(57)【要約】【課題】ロータの軸受部の異常振動の監視の精度を向上させる。【解決手段】実施形態における軸受監視装置は、ロータの軸受部に角度差を有して取り付けられて、前記軸受部に対する前記ロータの変位を検出する複数の非接触式変位センサと、前記非接触式変位センサによる検出結果及び前記ロータの回転数に基づいて、前記軸受部に対する前記ロータの偏心率を演算する演算手段とを有する。【選択図】図１
2017044572.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータの軸受部に角度差を有して取り付けられて、前記軸受部に対する前記ロータの変位を検出する複数の非接触式変位センサと、
前記非接触式変位センサによる検出結果及び前記ロータの回転数に基づいて、前記軸受部に対する前記ロータの偏心率を演算する演算手段と
を備えたことを特徴とする軸受監視装置。
【請求項２】
ラウス・フルビッツの安定判別式によって、安定限界回転数と危険速度のとの比、および偏心率の関係性における、前記軸受部での安定限界を求め、前記演算した偏心率と前記安定限界とを比較することで、前記軸受部における安定判別を行なう安定判別手段と、
前記安定判別手段が、前記軸受部が不安定と判別した場合に警報を発する警報手段と
をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の軸受監視装置。
【請求項３】
前記非接触式変位センサは、
前記軸受部の全周にわたって角度差を有して設けられた第１、第２、第３および第４の非接触式変位センサであり、
前記第１および第２の非接触式変位センサが対向し、
前記第３および第４の非接触式変位センサが対向し、
前記演算手段は、
前記第１および第２の非接触式変位センサによる検出結果と前記第３および第４の非接触式変位センサによる検出結果とに基づいて前記ロータの膨張量を演算し、
前記膨張量に基づいて、前記偏心率の演算における、停止時の前記ロータの基準位置を修正する
ことを特徴とする請求項１に記載の軸受監視装置。
【請求項４】
ロータの複数の軸受部に角度差を有して取り付けられて、前記軸受部の中空部における前記ロータの位置の変位を検出する複数の非接触式変位センサと、
前記非接触式変位センサによる検出結果及び前記ロータの回転数に基づいて、前記軸受部に対する前記ロータの偏心率を演算し、前記偏心率に基づいて前記ロータと前記軸受部との間の油膜厚さを演算し、前記演算した油膜厚さと隣り合った前記軸受部の間の相対レベル差に基づいて前記軸受部の軸受荷重を演算し、前記演算した軸受荷重に基づいて前記軸受部の平均面圧を演算し、前記平均面圧に基づいてゾンマーフェルト数を演算する演算手段と、
ラウス・フルビッツの安定判別式によって、安定限界回転数と危険速度のとの比、およびゾンマーフェルト数の関係性における、前記軸受部での安定限界を求め、前記演算したゾンマーフェルト数と前記安定限界とを比較することで、前記軸受部における安定判別を行なう安定判別手段と、
前記軸受部が不安定と判別した場合に警報を発する警報手段と
を備えたことを特徴とする軸受監視装置。
【請求項５】
隣り合う軸受部のそれぞれにおける軸受メタル温度の差を計測する温度差計測手段と、
前記計測した温度差が所定の閾値を下回った場合に、前記軸受部が不安定な事を示す警報を発する警報手段と
を備えたことを特徴とする軸受監視装置。
【請求項６】
前記安定判別手段が前記軸受部の安定性が不安定と判別した場合に、前記軸受部の安定性が安定となるための、隣り合う軸受部間の相対レベル差の調整量を演算する調整量演算手段をさらに備えた
ことを特徴とする請求項２または４に記載の軸受監視装置。
【請求項７】
前記調整量演算手段により演算した調整量に基づいて、前記隣り合う軸受部間の相対レベル差を調整する調整手段を備えた
ことを特徴とする請求項６に記載の軸受監視システム。
【請求項８】
前記ロータのターニング中において前記ロータの軸心位置に基づいて前記軸受部における油膜の厚さを演算する厚さ演算手段と、
前記演算された油膜厚さが所定値を下回った場合に前記軸受部が不安定な事を示す警報を発する警報手段と
をさらに備えたことを特徴とする請求項１または３に記載の軸受監視装置。
【請求項９】
前記ロータは、縦軸型のロータである
ことを特徴とする請求項１に記載の軸受監視装置。
【請求項１０】
ロータの軸受部に角度差を有して取り付けられて、前記軸受部に対する前記ロータの変位を検出する複数の非接触式変位センサを有する軸受監視装置に適用される方法であって、
前記非接触式変位センサによる検出結果及び前記ロータの回転数に基づいて、前記軸受部に対する前記ロータの偏心率を演算する
を備えたことを特徴とする軸受監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、軸受監視装置、軸受監視システムおよび軸受監視方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
静止部と回転部を有し、軸受構造により静止部が回転部を支持する回転構造体は、ロータ（回転体）の変形、軸受部に用いる潤滑剤の状態、静止部と回転部との接触などの理由により、自励又は外力による振動を発生させ、場合によっては静止部や回転部の破壊に繋がる大きな振動となる。尚、タービンやタービン発電機では潤滑剤として油を使用するのが一般的である。
【０００３】
ロータの破壊によって大きな損失となる、大型で高速のロータでは、軸受部においてギャップセンサによる軸振動を計測し、また、熱電対による軸受構造体の温度、潤滑剤の温度等を監視し、複数のパラメータから総合的に判断してロータの異常振動を特定する。
【０００４】
この異常振動を判定する軸受装置として、例えば１対の非接触式軸振動プローブ（ギャップセンサ）を用いて軸受部の最大振動振幅量、軸偏心量、及び軸受とロータとの最小ギャップ量等のパラメータを演算し、この演算結果を判定基準値と比較して異常信号を出力する装置がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平４−３１５０１６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、上述した装置においては判定基準値の具体的な決定方法については明記されておらず、どのような状態において異常振動が発生するのか不明確である。このような理由により、ロータの軸受部の異常振動の監視の精度が十分でないのが現状である。
【０００７】
本発明の目的は、ロータの軸受部の異常振動の監視の精度を向上させることが可能な軸受監視装置、軸受監視システムおよび軸受監視方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態における軸受監視装置は、ロータの軸受部に角度差を有して取り付けられて、前記軸受部に対する前記ロータの変位を検出する複数の非接触式変位センサと、前記非接触式変位センサによる検出結果及び前記ロータの回転数に基づいて、前記軸受部に対する前記ロータの偏心率を演算する演算手段とを有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ロータの軸受部の異常振動の監視の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態における軸受監視装置の系統の一例を示す図。
【図２】第１の実施形態における軸受監視装置による、ロータの軸心位置から偏心率を算出する方法を説明する図。
【図３】第１の実施形態における偏心率の出力グラフの一例を示す図。
【図４】第２の実施形態における軸受監視装置の系統の一例を示す図。
【図５】第３の実施形態における軸受監視装置の系統の一例を示す図。
【図６】第３の実施形態における非接触式変位センサの取付位置の一例を示す図。
【図７】第４の実施形態における軸受監視装置の系統の一例を示す図。
【図８】第５の実施形態における軸受監視装置の系統の一例を示す図。
【図９】第６の実施形態における軸受監視装置の系統の一例を示す図。
【図１０】第７の実施形態における軸受監視装置の系統の一例を示す図。
【図１１】横軸型回転機械と縦軸型回転機械の一例を示す図。
【図１２】第８の実施形態における軸受監視装置の系統の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、実施形態について図面を用いて説明する。  
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態における軸受監視装置の系統（軸受監視システム）の一例を示す図であって、回転機械軸受部の構造と偏心率計測システムの一例を示す図である。この軸受監視装置では異常振動の中でも自励的な振動の監視を主目的とする。  
第１の実施形態では、回転機械の図示しないケーシングに取り付けられた軸受台４の上にロータ１を支持する軸受本体下半３を組立て、この軸受本体下半３に対して上から被せる形で軸受本体上半２を取り付けた構造となっている。本実施形態では、軸受本体上半２において、垂直上方向を０°とした際の円周方向（ロータ１の回転方向ｄ）に沿った４５°及び−４５°の位置に軸心位置計測用の非接触式変位センサ５ａ，５ｂを１対１で備える。非接触式変位センサ５ａ，５ｂは、ロータ１に対し非接触の状態で、軸受本体の中空部におけるロータ１の位置の変位量を検出する。この例では、非接触式変位センサ５ａ，５ｂの取り付け位置の角度差は９０°であるが、角度差を有していればこれに限られない。
【００１２】
また、軸受監視装置本体６は、偏心率演算部７と出力装置８とを有する。偏心率演算部７は、非接触式変位センサ５ａ，５ｂより送られる信号としての軸受本体に対するロータ１の変位信号と、回転機械に設置された回転計から得られるロータ回転数に基づいて、軸受本体に対するロータ１の偏心率を演算し、この偏心率の情報を出力装置８に送る。出力装置８は、この偏心率の情報をモニタリングする。これにより、停止時のロータ中心と軸受中心との関係を基準とした、軸受本体に対するロータ１の偏心率を監視することができる。
【００１３】
一般的にタービンやタービン発電機のような横軸型回転機械では、停止時には軸受内最下部に軸心位置が位置し、回転上昇とともに油膜のくさび効果により軸心位置が上昇する。即ち、停止時は偏心率が１であり、回転上昇により偏心率が小さくなる。
【００１４】
図２は、第１の実施形態における軸受監視装置による、ロータの軸心位置から偏心率を算出する方法を説明する図である。  
軸受本体内径の軸受中心（軸受内径の中心）１０を原点とし、非接触式変位センサ５ａ，５ｂから得られる軸心位置（ロータ中心）９の座標を（Ｘ０，Ｙ０）とすると、偏心率演算部７は、この軸受におけるロータ１の偏心量１２（偏心量ε）を以下の式（１）で求めることができる。
【００１５】
偏心量ε＝√（Ｘ０２＋Ｙ０２）  …式（１）
上記の軸心位置は、停止時のロータ中心と軸受中心との関係を基準として、この基準からの、非接触式変位センサの検出値の変化に基づいて求めることができる。
【００１６】
また、軸受本体に対するロータ１の偏心率は、軸受中心１０と軸心位置９（ロータ１の中心）とを同一位置に置いた場合の、垂直方向の軸受内径とロータ１の表面の隙間の大きさである軸受半径クリアランスと、前述の偏心量１２との比であり、偏心率演算部７は、この偏心率を以下の式（２）によって求めることができる。
【００１７】
偏心率ｅ＝ε／ｃ  …式（２）
ｃ：軸受半径クリアランス
また、偏心率演算部７は、軸受中心１０と軸心位置９との関係に基づいて図２に示す偏心角１３を求めることができる。
【００１８】
図３は、第１の実施形態における偏心率の出力グラフの一例を示す図である。  
偏心率演算部７は、上記の軸心位置９、偏心量ε、偏心角、偏心率ｅといったパラメータを出力装置８へ送る。出力装置８は、例えば図３に示すように、偏心量ε（縦方向および横方向への軸心移動量）や偏心率ｅの変化をグラフとして出力することができる。
【００１９】
このように、本実施形態によれば、すべり軸受で支持される回転機械の軸心位置や偏心量等のパラメータを監視可能となる。
【００２０】
（第２の実施形態）
図４は、第２の実施形態における軸受監視装置の系統の一例を示す図である。第２の実施形態では、回転機械の軸受の安定性の判別及び安定性が低下した場合に警報を発する機能を有する。なお、上述した第１の実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。  
第２の実施形態では、軸受状態を表すパラメータと、その判定値としての安定限界曲線との比較を行うことによって異常振動を判断する。また、この第２の実施形態では、第１の実施形態で説明した構成に加えて、安定判別装置１４および警報器１５をさらに備え、出力装置８に代えて出力装置８ａを備える。
【００２１】
安定判別装置１４は、第１の実施形態で説明した、偏心率演算部７において算出した偏心率入力する。  
また、安定判別装置１４は、同時に回転機械の軸受諸元（設計諸元値）と軸受温度とロータ回転数とを用いて、偏心率と所定比率（安定限界回転数／危険速度）との関係性によって表される安定限界曲線（stability curve）を算出する。この安定限界曲線は、軸受構造部固有の安定判別のための基準値となる。安定判別装置１４は、偏心率演算部７によって算出された偏心率と安定限界曲線とを比較して、軸受における安定判別を行う。
【００２２】
安定限界曲線の算出においては、ラウス・フルビッツの安定判別式を用い、ロータ質量、軸受の半径クリアランス、油膜の特性、軸受荷重、軸の剛性、及び軸の回転角速度、危険速度から上記の偏心率と所定比率（安定限界回転数／危険速度）との関係性として求めることができる。偏心率と安定限界曲線とを比較するための安定判別図（stability chart）において、偏心率が、安定限界曲線により定義される不安定領域にある場合、軸は不安定となり、オイルホイップなどの異常振動が発生することとなる。一般に、真円軸受では偏心率ｅ＞０．８となれば常に安定となるとされる。
【００２３】
安定判別装置１４は、上記のように比較された安定判別図を出力装置８ａに送る。この出力装置８ａは、この安定判別図をモニタリングする。これによって軸受毎に安定判別図を監視することができる。
【００２４】
また、軸の偏心率が安定判別図における不安定領域に入った場合は、安定判別装置１４は、安定性が低下したことを示す警報信号を警報器１５へ送り、警報器１５は警報を出力する。これにより、軸心が不安定にあることを回転機械監視員に周知することができる。警報器１５は、警報信号に対する警報出力のための基準である警報値を、安定限界曲線に対して例えば５〜１０％のマージンを付加した値に設定することができる。
【００２５】
このように、第２の実施形態によれば、ロータ１の不安定振動等の、軸受の安定性低下によっておきる振動を、実際に振動が発生する前に予期して、警報を発することができる。
【００２６】
（第３の実施形態）
図５は、第３の実施形態における軸受監視装置の系統の一例を示す図である。なお、上述した第２の実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。  
第３の実施形態では、第１の実施形態で説明した２つの非接触式変位センサ５ａ，５ｂに加えて、軸受本体下半３における、垂直上方向を０°とした際の円周方向（ロータ１の回転方向ｄ）に沿った１３５°及び−１３５°の位置に軸心位置計測用の非接触式変位センサ５ｃ，５ｄを１対１でさらに備える。非接触式変位センサ５ａと非接触式変位センサ５ｄとは軸受の中空部を挟んで対向し、また、非接触式変位センサ５ｂと非接触式変位センサ５ｃとは軸受の中空部を挟んで対向する。
【００２７】
図６は、第３の実施形態における非接触式変位センサの取付位置の一例を示す図である。  
例えば、ロータ１に対して軸受本体上半２、軸受本体下半３の熱容量が小さく、運転過渡期の軸受内径の熱膨張に対してロータ１の直径の変化が小さい場合、図６の上段に示すに非接触式変位センサ５ａ，５ｂの２つではロータ１が沈み込んだように計測されてしまう。これに対し、図６の下段のように、２つの非接触式変位センサ５ａ，５ｂに非接触式変位センサ５ｃ，５ｄを加えて非接触式変位センサを４つ用いることで、これらの変位信号の比較により軸受内径に対するロータ１の軸心位置を相対的に演算することができる。
【００２８】
具体的には、偏心率演算部７は、直線上に設置した非接触式変位センサ５ａ，５ｄによる変位信号、および非接触式変位センサ５ｂ，５ｃによる変位信号からロータ１の膨張量を演算する。偏心率演算部７は、停止時の状態のロータ１の軸心位置としての、偏心率の演算における基準値を上記の膨張量を考慮して修正することで膨張後のロータ１の軸心位置としての新たな基準値を演算する。
【００２９】
偏心率演算部７は、この修正した軸心位置の値、４つの非接触式変位センサからの変位信号、及び回転計からのロータ回転数に基づいて偏心率を算出し、これを安定判別装置１４へ出力する。
【００３０】
安定判別装置１４は、第２の実施形態と同様に、軸受諸元より算出された安定限界曲線と偏心率とを比較することで安定判別を行う。以降の処理は第２の実施形態と同様である。
【００３１】
このように、第３の実施形態によれば、運転過渡期のロータに対する軸受内径の膨張が大きい場合にも、正確な偏心率を計測して監視し、かつ安定判別を行なうことができる。
【００３２】
（第４の実施形態）
図７は、第４の実施形態における軸受監視装置の系統の一例を示す図である。なお、上述した第２の実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。  
第２の実施形態では偏心率と安定限界曲線を用いて安定判別を行なったが、第４の実施形態では軸受間の相対レベル差を計測し、外気温度の変化や地盤の沈下等によって軸受アライメントが変化した影響を受けて軸受荷重が経時的に変化した場合に、ゾンマーフェルト数を連続的に算出し、このゾンマーフェルト数と安定限界曲線を用いて安定判別を行なう。
【００３３】
第４の実施形態では、第２の実施形態で説明したに偏心率演算部７に代えて、ゾンマーフェルト数演算部１６を備える。また、安定判別装置１４に代えて安定判別装置１４ａを備える。
【００３４】
ゾンマーフェルト数演算部１６は、第１の実施形態で説明した２つの非接触式変位センサ５ａ，５ｂからの変位信号、回転計からのロータ回転数に加え、回転機械に設置された相対レベル差計からの軸受間の相対レベル差、及び回転機械に固有のフレキシブルナンバーを入力してゾンマーフェルト数を演算する。
【００３５】
具体的には、ゾンマーフェルト数演算部１６は、非接触式変位センサ５ａ，５ｂからの変位信号、及びロータ回転数から偏心率を算出し、この偏心率から油膜厚さを求める。  
ゾンマーフェルト数演算部１６は、この求めた油膜厚さ、相対レベル差、フレキシブルナンバー、及び静止時の軸受荷重に基づいて下記の式（３），（４）で示される連立方程式を解く事によって運転中の軸受間の相対レベル差を考慮した軸受荷重を求めることができる。
【００３６】
軸受荷重Ｗ１＝Ｗ１０＋Ｆｌ（ｈ１（Ｗ１））＋ａ−ｄ−ｈ２（Ｗ２））  …式（３）
軸受荷重Ｗ２＝Ｗ２０＋Ｆｌ（ｈ１（Ｗ１））＋ａ−ｄ−ｈ２（Ｗ２））  …式（４）
Ｗ１０，Ｗ２０：停止時心差０−０における軸受荷重
Ｆｌ：フレキシブルナンバー
ａ：アライメント調整時のシム厚さ
ｄ：軸受間相対レベル差
ｈ１，ｈ２：油膜厚さ
ゾンマーフェルト数演算部１６は、この求めた軸受荷重と軸受の設計パラメータ（軸受直径、軸受有効長）とに基づいて、軸受平均面圧を以下の式（５）によって算出し、さらに下記の式（６）からゾンマーフェルト数を求めることができる。
【００３７】
軸受平均面圧ＰＳ＝（Ｗ０／（Ｄ×Ｌ））  …式（５）
Ｗ０：軸受荷重
Ｄ：軸受直径
Ｌ：軸受有効長
ゾンマーフェルト数Ｓｏ＝（ｒ／ｃ）２×（μＮ／ＰＳ）  …式（６）
ｒ：ジャーナル半径
ｃ：軸受半径クリアランス
μ：潤滑油絶対粘度
Ｎ：ロータ回転数
ＰＳ：軸受平均面圧
また、安定判別装置１４ａは、回転機械の軸受諸元（設計諸元値）と軸受温度とロータ回転数とを用いてゾンマーフェルト数に対する安定限界曲線を算出する。この安定限界曲線は、ゾンマーフェルト数と所定比率（安定限界回転数／危険速度）との関係性によって表される。
【００３８】
安定判別装置１４ａは、ゾンマーフェルト数演算部１６によって算出された、運転中のゾンマーフェルト数と上記の安定限界曲線とを比較することにより安定判別を行なう。以後の処理は第２の実施形態と同様である。
【００３９】
このように、第４の実施形態によれば、外気温度の変化や地盤の沈下等によって軸受間のアライメントが変化した場合にも、その変化量に応じたゾンマーフェルト数を演算して、このゾンマーフェルト数を用いて軸受の安定性を監視することができる。
【００４０】
（第５の実施形態）
図８は、第５の実施形態における軸受監視装置の系統の一例を示す図である。なお、上述した第２の実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。  
図８に示した、ロータ１を介さずに隣り合った軸受部１７において、運転中に外気温度の変化等により、それぞれの軸受アライメントが変化した場合、軸受位置が上昇した側の軸受の軸受メタル温度は上昇し、軸受位置が降下した側の軸受の軸受メタル温度は低下する。アライメント変化による軸受メタル温度の低下は軸受荷重の低下と同義であり、軸受荷重が低下すると、軸が不安定傾向となることから、第５の実施形態では、この軸受メタル温度の差を安定性の監視項目とする。
【００４１】
図８に示すように、第５の実施形態では、第２の実施形態で説明した偏心率演算部７や安定判別装置１４、出力装置８ａに代えて軸受メタル温度監視部１８、出力装置８ｂを備える。軸受メタル温度監視部１８は、それぞれの軸受部１７における熱電対により計測された軸受メタル温度を入力する。
【００４２】
この軸受メタル温度監視部１８は、隣り合った軸受部１７の軸受メタル温度の差を演算し、この差が、あらかじめ定められた閾値、例えば２０℃以上の温度差に対応する閾値を上回った場合に安定性が低下したことを示す警報信号を警報器１５へ出力する。これにより警報器１５から警報を発することができる。また、出力装置８ｂは、軸受メタル温度監視部１８が演算した、隣り合った軸受の軸受メタル温度の差の情報をモニタリングする。
【００４３】
このように、第５の実施形態によれば、隣り合った軸受部の軸受メタル温度の差に基づいて軸受の安定性を監視することができる。
【００４４】
（第６の実施形態）
図９は、第６の実施形態における軸受監視装置の系統の一例を示す図である。なお、上述した第２の実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。  
第６の実施形態では、軸受監視装置本体６は、第２の実施形態で説明した出力装置８ａおよび警報器１５に代えて調整量演算部１９を備える。また、軸受監視装置本体６とは別にアライメント自動調整装置２０を備える。
【００４５】
安定判別装置１４により、軸受安定性が不安定であると判別された場合、調整量演算部１９は、現在の軸受荷重を、安定判別図上の安定限界曲線で定義される安定領域へ移動させるための軸受荷重へ変化させるための軸受間アライメント調整量を演算する。
【００４６】
具体的には、まず、調整量演算部１９は、現在の軸受荷重を上記の安定領域へ移動させるための偏心率を安定限界曲線に基づいて算出する。調整量演算部１９は、この偏心率から、軸受を安定にするための軸受平均面圧を求め、この求めた軸受平均面圧と現在の軸受平均面圧との差異から軸受荷重の必要変化量を求める。調整量演算部１９は、この必要変化量と第４の実施形態で説明した式（３）や（４）を用いて、軸受を安定にするための軸受間の相対レベル差を求め、これを軸受間アライメント調整量とする。
【００４７】
アライメント自動調整装置２０は、この演算された軸受間アライメント調整量に基づいて、回転機械が運転中であっても自動で軸受が安定となるようにアライメントを調整する。アライメントの調整に関しては例えば特開平１１−３３６７５２号公報に開示されるように、軸受指示部の温度変化をヒータにより制御すること等で実施することが出来る。
【００４８】
このように、第６の実施形態によれば、異常振動が発生する兆候がある場合には軸受が安定となるように、軸受間のアライメントを最適な位置に調整することができるので、異常振動の発生を予防することができる。
【００４９】
（第７の実施形態）
図１０は、第７の実施形態における軸受監視装置の系統の一例を示す図である。なお、上述した第２の実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。第７の実施形態では、第２の実施形態で説明した安定判別装置１４や出力装置８ａに代えて油膜厚さ演算部２１を備える。油膜厚さはターニング運転中の回転機械の監視項目の一つである。例えば、蒸気タービンの冷機状態では暖機状態へ遷移した際のアライメント変化を考慮してオフセットがなされており、特に、高圧タービンと低圧タービンとの間でのオフセット量が最大となる。従って、ターニング中は高圧タービンと低圧タービンとの間の低圧側の軸受に最も荷重がかかる。
【００５０】
軸受荷重が大きくなることにより、ターニング中の軸受における油膜厚さが薄くなりすぎると、軸受のメタルとロータ１とが接触することによりメタルワイピング現象などが発生してしまう。そこで第７の実施形態では、油膜厚さが一定値以下となった場合に安定性が低下したことを示す警報を発する機能を有する。
【００５１】
第７の実施形態では、偏心率演算部７は、回転機械がターニング運転中の場合に、第１の実施形態で説明した２つの非接触式変位センサ５ａ，５ｂからの変位信号、及び回転計からのロータ回転数に基づいて偏心率を演算する。油膜厚さ演算部２１は、この偏心率に基づいて軸受における油膜厚さを演算する。
【００５２】
この油膜厚さを監視項目とし、当該油膜厚さが一定値以下、例えば５μｍ以下となった場合に、油膜厚さ演算部２１は、警報器１５へ警報信号を発し、警報器１５は、この信号に応じて警報を出力する。
【００５３】
このように、第７の実施形態によれば、ターニング中においてのメタルワイピング現象などを事前に防止することができる。
【００５４】
（第８の実施形態）
次に第８の実施形態について図１１、図１２を用いて説明する。なお、上述した第１の実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。  
第１乃至第７の実施形態では図１１（ａ）に示す横軸型の回転機械を監視の対象としていたのに対し、第８の実施形態では、図１１（ｂ）や図１２に示す縦軸型の回転機械を監視の対象とする。
【００５５】
第８の実施形態では、図１２に示した軸受構造において、軸受メタル２３の上部に位置するベアリングブラケット２２上に第１の実施形態と同様に角度差、例えば９０°の角度差を有して軸心位置計測用の非接触式変位センサ５ａ，５ｂが設けられる。図１２に示した例では、非接触式変位センサ５ｂの設置位置からみてベアリングブラケット２２の径方向に対応するＡＡ´に対して対称に非接触式変位センサ５ａが設けられる。
【００５６】
この第８の実施形態では、非接触式変位センサ５ａ，５ｂより送られる変位信号と、回転計から得られるロータ回転数に基づいて軸受本体に対するロータ１の偏心率を偏心率演算部７が演算し、この偏心率を出力装置８に送りモニタリングすることで、偏心率を監視することができる。
【００５７】
このように第８の実施形態によれば、すべり軸受を持つ縦軸型の回転機械においても軸心位置や偏心量等のパラメータを監視することができる。
【００５８】
なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【００５９】
また、各実施形態に記載した軸受監視装置本体６などにより実現する手法は、計算機（コンピュータ）に実行させることができるプログラム（ソフトウエア手段）として、例えば磁気ディスク（フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク等）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＭＯ等）、半導体メモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ等）等の記録媒体に格納し、また通信媒体により伝送して頒布することもできる。なお、媒体側に格納されるプログラムには、計算機に実行させるソフトウエア手段（実行プログラムのみならずテーブルやデータ構造も含む）を計算機内に構成させる設定プログラムをも含む。本装置を実現する計算機は、記録媒体に記録されたプログラムを読み込み、また場合により設定プログラムによりソフトウエア手段を構築し、このソフトウエア手段によって動作が制御されることにより上述した処理を実行する。なお、本明細書でいう記録媒体は、頒布用に限らず、計算機内部あるいはネットワークを介して接続される機器に設けられた磁気ディスクや半導体メモリ等の記憶媒体を含むものである。
【符号の説明】
【００６０】
１…ロータ、２…軸受本体上半、３…軸受本体下半、４…軸受台、５ａ…非接触式変位センサ（４５°）、５ｂ…非接触式変位センサ（−４５°）、５ｃ…非接触式変位センサ（１３５°）、５ｄ…非接触式変位センサ（−１３５°）、６…軸受監視装置本体、７…偏心率演算部、８，８ａ，８ｂ…出力装置、９…軸心位置（ロータ中心）、１０…軸受中心、１１…ロータ半径、１２…偏心量、１３…偏心角、１４，１４ａ…安定判別装置、１５…警報器、１６…ゾンマーフェルト数演算部、１７…軸受部、１８…軸受メタル温度監視部、１９…調整量演算部、２０…アライメント自動調整装置、２１…油膜厚さ演算部、２２…ベアリングブラケット、２３…軸受メタル。
【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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【図１２】
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