JP2013167514A

JP2013167514A - 回転機器

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Publication number: JP2013167514A
Application number: JP2012030578A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Edane; 芳雄枝根
Original assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Current assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Priority date: 2012-02-15
Filing date: 2012-02-15
Publication date: 2013-08-29
Anticipated expiration: 2032-02-15
Also published as: JP5461600B2

Abstract

【課題】測定作業の迅速化が図れる回転機器を提供する。
【解決手段】ＧＭＦ１０は、振動が測定されるＧＭＦ１０の外殻から突出した回転軸１２と同軸に固定され、計数値Ｎを外周に表示した目盛リング４１と、ストロボ光を目盛リング４１の計数値Ｎに向かって出射するストロボ発光器４２と、を備える。又、ＧＭＦ１０は、目盛リング４１の周囲を覆い、人体の進入を阻止する網目の防護カバー３４を備える。防護カバー３４は、目盛リング４１の略回転中心に向かって、ストロボ光を水平状態で出射可能に開口された窓３４ｗを有する。窓３４ｗを介して、ストロボ発光器４２から目盛リング４１にストロボ光を照射し、目盛リング４１が静止したように観察されるときのストロボ光の周期及び計数値ＮからＧＭＦ１０の振動位相を測定できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、回転機器に関する。特に、回転機器の回転軸に発生する振動値及び振動位相を測定し、回転機器の異常を点検する回転機器の構造に関する。

火力発電所などでは、ボイラから排出された排ガスを再度、火炉内に循環させて燃焼すると共に、火炉に再循環される排ガス量を調整するために、ＧＭＦ（ＧａｓｍｉｘｉｎｇＦａｎ：ガス混合通風機）を使用していることが知られている（例えば、特許文献１参照）。

ＧＭＦのような回転機器は、その回転軸となる駆動軸の軸受部での軸ぶれにより、振動が発生することがある。そこで、火力発電所などでは、ＧＭＦの軸受部の振動を定期的又は不定期に測定して、ＧＭＦのような回転機器の軸受部の異常を点検している（例えば、特許文献２参照）。

ＧＭＦのような回転機器の軸受部の振動を測定するためには、振動値を測定するためのピックアップ（プローブ）をＧＭＦの外殻に当接して振動値を測定している。一方、ＧＭＦの外殻から突出した駆動軸の外周に固定された目盛リングにストロボ発光器からストロボ光を照射し、目盛リングが静止したように観察されるときのストロボ光の周期から駆動軸の回転数を測定し、この回転数及び振動が発生した時点での目盛リングの外周に表示された計数値を解析して、駆動軸に発生する振動位相を測定している。なお、前記ピックアップ及びストロボ発光器は、市販の振動診断装置に接続され、これらの測定項目（振動値・振動位相）を自動測定できる。

特開２００７−２８５５５３号公報特開２００８−３２４５４号公報

上述したＧＭＦは、カップリングを介して、モーターに連結している。そして、モーターを回転制御することで、火炉に再循環される排ガス量を調整している。ところで、このカップリングは、カバーで防護されると共に、ＧＭＦ及びモーターの間隙を網目の防護カバーで防護して、回転部分に人体が接触することを防止している。ＧＭＦ及びモーターの間隙を網目の防護カバーで防護することにより、ＧＭＦ及びモーターが駆動していることを確認できる。

しかし、ＧＭＦの軸受部の振動を測定時には、目盛リングに向けてストロボ光を照射しても、網目の防護カバーに遮断されて、目盛リングの外周に表示された計数値を読み取ることが困難であった。このため、ＧＭＦ側の網目の防護カバーを取り外した後に、作業者がストロボ発光器を支持して、ＧＭＦとカップリングの間から、ストロボ光を照射していた。

このように、従来の回転機器は、回転軸を防護する網目の防護カバーを振動測定時に取り外す必要があり、測定作業に時間がかかるという問題があった。網目の防護カバーを取り外すことなく、測定作業の迅速化が図れる回転機器が求められている。

又、従来の回転機器は、作業者がストロボ発光器を支持して、ＧＭＦとカップリングの間から、ストロボ光を照射していたので、ストロボ発光器が回転部分に近づく心配があった。回転部分に測定器が接触しないように、防護対策が施された回転機器が求められている。そして、以上のことが本発明の課題といってよい。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、振動の測定作業の迅速化が図れると共に、防護対策が施された回転機器を提供することを目的とする。

本発明者は、ストロボ光を目盛リングに向けて照射できるように、回転軸を防護する網目の防護カバーに窓を設け、この窓にストロボ発光器を押し当てて、振動位相の測定を可能とすると共に、通常は、この窓を第１封鎖板で覆うことにより、これらの課題を解消できると考え、これに基づいて、以下のような新たな回転機器を発明するに至った。

（１）本発明による回転機器は、振動が測定される回転機器の外殻から突出した回転軸と同軸に固定され、前記回転軸の位相角度が置換された計数値を外周に表示した円柱状の目盛リングと、所定の周期で点滅するストロボ光を前記目盛リングの計数値に向かって出射するストロボ発光器と、前記回転軸及び前記目盛リングの周囲を覆い、少なくとも人体の進入を阻止する網目の防護カバーと、を備え、前記防護カバーは、前記目盛リングの略回転中心に向かって、前記ストロボ光を水平状態で出射可能に開口された一つ以上の窓を有している。

（２）前記防護カバーは、前記窓を着脱可能に封鎖する第１封鎖板を備えることが好ましい。

（３）前記防護カバーは、前記窓の周囲を三方から囲うと共に、前記第１封鎖板を開放された一方の方向から挿入可能な枠体を備えることが好ましい。

（４）前記防護カバーは、前記窓を着脱可能に封鎖する第２封鎖板を備え、前記第２封鎖板は、その外形より小さい幅で形成され、略直角に折り曲げられた係止片を一方の端部に有し、前記防護カバーは、前記第２封鎖板を取り付けた状態では、前記係止片が挿入され、前記第２封鎖板を回動した状態では、前記係止片が当該防護カバーの裏面に当接して、前記ストロボ発光器が載置できるように前記係止片を係止するスリット開口を前記窓の下方に設けてもよい。

（５）前記回転機器は、火炉に再循環される排ガス量を調整するためのガス混合通風機からなってもよい。

（６）前記防護カバーは、前記ガス混合通風機とモーターとを連結するカップリングの周囲を覆うカバーに固定してもよい。

（７）本発明による回転機器の振動検出方法は、振動が測定される回転機器の外殻から突出した回転軸と同軸に固定され、前記回転軸の位相角度が置換された計数値を外周に表示した円柱状の目盛リングと、所定の周期で点滅するストロボ光を前記目盛リングの計数値に向かって出射するストロボ発光器と、前記回転軸及び前記目盛リングの周囲を覆い、少なくとも人体の進入を阻止する網目の防護カバーと、を備え、前記防護カバーは、前記目盛リングの略回転中心に向かって、前記ストロボ光を水平状態で出射可能に開口された一つ以上の窓を有する回転機器の振動検出方法であって、前記ストロボ発光器の光出射面を前記窓の周囲に押し当てて、当該ストロボ発光器を支持する。

本発明による回転機器は、回転軸を防護する網目の防護カバーに窓を設け、この窓にストロボ発光器を押し当てて、ストロボ光を目盛リングに向けて照射できるので、網目の防護カバーを振動測定時に取り外す必要が無くなり、便利である。

又、本発明による回転機器は、ストロボ発光器が網目の防護カバーに阻止されて、回転部分に近づかないので、振動の測定作業を安全に実施できる。

本発明の一実施形態による回転機器の構成を示す斜視図であり、回転機器となるガス混合通風機とカップリングを覆うカバーを離隔した状態で示している。前記実施形態による回転機器の構成を示す斜視図であり、図１と異なる方向から回転機器となるガス混合通風機を観ている。前記実施形態による回転機器の構成を示す正面図である。前記実施形態による回転機器の構成を示す平面図である。前記実施形態による回転機器に設けた回転軸及び目盛リングの周囲を覆う防護カバーの要部拡大図であり、図５（Ａ）は、防護カバーの正面図であり、図５（Ｂ）は、防護カバーの平面図である。前記実施形態による回転機器に設けた回転軸及び目盛リングの周囲を覆う防護カバーの要部拡大図であり、図６（Ａ）は、防護カバーに第１封鎖板を取り付けた状態の正面図であり、図６（Ｂ）は、防護カバーに第１封鎖板を取り付けた状態の平面図である。前記実施形態による回転機器に設けた回転軸及び目盛リングの周囲を覆う防護カバーの要部拡大図であり、図７（Ａ）は、防護カバーに第２封鎖板で封鎖する前の状態を示す斜視図であり、図７（Ｂ）は、防護カバーに第２封鎖板を水平状態で取り付けた状態を示す斜視図である。

以下、図面を参照して本発明を実施するための形態を説明する。なお、以下の実施形態では、本発明による回転機器は、測定対象となるガス混合通風機を実施例に挙げて説明する。

［回転機器の構成］
最初に、本発明の一実施形態による回転機器の構成を説明する。図１は、本発明の一実施形態による回転機器の構成を示す斜視図であり、回転機器となるガス混合通風機とカップリングを覆うカバーを離隔した状態で示している。

図２は、前記実施形態による回転機器の構成を示す斜視図であり、図１と異なる方向から回転機器となるガス混合通風機を観ている。図３は、前記実施形態による回転機器の構成を示す正面図である。図４は、前記実施形態による回転機器の構成を示す平面図である。

（回転機器の構成）
図１から図４を参照すると、本発明の一実施形態による回転機器となるガス混合通風機（以下、ＧＭＦと略称する）１０は、外殻を構成するフレーム１１と回転軸１２を備えている。フレーム１１は、架台１３に設置されている。

図１から図４を参照すると、フレーム１１は、分割可能な上部フレーム１１ａと下部フレーム１１ｂで構成している。上部フレーム１１ａ及び下部フレーム１１ｂは、遠心方向に突出した一対のフランジ部１１ｆ・１１ｆをそれらの端部の両翼に形成している。そして、一対のフランジ部１１ｆ・１１ｆを複数のボルトで締結して、内部に空洞を有するフレーム１１を構成している。

図１を参照すると、フレーム１１は、回転軸１２を一方の端面から突出している。又、図２を参照すると、フレーム１１は、開口１１ｈを他方の端面に設けている。図３又は図４を参照すると、フレーム１１は、中心部が回転軸１２に結合された複数のプロペラファン１２ｆを内部に備えている。そして、回転軸１２を一方の方向に回転すると、開口１１ｈから送風できる。なお、図示されたＧＭＦ１０は、火炉（図示せず）から排出された排ガスをＧＭＦ１０に供給する排ガス供給管、及びＧＭＦ１０に供給された排ガスを火炉に再循環させるべく、ＧＭＦ１０に接続された排ガス再循環管などの図示を省略している。

図１を参照すると、回転軸１２は、円柱状の目盛リング４１を回転軸１２と同軸に固定している。目盛リング４１は、回転軸１２の位相角度が置換された計数値Ｎを外周に表示いる。計数値Ｎは、回転軸１２の位相角度に対応した目盛線に隣接して表示され、例えば、「０」から「１２」までの整数の累進値になっている。

図１から図４を参照すると、ＧＭＦ１０は、カップリング３０を介して、モーター２０に連結している。モーター２０は、フレーム２１と回転する出力軸２２を備えている（図３又は図４参照）。図３又は図４を参照すると、フレーム２１は、円柱状の軸受部２１ａを一方の端面から突出している。出力軸２２は、軸受部２１ａで回転可能に支持されると共に、軸受部２１ａから突出している。

図１から図４を参照すると、カップリング３０は、図示しないカップリング本体３１とカバー３２を備えている。カップリング本体３１は、モーター２０の出力軸２２とＧＭＦ１０の回転軸１２を連結して、モーター２０の回転をＧＭＦ１０に電動できる。そして、モーター２０を回転制御することで、火炉に再循環される排ガス量を調整できる。

図１から図４を参照すると、カバー３２は、支持台３３に設置されている。支持台３３は、架台１３に片持ち状に支持されている。又、カバー３２は、一組の網目の防護カバー３４・３５を両端部に備えている。これらの防護カバー３４・３５は、Ｕ字状に形成された包囲板３ｆの内壁に格子状の網３ｎを接合している。

図１から図４を参照すると、一方の防護カバー３４は、回転軸１２及び目盛リング４１の周囲を覆い（図１参照）、人体の進入を阻止している。他方の防護カバー３５は、出力軸２２の周囲を覆い（図３又は図４参照）、人体の進入を阻止している。

引き続き、実施形態による回転機器の構成を説明する。図５は、前記実施形態による回転機器に設けた回転軸及び目盛リングの周囲を覆う防護カバーの要部拡大図であり、図５（Ａ）は、防護カバーの正面図であり、図５（Ｂ）は、防護カバーの平面図である。図６は、前記実施形態による回転機器に設けた回転軸及び目盛リングの周囲を覆う防護カバーの要部拡大図であり、図６（Ａ）は、防護カバーに第１封鎖板を取り付けた状態の正面図であり、図６（Ｂ）は、防護カバーに第１封鎖板を取り付けた状態の平面図である。

図１又は図３及び図５を参照すると、一方の防護カバー３４は、窓３４ｗを開口している。窓３４ｗは、目盛リング４１の略回転中心に向かって、後述するストロボ発光器４２のストロボ光を水平状態で出射できる。又、窓３４ｗは、平板状の第１封鎖板３４１で封鎖することもできる（図１又は図３及び図６参照）。第１封鎖板３４１は、ビスなどで防護カバー３４に固定している。

図５又は図６を参照すると、防護カバー３４は、窓３４ｗの周囲を三方から囲う枠体３ｃを備えている。そして、第１封鎖板３４１を枠体３４ｃの開放された一方の方向からスライドして、挿入することができる。

（封鎖板の変形例の構成）
次に、封鎖板の変形例の構成を説明する。図７は、前記実施形態による回転機器に設けた回転軸及び目盛リングの周囲を覆う防護カバーの要部拡大図であり、図７（Ａ）は、防護カバーに第２封鎖板で封鎖する前の状態を示す斜視図であり、図７（Ｂ）は、防護カバーに第２封鎖板を水平状態で取り付けた状態を示す斜視図である。

図７を参照すると、防護カバー３４は、窓３４ｗを着脱可能に封鎖する変形例となる平板状の第２封鎖板３４２を備えている。第２封鎖板３４２は、略直角に折り曲げられた係止片３４ｆを一方の端部に有している。係止片３４ｆは、第２封鎖板３４２の外形より小さい幅で形成されている。図７（Ａ）を参照して、ビスなどを用いて、第２封鎖板３４２を防護カバー３４に取り付けると、窓３４ｗを封鎖できる。

図７を参照すると、防護カバー３４は、窓３４ｗの下方にスリット開口３５ｗを開口している。図７（Ａ）を参照して、第２封鎖板３４２を防護カバー３４に取り付けた状態では、係止片３４ｆは、スリット開口３５ｗに挿入される。そして、防護カバー３４は、不要な突起物を設けることなく、第２封鎖板３４２で覆われる。

一方、図７（Ｂ）を参照して、第２封鎖板３４２を回動した状態では、係止片３４ｆが防護カバー３４の裏面に当接して、係止片３４ｆを防護カバー３４に係止できる。この場合、第２封鎖板３４２の両端縁がスリット開口３５ｗの両翼に当接して、第２封鎖板３４２が水平状態に支持される。そして、窓３４ｗからストロボ光を出射できるように、後述するストロボ発光器４２を第２封鎖板３４２に載置できる。

（振動検出装置の構成）
次に、実施形態による振動検出装置１００の構成を説明する。図１から図４を参照すると、振動検出装置１００は、ストロボ発光器４２、ピックアップ４３、及び振動診断装置４４を備えている。前述した目盛リング４１も振動検出装置１００に含むこともできる。

図１から図４を参照すると、ストロボ発光器４２は、携帯形の直方体状の筐体で構成され、上部に取っ手４２ｇを有している。又、ストロボ発光器４２は、所定の周期で点滅するストロボ光を一方の面から出射できる。そして、ストロボ発光器４２の光出射面を窓３４ｗの周囲に押し当てて、ストロボ光を目盛リング４１に向けて出射できる（図１又は図４参照）。

図１から図４を参照すると、ピックアップ４３は、円柱状の本体４３ｂの先端部に探針４３ａを備えている。本体４３ｂを把持して、探針４３ａの先端をフランジ部１１ｆの先端に当接すると（図１又は図２及び図４参照）、ＧＭＦ１０の機械的な振動を電気信号に変換して、ケーブル４３ｃから電気信号による振動値を出力できる。探針４３ａの先端は、ＧＭＦ１０の外殻の任意の位置に当接でき、図３に示されるように、下部フレーム１１ｂに当接してもよい。

図１を参照すると、振動診断装置４４には、その側面に設けたジャックＪ１にピックアップ４３のケーブル４３ｃを接続でき、ＧＭＦ１０の振動値が入力される。又、振動診断装置４４には、その側面に設けたジャックＪ２にストロボ発光器４２のケーブル４２ｃを接続でき、ストロボ光の点滅周期を制御できる。そして、振動診断装置４４は、振動値及び振動位相を自動測定できる。

［回転機器の作用］
次に、実施形態による回転機器１０の作用及び効果を説明する。図１から図４を参照すると、従来のＧＭＦ１０は、目盛リング４１が網目の防護カバー３４で覆われていた。このため、ストロボ発光器４２のストロボ光を目盛リング４１に向けて照射しても、網目の防護カバー３４に遮断されて、目盛リング４１の外周に表示された計数値Ｎを読み取ることが困難であった。したがって、防護カバー３４を取り外した後に、作業者がストロボ発光器４２を支持して、ＧＭＦ１０とカップリング３０の間から、ストロボ光を照射していた。このため、ストロボ発光器４２が回転部分に近づく心配があった。

図１から図６を参照すると、実施形態による回転機器１０は、ＧＭＦ１０の回転軸１２を防護する網目の防護カバー３４に窓３４ｗを設け、窓３４ｗにストロボ発光器４２を押し当てて、ストロボ光を目盛リング４１に向けて照射できるので、網目の防護カバー３４を振動測定時に取り外す必要が無くなった。

図５又は図６を参照すると、防護カバー３４は、窓３４ｗを着脱可能に封鎖する第１封鎖板３４１を備えているので、振動測定時以外は、窓３４ｗから人体が進入することを防護できる。又、図１から図６を参照すると、防護カバー３４は、窓３４ｗの周囲を三方から囲うと共に、第１封鎖板３４１を開放された一方の方向から挿入可能な枠体３４ｃを備えているので、第１封鎖板３４１を容易に着脱できる。

図７を参照すると、防護カバー３４は、窓３４ｗを着脱可能に封鎖する第２封鎖板３４２を備えてもよく、振動測定時以外は、窓３４ｗから人体が進入することを防護できる。図７（Ｂ）を参照して、振動測定時には、第２封鎖板３４２を略水平状態に防護カバー３４に取り付けることが好ましく、ストロボ発光器４２を第２封鎖板３４２に載置できるので、ストロボ発光器４２の姿勢を維持しておくことが容易になる。

次に、実施形態による回転機器１０を用いた、回転機器の振動検出方法を説明する。図１から図４を参照して、ピックアップ４３をＧＭＦ１０の外殻に当接して、ＧＭＦ１０の振動値を測定する。なお、ピックアップ４３は、予め振動診断装置４４に接続しておく。又、ストロボ発光器４２も予め振動診断装置４４に接続しておく。

次に、図１又は図２及び図４又は図５に示されるように、ストロボ発光器４２の光出射面を窓３４ｗの周囲に押し当てて、ストロボ光を目盛リング４１に向けて出射する。この場合、回転軸１２の回転が安定するまで待機することが好ましい。そして、ストロボ光の点滅の周期と、目盛リング４１（回転軸１２）の回転数が略一致すると、窓３４ｗに対向する目盛リング４１の計数値Ｎが静止したように視認されるので、この計数値Ｎを解析して、回転軸１２に発生する振動位相を測定できる。なお、ピックアップ４３及びストロボ発光器４２は、振動診断装置４４に接続されているので、これらの振動値及び振動位相を自動測定できる。

このように、実施形態による回転機器１０は、以下の効果が期待できる。
（１）防護カバーを取り外すことなく、振動を測定できるので、回転体に人体が接触することを防止でき、安全性を向上できる。
（２）回転軸を防護する網目の防護カバーに窓を設け、この窓にストロボ発光器を押し当てて、ストロボ光を目盛リングに向けて照射できるので、網目の防護カバーを振動測定時に取り外す必要が無くなり、測定作業の迅速化が図れる。

本発明による回転機器は、その振動値及び振動位相が測定される実施形態のＧＭＦ１０に限定されない。本発明による回転機器は、モーターやタービン発電機に適用することもでき、安全性を確保しながら、回転に起因する振動を容易に測定できる。

１０ＧＭＦ：ガス混合通風機（回転機器）
１２回転軸
３４防護カバー
３４ｗ窓
４１目盛リング
４２ストロボ発光器
Ｎ計数値

Claims

振動が測定される回転機器の外殻から突出した回転軸と同軸に固定され、前記回転軸の位相角度が置換された計数値を外周に表示した円柱状の目盛リングと、
所定の周期で点滅するストロボ光を前記目盛リングの計数値に向かって出射するストロボ発光器と、
前記回転軸及び前記目盛リングの周囲を覆い、少なくとも人体の進入を阻止する網目の防護カバーと、を備え、
前記防護カバーは、前記目盛リングの略回転中心に向かって、前記ストロボ光を水平状態で出射可能に開口された一つ以上の窓を有している回転機器。
前記防護カバーは、前記窓を着脱可能に封鎖する第１封鎖板を備える請求項１記載の回転機器。
前記防護カバーは、前記窓の周囲を三方から囲うと共に、前記第１封鎖板を開放された一方の方向から挿入可能な枠体を備える請求項２記載の回転機器。
前記防護カバーは、前記窓を着脱可能に封鎖する第２封鎖板を備え、
前記第２封鎖板は、その外形より小さい幅で形成され、略直角に折り曲げられた係止片を一方の端部に有し、
前記防護カバーは、前記第２封鎖板を取り付けた状態では、前記係止片が挿入され、前記第２封鎖板を回動した状態では、前記係止片が当該防護カバーの裏面に当接して、前記ストロボ発光器が載置できるように前記係止片を係止するスリット開口を前記窓の下方に設けている請求項１記載の回転機器。
火炉に再循環される排ガス量を調整するためのガス混合通風機からなる請求項１から４のいずれかに記載の回転機器。
前記防護カバーは、前記ガス混合通風機とモーターとを連結するカップリングの周囲を覆うカバーに固定されている請求項５記載の回転機器。
振動が測定される回転機器の外殻から突出した回転軸と同軸に固定され、前記回転軸の位相角度が置換された計数値を外周に表示した円柱状の目盛リングと、所定の周期で点滅するストロボ光を前記目盛リングの計数値に向かって出射するストロボ発光器と、前記回転軸及び前記目盛リングの周囲を覆い、少なくとも人体の進入を阻止する網目の防護カバーと、を備え、前記防護カバーは、前記目盛リングの略回転中心に向かって、前記ストロボ光を水平状態で出射可能に開口された一つ以上の窓を有する回転機器の振動検出方法であって、
前記ストロボ発光器の光出射面を前記窓の周囲に押し当てて、当該ストロボ発光器を支持する回転機器の振動検出方法。