特開 2022-170051 回転機械システム、回転機械システムの運転方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022170051

(43)【公開日】2022-11-10

(54)【発明の名称】回転機械システム、回転機械システムの運転方法

(51)【国際特許分類】

   G01H 17/00 20060101AFI20221102BHJP

   F01D 25/00 20060101ALI20221102BHJP

   F02C 7/042 20060101ALI20221102BHJP

【ＦＩ】

G01H17/00 A

F01D25/00 C

F02C7/042

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021075925

(22)【出願日】2021-04-28

(71)【出願人】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100162868

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 英輔

(74)【代理人】

【識別番号】100161702

【弁理士】

【氏名又は名称】橋本 宏之

(74)【代理人】

【識別番号】100189348

【弁理士】

【氏名又は名称】古都 智

(74)【代理人】

【識別番号】100196689

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 康一郎

(72)【発明者】

【氏名】後藤 俊郎

(72)【発明者】

【氏名】梅原 隆一

【テーマコード（参考）】

2G064

【Ｆターム（参考）】

2G064AB01

2G064AB02

2G064AB27

2G064BA02

2G064BA08

2G064BA21

(57)【要約】

【課題】入口案内翼の振動を検出するセンサーの損傷を抑えメンテナンスを容易にする。
【解決手段】回転機械システムは、ケーシングの内部で動翼列に対して軸線が延びる軸線方向の第一側に配置された入口案内翼部、を備えた回転機械と、入口案内翼部に生じる振動を検出するセンサーと、を備える。入口案内翼部は、径方向に延びる軸部回りに回転可能とされた複数の可動翼と、ケーシングの径方向の外側に設けられて周方向に変位するよう駆動される駆動リングと、一方のリンク端が複数の可動翼の軸部にそれぞれ連結され、他方のリンク端が駆動リングに連結されて、駆動リングが周方向に変位した場合に複数の可動翼を回転させる複数のリンク機構と、を備える。センサーは、ケーシングの径方向の外側に設けられ、複数のリンク機構の少なくとも一つに生じる振動を検出する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸線回りに回転するローター軸に固定された動翼列を備えるローター、前記ローターを覆うケーシング、及び、前記ケーシングの内部で前記動翼列に対して前記軸線が延びる軸線方向の第一側に配置された入口案内翼部、を備えた回転機械と、
前記入口案内翼部に生じる振動を検出するセンサーと、を備え、
前記入口案内翼部は、
前記軸線回りの周方向に間隔をあけて配置され、前記軸線を中心とした径方向に延びる軸部回りに回転可能とされた複数の可動翼と、
前記ケーシングの径方向の外側に設けられて前記周方向に連続し、前記周方向に変位するよう駆動される駆動リングと、
前記ケーシングの径方向の外側に設けられ、一方のリンク端が前記複数の可動翼の前記軸部にそれぞれ連結され、他方のリンク端が前記駆動リングに連結されて、前記駆動リングが前記周方向に変位した場合に前記複数の可動翼のそれぞれを前記軸部回りに回転させる複数のリンク機構と、を備え、
前記センサーは、前記ケーシングの径方向の外側に設けられ、前記複数のリンク機構の少なくとも一つに生じる振動を検出する
回転機械システム。

【請求項2】

前記センサーで検出された前記リンク機構における振動の検出結果に基づき、前記回転機械の運転を制御する運転制御部、をさらに備える
請求項１に記載の回転機械システム。

【請求項3】

前記センサーは、前記リンク機構の一軸方向における振動を検出する一軸センサーである
請求項１又は２に記載の回転機械システム。

【請求項4】

前記センサーは、前記リンク機構の互いに異なる複数軸方向における振動を検出する多軸センサーである
請求項１又は２に記載の回転機械システム。

【請求項5】

前記複数のリンク機構は、それぞれ、
前記一方のリンク端と前記他方のリンク端との間に配置された複数のリンク片と、
前記複数のリンク片同士を回動自在に連結するピンと、を備える
請求項１から４の何れか一項に記載の回転機械システム。

【請求項6】

請求項１から５の何れか一項に記載の回転機械システムの運転方法であって、
前記ローターを前記軸線回りに回転させて前記回転機械を作動させるステップと、
前記センサーで、前記複数のリンク機構の少なくとも一つに生じる振動を検出するステップと、を含む
回転機械システムの運転方法。

【請求項7】

前記センサーで検出された前記リンク機構における振動の検出結果に基づき、前記回転機械の運転を制御するステップ、をさらに含む
請求項６に記載の回転機械システムの運転方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、回転機械システム、回転機械システムの運転方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、回転機械の動翼本体に設けられたシュラウドの外周面の変化を検出するセンサーを備え、動翼の振動を監視する構成が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２０１８／２２１５７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載の構成は、動翼の振動を監視するものである。
回転機械において、外部から導入する作動流体の流量を調整するため、入口案内翼（Ｉｎｌｅｔ Ｇｕｉｄｅ Ｖａｎｅ：ＩＧＶ）を備えたものがある。入口案内翼は、回転機械のケーシング内における作動流体の流れ方向の最も上流側に配置された動翼列に対し、さらに上流側に配置されている。入口案内翼は、ケーシングの内周面からケーシングの径方向の内側に向かって延びている。入口案内翼は、径方向に延びる軸部回りに回転可能に構成され、軸部回りの角度を変更することで、回転機械の負荷条件等に応じてケーシング内に導入する作動流体の流量を調整する。
このような入口案内翼においては、作動流体の流速が大きい高負荷条件では、入口案内翼にフラッタのような不安定振動が生じることがある。したがって、入口案内翼においても、振動の発生を監視することが望まれている。

【0005】

また、特許文献１に記載の構成では、センサーは、回転機械のケーシングに固定され、ケーシング内のシュラウドの変位を検出する。つまり、センサーは、ケーシング内に設けられている。
回転機械のケーシング内は、回転機械の作動時に高温となる場合がある。そのため、ケーシング内にセンサーを設けると、高温環境下でセンサーの損傷してしまうことがある。また、損傷したセンサーを交換する等、センサーのメンテナンスを行う場合、ケーシング内のセンサーにアクセスするには手間が掛かる。

【0006】

本開示は、上記課題を解決するためになされたものであって、入口案内翼の振動を検出するセンサーの損傷を抑えつつ、メンテナンスを容易に行うことができる回転機械システム、回転機械システムの運転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】

上記課題を解決するために、本開示に係る回転機械システムは、回転機械と、センサーと、を備える。前記回転機械は、ローターと、ケーシングと、入口案内翼部と、を備える。前記ローターは、軸線回りに回転するローター軸に固定された動翼列を備える。前記ケーシングは、前記ローターを覆う。前記入口案内翼部は、前記ケーシングの内部で前記動翼列に対して前記軸線が延びる軸線方向の第一側に配置されている。前記センサーは、前記入口案内翼部に生じる振動を検出する。
前記入口案内翼部は、複数の可動翼と、駆動リングと、複数のリンク機構と、を備える。前記複数の可動翼は、前記軸線回りの周方向に間隔をあけて配置されている。前記複数の可動翼は、前記径方向に延びる軸部回りに回転可能とされている。前記駆動リングは、前記ケーシングの径方向の外側に設けられて前記周方向に連続している。前記駆動リングは、前記周方向に変位するよう駆動される。前記複数のリンク機構は、前記ケーシングの径方向の外側に設けられている。前記複数のリンク機構の一方のリンク端が、前記複数の可動翼の前記軸部にそれぞれ連結されている。前記複数のリンク機構の他方のリンク端が、前記駆動リングに連結されている。前記複数のリンク機構は、前記駆動リングが前記周方向に変位した場合に前記複数の可動翼のそれぞれを前記軸部回りに回転させる。
前記センサーは、前記ケーシングの径方向の外側に設けられている。前記センサーは、前記複数のリンク機構の少なくとも一つに生じる振動を検出する。

【0008】

本開示に係る回転機械システムの運転方法は、上記したような回転機械システムの運転方法である。前記回転機械システムの運転方法は、前記ローターを前記軸線回りに回転させて前記回転機械を作動させるステップを含む。前記回転機械システムの運転方法は、前記センサーで、前記複数のリンク機構の少なくとも一つに生じる振動を検出するステップと、を含む。

【発明の効果】

【0009】

本開示の回転機械システム、回転機械システムの運転方法によれば、入口案内翼の振動を検出するセンサーの損傷を抑えつつ、メンテナンスを容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本開示の実施形態に係る回転機械としての圧縮機を備えたガスタービンシステムの概略構成を示す図である。

【図2】本開示の実施形態に係る回転機械としての圧縮機の概略構成を示す断面図である。

【図3】本開示の実施形態に係る圧縮機に備えた入口案内翼部を軸線方向から見た図である。

【図4】本開示の実施形態に係る入口案内翼部の可動翼、リンク機構、及び駆動リングの一部を示す斜視図である。

【図5】本開示の実施形態に係るガスタービンシステムの制御装置のハードウェア構成を示す図である。

【図6】本開示の実施形態に係る制御装置の機能ブロック図である。

【図7】本開示の実施形態に係るガスタービンシステムの運転方法の手順を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

（ガスタービンシステムの構成）
以下、本開示の実施形態に係る回転機械について、図１～図７を参照して説明する。

【0012】

図１に示すように、本実施形態における回転機械システムは、例えば圧縮機１０を備えたガスタービンシステム１である。
ガスタービンシステム１は、上記回転機械としての圧縮機１０と、燃焼器２と、タービン３と、ローター１１と、センサー５０（図３、図４参照）と、制御装置６０と、を備えている。圧縮機１０は、外部から取り込んだ空気を圧縮して高圧空気を生成する。燃焼器２は、圧縮機１０で圧縮された高圧空気と燃料の混合気を燃焼させることで、高温高圧の燃焼ガスを生成する。タービン３は、燃焼器２で生成された燃焼ガスによって駆動される。タービン３の回転駆動力は、ローター１１を介して圧縮機１０に伝達される。これにより、圧縮機１０が駆動される。

【0013】

（圧縮機の構成）
図２に示すように、圧縮機１０は、軸線Ａｒを中心として回転するローター１１と、ケーシング１５と、複数の静翼列１７と、入口案内翼部２０Ａと、を少なくとも備えている。なお、以下では、軸線Ａｒが延びる方向を軸線方向Ｄａ、この軸線Ａｒを中心とした周方向を単に周方向Ｄｃとし、軸線Ａｒに対して垂直な方向を径方向Ｄｒとする。また、軸線方向Ｄａの一方側を第一側Ｄａ１、その反対側を第二側Ｄａ２とする。また、径方向Ｄｒで軸線Ａｒに近づく側を径方向Ｄｒの内側Ｄｒｉ、その反対側を径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏとする。

【0014】

ローター１１は、ローター軸１２と、複数の動翼列１３と、を備えている。ローター軸１２は、軸線Ａｒを中心として軸線方向Ｄａに延びている。複数の動翼列１３は、ローター軸１２に取り付けられている。複数の動翼列１３は、軸線方向Ｄａに並んでいる。各動翼列１３は、周方向Ｄｃに並んでいる複数の動翼を備えている。

【0015】

ケーシング１５は、軸線Ａｒを中心として軸線方向Ｄａに延びる筒状を成している。ケーシング１５は、ローター１１を径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏから覆っている。

【0016】

複数の静翼列１７は、ケーシング１５の径方向Ｄｒの内側Ｄｒｉに設けられている。複数の静翼列１７は、軸線方向Ｄａに間隔をあけて並んでいる。各静翼列１７は、複数の動翼列１３のそれぞれに対し、軸線方向Ｄａの第二側Ｄａ２に配置されている。動翼列１３と静翼列１７とは、軸線方向Ｄａに交互に配列されている。各静翼列１７は、いずれも、周方向Ｄｃに並んでいる複数の静翼を備えている。

【0017】

（入口案内翼部の構成）
入口案内翼部２０Ａは、ケーシング１５の内部に配置されている。入口案内翼部２０Ａは、ケーシング１５に形成された吸込口からケーシング１５内に取り込まれた空気の流量を調整する。入口案内翼部２０Ａは、複数の動翼列１３に対して、軸線方向Ｄａの第一側Ｄａ１に配置されている。入口案内翼部２０Ａは、軸線方向Ｄａにおいて最も第一側Ｄａ１に位置する１段目の動翼列１３Ａに対し、軸線方向Ｄａの第一側Ｄａ１に配置されている。

【0018】

図３に示すように、入口案内翼部２０Ａは、フレーム２１と、複数の可動翼２２と、駆動リング２５と、複数のリンク機構３０と、を備えている。
フレーム２１は、円環状をなし、ケーシング１５の軸線方向Ｄａの一部を形成する。図３、図４に示すように、フレーム２１は、複数の翼保持孔２１ｈを有している。複数の翼保持孔２１ｈは、周方向Ｄｃに間隔をあけて形成されている。各翼保持孔２１ｈは、フレーム２１を径方向Ｄｒに貫通している。

【0019】

フレーム２１の径方向Ｄｒの内側Ｄｒｉには、センターハブ２６が設けられている。センターハブ２６は、軸線方向Ｄａに延びる円筒状をなしている。センターハブ２６の外周面には、複数の翼保持凹部２６ａが形成されている。複数の翼保持凹部２６ａは、周方向Ｄｃに間隔をあけて形成されている。各翼保持凹部２６ａは、センターハブ２６の外周面から径方向Ｄｒの内側Ｄｒｉに窪んでいる。

【0020】

複数の可動翼２２は、フレーム２１の径方向Ｄｒの内側Ｄｒｉに設けられている。複数の可動翼２２は、周方向Ｄｃに間隔をあけて複数設けられている。各可動翼２２は、翼本体２３と、軸部２４と、を一体に備えている。

【0021】

翼本体２３は、いわゆる入口案内翼（ＩＧＶ：Inlet Guide Vane）である。翼本体２３は、その翼長方向と径方向Ｄｒとを一致させた姿勢で配置されている。翼本体２３の径方向Ｄｒの内側Ｄｒｉに位置する翼長方向の一端部２３ａは、センターハブ２６に形成された翼保持凹部２６ａに挿入されて、軸部２４の中心軸Ｃｓ回りに回動自在に支持されている。

【0022】

軸部２４は、翼本体２３において、径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏに位置する翼長方向の他端部２３ｂに一体に設けられている。軸部２４は、翼本体２３の他端部２３ｂから中心軸Ｃｓ方向に沿って径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏに延びる略円柱状をなしている。軸部２４は、フレーム２１に形成された翼保持孔２１ｈに挿入され、中心軸Ｃｓ回りに回転自在に支持されている。軸部２４の径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏの先端部２４ｓは、フレーム２１の径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏに向かって突出している。

【0023】

駆動リング２５は、ケーシング１５の径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏに設けられている。駆動リング２５は、軸線Ａｒを中心として周方向Ｄｃに連続する円環状で、ケーシング１５に、周方向Ｄｃに変位可能に支持されている。駆動リング２５は、周方向Ｄｃに複数に分割されていてもよい。駆動リング２５は、アクチュエータ（図示なし）により、周方向Ｄｃに沿って変位するように駆動される。

【0024】

リンク機構３０は、ケーシング１５の径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏに設けられている。リンク機構３０は、複数の可動翼２２のそれぞれに対応づけられている。これら複数のリンク機構３０は、複数の可動翼２２のそれぞれを軸部２４の中心軸Ｃｓ回りに回転させる。各リンク機構３０は、複数のリンク片３１と、複数のピン３２と、を備えている。本実施形態において、各リンク機構３０は、複数のリンク片３１として、第一リンク片３３と、第二リンク片３４と、を備えている。本実施形態において、各リンク機構３０は、複数のピン３２として、第一ピン３５と、第二ピン３６と、を備えている。

【0025】

図４に示すように、第一リンク片３３の一端部３３ａは、軸部２４に中心軸Ｃｓ回りに回動不能に固定されている。第一リンク片３３の他端部３３ｂは、第一ピン３５を介して第二リンク片３４の一端部３４ａに回動自在に連結されている。これにより、第一リンク片３３と第二リンク片３４とは、第一ピン３５回りに回動可能に連結されている。

【0026】

第二リンク片３４の他端部３４ｂは、第二ピン３６を介して駆動リング２５に連結されている。第二リンク片３４は、駆動リング２５に、第二ピン３６回りに回動自在に支持されている。

【0027】

このようにして、各リンク機構３０の一方のリンク端３０ａを形成する第一リンク片３３の一端部３３ａは、各可動翼２２の軸部２４にそれぞれ連結されている。各リンク機構３０の他方のリンク端３０ｂを形成する第二リンク片３４の他端部３４ｂは、駆動リング２５に連結されている。

【0028】

このような入口案内翼部２０Ａにおいて、駆動リング２５は、アクチュエータ（図示なし）によって軸線Ａｒ（図３参照）回りに旋回されことで、周方向Ｄｃに変位する。駆動リング２５が周方向にＤｃに変位すると、その変位が第二リンク片３４、第一リンク片３３を介して軸部２４に伝達される。第一リンク片３３が軸部２４を中心として揺動すると、軸部２４と一体に可動翼２２の翼本体２３が中心軸Ｃｓ回りに回転する。これによって、ケーシング１５の径方向Ｄｒの内側Ｄｒｉにおける流体の流れ中において、翼本体２３の角度（開度）が変わり、ケーシング１５内に取り入れられる流体の流量が調整される。

【0029】

（センサーの構成）
センサー５０は、入口案内翼部２０Ａに生じる振動を検出する。センサー５０は、ケーシング１５の径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏに設けられている。つまり、センサー５０は、ケーシング１５の外部に設けられている。センサー５０は、複数のリンク機構３０の少なくとも一つに生じる振動を検出する。本実施形態において、センサー５０は、例えば、複数のリンク機構３０のうちの一つに設けられている。

【0030】

センサー５０としては、例えば、リンク機構３０の一軸方向における振動を検出する一軸センサー５１を用いることができる。一軸センサー５１は、例えば、リンク機構３０の一軸方向に生じる加速度を検出する。一軸センサー５１を用いる場合、一軸センサー５１は、リンク機構３０における、周方向Ｄｃの振動を検出するように設けてもよい。このように一軸センサー５１を設けることにより、可動翼２２の曲げねじり振動にともなって生じる、リンク機構３０の曲げ方向の振動を効率良く検出できる。

【0031】

センサー５０は、例えば、リンク機構３０を構成するリンク片３１、及びピン３２の少なくとも一方の振動を検出する。センサー５０は、可動翼２２から伝達される振動を効率良く検出できるよう、リンク機構３０において、振動が生じやすい部分で振動を検出するのが好ましい。本実施形態では、センサー５０は、例えば、第一リンク片３３の振動を検出するように設けられている。

【0032】

（制御装置の構成）
制御装置６０は、ガスタービンシステム１の動作を制御する。制御装置６０は、センサー５０の検出結果に基づいて、圧縮機１０の動作を制御する。

【0033】

(ハードウェア構成図）
図５に示すように、制御装置６０は、ＣＰＵ６１（Central Processing Unit）、ＲＯＭ６２（Read Only Memory）、ＲＡＭ６３（Random Access Memory）、ＨＤＤ６４（Hard Disk Drive）、信号送受信モジュール６５を備えるコンピュータである。信号送受信モジュール６５は、センサー５０からの検出信号を受信する。信号送受信モジュール６５は、制御装置６０からの制御信号を、ガスタービンシステム１の各部に送信する。

【0034】

（機能ブロック図）
図６に示すように、制御装置６０のＣＰＵ６１は予め自装置で記憶するプログラムを実行することにより、信号入力部７０、振動状態判定部７１と、運転制御部７２と、出力部７５の各構成を備える。
信号入力部７０は、ハードウェア的には信号送受信モジュール６５であり、センサー５０からの検出信号を受信する。

【0035】

振動状態判定部７１は、センサー５０で検出されたリンク機構３０における振動の検出結果に基づき、検出された振動の状態が、異常振動であるか否かを判定する。

【0036】

運転制御部７２は、センサー５０で検出されたリンク機構３０における振動の検出結果に基づき、圧縮機１０の運転を制御する。運転制御部７２は、振動状態判定部７１における判定結果に基づいて、異常振動が生じていると判定された場合、異常振動を収束させるように回転機械である圧縮機１０の運転を制御する。

【0037】

出力部７５は、ハードウェア的には信号送受信モジュール６５であり、運転制御部７２によって、ガスタービンシステム１の各部を制御するための制御信号を出力する。

【0038】

（ガスタービンシステム１の運転方法の手順）
図７に示すように、本開示の実施形態に係るガスタービンシステム（回転機械システム）１の運転方法Ｓ１０は、圧縮機１０を作動させるステップＳ１１と、振動を検出するステップＳ１２と、振動状態を判定するステップＳ１３と、圧縮機１０の運転を制御するステップＳ１４と、を含んでいる。ガスタービンシステム１の運転方法Ｓ１０では、制御装置６０が予め記憶されたプログラムに基づいた処理を実行することで、自動的に行われる。

【0039】

圧縮機１０を作動させるステップＳ１１では、ガスタービンシステム１を通常通り運転させ、ローター１１を軸線Ａｒ回りに回転させて圧縮機１０を作動させる。

【0040】

振動を検出するステップＳ１２では、リンク機構３０に生じる振動をセンサー５０により検出する。このステップＳ１２は、ガスタービンシステム１の運転中、予め設定した時間間隔毎に繰り返し実行される。センサー５０によって検出されたリンク機構３０における振動の検出信号は、制御装置６０に出力される。そして、このセンサー５０から出力された検出信号が信号入力部７０で受信される。

【0041】

振動状態を判定するステップＳ１３では、センサー５０で検出されたリンク機構３０における振動の検出結果に基づき、検出された振動の状態が、異常振動であるか否かを判定する。より具体的には、振動状態を判定するステップＳ１３では、例えば、振動状態判定部７１によって、センサー５０で検出されたリンク機構３０における振動レベルが、予め設定された振動レベルを超えている場合に異常振動が生じていると判定する。その一方で、振動状態を判定するステップＳ１３では、振動状態判定部７１によって、センサー５０で検出されたリンク機構３０における振動レベルが、予め設定された振動レベルを超えていない場合には、異常振動が生じていないと判定する。

【0042】

圧縮機１０の運転を制御するステップＳ１４では、センサー５０で検出されたリンク機構３０における振動の検出結果に基づき、圧縮機１０の運転を制御する。具体的には、この圧縮機１０の運転を制御するステップＳ１４では、振動状態を判定するステップＳ１３によって異常振動が生じていないと判定された場合、圧縮機１０の運転状態を変更せず、運転をそのまま継続する。一方で、振動状態を判定するステップＳ１３によって異常振動が生じていると判定された場合、圧縮機１０の運転を制御するステップＳ１４では、異常振動を収束させるように回転機械の１０の運転を制御する。異常振動を収束させるように回転機械の１０の運転を制御する場合、運転制御部７２は、例えば、入口案内翼部２０Ａのアクチュエータ（図示なし）を制御して駆動リング２５を周方向Ｄｃに移動させることで、複数の可動翼２２の中心軸Ｃｓ回りの角度を変更させて、ケーシング１５内への空気取り込み量を調整する。また、運転制御部７２は、例えば、燃焼器２への燃料供給量を制御するようにしてもよい。

【0043】

（作用効果）
上記実施形態のガスタービンシステム１では、複数の可動翼２２のそれぞれを回転させるための複数のリンク機構３０が、ケーシング１５の径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏに設けられている。これにより、圧縮機１０の運転時に入口案内翼部２０Ａを構成する可動翼２２に生じた振動が、ケーシング１５の外部のリンク機構３０に伝達される。センサー５０は、複数のリンク機構３０の少なくとも一つに生じる振動を検出する。これにより、入口案内翼部２０Ａの可動翼２２に生じた振動を、ケーシング１５の外部で検出することができる。
さらに、センサー５０は、ケーシング１５の径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏに設けられている。そのため、センサー５０が受ける、ケーシング１５の内部の熱の影響を抑えることができる。また、センサー５０のメンテナンスを行う際も、ケーシング１５の外部で作業を行うことができる。したがって、入口案内翼部２０Ａの振動を検出するセンサー５０の損傷を抑えつつ、メンテナンスを容易に行うことができる。

【0044】

上記実施形態によれば、運転制御部７２が、センサー５０で検出されたリンク機構３０の振動の検出結果に基づいて圧縮機１０の運転を制御している。そのため、入口案内翼部２０Ａの可動翼２２の振動を抑えつつ、圧縮機１０を効率良く運転することができる。

【0045】

上記実施形態によれば、更に、リンク機構３０の振動を検出するセンサー５０を一軸センサー５１としている。そのため、簡易な構成でガスタービンシステム１を構成することができる。

【0046】

上記実施形態によれば、センサー５０により、リンク機構３０を構成する複数のリンク片３１やピン３２の振動を検出している。これにより、入口案内翼部２０Ａの可動翼２２の振動を検出することができる。

【0047】

上記実施形態のガスタービンシステム１の運転方法Ｓ１０では、センサー５０により、複数のリンク機構３０の少なくとも一つに生じる振動を検出している。これにより、入口案内翼部２０Ａの可動翼２２に生じた振動を、ケーシング１５の外部で検出することができる。したがって、入口案内翼部２０Ａの振動を検出するセンサー５０の損傷を抑えつつ、メンテナンスを容易に行うことができる。

【0048】

（実施形態の変形例）
上記実施形態では、センサー５０として、一軸センサー５１を用いるようにしたが、これに限られない。例えば、センサー５０として、多軸センサー５２（図３、図４参照）を用いるようにしてもよい。ここで、多軸センサー５２は、リンク機構３０の互いに異なる複数軸方向における振動を検出する。多軸センサー５２は、例えば、リンク機構３０の、径方向Ｄｒ、軸線方向Ｄａ、周方向Ｄｃの３軸方向の振動を検出するようにしてもよい。

【0049】

センサー５０として多軸センサー５２を用いることで、入口案内翼部２０Ａの可動翼２２の振動状態を、より詳細に検出することができる。例えば、多軸センサー５２で、複数軸方向の振動を検出することで、可動翼２２に由来する振動と、ノイズ等の外部要因に由来する振動とを区別しやすくなる。例えば、多軸センサー５２での検出結果が、周方向Ｄｃにおける加速度が大きく、他方向の加速度が小さい場合、可動翼２２に由来する振動であると判定することができる。また、多軸センサー５２で、径方向Ｄｒ、軸線方向Ｄａ、周方向Ｄｃの全方向で振動が検出されている場合、外部からのノイズに起因する振動であると推定することができる。また、多軸センサー５２で検出される各方向の振動の検出結果に基づいて、ノイズの影響を除去し、可動翼２２に由来する振動を、より高感度で検出することもできる。

【0050】

（その他の実施形態）
以上、本開示の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
なお、上記実施形態では、センサー５０は、複数のリンク機構３０に対し、複数設けるようにしてもよい。例えば、センサー５０は、複数のリンク機構３０のうち、周方向Ｄｃに適宜間隔をあけた一部のリンク機構３０に設けるようにしてもよい。センサー５０は、複数のリンク機構３０の全てに対し、それぞれ設けるようにしてもよい。このように、複数のセンサー５０を備えた場合、複数のセンサー５０間で、リンク機構３０における振動の検出結果を比較したり、相殺したりすることで、例えば、センサー５０に混入するノイズの影響を除去することができる。

【0051】

また、センサー５０は、ケーシング１５の径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏに設けられるのであれば、例えば、リンク機構３０の一方のリンク端３０ａに接続された軸部２４の先端部２４ｓや、リンク機構３０の他方のリンク端３０ｂに接続される駆動リング２５の振動を検出するようにしてもよい。

【0052】

また、センサー５０で検出されたリンク機構３０における振動の検出結果に基づき、制御装置６０で圧縮機１０の運転を制御するようにしたが、これに限られない。例えば、センサー５０で検出されたリンク機構３０における振動の検出結果に基づき、異常振動が生じていると判定された場合、ガスタービンシステム１の制御装置６０でアラーム信号等を出力するようにしてもよい。この場合、アラーム信号の出力を認識したガスタービンシステム１のオペレーターが、手動操作によって、圧縮機１０の運転状態を変更するようにしてもよい。

【0053】

また、上記のガスタービンシステム１の運転方法Ｓ１０の手順は適宜順番を入れ替えることが可能である。

【0054】

＜付記＞
実施形態に記載の回転機械システム１、回転機械システム１の運転方法Ｓ１０は、例えば以下のように把握される。

【0055】

（１）第１の態様に係る回転機械システム１は、軸線Ａｒ回りに回転するローター軸１２に固定された動翼列１３を備えるローター１１、前記ローター１１を覆うケーシング１５、及び、前記ケーシング１５の内部で前記動翼列１３に対して前記軸線Ａｒが延びる軸線方向Ｄａの第一側Ｄａ１に配置された入口案内翼部２０Ａ、を備えた回転機械１０と、前記入口案内翼部２０Ａに生じる振動を検出するセンサー５０と、を備え、前記入口案内翼部２０Ａは、前記軸線Ａｒ回りの周方向Ｄｃに間隔をあけて配置され、前記軸線Ａｒを中心とした径方向Ｄｒに延びる軸部２４回りに回転可能とされた複数の可動翼２２と、前記ケーシング１５の径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏに設けられて前記周方向Ｄｃに連続し、前記周方向Ｄｃに変位するよう駆動される駆動リング２５と、前記ケーシング１５の径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏに設けられ、一方のリンク端３０ａが前記複数の可動翼２２の前記軸部２４にそれぞれ連結され、他方のリンク端３０ｂが前記駆動リング２５に連結されて、前記駆動リング２５が前記周方向Ｄｃに変位した場合に前記複数の可動翼２２のそれぞれを前記軸部２４回りに回転させる複数のリンク機構３０と、を備え、前記センサー５０は、前記ケーシング１５の径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏに設けられ、前記複数のリンク機構３０の少なくとも一つに生じる振動を検出する。
回転機械１０の例としては、ガスタービンの圧縮機、遠心圧縮機、ターボチャージャーが挙げられる。

【0056】

この回転機械システム１は、複数の可動翼２２のそれぞれを回転させるための複数のリンク機構３０が、ケーシング１５の径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏに設けられている。これにより、回転機械１０の運転時に入口案内翼部２０Ａを構成する可動翼２２に生じた振動が、ケーシング１５の外部のリンク機構３０に伝達される。センサー５０は、複数のリンク機構３０の少なくとも一つに生じる振動を検出する。これにより、入口案内翼部２０Ａの可動翼２２に生じた振動を、ケーシング１５の外部で検出することができる。
センサー５０は、ケーシング１５の径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏに設けられている。そのため、センサー５０が受けるケーシング１５の内部の熱の影響を抑えることができる。また、センサー５０のメンテナンスを行う際も、ケーシング１５の外部で作業を行うことができる。したがって、入口案内翼部２０Ａの振動を検出するセンサー５０の損傷を抑えつつ、メンテナンスを容易に行うことができる。

【0057】

（２）第２の態様に係る回転機械システム１は、（１）の回転機械システム１であって、前記センサー５０で検出された前記リンク機構３０における振動の検出結果に基づき、前記回転機械１０の運転を制御する運転制御部７２、をさらに備える。

【0058】

このようにセンサー５０で検出されたリンク機構３０の振動の検出結果に基づき、回転機械１０の運転を制御することで、入口案内翼部２０Ａの可動翼２２の振動を抑えつつ、回転機械１０を効率良く運転することができる。

【0059】

（３）第３の態様に係る回転機械システム１は、（１）又は（２）の回転機械システム１であって、前記センサー５０は、前記リンク機構３０の一軸方向における振動を検出する一軸センサー５１である。

【0060】

このようにリンク機構３０の振動を検出するセンサー５０を一軸センサー５１とすることで、簡易な構成で回転機械システム１を構成することができる。

【0061】

（４）第４の態様に係る回転機械システム１は、（１）又は（２）の回転機械システム１の運転方法Ｓ１０であって、前記センサー５０は、前記リンク機構３０の互いに異なる複数軸方向における振動を検出する多軸センサー５２である。

【0062】

このようにリンク機構３０の振動を検出するセンサー５０を多軸センサー５２とすることで、入口案内翼部２０Ａの可動翼２２の振動状態を、より詳細に検出することができる。

【0063】

（５）第５の態様に係る回転機械システム１は、（１）から（４）の何れか一つの回転機械システム１であって、前記複数のリンク機構３０は、それぞれ、前記一方のリンク端３０ａと前記他方のリンク端３０ｂとの間に配置された複数のリンク片３１と、前記複数のリンク片３１同士を回動自在に連結するピン３２と、を備える。

【0064】

このようにセンサー５０により、リンク機構３０を構成する複数のリンク片３１やピン３２の振動を検出することによって、入口案内翼部２０Ａの可動翼２２の振動を検出することができる。

【0065】

（６）第６の態様に係る回転機械システム１の運転方法Ｓ１０は、（１）から（５）の何れか一つの回転機械システム１の運転方法Ｓ１０であって、前記ローター１１を前記軸線Ａｒ回りに回転させて前記回転機械１０を作動させるステップＳ１１と、前記センサー５０で、前記複数のリンク機構３０の少なくとも一つに生じる振動を検出するステップＳ１２と、を含む。

【0066】

このようにすることで、センサー５０により、複数のリンク機構３０の少なくとも一つに生じる振動を検出することができる。したがって、入口案内翼部２０Ａの可動翼２２に生じた振動を、ケーシング１５の外部で検出することができる。
さらに、このような運転方法Ｓ１０により運転される回転機械システム１のセンサー５０は、ケーシング１５の径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏに設けられている。そのため、センサー５０が受けるケーシング１５の内部の熱の影響を抑えることができる。また、センサー５０のメンテナンスを行う際も、ケーシング１５の外部で作業を行うことができる。したがって、入口案内翼部２０Ａの振動を検出するセンサー５０の損傷を抑えつつ、メンテナンスを容易に行うことができる。

【0067】

（７）第７の態様に係る回転機械システム１の運転方法Ｓ１０は、（６）の回転機械システム１の運転方法Ｓ１０であって、前記センサー５０で検出された前記リンク機構３０における振動の検出結果に基づき、前記回転機械１０の運転を制御するステップＳ１４をさらに含む。

【0068】

このようにセンサー５０で検出されたリンク機構３０の振動の検出結果に基づき、回転機械１０の運転を制御することで、入口案内翼部２０Ａの可動翼２２の振動を抑えつつ、回転機械１０を効率良く運転することができる。

【符号の説明】

【0069】

１…ガスタービンシステム（回転機械システム）
２…燃焼器
３…タービン
１０…圧縮機（回転機械）
１１…ローター
１２…ローター軸
１３…動翼列
１３Ａ…動翼列
１５…ケーシング
１６…メインバーナ
１７…静翼列
２０Ａ…入口案内翼部
２１…フレーム
２１ｈ…翼保持孔
２２…可動翼
２３…翼本体
２３ａ…一端部
２３ｂ…他端部
２４…軸部
２４ｓ…先端部
２５…駆動リング
２６…センターハブ
２６ａ…翼保持凹部
３０…リンク機構
３０ａ…一方のリンク端
３０ｂ…他方のリンク端
３１…リンク片
３２…ピン
３３…第一リンク片
３３ａ…一端部
３３ｂ…他端部
３４…第二リンク片
３４ａ…一端部
３４ｂ…他端部
３５…第一ピン
３６…第二ピン
５０…センサー
５１…一軸センサー
５２…多軸センサー
６０…制御装置
６１…ＣＰＵ
６２…ＲＯＭ
６３…ＲＡＭ
６４…ＨＤＤ
６５…信号送受信モジュール
７０…信号入力部
７１…振動状態判定部
７２…運転制御部
７５…出力部
Ａｒ…軸線
Ｃｓ…中心軸
Ｄａ…軸線方向
Ｄａ１…第一側
Ｄａ２…第二側
Ｄｃ…周方向
Ｄｒ…径方向
Ｄｒｉ…内側
Ｄｒｏ…外側
Ｓ１０…ガスタービンシステムの運転方法（回転機械システムの運転方法）
Ｓ１１…圧縮機を作動させるステップ
Ｓ１２…振動を検出するステップ
Ｓ１３…振動状態を判定するステップ
Ｓ１４…圧縮機の運転を制御するステップ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】