JP4248752B2 - 回転電機用点検ロボット - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タービン発電機等の回転電機内の点検を行なう点検ロボットに関し、特に、ロータとステータを組み合せたままの状態、すなわちステータからロータを引き抜かないままの状態でロータとステータとの隙間内に点検ロボットの機構部を挿入して遠隔操作で回転電機内の点検を行なう回転電機用点検ロボットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、タービン発電機等の回転電機内の点検作業は、ステータからロータを引き抜いて、作業者が回転電機内に入り、タービン発電機のステータウエッジ及びステータ鉄心等の点検作業を行なっていた。また、ロータコイルウエッジ等の点検作業は、ロータを引き抜いて行なっていた。
【０００３】
一方、ステータからロータを引き抜かないで回転電機内を保守点検する装置、例えば特開平３−２６１３５１号公報に記載のように、ステータとロータとの隙間に保守作業機構部とそれを支持する支持機構部とを挿入して保守点検する装置も提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記ステータからロータを引き抜いて点検を行なう方法は、準備も含め点検作業に時間がかかり、点検のための費用が非常に高くなるという問題があり、また、作業者が点検をするために持ちこんだ治工具、機材等を、機内に置き忘れるなどの問題があった。
【０００５】
また、上記特開平３−２６１３５１号公報に記載の装置は、保守作業機構部をガイドする支持機構部のガイド部が、コレクタリング側とタービン側のリテーニングリング間を渡ってピンと張る構造になっているため、ガスセグリゲーションバッフルが有るタービン発電機では、ガイド部がガスセグリゲーションバッフルに当たって保守作業機構部がうまく動作できないことがあり、ガスセグリゲーションバッフルが有るタービン発電機には適用できないという問題があった。
【０００６】
また、ステータからロータを引き抜かずにロータの超音波探傷ができる装置が現状では未だ開発されてないため、超音波探傷をする場合には、ステータからロータを引き抜いてから行なわなければならず、点検作業が長くなり、点検費用も高くなるという問題があった。
【０００７】
本発明の目的は、ロータとステータを組み合せたままの状態で、回転電機内の点検を行なうことができる回転電機用点検ロボットを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明における回転電機用点検ロボットの特徴とするところは、回転電機用点検ロボットを、回転電機内の点検を行なう点検装置を備えロータとステータとの間に形成された隙間内を旋回動作を含めて軸方向或いは周方向に走行する機構部と、該機構部の走行を制御し点検装置からの計測信号を受信し処理する遠隔装置とで構成することにある。
【０００９】
具体的には本発明は次に掲げる点検ロボットを提供する。
【００１０】
本発明は、ロータの外周面とステータの内周面との間に形成された隙間に挿入され、前記隙間内を走行する機構部と、回転電機内の点検を行う点検装置と、前記点検装置からの計測信号を受信して処理する遠隔装置とを有した回転電機用点検ロボットにおいて、前記機構部は、第１の走行装置と、前記第１の走行装置の少なくとも片側に配置された第２の走行装置とを有し、前記第１の走行装置は、軸方向及び周方向走行手段と旋回手段を取り付けた上段フレーム及び下段フレームからなる第１のフレームと、前記第１のフレームの軸方向前後に連結した第１のパンタジャッキとを備え、前記第２の走行装置は、周方向走行手段を設けた第２のフレームと、前記第２のフレームの軸方向前後に連結した第２のパンタジャッキとを備え、前記点検装置は、目視検査機能、超音波探傷機能、打音検査機能のうち少なくとも一つの機能を有して第２の走行装置の外側側面に着脱可能に取り付けて構成し、前記第１の走行装置及び前記第２の走行装置による前記隙間内の旋回動作を含めた前記ロータの軸方向或いは周方向の移動は、前記第１の走行装置が前記第１のパンタジャッキを伸ばして前記隙間内に固定したとき、前記第２のパンタジャッキを縮めて前記第２の走行装置を移動し、前記第２の走行装置が前記第２のパンタジャッキを伸ばして前記隙間内に固定したとき、前記第１のパンタジャッキを縮めて前記第１の走行装置を移動するようにしたことを特徴とする回転電機用点検ロボットを提供する。
【００１１】
また、本発明は、ロータの外周面とステータの内周面との間に形成された隙間に挿入され、前記隙間内を走行する機構部と、回転電機内の点検を行う点検装置と、前記点検装置からの計測信号を受信して処理する遠隔装置とを有した回転電機用点検ロボットにおいて、前記機構部は、第１の走行装置と、前記第１の走行装置の両側に配置された第２の走行装置とを有し、前記第１の走行装置は、軸方向及び周方向走行手段と旋回手段を取り付けた上段フレーム及び下段フレームからなる第１のフレームと、前記第１のフレームの軸方向前後に連結した第１のパンタジャッキとを備え、前記各第２の走行装置は、周方向走行手段を設けた第２のフレームと、前記第２のフレームの軸方向前後に連結した第２のパンタジャッキとを備え、前記点検装置は、いずれか一方の前記第２の走行装置の外側側面に目視検査装置を着脱可能に取り付けると共に、他方の前記第２の走行装置の外側側面に他の検査装置を着脱可能に取り付けて構成し、前記第１の走行装置及び前記第２の走行装置による前記隙間内の旋回動作を含めた前記ロータの軸方向或いは周方向の移動は、前記第１の走行装置が前記第１のパンタジャッキを伸ばして前記隙間内に固定したとき、前記第２のパンタジャッキを縮めて前記第２の走行装置を移動し、前記第２の走行装置が前記第２のパンタジャッキを伸ばして前記隙間内に固定したとき、前記第１のパンタジャッキを縮めて前記第１の走行装置を移動するようにしたことを特徴とする回転電機用点検ロボット提供する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態例に係わる回転電機用点検ロボットを、図を用いて説明する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施の形態例に係わる回転電機用点検ロボットの構成を示す。本回転電機用点検ロボットは、機構部１１０と、伝送ケーブル１７と、遠隔装置２００とで構成されている。
【００１６】
機構部１１０は、タービン発電機１０１のロータ１０５の外周面とステータ１０２の内周面との間に形成された隙間１０８に周囲の干渉物を回避して挿入され、遠隔装置２００での遠隔操作により自動的に隙間１０８内を走行して機内の点検作業を行う。
【００１７】
遠隔装置２００は、伝送ケーブル１７を介して機構部１１０に電力、制御信号を送り、機構部１１０から計測信号を受信し、機構部１１０の走行状況、点検状況をモニタに自動的に表示し、記録し、処理する。
【００１８】
図２は、図１の回転電機用点検ロボットの機構部１１０の概略構成を示す平面図である。また、図３は図２のＡ−Ａ矢視図であり、図４は図２のＢ−Ｂ矢視図である。
【００１９】
機構部１１０は、第１の走行装置２２ａと、第１の走行装置２２ａの両側に配置された第２の走行装置２２ｂと、第２の走行装置２２ｂの外側側面に取り付けられた点検装置１９とで構成されている。また、第２の走行装置２２ｂは、第１の走行装置２２ａの片側のみに配置されてもよい。
【００２０】
点検装置１９には、ロータ１０５の外周面及びステータ１０２の内周面の変色、傷を撮影して点検する目視検査装置１９ａ、ロータ１０５側のウエッジのクラックを探傷する超音波探傷装置１９ｂ、ステータ１０２側のウエッジの緩みを点検する打音検査装置１９ｃ等がある。
【００２１】
上記、各点検装置１９は、両第２の走行装置２２ｂの側面に任意に着脱可能に構成されており、それぞれ点検する内容に応じて、各点検装置１９を取り替えて点検することが可能である。もちろん片方の第２の走行装置２２ｂの側面にのみ点検装置１９を取り付けることも可能である。
【００２２】
第１の走行装置２２ａは、第１のフレーム１と、第１のフレーム１の軸方向前後に配置され、スライド軸５を介して第１のフレーム１と連結している第１のパンタジャッキ４とで構成されている。ここで用いられるパンタジャッキとは、ベロフラム式エアシリンダ駆動によるパンタグラフ型ジャッキのことである。
【００２３】
図４に示すように、第１のフレーム１は、上下に分割されており、上段フレーム１ａと下段フレーム１ｂとで構成されている。上段フレーム１ａには、軸方向モータ７と、軸方向送り軸８と、軸方向送り軸受９と、周方向送り部１２とが取り付けられている。
【００２４】
第１のフレーム１を固定して軸方向モータ７を駆動すると、軸方向送り軸８の回動により軸方向送り軸受９が移動し、スライド軸受５とパンダジャッキ４とが軸方向に移動する。
【００２５】
再び、図２に戻り、第１の走行装置２２ａの両側に配置された各第２の走行装置２２ｂは、第２のフレーム２と、第２のフレーム２の軸方向前後に取り付けられた第２のパンタジャッキ３とで構成され、互いに結合アーム６で結合されている。また、一方の第２の走行装置２２ｂには、周方向モータ１０と歯付きプーリ１１が設けられ、他方の第２の走行装置２２ｂに設けられた歯付きプーリ１１と歯付きベルト１３により連結されている。
【００２６】
第１の走行装置２２ａを固定し、周方向モータ１０を駆動すると、歯付きベルト１３の回動により歯付きベルト１３の長さ方向に互いに結合アーム６で結合された両第２の走行装置２２ｂが移動する。歯付きベルト１３と第１の走行装置２２ａの結合は、玉軸（図示なし）を介して結合している周方向送り部１２により行なわれる。
【００２７】
また、第１の走行装置２２ａの上段フレーム１ａには、旋回モータ１４と、旋回軸１５とが取り付けられ、下段フレーム１ｂには、旋回軸受カラー１６が取り付けられている。
【００２８】
両第２の走行装置２２ｂを固定し、旋回モータ１４を回動すると、旋回軸１５を介して旋回軸受カラー１６が旋回方向に動作して下段フレーム１ｂが旋回し、逆に下段フレーム１ｂを固定すると、上段フレーム１ａが旋回するように構成されている。
【００２９】
伝送ケーブル１７は、両第２のフレーム２に取り付けられるケーブルガード１８に固定され、遠隔装置２００との間に接続される。また、伝送ケーブル１７は、電力、制御信号、計測信号などを送受信する。
【００３０】
図５は、ロータ１０５の周方向に配置された機構部１１０の側面図である。
この側面図は図２のＣ方向矢視図を示す。機構部１１０は、図の左側からＴＶカメラ２５を備えた目視検査装置１９ａ、第２の走行装置２２ｂ、第１の走行装置２２ａ、第２の走行装置２２ｂ、探触子２７を備えた超音波探傷装置１９ｂの順で配列されている。
【００３１】
図５に示すように、第１の走行装置２２ａは、パンダジャッキ４が伸びステータ１０２の内周面を押し付けて、隙間１０８に固定された状態である、一方、両第２の走行装置２２ｂは、パンダジャッキ３を縮めて、走行できる状態である。隙間１０８がステータ１０１の内周面とロータ１０５の内周面とでリング状に形成されているため、機構部１１０もリング状に配列されている。
【００３２】
図６は、図１の回転電機用点検ロボットの機構部１１０をタービン発電機のロータとステータとの隙間に挿入した状態を示す正面断面図であり、図７は、図６のＤ−Ｄ断面図である。
【００３３】
タービン発電機１０１は、ステータ１０２と、ステータ鉄心１０３と、ステータウエッジ１０４と、ロータ１０５と、ステータコイル１０６と、リテーニングリング１０７と、ガスセグリゲーションバッフル１０９とから構成されている。機構部１１０は、ロータ１０５と、ステータ１０２側のステータウエッジ１０４との間の隙間１０８に挿入される。なお、軸方向の動きはガスセグリゲーションバッフル１０９により制限される。ガスセグリゲーションバッフル１０９を越えて隣の隙間１０８に移動するためには、一旦ガスセグリゲーションバッフル１０９がないところのロータ１０５の下側に戻り、移動する。
【００３４】
図７に示すように、機構部１１０は、ロータ１０５の外周面に沿って円弧状に配列されいる。ガスセグリゲーションバッフル１０９は、上側から両側面に渡って伸びているが、下側にはないので、機構部１１０の隙間１０８への挿入または軸方向の移動は、この付近において行なわれる。
【００３５】
図８は、図２の機構部１１０の走行装置の概略構成を示す平面図であり、図９は図８のＥ矢視図である。図２の機構部１１０から点検装置１９を取り除いた状態を示す。また、図９に示すように、第１の走行装置２２ａ及び第１の走行装置２２ａの両側に配置された第２の走行装置２２ｂは、円弧状に配列されている。
【００３６】
また、図８では、第２の走行装置２２ｂは、第１の走行装置２２ａの両側に配置されているが、片側のみに配置しても良い。この場合、点検装置１９は、第１の走行装置２２ａの側面に取り付けられることになる。
【００３７】
図１０は、図１の回転電機用点検ロボットの機構部１１０の軸方向の走行パターンを示す。
【００３８】
軸方向走行は、始めにステップ３１で、第１の走行装置２２ａのパンダジャッキ４を伸ばしてステータ１０２の内周面に押し付ける一方、両第２の走行装置２２ｂのパンダジャッキ３を縮める。
【００３９】
次にステップ３２で、第１のフレーム１と、第１のフレーム１と連動するパンダジャッキ３を含む第２のフレーム２、すなわち両第２の走行装置２２ｂとを軸方向に移動する。次にステップ３３で、両第２の走行装置２２ｂのパンダジャッキ３を伸ばしてステータ１０２の内周面に押し付けて両第２の走行装置２２ｂを固定する。
【００４０】
次にステップ３４で、第１の走行装置２２ａのパンダジャッキ４を縮め、ステップ３５で、パンダジャッキ４を含む第１の走行装置２２ａを軸方向に移動する。次にステップ３６で、第１の走行装置２２ａのパンダジャッキ４を伸ばしてステータ１０２の内周面に押し付けて、第１の走行装置２２ａを固定する。以下、ステップ３１〜３６を繰り返すことにより、機構部１１０を軸方向に走行させることができる。
【００４１】
図１１は、機構部１１０の周方向の走行パターンを示す。
【００４２】
周方向走行は、始めにステップ４１で、第１の走行装置２２ａのパンダジャッキ４を伸ばしてステータ１０２の内周面に押し付ける一方、両第２の走行装置２２ｂのパンダジャッキ３を縮める。
【００４３】
次にステップ４２で、パンダジャッキ３を含む両第２のフレーム２を周方向に移動する。次にステップ４３で、両第２の走行装置２２ｂのパンダジャッキ３を伸ばしてステータ１０２の内周面に押し付けて両第２の走行装置２２ｂを固定する。
【００４４】
次にステップ４４で、第１の走行装置２２ａのパンダジャッキ４を縮め、ステップ４５で、パンダジャッキ４を含む第１の走行装置２２ａを周方向に移動する。次にステップ４６で、第１の走行装置２２ａのパンダジャッキ４を伸ばしてステータ１０２の内周面に押し付けて、第１の走行装置２２ａを固定する。以下ステップ４１〜４６を繰り返すことにより、機構部１１０を周方向に走行させることができる。
【００４５】
図１２は、機構部１１０の旋回動作パターンを示す。
【００４６】
旋回動作は、始めにステップ５１で、第１の走行装置２２ａのパンダジャッキ４を伸ばしてステータ１０２の内周面に押し付ける一方、両第２の走行装置２２ｂのパンダジャッキ３を縮める。
【００４７】
次にステップ５２で、第１の走行装置２２ａの上段フレーム１ａを旋回させることにより、パンダジャッキ３を含む両第２のフレーム２が時計方向に旋回θする（ただし、図８の第１のフレーム１は下段フレーム１ｂのみを示す）。次にステップ５３で、両第２の走行装置２２ｂのパンダジャッキ３を伸ばしてステータ１０２の内周面に押し付けて両第２の走行装置２２ｂを固定する。
【００４８】
次にステップ５４で、第１の走行装置２２ａのパンダジャッキ４を縮め、ステップ５５で、パンダジャッキ４を含む第１の走行装置２２ａの下段フレーム１ｂを時計方向に旋回させる。次にステップ５６で、第１の走行装置２２ａのパンダジャッキ４を伸ばしてステータ１０２の内周面に押し付けて、第１の走行装置２２ａを固定する。以下ステップ５１〜５６を繰り返すことにより、機構部１１０を任意に旋回させることができ、機構部１１０の走行方向の軌道修正等が可能となる。
【００４９】
次に、点検装置１９による点検データ取り込みの方法について述べる。
【００５０】
タービン発電機内の目視点検は、機構部１１０の両第２の走行装置２２ｂのいずれか一方に目視検査装置１９ａを取り付け、機構部１１０が隙間１０８内を軸方向または周方向にステップ走行し、また旋回走行により、目視検査装置１９ａに備えられたＴＶカメラ２５で機内を撮影し、画像信号とＴＶカメラ２５の位置信号を遠隔装置２００に送信し、遠隔装置２００のモニタに実時間で表示し、異常個所の画像を記録媒体に記録する。
【００５１】
コイルウエッジの超音波探傷は、両第２の走行装置２２ｂのいずれか一方に超音波探傷装置１９ｂを取り付け、機構部１１０が隙間１０８内を軸方向または周方向にステップ走行し、また旋回走行により、コイルウエッジを超音波探傷装置１９ｂに備えられた探触子２７で探傷し、探傷信号と探触子２７の位置信号を遠隔装置２００に送信し、遠隔装置２００のモニタに実時間で表示し、探傷信号の波高値、探傷結果の平面表示図、位置信号などを記録媒体に記録する。
【００５２】
ステータウエッジの締まり具合の打音検査は、同様に打音検査装置１９ｃを取り付けて隙間１０８内をステップ走行し、ステータウエッジを叩き、打撃音をマイクで電気信号に変換し、打撃音信号と打撃の位置信号を遠隔装置２００に送信し、遠隔装置２００のモニタに実時間で表示し、打撃音の波高値、周波数、減衰定数、点検結果の平面表示図、位置信号などを記録媒体に記録する。
【００５３】
すなわち、コイルウエッジの超音波探傷、ステータウエッジ締まり具合の打音検査は、停止状態で位置データと夫々の測定データを取り込み、これを順次繰り返し、しかも往復させて全周をしゃくとり虫のようにワンピッチずつ、ずらして点検データを採って行く方法である。
【００５４】
点検装置１９を取り付けて走行する場合、機構部１１０は、最初のガスセグリゲーションバッフル１０９と干渉しないように、ガスセグリゲーションバッフル１０９がないロータ１０５の下側に挿入される。次に機構部１１０は、ロータ１０５の下側からロータ１０５の片側半分の外周に沿って真上まで点検し、一旦下側に戻り、下側からもう片側半分の外周に沿って真上まで点検して下側に戻り、第一の区画の点検を終了する。
【００５５】
また、ロータ１０５の片側半分の外周に沿って真上まで点検し、そのままもう片側半分の外周に沿って点検し下側に戻ってもよい。
【００５６】
そして、ロータ１０５の下側において、機構部１１０は、最初のガスセグリゲーションバッフル１０９の位置を通過して、次のガスセグリゲーションバッフル１０９と干渉しない位置に進み、第一の区画と同様な点検を行ない、第二の区画での点検を終了する。
【００５７】
以後、機構部１１０は、ロータ１０５の下側で順次ガスセグリゲーションバッフル１０９の位置を通過して干渉しない位置に進み、上述と同様にロータ１０５の外周面を昇降して第三、第四、・・・の区画を点検する。
【００５８】
上述したように、本実施の形態例の回転電機用点検ロボットによれば、タービン発電機の点検において、ステータからロータを引き抜かずに、タービン発電機内の目視検査、コイルウエッジの超音波探傷、ステータウエッジ締まり具合の打音検査が遠隔操作で行なうことができる。また、ロータとステータとの隙間内で機構部はガイドレールなどを使わずに自動走行できるため、ガスセグリゲーションバッフルが有るタービン発電機にも適用できる。
【００５９】
これにより、時間をかけずに、かつ容易に点検作業を行なうことができるので、点検費用の低減化が図れる。また、治工具、機材等を、タービン発電機内に置き忘れることもない。
【００６０】
【発明の効果】
本発明によれば、回転電機内の点検をロータとステータを組み合せたままの状態で行なうことができるので、点検作業が短くなり、点検費用の低減化を図ることができる。また、機内に治工具、機材等を持ちこむこともないので、置き忘れることもなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態例に係わる回転電機用点検ロボットの構成図である。
【図２】図１の回転電機用点検ロボットの機構部の概略構成を示す平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ矢視図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ矢視図である。
【図５】ロータの周方向に配置された機構部の側面図である。
【図６】図２の機構部をタービン発電機のロータとステータの隙間に挿入した状態を示す正面断面図である。
【図７】図６のＤ−Ｄ断面図である。
【図８】図２の機構部の走行装置の概略構成を示す平面図である。
【図９】図８のＥ矢視図である。
【図１０】図１の回転電機用点検ロボットの機構部の軸方向の走行パターン図である。
【図１１】図１の回転電機用点検ロボットの機構部の周方向の走行パターン図である。
【図１２】図１の回転電機用点検ロボットの機構部の旋回動作パターン図である。
【符号の説明】
１…第１のフレーム、１ａ…上段フレーム、１ｂ…下段フレーム、２…第２のフレーム、３…第２のパンタジャッキ、４…第１のパンタジャッキ、５…スライド軸、６…結合アーム、７…軸方向モータ、８…軸方向送り軸、９…軸方向送り軸受、１０…周方向モータ、１１…歯付きプーリ、１２…周方向送り部、１３…歯付きベルト、１４…旋回モータ、１５…旋回軸、１６…旋回軸受カラー１７…伝送ケーブル、１８…ケーブルガイド、１９…点検装置、１９ａ…目視検査装置、１９ｂ…超音波探傷装置、１９ｃ…打音検査装置、２２ａ…第１の走行装置、２２ｂ…第２の走行装置、２５…ＴＶカメラ、２７…探触子、１０１…タービン発電機、１０２…ステータ、１０３…ステータ鉄心、１０４…ステータウエッジ、１０５…ロータ、１０６…ステータコイル、１０７…リテーニングリング、１０８…隙間、１０９…ガスセグリゲーションバッフル、１１０…機構部、２００…遠隔装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、タービン発電機等の回転電機内の点検を行なう点検ロボットに関し、特に、ロータとステータを組み合せたままの状態、すなわちステータからロータを引き抜かないままの状態でロータとステータとの隙間内に点検ロボットの機構部を挿入して遠隔操作で回転電機内の点検を行なう回転電機用点検ロボットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、タービン発電機等の回転電機内の点検作業は、ステータからロータを引き抜いて、作業者が回転電機内に入り、タービン発電機のステータウエッジ及びステータ鉄心等の点検作業を行なっていた。また、ロータコイルウエッジ等の点検作業は、ロータを引き抜いて行なっていた。
【０００３】
一方、ステータからロータを引き抜かないで回転電機内を保守点検する装置、例えば特開平３−２６１３５１号公報に記載のように、ステータとロータとの隙間に保守作業機構部とそれを支持する支持機構部とを挿入して保守点検する装置も提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記ステータからロータを引き抜いて点検を行なう方法は、準備も含め点検作業に時間がかかり、点検のための費用が非常に高くなるという問題があり、また、作業者が点検をするために持ちこんだ治工具、機材等を、機内に置き忘れるなどの問題があった。
【０００５】
また、上記特開平３−２６１３５１号公報に記載の装置は、保守作業機構部をガイドする支持機構部のガイド部が、コレクタリング側とタービン側のリテーニングリング間を渡ってピンと張る構造になっているため、ガスセグリゲーションバッフルが有るタービン発電機では、ガイド部がガスセグリゲーションバッフルに当たって保守作業機構部がうまく動作できないことがあり、ガスセグリゲーションバッフルが有るタービン発電機には適用できないという問題があった。
【０００６】
また、ステータからロータを引き抜かずにロータの超音波探傷ができる装置が現状では未だ開発されてないため、超音波探傷をする場合には、ステータからロータを引き抜いてから行なわなければならず、点検作業が長くなり、点検費用も高くなるという問題があった。
【０００７】
本発明の目的は、ロータとステータを組み合せたままの状態で、回転電機内の点検を行なうことができる回転電機用点検ロボットを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明における回転電機用点検ロボットの特徴とするところは、回転電機用点検ロボットを、回転電機内の点検を行なう点検装置を備えロータとステータとの間に形成された隙間内を旋回動作を含めて軸方向或いは周方向に走行する機構部と、該機構部の走行を制御し点検装置からの計測信号を受信し処理する遠隔装置とで構成することにある。
【０００９】
具体的には本発明は次に掲げる点検ロボットを提供する。
【００１０】
本発明は、ロータの外周面とステータの内周面との間に形成された隙間に挿入され、前記隙間内を走行する機構部と、回転電機内の点検を行う点検装置と、前記点検装置からの計測信号を受信して処理する遠隔装置とを有した回転電機用点検ロボットにおいて、前記機構部は、第１の走行装置と、前記第１の走行装置の少なくとも片側に配置された第２の走行装置とを有し、前記第１の走行装置は、軸方向及び周方向走行手段と旋回手段を取り付けた上段フレーム及び下段フレームからなる第１のフレームと、前記第１のフレームの軸方向前後に連結した第１のパンタジャッキとを備え、前記第２の走行装置は、周方向走行手段を設けた第２のフレームと、前記第２のフレームの軸方向前後に連結した第２のパンタジャッキとを備え、前記点検装置は、目視検査機能、超音波探傷機能、打音検査機能のうち少なくとも一つの機能を有して第２の走行装置の外側側面に着脱可能に取り付けて構成し、前記第１の走行装置及び前記第２の走行装置による前記隙間内の旋回動作を含めた前記ロータの軸方向或いは周方向の移動は、前記第１の走行装置が前記第１のパンタジャッキを伸ばして前記隙間内に固定したとき、前記第２のパンタジャッキを縮めて前記第２の走行装置を移動し、前記第２の走行装置が前記第２のパンタジャッキを伸ばして前記隙間内に固定したとき、前記第１のパンタジャッキを縮めて前記第１の走行装置を移動するようにしたことを特徴とする回転電機用点検ロボットを提供する。
【００１１】
また、本発明は、ロータの外周面とステータの内周面との間に形成された隙間に挿入され、前記隙間内を走行する機構部と、回転電機内の点検を行う点検装置と、前記点検装置からの計測信号を受信して処理する遠隔装置とを有した回転電機用点検ロボットにおいて、前記機構部は、第１の走行装置と、前記第１の走行装置の両側に配置された第２の走行装置とを有し、前記第１の走行装置は、軸方向及び周方向走行手段と旋回手段を取り付けた上段フレーム及び下段フレームからなる第１のフレームと、前記第１のフレームの軸方向前後に連結した第１のパンタジャッキとを備え、前記各第２の走行装置は、周方向走行手段を設けた第２のフレームと、前記第２のフレームの軸方向前後に連結した第２のパンタジャッキとを備え、前記点検装置は、いずれか一方の前記第２の走行装置の外側側面に目視検査装置を着脱可能に取り付けると共に、他方の前記第２の走行装置の外側側面に他の検査装置を着脱可能に取り付けて構成し、前記第１の走行装置及び前記第２の走行装置による前記隙間内の旋回動作を含めた前記ロータの軸方向或いは周方向の移動は、前記第１の走行装置が前記第１のパンタジャッキを伸ばして前記隙間内に固定したとき、前記第２のパンタジャッキを縮めて前記第２の走行装置を移動し、前記第２の走行装置が前記第２のパンタジャッキを伸ばして前記隙間内に固定したとき、前記第１のパンタジャッキを縮めて前記第１の走行装置を移動するようにしたことを特徴とする回転電機用点検ロボット提供する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態例に係わる回転電機用点検ロボットを、図を用いて説明する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施の形態例に係わる回転電機用点検ロボットの構成を示す。本回転電機用点検ロボットは、機構部１１０と、伝送ケーブル１７と、遠隔装置２００とで構成されている。
【００１６】
機構部１１０は、タービン発電機１０１のロータ１０５の外周面とステータ１０２の内周面との間に形成された隙間１０８に周囲の干渉物を回避して挿入され、遠隔装置２００での遠隔操作により自動的に隙間１０８内を走行して機内の点検作業を行う。
【００１７】
遠隔装置２００は、伝送ケーブル１７を介して機構部１１０に電力、制御信号を送り、機構部１１０から計測信号を受信し、機構部１１０の走行状況、点検状況をモニタに自動的に表示し、記録し、処理する。
【００１８】
図２は、図１の回転電機用点検ロボットの機構部１１０の概略構成を示す平面図である。また、図３は図２のＡ−Ａ矢視図であり、図４は図２のＢ−Ｂ矢視図である。
【００１９】
機構部１１０は、第１の走行装置２２ａと、第１の走行装置２２ａの両側に配置された第２の走行装置２２ｂと、第２の走行装置２２ｂの外側側面に取り付けられた点検装置１９とで構成されている。また、第２の走行装置２２ｂは、第１の走行装置２２ａの片側のみに配置されてもよい。
【００２０】
点検装置１９には、ロータ１０５の外周面及びステータ１０２の内周面の変色、傷を撮影して点検する目視検査装置１９ａ、ロータ１０５側のウエッジのクラックを探傷する超音波探傷装置１９ｂ、ステータ１０２側のウエッジの緩みを点検する打音検査装置１９ｃ等がある。
【００２１】
上記、各点検装置１９は、両第２の走行装置２２ｂの側面に任意に着脱可能に構成されており、それぞれ点検する内容に応じて、各点検装置１９を取り替えて点検することが可能である。もちろん片方の第２の走行装置２２ｂの側面にのみ点検装置１９を取り付けることも可能である。
【００２２】
第１の走行装置２２ａは、第１のフレーム１と、第１のフレーム１の軸方向前後に配置され、スライド軸５を介して第１のフレーム１と連結している第１のパンタジャッキ４とで構成されている。ここで用いられるパンタジャッキとは、ベロフラム式エアシリンダ駆動によるパンタグラフ型ジャッキのことである。
【００２３】
図４に示すように、第１のフレーム１は、上下に分割されており、上段フレーム１ａと下段フレーム１ｂとで構成されている。上段フレーム１ａには、軸方向モータ７と、軸方向送り軸８と、軸方向送り軸受９と、周方向送り部１２とが取り付けられている。
【００２４】
第１のフレーム１を固定して軸方向モータ７を駆動すると、軸方向送り軸８の回動により軸方向送り軸受９が移動し、スライド軸受５とパンダジャッキ４とが軸方向に移動する。
【００２５】
再び、図２に戻り、第１の走行装置２２ａの両側に配置された各第２の走行装置２２ｂは、第２のフレーム２と、第２のフレーム２の軸方向前後に取り付けられた第２のパンタジャッキ３とで構成され、互いに結合アーム６で結合されている。また、一方の第２の走行装置２２ｂには、周方向モータ１０と歯付きプーリ１１が設けられ、他方の第２の走行装置２２ｂに設けられた歯付きプーリ１１と歯付きベルト１３により連結されている。
【００２６】
第１の走行装置２２ａを固定し、周方向モータ１０を駆動すると、歯付きベルト１３の回動により歯付きベルト１３の長さ方向に互いに結合アーム６で結合された両第２の走行装置２２ｂが移動する。歯付きベルト１３と第１の走行装置２２ａの結合は、玉軸（図示なし）を介して結合している周方向送り部１２により行なわれる。
【００２７】
また、第１の走行装置２２ａの上段フレーム１ａには、旋回モータ１４と、旋回軸１５とが取り付けられ、下段フレーム１ｂには、旋回軸受カラー１６が取り付けられている。
【００２８】
両第２の走行装置２２ｂを固定し、旋回モータ１４を回動すると、旋回軸１５を介して旋回軸受カラー１６が旋回方向に動作して下段フレーム１ｂが旋回し、逆に下段フレーム１ｂを固定すると、上段フレーム１ａが旋回するように構成されている。
【００２９】
伝送ケーブル１７は、両第２のフレーム２に取り付けられるケーブルガード１８に固定され、遠隔装置２００との間に接続される。また、伝送ケーブル１７は、電力、制御信号、計測信号などを送受信する。
【００３０】
図５は、ロータ１０５の周方向に配置された機構部１１０の側面図である。
この側面図は図２のＣ方向矢視図を示す。機構部１１０は、図の左側からＴＶカメラ２５を備えた目視検査装置１９ａ、第２の走行装置２２ｂ、第１の走行装置２２ａ、第２の走行装置２２ｂ、探触子２７を備えた超音波探傷装置１９ｂの順で配列されている。
【００３１】
図５に示すように、第１の走行装置２２ａは、パンダジャッキ４が伸びステータ１０２の内周面を押し付けて、隙間１０８に固定された状態である、一方、両第２の走行装置２２ｂは、パンダジャッキ３を縮めて、走行できる状態である。隙間１０８がステータ１０１の内周面とロータ１０５の内周面とでリング状に形成されているため、機構部１１０もリング状に配列されている。
【００３２】
図６は、図１の回転電機用点検ロボットの機構部１１０をタービン発電機のロータとステータとの隙間に挿入した状態を示す正面断面図であり、図７は、図６のＤ−Ｄ断面図である。
【００３３】
タービン発電機１０１は、ステータ１０２と、ステータ鉄心１０３と、ステータウエッジ１０４と、ロータ１０５と、ステータコイル１０６と、リテーニングリング１０７と、ガスセグリゲーションバッフル１０９とから構成されている。機構部１１０は、ロータ１０５と、ステータ１０２側のステータウエッジ１０４との間の隙間１０８に挿入される。なお、軸方向の動きはガスセグリゲーションバッフル１０９により制限される。ガスセグリゲーションバッフル１０９を越えて隣の隙間１０８に移動するためには、一旦ガスセグリゲーションバッフル１０９がないところのロータ１０５の下側に戻り、移動する。
【００３４】
図７に示すように、機構部１１０は、ロータ１０５の外周面に沿って円弧状に配列されいる。ガスセグリゲーションバッフル１０９は、上側から両側面に渡って伸びているが、下側にはないので、機構部１１０の隙間１０８への挿入または軸方向の移動は、この付近において行なわれる。
【００３５】
図８は、図２の機構部１１０の走行装置の概略構成を示す平面図であり、図９は図８のＥ矢視図である。図２の機構部１１０から点検装置１９を取り除いた状態を示す。また、図９に示すように、第１の走行装置２２ａ及び第１の走行装置２２ａの両側に配置された第２の走行装置２２ｂは、円弧状に配列されている。
【００３６】
また、図８では、第２の走行装置２２ｂは、第１の走行装置２２ａの両側に配置されているが、片側のみに配置しても良い。この場合、点検装置１９は、第１の走行装置２２ａの側面に取り付けられることになる。
【００３７】
図１０は、図１の回転電機用点検ロボットの機構部１１０の軸方向の走行パターンを示す。
【００３８】
軸方向走行は、始めにステップ３１で、第１の走行装置２２ａのパンダジャッキ４を伸ばしてステータ１０２の内周面に押し付ける一方、両第２の走行装置２２ｂのパンダジャッキ３を縮める。
【００３９】
次にステップ３２で、第１のフレーム１と、第１のフレーム１と連動するパンダジャッキ３を含む第２のフレーム２、すなわち両第２の走行装置２２ｂとを軸方向に移動する。次にステップ３３で、両第２の走行装置２２ｂのパンダジャッキ３を伸ばしてステータ１０２の内周面に押し付けて両第２の走行装置２２ｂを固定する。
【００４０】
次にステップ３４で、第１の走行装置２２ａのパンダジャッキ４を縮め、ステップ３５で、パンダジャッキ４を含む第１の走行装置２２ａを軸方向に移動する。次にステップ３６で、第１の走行装置２２ａのパンダジャッキ４を伸ばしてステータ１０２の内周面に押し付けて、第１の走行装置２２ａを固定する。以下、ステップ３１〜３６を繰り返すことにより、機構部１１０を軸方向に走行させることができる。
【００４１】
図１１は、機構部１１０の周方向の走行パターンを示す。
【００４２】
周方向走行は、始めにステップ４１で、第１の走行装置２２ａのパンダジャッキ４を伸ばしてステータ１０２の内周面に押し付ける一方、両第２の走行装置２２ｂのパンダジャッキ３を縮める。
【００４３】
次にステップ４２で、パンダジャッキ３を含む両第２のフレーム２を周方向に移動する。次にステップ４３で、両第２の走行装置２２ｂのパンダジャッキ３を伸ばしてステータ１０２の内周面に押し付けて両第２の走行装置２２ｂを固定する。
【００４４】
次にステップ４４で、第１の走行装置２２ａのパンダジャッキ４を縮め、ステップ４５で、パンダジャッキ４を含む第１の走行装置２２ａを周方向に移動する。次にステップ４６で、第１の走行装置２２ａのパンダジャッキ４を伸ばしてステータ１０２の内周面に押し付けて、第１の走行装置２２ａを固定する。以下ステップ４１〜４６を繰り返すことにより、機構部１１０を周方向に走行させることができる。
【００４５】
図１２は、機構部１１０の旋回動作パターンを示す。
【００４６】
旋回動作は、始めにステップ５１で、第１の走行装置２２ａのパンダジャッキ４を伸ばしてステータ１０２の内周面に押し付ける一方、両第２の走行装置２２ｂのパンダジャッキ３を縮める。
【００４７】
次にステップ５２で、第１の走行装置２２ａの上段フレーム１ａを旋回させることにより、パンダジャッキ３を含む両第２のフレーム２が時計方向に旋回θする（ただし、図８の第１のフレーム１は下段フレーム１ｂのみを示す）。次にステップ５３で、両第２の走行装置２２ｂのパンダジャッキ３を伸ばしてステータ１０２の内周面に押し付けて両第２の走行装置２２ｂを固定する。
【００４８】
次にステップ５４で、第１の走行装置２２ａのパンダジャッキ４を縮め、ステップ５５で、パンダジャッキ４を含む第１の走行装置２２ａの下段フレーム１ｂを時計方向に旋回させる。次にステップ５６で、第１の走行装置２２ａのパンダジャッキ４を伸ばしてステータ１０２の内周面に押し付けて、第１の走行装置２２ａを固定する。以下ステップ５１〜５６を繰り返すことにより、機構部１１０を任意に旋回させることができ、機構部１１０の走行方向の軌道修正等が可能となる。
【００４９】
次に、点検装置１９による点検データ取り込みの方法について述べる。
【００５０】
タービン発電機内の目視点検は、機構部１１０の両第２の走行装置２２ｂのいずれか一方に目視検査装置１９ａを取り付け、機構部１１０が隙間１０８内を軸方向または周方向にステップ走行し、また旋回走行により、目視検査装置１９ａに備えられたＴＶカメラ２５で機内を撮影し、画像信号とＴＶカメラ２５の位置信号を遠隔装置２００に送信し、遠隔装置２００のモニタに実時間で表示し、異常個所の画像を記録媒体に記録する。
【００５１】
コイルウエッジの超音波探傷は、両第２の走行装置２２ｂのいずれか一方に超音波探傷装置１９ｂを取り付け、機構部１１０が隙間１０８内を軸方向または周方向にステップ走行し、また旋回走行により、コイルウエッジを超音波探傷装置１９ｂに備えられた探触子２７で探傷し、探傷信号と探触子２７の位置信号を遠隔装置２００に送信し、遠隔装置２００のモニタに実時間で表示し、探傷信号の波高値、探傷結果の平面表示図、位置信号などを記録媒体に記録する。
【００５２】
ステータウエッジの締まり具合の打音検査は、同様に打音検査装置１９ｃを取り付けて隙間１０８内をステップ走行し、ステータウエッジを叩き、打撃音をマイクで電気信号に変換し、打撃音信号と打撃の位置信号を遠隔装置２００に送信し、遠隔装置２００のモニタに実時間で表示し、打撃音の波高値、周波数、減衰定数、点検結果の平面表示図、位置信号などを記録媒体に記録する。
【００５３】
すなわち、コイルウエッジの超音波探傷、ステータウエッジ締まり具合の打音検査は、停止状態で位置データと夫々の測定データを取り込み、これを順次繰り返し、しかも往復させて全周をしゃくとり虫のようにワンピッチずつ、ずらして点検データを採って行く方法である。
【００５４】
点検装置１９を取り付けて走行する場合、機構部１１０は、最初のガスセグリゲーションバッフル１０９と干渉しないように、ガスセグリゲーションバッフル１０９がないロータ１０５の下側に挿入される。次に機構部１１０は、ロータ１０５の下側からロータ１０５の片側半分の外周に沿って真上まで点検し、一旦下側に戻り、下側からもう片側半分の外周に沿って真上まで点検して下側に戻り、第一の区画の点検を終了する。
【００５５】
また、ロータ１０５の片側半分の外周に沿って真上まで点検し、そのままもう片側半分の外周に沿って点検し下側に戻ってもよい。
【００５６】
そして、ロータ１０５の下側において、機構部１１０は、最初のガスセグリゲーションバッフル１０９の位置を通過して、次のガスセグリゲーションバッフル１０９と干渉しない位置に進み、第一の区画と同様な点検を行ない、第二の区画での点検を終了する。
【００５７】
以後、機構部１１０は、ロータ１０５の下側で順次ガスセグリゲーションバッフル１０９の位置を通過して干渉しない位置に進み、上述と同様にロータ１０５の外周面を昇降して第三、第四、・・・の区画を点検する。
【００５８】
上述したように、本実施の形態例の回転電機用点検ロボットによれば、タービン発電機の点検において、ステータからロータを引き抜かずに、タービン発電機内の目視検査、コイルウエッジの超音波探傷、ステータウエッジ締まり具合の打音検査が遠隔操作で行なうことができる。また、ロータとステータとの隙間内で機構部はガイドレールなどを使わずに自動走行できるため、ガスセグリゲーションバッフルが有るタービン発電機にも適用できる。
【００５９】
これにより、時間をかけずに、かつ容易に点検作業を行なうことができるので、点検費用の低減化が図れる。また、治工具、機材等を、タービン発電機内に置き忘れることもない。
【００６０】
【発明の効果】
本発明によれば、回転電機内の点検をロータとステータを組み合せたままの状態で行なうことができるので、点検作業が短くなり、点検費用の低減化を図ることができる。また、機内に治工具、機材等を持ちこむこともないので、置き忘れることもなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態例に係わる回転電機用点検ロボットの構成図である。
【図２】図１の回転電機用点検ロボットの機構部の概略構成を示す平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ矢視図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ矢視図である。
【図５】ロータの周方向に配置された機構部の側面図である。
【図６】図２の機構部をタービン発電機のロータとステータの隙間に挿入した状態を示す正面断面図である。
【図７】図６のＤ−Ｄ断面図である。
【図８】図２の機構部の走行装置の概略構成を示す平面図である。
【図９】図８のＥ矢視図である。
【図１０】図１の回転電機用点検ロボットの機構部の軸方向の走行パターン図である。
【図１１】図１の回転電機用点検ロボットの機構部の周方向の走行パターン図である。
【図１２】図１の回転電機用点検ロボットの機構部の旋回動作パターン図である。
【符号の説明】
１…第１のフレーム、１ａ…上段フレーム、１ｂ…下段フレーム、２…第２のフレーム、３…第２のパンタジャッキ、４…第１のパンタジャッキ、５…スライド軸、６…結合アーム、７…軸方向モータ、８…軸方向送り軸、９…軸方向送り軸受、１０…周方向モータ、１１…歯付きプーリ、１２…周方向送り部、１３…歯付きベルト、１４…旋回モータ、１５…旋回軸、１６…旋回軸受カラー１７…伝送ケーブル、１８…ケーブルガイド、１９…点検装置、１９ａ…目視検査装置、１９ｂ…超音波探傷装置、１９ｃ…打音検査装置、２２ａ…第１の走行装置、２２ｂ…第２の走行装置、２５…ＴＶカメラ、２７…探触子、１０１…タービン発電機、１０２…ステータ、１０３…ステータ鉄心、１０４…ステータウエッジ、１０５…ロータ、１０６…ステータコイル、１０７…リテーニングリング、１０８…隙間、１０９…ガスセグリゲーションバッフル、１１０…機構部、２００…遠隔装置
Claims (2)
- ロータの外周面とステータの内周面との間に形成された隙間に挿入され、前記隙間内を走行する機構部と、回転電機内の点検を行う点検装置と、前記点検装置からの計測信号を受信して処理する遠隔装置とを有した回転電機用点検ロボットにおいて、前記機構部は、第１の走行装置と、前記第１の走行装置の少なくとも片側に配置された第２の走行装置とを有し、前記第１の走行装置は、軸方向及び周方向走行手段と旋回手段を取り付けた上段フレーム及び下段フレームからなる第１のフレームと、前記第１のフレームの軸方向前後に連結した第１のパンタジャッキとを備え、前記第２の走行装置は、周方向走行手段を設けた第２のフレームと、前記第２のフレームの軸方向前後に連結した第２のパンタジャッキとを備え、前記点検装置は、目視検査機能、超音波探傷機能、打音検査機能のうち少なくとも一つの機能を有して前記第２の走行装置の外側側面に着脱可能に取り付けて構成し、前記第１の走行装置及び前記第２の走行装置による前記隙間内の旋回動作を含めた前記ロータの軸方向或いは周方向の移動は、前記第１の走行装置が前記第１のパンタジャッキを伸ばして前記隙間内に固定したとき、前記第２のパンタジャッキを縮めて前記第２の走行装置を移動し、前記第２の走行装置が前記第２のパンタジャッキを伸ばして前記隙間内に固定したとき、前記第１のパンタジャッキを縮めて前記第１の走行装置を移動するようにしたことを特徴とする回転電機用点検ロボット。
- ロータの外周面とステータの内周面との間に形成された隙間に挿入され、前記隙間内を走行する機構部と、回転電機内の点検を行う点検装置と、前記点検装置からの計測信号を受信して処理する遠隔装置とを有した回転電機用点検ロボットにおいて、前記機構部は、第１の走行装置と、前記第１の走行装置の両側に配置された第２の走行装置とを有し、前記第１の走行装置は、軸方向及び周方向走行手段と旋回手段を取り付けた上段フレーム及び下段フレームからなる第１のフレームと、前記第１のフレームの軸方向前後に連結した第１のパンタジャッキとを備え、前記各第２の走行装置は、周方向走行手段を設けた第２のフレームと、前記第２のフレームの軸方向前後に連結した第２のパンタジャッキとを備え、前記点検装置は、いずれか一方の前記第２の走行装置の外側側面に目視検査装置を着脱可能に取り付けると共に、他方の前記第２の走行装置の外側側面に他の検査装置を着脱可能に取り付けて構成し、前記第１の走行装置及び前記第２の走行装置による前記隙間内の旋回動作を含めた前記ロータの軸方向或いは周方向の移動は、前記第１の走行装置が前記第１のパンタジャッキを伸ばして前記隙間内に固定したとき、前記第２のパンタジャッキを縮めて前記第２の走行装置を移動し、前記第２の走行装置が前記第２のパンタジャッキを伸ばして前記隙間内に固定したとき、前記第１のパンタジャッキを縮めて前記第１の走行装置を移動するようにしたことを特徴とする回転電機用点検ロボット。
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