JP2020180802A - アライメント評価システム、アライメント評価方法および回転体システム - Google Patents

Abstract

【課題】回転体のアライメントの評価精度を向上させることが可能なアライメント評価システム、アライメント評価方法および回転体システムを提供する。【解決手段】本実施形態によるアライメント評価システムは、回転体の軸受を支持する複数の支持部の位置を検出する位置センサを備える。このシステムはさらに、前記位置センサで検出される前記位置に基づく１つの支持部に対する他の支持部のオフセットである第１オフセット、および前記複数の支持部の比較対象位置に基づく前記１つの支持部に対する前記他の支持部のオフセットである第２オフセットの差を演算する演算部を備える。【選択図】図２

Description

本発明による実施形態は、アライメント評価システム、アライメント評価方法および回転体システムに関する。

蒸気タービンに代表される回転機器は、互いに連結された複数の回転体からなるユニットを構成している。これらの回転体の位置関係（アライメント）を計画状態にするために、回転体が支持されている軸受の位置が調整される場合がある。これは、軸受の荷重分担を計画値とするために必要であり、回転機器の安定運転の必要条件でもある。

軸受は軸受台に載置されており、軸受台の位置は、回転機器が据付けされる基礎台の不同沈下現象などにより経時的に変化する場合がある。各軸受台の位置が一様に変化する場合、回転体のアライメントへの影響は少ない。しかし、基礎台が部分的に不同沈下する場合、回転体のアライメントに影響が発生する可能性がある。

各回転体のアライメントの経時的変化を評価する方法の１つとして、基礎台に設けられる基準点の経時的な位置変化を用いることが知られている。この場合、基礎台の不同沈下の傾向を指標として、回転体のアライメントが評価される。しかし、基準点が軸受台から離れて設けられる場合、回転体のアライメントの正確な評価が難しいという問題があった。

特開２０１０−１５９６７３号公報

本発明による実施形態は、回転体のアライメントの評価精度を向上させることが可能なアライメント評価システム、アライメント評価方法および回転体システムを提供することを目的とする。

本実施形態によるアライメント評価システムは、連結される複数の回転体の軸受を支持する複数の支持部の位置を検出する位置センサを備える。このシステムはさらに、位置センサで検出される前記位置に基づく１つの支持部に対する他の支持部のオフセットである第１オフセット、および前記複数の支持部の比較対象位置に基づく前記１つの支持部に対する前記他の支持部のオフセットである第２オフセットの差を演算する演算部を備える。

第１実施形態によるタービンシステムの構成の一例を示すブロック図。 第１実施形態による軸受台の位置の一例を示す側面図。 第２実施形態による軸受台の位置の一例を示す側面図。 第３実施形態による軸受台のオフセットの一例を示す図。 第４実施形態による軸受台の鉛直方向の位置の計算例を示す図。 第５実施形態による軸受台の鉛直方向の位置の計算例を示す図。 第６実施形態による軸受台の構成の一例を示す図。 第７実施形態による軸受台の位置の一例を示す図。 第７実施形態による軸受台の水平方向の位置の計算例を示す図。 第８実施形態による軸受の位置調整の一例を示す図。 第８実施形態による軸受の偏心の一例を示す図。 第８実施形態による軸受の調整方向および調整距離の一例を示す図。

以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を説明する。本実施形態は、本発明を限定するものではない。

図面は模式的または概念的なものであり、各部分の比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。明細書と図面において、既出の図面に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態によるタービンシステムの構成の一例を示すブロック図である。以降の説明において、ｘ軸は後述するタービン機器１００の軸方向を、ｙ軸は水平方向を、ｚ軸は鉛直方向をそれぞれ表すこととする。ここでいう鉛直方向とは、ｘ軸およびｙ軸に垂直な方向を指す。図１のタービンシステム（回転体システム）は、タービン機器１００と、アライメント評価システム２００とを備えており、アライメント評価システム２００は、位置センサ５１と、演算部５２と、記憶部５３とを備えている。

タービン機器１００は、例えば、蒸気タービンである。タービン機器１００は、タービン基礎台１と、高中圧タービン３と、第１低圧タービン４と、第２低圧タービン５と、前部軸受台６と、中間軸受台７と、第１低圧軸受台８と、第２低圧軸受台９と、第３低圧軸受台１０と、第４低圧軸受台１１とを備える。

以下、高中圧タービン３、第１低圧タービン４、および第２低圧タービン５は、単に「タービン３〜５」とも表記する。また、前部軸受台６、中間軸受台７、第１低圧軸受台８、第２低圧軸受台９、第３低圧軸受台１０、および第４低圧軸受台１１は、単に「軸受台６〜１１」とも表記する。また、タービン基礎台１は、単に「基礎台１」とも表記する。

回転体としてのタービン３〜５は、それぞれの端部において連結される。また、タービン３〜５の両端部付近に軸受が設けられる。

支持部としての軸受台６〜１１は、複数のタービン３〜５の軸受を支持する。軸受台６〜１１は、基礎台１に載置されている。また、図１に示すように、低圧軸受台８〜１１は、第1および第２低圧タービン４，５の内部に設けられている。

位置センサ５１は、複数の軸受台６〜１１の位置を検出する。より詳細には、位置センサ５１は、複数の軸受台６〜１１の鉛直方向（ｚ方向）の位置を検出する。位置センサ５１は、演算部５２に検出した位置を送る。位置センサ５１は、例えば、レーザートラッカーなどの３次元計測器である。この場合、レーザ発生装置から発生されるレーザは、受光部が有する反射鏡によって反射されてレーザ発生装置に戻る。これにより、受光部の中心における３次元座標位置を算出することができる。すなわち、レーザートラッカーにより、鉛直方向および水平方向（ｙ方向）の座標位置を測定することができる。例えば、測定を行う位置に受光部が移動されながら、位置の検出が順次行われる。

尚、水平面の絶対水平は、例えば、傾斜を測定する水準器などにより得られればよい。レーザ発生装置は、基礎台１から離れた位置に設けられ、絶対水平に調整される。これにより、絶対水平を基準とした位置を測定することができる。

また、位置センサ５１は、レーザートラッカーに限られず、他の位置センサであってもよい。例えば、レーザートラッカーに代えて、水レベル計が用いられてもよい。水レベル計は、水盛りの原理を利用して、鉛直方向の相対高さを検出する。水レベル計を用いた場合でも、絶対水平を基準とした位置を測定することができる。

演算部５２は、複数の軸受台６〜１１の位置に関する演算を行う。例えば、演算部５２は、位置センサ５１が検出した軸受台６〜１１の位置を受け取り、タービン３〜５の位置関係（アライメント）の評価に関する演算を行う。演算部５２は、例えば、パーソナルコンピュータ（パソコン）である。尚、アライメントの評価方法の詳細については、図２を参照して、後で説明する。

記憶部５３は、アライメントの評価に関する情報を格納する。アライメントの評価に関する情報には、例えば、後で説明する軸受台６〜１１の位置などが含まれる。尚、記憶部５３は、アライメント評価システム２００の外部に設けられていてもよい。

次に、図２を参照して、アライメントの評価方法について説明する。

図２（Ａ）および図２（Ｂ）は、第１実施形態による軸受台６〜１１の位置の一例を示す側面図である。×印は、各軸受台６〜１１の鉛直方向の位置を示す。図２（Ａ）は、設計時の軸受台６〜１１の位置を示し、図２（Ｂ）は、現状の軸受台６〜１１の位置を示す。

設計時の軸受台６〜１１の位置とは、例えば、設計時に設定される、軸受台６〜１１の計画状態の位置である。設計時の軸受台６〜１１の位置は、例えば、記憶部５３に格納されている。図２（Ａ）に示すように、各軸受台６〜１１の高さに差（オフセット）が設けられている。タービン機器１００が冷機停止状態から運転状態になると、熱変形などにより軸受台６〜１１が沈下し、各軸受台６〜１１の位置が変化する。従って、運転状態における各タービン３〜５の芯が合うように、冷機停止状態の軸受台６〜１１にオフセットが設定されている。

現状の軸受台６〜１１の位置とは、位置センサ５１により測定される軸受台６〜１１の位置である。現状の軸受台６〜１１の位置は、例えば、タービン機器１００の建設時や定期検査時に測定される軸受台６〜１１の位置である。タービン機器１００は、建設時において、各軸受台６〜１１の相対位置が図２（Ａ）に示す設計時の位置になるように調整して据え付けられる。しかし、図２（Ｂ）に示すように、軸受台９，１０は、点線で示す設計時の位置から実線で示す現状の位置に沈下している。このように、軸受台６〜１１の位置は、基礎台１の不同沈下現象などにより経時的に変化する場合がある。各軸受台６〜１１の位置が一様に変化する場合、タービン３〜５のアライメントへの影響は少ない。しかし、基礎台１が部分的に不同沈下する場合、タービン３〜５のアライメントに影響が発生する可能性がある。タービン３〜５のアライメントが悪化すると、例えば、運転状態における各タービン３〜５の芯がずれてしまう。この場合、軸受の荷重分担が計画値から変化したり、振動などによりタービン機器１００の安定運転が困難になってしまう。

そこで、演算部５２は、複数の軸受台６〜１１のうち一つの軸受台に対する他の軸受台の位置のオフセットを演算する。より詳細には、演算部５２は、複数の軸受台６〜１１のうち一つの軸受台に対する他の軸受台の鉛直方向の位置のオフセットを演算する。例えば、演算部５２は、位置センサ５１における複数の軸受台６〜１１の鉛直方向の位置に基づき第１オフセットＯ１を、複数の軸受台６〜１１の鉛直方向の比較対象位置に基づき第２オフセットＯ２を演算する。

また、演算部５２は、位置センサ５１で検出される複数の軸受台６〜１１の位置に基づく１つの軸受台に対する他の軸受台のオフセットである第１オフセットＯ１、および複数の軸受台６〜１１の比較対象位置に基づく１つの軸受台に対する他の軸受台のオフセットである第２オフセットＯ２の差を演算する。例えば、第１オフセットＯ１は、図２（Ｂ）に示すように、現状の軸受台６の位置１３を基準Ｒとした、現状の軸受台９の位置である。第１実施形態における比較対象位置は、一例として、タービン３〜５の設計時に設定された複数の軸受台６〜１１の位置である。従って、第２オフセットＯ２は、例えば、図２（Ａ）に示すように、設計時の軸受台６の位置１２を基準Ｒとした、現状の軸受台９の位置である。このように、基準Ｒからのオフセットで比較することにより、各軸受台６〜１１の相対的な位置関係からアライメント評価をすることができる。

尚、以下では、第２オフセットＯ２を第２設計オフセットＯ２ａと呼ぶ場合がある。また、一例として軸受台９の位置のオフセットについて説明しているが、オフセットには、他の軸受台７，８，１０，１１の位置が含まれていてもよい。

次に、演算部５２は、各軸受台７〜１１に対して、第１オフセットＯ１と第２設計オフセットＯ２ａとの差１４を演算する。この差１４は、各軸受台６〜１１における設計時の位置と現状の位置との乖離量である。図２（Ｂ）に示す例では、軸受台６，７，８，１１の位置は設計時の位置から変化せず、軸受台９，１０の位置が設計時の位置から変化している。従って、軸受台９，１０における差１４は、ゼロより大きな値である。一方、軸受台６，７，８，１１における差１４は、略ゼロである。

演算部５２は、例えば、図示しない表示部に、各軸受台６〜１１における差１４などの演算結果を表示する。ユーザは、演算結果を参照し、軸受台６〜１１の軸受の位置を調整する。図２（Ｂ）に示す例では、軸受台９，１０の軸受の位置が差１４だけ上方向に移動するように調整されればよい。この結果、各軸受の位置を設計時の位置に戻すことができる。尚、アライメントは、各軸受台６〜１１の軸受の位置の相対関係に依存する。従って、軸受台９，１０の軸受の位置は変化せず、軸受台６，７，８，１１の軸受の位置が差１４だけ下方向に移動するように調整されてもよい。また、軸受の位置の調整方法の詳細については、後の実施形態８において説明する。

尚、基準とする軸受台は、軸受台６に限られず、他の軸受台７〜１１であってもよい。

以上のように、第１実施形態によれば、位置センサ５１は、複数の軸受台６〜１１の位置を検出する。また、演算部５２は、現状の軸受台６〜１１の位置の第１オフセットＯ１と設計時の軸受台６〜１１の位置の第２設計オフセットＯ２ａとの差１４を演算する。これにより、軸受台６〜１１の位置の設計時からの乖離量を把握することができる。この結果、タービン３〜５のアライメントの評価精度を向上させることができる。さらに、ユーザは、軸受の位置の調整量および調整方向を知ることができる。

従来、回転体のアライメントは、一般的に、対となる回転体のカップリング間の上下・左右方向の芯ずれ、面開きから各回転体の相対位置関係の評価は行われている。しかし、絶対水平に対する各回転体の位置関係を評価することは困難であった。また、各回転体のアライメントの経時的変化を評価する方法の１つとして、基礎台に設けられる基準点の経時的な位置変化を用いることが知られている。この場合、基礎台の不同沈下の傾向を指標として、回転体のアライメントが評価される。しかし、基準点が軸受台から離れて設けられる場合、回転体のアライメントの正確な評価が難しいという問題があった。

これに対して、第１実施形態では、位置センサ５１により絶対水平を基準とした位置の検出が行われるため、検出される位置と設計時の軸受台６〜１１の位置との比較をすることができる。また、位置センサ５１により軸受台６〜１１の位置を直接測定することができる。従って、アライメントの評価精度をさらに向上させることができる。

（第２実施形態）
図３（Ａ）および図３（Ｂ）は、第２実施形態による軸受台６〜１１の位置の一例を示す側面図である。第２実施形態は、過去に検出された軸受台６〜１１の位置との比較が行われる点で、第１実施形態と異なる。

記憶部５３は、位置センサ５１により過去に検出された軸受台６〜１１の位置を格納する。

第２実施形態によるアライメント評価システム２００のその他の構成は、第１実施形態によるアライメント評価システム２００の対応する構成と同様であるため、その詳細な説明を省略する。

タービン機器１００の建設時から基礎台１の沈下が進んでいる場合、軸受の位置を設計時まで戻すように調整するために、長い時間がかかってしまう可能性がある。しかし、過去の定期点検やメンテナンスの結果から、安定して運転することができていた過去の軸受台６〜１１の位置を把握することができる。そこで、第２実施形態による演算部５２は、現状の軸受台６〜１１の位置のオフセットと過去の軸受台６〜１１の位置のオフセットとを比較する。軸受台６〜１１の軸受の位置は、安定運転の実績がある位置に調整されてもよい。これにより、安定運転が可能な範囲で調整でき、かつ、調整が短時間でよくなる。

図３（Ａ）は、過去に検出された軸受台６〜１１の位置を示す。図３（Ｂ）は、現状の軸受台６〜１１の位置を示す。過去に検出された軸受台６〜１１の位置は、例えば、前回の定期検査で検出された位置である。尚、前々回など、さらに過去の定期検査で検出された位置であってもよい。また、現状の軸受台６〜１１の位置は、例えば、今回の定期検査で検出された位置である。

第１オフセットＯ１は、例えば、図３（Ｂ）に示すように、現状の軸受台６の位置１３を基準Ｒとした、現状の軸受台９の位置である。第２実施形態における比較対象位置は、一例として、位置センサ５１により過去に検出された複数の軸受台６〜１１の位置である。従って、第２オフセットＯ２は、例えば、図３（Ａ）に示すように、過去の軸受台６の位置１６を基準Ｒとした、現状の軸受台９の位置である。尚、以下では、第２オフセットＯ２を第２過去オフセットＯ２ｂと呼ぶ場合がある。

次に、演算部５２は、各軸受台７〜１１に対して、第１オフセットＯ１と第２過去オフセットＯ２ｂとの差１７を演算する。この差１７は、各軸受台６〜１１における過去の位置と現状の位置との乖離量である。図３（Ｂ）に示す例では、軸受台６，７，８，１１の位置は過去の位置から変化せず、軸受台９，１０の位置が過去の位置から変化している。従って。軸受台９，１０における差１７は、ゼロより大きな値である。一方、軸受台６，７，８，１１における差１７は、略ゼロである。

演算部５２は、例えば、図示しない表示部に、各軸受台６〜１１における差１７などの演算結果を表示する。ユーザは、演算結果を参照し、軸受台６〜１１の軸受の位置を調整する。図３（Ｂ）に示す例では、軸受台９，１０の軸受の位置が差１７だけ上方向に移動するように調整されればよい。この結果、各軸受の位置を過去の位置に戻すことができる。尚、アライメントは、各軸受台６〜１１の軸受の位置の相対関係に依存する。従って、軸受台９，１０の軸受の位置は変化せず、軸受台６，７，８，１１の軸受の位置が差１７だけ下方向に移動するように調整されてもよい。

第２実施形態によるアライメント評価システム２００は、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、第２実施形態では、アライメントの評価に、設計時の軸受台６〜１１の位置が不要になる。

（第３実施形態）
図４は、第３実施形態による軸受台９のオフセットの一例を示す図である。第３実施形態は、過去の軸受台６〜１１の位置から未来の軸受台６〜１１の位置の予想が行われる点で、第２実施形態と異なる。尚、図４は、軸受台９の例を示すが、他の軸受台７，８，１０，１１も同様である。

演算部５２は、第１オフセットＯ１と第２過去オフセットＯ２ｂとの差１７および位置センサ５１による位置の検出時間間隔に基づいて、未来の１つの軸受台に対する他の軸受台のオフセットである第３オフセットＯ３を演算する。検出時間間隔は、例えば、現状の支持第６〜１１の位置の測定時と過去の支持第６〜１１の位置の測定時との時間間隔である。

第３実施形態によるアライメント評価システム２００のその他の構成は、第２実施形態によるアライメント評価システム２００の対応する構成と同様であるため、その詳細な説明を省略する。

軸受台６〜１１の変化量（沈下量）は、通常、時間に対して略線形である。従って、定期点検やメンテナンスなどにより得られる過去の軸受台６〜１１の位置の変化量と時間との関係から、未来の軸受台６〜１１の位置を予想することができる。例えば、定期点検がほぼ同じ時間間隔で行われる場合、軸受台６〜１１のオフセットの変化量は、ほぼ同じになる。

図４に示す現状の軸受台６の位置１３、過去の軸受台６の位置１６、第１オフセットＯ１、第２過去オフセットＯ２ｂおよび差１７は、図３（Ａ）および図３（Ｂ）と対応する。また、図４に示す第２設計オフセットＯ２ａは、図２（Ａ）と対応する。

軸受台６〜１１の位置の変化量が時間に対して線形である場合、過去（ｔ１）から現状（ｔ２）までの時間から、例えば、次の定期検査である未来（ｔ３）の第３オフセットが算出可能である。この場合、第３オフセットは、式１により表される。
Ｏ３＝Ｏ１＋（Ｏ１−Ｏ２ｂ）／（ｔ２−ｔ１）×（ｔ３−ｔ２） （式１）
従って、軸受台６〜１１の位置の経時的な変化を把握することができる。尚、軸受台６〜１１の位置の変化量の時間変化は、略線形に限られない。例えば、過去のオフセットの変化量のフィッティングなどにより、軸受台６〜１１のオフセットの変化量の時間変化が予想されてもよい。

また、演算部５２は、第１オフセットＯ１と第３オフセットＯ３との差１８を演算してもよい。差１８は、現状から未来までのオフセットの変化量である。この差１８は、軸受の位置の調整量とされればよい。この場合、次回の定期検査での軸受の位置は、現状の軸受の位置とほぼ同様になる。これにより、現状で安定運転が可能であれば、次回の定期点検時まで安定運転が可能になる。また、例えば、今回から次回までの定期検査の期間（ｔ２〜ｔ３）が前回から今回の定期検査の期間（ｔ１〜ｔ２）より長い場合など、調整量を大きくすることができる。尚、調整量は、ユーザにより任意に変更されてもよい。例えば、設計時の軸受の位置や、過去に安定運転の実績がある範囲内になるように軸受の位置が調整されてもよい。

第３実施形態によるアライメント評価システム２００は、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、第３実施形態では、未来の軸受台６〜１１の位置の変化量を考慮した事前調整をすることができる。

（第４実施形態）
図５（Ａ）および図５（Ｂ）は、第４実施形態による軸受台６〜１１の鉛直方向の位置の計算例を示す図である。第４実施形態では、軸受台６〜１１の鉛直方向の位置の算出の詳細について説明する。尚、位置の計算は、例えば、演算部５２により行われればよい。

図５（Ａ）は、軸受台６〜１１を上から見た図である。また、図５（Ｂ）は、軸受台６〜１１をタービン３〜５の回転軸２３の方向から見た図である。

軸受台６〜１１は、軸受と嵌合するように設けられる軸受嵌合部１９を有する。図５（Ｂ）に示すように、軸受嵌合部１９は、例えば、略半円形の凹みである。また、図５（Ａ）および図５（Ｂ）に示すように、軸受台６〜１１は、上端面Ｓを有する。

軸受台６〜１１は、位置センサ５１により位置が検出される複数の被検出部２９，２９ａを有する。例えば、図５（Ａ）に示すように、被検出部２９，２９ａは、上端面Ｓ上に設けられる。また、２つの被検出部２９，２９ａの被検出部ペアは、タービン３〜５の回転軸２３に垂直な軸（図５（Ａ）の２８）方向に、軸受の中心からそれぞれ所定距離Ｄだけ離れて設けられる。また、軸受台６〜１１の位置は、被検出部ペア２９，２９ａの位置の平均値２９ｂである。例えば、図５（Ｂ）に示すように、２つの被検出部２９，２９ａの高さの平均値２９ｂが演算される。この平均値２９ｂが、軸受台６〜１１の鉛直方向の位置である。これにより、図５（Ｂ）に示すような軸受台６〜１１が傾いている場合などにおいても、計測誤差を抑制することができる。また、図５（Ａ）に示すように、被検出部ペアの中間が軸受の中心（軸受嵌合部１９の中心）であるため、後の軸受の位置の調整を適切に行うことができる。

また、所定距離Ｄは、例えば、軸受が載置される軸受嵌合部１９の内周半径であることが好ましい。この場合、図５（Ｂ）に示すように、被検出部２９，２９ａは、例えば、軸受嵌合部１９の内側面と上端面Ｓとの間の縁に設けられる。これは、被検出部２９，２９ａが軸受に近いほど、後の軸受の位置の調整をより適切に行うことができるためである。尚、熱や衝突など、軸受台６〜１１に局所的な変形が発生し、計測誤差が大きくなってしまう場合がある。従って、図５（Ａ）に示すように、所定距離Ｄは、軸受嵌合部１９の内周半径に限られず、任意に変更されてもよい。また、所定距離Ｄは、軸受の外周半径であってもよい。

第４実施形態によるアライメント評価システム２００は、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、第４実施形態では、軸受台６〜１１の位置の計測誤差を抑制することができる。また、第４実施形態によるアライメント評価システム２００に第２実施形態および第３実施形態を組み合わせてもよい。

（第５実施形態）
図６（Ａ）および図６（Ｂ）は、第５実施形態による軸受台６〜１１の鉛直方向の位置の計算例を示す図である。第５実施形態は、被検出部のペアが複数設けられる点で、第４実施形態と異なる。

図６（Ａ）は、図５（Ａ）と同様に、軸受台６〜１１を上から見た図である。また、図６（Ｂ）は、図５（Ｂ）と同様に、軸受台６〜１１をタービン３〜５の回転軸２３の方向から見た図である。

軸受台６〜１１は、位置センサ５１により位置が検出される複数の被検出部２４〜２６，２４〜２６ａを有する。また、２つの被検出部の被検出部ペア（２４と２４ａ、２５と２５ａ、２６と２６ａ）は、タービン３〜５の回転軸２３に垂直な軸（図６（Ａ）の２０，２１，２２）方向に、タービン３〜５の回転軸２３からそれぞれ所定距離Ｄだけ離れて設けられる。また、軸受台６〜１１の位置は、被検出部ペアの位置の平均値２７ｂである。例えば、図６（Ｂ）に示すように、左側の被検出部２４〜２６の平均値２７と右側の被検出部２４ａ〜２６ａの平均値２７ａとの平均値２７ｂが演算される。この平均値２７ｂが、軸受台６〜１１の鉛直方向の位置である。

第５実施形態によるアライメント評価システム２００のその他の構成は、第４実施形態によるアライメント評価システム２００の対応する構成と同様であるため、その詳細な説明を省略する。

第４実施形態において説明したように、軸受台６〜１１に局所的な変形が発生する場合がある。第５実施形態では、複数の被検出部ペアが設けられることにより、軸受台６〜１１に局所的な変形などがあっても、計測誤差をより抑制することができる。また、軸受台６〜１１の位置の再現性や傾向を確認するため、参考として複数の検出値が用いられる場合もある。

尚、被検出部ペアの数は、３ペアに限られず、任意に変更されてもよい。また、図６（Ａ）に示すように、被検出部ペアごとに、所定距離Ｄは変更されてもよい。

第５実施形態によるアライメント評価システム２００は、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、第５実施形態では、検出箇所を増やして、軸受台６〜１１の位置の計測誤差を抑制することができる。また、第５実施形態によるアライメント評価システム２００に第２実施形態〜第４実施形態を組み合わせてもよい。尚、第５実施形態に第４実施形態を組み合わせる場合、例えば、複数の被検出部ペアのうち１つの被検出部のペアが、図５（Ａ）に示すように、軸受（軸受嵌合部１９）の中心から所定距離Ｄ離れた位置に設けられればよい。

（第６実施形態）
図７（Ａ）および図７（Ｂ）は、第６実施形態による軸受台６〜１１の構成の一例を示す図である。第６実施形態では、第４実施形態および第５実施形態において説明した軸受台６〜１１の位置の検出方法の詳細について説明する。

図７（Ａ）は、図６（Ａ）と同様に、軸受台６〜１１を上から見た図である。図７（Ｂ）は、軸受台６〜１１の構成の一例を示す斜視図である。

軸受台６〜１１は、被検出部の位置を示す位置指示部３０〜３２，３０ａ〜３２ａを有する。例えば、位置指示部３０〜３２，３０ａ〜３２ａは、計測座である。位置センサ５１がレーザートラッカーである場合、図７（Ｂ）に示すように、計測座は、受光部３３がはまり込む略半球形状の凹みである。尚、位置指示部の数は、被検出部の数に対応するように任意に変更されてもよい。

軸受台６〜１１の位置の検出は、定期検査ごとに行われる。位置指示部３０〜３２，３０ａ〜３２ａにより、定期検査ごとの被検出部の位置を略一定にすることができる。これにより、計測誤差を抑制することができる。尚、計測座は、検出位置を固定することができればよく、センサの種類によって、形状が変更されてもよい。また、位置指示部３０〜３２，３０ａ〜３２ａは、測定位置のマーキングなどであってもよい。

第６実施形態によるアライメント評価システム２００は、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、第６実施形態では、計測位置を特定し、軸受台６〜１１の位置の計測誤差を抑制することができる。また、第６実施形態によるアライメント評価システム２００に第２実施形態〜第５実施形態を組み合わせてもよい。

（第７実施形態）
図８（Ａ）および図８（Ｂ）は、第７実施形態による軸受台６〜１１の偏心の一例を示す図である。第７実施形態は、軸受台６〜１１の水平方向の位置がアライメント評価に用いられる点で、第１実施形態と異なる。

図８（Ａ）は、第７実施形態による軸受台６〜１１の位置の一例を示す図である。三角印は、各軸受台６〜１１の水平方向の位置を示す。図８（Ｂ）は、タービン機器１００の回転軸２３の方向から見た軸受Ｂおよび軸受台６〜１１の位置の一例を示す図である。四角印は、タービン３〜５の回転軸である回転体芯４２を示す。回転体芯４２は、例えば、設計時の軸受の位置である。丸印は、軸受台６〜１１の中心軸である軸受台芯４３を示す。尚、軸受台６〜１１の水平方向の位置の計算の詳細については、図９（Ａ）および図９（Ｂ）を参照して、後で説明する。

位置センサ５１は、複数の軸受台６〜１１の鉛直方向および水平方向の位置を検出する。尚、軸受台６〜１１の鉛直方向および水平方向の位置は、それぞれ別の位置センサで検出されてもよい。また、演算部５２は、複数の軸受台６〜１１のうち１つの軸受台に対する他の軸受台の鉛直方向および水平方向の位置に関するオフセットを演算する。例えば、図８（Ａ）に示すように、軸受台６の水平方向の位置、すなわち、タービン３〜５の回転軸方向が基準Ｒとなる。第１オフセットＯ１は、図８（Ａ）に示すように、ゼロより大きな値である。第２設計オフセットＯ２ａは、例えば、略ゼロである。従って、演算部５２は、第１オフセットＯ１と第２設計オフセットＯ２ａとの差３８を演算する。この差３８は、各軸受台６〜１１における設計時の位置と現状の位置との乖離量である。

図８（Ｂ）に示すように、鉛直方向および水平方向における第１オフセットＯ１と第２設計オフセットＯ２ａとの差１４，３８は、回転体芯４２（設計時の軸受の位置）に対する軸受台芯４３の偏心量を示す。この偏心量に基づいて、軸受の位置が調整されればよい。尚、軸受の位置の調整の詳細については、後の第８実施形態において説明する。

次に、図９（Ａ）および図９（Ｂ）を参照して、軸受台６〜１１の水平方向の位置の算出方法について説明する。

図９（Ａ）および図９（Ｂ）は、第７実施形態による軸受台６〜１１の水平方向の位置の計算例を示す図である。図９（Ａ）は、図６（Ａ）と同様に、軸受台６〜１１を上から見た図である。図９（Ｂ）は、図６（Ｂ）と同様に、軸受台６〜１１をタービン３〜５の回転軸２３の方向から見た図である。

水平方向の位置の算出は、第６実施形態とほぼ同様でよい。すなわち、第６実施形態における鉛直方向の位置を水平方向の位置とすればよい。例えば、図９（Ａ）および図９（Ｂ）に示すように、左側の被検出部３４〜３６の平均値３７と右側の被検出部３４ａ〜３６ａの平均値３７ａとの平均値３７ｃが演算される。この平均値３７ｃが、軸受台６〜１１の水平方向の位置である。また、第５実施形態と同様に、被検出部ペアが１つであってもよい。

第７実施形態によるアライメント評価システム２００は、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、第７実施形態では、水平方向も考慮した軸受台６〜１１の偏心を評価することができる。また、第７実施形態によるアライメント評価システム２００に第２実施形態〜第６実施形態を組み合わせてもよい。

（第８実施形態）
図１０（Ａ）および図１０（Ｂ）は、第８実施形態による軸受の位置調整の一例を示す図である。第８実施形態では、軸受の位置の調整について説明する。軸受の位置の調整は、例えば、定期点検において、偏心量の算出後に行われればよい。

図１０（Ａ）は、軸受台芯４３が回転体芯４２と略一致している状態を示す。図１０（Ｂ）は、軸受台芯４３が回転体芯４２からずれている状態を示す。尚、図１０（Ａ）および図１０（Ｂ）には、回転体芯４２の中心線である回転体芯中心線４０および軸受台芯４３の中心線である軸受台芯中心線４１も示されている。

軸受Ｂは、軸受台６〜１１との間に設けられ、オフセットの差に基づいて、軸受Ｂの位置を調整する軸受位置調整部３９を有する。オフセットの差は、例えば、第１オフセットＯ１および第２設計オフセットＯ２ａの差１４である。尚、オフセットの差は、第２実施形態および第３実施形態で説明した、第１オフセットＯ１および第２過去オフセットＯ２ｂの差１７や、第１オフセットＯ１および第３オフセットＯ３の差１８であってもよい。例えば、軸受位置調整部３９は、軸受Ｂの外周の凹みに挿入される。軸受位置調整部３９は、図示しないシムを有する。シムの挿入や入れ替えにより、軸受位置調整部３９の厚みが調整される。これにより、軸受Ｂの位置を調整することができる。図１０（Ａ）および図１０（Ｂ）に示すように、軸受位置調整部３９を加工する際に、加工中心を偏心させることにより、軸受の位置を調整することができる。

図１１は、第８実施形態による軸受Ｂの偏心の一例を示す図である。図１２は、第８実施形態による軸受Ｂの調整方向および調整距離の一例を示す図である。図１２は、軸受位置調整部３９の加工芯４４を示す。

例えば、図１１に示すように、回転体芯４２（設計時の軸受の位置）に対する現状の軸受台芯４３の偏心量が上下方向に差１４，左右方向に差３８である。この場合、加工芯４４は、図１２に示すように、軸受台芯４３から下方向に差１４，右方向に差３８とする位置に設定される。この加工芯４４を基に加工することにより、軸受の位置を回転体芯４２に調整することができる。

第８実施形態によるアライメント評価システム２００は、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、第８実施形態では、軸受台６〜１１の偏心を調整量として、軸受の位置を調整することができる。尚、水平方向を考慮しない場合も、同様に軸受の位置が調整される。また、第８実施形態によるアライメント評価システム２００に第２実施形態〜第７実施形態を組み合わせてもよい。

本実施形態によるアライメント評価システム、アライメント評価方法および回転体システムの少なくとも一部は、ハードウェアで構成してもよいし、ソフトウェアで構成してもよい。ソフトウェアで構成する場合には、アライメント評価システム、アライメント評価方法および回転体システムの少なくとも一部の機能を実現するプログラムをフレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に収納し、コンピュータに読み込ませて実行させてもよい。記録媒体は、磁気ディスクや光ディスク等の着脱可能なものに限定されず、ハードディスク装置やメモリなどの固定型の記録媒体でもよい。また、アライメント評価システム、アライメント評価方法および回転体システムの少なくとも一部の機能を実現するプログラムを、インターネット等の通信回線（無線通信も含む）を介して頒布してもよい。さらに、同プログラムを暗号化したり、変調をかけたり、圧縮した状態で、インターネット等の有線回線や無線回線を介して、あるいは記録媒体に収納して頒布してもよい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

２００ アライメント評価システム、３ 高中圧タービン、４ 第１低圧タービン、５ 第２低圧タービン、６ 前部軸受台、７中間軸受台、８ 第１低圧軸受台、９ 第２低圧軸受台、１０ 第３低圧軸受台、１１ 第４低圧軸受台、１９ 軸受嵌合部、２３ 回転軸、３９ 軸受位置調整部、５１ 位置センサ、５２ 演算部、Ｂ 軸受、Ｄ 所定距離、Ｏ１ 第１オフセット、Ｏ２ 第２オフセット、Ｏ３ 第３オフセット

Claims (13)

1. 回転体の軸受を支持する複数の支持部の位置を検出する位置センサと、
   前記位置センサで検出される前記位置に基づく１つの支持部に対する他の支持部のオフセットである第１オフセット、および前記複数の支持部の比較対象位置に基づく前記１つの支持部に対する前記他の支持部のオフセットである第２オフセットの差を演算する演算部と、
   を備えるアライメント評価システム。
2. 前記比較対象位置は、前記回転体の設計時に設定された前記位置である、請求項１に記載のアライメント評価システム。
3. 前記比較対象位置は、前記位置センサにより過去に検出された前記位置である、請求項１に記載のアライメント評価システム。
4. 前記演算部は、前記第１オフセットと前記第２オフセットとの差および前記位置センサによる位置の検出時間間隔に基づいて、未来の前記１つの支持部に対する前記他の支持部のオフセットである第３オフセットを演算する、請求項３に記載のアライメント評価システム。
5. 前記支持部は、前記位置センサにより位置が検出される複数の被検出部を有し、
   ２つの前記被検出部の被検出部ペアは、前記回転体の回転軸に垂直な軸方向に、前記軸受の中心からそれぞれ所定距離だけ離れて設けられ、
   前記支持部の位置は、前記被検出部ペアの位置の平均値である、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のアライメント評価システム。
6. 前記支持部は、前記位置センサにより位置が検出される複数の被検出部を有し、
   ２つの前記被検出部の被検出部ペアは、前記回転体の回転軸に垂直な軸方向に、前記回転体の回転軸からそれぞれ所定距離だけ離れて設けられ、
   前記支持部の位置は、複数の前記被検出部ペアの位置の平均値である、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のアライメント評価システム。
7. 前記支持部は、前記軸受と嵌合する軸受嵌合部を有し、
   前記所定距離は、前記軸受嵌合部の内周半径である、請求項５または請求項６に記載のアライメント評価システム。
8. 前記支持部は、前記被検出部の位置を示す位置指示部を有する、請求項５から請求項７のいずれか一項に記載のアライメント評価システム。
9. 前記位置センサは、前記複数の支持部の鉛直方向および水平方向の位置を検出し、
   前記演算部は、前記複数の支持部のうち１つの支持部に対する他の支持部の鉛直方向および水平方向の位置に関するオフセットを演算する、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のアライメント評価システム。
10. 前記位置センサは、前記複数の支持部の鉛直方向の位置を検出し、
    前記演算部は、前記位置センサにおける前記複数の支持部の鉛直方向の位置に基づき前記第１オフセットを、前記複数の支持部の鉛直方向の比較対象位置に基づき前記第２オフセットを演算する、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のアライメント評価システム。
11. 前記軸受は、前記支持部との間に設けられ、前記第１オフセットおよび前記第２オフセットの差に基づいて、前記軸受の位置を調整する軸受位置調整部を有する、請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のアライメント評価システム。
12. 回転体の軸受を支持する複数の支持部の位置を位置センサにより検出し、
    前記位置センサで検出される前記位置に基づく１つの支持部に対する他の支持部のオフセットである第１オフセット、および前記複数の支持部の比較対象位置に基づく前記１つの支持部に対する前記他の支持部のオフセットである第２オフセットの差を演算部により演算する、ことを具備するアライメント評価方法。
13. 回転体と、
    前記回転体の軸受を支持する複数の支持部と、
    前記複数の支持部の位置を検出する位置センサと、
    前記位置センサで検出される前記位置に基づく１つの支持部に対する他の支持部のオフセットである第１オフセット、および前記複数の支持部の比較対象位置に基づく前記１つの支持部に対する前記他の支持部のオフセットである第２オフセットの差を演算する演算部と、
    を備える回転体システム。

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