CN111386385B - 旋转机械的叶片的状态的监视传感器、传感器的位置调节方法及旋转机械 - Google Patents

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Abstract

旋转机械的叶片的状态的监视传感器具备：传感器，用于监视旋转机械的叶片的状态；第一部分，构成为固定于上述旋转机械的壳体；及第二部分，保持上述传感器，并且以能够调节上述传感器在上述壳体的轴向上的位置的方式支撑于上述第一部分。

Description

旋转机械的叶片的状态的监视传感器、传感器的位置调节方 法及旋转机械
技术领域
本公开涉及旋转机械的叶片的状态的监视传感器、传感器的位置调节方法及旋转机械。
背景技术
在旋转机械中，有时为了监视叶片或转子轴等各部分的状态而设置监视传感器。为了利用这样的监视传感器适当地监视对象物，需要相对于监视对象物将监视传感器配置于适当的位置。例如，关于检测压缩机的转子轴的径向上的位移的传感器，已知有能够调节在径向外侧的壳体安装的传感器与转子轴之间的距离的传感器的安装构造(参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献1：日本特开2012-88200号公报
发明内容
发明所要解决的课题
例如，在检测旋转机械的动叶的振动的情况下，用于检测动叶的振动的传感器经常安装于动叶的径向外侧的壳体。
但是，在旋转机械的运转中，有时由于由运转引起的温度上升，动叶或壳体因热延伸等而变形，动叶与传感器的相对位置发生变化。例如，当动叶与传感器的相对位置在壳体的轴向上发生变化时，动叶可能会从传感器的检测范围脱离。因此，期望能够在壳体的轴向上调节传感器的位置。
但是，在上述专利文献1所记载的传感器的安装构造中，虽然能够调节传感器与转子轴之间的距离，但无法在壳体的轴向上调节传感器的位置。
鉴于上述情况，本发明的至少一实施方式的目的在于，提供即使叶片或壳体因热延伸等而发生变形也能够监视叶片的状态的旋转机械的叶片的状态的监视传感器。
用于解决课题的手段
(1)本发明的至少一实施方式的旋转机械的叶片的状态的监视传感器具备：
传感器，用于监视旋转机械的叶片的状态；
第一部分，构成为固定于上述旋转机械的壳体；及
第二部分，保持上述传感器，并且以能够调节上述传感器在上述壳体的轴向上的位置的方式支撑于上述第一部分。
在上述(1)的结构中，即使由于旋转机械的运转中的温度上升，叶片、壳体因热延伸等而变形，叶片与传感器之间的相对位置在壳体的轴向上变化，能够在壳体的轴向上变更传感器的位置，所以也能够监视叶片的状态。
(2)在一些实施方式中，在上述(1)的结构的基础上，
上述第二部分构成为能够绕着上述第二部分的中心轴而相对于上述第一部分转动，
上述传感器设于相对于上述第一部分的中心轴偏心的位置。
在上述(2)的结构中，若以使第一部分的中心轴沿着壳体的径向的方式将第一部分固定于壳体，则能够通过绕着第二部分的中心轴使第二部分相对于第一部分转动，而使传感器的位置在壳体的轴向上移动。
(3)在一些实施方式中，在上述(1)或(2)的结构的基础上，
上述第一部分包含由相对于上述第一部分的中心轴同芯的圆形状的凹部或凸部构成的第一嵌合部，
上述第二部分包含由与上述第一嵌合部的上述凹部或上述凸部嵌合的圆形的凸部或凹部构成的第二嵌合部。
在上述(3)的结构中，能够限制第二嵌合部相对于第一嵌合部在相对于第一部分的中心轴的径向上的位置偏移并使第二部分相对于第一部分转动。
(4)在一些实施方式中，在上述(1)～(3)的任一结构的基础上，
上述第一部分包含第一凸缘部，上述第一凸缘部具有供多个紧固部件分别插通的多个第一孔部，
上述第二部分包含第二凸缘部，上述第二凸缘部具有供上述多个紧固部件分别插通的多个第二孔部，并通过上述多个紧固部件而与上述第一凸缘部结合，
上述第一凸缘部与上述第二凸缘部能够相对转动，
上述多个第一孔部和上述多个第二孔部中的至少一方是沿着上述第一凸缘部与上述第二凸缘部的相对转动的方向延伸的长孔。
在上述(4)的结构中，供紧固部件插通的多个第一孔部和多个第二孔部中的至少一方是长孔，所以能够在长孔的延伸范围内相对于第一部分而将第二部分以任意的角度位置固定。
(5)在一些实施方式中，在上述(1)～(4)的任一结构的基础上，上述传感器以能够绕着与上述第一部分的中心轴平行的上述传感器的中心轴转动的方式由上述第二部分保持。
在使用是相对于中心轴非对称的构造而需要相对于叶片以预定的配置方向进行测定的传感器的情况下，期望传感器的配置方向能够调节。
关于这一点，在上述(5)的结构中，能够转动传感器以使传感器能够相对于叶片以预定的配置方向进行测定。
(6)在一些实施方式中，在上述(1)～(5)的任一结构的基础上，
上述第二部分包含：
被固定部，以能够相对于上述第一部分绕着同芯的中心轴转动的方式固定于上述第一部分；及
传感器保持部，保持上述传感器，并且相对于上述被固定部的中心轴偏心，以能够相对于上述被固定部转动的方式设置。
在上述(6)的结构中，若被固定部的中心轴沿着壳体的径向，则能够通过使被固定部相对于第一部分转动，而使相对于被固定部的中心轴偏心的传感器保持部在壳体的轴向上移动，因此能够使传感器在壳体的轴向上移动。
另外，能够通过使传感器保持部相对于被固定部转动，而使传感器相对于壳体转动。
(7)在一些实施方式中，在上述(1)～(6)的任一结构的基础上，构成为上述第二部分能够相对于上述第一部分而变更在上述壳体的径向上的位置。
在上述(7)的结构中，能够变更叶片的径向外侧的端部与传感器的位置之间的距离。
(8)本发明的至少一实施方式的传感器的位置调节方法是用于监视旋转机械的叶片的状态的传感器的位置调节方法，
在上述旋转机械的壳体固定有第一部分，保持上述传感器的第二部分支撑于上述第一部分，
上述位置调节方法具备通过变更上述第一部分与上述第二部分之间的位置关系来调节上述传感器在上述壳体的轴向上的位置的位置调节工序。
在上述(8)的方法中，即使由于旋转机械的运转中的温度上升，叶片、壳体因热延伸等而变形，叶片与传感器的相对位置在壳体的轴向上变化，也能够在壳体的轴向上变更传感器的位置。
(9)在一些实施方式中，在上述(8)的方法的基础上，
上述传感器以能够绕着与上述第一部分的中心轴平行的上述传感器的中心轴转动的方式由上述第二部分保持，
上述位置调节方法具备使上述传感器绕着上述传感器的中心轴转动的转动工序。
在上述(9)的方法中，即使是需要相对于叶片以预定的配置方向进行测定的传感器，也能够调节传感器的绕着中心轴的角度位置以使传感器能够相对于叶片以预定的配置方向进行测定。
(10)本发明的至少一实施方式的旋转机械具备：
旋转轴，安装有多个叶片；
壳体，收纳上述旋转轴；
监视传感器，用于监视上述多个叶片的状态，插通于沿着上述壳体的径向设置的上述壳体的贯通孔，前端向上述壳体的内侧突出；及
传感器保护部件，在上述壳体的内周面上相对于上述贯通孔安装于上述叶片的旋转方向上的上游侧。
例如，通过由工作流体运送尘埃或液滴，可能会在从壳体的内周面突出的监视传感器的前端部分发生冲蚀。
关于这一点，在上述(10)的结构中，在壳体的内周面上，相对于贯通孔在叶片的旋转方向上的上游侧安装有传感器保护部件，因此能够抑制监视传感器的冲蚀。
发明效果
根据本发明的至少一实施方式，即使叶片或壳体因热延伸等而变形，也能够利用监视传感器来监视叶片的状态。
附图说明
图1是示出一些实施方式的蒸汽轮机的概略结构图。
图2是示出了动叶的振动检测所涉及的结构的图。
图3是动叶的振动检测所涉及的振动波形处理的说明图。
图4是示出第一动叶的振动波形的曲线图。
图5是示意性地示出从动叶的径向外侧观察由安装于转子的多个整体围带叶片构成的动叶列的状态的图。
图6是示意性地示出了一实施方式的监视传感器的截面的图，是从动叶的旋转方向观察沿着壳体的径向的截面时的图。
图7是从壳体的径向外侧观察第一凸缘部时的图。
图8是示出被固定部相对于第一部分的角度位置不同于图6所示的状态的情况下的一例的图。
图9是示意性地示出了其他实施方式的监视传感器的截面的图，是从动叶的旋转方向观察沿着壳体的径向截面时的图。
图10是示出第二部分相对于第一部分的角度位置不同于图9所示的状态的情况下的一例的图。
图11是示出沿着中心轴观察作为具有相对于中心轴非对称的构造的传感器的一例的电磁拾取式的传感器时的示意性的构造的图。
图12A是用于对监视传感器9的耐冲蚀对策进行说明的示意性地示出了一实施方式的监视传感器的截面的图，是沿着壳体的轴向观察沿着壳体的径向的截面时的图。
图12B是用于对监视传感器9的耐冲蚀对策进行说明的示意性地示出了一实施方式的监视传感器的截面的图，示出了设置有传感器保护部件的状态。
图13是变形例的第二部分的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图来对本发明的一些实施方式进行说明。但是，作为实施方式记载的或附图中示出的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等并非旨在将本发明的范围限定于此，只不过是说明例。
例如，“在某方向上”、“沿着某方向”、“平行”、“正交”、“中心”、“同心”、“同芯”或“同轴”等表示相对的或绝对的配置的表述不仅严格地表示这样的配置，也表示具有公差或能够得到相同功能的程度的角度或距离而相对位移了的状态。
例如，“同一”、“相等”及“均质”等表示事物相等的状态的表述不仅严格地表示相等的状态，也表示存在公差或能够得到相同功能的程度的差的状态。
例如，四边形状或圆筒形状等表示形状的表述不仅表示在几何学上严格的含义下的四边形状或圆筒形状等形状，也表示在能够得到相同效果的范围内包含凹凸部或倒角部等的形状。
另一方面，“配备”、“设置”、“具备”、“包含”或“具有”一个构成要素这样的表述不是排除其他构成要素的存在的排他性的表述。
首先，作为一些实施方式的旋转机械的一例，对图1所示的蒸汽轮机1进行说明。另外，图1是示出一些实施方式的蒸汽轮机1的概略结构图。
如图1所示，一些实施方式的蒸汽轮机1构成为利用从蒸汽入口4导入到壳体(机室)7a内的蒸汽来驱动转子(旋转轴)2旋转。另外，在该图中，省略了排气室等蒸汽排出机构。
具体而言，蒸汽轮机1具备：多个动叶6，设于转子2侧；及定子(静止部)7，包含壳体7a及设于该壳体7a侧的多个静叶7b。
多个动叶6和多个静叶7b在转子2的中心轴O的方向上交替地排列。通过沿着转子2的中心轴O的方向流动的蒸汽通过动叶6及静叶7b而转子2旋转，提供给转子2的旋转能被从轴端取出而用于发电等。
在以下的说明中，将转子2的中心轴O的方向也称作壳体7a的轴向。另外，将转子2的径向有时称作壳体7a的径向，有时也称工作叶6的径向。
在这样构成的蒸汽轮机1这样的旋转机械中，已知叶片会因旋转而振动。因此，也进行着旋转机械的工作中的叶片的振动的检测。例如，在检测动叶的振动的情况下，有时在与动叶的径向外侧端相向的壳体上安装多个传感器，通过这多个传感器来检测动叶的振动。
在一些实施方式中，在与动叶6的径向外侧端相向的壳体7a安装有多个具有用于检测动叶6的振动的传感器8的监视传感器9。
以下，关于动叶6的振动检测方法的一例，说明概要。另外，关于监视传感器9的详情将在后文说明。
图2是示出了动叶6的振动检测所涉及的结构的图。在转子2的周围安装有n片动叶6即第一动叶6-1、第二动叶6-2、第三动叶6-3···第n动叶6-n。在与各动叶6的径向外侧的端部即外周侧(前端侧)的端部相向的位置配置有检测动叶6的通过的多个传感器8。传感器8在图2中在未图示的壳体7a上沿着周向以相等间距或不等间距配置例如m个。例如，关于多个传感器8，沿着转子2的旋转方向依次称作第一传感器8-1、第二传感器8-2、第三传感器8-3···第m传感器8-m。
各传感器8例如可以是电磁式的传感器，也可以是光学式的传感器，还可以是静电容式的传感器，还可以是涡电流式的传感器。只要能够检测动叶6的通过即可，传感器8能够使用各种各样的检测方式的传感器。
各传感器8的检测信号构成为向控制器50输入而由控制器50处理。
另外，对控制器50也被输入用于检测转子2的零位置(基准位置)的基准位置传感器即旋转检测器51的信号。
图3是动叶6的振动检测所涉及的振动波形处理的说明图。在图3中，从上侧起依次示出第一传感器8-1、第二传感器8-2、第三传感器8-3···的输出，在最下段示出旋转检测器51的输出。另外，实线表示动叶6未振动的基准状态下的来自各传感器8的输出。虚线表示动叶6振动的状态(振动状态)下的来自各传感器8的输出。
第一传感器8-1输出基于第一动叶6-1的通过的信号S11、基于第二动叶6-2的通过的信号S12、基于第三动叶6-3的通过的信号S13···。第二传感器8-2输出基于第一动叶6-1的通过的信号S21、基于第二动叶6-2的通过的信号S22···。相同地，第三传感器8-3输出基于第一动叶6-1的通过的信号S31···。
控制器50分别算出在假定为动叶6未振动时各动叶6通过各传感器8的第一通过定时。即，控制器50算出如图3中的实线所示的推定为在基准状态下输出的来自各传感器8的信号的输出定时作为第一通过定时。
另外，控制器50基于如图3中的虚线所示的由各传感器8实际检测到的信号来取得各动叶6的通过定时作为第二通过定时。
并且，控制器50对算出的上述第一通过定时与由各传感器8实际检测到的各动叶6的第二通过定时进行比较，来算出通过时间差△τ。
具体而言，控制器50关于第一动叶6-1，算出第一传感器8-1的设置位置处的第一动叶6-1的基准状态与振动状态下的通过时间差Δτ1、第二传感器8-2的设置位置处的第一动叶6-1的基准状态与振动状态下的通过时间差Δτ2、第三传感器8-3的设置位置处的第一动叶6-1的基准状态与振动状态下的通过时间差Δτ3···。相同地，控制器关于其他的动叶6-2～动叶6-n，分别算出各传感器8的设置位置处的各动叶6-2～动叶6-n的基准状态与振动状态下的通过时间差Δτ。
控制器50基于如上述那样算出的通过时间差△τ和动叶6的圆周速度u，求出关于第一动叶6-1的位移(振幅)δ1-1、δ1-2、δ1-3···。
通过将这样得到的振幅δ1-1、δ1-2、δ1-3···如图4所示那样以时间轴为横轴而描点，而得到第一动叶6-1的振动波形。图4是示出第一动叶6-1的振动波形的曲线图。即，控制器50通过将算出的振幅δ1-1、δ1-2、δ1-3···如图4所示那样以时间轴为横轴而描点，来取得第一动叶6-1的振动波形。
控制器50关于其他的动叶6-2～动叶6-n也相同地取得振动波形。并且，控制器50基于取得的这些振动波形而算出动叶6在面外方向上的振动位移，来检测动叶6的振动状态(振动模式)。
然而，在蒸汽轮机1这样的旋转机械的运转中，有时由于由运转引起的温度上升，动叶6和壳体7a因热延伸等而变形，动叶6与传感器8的相对位置发生变化。例如，当动叶6与传感器8的相对位置在壳体7a的轴向上变化时，动叶6可能会从传感器8的检测范围脱离。尤其是，在被称作整体围带叶片的动叶的情况下，关于动叶与传感器的壳体之间的轴向上的相对位置，有时会产生以下叙述的制约。
例如，在被称作整体围带叶片的动叶中，在动叶的径向外侧的端部形成有围带。图5是示意性地示出从动叶的径向外侧观察由安装于转子的多个整体围带叶片构成的动叶列的状态的图。图5所示的整体围带叶片60具备具有翼型的翼型部61和设于翼型部61中的动叶的径向外侧端部的围带62。在图5中，箭头x表示壳体的轴向，箭头R1表示整体围带叶片60的旋转方向。围带62的端面压接于相邻的其他整体围带叶片60的围带62的端面。
例如，在如图5所示的由整体围带叶片构成的动叶列中，为了利用传感器检测整体围带叶片60中的各整体围带叶片60，传感器的检测范围例如必须大体在壳体的轴向上是由两条双点划线夹着的范围a之间。例如，在壳体的轴向上的传感器的位置从由两条双点划线夹着的范围a在图5中向左侧偏离的情况下，整体围带叶片60可能会从传感器的检测范围脱离。另外，例如，在壳体的轴向上的传感器的位置从范围a在图5中向右侧偏离的情况下，由于相邻的整体围带叶片60的围带62彼此接触，所以可能会无法单独地检测出整体围带叶片60。
因此，在一些实施方式中，如以下所述，以能够调节壳体7a的轴向上的传感器8的位置的方式构成了监视传感器9。
(关于监视传感器9)
图6是示意性地示出了一实施方式的监视传感器9的截面的图，是从动叶6的旋转方向观察沿着壳体7a的径向的截面时的图。另外，图9是示意性地示出了其他实施方式的监视传感器9的截面的图，是从动叶6的旋转方向观察沿着壳体7a的径向的截面时的图。另外，为了便于说明，将在图6及图9中成为壳体7a的径向外侧的图示上方向也简称作上方向或上，将在图6及图9中成为壳体7a的径向内侧的图示下方向也简称作下方向或下。在图6及图9中，壳体7a的轴向是图示左右方向。在图6及图9中，箭头x表示壳体7a的轴向。
一些实施方式的监视传感器9具备用于检测动叶6的振动即用于监视动叶6的状态的传感器8。一些实施方式的监视传感器9具备构成为固定于壳体7a的第一部分10。一些实施方式的监视传感器9具备保持传感器8并且以能够调节壳体7a的轴向上的传感器8的位置的方式支撑于第一部分10的第二部分20。
如后所述，第二部分20构成为能够绕着第二部分20的中心轴AX2而相对于第一部分10转动。
传感器8设于相对于第一部分10的中心轴AX1偏心的位置。
在一些实施方式中，在壳体7a上的与动叶6的径向外侧端相向的位置，为了使传感器8与动叶6的径向外侧端相向而在多个部位设有贯通孔部7c。在贯通孔部7c中的壳体7a的径向外侧的内周面形成有例如内螺纹部7d。
(第一部分10)
在一些实施方式的第一部分10形成有与壳体7a的内螺纹部7d结合的外螺纹部11。一些实施方式的第一部分10通过外螺纹部11与壳体7a的内螺纹部7d结合而固定于壳体7a。另外，第一部分10相对于壳体7a的固定方法不限于上述固定方法，例如也可以使外螺纹部11相对于设于壳体7a的管台的内螺纹部结合。另外，也可以不是螺纹部彼此的结合，而是在第一部分10的下部设置凸缘部并且在壳体7a也设置凸缘部，使这些凸缘部彼此结合。
在一些实施方式的第一部分10形成有供第二部分20的后述的传感器保持部220、232插通的贯通孔12。贯通孔12的中心轴与第一部分10的中心轴AX1一致。
在一些实施方式的第一部分10的上部形成有第一嵌合部13。第一嵌合部13是从第一部分10的上表面向下方凹陷且相对于第一部分10的中心轴AX1同芯的圆形状的凹部。
在一些实施方式的第一部分10的上部形成有第一凸缘部14。图7是从壳体7a的径向外侧观察第一凸缘部14时的图。在第一凸缘部14的比第一嵌合部13靠外侧的部分形成有在以中心轴AX1为中心的圆周方向上延伸的多个长孔15。
(第二部分20)
如下所述，一些实施方式的第二部分20构成为能够绕着第二部分20的中心轴AX2而相对于第一部分10转动。
一些实施方式的第二部分20包含由与第一部分10的第一嵌合部13嵌合的圆形的凸部构成的第二嵌合部21。第二嵌合部21是相对于第二部分20的中心轴AX2同芯的圆形状的凸部。
图6所示的一实施方式的第二部分20包含被固定部210和传感器保持部220，如后所述，第二嵌合部21设于被固定部210的下部。另外，在图9所示的其他实施方式的第二部分20中，如后所述，第二嵌合部21设于凸缘部231的下部。
首先，对图6所示的一实施方式的第二部分20进行说明。
在一实施方式的第二部分20中，被固定部210具有：下部凸缘部211、中间部212及上部凸缘部213。在被固定部210形成有在上下方向上延伸的贯通孔部214。贯通孔部214的中心轴214a相对于第二部分20的中心轴AX2偏心。
下部凸缘部211是设于被固定部210的下部的凸缘部，与第一部分10的第一凸缘部14进行凸缘结合。即，下部凸缘部211是与第一凸缘部14进行凸缘结合的第二凸缘部。
在下部凸缘部(第二凸缘部)211的下表面形成有上述第二嵌合部21。如上所述，第二嵌合部21是相对于第二部分20的中心轴AX2同芯的圆形状的凸部，贯通孔部214的中心轴214a相对于第二部分20的中心轴AX2偏心。因此，贯通孔部214相对于第二嵌合部21偏心。
在下部凸缘部211的比第二嵌合部21靠外侧的部分，在以中心轴AX2为中心的圆周上形成有多个螺栓孔215。螺栓孔215是圆形的孔，不是图7所示的第一凸缘部14的长孔15那样的在以中心轴AX2为中心的圆周方向上延伸的长孔，但也可以是在以中心轴AX2为中心的圆周方向上延伸的长孔。
中间部212是连接下部凸缘部211与上部凸缘部213的中空轴状的部位，内周面形成了贯通孔部214。
上部凸缘部213例如是与贯通孔部214的中心轴214a同芯的圆盘状的凸缘部。在上部凸缘部213形成有从上部凸缘部213的上表面向下方凹陷的凹部216。如后所述，在该凹部216收纳用于调节壳体的径向上的传感器8的位置的垫圈271。
在上部凸缘部213的比凹部216靠外侧的部分，在以贯通孔部214的中心轴214a为中心的圆周上形成有多个螺栓孔217。螺栓孔217与下部凸缘部211的螺栓孔215相同地是圆形的孔，不是图7所示的第一凸缘部14的长孔15那样的在以中心轴AX2为中心的圆周方向上延伸的长孔，但也可以是在以中心轴AX2为中心的圆周方向上延伸的长孔。
一实施方式的第二部分20中的传感器保持部220具有凸缘部221、轴部222及台阶部223。
凸缘部221是与被固定部210的上部凸缘部213进行凸缘结合的凸缘部。凸缘部221具有与图7所示的第一凸缘部14的长孔15相同地在以传感器保持部220的中心轴220a为中心的圆周方向上延伸的多个长孔224。
轴部222是从凸缘部221向下方延伸且与传感器保持部220的中心轴220a同芯的轴状的部位。轴部222在下端附近保持传感器8。传感器8以使其中心轴8a与传感器保持部220的中心轴220a同芯的方式保持于轴部222。轴部222插通于被固定部210的贯通孔部214及第一部分10的贯通孔12，并且插通于壳体7a的贯通孔部7c。另外，当轴部222插通于被固定部210的贯通孔部214时，传感器保持部220的中心轴220a与贯通孔部214的中心轴214a同芯。
另外，在图6中，壳体7a的径向上的轴部222的下端的位置是与壳体7a的内周面的位置大致相同的位置。但是，轴部222的下端也可以从壳体7a的内周面向壳体7a的径向内侧突出，还可以从壳体7a的内周面向壳体7a的径向外侧缩入。
台阶部223是在轴部222的上部具有比轴部222大的直径的带台阶的部分。如后所述，在向被固定部210安装传感器保持部220时，在被固定部210的凹部216的上表面与台阶部223的下表面之间配置垫圈271。
接着，对图9所示的其他实施方式的第二部分20进行说明。图9所示的其他实施方式的第二部分20具有凸缘部231、第二嵌合部21及传感器保持部232。凸缘部231、第二嵌合部21及传感器保持部232以相对于第二部分20的中心轴AX2成为同芯的方式配置。
凸缘部231是与第一部分10的上部的第一凸缘部14进行凸缘结合的凸缘部。即，凸缘部231是与第一凸缘部14进行凸缘结合的第二凸缘部。
在凸缘部(第二凸缘部)231中，在以第二部分20的中心轴AX2为中心的圆周上形成有多个螺栓孔233。螺栓孔233是圆形的孔，不是图7所示的第一凸缘部14的长孔15那样的在以中心轴AX2为中心的圆周方向上延伸的长孔，但也可以是在以中心轴AX2为中心的圆周方向上延伸的长孔。
在其他实施方式的第二部分20中，第二嵌合部21设于凸缘部231的下部。
传感器保持部232是从第二嵌合部21向下方延伸且如上述那样与第二部分20的中心轴AX2同芯的轴状的部位。传感器保持部232在下端附近保持传感器8。传感器8以使其中心轴8a从第二部分20的中心轴AX2偏心的方式保持于传感器保持部232。传感器保持部232插通于第一部分10的贯通孔12，并且插通于壳体7a的贯通孔部7c。
另外，在图9中，壳体7a的径向上的传感器保持部232的下端的位置是与壳体7a的内周面的位置大致相同的位置。但是，传感器保持部232的下端也可以从壳体7a的内周面向壳体7a的径向内侧突出，还可以从壳体7a的内周面向壳体7a的径向外侧缩入。
这样构成的一些实施方式的监视传感器9的各部分如以下那样组装。
在图6所示的一实施方式的监视传感器9中，固定于壳体7a的第一部分10的第一嵌合部13与第二部分20的被固定部210的第二嵌合部21嵌合。第一部分10的第一凸缘部14和被固定部210的下部凸缘部211通过插通于长孔15和螺栓孔215的螺栓71由螺母72紧固而结合。由此，在第一部分10固定被固定部210。
在图6所示的一实施方式的监视传感器9中，在被固定部210固定传感器保持部220。具体而言，被固定部210的上部凸缘部213和传感器保持部220的凸缘部221通过插通于螺栓孔217和长孔224的螺栓71由螺母72紧固而结合。另外，如上所述，在被固定部210的凹部216收纳有垫圈271，在凹部216的上表面与传感器保持部220的台阶部223的下表面之间夹持有垫圈271。在一实施方式的监视传感器9中，构成为第二部分20中的传感器保持部220相对于第一部分10能够变更壳体7a的径向的位置。即，通过变更垫圈271的厚度，能够调节壳体7a的径向上的传感器8的位置，因此能够变更动叶6的径向外侧的端部与传感器8的位置之间的距离。
在图9所示的其他实施方式的监视传感器9中，固定于壳体7a的第一部分10的第一嵌合部13与第二部分20的第二嵌合部21嵌合。第一部分10的第一凸缘部14和第二部分20的凸缘部231通过插通于长孔15和螺栓孔233的螺栓71由螺母72紧固而结合。由此，在第一部分10固定第二部分20。
接着，对在如上述那样构成的图6所示的一实施方式的监视传感器9中壳体7a的轴向上的传感器8的位置能够调节这一点进行说明。
在图6所示的一实施方式的监视传感器9中，被固定部210以能够相对于第一部分10绕着同芯的中心轴转动的方式固定于第一部分10。具体而言，如下所述。
一实施方式的第二部分20的中心轴AX2是被固定部210的中心轴，如上所述，与第一部分10的中心轴AX1同芯。
但是，如上所述，贯通孔部214的中心轴214a相对于第二部分20的中心轴AX2偏心。因此，贯通孔部214的中心轴214a相对于第一部分10的中心轴AX1偏心。
因此，当在使第一部分10的第一嵌合部13与第二部分20的被固定部210的第二嵌合部21嵌合的状态下以中心轴AX1为中心(以中心轴AX2为中心)使被固定部210相对于第一部分10转动时，贯通孔部214的中心轴214a以中心轴AX1为中心在周向上移动。如上所述，在贯通孔部214中插通有传感器保持部220的轴部222，传感器8保持于轴部222。因此，当以中心轴AX1为中心使被固定部210相对于第一部分10转动时，传感器8在以中心轴AX1为中心的周向上移动。这样，能够通过使传感器8在以中心轴AX1为中心的周向上移动，来调节壳体7a的轴向上的传感器8的位置。
这样，在使用了一实施方式的监视传感器9的传感器的位置调节方法中，具备通过变更第一部分10与第二部分20的位置关系来调节壳体7a的轴向上的传感器8的位置的位置调节工序。另外，在使用了一实施方式的监视传感器9的传感器的位置调节方法中，变更第一部分10与第二部分20的位置关系包含使被固定部210相对于第一部分10转动。
图8是示出被固定部210相对于第一部分10的角度位置不同于图6所示的状态的情况下的一例的图。若比较图6与图8则明显可知，与图6相比，在图8中，传感器8在壳体7a的轴向上的位置向图示右侧偏移。
即，在一实施方式的监视传感器9中，通过使被固定部210相对于第一部分10转动，能够使相对于被固定部210的中心轴即第二部分20的中心轴AX2偏心的传感器保持部220在壳体7a的轴向上移动，因此能够使传感器8在壳体7a的轴向上移动。
另外，第一凸缘部14的螺栓孔是多个长孔15，所以能够在以中心轴AX1为中心的圆周方向上的长孔15的延伸长度的范围内，使第一凸缘部14与下部凸缘部(第二凸缘部)211相对转动。这样，在一实施方式的监视传感器9中，长孔15沿着第一凸缘14部与下部凸缘部(第二凸缘部)211的相对转动的方向而延伸，所以能够在长孔15的延伸范围内相对于第一部分10将第二部分20以任意的角度位置固定。
另外，在图6所示的一实施方式的监视传感器9中，能够以贯通孔部214的中心轴214a(传感器保持部220的中心轴220a)为中心使传感器保持部220相对于被固定部210转动。即，传感器8以能够绕着与第一部分10的中心轴AX1平行的传感器8的中心轴转动的方式由第二部分20保持。另外，传感器保持部220保持传感器8，并且相对于被固定部210的中心轴AX2偏心，以能够相对于被固定部210转动的方式设置。
因此，在图6所示的一实施方式的监视传感器9中，不管壳体7a的轴向上的传感器8的位置如何，都能够调节以传感器8的中心轴为中心的传感器8的角度位置。
这样，在使用了一实施方式的监视传感器9的传感器的位置调节方法中，具备使传感器8绕着传感器8的中心轴转动的转动工序。
由此，起到以下的作用效果。
例如，在能够作为传感器8使用的传感器中，也包括是相对于中心轴非对称的构造而需要相对于动叶6以预定的配置方向测定的传感器。作为这样的传感器的一例，可举出例如电磁拾取式的传感器且如图11所示那样永久磁铁和检测线圈隔着分隔壁而并列地配置的传感器。在电磁拾取式的传感器中，利用检测线圈来检测永久磁铁形成的磁场的变化。图11是示出沿着中心轴观察作为具有相对于中心轴非对称的构造的传感器的一例的电磁拾取式的传感器时的示意性的构造的图。
在图11所示的非对称传感器80中，在沿着非对称传感器80的中心轴观察时，在保护部件84的内部，永久磁铁81和检测线圈82隔着分隔壁83而并列地配置。
例如，对使用该非对称传感器80作为一些实施方式的传感器8且以使非对称传感器80的中心轴的朝向沿着壳体7a的径向的方式配置了非对称传感器80的情况进行说明。在该情况下，在相对于非对称传感器80以如图11的箭头b所示那样动叶6首先接近永久磁铁81接着接近检测线圈82的方式配置非对称传感器80的方向的情况下，非对称传感器80的动叶6的检测灵敏度最高。因此，在使用了非对称传感器80作为一些实施方式的传感器8的情况下，优选以能够变更非对称传感器80的配置方向的方式构成监视传感器9。
关于这一点，在一实施方式的监视传感器9中，如上所述，能够调节以传感器8的中心轴为中心的传感器8的角度位置，因此，在使用了非对称传感器80作为传感器8的情况下，能够转动非对称传感器80以使非对称传感器80能够相对于动叶6以预定的配置方向进行测定。
接着，对在如上述那样构成的图9所示的其他实施方式的监视传感器9中壳体7a的轴向上的传感器8的位置能够调节这一点进行说明。
在图9所示的其他实施方式的第二部分20中，如上所述，第二部分20的中心轴AX2与第一部分10的中心轴AX1同芯。另外，在其他实施方式的第二部分20中，如上所述，传感器8的中心轴8a从第二部分20的中心轴AX2偏心。
因此，当在使第一部分10的第一嵌合部13与第二部分20的第二嵌合部21嵌合的状态下以中心轴AX1为中心(以中心轴AX2为中心)使第二部分20相对于第一部分10转动时，传感器8的中心轴8a即传感器8以中心轴AX1为中心在周向上移动。这样，通过使传感器8在以中心轴AX1为中心的周向上移动，能够调节传感器8在壳体7a的轴向上的位置。
图10是示出第二部分20相对于第一部分10的角度位置不同于图9所示的状态的情况下的一例的图。若比较图9与图10则明显可知，与图9相比，在图10中，传感器8在壳体7a的轴向上的位置向图示右侧偏移。
另外，与图6所示的一实施方式的监视传感器9相同地，关于图9所示的其他实施方式的监视传感器9也是第一凸缘部14的螺栓孔是多个长孔15，所以能够在以中心轴AX1为中心的圆周方向上的长孔15的延伸长度的范围内使第一凸缘部14与凸缘部(第二凸缘部)231相对转动并互相结合。
这样，如上所述，一些实施方式的监视传感器9具备用于监视动叶6的状态的传感器8、构成为固定于壳体7a的第一部分10及保持传感器8的第二部分20。第二部分20以能够调节传感器8在壳体7a的轴向上的位置的方式支撑于第一部分10。
由此，即使因蒸汽轮机1的运转中的温度上升而产生热延伸等从而动叶6与传感器8的相对位置在壳体7a的轴向上变化，能够在壳体7a的轴向上变更传感器8的位置，所以也能够监视动叶6的状态。
另外，在一些实施方式的监视传感器9中，如上所述，第二部分20构成为能够绕着第二部分20的中心轴AX2而相对于第一部分10转动，传感器8设于相对于第一部分10的中心轴AX1偏心的位置。由此，使第二部分20绕着第二部分20的中心轴AX2而相对于第一部分10转动，从而能够使传感器8的位置在壳体7a的轴向上移动。
在一些实施方式的监视传感器9中，如上所述，第一部分10包含由相对于中心轴AX1同芯的圆形状的凹部构成的第一嵌合部13。另外，第二部分20包含由与第一嵌合部13的凹部嵌合的圆形的凸部构成的第二嵌合部21。
由此，能够限制第二嵌合部21相对于第一嵌合部13在相对于第一部分10的中心轴AX1的径向上的位置偏移并使第二部分20相对于第一部分10转动。
(关于监视传感器9的耐冲蚀对策)
通过由旋转机械的工作流体运送尘埃或液滴，可能会在从壳体的内周面突出的监视传感器的前端部分发生冲蚀。
例如，在蒸汽轮机1中，有时作为工作流体的蒸汽冷凝而产生冷凝水。
图12A是示意性地示出了一实施方式的监视传感器9的截面的图，是沿着壳体的轴向观察沿着壳体7a的径向的截面时的图。在图12A中，箭头R2表示动叶6的旋转方向。例如如图12A所示，在监视传感器9的轴部222的下端从壳体7a的内周面向壳体7a的径向内侧突出的情况下，冷凝水沿着动叶6的旋转方向被运送，从动叶6的旋转方向的上游侧相对于轴部222中的从壳体7a的内周面突出的突出部分222a碰撞。因此，可能会在突出部分222a中的动叶6的旋转方向的上游侧发生冲蚀。
因此，在一些实施方式中，如图12B所示，在壳体7a的内周面中的相对于贯通孔部7c成为动叶6的旋转方向的上游侧的位置安装有传感器保护部件75。由此，能够抑制从动叶6的旋转方向的上游侧运送的冷凝水等与突出部分222a的碰撞，因此能够抑制轴部222的冲蚀。另外，图12B是与图12A相同的图，示出了设置有传感器保护部件75的状态。
若传感器保护部件75是在从动叶6的旋转方向的上游侧观察时突出部分222a被传感器保护部件75遮挡的形状及大小，则冲蚀的抑制效果提高。
传感器保护部件75的材质能够设为金属或陶瓷等。另外，在传感器8的种类是涡电流传感器等不希望将传感器保护部件75的材质设为金属的情况下，将传感器保护部件75的材质设为陶瓷等非金属材料即可。
本发明不限定于上述实施方式，也包含对上述实施方式施加了变形而得到的方式和将这些方式适当组合而得到的方式。
例如，在上述一些实施方式中，通过将第一凸缘部14的多个螺栓孔分别设为长孔15而构成为能够相对于第一部分10将第二部分20以任意的角度位置固定。但是，第一凸缘部14的多个螺栓孔也可以不是长孔15而是圆形的孔。即使在该情况下，也能够以多个螺栓孔的配置间距为单位来变更第二部分20相对于第一部分10的角度位置。例如，若第一凸缘部14的多个螺栓孔以30度间距配置于圆周上，则能够将第二部分20相对于第一部分10的角度位置以30度间距变更。
关于传感器保持部220的凸缘部221上的长孔224也是相同的。
在上述一些实施方式中，以能够绕着第二部分20的中心轴AX2即绕着第一部分10的中心轴AX1而相对于第一部分10转动的方式构成了第二部分20。并且，通过将传感器8设于相对于第一部分10的中心轴AX1偏心的位置，而构成为能够使第二部分20相对于第一部分10转动来在壳体7a的轴向上调节传感器8的位置。但是，用于在壳体7a的轴向上调节传感器8的位置的结构不限定于这样的结构。
例如，也可以将沿着中心轴AX1观察时的第一部分10的贯通孔12的形状设为在壳体7a的轴向上延伸的长孔形状。并且，也可以设为，能够在使第二部分20的轴部222、传感器保持部232移动到贯通孔12内的壳体7a的轴向的任意的位置的状态下固定第一部分10和第二部分20。
在上述其他实施方式中，无法相对于第二部分20以传感器8的中心轴8a为中心转动传感器8。但是，例如，如图13所示，对传感器保持部232设置在与中心轴AX2平行的方向上延伸的孔部232a，使轴部235向该孔部232a插通。使轴部235在下端附近保持传感器8。
并且，通过绕着以与中心轴AX2平行的轴部235的中心轴而在孔部232a内使轴部235转动，能够使传感器8相对于第二部分20以中心轴8a为中心进行转动。轴部235的中心轴例如也可以与传感器8的中心轴8a一致。另外，图13是变形例的第二部分20的剖视图。
在上述一些实施方式中，监视传感器9为了检测动叶6的振动而设置。但是，也可以将一些实施方式的监视传感器9的结构应用于用于检测静叶7b的振动检测的监视传感器。
另外，监视传感器9的用途不限于动叶6的振动检测，例如，也可以利用一些实施方式的监视传感器9来检测动叶6的径向外侧的端部与壳体7a的内周面之间的间隙即叶尖间隙。
在上述一实施方式的监视传感器9中，构成为通过利用垫圈271调节传感器保持部220与被固定部210的相对位置来调节传感器8在壳体7a的径向上的位置。但是，也可以构成为利用垫圈271来调整被固定部210与第一部分10的相对位置，通过这样构成，也能够调节传感器8在壳体7a的径向上的位置。
另外，在图9所示的其他实施方式的监视传感器9中，也可以在第一部分10与第二部分20之间夹设垫圈271，使得能够通过变更垫圈271的厚度来调节传感器8在壳体7a的径向上的位置。
另外，在上述一些实施方式中，在将互相结合的两个凸缘部中的一方的凸缘部的螺栓孔设为长孔，将另一方的凸缘部的螺栓孔设为圆形的孔的情况下，也可以将一方的凸缘部的螺栓孔设为圆形的孔，将另一方的凸缘部的螺栓孔设为长孔。
附图标记说明
1 蒸汽轮机
2 转子(旋转轴)
6 动叶
7a 壳体(机室)
7b 静叶
8 传感器
9 监视传感器
10 第一部分
13 第一嵌合部
14 第一凸缘部
15 长孔
20 第二部分
21 第二嵌合部
75 传感器保护部件
210 被固定部
211 下部凸缘部(第二凸缘部)
220、232 传感器保持部
231 凸缘部(第二凸缘部)。

Claims (8)

1.一种旋转机械的叶片的状态的监视传感器，具备：
传感器，用于监视旋转机械的叶片的状态；
第一部分，构成为固定于所述旋转机械的壳体；及
第二部分，保持所述传感器，并且以能够将所述壳体的轴向上的所述传感器调节成能够相对于叶片以预定的配置方向进行测定的方式支撑于所述第一部分，
所述第一部分包含第一凸缘部，所述第一凸缘部具有供多个紧固部件分别插通的多个第一孔部，
所述第二部分包含第二凸缘部，所述第二凸缘部具有供所述多个紧固部件分别插通的多个第二孔部，并通过所述多个紧固部件而与所述第一凸缘部结合，
所述第一凸缘部与所述第二凸缘部能够相对转动，
所述多个第一孔部和所述多个第二孔部中的至少一方是沿着所述第一凸缘部与所述第二凸缘部的相对转动的方向延伸的长孔。
2.根据权利要求1所述的旋转机械的叶片的状态的监视传感器，其中，
所述第二部分进一步构成为能够绕着所述第二部分的中心轴而相对于所述第一部分转动，
所述传感器设于相对于所述第一部分的中心轴偏心的位置。
3.根据权利要求1或2所述的旋转机械的叶片的状态的监视传感器，其中，
所述第一部分包含由相对于所述第一部分的中心轴同芯的圆形状的凹部或凸部构成的第一嵌合部，
所述第二部分包含由与所述第一嵌合部的所述凹部或所述凸部嵌合的圆形的凸部或凹部构成的第二嵌合部。
4.根据权利要求1或2所述的旋转机械的叶片的状态的监视传感器，其中，
所述传感器以能够绕着与所述第一部分的中心轴平行的所述传感器的中心轴转动的方式由所述第二部分保持。
5.根据权利要求1或2所述的旋转机械的叶片的状态的监视传感器，其中，
所述第二部分包含：
被固定部，以能够相对于所述第一部分而绕着同芯的中心轴转动的方式固定于所述第一部分；及
传感器保持部，保持所述传感器，并且相对于所述被固定部的中心轴偏心，以能够相对于所述被固定部转动的方式设置。
6.根据权利要求1或2所述的旋转机械的叶片的状态的监视传感器，其中，
构成为所述第二部分能够相对于所述第一部分而变更在所述壳体的径向上的位置。
7.一种传感器的位置调节方法，是用于监视旋转机械的叶片的状态的传感器的位置调节方法，
在所述旋转机械的壳体固定有第一部分，保持所述传感器的第二部分支撑于所述第一部分，
所述位置调节方法具备通过变更所述第一部分与所述第二部分之间的位置关系来调节所述传感器在所述壳体的轴向上的位置的位置调节工序，
所述传感器以能够绕着与所述第一部分的中心轴平行的所述传感器的中心轴转动的方式由所述第二部分保持，
所述位置调节方法具备使所述传感器绕着所述传感器的中心轴转动的转动工序。
8.一种旋转机械，具备：
旋转轴，安装有多个叶片；
壳体，收纳所述旋转轴；
监视传感器，用于监视所述多个叶片的状态，插通于沿着所述壳体的径向设置的所述壳体的贯通孔，前端向所述壳体的内侧突出；及
传感器保护部件，在所述壳体的内周面上相对于所述贯通孔安装于所述叶片的旋转方向上的上游侧。
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