特開 2024-39169 接触検出装置、接触検出方法及び回転機械の改修方法

(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】P2024039169

(43)【公開日】2024-03-22

(54)【発明の名称】接触検出装置、接触検出方法及び回転機械の改修方法

(51)【国際特許分類】

   F01D 25/00 20060101AFI20240314BHJP

   G01B 21/16 20060101ALI20240314BHJP

【ＦＩ】

F01D25/00 U

G01B21/16

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022143511

(22)【出願日】2022-09-09

(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】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】熊谷 理

(72)【発明者】

【氏名】武田 洋樹

(72)【発明者】

【氏名】池本 拓真

(72)【発明者】

【氏名】植田 元春

【テーマコード（参考）】

2F069

【Ｆターム（参考）】

2F069AA98

2F069BB40

2F069DD30

2F069GG04

2F069GG16

2F069HH30

2F069JJ17

2F069QQ05

2F069QQ08

(57)【要約】

【課題】回転体との接触を精度よく検出することが可能な接触検出装置、接触検出方法及び回転機械の改修方法を提供する。
【解決手段】接触検出装置は、静止体及び当該静止体に対して回転する回転体を有し静止体と回転体との間にガスパスが形成された回転機械について、静止体と回転体の接触を検出する接触検出装置であって、静止体に回転体と間隔を空けて設けられ、回転体と接触する場合の摩擦により変化する第１温度及びガスパスの第２温度の両方を一つの測定位置で測定可能な温度測定部と、測定又は推定により測定位置における第２温度を温度測定部とは別個に取得する取得部と、温度測定部の測定結果から取得部で取得された第２温度を差し引いた差分値を第１温度として抽出する処理部とを備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

静止体及び当該静止体に対して回転する回転体を有し前記静止体と前記回転体との間にガスパスが形成された回転機械について、前記静止体と前記回転体の接触を検出する接触検出装置であって、
前記静止体に前記回転体と間隔を空けて設けられ、前記回転体と接触する場合の摩擦により変化する第１温度及び前記ガスパスの第２温度の両方を一つの測定位置で測定可能な温度測定部と、
測定又は推定により前記測定位置における前記第２温度を前記温度測定部とは別個に取得する取得部と、
前記温度測定部の測定結果から前記取得部で取得された前記第２温度を差し引いた差分値を前記第１温度として抽出する処理部と
を備える接触検出装置。

【請求項2】

前記取得部は、前記測定位置における前記第２温度を前記温度測定部とは別個に測定することで前記第２温度を取得する
請求項１に記載の接触検出装置。

【請求項3】

前記取得部は、前記温度測定部の測定結果を示す電気信号にフィルタを適用して前記第２温度を示す電気信号を推定することで前記第２温度を取得する
請求項１に記載の接触検出装置。

【請求項4】

前記処理部で抽出された前記差分値を出力する出力部を更に備える
請求項１に記載の接触検出装置。

【請求項5】

前記処理部は、抽出した前記差分値に基づいて前記回転体と前記温度測定部との接触の有無を判定する
請求項１に記載の接触検出装置。

【請求項6】

前記処理部における接触の有無の判定結果を報知する報知部を更に備える
請求項５に記載の接触検出装置。

【請求項7】

前記処理部は、抽出した前記差分値に基づいて前記回転体と前記温度測定部との接触の有無を判定し、判定結果を前記出力部に出力する
請求項４に記載の接触検出装置。

【請求項8】

前記処理部は、抽出した前記差分値の実効値又は歪度に基づいて前記回転体と前記温度測定部との接触の有無を判定する
請求項５に記載の接触検出装置。

【請求項9】

静止体及び当該静止体に対して回転する回転体を有し前記静止体と前記回転体との間にガスパスが形成された回転機械について、前記静止体と前記回転体の接触を検出する接触検出方法であって、
前記静止体に前記回転体と間隔を空けて設けられる温度測定部により、前記回転体と接触する場合の摩擦により変化する第１温度及び前記ガスパスの第２温度の両方を一つの測定位置で測定する測定ステップと、
測定又は推定により前記測定位置における前記第２温度を前記温度測定部とは別個に取得する取得ステップと、
前記測定ステップの測定結果から前記取得ステップで取得された前記第２温度を差し引いた差分値を前記第１温度として抽出する抽出ステップと
を含む接触検出方法。

【請求項10】

静止体及び当該静止体に対して回転する回転体を有し前記静止体と前記回転体との間にガスパスが形成された回転機械の前記静止体に、所定の設置部を形成するステップと、
前記回転体と接触する場合の摩擦により変化する第１温度及び前記ガスパスの第２温度の両方を一つの測定位置で測定する温度測定部を前記設置部に前記回転体と間隔を空けて取り付けるステップと
を含む回転機械の改修方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、接触検出装置、接触検出方法及び回転機械の改修方法に関する。

【背景技術】

【0002】

円筒状のケーシング内を回転する複数の動翼を備えたロータにより作動流体を圧縮する圧縮機などの回転機械が知られている。この種の回転機械では、動翼との間の接触の有無を検出する接触検出装置をケーシングに設けることで、動翼とケーシングとのクリアランスの値の変化を検出することが行われている。例えば、特許文献１には、蒸気タービンの車室の内周面に複数の温度センサを周方向に配置し、その中の１つの検出値が他の温度センサの検出値よりも高い場合に、摩擦により変化する温度上昇が発生したとして、温度センサが回転体に接触したと判定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】特開２００８－２４０７３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の構成では、車室と回転体との間を水蒸気等の流体が通過する際、温度センサで計測されるノイズが大きくなるため、接触に伴う温度変化を検出することが困難となる可能性がある。

【0005】

本開示は、上記に鑑みてなされたものであり、回転体との接触を精度よく検出することが可能な接触検出装置、接触検出方法及び回転機械の改修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】

【0006】

本開示に係る接触検出装置は、静止体及び当該静止体に対して回転する回転体を有し前記静止体と前記回転体との間にガスパスが形成された回転機械について、前記静止体と前記回転体の接触を検出する接触検出装置であって、前記静止体に前記回転体と間隔を空けて設けられ、前記回転体と接触する場合の摩擦により変化する第１温度及び前記ガスパスの第２温度の両方を一つの測定位置で測定可能な温度測定部と、測定又は推定により前記測定位置における前記第２温度を前記温度測定部とは別個に取得する取得部と、前記温度測定部の測定結果から前記取得部で取得された前記第２温度を差し引いた差分値を前記第１温度として抽出する処理部とを備える。

【0007】

本開示に係る接触検出方法は、静止体及び当該静止体に対して回転する回転体を有し前記静止体と前記回転体との間にガスパスが形成された回転機械について、前記静止体と前記回転体の接触を検出する接触検出方法であって、前記静止体に前記回転体と間隔を空けて設けられる温度測定部により、前記回転体と接触する場合の摩擦により変化する第１温度及び前記ガスパスの第２温度の両方を一つの測定位置で測定する測定ステップと、測定又は推定により前記測定位置における前記第２温度を前記温度測定部とは別個に取得する取得ステップと、前記測定ステップの測定結果から前記取得ステップで取得された前記第２温度を差し引いた差分値を前記第１温度として抽出する抽出ステップとを含む。

【0008】

本開示に係る回転機械の改修方法は、静止体及び当該静止体に対して回転する回転体を有し前記静止体と前記回転体との間にガスパスが形成された回転機械の前記静止体に、所定の設置部を形成するステップと、前記回転体と接触する場合の摩擦により変化する第１温度及び前記ガスパスの第２温度の両方を一つの測定位置で測定する温度測定部を前記設置部に前記回転体と間隔を空けて取り付けるステップとを含む。

【発明の効果】

【0009】

本開示によれば、回転体との接触を精度よく検出することが可能な接触検出装置、接触検出方法及び回転機械の改修方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、本実施形態に係る接触検出装置１００の一例を示す模式図である。

【図2】図２は、本実施形態に係る接触検出装置１００の一例を示す機能ブロック図である。

【図3】図３は、差分値の実効値の時間変化の一例を示す図である。

【図4】図４は、熱電対に対して動翼が接触する前後における差分値の頻度分布の例を示す図である。

【図5】図５は、本実施形態に係る情報処理装置のハードウェア構成の一例を示す機能ブロック図である。

【図6】図６は、本実施形態に係る接触検出方法の一例を示すフローチャートである。

【図7】図７は、本実施形態に係る回転機械の回収方法の一例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】

以下、本開示に係る接触検出装置及び回転機械の改修方法の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

【0012】

図１は、本実施形態に係る接触検出装置１００の一例を示す模式図である。図１に示す接触検出装置１００は、回転機械の静止体に配置され、回転体との間の接触の有無を計測する。ここで、回転機械は、静止体及び当該静止体に対して回転する回転体を有し、静止体と回転体との間にガスパスが形成された構成である。本実施形態では、このような回転機械として、ガスタービンの軸流圧縮機５０を例に挙げて説明する。軸流圧縮機５０は、静止体としてケーシング５１を有し、回転体としてロータ５２Ｒ及び動翼５２を有する。ロータ５２Ｒは、回転軸ＡＸを中心として回転する。動翼５２は、ロータ５２Ｒに装着される。動翼５２は、ロータ５２Ｒと一体で回転する。ケーシング５１と動翼５２との間には、ガスパス５３が形成される。

【0013】

軸流圧縮機５０において、動翼５２及びケーシング５１は、温度が上昇すると熱膨張が発生し、動翼５２とケーシング５１との間のクリアランスが変化する。ガスタービンの運転中には、クリアランスを適切な値に制御することが求められる。接触検出装置１００は、動翼５２との接触の有無を計測することにより、動翼５２とケーシング５１との間のクリアランスの変化を適切に検出できる。接触検出装置１００は、例えば軸流圧縮機５０のテスト運転時に使用することが可能である。

【0014】

接触検出装置１００は、温度測定部１０と、取得部２０と、処理部３０と、表示部（出力部、報知部）４０とを備える。

【0015】

温度測定部１０は、軸流圧縮機５０のケーシング５１の設置部５５に設けられる。設置部５５は、軸流圧縮機５０の製造時に形成されてもよいし、既存の軸流圧縮機５０のケーシング５１に改修等の後工程で付設されてもよい。温度測定部１０は、動翼５２との間に所定の間隔を空けて設けられる。温度測定部１０は、回転する動翼５２と接触する場合の摩擦により変化する第１温度と、動翼５２とケーシング５１との間のガスパス５３の温度である第２温度との両方を１つの測定位置５４で測定する。動翼５２とケーシング５１との間の空間には、圧縮空気が流通する。温度測定部１０では、圧縮空気の流通によるガスパス５３の温度変化を第２温度として計測することができる。

【0016】

温度測定部１０は、例えば１つ以上の熱電対１１を有する。熱電対１１は、測定用端部１１ａが動翼５２側に位置するように配置される。２つ以上の熱電対１１が設けられる場合、測定用端部１１ａの位置が動翼５２から段階的に離れるように熱電対１１を配置することができる。温度測定部１０は、例えば熱電対１１等による測定結果を電気信号に変換して処理部３０に出力する。

【0017】

取得部２０は、測定又は推定により第２温度を取得する。取得部２０は、例えば、温度測定部１０と同一の測定位置における第２温度を温度測定部１０とは別個に測定することで、第２温度を取得することができる。この場合、取得部２０は、例えば１つ以上の熱電対２１を有する。熱電対２１は、例えば温度測定部１０と同一の測定位置で第２温度を取得可能となるように、熱電対１１と近接して配置される。熱電対２１は、測定結果を電気信号に変換して処理部３０に出力する。なお、熱電対１１及び熱電対２１は、熱電対１１の測定用端部１１ａの方が熱電対２１の測定用端部２１ａよりも動翼５２側に突出するように配置される。

【0018】

なお、取得部２０は、例えば、温度測定部１０の測定結果を示す電気信号にフィルタ２２を適用して第２温度を推定することで、第２温度を取得してもよい。この場合、フィルタとしては、例えばメディアンフィルタ、平均化フィルタ、平滑化フィルタ等を適用することができる。取得部２０は、これらのフィルタを適用することにより、温度測定部１０の測定結果を示す電気信号から第１温度を示す電気信号を除去して、第２温度を示す電気信号を推定することができる。取得部２０は、推定した第２温度の電気信号を処理部３０に出力する。

【0019】

処理部３０は、温度測定部１０の測定結果から取得部２０で取得された第２温度を差し引いた差分値を第１温度として抽出する。処理部３０は、温度測定部１０の測定結果を示す電気信号から第２温度を示す電気信号を除去することで、第１温度を示す電気信号を抽出することができる。

【0020】

処理部３０は、抽出した差分値（第１温度）の電気信号を表示部４０に出力する。表示部４０は、処理部３０からの信号に基づいて、差分値を表示する。なお、処理部３０が温度測定部１０の測定結果及び取得部２０で取得された第２温度を表示部４０に出力することにより、表示部４０では、これらの値を表示することができる。

【0021】

図２は、温度測定部１０の測定結果、取得部２０で取得された第２温度、処理部３０で抽出された差分を表示部４０に表示する場合の例を示す図である。図２において、グラフＧ１は、軸流圧縮機５０が過渡状態である場合における温度測定部１０の測定結果Ｌ１０及び取得部２０で取得された取得結果Ｌ２０を示している。グラフＧ２は、グラフＧ１における測定結果Ｌ１０から取得部２０の取得結果Ｌ２０を差し引いた差分値Ｌ３０を示している。

【0022】

グラフＧ１に示すように、温度測定部１０で測定される測定結果Ｌ１０は、動翼５２に接触する際の第１温度とガスパス５３の第２温度とが含まれた値である。過渡状態においては、軸流圧縮機５０のガスパス５３を流通する圧縮空気の温度に応じてガスパス５３の第２温度が上昇する場合がある。第２温度の変化が大きいと、動翼５２と接触する際の摩擦により変化する第１温度の変化量が相対的に小さくなる。このため、オペレータがグラフＧ１を目視しただけでは第１温度の変化に気づきにくく、グラフの一部を拡大表示する等の別途操作が必要になる可能性がある。

【0023】

これに対して、本実施形態では、グラフＧ２に示すように、処理部３０が温度測定部１０の測定結果Ｌ１０から取得部２０の取得結果Ｌ２０を差し引いた差分値Ｌ３０を抽出することにより、ガスパス５３の温度変化の影響が低減されることになる。このため、オペレータがグラフＧ２を目視した場合、別途操作を行うことなく、差分値Ｌ３０を見ることでオペレータが第１温度の変化を把握することが可能となる。グラフＧ２の場合、オペレータは、例えば動翼５２との接触による第１温度の変化部分Ｌ３１を目視により容易に把握することができる。なお、本実施形態においては、グラフＧ１については表示部４０に表示させなくてもよい。

【0024】

処理部３０は、抽出した差分値に基づいて動翼５２と温度測定部１０との接触の有無を判定する。処理部３０は、例えば差分値の実効値又は歪度に基づいて、動翼５２と温度測定部１０との接触の有無を判定することができる。

【0025】

まず、差分値の実効値に基づいて判定を行う場合について説明する。差分値についての時間ｔの関数をｘ（ｔ）とすると、ある期間Ｔにおける差分値の実効値ＲＭＳは、

【数1】

で示される。

【0026】

処理部３０は、数１に基づいて差分値の実効値ＲＭＳを求める。処理部３０は、実効値ＲＭＳが所定の閾値を超える場合に、動翼５２と温度測定部１０とが接触したと判定することができる。図３は、差分値の実効値ＲＭＳの時間変化の一例を示す図である。図３の横軸は時刻、縦軸はＲＭＳ値を示す。差分値の実効値に基づいて判定を行うことで、測定結果のバラつきの変化を実効値として定量化することができるため、動翼５２との接触の有無を容易に判断することができる。図３に示す場合、処理部３０は、実効値ＲＭＳの閾値を超える部分Ｌ３２を検出することで、動翼５２と温度測定部１０との接触があったと判定することができる。また、処理部３０の上記処理により、オペレータによる判断を介さずに自動的に接触の有無を判断することができる。

【0027】

次に、差分値の歪度に基づいて判定を行う場合について説明する。ある期間における差分値のデータ点数をｎ、差分値の値をｘｉ、差分値の平均値をｘバー（ｘの上に「－」）、差分値の標準偏差をｓとすると、当該期間における差分値の歪度ＳＫＷは、

【数2】

で示される。

【0028】

処理部３０は、数２に基づいて差分値の歪度ＳＫＷを求める。処理部３０は、歪度ＳＫＷが所定の閾値を超える場合に、動翼５２と温度測定部１０とが接触したと判定することができる。熱電対１１、２１が動翼５２に接触すると、摩擦熱により測定温度が上昇する。図４は、熱電対に対して動翼が接触する前後における差分値の頻度分布の例を示す図である。図中の横軸は温度差、縦軸は頻度を示す。本発明者は、図４に示すように、接触前の頻度分布Ｌ３３に比べて、接触後の頻度分布Ｌ３４は、摩擦熱による温度上昇により右側の裾野部が広くなることを見出した。したがって、この裾野部の変化を歪度によって捉えることで、動翼５２との接触の有無を精度よく判定することができる。

【0029】

上記の実効値ＲＭＳ及び歪度ＳＫＷを用いる場合において、所定の閾値は、過去の測定データ等を用いて設定することができる。例えば、過去の測定データの中から動翼５２と温度測定部１０との接触が生じていない期間を抽出し、正規分布にフィッティングして、累積確率が一定値以上（例えば、９９．９％以上）となる値を閾値として定めることができる。もしくは、処理部３０は、例えばマハラノビス距離及びホテリング理論に基づく公知の異常検知手法により接触を自動判定してもよい。

【0030】

処理部３０は、実効値ＲＭＳ及び歪度ＳＫＷにより判定を行った場合、判定結果を表示部４０に出力する。処理部３０は、動翼５２と温度測定部１０とが接触したと判定した場合にのみ、判定結果を表示部４０に出力してもよい。

【0031】

表示部４０は、上記したように、処理部３０で抽出された差分値を第１温度として表示する。表示部４０は、例えば液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ－Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイ等の表示装置が用いられる。この場合、表示部４０は、差分値である第１温度をグラフ等により示すことができる。

【0032】

また、表示部４０は、処理部３０で判定された判定結果を出力する。表示部４０は、例えば表示装置に判定結果を出力する場合、文字、画像等により判定結果を出力することができる（図１等参照）。なお、処理部３０で判定された判定結果を報知する報知部としては、表示部４０に代えて、ランプ等の発光装置、アラーム等の音声出力装置等、他の装置であってもよい。この構成におて、報知部は、処理部３０において動翼５２と温度測定部１０とが接触したと判定された場合、判定結果をランプの点滅、アラームの鳴動等により、オペレータ等に報知することができる。

【0033】

図５は、本実施形態に係る情報処理装置のハードウェア構成の一例を示す機能ブロック図である。上記の処理部３０は、情報処理装置１を含む。情報処理装置１は、プロセッサ２と、メモリ３と、ストレージ４と、インタフェース５とを有する。プロセッサ２、メモリ３、ストレージ４及びインタフェース５は、バス等で相互に接続される。

【0034】

プロセッサ２は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等の演算装置を含む。メモリ３は、例えばＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の不揮発性メモリ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等の揮発性メモリを含む。ストレージ４は、例えばＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等の記憶装置を含む。ストレージ４は、上記の処理部３０の各機能を実現するためのプログラムを記憶する。インタフェース５は、ネットワークインタフェースカード等の入出力回路を含む。インタフェース５は、外部装置との間で通信を行う。

【0035】

プロセッサ２は、ストレージ４に記憶された各プログラムを読み出してメモリ３に展開することにより、上記各機能に応じた処理を実行する。情報処理装置１は、このようにプログラムを読み出して実行することで、各種の情報処理を実行するコンピュータとして動作する。

【0036】

なお、上記プログラムは、ストレージ４に記憶される場合に限定されない。例えば、上記プログラムは、ネットワークを介して情報処理装置１に配信されてもよい。また、外部の記録媒体に記録された上記プログラムが読み出されて情報処理装置１に配信されてもよい。また、上記プログラムは、情報処理装置１によって実行される場合に限定されない。例えば、情報処理装置１とは異なる他の情報処理装置が上記プログラムを実行してもよいし、情報処理装置１と他の情報処理装置とが協働して上記プログラムを実行してもよい。

【0037】

次に、本実施形態に係る接触検出方法について説明する。本実施形態に係る接触検出方法では、上記のように構成された接触検出装置１００を用いることができる。図６は、本実施形態に係る接触検出方法の一例を示すフローチャートである。図６に示すように、本実施形態に係る接触検出方法は、測定ステップＳ１０と、取得ステップＳ２０と、抽出ステップＳ３０と、出力ステップＳ４０と、判定ステップＳ５０と、報知ステップＳ６０とを含む。

【0038】

測定ステップＳ１０では、軸流圧縮機５０のケーシング５１に動翼５２と間隔を空けて設けられる温度測定部１０により、動翼５２と接触する場合の摩擦により変化する第１温度及びガスパス５３の第２温度の両方を一つの測定位置で測定する。

【0039】

取得ステップＳ２０では、取得部２０が、測定又は推定により測定位置５４における第２温度を温度測定部１０とは別個に取得する。

【0040】

抽出ステップＳ３０では、処理部３０が、温度測定部１０の測定結果から、取得部２０で取得された第２温度を差し引いた差分値を第１温度として抽出する。

【0041】

出力ステップＳ４０では、処理部３０が、抽出した差分値を表示部４０に出力する。表示部４０には、差分値が第１温度として表示される。オペレータは、表示部４０に表示される差分値を見ることにより、別途操作を要することなく、第１温度の変化を把握することができる。

【0042】

判定ステップＳ５０では、処理部３０が、抽出した差分値に基づいて動翼５２と温度測定部１０との接触の有無を判定する。

【0043】

報知ステップＳ６０では、処理部３０が、動翼５２との接触の有無を判定した判定結果を表示部４０に出力させることで報知する。処理部３０は、動翼５２と温度測定部１０との接触があった場合にのみ報知を行うようにしてもよい。表示部４０には、判定結果が表示される。オペレータは、表示部４０に表示される判定結果を見ることにより、別途操作を要することなく、動翼５２と温度測定部１０との接触の有無を把握することができる。

【0044】

上記の接触検出装置１００は、既存の軸流圧縮機５０等の回転機械に対して、後工程で付設することができる。図７は、本実施形態に係る回転機械の改修方法の一例を示すフローチャートである。図７に示すように、回転機械の改修方法は、設置部形成ステップＳ７０と、取付ステップＳ８０とを含む。

【0045】

設置部形成ステップＳ７０では、ケーシング５１及び当該ケーシング５１に対して回転する動翼５２を有しケーシング５１と動翼５２との間にガスパス５３が形成された軸流圧縮機５０のケーシング５１に、所定の設置部５５を形成する。

【0046】

取付ステップＳ８０では、動翼５２と接触する場合の摩擦により変化する第１温度及びガスパス５３の第２温度の両方を一つの測定位置で測定する温度測定部１０を設置部５５に動翼５２と間隔を空けて取り付ける。

【0047】

これにより、既存の軸流圧縮機５０に対して温度測定部１０を容易に取り付けることができる。なお、取得部２０が熱電対２１により測定位置５４においてガスパス５３の第２温度を測定する構成の場合、取得部２０の熱電対２１を設置するための設置部を併せて形成する。

【0048】

以上のように、本開示の第１態様に係る接触検出装置は、ケーシング５１及び当該ケーシング５１に対して回転する動翼５２を有しケーシング５１と動翼５２との間にガスパス５３が形成された軸流圧縮機５０について、ケーシング５１と動翼５２の接触を検出する接触検出装置１００であって、ケーシング５１に動翼５２と間隔を空けて設けられ、動翼５２と接触する場合の摩擦により変化する第１温度及びガスパス５３の第２温度の両方を一つの測定位置で測定可能な温度測定部１０と、測定又は推定により測定位置における第２温度を温度測定部１０とは別個に取得する取得部２０と、温度測定部１０の測定結果から取得部２０で取得された第２温度を差し引いた差分値を第１温度として抽出する処理部３０とを備える接触検出装置１００である。

【0049】

この構成によれば、温度測定部１０での測定結果から、ガスパス５３の第２温度による影響を差し引いた差分値を第１温度として抽出するため、ガスパス５３に流通するガスの影響を低減することができる。これにより、動翼５２との接触を精度よく検出することができる。

【0050】

本開示の第２態様に係る接触検出装置は、第１態様に係る接触検出装置１００において、取得部２０が、測定位置における第２温度を温度測定部１０とは別個に測定することで第２温度を取得する。したがって、精度の高い第２温度を取得することができる。

【0051】

本開示の第３態様に係る接触検出装置は、第１態様又は第２態様に係る接触検出装置１００において、取得部２０が、温度測定部１０の測定結果を示す電気信号にフィルタを適用して第２温度を示す電気信号を推定することで第２温度を取得する。したがって、温度測定部１０の測定結果を用いることで、別途熱電対等を用いることなく第２温度を高精度に取得できる。

【0052】

本開示の第４態様に係る接触検出装置は、第１態様から第３態様のいずれかに係る接触検出装置１００において、処理部３０で抽出された差分値を出力する表示部４０を更に備える。したがって、オペレータは、表示部４０を見ることにより、手作業でグラフを拡大する等の別途操作を行うことなく、容易に差分値である第１温度の変化を把握することができる。

【0053】

本開示の第５態様に係る接触検出装置は、第１態様から第３態様のいずれかに係る接触検出装置１００において、処理部３０が、抽出した差分値に基づいて動翼５２と温度測定部１０との接触の有無を判定する。したがって、動翼５２と温度測定部１０との接触の有無を自動的に判定することができる。

【0054】

本開示の第６態様に係る接触検出装置は、第５態様に係る接触検出装置１００において、処理部３０における接触の有無の判定結果を報知する表示部４０を更に備える。したがって、オペレータは、表示部４０を見ることにより、手作業でグラフを拡大する等の別途操作を行うことなく、容易に接触の有無の判定結果を把握することができる。

【0055】

本開示の第７態様に係る接触検出装置は、第５態様又は第６態様に係る接触検出装置１００において、処理部３０が、抽出した差分値の実効値又は歪度に基づいて動翼５２と温度測定部１０との接触の有無を判定する。したがって、動翼５２と温度測定部１０との接触の有無を精度よく判定することができる。

【0056】

本開示の第８態様に係る接触検出方法は、ケーシング５１及び当該ケーシング５１に対して回転する動翼５２を有しケーシング５１と動翼５２との間にガスパス５３が形成された軸流圧縮機５０について、ケーシング５１と動翼５２の接触を検出する接触検出方法であって、ケーシング５１に動翼５２と間隔を空けて設けられる温度測定部１０により、動翼５２と接触する場合の摩擦により変化する第１温度及びガスパス５３の第２温度の両方を一つの測定位置で測定ステップと、測定又は推定により測定位置における第２温度を温度測定部１０とは別個に取得する取得ステップと、測定ステップの測定結果から取得ステップで取得された第２温度を差し引いた差分値を第１温度として抽出する抽出ステップとを含む。

【0057】

この構成によれば、温度測定部１０での測定結果から、ガスパス５３の第２温度による影響を差し引いた差分値を第１温度として抽出するため、ガスパス５３に流通するガスの影響を低減することができる。これにより、動翼５２との接触を精度よく検出することができる。

【0058】

本開示の第８態様に係る回転機械の改修方法は、ケーシング５１及び当該ケーシング５１に対して回転する動翼５２を有しケーシング５１と動翼５２との間にガスパス５３が形成された軸流圧縮機５０のケーシング５１に、所定の設置部を形成するステップと、動翼５２と接触する場合の摩擦により変化する第１温度及びガスパス５３の第２温度の両方を一つの測定位置で測定する温度測定部１０を設置部に動翼５２と間隔を空けて取り付けるステップとを含む。

【0059】

したがって、既存の軸流圧縮機５０に対して温度測定部１０を容易に取り付けることができる。

【0060】

本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。例えば、上記実施形態では、回転機械としてガスタービンの軸流圧縮機５０を例に挙げて説明したが、これに限定されない。

【0061】

回転機械としては、例えばガスタービンのタービンであってもよい。この場合、タービンのケーシング（車室、翼環等）が静止体であり、タービンの動翼が回転体である。タービンにおいては、ケーシングと動翼との間のガスパスには燃焼ガスが流通する。したがって、温度測定部１０は、動翼と接触した場合の摩擦により変化する第１温度と、ガスパスを流通する燃焼ガスの第２温度とを測定する。

【0062】

また、回転機械としては、例えば蒸気タービンであってもよい。この場合、蒸気タービンのケーシング（車室、翼環等）が静止体であり、蒸気タービンの動翼が回転体である。蒸気タービンにおいては、ケーシングと動翼との間のガスパスには水蒸気が流通する。したがって、温度測定部１０は、動翼と接触した場合の摩擦により変化する第１温度と、ガスパスを流通する水蒸気の第２温度とを測定する。

【符号の説明】

【0063】

１ 情報処理装置
２ プロセッサ
３ メモリ
４ ストレージ
５ インタフェース
１０ 温度測定部
１１，２１ 熱電対
１１ａ 測定用端部
２０ 取得部
２２ フィルタ
３０ 処理部
４０ 表示部
５０ 軸流圧縮機
５１ ケーシング
５２ 動翼
５３ ガスパス
５４ 測定位置
５５ 設置部
１００ 接触検出装置
Ｌ１，Ｌ２ 頻度分布

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】