JPH10332305A

JPH10332305A - タービン間隙自動計測装置

Info

Publication number: JPH10332305A
Application number: JP13669897A
Authority: JP
Inventors: Takayoshi Tagami; 貴吉田上
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1997-05-27
Filing date: 1997-05-27
Publication date: 1998-12-18

Abstract

(57)【要約】【課題】タービンの各部品間の間隙を計測するに際し、
使い勝手がよく、計測時間を短縮するとともに、記録の
信頼性を高める。【解決手段】タービンの各部品間の間隙を計測するデジ
タル表示式の計測器本体２０と、この計測器本体２０に
取り付けられ計測器本体２０の計測データを無線で送信
する送信器２１と、この送信器２１からの計測データを
受信する受信器２２と、この受信器２２で受信した計測
データを処理して画面上の記録フォーマットに表示する
処理表示手段２３とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、タービン分解、組
立時にタービンの各部品において、例えば回転部と静止
部とが最適な位置関係にあることを確認するため、回転
部と静止部との間の隙間を計測するタービン間隙自動計
測装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、蒸気タービンは、図６に示すよ
うにケーシング１にノズルダイヤフラム外輪２が嵌め込
まれ、この外輪２の内周側にノズル３およびノズルダイ
ヤフラム内輪４が溶接により固着され、この内輪４にノ
ズルパッキンリング５が嵌め込まれている。

【０００３】また、ロータ６にはホイール７が一体に形
成され、このホイール７の外径方向に羽根８が取り付け
られている。そして、ノズルパッキンリング５の内周側
には図７（Ａ），（Ｂ）に示すように多数のフィン９が
設けられ、このフィン９とロータ６との間のノズルパッ
キン部の軸方向および径方向のスペースは、一般の蒸気
タービンにおいて表１の項目ｂに示す通りである。

【０００４】さらに、羽根８とノズルダイヤフラム外輪
２との間のラジアルスピルストリップ部の軸方向および
径方向のスペースも、表１の項目ｄに示す通りである。
この表１には、上記以外に羽根８とノズル３との間の径
方向スペース、グランドパッキン部の軸方向および径方
向のスペースも項目ａおよび項目ｃに示されている。

【０００５】

【表１】

【０００６】図８は一般のガスタービンを示す断面図で
ある。図８に示すように、ケーシング１０の内周側に
は、シュラウドセグメント１１が嵌め込まれ、このシュ
ラウドセグメント１１の内周側に動翼１２がホイール１
３に保持されて設けられている。ガス流入方向に対して
各動翼１２の上流側および下流側には、ガスタービンノ
ズル１４が複数段配置され、このガスタービンノズル１
４は、ケーシング１０とノズルダイヤフラム１５との間
に保持されている。そして、ホイール１３に隣接してス
ペーサ１６が配置されている。

【０００７】このガスタービンの場合においても、前記
蒸気タービンと類似したフィン９ａがノズルダイヤフラ
ム１５とスペーサ１６との間に設けられており、このフ
ィン９ａとスペーサ１６との間の軸方向、径方向のスペ
ースも前記表１とほぼ同様な値となっている。そして、
この他にも動翼１２とノズル１４間のスペースなど、前
記蒸気タービンと同じ箇所に、もしくはガスタービン特
有の箇所にそれぞれスペース値が表１のように規定され
ている。

【０００８】以上のように、蒸気タービンおよびガスタ
ービンには、図６〜図８の寸法線で示すように間隙部位
が多数存在する。蒸気タービンおよびガスタービンに設
けられたこれらの間隙部位（スペース）の設置寸法は、
それぞれの性能を発揮する上で非常に重要な値となって
いる。すなわち、各スペースが規定値より大きいと作動
流体である蒸気または燃焼ガスがその部分より漏れ出る
ことになり、損失が大きくなりタービンの性能を１００
％発揮できなくなる。逆に、値が小さいと、場合によっ
ては熱膨張などにより部位同士が接触することもあり機
器の損傷となり、最悪の場合にはプラント全体の停止に
もなる。そのため、タービン機器据付時にはこれらの間
隙（スペース）の寸法計測が詳細に行われている。

【０００９】これらの間隙を計測するに際し、従来で
は、図９に示すようなバーニヤ式のアキシャルゲージ１
７が用いられている。このアキシャルゲージ１７は、先
端が被測定間隙に挿入されるテーパ部１８ａを有すると
ともに、後端に目盛１８ｂが付された挿入用テーパ部１
８と、この挿入用テーパ部１８の挿入に応じて矢印の方
向に移動し、この移動距離に基づいて被計測間隙の値を
目盛１８ｂに表示する移動部１９とを備えている。

【００１０】また、アキシャルゲージ１７は、表２に示
すように計測する間隙に対応して計測範囲が０〜１０ｍ
ｍ，１０〜２０ｍｍ，２０〜３０ｍｍ，３１〜４０ｍ
ｍ，４０〜５０ｍｍ，５０〜６０ｍｍのものを６種類使
用していた。

【００１１】

【表２】

【００１２】そして、タービンの各部品間の間隙を計測
するには、アキシャルゲージ１７を用いて図６〜図８の
寸法線で示すような隙間を計測する計測員とその計測値
を記録する記録員との２名で実施される。この場合、計
測作業が全て終了した後に計測したデータを検査記録用
紙に記入（転記）していた。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、タービ
ンの出力が増し、それに伴って段落数も増加すれば、図
６〜図８の寸法線で示すように膨大な数の計測ポイント
となる。したがって、従来のような人間系での計測作業
では、多大な時間と労力が費やされるだけでなく、計測
ポイントが多くなればなるほど、実測値の転記ミスや公
差判定時の計算ミスといった人為的ミスを引き起こす可
能性が高くなるという課題がある。

【００１４】また、アキシャルゲージ１７は、計測する
間隙に対応して６種類のものを使用していたので、携帯
性に劣り、異なった多くの間隙部位を計測する際に、間
隙寸法が変化する度に交換しなければならず、使い勝手
が悪いという課題がある。

【００１５】本発明は上述した事情を考慮してなされた
もので、タービンの各部品間の間隙を計測するに際し、
使い勝手がよく、計測時間を短縮するとともに、記録の
信頼性を高めたタービン間隙自動計測装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明の請求項１は、タービンの各部品間の間
隙を計測するデジタル表示式の計測器本体と、この計測
器本体に取り付けられ計測器本体の計測データを無線で
送信する送信器と、この送信器からの計測データを受信
する受信器と、この受信器で受信した計測データを処理
して画面上の記録フォーマットに表示する処理表示手段
とを備えたことを特徴とする。

【００１７】請求項２は、請求項１記載のタービン間隙
自動計測装置において、処理表示手段は、受信器からの
計測データを信号処理するインターフェイスと、このイ
ンターフェイスからの信号を画面上の記録フォーマット
に表示させるプログラムを組み込んだコンピュータとを
備え、このコンピュータに表示された表示内容を出力す
る出力手段を設けたことを特徴とする。

【００１８】請求項３は、請求項１記載のタービン間隙
自動計測装置において、送信器の送信周波数は、タービ
ンの機器から発する周波数と異なる周波数に設定したこ
とを特徴とする。

【００１９】請求項４は、請求項１記載のタービン間隙
自動計測装置において、計測器本体には、タービンの各
部品間の間隙を計測した計測データを一時格納するメモ
リーが搭載されたことを特徴とする。

【００２０】請求項５は、請求項１記載のタービン間隙
自動計測装置において、計測器本体は、被測定間隙に挿
入される挿入用テーパ部と、この挿入用テーパ部の挿入
に応じて移動し、この移動距離に基づいて間隙を測定す
る測定部とを備え、前記挿入用テーパ部の幅を２．５〜
２０ｍｍに設定したことを特徴とする。

【００２１】請求項６は、請求項５記載のタービン間隙
自動計測装置において、測定部は、先端に被測定間隙の
開口面に当接する突当て部を有し、この突当て部の角度
を挿入用テーパ部の傾斜面に対して直角に設定したこと
を特徴とする。

【００２２】請求項７は、請求項５記載のタービン間隙
自動計測装置において、挿入用テーパ部は、計測範囲が
０〜２０ｍｍ，２０〜４０ｍｍ，４０〜６０ｍｍの３種
類を備えたことを特徴とする。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。

【００２４】図１は本発明に係るタービン間隙自動計測
装置の一実施形態を示す構成図である。図１に示すよう
に、第１実施形態のタービン間隙自動計測装置は、ター
ビンの各部品間の間隙を計測するデジタル表示式の計測
器本体としてのアキシャルゲージ２０と、このアキシャ
ルゲージ２０に取り付けられアキシャルゲージ２０の計
測データを無線で送信する送信器２１と、この送信器２
１からの計測データを受信する受信器２２と、この受信
器２２で受信した計測データを処理して画面上の記録フ
ォーマットに表示する処理表示手段２３とを備えてい
る。

【００２５】この処理表示手段２３は、受信器２２から
データ搬送ケーブル２４ａを経て送出された計測データ
を信号処理するＲＳ−２３２Ｃインターフェイス２４
と、このインターフェイス２４からデータ搬送ケーブル
２５ａを経て送出されたＲＳ−２３２Ｃ信号を画面上の
記録フォーマットに表示させるプログラムが組み込まれ
たパソコン２５とを備え、このパソコン２５に表示され
た表示内容はデータ搬送ケーブル２６ａを経て出力手段
としてのプリンター２６から出力される。

【００２６】ここで、パソコン２５の画面上に表示され
た記録フォーマットは、検査記録用紙のフォーマットで
あって、タービンの各部品の間隙計測部位が示されてい
る。また、送信器２１の送信周波数は、タービンの機器
から発する周波数として既設タービン発電機の励磁装置
のノイズ（２００〜２４０ＭＨｚ帯）と異なる特定のＶ
ＨＦ周波数帯（例えば２７０ＭＨｚ帯、微弱電波）に設
定されている。

【００２７】図２（Ａ），（Ｂ）は図１のアキシャルゲ
ージ２０を示す平面図，正面図である。アキシャルゲー
ジ２０は、図２（Ａ），（Ｂ）に示すようにタービンの
各部品の被測定間隙に挿入される挿入用テーパ部２７
と、この挿入用テーパ部２７の挿入に応じて移動し、こ
の移動距離に基づいて間隙を測定する測定部２８とを備
えている。

【００２８】挿入用テーパ部２７のテーパは、長さが１
００ｍｍで、勾配が１／５に設定された場合、計測範囲
が０〜２０ｍｍとなる。この場合、被測定間隙に挿入用
テーパ部２７が例えば２０ｍｍ挿入されると、測定部２
８は挿入方向と逆方向に図２（Ｂ）の矢印に示すように
２０ｍｍ移動し、勾配が１／５に設定されていることか
ら、間隙計測部位の計測値が４ｍｍとなり、その計測値
が測定部２８の数値表示窓２９に表示される。

【００２９】また、挿入用テーパ部２７の後端には把手
部３０が設けられ、この把手部３０に送信器２１が取り
付けられている。そして、数値表示窓２９に表示された
計測データは、データ搬送ケーブル３１を経て送信器２
１に送出され、この送信器２１から無線で計測データが
送信される。

【００３０】また、図３（Ａ）において、挿入用テーパ
部２７の幅は、種々の間隙計測部位の計測スペースを考
慮して２．５〜２０ｍｍに設定されており、望ましくは
表１に示すように２．５〜１０ｍｍに設定されている。
なお、挿入用テーパ部２７の幅は、２．５ｍｍ未満であ
ると、折損し易く、１０ｍｍを超えると、アキシャルゲ
ージ２０の全体重量が重くなって取扱性が劣るためであ
る。

【００３１】さらに、測定部２８は、図３（Ｂ）に示す
ように先端に被測定間隙の開口面に当接する突当て部２
８ａを有し、この突当て部２８ａの角度が挿入用テーパ
部２７の傾斜面に対して直角に設定されている。

【００３２】そして、本実施形態では、図４（Ａ）〜
（Ｃ）に示すように計測範囲が０〜２０ｍｍ，２０〜４
０ｍｍ，４０〜６０ｍｍの３種類の挿入用テーパ部２７
が用意されている。その１プラント当りの使用頻度とし
ては、表２に示すように０〜２０ｍｍの計測範囲が５０
％，２０〜４０ｍｍの計測範囲が３５％，４０〜６０ｍ
ｍの計測範囲が１０％であり、残り５％は計測寸法が６
０ｍｍを超える間隙である。

【００３３】次に、上記実施形態の作用を説明する。

【００３４】タービンの各部品間の間隙を計測するに
は、その計測範囲に対応した挿入用テーパ部２７を有す
るアキシャルゲージ２０が用いられ、図５に示すように
アキシャルゲージ２０の測定部２８の突当て部２８ａを
被測定物３２の開口面に当接させ、挿入用テーパ部２７
を被測定物３２の開口端に当接するまで被測定間隙に挿
入する。すると、測定部２８は挿入用テーパ部２７の挿
入方向と逆方向に移動し、その移動距離を勾配で除算し
た数値が間隙計測部位の計測値として数値表示窓２９に
自動的に表示される。

【００３５】この数値表示窓２９に表示された計測デー
タは、データ搬送ケーブル３１を経て送信器２１に送出
され、この送信器２１から無線で計測データが送信さ
れ、この送信された計測データは受信器２２により受信
される。この計測データは受信器２２からデータ搬送ケ
ーブル２４ａを経てＲＳ−２３２Ｃインターフェイス２
４に送出され、このＲＳ−２３２Ｃインターフェイス２
４によってＲＳ−２３２Ｃ信号に変換される。

【００３６】次いで、ＲＳ−２３２Ｃ信号は、データ搬
送ケーブル２５ａを経てパソコン２５に送出される。こ
のパソコン２５には、ＲＳ−２３２Ｃ信号を画面上の記
録フォーマットに表示させるプログラムが組み込まれて
おり、パソコン２５の表示画面に計測データがリアルタ
イムで表示される。そして、パソコン２５に表示された
表示内容は、データ搬送ケーブル２６ａを経てプリンタ
ー２６から適宜出力される。

【００３７】このように本実施形態によれば、デジタル
表示式のアキシャルゲージ２０により間隙計測を行い、
その計測データを無線にて送信し、パソコン２５の画面
上に直接表示させることにより、全体的な計測時間を短
縮するとともに、記録の信頼性を向上させることができ
る。

【００３８】また、アキシャルゲージ２０は、挿入用テ
ーパ部２７の幅が２．５〜２０ｍｍに設定されているの
で、従来のアキシャルゲージでは計測が不可能であった
部位にも適用することができ、アキシャルゲージ２０と
しての適用範囲を拡大することが可能となる。

【００３９】さらに、測定部２８の突当て部２８ａの角
度が挿入用テーパ部２７の傾斜面に対して直角に設定さ
れているので、比較的狭い計測部位に使用する場合で
も、アキシャルゲージ２０の状態が安定し、デジタル表
示された間隙計測部位の計測値がばらつくことなく、計
測精度が向上し、計測時間を短縮することが可能とな
る。

【００４０】そして、挿入用テーパ部２７は、計測範囲
が０〜２０ｍｍ，２０〜４０ｍｍ，４０〜６０ｍｍの３
種類を備えたことにより、異なった多くの間隙部位を計
測する際に携帯性を向上させ、１本のアキシャルゲージ
２０に対する使用可能範囲も拡がるため、使い勝手がよ
く、計測部位に合わせたアキシャルゲージ２０の交換回
数を削減することができる。

【００４１】また、送信器２１の送信周波数は、既設タ
ービン発電機の励磁装置のノイズ（２００〜２４０ＭＨ
ｚ帯）と異なる特定のＶＨＦ周波数帯（例えば２７０Ｍ
Ｈｚ帯、微弱電波）に設定されているので、他の機器の
影響を受けずに計測データを無線送信することが可能と
なり、計測データの信頼性を向上させるとともに、誤っ
た計測データに対する再計測の時間を省くことができ
る。

【００４２】なお、上記実施形態において、アキシャル
ゲージ２０に携帯用小型メモリーを搭載し、このメモリ
ーに計測データを一時的に保管し、ある程度計測データ
を蓄積，保管した時点で送信器２１から無線で送信する
ようにしてもよい。

【００４３】このように構成することにより、間隙を計
測する度にデータ送信作業を行う手間が省け、計測時間
を一段と短縮することができる。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
によれば、タービンの各部品間の間隙を計測するデジタ
ル表示式の計測器本体と、この計測器本体に取り付けら
れ計測器本体の計測データを無線で送信する送信器と、
この送信器からの計測データを受信する受信器と、この
受信器で受信した計測データを処理して画面上の記録フ
ォーマットに表示する処理表示手段とを備えたことによ
り、全体的な計測時間を短縮するとともに、記録の信頼
性を向上させることができる。

【００４５】請求項２によれば、請求項１記載のタービ
ン間隙自動計測装置において、処理表示手段は、受信器
からの計測データを信号処理するインターフェイスと、
このインターフェイスからの信号を画面上の記録フォー
マットに表示させるプログラムを組み込んだコンピュー
タとを備え、このコンピュータに表示された表示内容を
出力する出力手段を設けたことにより、請求項１と同様
の効果が得られる。

【００４６】請求項３によれば、請求項１記載のタービ
ン間隙自動計測装置において、送信器の送信周波数は、
タービンの機器から発する周波数と異なる周波数に設定
したことにより、他の機器の影響を受けずに計測データ
を無線送信することが可能となり、計測データの信頼性
を向上させるとともに、誤った計測データに対する再計
測の時間を省くことができる。

【００４７】請求項４によれば、請求項１記載のタービ
ン間隙自動計測装置において、計測器本体には、タービ
ンの各部品間の間隙を計測した計測データを一時格納す
るメモリーが搭載されたことにより、間隙を計測する度
にデータ送信作業を行う手間が省け、計測時間を一段と
短縮することができる。

【００４８】請求項５によれば、請求項１記載のタービ
ン間隙自動計測装置において、計測器本体は、被測定間
隙に挿入される挿入用テーパ部と、この挿入用テーパ部
の挿入に応じて移動し、この移動距離に基づいて間隙を
測定する測定部とを備え、挿入用テーパ部の幅を２．５
〜２０ｍｍに設定したことにより、従来のアキシャルゲ
ージでは計測が不可能であった部位にも適用することが
でき、計測器本体としての適用範囲を拡大することが可
能となる。

【００４９】請求項６によれば、請求項５記載のタービ
ン間隙自動計測装置において、測定部は、先端に被測定
間隙の開口面に当接する突当て部を有し、この突当て部
の角度を挿入用テーパ部の傾斜面に対して直角に設定し
たことにより、比較的狭い計測部位を計測する場合で
も、計測器本体の状態が安定し、デジタル表示された間
隙計測部位の計測値がばらつくことなく、計測精度が向
上し、計測時間を短縮することが可能となる。

【００５０】請求項７によれば、請求項５記載のタービ
ン間隙自動計測装置において、挿入用テーパ部は、計測
範囲が０〜２０ｍｍ，２０〜４０ｍｍ，４０〜６０ｍｍ
の３種類を備えたことにより、異なった多くの間隙部位
を計測する際の携帯性を向上させ、１つの計測器本体に
対する使用可能範囲も拡がるため、使い勝手がよく、計
測部位に合わせた計測器本体の交換回数を削減すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るタービン間隙自動計測装置の一実
施形態を示す構成図。

【図２】（Ａ），（Ｂ）は図１のアキシャルゲージを示
す平面図，正面図。

【図３】（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ図２（Ａ），（Ｂ）
のＡ部，Ｂ部を示す拡大図。

【図４】（Ａ）〜（Ｃ）は本発明の３種類の挿入用テー
パ部を示す拡大図。

【図５】図１のアキシャルゲージの使用状態を示す説明
図。

【図６】一般の蒸気タービンを示す断面図。

【図７】（Ａ），（Ｂ）は図６に示す蒸気タービンのノ
ズルパッキン部を示す拡大断面図。

【図８】一般のガスタービンを示す断面図。

【図９】従来のアキシャルゲージを示す斜視図。

【符号の説明】

２０アキシャルゲージ（計測器本体）２１送信器２２受信器２３処理表示手段２４ＲＳ−２３２Ｃインターフェイス２４ａデータ搬送ケーブル２５パソコン２５ａデータ搬送ケーブル２６プリンター２６ａデータ搬送ケーブル２７挿入用テーパ部２８測定部２８ａ突当て部２９数値表示窓３０把手部３１データ搬送ケーブル３２被測定物

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】タービンの各部品間の間隙を計測するデ
ジタル表示式の計測器本体と、この計測器本体に取り付
けられ計測器本体の計測データを無線で送信する送信器
と、この送信器からの計測データを受信する受信器と、
この受信器で受信した計測データを処理して画面上の記
録フォーマットに表示する処理表示手段とを備えたこと
を特徴とするタービン間隙自動計測装置。
【請求項２】請求項１記載のタービン間隙自動計測装
置において、処理表示手段は、受信器からの計測データ
を信号処理するインターフェイスと、このインターフェ
イスからの信号を画面上の記録フォーマットに表示させ
るプログラムを組み込んだコンピュータとを備え、この
コンピュータに表示された表示内容を出力する出力手段
を設けたことを特徴とするタービン間隙自動計測装置。
【請求項３】請求項１記載のタービン間隙自動計測装
置において、送信器の送信周波数は、タービンの機器か
ら発する周波数と異なる周波数に設定したことを特徴と
するタービン間隙自動計測装置。
【請求項４】請求項１記載のタービン間隙自動計測装
置において、計測器本体には、タービンの各部品間の間
隙を計測した計測データを一時格納するメモリーが搭載
されたことを特徴とするタービン間隙自動計測装置。
【請求項５】請求項１記載のタービン間隙自動計測装
置において、計測器本体は、被測定間隙に挿入される挿
入用テーパ部と、この挿入用テーパ部の挿入に応じて移
動し、この移動距離に基づいて間隙を測定する測定部と
を備え、前記挿入用テーパ部の幅を２．５〜２０ｍｍに
設定したことを特徴とするタービン間隙自動計測装置。
【請求項６】請求項５記載のタービン間隙自動計測装
置において、測定部は、先端に被測定間隙の開口面に当
接する突当て部を有し、この突当て部の角度を挿入用テ
ーパ部の傾斜面に対して直角に設定したことを特徴とす
るタービン間隙自動計測装置。
【請求項７】請求項５記載のタービン間隙自動計測装
置において、挿入用テーパ部は、計測範囲が０〜２０ｍ
ｍ，２０〜４０ｍｍ，４０〜６０ｍｍの３種類を備えた
ことを特徴とするタービン間隙自動計測装置。