ１）が、計測精度が良く、回転軸２の回転数が比較的多くなると、空気巻込量の調整が小さい方（グラフＨ２）が、計測精度が良くなることが分かる。また、気膜１４が形成される程度に回転数が上昇した状態の方が、気膜が形成されず接触片１２が回転軸２に接している状態よりも計測精度が良いことが分かる。
【００２８】
また、回転数に応じて、空気巻込量の調整の大小によって計測精度が変動するのは、形成される気膜１４の厚さが薄いほど計測精度は向上するが、回転速度が上昇すると、空気を巻き込む量が増加し、気膜１４が厚くなることと関係している。この関係を考慮すると、例えば、タービン１の定格回転数が、比較的少ない場合、空気巻込量の調整を大きくし、多くの空気が巻き込まれるようにし、振動の伝達に適した気膜１４の厚さとなるように調整する。また、例えば、タービン１の定格回転数が、比較的多い場合、高速回転により自然と巻き込まれる空気量が多くなるので、空気巻込量の調整を小さくし、振動の伝達に適した気膜１４の厚さとなるように調整する。
【００２９】
次に、空気を巻き込む量の調整方法について説明する。接触片１２の先端の形状は，空気を巻き込むという機能を有していれば、ブラシ状でも、カーボンブラシのように面接触するブロック状でもよい。いずれの場合でも、接触片１２の側面のうち、回転軸２の回転に伴って空気を迎え入れる面が、回転軸２の回転方向に対し、前傾状（接触片１２の根本側から先端側の方向が回転方向の後方側に傾斜している）となるように所定の角度θで傾斜するように構成することで、空気巻込量を調整する。
【００３０】
図５は、本発明に係る第一実施形態における接触片の一例を示す第一の図である。
図５（ａ）は、空気巻込量の調整を行う構成を設けない場合のブラシ状の接触片１２の例である。図示するように、接触片１２の側面のうち、回転に伴って回転軸２と接触片１２の間に巻き込まれる空気と相対する面αは、回転軸２の表面と垂直となるように構成されている。この構成の場合、空気は巻き込まれにくくなり、気膜１４の形成に不利となる。そこで図５（ｂ）に示すように面αを角度θだけ傾斜させた形状に構成する。
【００３１】
図５（ｂ）は、空気巻込量の調整を行う構成を設けた場合のブラシ状の接触片１２の例である。図５（ｂ）に示すように接触片１２の面αは、回転軸２の回転方向の後方側に所定の角度θで傾斜している。このように面αを傾斜させることで、回転軸２の回転に伴い、空気が接触片１２と回転軸２との間に流入し易くなる。これにより、気膜１４が形成され易くなる。傾斜角θの角度を大きく取れば、巻き込まれる空気の量が増大し、気膜１４が厚くなり易くなる。上述のとおり、回転軸２の回転数が少ない場合は、比較的傾斜角θの角度を大きくすることで、計測精度の高い厚さの気膜１４を形成することができる。一方、回転軸２の回転数が多い場合は、傾斜角θの角度を小さくすることで、計測精度の高い厚さの気膜１４を形成することができる。適切な傾斜角θについては、別途、実機試験や演算などにより求めておく。次に接触片１２がブロック状の摺動部材の場合の空気巻込量の調整方法について説明する。
【００３２】
図６は、本発明に係る第一実施形態における接触片の一例を示す第二の図である。
図６（ａ）は、空気巻込量の調整を行う構成を設けない場合のブロック状の接触片１２の例である。図示するように、接触片１２の側面のうち、回転に伴って巻き込まれる空気と相対する面αは、回転軸２の表面と垂直となるように構成されている。この構成の場合、空気は巻き込まれにくくなり、気膜１４の形成に不利となる。
【００３３】
図６（ｂ）は、空気巻込量の調整を行う構成を設けた場合のブロック状の接触片１２の例である。図６（ｂ）に示すように接触片１２の面αには、空気の取り込み面βが回転軸２の回転方向の後方側に傾斜するようガイド１５が設けられている。ガイド１５の面βは、所定の角度θで傾斜している。このように面βを傾斜させることで、回転軸２の回転に伴い、空気が接触片１２と回転軸２との間に流入し易くなる。これにより、気膜１４が形成され易くなる。ガイド１５の面βの傾斜角θの大きさは、上述のとおりタービン１の回転数に応じて形成すればよい。なお、接触片１２がブロック状の場合にも、ガイド１５を設けるのではなく、図５（ｂ）の例と同様に面αを傾斜させてもよい。また、図６（ｃ）に示すように面αと摺動面とが交わる辺に角アールを付けてもよい。
このように、接触片１２の回転方向に対向する側（空気を巻き込む側）にて、傾斜やガイド、角アールを設けることで、タービン１の回転数に合わせて空気の巻き込み量を調整できる。
【００３４】
また、接触子本体１１へ空気を供給し、接触子本体１１や接触片１２に設けた吐出孔から回転軸２との接触面に対して空気を噴出して接触片１２と回転軸２の間に空気を送り込み、気膜１４を形成するようにしてもよい。
【００３５】
なお、接触片１２を接触させる空間があれば、振動計測装置１０は、回転軸２のどの位置に配置してもよい。例えば、複数の動翼５のうち、振動を検出したい動翼５の固有振動数が検出しやすい位置（最大応答点）が分かっている場合、その位置に振動計測装置１０を配置してもよい。あるいは、所望の振動を検出できる位置に振動計測装置１０を配置することができるようタービン１を設計してもよい。計測したい振動数が複数ある場合、それぞれの振動数に応じた最大応答点に１つずつ振動計測装置１０を配置してもよい。
【００３６】
上記では、一例としてアースブラシにセンサ１３（加速度計）を設ける場合を例に説明を行った。既存のアースブラシと兼用する場合、振動計測装置１０を配置するスペースを新たに設ける必要が無く、低コストで振動計測装置１０を導入できる。また、振動計測装置１０は、アースブラシと別体にすることも可能である。振動計測装置１０を、アースブラシとは独立した翼振動の計測装置に特化して構成した場合、接触子本体１１および接触片１２を小型化、軽量化することができる。接触子本体１１などを小型化することができるので、例えば、回転軸２上のわずかなスペースに対しても接触片１２を接触させられる可能性が高まる。これにより、振動計測装置１０が配置しやすくなる。また、小型化により、接触子本体１１および接触片１２を軽量化することができる。軽量化によって、回転軸２の回転によって巻き込まれるわずかな空気量でも接触片１２は、回転軸２から離れ、気膜１４の形成が容易になり、振動の計測精度が向上する。
【００３７】
また、気膜１４を形成する流体は空気で無く、他の気体でもよい。また、潤滑油などの液体を供給し、液膜を形成するようにしてもよい。
【００３８】
従来では、例えば、軸受箱７に加速度センサを設け、その加速度センサが検出した振動を解析して動翼５の振動を監視していた。このような方法の場合、加速度センサが計測する振動には、動翼５や回転軸２の振動だけではなく、軸受６、軸受箱７などの振動が含まれていたり、軸受油膜による減衰の影響が含まれていたりした。本実施形態によれば、接触片１２を直接的に回転軸２に接触させ、回転軸２の振動を計測するので、暗振動の影響等が排除され、振動計測の精度を向上することができる。
【００３９】
また、振動計測装置１０は、回転軸２の任意の位置に配置することができるので、例えば、計測対象の翼の固有振動数に一致する振動モードが検出できる最大応答点に接触片１２を接触させることによって、所望の翼振動を計測することができる。これにより、従来は困難であった高温、高圧段の動翼５の翼振動を計測することができる。また、最大応答点に設けることができなかった場合であっても、振動数の減衰などの影響を受けないため、解析装置２０での解析により、高圧段の翼振動を計測できる可能性が高まる。
【００４０】
＜第二実施形態＞
以下、本発明の第二実施形態による振動計測装置１０を、図７を参照して説明する。
第二実施形態においては第一実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。この第二実施形態では、振動計測装置１０の支持方法を工夫して、特定の振動数（周波数）に対するセンサ１３の応答を高める点で、第一実施形態と相違する。
【００４１】
図７は、本発明に係る第二実施形態における振動計測装置を軸線方向から見た図である。
振動計測装置１０は、弾性支持部３０によってタービン１の静止側に固定された支持部４０に支持されている。弾性支持部３０は、ばねを介して接触片１２を回転軸２の表面の方向に押圧するようにして設けられている。弾性支持部３０のばね剛性は、接触子本体１１の固有振動数が、計測対象となる振動数となるように調整されている。計測対象となる振動数とは、例えば、タービン１の高圧段の動翼５の固有振動数である。従来から、高さが高い翼（低圧段）の振動の計測方法は提供されているものの、高さが低い翼の振動については、高温、高圧環境下にあってセンサの設置が困難なこと等から有効な計測方法が提供されてこなかった。この第三実施形態では、弾性支持部３０のばね剛性を調整することで、接触片１２や気膜１４を介して、検出対象となる動翼５の固有振動数に近い振動が接触子本体１１に伝達されると、接触子本体１１の振動の振幅が大きくなり、センサ１３の応答も大きくなる。また、動翼５の振動数は、気膜１４を介して直接的に接触子本体１１に伝達されるので、従来のように軸受箱７に加速度計を設けて計測する場合に比べ、軸受油膜による減衰や軸受６などによる暗振動の影響が少ない。解析装置２０は、増幅された検出対象の振動信号を抽出して、動翼５の振動を解析する。これにより、所望の翼振動に対する検出精度を高めることができる。なお、高圧段の翼の固有振動数については、演算で計算することができる。
【００４２】
なお、計測したい動翼５が複数ある場合、それぞれの固有振動数に対応するよう調整された弾性支持部３０を複数用意し、回転軸２の任意の位置に各固有振動数に対応して調整された弾性支持部３０で支持された振動計測装置１０の各々を配置するようにしてもよい。このように、複数台の振動計測装置１０を配置するようにすれば、複数段の翼振動を同時に精度よく計測することができる。
【００４３】
また、弾性支持部３０に可変剛性ばねを用い、複数の所定のばね剛性のうち、計測対象とする固有振動数に対応したばね剛性に切り替えることで、所望の翼振動を検出するようにしてもよい。このように、ばね剛性を可変とすれば、1台の振動計測装置１０で複数の翼振動を精度よく計測することができる。
【００４４】
また、特に振動計測装置１０をアースブラシと兼用しない場合、接触子本体１１の形状、重さなどを調整して、接触子本体１１の固有振動数を調整してもよい。
【００４５】
本実施形態の振動計測装置１０によれば、第一実施形態、第二実施形態の効果に加え、検出対象とする翼の固有振動数に一致する回転軸２の振動モードの有無やその最大応答点への振動計測装置１０の取り付け可否を問題にすることなく、回転軸２上の任意の位置に振動計測装置１０を配置して、所望の翼振動を計測することができる。
【００４６】
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。また、この発明の技術範囲は上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１・・・タービン
２・・・回転軸
３・・・ケーシング
４・・・静翼
５・・・動翼
６・・・軸受
７・・・軸受箱
１０・・・振動計測装置
１１・・・接触子本体
１２・・・接触片
１３・・・センサ
１４・・・気膜
１５・・・ガイド
２０・・・解析装置
３０・・・弾性支持部
４０・・・支持部
【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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