JP2015114989A

JP2015114989A - 計測システム

Info

Publication number: JP2015114989A
Application number: JP2013258427A
Authority: JP
Inventors: 眞新井; Makoto Arai
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2013-12-13
Filing date: 2013-12-13
Publication date: 2015-06-22

Abstract

【課題】バッテリの消耗を抑制して、蒸気タービンのロータのような可動部材の状態を計測可能な計測システムを提供する。【解決手段】計測システム１は、可動部材に配置されるセンサ４０と、可動部材に配置され、センサ４０の検出信号を送信する送信機２と、可動部材に配置され、送信機２に電力を供給可能なバッテリ４と、可動部材に配置され、バッテリ４から送信機２への電力の供給及び供給停止を切り替えるスイッチ装置５と、を備える。【選択図】図５

Description

本発明は、計測システムに関する。

蒸気タービンは、ケーシングと、少なくとも一部がケーシングの内部に配置され、動翼を含むロータと、ケーシングに設けられた静翼とを備えている。ロータのような可動部材の状態を計測する場合、可動部材にセンサを配置し、テレメータ送信機を用いてセンサの検出信号を送信し、テレメータ受信機で受信した検出信号を解析することが行われる。テレメータ送信機を有する計測装置の一例が特許文献１に開示されている。

特許第３３７２４２８号公報

テレメータ送信機は電力で作動する。そのため、テレメータ送信機を使用して検出信号を送信する場合、テレメータ送信機とバッテリとを接続する必要がある。テレメータ送信機を使用しないにもかかわらず、テレメータ送信機とバッテリとが接続された状態を放置しておくと、バッテリが消耗する。バッテリが消耗すると、テレメータ送信機を使用して検出信号を送信できなくなる可能性がある。

本発明は、バッテリの消耗を抑制して、可動部材の状態を計測可能な計測システムを提供することを目的とする。

本発明は、可動部材に配置されるセンサと、前記可動部材に配置され、前記センサの検出信号を送信する送信機と、前記可動部材に配置され、前記送信機に電力を供給可能なバッテリと、前記可動部材に配置され、前記バッテリから前記送信機への電力の供給及び供給停止を切り替えるスイッチ装置と、を備える計測システムを提供する。

本発明によれば、スイッチ装置を設けたので、バッテリから送信機への電力の供給及び供給停止を円滑且つ迅速に切り替えることができる。送信機を使用する場合、スイッチ装置により送信機とバッテリとを接続し、送信機を使用しない場合、スイッチ装置により送信機とバッテリとを遮断することにより、バッテリの消耗を抑制して、可動部材の状態を計測することができる。

本発明に係る計測システムにおいて、前記スイッチ装置を保持する保持部材を備え、前記保持部材が、前記可動部材に固定されてもよい。

これにより、保持部材とスイッチ装置とが一体化され、スイッチ装置と一体化された保持部材を可動部材の任意の位置に円滑に固定することができる。

本発明に係る計測システムにおいて、前記保持部材は、絶縁材料で形成されてもよい。

これにより、スイッチ装置の操作により電力の供給及び供給停止が行われても、センサの検出信号に与える影響を抑制することができる。

本発明に係る計測システムにおいて、前記保持部材は、前記可動部材に設けられた第１雄ねじ部に結合される第１雌ねじ部を有してもよい。

これにより、保持部材と可動部材とが強固に固定されるため、可動部材が移動しても、その可動部材から保持部材が外れてしまうことが抑制される。

本発明に係る計測システムにおいて、前記保持部材は、前記可動部材に設けられた第２雌ねじ部に結合される第２雄ねじ部を有してもよい。

本発明に係る計測システムにおいて、前記保持部材は、前記送信機を収容するケース部材を含んでもよい。

これにより、送信機とスイッチ装置との距離を小さくすることができる。

本発明に係る計測システムにおいて、前記可動部材は、回転体を含み、前記スイッチ装置は、前記回転体の回転軸と前記保持部材の回転軸との間に配置されてもよい。

これにより、回転軸とスイッチ装置との距離が短くなり、回転体が回転しても、スイッチ装置に作用する遠心力が過大になることが抑制される。したがって、スイッチ装置が回転体から外れたり、スイッチ装置が誤作動したり、スイッチ装置が劣化したりすることが抑制される。

本発明に係る計測システムにおいて、前記可動部材は、回転体を含み、前記保持部材は、前記回転体と同軸に配置され、前記送信機の送信アンテナを支持するリング部材を含んでもよい。

これにより、バッテリから送信機への電力の供給及び供給停止を円滑且つ迅速に切り替えることができる。

本発明に係る計測システムにおいて、前記スイッチ装置は、ロッカースイッチを含んでもよい。

これにより、作業者は、円滑にスイッチ装置を操作することができる。

本発明によれば、バッテリの消耗を抑制しつつ、可動部材の状態を円滑に計測することができる。

図１は、第１実施形態に係る回転機械の一例を示す概略構成図である。図２は、第１実施形態に係る蒸気タービンの一例を示す概略構成図である。図３は、第１実施形態に係る計測システムの一例を示す図である。図４は、図３の部分拡大図である。図５は、第１実施形態に係る計測システムの構成を示すブロック図である。図６は、第１実施形態に係るスイッチ装置の一例を示す図である。図７は、第１実施形態に係る計測システムの一例を示す図である。図８は、第１実施形態に係る計測システムの一部を示す拡大図である。図９は、第１実施形態に係る計測システムの一部を示す断面図である。図１０は、第１実施形態に係る計測システムの一部を示す断面図である。図１１は、第２実施形態に係る計測システムの一例を示す図である。図１２は、第２実施形態に係る計測システムの一例を示す図である。図１３は、第２実施形態に係る計測システムの一部を示す断面図である。図１４は、第２実施形態に係る計測システムの一部を示す拡大図である。図１５は、第３実施形態に係る計測システムの一例を示す図である。図１６は、第４実施形態に係る計測システムの一例を示す図である。

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下で説明する各実施形態の要件は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。また、下記の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。

＜第１実施形態＞
第１実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る回転機械１００の一例を示す図である。本実施形態においては、回転機械１００が蒸気タービンシステムの少なくとも一部である例について説明する。

図１に示すように、回転機械１００は、蒸気タービン１０１と、発電機１０２とを備えている。回転機械１００は、軸受１０５に回転可能に支持される軸部材１０３を有する。発電機１０２は、軸受１０５に回転可能に支持される軸部材１０４を有する。軸部材１０３と軸部材１０４とは、カップリング部１０６で連結される。カップリング部１０６は、軸部材１０３に設けられたフランジ１０７と、軸部材１０４に設けられたフランジ１０８と、フランジ１０７とフランジ１０８とを結合するボルト及びナットとを含む。

図２は、本実施形態に係る蒸気タービン１０１の一例を示す概略構成図である。図２に示すように、蒸気タービン１０１は、ケーシング１１と、少なくとも一部がケーシング１１の内部に配置され、軸部材１０３及び動翼１５を含むロータ１２と、ケーシング１１に設けられた静翼１６とを有する。ケーシング１１は、静止部材である。ロータ１２は、可動部材（回転体）である。ロータ１２は、軸部材１０３と、ロータディスク１４を介して軸部材１０３に固定された動翼１５とを含む。ロータ１２は、回転軸Ｚｒを中心に回転する。動翼１５は、回転軸Ｚｒと平行な方向に間隔をあけて複数段配置される。静翼１６は、回転軸Ｚｒと平行な方向に間隔をあけて複数段配置される。静翼１６は、複数段の動翼１５の間に配置される。動翼１５及び静翼１６は、ケーシング１１の蒸気通路１７に配置される。蒸気通路１７の一端部に蒸気供給口１８が設けられ、蒸気通路１７の他端部に蒸気排出口１９が設けられる。蒸気は、蒸気供給口１８から蒸気通路１７に供給される。蒸気が複数の動翼１５及び静翼１６を通過することによってロータ１２が回転する。ロータ１２が回転することにより、発電機１０２が作動する。蒸気は、排気ディフューザ（図示略）で静圧になった後、蒸気排出口１９から放出される。

次に、本実施形態に係るテレメータ計測システム（計測システム）１について説明する。本実施形態においては、テレメータ計測システム１が、蒸気タービン１０１のロータ１２の状態を計測する例について説明する。ロータ１２は、回転軸Ｚｒを中心に回転する回転体（可動部材）である。本実施形態において、テレメータ計測システム１は、ロータ１２の状態を検出する。ロータ１２の状態は、ロータ１２の動翼１５の振動応力を含む。

図３は、本実施形態に係るテレメータ計測システム１の一例を示す図である。図４は、図３の一部を拡大した拡大図である。図５は、本実施形態に係るテレメータ計測システム１の一例を示すブロック図である。

図３、図４、及び図５に示すように、テレメータ計測システム１は、ロータ１２に配置されるセンサ４０と、ロータ１２に配置され、センサ４０の検出信号を送信するテレメータ送信機（送信機）２と、テレメータ送信機２に接続された送信アンテナ３と、ロータ１２に配置され、テレメータ送信機２に電力を供給可能なバッテリ４と、ロータ１２に配置され、バッテリ４からテレメータ送信機２への電力の供給及び供給停止を切り替えるスイッチ装置５と、静止部材１６Ａに配置された受信アンテナ７と、受信アンテナ７を介してテレメータ送信機２からの検出信号を受信するテレメータ受信機（受信機）６と、テレメータ計測システム１を制御する制御装置８と、を備えている。

センサ４０は、ロータ１２の動翼１５に配置され、動翼１５の振動応力を検出する。本実施形態において、センサ４０は、動翼１５に配置された歪みゲージを含む。センサ４０とテレメータ送信機２とを接続する配線ｉｓが設けられる。センサ４０は、配線ｉｓを介して、動翼１５の振動応力に応じた検出信号をテレメータ送信機２に供給する。センサ４０は、動翼１５に配置された熱電対でもよい。

テレメータ送信機２は、センサ４０の検出信号を無線送信する。センサ４０の検出信号は、無線情報ｉｗとして送信される。テレメータ送信機２は、送信アンテナ３を介して、テレメータ受信機６に無線情報ｉｗを送信する。

バッテリ４は、テレメータ送信機２を駆動するための電力をテレメータ送信機２に供給する。バッテリ４とテレメータ送信機２とを接続する電力線Ｐｗが設けられる。バッテリ４は、電力線Ｐｗを介して、テレメータ送信機２に電力を供給する。バッテリ４は、１次電池でもよいし、２次電池でもよい。

スイッチ装置５は、電力線Ｐｗに配置され、バッテリ４からテレメータ送信機２への電力の供給及び供給停止を切り替える。スイッチ装置５は、操作部５Ａを含む。作業者により操作部５Ａが操作されることにより、バッテリ４からテレメータ送信機２への電力の供給及び供給停止が切り替えられる。

テレメータ受信機６は、テレメータ送信機２からの無線情報ｉｗを、受信アンテナ７を介して受信する。テレメータ受信機６は、無線情報ｉｗを制御装置８に出力する。

制御装置８は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）のようなマイクロプロセッサを含む。制御装置８は、記憶装置と接続される。記憶装置は、処理プログラムを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、及びデータを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）を含む。制御装置８は、無線情報ｉｗに含まれるセンサ４０の検出信号を抽出して記憶装置に記憶する。また、制御装置８は、表示装置８Ａと接続される。表示装置８Ａは、センサ４０の検出信号を表示する。

図６は、操作部５Ａの一例である。図６に示すように、スイッチ装置５は、ロッカースイッチを含む。例えば、作業者が操作部５Ａを操作することにより、電力の供給及び遮断が行われる。

図３及び図４に示すように、ロータ１２は、バランスホール（凹部）１４Ａを有する。バランスホール１４Ａは、ロータディスク１４に設けられる。

図７は、バランスホール１４Ａを有するロータディスク１４の一例を示す図である。バランスホール１４Ａは、回転軸Ｚｒの周囲に複数配置される。バランスホール１４Ａに、ロータ１２の回転振動を抑制する錘が配置される。

本実施形態においては、バランスホール１４Ａの内部に、テレメータ送信機２及びバッテリ４が配置される。本実施形態においては、複数のバランスホール１４Ａのうち、少なくとも一部のバランスホール１４Ａに、テレメータ送信機２及びバッテリ４が配置される。本実施形態において、テレメータ送信機２とバッテリ４とは、別々のバランスホール１４Ａに配置される。

図８は、本実施形態に係るテレメータ送信機２の一例を示す正面図である。図９は、本実施形態に係るテレメータ送信機２の一例を示す断面図である。図８及び図９に示すように、テレメータ送信機２は、テレメータカプセルと呼ばれるケース部材２Ｃに収容される。ケース部材２Ｃは、テレメータ送信機２を保持する保持部材である。ケース部材２Ｃの外面に送信アンテナ３が配置される。

本実施形態において、ケース部材２Ｃは、スイッチ装置５を保持する保持部材として機能する。本実施形態において、ケース部材（保持部材）２Ｃは、スイッチ装置５及びテレメータ送信機２の両方を保持する。ケース部材２Ｃの外面に、スイッチ装置５の操作部５Ａが配置される。

本実施形態においては、ケース部材（保持部材）２Ｃが、ロータ１２（ロータディスク１４）に固定される。ケース部材２Ｃは、バランスホール１４Ａに配置される。バランスホール１４Ａにおいて、ケース部材２Ｃがロータ１２に固定される。

本実施形態においては、ロータ１２のバランスホール１４Ａの内面に雌ねじ部２１が設けられ、ケース部材２Ｃの外面に雄ねじ部２２が設けられる。ロータ１２に設けられた雌ねじ部２１とケース部材２Ｃに設けられた雄ねじ部２２とが結合（螺合）されることによって、ケース部材２Ｃがロータ１２に固定される。

ケース部材２Ｃをバランスホール１４Ａに固定するとき、雌ねじ部２１と雄ねじ部２２の少なくとも一部とが接触した状態で、ケース部材２Ｃが回転軸ＡＸ１を中心に回転することによって、ケース部材２Ｃがバランスホール１４Ａにねじ込まれて、ケース部材２Ｃがバランスホール１４Ａに固定される。これにより、テレメータ送信機２、送信アンテナ３、及びスイッチ装置５がロータ１２（ロータディスク１４）に固定される。

図８に示すように、本実施形態において、スイッチ装置５（操作部５Ａ）は、回転軸ＡＸ１の周囲の一部に配置される。バランスホール１４Ａに対するケース部材２Ｃの回転量が調整されることによって、回転軸ＡＸ１に対する操作部５Ａの位置が調整される。

図７に示すように、本実施形態において、スイッチ装置５（操作部５Ａ）は、ロータ１２の回転軸Ｚｒと、ケース部材（保持部材）２Ｃの回転軸ＡＸ１との間に配置される。すなわち、本実施形態においては、回転軸Ｚｒの放射方向に関して、回転軸Ｚｒとスイッチ装置５との距離が短くなるように（スイッチ装置５が回転軸Ｚｒに近い位置に配置されるように）、バランスホール１４Ａに対するケース部材２Ｃの回転量が調整される。

図１０は、本実施形態に係るバッテリ４の一例を示す断面図である。図１０に示すように、バッテリ４は、テレメータカプセルと呼ばれるケース部材４Ｃに収容される。ケース部材４Ｃは、バッテリ４を保持する保持部材である。

本実施形態においては、ケース部材（保持部材）４Ｃが、ロータ１２（ロータディスク１４）に固定される。ケース部材４Ｃは、バランスホール１４Ａに配置される。バランスホール１４Ａにおいて、ケース部材４Ｃがロータ１２に固定される。

本実施形態においては、ロータ１２のバランスホール１４Ａの内面に雌ねじ部２１が設けられ、ケース部材４Ｃの外面に雄ねじ部２３が設けられる。ロータ１２に設けられた雌ねじ部２１とケース部材４Ｃに設けられた雄ねじ部２３とが結合（螺合）されることによって、ケース部材４Ｃがロータ１２に固定される。

ケース部材４Ｃをバランスホール１４Ａに固定するとき、雌ねじ部２１と雄ねじ部２３の少なくとも一部とが接触した状態で、ケース部材４Ｃが回転軸ＡＸ２を中心に回転することによって、ケース部材４Ｃがバランスホール１４Ａにねじ込まれて、ケース部材４Ｃがバランスホール１４Ａに固定される。これにより、バッテリ４がロータ１２（ロータディスク１４）に固定される。

バランスホール１４Ａに配置されるテレメータ送信機２（ケース部材２Ｃ）及びバッテリ４（ケース部材４Ｃ）が、ロータ１２の回転振動を抑制する錘として機能してもよい。

バランスホール１４Ａにテレメータ送信機２及びバッテリ４が配置されることにより、テレメータ送信機２及びバッテリ４がロータディスク１４から突出することが抑制される。また、テレメータ送信機２及びバッテリ４がバランスホール１４Ａの内部に配置されることにより、ロータ１２の回転によりテレメータ送信機２及びバッテリ４の性能が低下することが抑制される。

次に、本実施形態に係るテレメータ計測システム１を用いる計測方法の一例について説明する。本実施形態において、テレメータ計測システム１は、動翼１５に発生する振動応力を計測する。動翼１５の状態を検出可能なセンサ４０が動翼１５に配置される。また、テレメータ送信機２、送信アンテナ３、及びスイッチ装置５を保持するケース部材２Ｃがバランスホール１４Ａに配置され、バッテリ４を保持するケース部材４Ｃがバランスホール１４Ａに配置される。また、センサ４０とテレメータ送信機２とが配線ｉｓで接続され、テレメータ送信機２とバッテリ４とが電力線Ｐｗで接続される。

センサ４０を使用してロータ１２の状態を検出し、テレメータ送信機２を使用してセンサ４０の検出信号を無線送信するとき、バッテリ４からテレメータ送信機２に電力が供給されるように、スイッチ装置５の操作部５Ａが操作される。バッテリ４からテレメータ送信機２に電力が供給されている状態でロータ１２が回転する。これにより、回転時におけるロータ１２の状態がセンサ４０で検出される。センサ４０の検出信号は、配線ｉｓを介してテレメータ送信機２に供給される。テレメータ送信機２は、センサ４０の検出信号を、無線情報ｉｗとして、テレメータ受信機６に送信する。

図３及び図４に示したように、ロータ１２の近傍に静止部材１６Ａが配置される。静止部材１６Ａは、ケーシング１１の一部の部材でもよい。静止部材１６Ａは、ロータ１２の近傍において、ロータ１２と接触しないように配置される。受信アンテナ７は、静止部材１６Ａに配置されている。テレメータ受信機６は、受信アンテナ７を介して、無線情報ｉｗを受信する。制御装置８は、テレメータ受信機６で受信した無線情報ｉｗに基づいて、ロータ１２の状態を解析する。

センサ４０を使用したロータ１２の状態の検出処理が行われないとき、又は、テレメータ送信機２を使用したセンサ４０の検出信号の送信処理が行われないとき、バッテリ４からテレメータ送信機２に電力が供給されないように、スイッチ装置５の操作部５Ａが操作される。バッテリ４からテレメータ送信機２に対する電力の供給が停止されることにより、バッテリ４の消耗が抑制される。

以上説明したように、本実施形態によれば、スイッチ装置５を設けたので、バッテリ４からテレメータ送信機２への電力の供給及び供給停止を円滑且つ迅速に切り替えることができる。本実施形態において、スイッチ装置５は、ロッカースイッチを含み、作業者は、円滑且つ迅速にスイッチ装置５の操作部５Ａを操作して、電力の供給及び供給停止を行うことができる。

テレメータ送信機２を使用する場合、スイッチ装置５によりテレメータ送信機２とバッテリ４とを接続し、テレメータ送信機２を使用しない場合、スイッチ装置５によりテレメータ送信機２とバッテリ４とを遮断することができるため、バッテリ４の消耗を抑制して、ロータ１２の状態を円滑に計測することができる。

例えば、スイッチ装置５が設けられず、電力線Ｐｗの一部を半田作業により接続及び接続解除することによってテレメータ送信機２とバッテリ４との接続及び遮断を行う場合、作業時間の長期化及び作業効率の低下をもたらす。本実施形態によれば、スイッチ装置５の操作部５Ａを操作するだけで、テレメータ送信機２とバッテリ４との接続及び遮断を短時間で効率良く行うことができる。

また、本実施形態においては、スイッチ装置５を保持する保持部材（ケース部材）２Ｃを備え、保持部材２Ｃが、ロータ１２に固定される。保持部材２Ｃとスイッチ装置５とが一体化（ユニット化）されることにより、スイッチ装置５をロータ１２の任意の位置に円滑に固定することができる。

また、本実施形態においては、テレメータ送信機２はケース部材２Ｃに収容され、テレメータ送信機２と送信アンテナ３とスイッチ装置５とケース部材２Ｃとが一体化（ユニット化）される。これにより、テレメータ送信機２とスイッチ装置５との距離を小さくすることができ、テレメータ送信機２及びスイッチ装置５をロータ１２の任意の位置に円滑に固定することができる。

また、本実施形態においては、ケース部材２Ｃは、ロータ１２のバランスホール１４Ａに設けられた雌ねじ部２１に結合される雄ねじ部２２を有する。これにより、ケース部材２Ｃとロータ１２とが強固に固定される。そのため、ロータ１２が回転しても、そのロータ１２からケース部材２Ｃが外れてしまうことが抑制される。

また、本実施形態においては、ケース部材４Ｃは、ロータ１２のバランスホール１４Ａに設けられた雌ねじ部２１に結合される雄ねじ部２３を有する。これにより、ケース部材４Ｃとロータ１２とが強固に固定される。そのため、ロータ１２が回転しても、そのロータ１２からケース部材４Ｃが外れてしまうことが抑制される。

また、本実施形態において、スイッチ装置５は、ロータ１２の回転軸Ｚｒに近い位置に配置されるように、ロータ１２の回転軸Ｚｒとケース部材２Ｃの回転軸ＡＸ１との間に配置される。これにより、ロータ１２が回転しても、スイッチ装置５に作用する遠心力が過大になることが抑制される。したがって、スイッチ装置５がロータ１２から外れたり、スイッチ装置５が誤作動したり、スイッチ装置５が劣化したりすることが抑制される。

＜第２実施形態＞
第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。

本実施形態においては、テレメータ送信機２、バッテリ４、及びスイッチ装置５が、カップリング部１０６に配置される例について説明する。

図１１は、本実施形態に係るテレメータ計測システム１Ｂの一例を示す図である。図１１に示すように、カップリング部１０６は、軸部材１０３に設けられたフランジ１０７と、軸部材１０４に設けられたフランジ１０８と、フランジ１０７とフランジ１０８とを結合するためのボルト１０９と、ボルト１０９に結合されるナット１１０とを含む。

図１１に示すように、本実施形態においては、ボルト１０９に、テレメータ送信機２及びバッテリ４が配置されるための凹部１０９Ａが形成される。

図１２は、ボルト１０９が配置されるフランジ１０７の一例を示す図である。ボルト１０９及び凹部１０９Ａは、回転軸Ｚｒの周囲に複数配置される。本実施形態において、テレメータ送信機２とバッテリ４とは、別々の凹部１０９Ａに配置される。

図１３は、本実施形態に係るテレメータ送信機２の一例を示す断面図である。図１４は、本実施形態に係るテレメータ送信機２の一例を示す正面図である。図１３及び図１４に示すように、テレメータ送信機２は、ケース部材２Ｃに収容される。ケース部材２Ｃの外面に送信アンテナ３が配置される。

本実施形態において、ケース部材２Ｃは、ボルト１０９に固定される。ケース部材２Ｃは、凹部１０９Ａに配置される。凹部１０９Ａにおいて、ケース部材２Ｃがボルト１０９に固定される。

本実施形態においては、ボルト１０９の凹部１０９Ａの内面に雌ねじ部２４が設けられ、ケース部材２Ｃの外面に雄ねじ部２５が設けられる。ボルト１０９に設けられた雌ねじ部２４とケース部材２Ｃに設けられた雄ねじ部２５とが結合（螺合）されることによって、ケース部材２Ｃがボルト１０９に固定される。

ケース部材２Ｃを凹部１０９Ａに固定するとき、雌ねじ部２４と雄ねじ部２５の少なくとも一部とが接触した状態で、ケース部材２Ｃが回転軸ＡＸ３を中心に回転することによって、ケース部材２Ｃが凹部１０９Ａにねじ込まれて、ケース部材２Ｃが凹部１０９Ａに固定される。これにより、テレメータ送信機２及び送信アンテナ３が回転体の一部を構成するボルト１０９に固定される。

図１３及び図１４に示すように、本実施形態において、テレメータ計測システム１Ｂは、スイッチ装置５を保持する保持部材１１１を有する。保持部材１１１は、環状の部材である。保持部材１１１は、合成樹脂（例えば、ポリカーボネート樹脂）のような絶縁材料で形成される。

ボルト１０９は、頭部１０９Ｔとねじ部１０９Ｎとを有する。頭部１０９Ｔに凸部１０９Ｓが設けられる。保持部材１１１は、凸部１０９Ｓに配置される。凸部１０９Ｓの外周面に雄ねじ部２６が設けられる。保持部材１１１の内周面には雌ねじ部２７が設けられる。ボルト１０９に設けられた雄ねじ部２６と保持部材１１１に設けられた雌ねじ部２７とが結合（螺合）されることによって、保持部材１１１がボルト１０９に固定される。

保持部材１１１を凸部１０９Ｓに固定するとき、雄ねじ部２６と雌ねじ部２７の少なくとも一部とが接触した状態で、保持部材１１１が回転軸ＡＸ３を中心に回転することによって、保持部材１１１が凸部１０９Ｓにねじ込まれて、保持部材１１１が凸部１０９Ｓに固定される。これにより、スイッチ装置５が回転体の一部を構成するボルト１０９に固定される。

図１４に示すように、本実施形態において、スイッチ装置５（操作部５Ａ）は、回転軸ＡＸ３の周囲の一部に配置される。凸部１０９Ｓに対する保持部材１１１の回転量が調整されることによって、回転軸ＡＸ３に対する操作部５Ａの位置が調整される。

図１２に示すように、スイッチ装置５（操作部５Ａ）は、ロータ１２の回転軸Ｚｒと保持部材１１１の回転軸ＡＸ３との間に配置される。本実施形態においては、回転軸Ｚｒの放射方向に関して、回転軸Ｚｒとスイッチ装置５との距離が短くなるように（スイッチ装置５が回転軸Ｚｒに近い位置に配置されるように）、凸部１０９Ｓに対する保持部材１１１の回転量が調整される。

なお、図示は省略するが、バッテリ４は、ケース部材４Ｃに収容される。そのケース部材４Ｃの外面に雄ねじ部が設けられる。ケース部材４Ｃの雄ねじ部と、凹部１０９Ａの雌ねじ部２４とが結合するように、ケース部材４Ｃが凹部１０９Ａにねじ込まれることによって、バッテリ４を収容したケース部材４が、ボルト１０９に固定される。

次に、本実施形態に係るテレメータ計測システム１Ｂを用いる計測方法の一例について説明する。センサ４０がロータ１２の少なくとも一部に配置され、テレメータ送信機２及び送信アンテナ３を保持するケース部材２Ｃが凹部１０９Ａに配置され、バッテリ４を保持するケース部材４Ｃが凹部１０９Ａに配置され、スイッチ装置５を保持する保持部材１１１が凸部１０９Ｓに配置される。また、センサ４０とテレメータ送信機２とが配線ｉｓで接続され、テレメータ送信機２とバッテリ４とが電力線Ｐｗで接続される。

センサ４０を使用してロータ１２の状態を検出し、テレメータ送信機２を使用してセンサ４０の検出信号を無線送信するとき、バッテリ４からテレメータ送信機２に電力が供給されるように、スイッチ装置５の操作部５Ａが操作される。

センサ４０を使用したロータ１２の状態の検出処理が行われないとき、又はテレメータ送信機２を使用したセンサ４０の検出信号の送信処理が行われないとき、バッテリ４からテレメータ送信機２に電力が供給されないように、スイッチ装置５の操作部５Ａが操作される。バッテリ４からテレメータ送信機２に対する電力の供給が停止されることにより、バッテリ４の消耗が抑制される。

以上説明したように、本実施形態においても、スイッチ装置５により、バッテリ４からテレメータ送信機２への電力の供給及び供給停止を円滑且つ迅速に切り替えることができる。

また、本実施形態において、スイッチ装置５は、ボルト１０９の凸部１０９Ｓに配置される環状の保持部材１１１に保持される。その保持部材１１１は、テレメータ送信機２を収容するケース部材２Ｃの周囲に配置される。本実施形態においても、スイッチ装置５とテレメータ送信機２とは、ボルト１０９を介して一体化（ユニット化）される。

また、保持部材１１１は、ボルト１０９の凸部１０９Ｓに設けられた雄ねじ部２６と結合される雌ねじ部２７を有する。そのため、保持部材１１１とボルト１０９とは強固に固定される。したがって、ロータ１２が回転しても、そのロータ１２から保持部材１１１が外れてしまうことが抑制される。

また、本実施形態において、スイッチ装置５は、ロータ１２の回転軸Ｚｒに近い位置に配置されるように、ロータ１２の回転軸Ｚｒと保持部材１１１の回転軸ＡＸ３との間に配置される。これにより、ロータ１２が回転しても、スイッチ装置５に作用する遠心力が過大になることが抑制される。したがって、スイッチ装置５がロータ１２から外れたり、スイッチ装置５が誤作動したり、スイッチ装置５が劣化したりすることが抑制される。

また、本実施形態において、保持部材１１１は、絶縁材料で形成される。これにより、スイッチ装置５に接続される電力線Ｐｗを流れる電気信号とテレメータ送信機２に接続される配線ｉｓを流れる検出信号との短絡がなく、センサ４０の検出信号に与える影響を抑制することができる。

また、ケース部材２Ｃ及びケース部材４Ｃのそれぞれは、凹部１０９Ａに強固に固定されるので、ロータ１２（フランジ１０７）が回転しても、そのフランジ１０７からケース部材２Ｃ及びケース部材４Ｃが外れてしまうことが抑制される。

＜第３実施形態＞
第３実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。

図１５は、本実施形態に係るテレメータ計測システム１Ｃの一例を示す図である。図１５に示すように、テレメータ計測システム１Ｃは、フランジ１０７（ロータ１２）と同軸に配置され、テレメータ送信機２の送信アンテナ３を支持するリング部材１２０を有する。送信アンテナ３は、回転軸Ｚｒを囲むように配置される。テレメータ送信機２は、ケース部材２Ｃに収容され、フランジ１０７（又はボルト１０９）に固定される。バッテリ４は、ケース部材４Ｃに収容され、フランジ１０７（又はボルト１０９）に固定される。

本実施形態において、スイッチ装置５は、リング部材１２０に配置される。スイッチ装置５は、回転軸Ｚｒに対する放射方向に関して送信アンテナ３よりも内側に配置される。操作部５Ａは、リング部材１２０の一部に設けられた凹部（溝）に配置されてもよい。

＜第４実施形態＞
第４実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。

図１６は、本実施形態に係るテレメータ計測システム１Ｄの一例を示す図である。第４実施形態は、上述の第１実施形態の変形例である。

図１６に示すように、テレメータ計測システム１Ｄは、テレメータ送信機２を保持する保持部材（ケース部材）２Ｃと、バッテリ４を保持する保持部材（ケース部材）４Ｃと、
スイッチ装置５を保持する保持部材（ケース部材）５Ｃと、を有する。センサ４０とテレメータ送信機２とは配線ｉｓで接続される。バッテリ４とテレメータ送信機２とは電力線Ｐｗで接続される。スイッチ装置５は、電力線Ｐｗに配置される。

ロータ１２のロータディスク１４は、複数のバランスホール１４Ａを有する。本実施形態において、テレメータ送信機２とバッテリ４とスイッチ装置５は、別々のバランスホール１４Ａに配置される。

なお、本実施形態において、１つのケース部材に、スイッチ装置５とバッテリ４とが保持されてもよい。

なお、上述の各実施形態においては、テレメータ計測システム（１など）が蒸気タービン１０１の回転体の状態を計測する例について説明した。テレメータ計測システム（１など）は、ガスタービン、圧縮機、ガスタービンと蒸気タービンとを組み合わせた複合発電システムなどの回転機械の状態も計測可能である。

なお、上述の各実施形態において、テレメータ計測システム（１など）が計測する計測対象物は、回転体に限られず、直動する可動部材（例えばリニアモータの可動子）でもよい。

なお、上述の各実施形態においては、センサ４０が歪ゲージを含むこととした。センサ４０は、加速度センサでもよいし、変位センサでもよいし、温度センサでもよい。センサ４０は、可動部材の物理量を検出するセンサであればよい。

１テレメータ計測システム
２テレメータ送信機
３送信アンテナ
４バッテリ
５スイッチ装置
５Ａ操作部
６テレメータ受信機
７受信アンテナ
８制御装置
８Ａ表示装置
１１ケーシング
１２ロータ
１４ロータディスク
１４Ａバランスホール
１５動翼
１６静翼
１６Ａ静止部材
１７蒸気通路
２１雌ねじ部
２２雄ねじ部
２３雄ねじ部
２４雌ねじ部
２５雄ねじ部
２６雄ねじ部
２７雌ねじ部
４０センサ
１００回転機械
１０１蒸気タービン
ＡＸ１回転軸
ＡＸ２回転軸
Ｚｒ回転軸

Claims

可動部材に配置されるセンサと、
前記可動部材に配置され、前記センサの検出信号を送信する送信機と、
前記可動部材に配置され、前記送信機に電力を供給可能なバッテリと、
前記可動部材に配置され、前記バッテリから前記送信機への電力の供給及び供給停止を切り替えるスイッチ装置と、
を備える計測システム。
前記スイッチ装置を保持する保持部材を備え、
前記保持部材が、前記可動部材に固定される請求項１に記載の計測システム。
前記保持部材は、絶縁材料で形成される請求項２に記載の計測システム。
前記保持部材は、前記可動部材に設けられた第１雄ねじ部に結合される第１雌ねじ部を有する請求項２又は請求項３に記載の計測システム。
前記保持部材は、前記可動部材に設けられた第２雌ねじ部に結合される第２雄ねじ部を有する請求項２又は請求項３に記載の計測システム。
前記保持部材は、前記送信機を収容するケース部材を含む請求項５に記載の計測システム。
前記可動部材は、回転体を含み、
前記スイッチ装置は、前記回転体の回転軸と前記保持部材の回転軸との間に配置される請求項４から請求項６のいずれか一項に記載の計測システム。
前記可動部材は、回転体を含み、
前記保持部材は、前記回転体と同軸に配置され、前記送信機の送信アンテナを支持するリング部材を含む請求項４から請求項６のいずれか一項に記載の計測システム。
前記スイッチ装置は、ロッカースイッチを含む請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の計測システム。