JP2003097217A - 蒸気タービンのノズルスロート面積評価装置 - Google Patents
蒸気タービンのノズルスロート面積評価装置Info
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- JP2003097217A JP2003097217A JP2001291427A JP2001291427A JP2003097217A JP 2003097217 A JP2003097217 A JP 2003097217A JP 2001291427 A JP2001291427 A JP 2001291427A JP 2001291427 A JP2001291427 A JP 2001291427A JP 2003097217 A JP2003097217 A JP 2003097217A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】テーパゲージで計測したデータを読み取った
後、人手でコンピュータに入力しているため、スロート
の計測から良否判定までに多くの時間を要し、蒸気ター
ビン定期点検期間内に迅速にエンドユーザへ報告するこ
とができなかった。 【解決手段】蒸気タービンのノズルダイアフラム蒸気流
出口側ノズル板形状を非接触式スキャナにて採取した形
状信号から、ノズル板腹側曲線とノズル板出口端点との
最短距離を算出してスロート値を求め、これらノズル板
腹側曲線とスロート値とを基に一個スロート面積値およ
びノズルダイアフラム全周に亘るスロート総面積値を算
出し、さらにこの算出したスロート総面積値データを判
定装置に入力して適正な値であるか否かを自動的に評価
する。
後、人手でコンピュータに入力しているため、スロート
の計測から良否判定までに多くの時間を要し、蒸気ター
ビン定期点検期間内に迅速にエンドユーザへ報告するこ
とができなかった。 【解決手段】蒸気タービンのノズルダイアフラム蒸気流
出口側ノズル板形状を非接触式スキャナにて採取した形
状信号から、ノズル板腹側曲線とノズル板出口端点との
最短距離を算出してスロート値を求め、これらノズル板
腹側曲線とスロート値とを基に一個スロート面積値およ
びノズルダイアフラム全周に亘るスロート総面積値を算
出し、さらにこの算出したスロート総面積値データを判
定装置に入力して適正な値であるか否かを自動的に評価
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は蒸気タービンのノズ
ルスロート面積評価装置に係り、特に非接触で蒸気流出
口側ノズル板の形状信号を採取し、蒸気タービンのノズ
ルスロート面積を計測し、判定するようにした蒸気ター
ビンのノズルスロート面積評価装置に関する。
ルスロート面積評価装置に係り、特に非接触で蒸気流出
口側ノズル板の形状信号を採取し、蒸気タービンのノズ
ルスロート面積を計測し、判定するようにした蒸気ター
ビンのノズルスロート面積評価装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図２は一般的な蒸気タービンのノズルダ
イアフラム１を半切にした状態を示す斜視図であり、こ
の蒸気タービンのノズルダイアフラム１は内輪２と外輪
３との間に円周方向に所定ピッチで多数のノズル板４を
設置することによって構成されている。図３は図２に示
したノズル板４相互間に蒸気流５が流れる様子を示して
おり、蒸気流５の出口側のノズル板４相互間の最短距離
をスロート６と称している。
イアフラム１を半切にした状態を示す斜視図であり、こ
の蒸気タービンのノズルダイアフラム１は内輪２と外輪
３との間に円周方向に所定ピッチで多数のノズル板４を
設置することによって構成されている。図３は図２に示
したノズル板４相互間に蒸気流５が流れる様子を示して
おり、蒸気流５の出口側のノズル板４相互間の最短距離
をスロート６と称している。
【０００３】従来、このスロート６を計測する場合、図
４で示すように検査員が隣接するノズル板４相互間一つ
ひとつにテーパゲージ７を差し込み、このテーパゲージ
７の目盛りすなわちデータを読み取って一旦適当な記入
用紙に手書きすることにより採取している。そしてこの
手書きしたデータを図示していないコンピュータに入力
して所定の演算を行うことによりスロート面積を算出
し、その算出結果に基づいてスロート面積が適切である
か否かを判定するようにしている。
４で示すように検査員が隣接するノズル板４相互間一つ
ひとつにテーパゲージ７を差し込み、このテーパゲージ
７の目盛りすなわちデータを読み取って一旦適当な記入
用紙に手書きすることにより採取している。そしてこの
手書きしたデータを図示していないコンピュータに入力
して所定の演算を行うことによりスロート面積を算出
し、その算出結果に基づいてスロート面積が適切である
か否かを判定するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来は計
測されたデータは検査員が読み取った後、改めてコンピ
ュータに入力しているため、計測から判定までに多くの
時間を要し、蒸気タービン定期点検期間内にスロート計
測結果の評価をエンドユーザへ迅速に報告することがで
きないという問題があった。
測されたデータは検査員が読み取った後、改めてコンピ
ュータに入力しているため、計測から判定までに多くの
時間を要し、蒸気タービン定期点検期間内にスロート計
測結果の評価をエンドユーザへ迅速に報告することがで
きないという問題があった。
【０００５】本発明は上記従来技術の課題に鑑み、非接
触式のスキャナにより計測した蒸気タービンのノズルス
ロート計測値を直接コンピュータに入力できるようにし
て、計測結果を迅速に評価できるようにした蒸気タービ
ンのノズルスロート面積評価装置を提供することを目的
とするものである。
触式のスキャナにより計測した蒸気タービンのノズルス
ロート計測値を直接コンピュータに入力できるようにし
て、計測結果を迅速に評価できるようにした蒸気タービ
ンのノズルスロート面積評価装置を提供することを目的
とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項１記載に係る発明は、蒸気タービンのノズル
ダイアフラムの蒸気流出口側ノズル板スロート面積が適
正な値であるか否かを判定する蒸気タービンのノズルス
ロート面積評価装置において、前記蒸気流出口側ノズル
板の形状に係る形状信号を採取する非接触式スキャナお
よびこの非接触式スキャナで得た形状信号をデジタルデ
ータとして出力するＡ／Ｄ変換器を備えた形状取込装置
と、この形状取込装置より出力された形状に関するデジ
タルデータに基づいてノズル板腹側曲線とスロート値と
を算出するノズル板形状演算手段と、このノズル板形状
演算手段で算出したスロート値とノズル板腹側曲線とを
基に蒸気流出口側ノズル板スロート面積値を算出するス
ロート面積演算手段と、このスロート面積演算手段手段
より算出した蒸気流出口側ノズル板スロート面積値が適
正な値であるか否かを判定する判定手段と、を備えたこ
とを特徴とする。
め、請求項１記載に係る発明は、蒸気タービンのノズル
ダイアフラムの蒸気流出口側ノズル板スロート面積が適
正な値であるか否かを判定する蒸気タービンのノズルス
ロート面積評価装置において、前記蒸気流出口側ノズル
板の形状に係る形状信号を採取する非接触式スキャナお
よびこの非接触式スキャナで得た形状信号をデジタルデ
ータとして出力するＡ／Ｄ変換器を備えた形状取込装置
と、この形状取込装置より出力された形状に関するデジ
タルデータに基づいてノズル板腹側曲線とスロート値と
を算出するノズル板形状演算手段と、このノズル板形状
演算手段で算出したスロート値とノズル板腹側曲線とを
基に蒸気流出口側ノズル板スロート面積値を算出するス
ロート面積演算手段と、このスロート面積演算手段手段
より算出した蒸気流出口側ノズル板スロート面積値が適
正な値であるか否かを判定する判定手段と、を備えたこ
とを特徴とする。
【０００７】また、請求項２記載の蒸気タービンのノズ
ルスロート面積評価装置に係る発明は、前記非接触式ス
キャナはレーザ光を蒸気流出口側ノズル板に照射し、そ
の反射波を受信することにより形状信号を採取すること
を特徴とする。
ルスロート面積評価装置に係る発明は、前記非接触式ス
キャナはレーザ光を蒸気流出口側ノズル板に照射し、そ
の反射波を受信することにより形状信号を採取すること
を特徴とする。
【０００８】更に、請求項３記載の蒸気タービンのノズ
ルスロート面積評価装置に係る発明は、前記スロート面
積演算手段はノズル板形状デジタルデータ演算装置より
算出されたノズル板腹側曲線とノズル板出口端点との最
短距離を基に一つのスロート面積値およびノズルダイア
フラム全周に亘る一個スロート面積の合計とするスロー
ト総面積値を算出することを特徴とする。
ルスロート面積評価装置に係る発明は、前記スロート面
積演算手段はノズル板形状デジタルデータ演算装置より
算出されたノズル板腹側曲線とノズル板出口端点との最
短距離を基に一つのスロート面積値およびノズルダイア
フラム全周に亘る一個スロート面積の合計とするスロー
ト総面積値を算出することを特徴とする。
【０００９】更にまた、請求項４記載の蒸気タービンの
ノズルスロート面積評価装置に係る発明は、前記判定装
置はスロート面積演算装置より算出した蒸気流出口側ノ
ズル板スロート面積値が上限判定値Ａと下限判定値Ｂの
間の適正な値であるかを自動的に評価することを特徴と
する。
ノズルスロート面積評価装置に係る発明は、前記判定装
置はスロート面積演算装置より算出した蒸気流出口側ノ
ズル板スロート面積値が上限判定値Ａと下限判定値Ｂの
間の適正な値であるかを自動的に評価することを特徴と
する。
【００１０】これらの請求項に記載の発明によれば、非
接触式スキャナを蒸気タービンノズルダイアフラムの蒸
気流出口側ノズル板に近接するだけでノズル板の形状信
号が得られ、この形状信号を直接コンピュータに入力す
ることによりスロートの計測から評価までを自動的に迅
速に行うことができる。
接触式スキャナを蒸気タービンノズルダイアフラムの蒸
気流出口側ノズル板に近接するだけでノズル板の形状信
号が得られ、この形状信号を直接コンピュータに入力す
ることによりスロートの計測から評価までを自動的に迅
速に行うことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明による蒸気タービン
のノズルスロート面積評価装置の１実施の形態について
図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態
を示す構成図であり、本発明装置は形状読込装置８と、
この形状読込装置８で検出した形状信号を入力して演算
し評価結果を出力するコンピュータ９とから構成されて
いる。
のノズルスロート面積評価装置の１実施の形態について
図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態
を示す構成図であり、本発明装置は形状読込装置８と、
この形状読込装置８で検出した形状信号を入力して演算
し評価結果を出力するコンピュータ９とから構成されて
いる。
【００１２】まず、形状読込装置８は蒸気流出口側ノズ
ル板４のスロート６を形成している部位にレーザ光１０
を照射する手段および被照射部位からの反射波により当
該被照射部位の形状を読み取り形状信号をアナログ値で
出力する手段を備えた非接触式スキャナ１１と、この非
接触式スキャナ１１が読み取った被照射部位の形状信号
をディジタル値に変換してコンピュータ９に入力するた
めのＡ／Ｄ変換器１２とから構成されている。
ル板４のスロート６を形成している部位にレーザ光１０
を照射する手段および被照射部位からの反射波により当
該被照射部位の形状を読み取り形状信号をアナログ値で
出力する手段を備えた非接触式スキャナ１１と、この非
接触式スキャナ１１が読み取った被照射部位の形状信号
をディジタル値に変換してコンピュータ９に入力するた
めのＡ／Ｄ変換器１２とから構成されている。
【００１３】このコンピュータ９は可搬型、据置き型の
どちらでも適用可能であり、大きく分けて４つの機能実
現手段すなわち、ノズル板形状演算手段１３、スロート
面積演算手段１４、判定手段１５および出力手段１６を
有している。
どちらでも適用可能であり、大きく分けて４つの機能実
現手段すなわち、ノズル板形状演算手段１３、スロート
面積演算手段１４、判定手段１５および出力手段１６を
有している。
【００１４】まず、ノズル板形状演算手段１３は前記Ａ
／Ｄ変換器１２から入力された被照射部位に関する形状
信号に基づいて、ノズル板腹側曲線１７およびこのノズ
ル板腹側曲線１７とノズル板出口端点１８との最短距離
を算出しする。この最短距離がスロート値６である。
／Ｄ変換器１２から入力された被照射部位に関する形状
信号に基づいて、ノズル板腹側曲線１７およびこのノズ
ル板腹側曲線１７とノズル板出口端点１８との最短距離
を算出しする。この最短距離がスロート値６である。
【００１５】以下、前記ノズル板形状演算手段１３にお
けるスロート６の算出法について説明する。前記形状取
込装置８で採取したノズル板腹側曲線１７のデータｙ＝
ｆ(ｘ)およびノズル板出口端点１８のデータＰ(ｘ１、
ｙ１)とを用いて、ノズル板出口端点１８からノズル板
腹側曲線１７に至る最短距離線分の到達点をＱ(ｘ２、
ｙ２)とすると、曲線１７と直交する最短距離線分の式
は、次の（１）式に示すとおりである。
けるスロート６の算出法について説明する。前記形状取
込装置８で採取したノズル板腹側曲線１７のデータｙ＝
ｆ(ｘ)およびノズル板出口端点１８のデータＰ(ｘ１、
ｙ１)とを用いて、ノズル板出口端点１８からノズル板
腹側曲線１７に至る最短距離線分の到達点をＱ(ｘ２、
ｙ２)とすると、曲線１７と直交する最短距離線分の式
は、次の（１）式に示すとおりである。
【００１６】
【数１】
【００１７】この（１）式から到達点をＱ(ｘ２、ｙ２)
を算出し、次に（２）式によりスロート６の値Ｓを算出
する。
を算出し、次に（２）式によりスロート６の値Ｓを算出
する。
【００１８】
【数２】
【００１９】次に、スロート面積演算手段１４は前記ノ
ズル板形状演算手段１３から出力されたスロート値６と
ノズル板腹側曲線１７とに基づいて一つのスロート面積
値を算出し、更にノズルダイアフラム全周に亘るスロー
ト総面積値を算出する。
ズル板形状演算手段１３から出力されたスロート値６と
ノズル板腹側曲線１７とに基づいて一つのスロート面積
値を算出し、更にノズルダイアフラム全周に亘るスロー
ト総面積値を算出する。
【００２０】以下、図２に基づいてスロート面積値Ｓの
算出法の一例を説明する。上記（１）、（２）式に基づ
いて算出したノズル板４の両端すなわち内輪２、外輪３
に接する部分のスロート値Ｓ１およびＳ２から、次の
（３）式に基づいてスロート面積Ａを求める。これが一
つのスロート面積である。なお、Ｈはノズル板４の高さ
を表す。
算出法の一例を説明する。上記（１）、（２）式に基づ
いて算出したノズル板４の両端すなわち内輪２、外輪３
に接する部分のスロート値Ｓ１およびＳ２から、次の
（３）式に基づいてスロート面積Ａを求める。これが一
つのスロート面積である。なお、Ｈはノズル板４の高さ
を表す。
【００２１】
【数３】
【００２２】そして、このような方法により順次ノズル
ダイヤフラムの全周に亘りスロート面積を求め、最後に
各スロート面積を加算することにより、スロート総面積
値を求める。
ダイヤフラムの全周に亘りスロート面積を求め、最後に
各スロート面積を加算することにより、スロート総面積
値を求める。
【００２３】更に、判定装置１５は予め上限判定値ＬＡ
と下限判定値ＬＢとを設定しており、前記スロート面積
演算手段１０から出力された蒸気流出口側ノズル板スロ
ート面積値を入力し、この入力値が前記上限判定値ＬＡ
と下限判定値ＬＢの間に存在するか否かを判定し、この
上限判定値ＬＡと下限判定値ＬＢの間にあれば適正値、
この範囲から逸脱していれば適正値ではないとして評価
し、出力する。そしてこの判定装置１５の評価結果を表
示器または印字機、あるいは表示器および印字機の両方
を備えた出力装置１６に出力する。
と下限判定値ＬＢとを設定しており、前記スロート面積
演算手段１０から出力された蒸気流出口側ノズル板スロ
ート面積値を入力し、この入力値が前記上限判定値ＬＡ
と下限判定値ＬＢの間に存在するか否かを判定し、この
上限判定値ＬＡと下限判定値ＬＢの間にあれば適正値、
この範囲から逸脱していれば適正値ではないとして評価
し、出力する。そしてこの判定装置１５の評価結果を表
示器または印字機、あるいは表示器および印字機の両方
を備えた出力装置１６に出力する。
【００２４】検査員はこの出力装置１６に提示された評
価結果をエンドユーザを含む関係者に迅速に報告するこ
とになる。なお、前記コンピュータ９が形状取込装置８
と一緒に持ち運びできる型式のものであれば、形状信号
の採取から評価までをより一層短時間に能率良く行うこ
とができる。
価結果をエンドユーザを含む関係者に迅速に報告するこ
とになる。なお、前記コンピュータ９が形状取込装置８
と一緒に持ち運びできる型式のものであれば、形状信号
の採取から評価までをより一層短時間に能率良く行うこ
とができる。
【００２５】前記コンピュータ９が事務所等に据置きす
る型式のものであれば、無線式のインターフェースを介
して形状取込装置８の形状信号をオンラインで取込む要
にしても良い。
る型式のものであれば、無線式のインターフェースを介
して形状取込装置８の形状信号をオンラインで取込む要
にしても良い。
【００２６】一方、コンピュータ９と形状取込装置８と
をオンラインで接続できない場合は、形状取込装置８に
記憶装置を設置して採取した形状信号をこの記憶装置に
一時記憶しておき、事務所に戻ってから形状取込装置８
をコンピュータ９に接続し、記憶装置に記憶されている
形状信号をコンピュータに吸い上げてノズル板形状デー
タ演算以降の演算を行わせるようにしても良い。
をオンラインで接続できない場合は、形状取込装置８に
記憶装置を設置して採取した形状信号をこの記憶装置に
一時記憶しておき、事務所に戻ってから形状取込装置８
をコンピュータ９に接続し、記憶装置に記憶されている
形状信号をコンピュータに吸い上げてノズル板形状デー
タ演算以降の演算を行わせるようにしても良い。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は蒸気ター
ビンノズルダイアフラムの蒸気流出口側ノズル板の形状
を非接触式スキャナによって形状信号として採取し、こ
の採取した形状信号に基づいてノズル板形状演算手段に
よりノズル板腹側曲線とノズル板出口端点との最短距離
を算出してスロート値を求め、これらノズル板腹側曲線
とスロート値とに基づいてスロート面積演算手段により
一個のスロート面積値およびノズルダイアフラム全周に
亘るスロート総面積値を算出し、さらにこの算出したス
ロート総面積値データを判定手段に入力して適正な値で
あるか否かを自動的に評価するようにしたので、従来の
ように人手でデータを読み取った後、改めてコンピュー
タに入力して判定を行うようにしたものに比べて、計測
から評価までを迅速に行うことができる。
ビンノズルダイアフラムの蒸気流出口側ノズル板の形状
を非接触式スキャナによって形状信号として採取し、こ
の採取した形状信号に基づいてノズル板形状演算手段に
よりノズル板腹側曲線とノズル板出口端点との最短距離
を算出してスロート値を求め、これらノズル板腹側曲線
とスロート値とに基づいてスロート面積演算手段により
一個のスロート面積値およびノズルダイアフラム全周に
亘るスロート総面積値を算出し、さらにこの算出したス
ロート総面積値データを判定手段に入力して適正な値で
あるか否かを自動的に評価するようにしたので、従来の
ように人手でデータを読み取った後、改めてコンピュー
タに入力して判定を行うようにしたものに比べて、計測
から評価までを迅速に行うことができる。
【図１】本発明に係る蒸気タービンのノズルスロート面
積評価装置の概要を示すブロック図。
積評価装置の概要を示すブロック図。
【図２】スロート面積算出法の説明図。
【図３】一般の蒸気タービンのノズルダイアフラムの部
品概略構成図。
品概略構成図。
【図４】蒸気タービンノズルスロートを説明するための
図。
図。
【図５】従来の方法によるノズル板出口側スロート計測
方法を示す概略図
方法を示す概略図
１…蒸気タービンのノズルダイアフラム、２…ノズル内
輪、３…ノズル外輪、４…ノズル板、５…蒸気流、６…
スロート、７…テーパゲージ、８…形状取込装置、９…
コンピュータ、１０…レーザ光、１１…非接触式スキャ
ナ、１２…Ａ／Ｄ変換器、１３…ノズル板形状演算手
段、１４…スロート面積演算手段、１５…判定手段、１
６…出力手段、１７…ノズル板腹側曲線、１８…ノズル
板出口端点。
輪、３…ノズル外輪、４…ノズル板、５…蒸気流、６…
スロート、７…テーパゲージ、８…形状取込装置、９…
コンピュータ、１０…レーザ光、１１…非接触式スキャ
ナ、１２…Ａ／Ｄ変換器、１３…ノズル板形状演算手
段、１４…スロート面積演算手段、１５…判定手段、１
６…出力手段、１７…ノズル板腹側曲線、１８…ノズル
板出口端点。
Claims (4)
- 【請求項１】 蒸気タービンのノズルダイアフラムの蒸
気流出口側ノズル板スロート面積が適正な値であるか否
かを判定する蒸気タービンのノズルスロート面積評価装
置において、 前記蒸気流出口側ノズル板の形状に係る形状信号を採取
する非接触式スキャナおよびこの非接触式スキャナで得
た形状信号をデジタルデータとして出力するＡ／Ｄ変換
器を備えた形状取込装置と、 この形状取込装置より出力された形状に関するデジタル
データからノズル板腹側曲線とスロート値とを算出する
ノズル板形状演算手段と、 このノズル板形状演算手段で算出したスロート値とノズ
ル板腹側曲線とに基づいて蒸気流出口側ノズル板スロー
ト面積値を算出するスロート面積演算手段と、このスロ
ート面積演算手段手段より算出した蒸気流出口側ノズル
板スロート面積値が適正な値であるか否かを判定する判
定手段と、を備えたことを特徴とする蒸気タービンノズ
ルスロート面積評価装置。 - 【請求項２】 前記非接触式スキャナはレーザ光を蒸気
流出口側ノズル板に照射し、その反射波を受信すること
により形状信号を採取することを特徴とする請求項１記
載の蒸気タービンのノズルスロート面積評価装置。 - 【請求項３】 前記スロート面積演算手段はノズル板形
状演算装置より算出されたノズル板腹側曲線とノズル板
出口端点との最短距離を基に一つのスロート面積値およ
びノズルダイアフラム全周に亘る一個スロート面積の合
計とするスロート総面積値を算出することを特徴とする
請求項１記載の蒸気タービンのノズルスロート面積評価
装置。 - 【請求項４】 前記判定装置はスロート面積演算装置よ
り算出した蒸気流出口側ノズル板スロート面積値が上限
判定値と下限判定値の間の適正な値であるかを自動的に
評価することを特徴とする請求項１記載の蒸気タービン
のノズルスロート面積評価装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001291427A JP2003097217A (ja) | 2001-09-25 | 2001-09-25 | 蒸気タービンのノズルスロート面積評価装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001291427A JP2003097217A (ja) | 2001-09-25 | 2001-09-25 | 蒸気タービンのノズルスロート面積評価装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003097217A true JP2003097217A (ja) | 2003-04-03 |
Family
ID=19113570
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001291427A Pending JP2003097217A (ja) | 2001-09-25 | 2001-09-25 | 蒸気タービンのノズルスロート面積評価装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003097217A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103438793A (zh) * | 2013-06-09 | 2013-12-11 | 西安航空动力股份有限公司 | 一种测量航空发动机导向器喉道面积的装置 |
| JP2017166474A (ja) * | 2016-01-14 | 2017-09-21 | ロールス−ロイス・エンジン・サービシーズ−オークランド・インコーポレーテッド | 有効流れ面積を確定するための走査されたベーンの使用 |
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| CN114216426A (zh) * | 2021-12-08 | 2022-03-22 | 中国航发南方工业有限公司 | 航空发动机导向器喉道面积虚拟计算及装配装置、方法 |
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2001
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