WO2017199981A1 - ワイヤレス給電装置、テレメータ計測システム、回転機械、回転体へのワイヤレス給電システム、及びタービンシステム - Google Patents

ワイヤレス給電装置、テレメータ計測システム、回転機械、回転体へのワイヤレス給電システム、及びタービンシステム Download PDF

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WO2017199981A1
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power
oscillator
antenna
wireless
turbine
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PCT/JP2017/018428
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大山　直樹
英明 村田
潤 安井
加藤　聖樹
森下　慶一
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三菱重工業株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/20—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using microwaves or radio frequency waves
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/40—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using two or more transmitting or receiving devices
    • H02J50/402—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using two or more transmitting or receiving devices the two or more transmitting or the two or more receiving devices being integrated in the same unit, e.g. power mats with several coils or antennas with several sub-antennas

Definitions

  • the present invention relates to a wireless power feeder, a telemeter measurement system, and a rotating machine.
  • the present invention also relates to a wireless power feeding system for a rotating body and a turbine system, and is useful when applied wirelessly to a transmitter that transmits information used for monitoring a rotating machine such as a turbine.
  • a telemeter measurement system is known as an operation monitoring system that monitors the operation status of a rotating machine such as a gas turbine.
  • the telemeter measurement system detects the state of the moving blades using, for example, a plurality of sensors attached to the moving blades of the turbine.
  • the detection information of these sensors is wirelessly transmitted to the fixed side by a transmitter provided on the rotating side so as to correspond to each sensor.
  • the electric power for driving the sensor and the transmitter attached to the rotation side is fed from the stationary side to the rotation-side power receiving module by the wireless power feeding device in a non-contact manner.
  • a wireless power feeding apparatus an induction power feeding method is known in which power is fed in a non-contact manner to a rotating-side power receiving coil by a fixed-side power transmitting coil (see, for example, Patent Document 1).
  • a radio wave type wireless power feeding apparatus that generally receives a microwave transmitted from a power transmitting antenna by a power receiving antenna and converts it into electric power.
  • the present invention provides a wireless power feeding device, a telemeter measurement system, a rotating machine, a wireless power feeding system for a rotating body, and a turbine system that can improve the degree of freedom of installation and can suppress the complexity and complexity of work.
  • the purpose is to provide.
  • a wireless power feeding apparatus is a wireless power feeding apparatus that feeds power from a stator side in a non-contact manner to a plurality of power receiving antennas arranged at intervals in a circumferential direction on a rotor that rotates about an axis.
  • An oscillator that oscillates a high-frequency signal and a plurality of radiating portions that radiate the high-frequency signal as radio waves are arranged in the circumferential direction and have a leakage antenna that extends in an arc shape in the circumferential direction, and has a ring shape A section.
  • electric power is transmitted to the rotating side by receiving a radio wave radiated from a leaky antenna as a power transmission unit with a power receiving antenna.
  • a radio wave radiated from a leaky antenna as a power transmission unit with a power receiving antenna.
  • the leaky antenna as the power transmission unit extends in the circumferential direction
  • radio waves can be simultaneously emitted to the plurality of power receiving antennas arranged in the circumferential direction by one leaky antenna. That is, radio waves can be simultaneously emitted to the group of power receiving antennas located in a wide range in the circumferential direction by the leaky antenna.
  • the phase of the radio wave radiated from each radiating unit can be set appropriately by appropriately setting the pitch and size of the radiating unit. it can. As a result, it is possible to suppress a decrease in the received power of the power receiving antenna due to fading between radio waves radiated from adjacent radiation units.
  • the power transmission unit may have an annular shape by arranging a plurality of the leakage antennas in the circumferential direction with a gap between the circumferential ends.
  • the leaky antenna divided in the circumferential direction, it is possible to easily attach and remove the power transmission section having an annular shape as a whole from the outer peripheral side of the rotating machine.
  • the oscillator includes a plurality of oscillators corresponding to the plurality of leaky antennas, and a reference oscillator that outputs a synchronization signal that aligns the high-frequency signals oscillated by the oscillators to the plurality of oscillators. It may be.
  • each leaky antenna can radiate radio waves over a wide range in the circumferential direction, making the structure more complex than when a large number of patch antennas are arranged. It can be avoided. Moreover, since the phase of the high-frequency signal propagated from the oscillator provided corresponding to each leakage antenna is aligned by the reference oscillator, it is possible to radiate a uniform radio wave as the entire power transmission unit. As a result, fading can be suppressed and a reduction in received power can be avoided.
  • a distributor for distributing a high-frequency signal oscillated by the oscillator to each leakage antenna may be provided.
  • a phase shifter that can adjust the phase of the high-frequency signal distributed to each leakage antenna by the distributor may be provided.
  • the phase of the radio wave radiated from each leaky antenna can be finely adjusted, and the phase of the radio wave from each leaky antenna can be matched with higher accuracy.
  • the phase difference between radio waves radiated from the antenna can be further reduced.
  • a dielectric lens covering at least a part of the radiating portion may be provided.
  • the directivity of the radio wave can be arbitrarily set by the dielectric lens. Therefore, the freedom degree of installation of a power transmission part and a receiving antenna can further be improved.
  • the leaky antenna is preferably a leaky waveguide.
  • leakage waveguides generally have high heat resistance
  • the leakage antenna can be installed in a higher temperature environment. Therefore, the degree of freedom of installation can be further improved.
  • a telemeter measurement system includes any one of the wireless power feeders described above, a stator side unit that is provided on the stator side and receives radio information, and a power receiving antenna that includes the power receiving antenna.
  • a module a sensor that is driven by power received by the power receiving antenna to detect the state of the rotor, and a transmission unit that is driven by power received by the power receiving antenna and transmits a detection signal of the sensor as wireless information.
  • a plurality of rotor side units provided at intervals in the circumferential direction with respect to the rotor.
  • a rotating machine includes a stator, a rotating shaft that rotates about the axis relative to the stator, and a plurality of motions provided to extend radially from an outer peripheral surface of the rotating shaft.
  • the rotor having blades and the telemeter measurement system described above are provided, and the sensors are respectively provided on the moving blades.
  • the wireless power feeding system is characterized by the following points. 1) A wireless power feeding system to a rotating body that supplies driving power from a plurality of oscillators to a transmitter disposed in a rotating body via a power transmitting antenna disposed in an annular shape, The oscillator is arranged in an annular shape corresponding to each of the power transmission antennas, and an oscillator adjacent in the counterclockwise direction and the clockwise direction is transmitted from the reference oscillator from one reference oscillator that is first driven by an oscillation trigger signal.
  • An oscillation trigger signal that is driven by an oscillation trigger signal that transmits the oscillator adjacent in the counterclockwise direction and the oscillator that is adjacent in the clockwise direction from the oscillator that is adjacent in the clockwise direction and the oscillator that is adjacent in the counterclockwise direction.
  • Each of the power transmission antennas is connected to each of the oscillators with the same length of wiring.
  • the transmitter is disposed on the moving blade of the turbine.
  • a turbine system having the wireless power feeding system according to the fifth aspect of the present invention is characterized by the following points. 4) A sensor that is disposed on the rotor blade of the turbine and detects a predetermined physical quantity including distortion and temperature of the rotor blade, and a detection signal that represents the physical quantity that is disposed on the rotor blade and detected by the sensor are input. And a turbine system including an operation monitoring system having a transmitter for wireless transmission toward a fixed-side receiver, The wireless power feeding system to the rotating body described in 3) above is applied as a wireless power feeding system that supplies driving power for the transmitter.
  • the received power based on the radio wave received by the power receiving module is the incoming radio wave from the front power transmitting antenna facing the power receiving module, the counterclockwise direction and the clock It is almost dominantly determined according to the incoming radio wave from the power transmitting antenna adjacent in the direction.
  • the oscillator and the power transmission antenna are connected with the same length of wiring, and the oscillator, the power transmission antenna, and the wiring are all arranged in an annular shape with the same layout.
  • the phase shifter provided in the wireless power feeding system of the prior art can be removed.
  • each oscillator is driven by sequentially sending an oscillation trigger signal from a single reference oscillator to counter oscillators counterclockwise and clockwise.
  • the wiring for transmitting the oscillation trigger signal can be shortened as much as possible, and coupled with the fact that the phase shifter can be removed, downsizing and cost reduction of the fixed-side device can be realized.
  • the wireless power feeding device the telemeter measurement system, the rotating machine, the wireless power feeding system to the rotating body, and the turbine system of the present invention, it is possible to improve the degree of freedom of installation, and to make the work complicated and complicated. Can be suppressed.
  • a gas turbine 1 includes a compressor 10 that generates high-pressure air, a combustor 20 that generates combustion gas by mixing fuel with high-pressure air, and combustion. And a turbine 30 driven by gas.
  • the compressor 10 includes a compressor rotor 11 that rotates about the axis O, and a compressor casing 12 that covers the compressor rotor 11 from the outer peripheral side.
  • the compressor rotor 11 has a columnar shape extending along the axis O.
  • Each compressor blade stage 13 has a plurality of compressor blades 14 arranged on the outer peripheral surface of the compressor rotor 11 at intervals in the circumferential direction of the axis O.
  • the compressor casing 12 has a cylindrical shape centered on the axis O.
  • a plurality of compressor vane stages 15 arranged at intervals in the axis O direction are provided on the inner peripheral surface of the compressor casing 12. These compressor stationary blade stages 15 are alternately arranged with respect to the compressor blade stage 13 as viewed from the direction of the axis O.
  • Each compressor stationary blade stage 15 has a plurality of compressor stationary blades 16 arranged on the inner peripheral surface of the compressor casing 12 at intervals in the circumferential direction of the axis O.
  • the combustor 20 is provided between the compressor casing 12 and a turbine casing 32 described later.
  • the high-pressure air generated by the compressor 10 is mixed with fuel inside the combustor 20 to become a premixed gas.
  • the premixed gas burns in the combustor 20 to generate high-temperature and high-pressure combustion gas.
  • the combustion gas is guided into the turbine casing 32 to drive the turbine 30.
  • the turbine 30 includes a turbine rotor 31 that rotates about the axis O, and a turbine casing 32 that covers the turbine rotor 31 from the outer peripheral side.
  • the turbine rotor 31 has a columnar shape extending along the axis O as a whole by stacking a plurality of turbine disks 31 a (see FIG. 2) having a disk shape centered on the axis in the direction of the axis O.
  • a turbine rotor blade stage 33 is provided on the outer periphery of each turbine disk 31a. Thereby, the turbine rotor 31 is provided with a plurality of turbine rotor blade stages 33 arranged at intervals in the direction of the axis O.
  • Each turbine blade stage 33 has a plurality of turbine blades 34 arranged on the outer peripheral surface of the turbine rotor 31 at intervals in the circumferential direction of the axis O.
  • the turbine rotor 31 is integrally connected to the compressor rotor 11 in the direction of the axis O, thereby forming a gas turbine rotor.
  • the turbine casing 32 has a cylindrical shape centered on the axis O.
  • a plurality of turbine vane stages 35 arranged at intervals in the direction of the axis O are provided on the inner peripheral surface of the turbine casing 32.
  • These turbine stationary blade stages 35 are alternately arranged with respect to the turbine rotor blade stages 33 as viewed from the direction of the axis O.
  • Each turbine stationary blade stage 35 has a plurality of turbine stationary blades 36 arranged on the inner peripheral surface of the turbine casing 32 at intervals in the circumferential direction of the axis O.
  • the turbine casing 32 is connected to the compressor casing 12 in the direction of the axis O, thereby forming a gas turbine casing. That is, the gas turbine rotor can be rotated integrally around the axis O in the gas turbine casing.
  • a telemeter measurement system 40 for monitoring the operating state of the gas turbine 1 during operation is provided.
  • the telemeter measurement system 40 includes a rotor side unit 50 and a stator side unit 60.
  • the rotor side unit 50 is provided integrally with the turbine rotor 31 of the gas turbine 1 and rotates around the axis O as the turbine rotor 31 rotates.
  • the rotor side unit 50 includes a power reception module 51, a secondary battery 53, a sensor 54, and a transmission unit 55.
  • the rotor side unit 50 has a plurality of sets each including one power receiving module 51, a secondary battery 53, a sensor 54, and a transmission unit 55.
  • the power receiving module 51 has a power receiving antenna 52 that receives power transmitted as radio waves (microwaves) from the outside.
  • a plurality of power receiving antennas 52 are provided at intervals in the circumferential direction on a surface facing one side in the axis O direction of the turbine disk 31a (the right side in FIG. 2, the downstream side of the turbine) so as to be exposed from the outer surface of the turbine disk 31a. It has been.
  • a plurality of power receiving modules 51 may be provided while being spaced at a predetermined angle in the circumferential direction so as to correspond to each turbine blade 34.
  • the radio wave received by the power receiving antenna 52 is converted into electric power in the power receiving module 51.
  • a plurality of secondary batteries 53 are provided so as to correspond to the plurality of power receiving modules 51.
  • Each secondary battery 53 is provided integrally with each power reception module 51.
  • the secondary battery 53 is electrically connected to the corresponding power receiving module 51 and is charged by the power received by the power receiving module 51.
  • the secondary battery 53 supplies power for driving them to the sensor 54 and the transmission unit 55. That is, in the present embodiment, the power received by the power receiving module 51 is supplied to the sensor 54 and the transmission unit 55 via the secondary battery 53.
  • a plurality of sensors 54 are provided at intervals in the circumferential direction with respect to the turbine disk 31a.
  • the sensors 54 are attached to the turbine rotor blades 34.
  • a strain gauge that detects vibration of the turbine rotor blade 34
  • a thermocouple that detects the temperature of the turbine rotor blade 34, or the like is used.
  • another sensor 54 may be used as long as the physical quantity of the turbine rotor blade 34 in the operating state of the gas turbine 1 can be detected.
  • These sensors 54 are electrically connected to a corresponding set of secondary batteries 53, and electric power for driving the sensors 54 is supplied from the secondary batteries 53.
  • a plurality of transmitters 55 are provided at intervals in the circumferential direction so as to correspond to the power receiving module 51 and the secondary battery 53.
  • the power receiving antenna 52 is provided on the surface facing the one side in the axis O direction of the turbine disk 31a (the right side in FIG. 2, the downstream side of the turbine) so as to be exposed from the outer surface of the turbine disk 31a.
  • the set of transmission unit 55, power reception module 51, and secondary battery 53 are provided integrally with each other.
  • the transmission unit 55 is electrically connected to the secondary battery 53 and the sensor 54.
  • the transmitter 55 is driven by power supplied from the secondary battery 53.
  • a detection signal detected by the corresponding sensor 54 is input to the transmission unit 55.
  • the transmission unit 55 converts the detection signal of the sensor 54 into wireless information, and transmits the wireless information to the outside via a transmission antenna.
  • the stator side unit 60 includes a receiving unit 61, a signal processing device 62, a display unit 63, and a wireless power feeding device 70.
  • the receiving unit 61 of the stator side unit 60 is provided on the stationary member 32a (stator).
  • the stationary member 32a is a member that does not rotate with respect to the turbine rotor 31 that rotates about the axis O, and is fixed to, for example, the turbine casing 32 in the present embodiment.
  • the stationary member 32a is not limited to being fixed to the turbine casing 32, but may be attached to a stationary structure.
  • the stationary member 32a includes a stationary member main body 32b having a disk shape facing the surface of the turbine disk 31a provided with the power receiving module 51 and the power receiving antenna 52 of the rotor side unit 50 from one side of the axis O.
  • the turbine rotor 31 penetrates the stationary member main body 32b in the direction of the axis O.
  • the stationary member 32a has a protruding portion 32c that protrudes from the stationary member main body 32b toward the turbine disk 31a, that is, toward one side in the axis O direction (the right side in FIG. 2, the upstream side of the turbine 30).
  • a plurality of the projecting portions 32c are provided at intervals in the circumferential direction.
  • the tip of the protruding portion 32c is disposed in close proximity to the power receiving module 51 and the transmitting portion 55 of the rotor side unit 50.
  • the receiving unit 61 is provided on the protruding portion 32c of the stationary member 32a, and has a receiving antenna that receives wireless information transmitted by the transmitting unit 55 of the rotor-side unit 50.
  • the receiving antenna may be provided at each protrusion 32c of the stationary member 32a, or may be provided so as to extend in the circumferential direction with each protrusion 32c as a fixed portion.
  • the receiving unit 61 is arranged with respect to the transmitting unit 55 at an interval on one side in the axis O direction and on the outer side in the radial direction. That is, the receiving unit 61 is opposed to the transmitting unit 55 in a direction inclined with respect to the direction of the axis O.
  • the signal processing device 62 receives the wireless information received by the receiving unit 61.
  • the signal processing device 62 extracts the detection signal of the sensor 54 included in the wireless information.
  • the display unit 63 displays the detection signal of the sensor 54 extracted by the signal processing device 62 so that the administrator of the gas turbine 1 can confirm, for example.
  • the signal processing device 62 and the display unit 63 may be provided outside the gas turbine 1.
  • the wireless power feeding device 70 feeds power to the plurality of power receiving antennas 52 arranged at intervals in the circumferential direction on the turbine rotor 31 from the stationary member 32a side.
  • the wireless power supply apparatus 70 includes a power transmission unit 71 and an oscillator 90.
  • the power transmission unit 71 has an annular shape centering on the axis O as a whole.
  • the power transmission unit 71 is fixed with respect to the stationary member 32a.
  • the power transmission unit 71 is configured by one leaky waveguide 80 (leak antenna).
  • the leakage waveguide 80 extends in the circumferential direction and along an arc centered on the axis O.
  • the leaky waveguide 80 has a hollow inside, and a cross-sectional shape perpendicular to the extending direction is, for example, a square or a circle.
  • a first end 81 that is one end in the circumferential direction and a second end 82 that is the other end in the circumferential direction face each other with a slight gap therebetween.
  • the leaky waveguide 80 is curved so as to form a C shape, and has an annular shape that surrounds the axis O around the entire circumference excluding the gap.
  • the leakage waveguide 80 is fixed to the tips of the plurality of protrusions 32c of the stationary member 32a. That is, the leaky waveguide 80 uses the protrusions 32c as fixed portions while sequentially passing through the protrusions 32c arranged at intervals in the circumferential direction. As shown in FIG. 2, the leaky waveguide 80 is located on the one side in the axis O direction and on the outer side in the radial direction with respect to the power receiving antenna 52 arranged in an annular shape in the rotor side unit 50. That is, the leakage waveguide 80 is opposed to each power receiving antenna 52 in a direction inclined with respect to the direction of the axis O.
  • a plurality of radiating portions 83 penetrating the leakage waveguide 80 are arranged at intervals from each other on the surface facing the power receiving antenna 52 side of the leakage waveguide 80, for example, the other surface in the direction of the axis O.
  • the radiating portion 83 extending in the circumferential direction as the longitudinal direction has a radially inner portion and a radially outer portion of the leaky waveguide 80 toward the circumferential direction. Alternatingly arranged in a zigzag manner.
  • the oscillator 90 oscillates a high-frequency signal having a predetermined frequency in response to power supply from a power source (not shown).
  • the oscillator 90 is electrically connected to the first end portion 81 of the leaky waveguide 80 via a wiring.
  • the high-frequency signal oscillated by the oscillator 90 is transmitted to the first end portion 81 of the leaky waveguide 80, so that in the leaky waveguide 80, from the first end portion 81 side toward the second end portion 82 side.
  • the electromagnetic wave propagates while forming an electromagnetic field. Based on this electromagnetic wave, a radio wave (microwave) having a phase corresponding to the location where the radiation portion 83 is formed is radiated from each radiation portion 83.
  • the sensors 54 attached to the turbine rotor blades 34 are driven by power from the secondary battery 53, so that the detection signal of the sensor 54 is transmitted to the transmitter. Is output to 55.
  • the transmission unit 55 is driven by the power from the secondary battery 53, thereby converting the detection signal into wireless information and transmitting the wireless information to the transmission unit 55 of the stator unit 60.
  • the detection signal of the sensor 54 is extracted from the wireless information received by the transmission unit 55, and the detection signal is displayed on the display unit 63. Based on this, the administrator of the gas turbine 1 determines whether the operating state of the gas turbine 1 is normal or abnormal.
  • wireless power transmission is performed from the wireless power feeding device 70 of the stator side unit 60 to the power receiving antenna 52 of the rotor side unit 50, and the secondary battery 53 is charged.
  • the high-frequency signal oscillated by the oscillator 90 of the wireless power feeding apparatus 70 propagates as an electromagnetic wave in the leakage waveguide 80, and a radio wave is radiated from each radiating unit 83. Since the radiating portion 83 is formed in the entire circumferential direction of the leakage waveguide 80, the radio wave is radiated from the entire circumferential direction. The radio wave radiated in this way is received by the power receiving antenna 52 of the power receiving module 51 rotating in the rotation direction R around the axis O. Each power receiving antenna 52 sequentially receives radio waves radiated from the radiation units 83 in the process of moving in the circumferential direction during rotation.
  • the power receiving antenna 52 sequentially receives radio waves from the radiating portions 83 of the leaky waveguide 80 throughout the circumferential direction.
  • the radio wave received by each power receiving antenna 52 is converted into electric power by the power receiving module 51 and supplied to the secondary battery 53.
  • the secondary battery 53 is charged with electric power for driving the sensor 54 and the transmission unit 55.
  • antenna-type wireless power transmission in which electric power is transmitted to the rotation side by receiving the radio wave radiated from the leakage waveguide 80 as the power transmission unit 71 by the power receiving antenna 52 is adopted.
  • the antenna system has a longer transmission distance than an inductive power feeding system that transmits energy via a coil on the rotating side and the stationary side, for example.
  • the inductive power feeding method with a short transmission distance is adopted, in order to perform wireless power transmission between the rotating side and the stationary side of the gas turbine 1, the coil diameter and installation position are set in advance in the gas turbine 1 design stage. It is necessary to consider. For this reason, there is a problem that an inductive power feeding apparatus cannot be retrofitted.
  • the antenna system since the antenna system is adopted, power can be sufficiently transmitted from the stationary side to the rotating side even if the transmission distance is relatively long. Therefore, the degree of freedom in design can be improved, and the wireless power feeding device 70 can be retrofitted to the gas turbine 1.
  • one leakage waveguide 80 as the power transmission unit 71 extends in an annular shape in the circumferential direction, a plurality of power receiving antennas 52 arranged in the circumferential direction by the one leakage waveguide 80. Can simultaneously emit radio waves. That is, radio waves can be simultaneously emitted to the group of power receiving antennas 52 located in a wide range in the circumferential direction by one leaky waveguide 80.
  • the phase of the radio wave radiated from each radiating unit 83 can be set by appropriately setting the pitch and size of the radiating unit 83. Can be aligned. As a result, it is possible to suppress a decrease in received power of the power receiving antenna 52 due to fading between radio waves radiated from the adjacent radiating units 83.
  • one leaky waveguide 80 also serves as a large number of patch antennas, the structure can be simplified and the cost can be reduced. Furthermore, since the phase of the radio wave radiated from each radiating unit 83 can be made uniform by appropriately setting the formation location (pitch) and shape of each radiating unit 83, the phase adjustment is performed by individually installing the transfer device. There is no need to do it. For this reason, it is possible to avoid complication of the apparatus and complication of work.
  • the leakage waveguide 80 is generally higher in heat resistance than a patch antenna or an induction feeding type coil, so that it can be installed at a location where the turbine 30 is relatively hot, for example. Therefore, a greater degree of design freedom can be ensured.
  • the gas turbine 1 is designed so that the power generation efficiency is maximized. If the design flexibility of the wireless power supply apparatus 70 is high, the wireless power supply apparatus 70 can be installed without damaging the original design of the gas turbine 1. Therefore, the wireless power feeder 70 can be installed with high flexibility while ensuring the original function of the gas turbine 1.
  • a radiating portion 84 may be formed as shown in FIG. That is, in the modification, the longitudinal direction is an oblique direction that is directed in the radial direction as each radiating portion 84 is directed in the circumferential direction. More specifically, one radiating portion 84 extends radially outward as it goes to one side in the circumferential direction, and the other radiating portion 84 adjacent to one side in the circumferential direction of the radiating portion 84 is one side in the circumferential direction. It extends radially inward as it goes to. Thus, in the modification, the plurality of radiation portions 84 are arranged so as to extend in a zigzag shape.
  • This also makes it possible to align the phases of the radio waves radiated from the radiating portions 84 by appropriately setting the pitch and shape of the radiating portions 84. Thereby, it can suppress that the electromagnetic wave radiated
  • a wireless power supply apparatus 170 includes a power transmission unit 171, a plurality of oscillators 90, and a reference oscillator 190.
  • the power transmission unit 171 of the second embodiment has a plurality (two in this embodiment) of leaky waveguides 180. These leaky waveguides 180 extend in the circumferential direction and along an arc centered on the axis O. In the present embodiment, each leakage waveguide 180 extends in a range of about 180 ° with the axis O as the center. The dimensions of the two leaky waveguides 180 in the circumferential direction are the same.
  • the two leaky waveguides 180 are arranged in the circumferential direction with a gap between the end portions in the circumferential direction. More specifically, the first end 181 of one leaky waveguide 180 faces the second end 182 of the other leaky waveguide 180 in the circumferential direction with a slight gap. The first end 181 of the other leakage waveguide 180 is opposed to the second end 182 of the one leakage waveguide 180 in the circumferential direction with a slight gap.
  • the power transmission unit 171 has an annular shape centered on the axis O as a whole.
  • a plurality (two in this embodiment) of oscillators 90 are provided corresponding to the plurality of leaky waveguides 180.
  • Each oscillator 90 is connected to a corresponding leaky waveguide 180 via wiring.
  • one oscillator 90 is connected to the first end 181 of one leakage waveguide 180 via a wiring.
  • the other oscillator 90 is connected to the second end 182 of the other leakage waveguide 180 via a wiring. It is preferable that the length of each wiring is the same.
  • the reference oscillator 190 is electrically connected to each oscillator 90.
  • the reference oscillator 190 outputs a synchronization signal as an oscillation trigger to these oscillators 90 so that the high-frequency signals oscillated by the respective oscillators 90 coincide with each other.
  • each of the oscillators 90 oscillates a high frequency signal so that the frequencies coincide with each other and the phases are aligned with each other.
  • the wireless power feeder 170 has a structure in which the leakage waveguide 180 constituting the power transmission unit 171 is divided into a plurality in the circumferential direction. For this reason, the power transmission part 71 which makes
  • the power transmission unit 71 is configured by a plurality of leakage waveguides 180 in this way, a large range in the circumferential direction (180 ° in the present embodiment) by the large number of radiation units 83 of each leakage waveguide 180. Radio wave). Therefore, complication of the structure can be avoided as compared with the case where a large number of patch antennas are arranged. Furthermore, since the high frequency signal propagated from the oscillator 90 provided corresponding to each leakage waveguide 180 has the same frequency and phase by the reference oscillator 190, the entire power transmission unit 171 emits a uniform radio wave. can do. As a result, fading can be suppressed and a reduction in received power can be avoided.
  • the wireless power supply apparatus 270 of the third embodiment includes a power transmission unit 171, an oscillator 90, a distributor 290, and a phase shifter 291.
  • a distributor 290 is interposed between the oscillator 90 and a plurality (two in this embodiment) of leaky waveguides 180.
  • the distributor 290 distributes the high frequency signal oscillated by the oscillator 90 to each leakage antenna.
  • the distributor 290 and the first end 181 of one leakage waveguide 180 are directly electrically connected by wiring.
  • the distributor 290 and the second end 182 of the other leakage waveguide 180 are connected by wiring, and a phase shifter 291 is installed in the middle of the wiring.
  • the high frequency signal from one oscillator 90 is propagated to each leakage waveguide 80 by the distributor 290, a high frequency signal having the same phase is propagated to each leakage antenna. Therefore, uniform radio waves can be radiated as a whole of the power transmission unit 171 and fading can be suppressed.
  • phase shifter 291 is interposed between the other leakage waveguide 180 and the distributor 290, the phase of the radio wave radiated from the other leakage waveguide 180 can be finely adjusted. .
  • the second end 182 of one leaky waveguide 180 and the first end 181 of the other leaky waveguide 180 are separated from the portion where the high-frequency signal is transmitted, fading occurs. easy. For example, when the circumferential dimensions of the two leaky waveguides 180 are different, or when the lengths of wirings that transmit high-frequency signals to the two leaky waveguides 80 are different, fading may occur at the above locations. is there.
  • the phase difference of radio waves radiated from each leakage waveguide 180 can be further reduced.
  • the occurrence of fading can be further suppressed.
  • the dielectric lens 100 is provided in each radiation portion 83.
  • the dielectric lens 100 is made of a resin such as polytetrafluoroethylene.
  • the dielectric lens 100 includes an incident surface 101 that closes the radiating portion 83, and an output surface 102 that is connected to the incident surface 101 and is inclined to the incident surface 101.
  • the dielectric lens 100 serves as a cover for the radiation portion 83. Therefore, it is possible to prevent foreign matter from entering the inside of the leaky waveguide 80 from the outside via the radiating portion 83. As a result, it is possible to avoid deterioration of the characteristics of the leaky waveguide 80 due to foreign matter.
  • the dielectric lens 100 transmits the radio wave radiated from the radiating unit 83, it does not hinder wireless power transmission.
  • the dielectric lens 100 transmits the radio wave radiated from the radiating unit 83, it does not hinder wireless power transmission.
  • the dielectric lens 100 by intersecting the incident surface 101 on which radio waves are incident and the output surface 102 on which radio waves are emitted, in an arbitrary direction depending on the intersection angle between the incident surface 101 and the output surface 102 Radio waves can be emitted. Therefore, the directivity of the radio wave can be arbitrarily changed, and the degree of freedom of installation of the wireless power feeder 70 can be further improved.
  • the entrance surface 111 of the dielectric lens 110 having the entrance surface 111 and the exit surface 112 is spaced outward from the radiating portion 83, and the entrance surface.
  • An air layer 113 may be interposed between 111 and the radiating portion 83.
  • an exit surface 122 located on the opposite side of the entrance surface 121 of the dielectric lens 120 has a convex curve shape with respect to the traveling direction of the radio wave. You may form in.
  • the radio waves emitted from the emission surface 122 are concentrated in the opening direction of the radiating portion 83. Therefore, the intensity of the radio wave can be increased, and the radio wave can be stably supplied to the power receiving antenna 52.
  • the power transmission unit 171 is configured by the two leaky waveguides 80, but may be configured by three or more leaky waveguides 180.
  • the annular power transmission unit 171 can be configured as a whole by arranging the leaky waveguides 180 having an arc shape so that the end portions thereof are opposed to each other through a gap.
  • each leakage waveguide 180 is formed with a plurality of radiating portions 83, each leakage waveguide 180 can radiate radio waves in the same manner as a plurality of patch antennas. Therefore, the structure of the entire apparatus can be simplified. Further, even when the phase of the radio wave radiated from each leakage waveguide 180 is adjusted by the phase shifter 291, the adjustment may be performed not for each radiation unit 83 but for each leakage waveguide 180. Therefore, in addition to simplification of the structure, it is possible to greatly reduce the labor of the work.
  • leaky waveguides 80 and 180 are employed as the leaky antenna
  • other leaky antennas such as a leaky coaxial cable may be used.
  • the wireless power feeding device 70 and the telemeter measurement system 40 are applied to the turbine 30 of the gas turbine 1 .
  • the embodiment may be applied to the compressor 10 of the gas turbine 1, or may be a steam turbine or the like.
  • the present invention may be applied to other rotating machines.
  • a sensor for detecting a predetermined physical quantity such as distortion or temperature of the moving blade of the turbine is disposed on the moving blade, and a detection signal representing the physical quantity detected by the sensor is fixed.
  • a configuration is proposed in which predetermined signal processing is performed by wireless transmission to the side (ground side).
  • a plurality of transmitters together with a plurality of sensors are arranged on the moving blade (rotating body side), and a detection signal representing a predetermined physical quantity is sent to the fixed side via each transmitter.
  • the driving power of the transmitter is supplied from the fixed side by the wireless power feeding system.
  • FIG. 11 is a block diagram showing a wireless power feeding system according to the prior art. As shown in the figure, to each oscillator 01 on the fixed side, a plurality of power transmission antennas 02 arranged in an annular shape are connected by wiring 04 through an amplifier 03, respectively. Each oscillator 01 is connected in parallel to one reference trigger generator 010, and is driven all at once by an oscillation trigger signal sent from the reference trigger generator 010.
  • a plurality (six in the figure) of power receiving modules 05 incorporated in each transmitter are arranged in an annular shape together with the transmitter on, for example, a turbine blade (not shown). It is installed.
  • the radio wave radiated toward the power receiving module 05 via the power transmitting antenna 02 is converted into electric power by the power receiving module 05 and supplied as driving power for a predetermined load such as a transmitter main body or a sensor.
  • the transmitter driven by such electric power wirelessly sends a detection signal representing a predetermined physical quantity detected by the sensor, such as distortion and temperature of the moving blade, to a fixed-side signal processing device (not shown).
  • the radio wave radiated from each power transmission antenna 02 causes a phase shift due to the difference in the length of the wiring 04 from the oscillator 01 to the power transmission antenna 02. That is, since each oscillator 01 oscillates a high-frequency signal in the order of GHz, the influence of the phase shift of the oscillation signal delayed according to the length of the wiring 04 becomes significant, and the signal from the adjacent power transmission antenna 02 Interference occurs, causing a reduction in the level of received power on the power receiving side.
  • FIG. 12 is a schematic diagram conceptually showing the positional relationship between the wiring in the prior art, the power transmitting antenna connected thereto, and the power receiving module.
  • the power level received by one power receiving module 05 is most strongly influenced by the intensity of the radio wave radiated from the power transmitting antenna 02A facing directly in front of the power receiving module 05, and then the power transmission on both sides thereof. It is influenced by the intensity of radio waves radiated from the antennas 02B and 02C.
  • each power receiving module 05 faces the fixed-side power transmitting antennas 02B, 02A, and 02C sequentially with the rotation of the moving blades.
  • the radio waves radiated from the power transmission antennas 02A, 02B, 02C are wired to the wiring 04A. It has a predetermined phase difference corresponding to the difference in length between 04B and 04C. That is, in FIG. 12, for example, the wiring 04C from the oscillator 05C to the power transmission antenna 02C is longer than the length of the wiring 04A from the oscillator 05A to the power transmission antenna 02A by the addition of the lengths of the distances d1, d2, and d3. The length of the wiring 04B from the oscillator 05B to the power transmission antenna 02B is also different from the length of the wiring 04A.
  • FIG. 13 is a characteristic diagram showing the strength (power level) of the radio waves of the power transmission antennas 02B, 02A, and 02C at the position where the power reception module 05 shown in FIG. 12 faces the power transmission antenna 02A. This corresponds to the positions of the antennas 02B, 02A, and 02C. As shown in FIG. 13, the radio wave intensity peaks of power transmission antennas 02B and 02C are lower by a phase difference than the radio wave intensity peak of power transmission antenna 02A.
  • the phase of the radio wave radiated from each power transmission antenna 02 is made uniform by interposing the phase shifter 06 between the oscillator 01 and the power transmission antenna 02. .
  • the decrease in the radio field intensity of the power transmission antennas O2B and 02C is suppressed, and the intensity characteristics (power level characteristics) of the radio waves radiated from the power transmission antennas 02B and 02C and received by the power reception module 05 are shown by dotted lines 04B2 It is improved as shown by 04C2.
  • the phase shifter 06 by providing the phase shifter 06, the power level characteristic is improved by the difference between the power level P05 and the power level P04.
  • the phase shifter 06 for correcting the phase delay due to the difference in the length of the wiring 04 is provided.
  • the adjustment of the phase shift amount of the phase shifter 06 that needs to be performed individually for each phase shifter 06 is troublesome, and this requires a lot of time. .
  • This embodiment provides a wireless power feeding system and a turbine system for a rotating body capable of aligning the phases of radio waves radiated from a power transmission antenna without providing a phase shifter in view of the above-described problems of the prior art.
  • FIG. 14 is a block diagram showing a wireless power feeding system according to the fifth embodiment.
  • the wireless power feeding system according to this embodiment includes a transmitter disposed on a rotating body such as a moving blade of a turbine from a plurality of oscillators 401 via a power transmission antenna 402 disposed in an annular shape. (The main body is not shown).
  • the power receiving module 405 converts electromagnetic energy based on the received radio wave into electric power and supplies it as driving power for the transmitter.
  • the electric power converted by the power receiving module 405 is also used as a power source for a sensor that detects a predetermined physical quantity to be monitored during operation, such as temperature and distortion of a rotating body such as a moving blade of a turbine.
  • the power receiving modules 405 are normally arranged in an annular shape so that a smaller number (six in the figure) than the power transmitting antennas 402 face each power transmitting antenna 402.
  • FIG. 15 is a block diagram showing the arrangement of devices on the fixed side of the present embodiment shown in FIG. 14 as seen from the front. In the following, FIG. 15 is added to FIG.
  • the oscillator 401 is arranged in an annular shape corresponding to each power transmission antenna 402. Then, one reference oscillator 411 is first driven by the oscillation trigger signal generated by the reference trigger generator 410, and then the oscillator 401 adjacent in the counterclockwise direction and the clockwise direction is transmitted from the reference oscillator 411 from the reference oscillator 411. Each is driven by an oscillation trigger signal. Subsequently, the oscillator 401 adjacent in the counterclockwise direction and the oscillator 401 adjacent in the clockwise direction are connected to the respective oscillator 401 in the clockwise direction (reference oscillator 411 side) and in the counterclockwise direction (reference oscillator 411 side).
  • each oscillator 401 starts a predetermined oscillating operation while moving sequentially counterclockwise and clockwise by an oscillation trigger signal sent from an adjacent oscillator 401 in the clockwise direction and counterclockwise.
  • all the wires 404 from each oscillator 401 to the power transmitting antenna 402 via the amplifier 403 have the same length. That is, the power transmission units formed by the oscillator 401, the amplifier 403, and the power transmission antenna 402 are all configured in an annular shape with the same configuration.
  • the sign of the power transmission unit to which the first reference oscillator 411 that is driven first belongs is (Zero), and the sign of the power transmission units that are sequentially adjacent in the counterclockwise and clockwise directions from the power transmission unit (Zero) is counterclockwise.
  • A-1, A-2, A-3,..., A- (N-2), A- (N-1), and AN are used. 1, B-2, B-3,..., B- (N-2), B- (N-1), and BN.
  • each power transmission unit (A-1) and (B-1) starts to be driven by the oscillation trigger signal generated by the reference trigger generator 410, and the power transmission unit (A-2) is adjacent to the power transmission unit in the clockwise direction.
  • Driving is started by an oscillation trigger signal sent from the oscillator 401 of (A-1).
  • the power transmission unit (B-2) is driven by an oscillation trigger signal transmitted from the oscillator 401 of the power transmission unit (B-1) adjacent in the counterclockwise direction.
  • the driving of the power transmission units (A-3) to (AN) and the power transmission units (B-3) to (BN) is sequentially started in the same manner.
  • the number after the hyphen is the same in the counterclockwise direction and the clockwise direction, that is, for example, the power transmission unit (A-3) and the power transmission unit (B-3) emit radio waves that are completely in phase.
  • the radio waves radiated from the power transmission unit (AN) and the power transmission unit (BN) have the same phase.
  • each oscillator 401 is sequentially driven counterclockwise and clockwise by the oscillation trigger signal sent from the oscillator driven immediately before, so that the wiring length required for the trigger of the oscillator 401 (oscillator 401). And the trigger length of the oscillator 401 adjacent to this output) can be minimized, and the time difference of the oscillation trigger signal between adjacent transmission units caused by this wiring length can be minimized. can do.
  • the power transmission unit (Zero), the power transmission units (A-1) to (AN), and the power transmission units (B-1) to (BN) have the same length of wiring 404.
  • the phase shift of the radio wave radiated from each power transmission antenna 402 can be minimized and the phases can be well aligned. Further, the wiring for transmitting the oscillation trigger signal for driving the oscillator 401 can be shortened. As a result, it is possible to contribute to the miniaturization of the system through the reduction of the installation space of the fixed device.
  • the power level received by one power receiving module 405 is radiated from the power transmitting antenna 402 ⁇ / b> A that directly faces in front of the power receiving module 405. It is most strongly influenced by the intensity of the transmitted radio waves, and is then influenced by the intensity of the radio waves radiated from the power transmission antennas 402B and 402C on both sides thereof.
  • the lengths of the wires 404A, 404B, and 404C from the oscillators 401A, 401B, and 401C to the power transmission antennas 402A, 402B, and 402C are the same, and the oscillation timings of the oscillators 401A, 401B, and 401C are slightly shifted. Therefore, the radio waves radiated from the power transmission antennas 402A, 402B, and 402C are aligned with almost no deviation.
  • FIG. 17 is a characteristic diagram showing radio wave intensity (power level) at a position where the power receiving module 5 shown in FIG. 16 faces the power transmitting antenna 402, and corresponds to FIG.
  • the power levels obtained from the power transmission antennas 402B and 402C are obtained from the power transmission antennas 402B and 402C as shown by solid lines 4B1 and 4C1 in FIG. 17, and the dotted lines 4B2 and 4C2 in FIG. It is almost the same even if it is slightly smaller than the ideal power level shown in.
  • the ideal power level is a power level when the phase difference between the radio waves radiated from the power transmission antennas 402A, 402B, and 402C is zero, and is obtained from the power transmission antenna 402A indicated by a solid line 4A1 in FIG.
  • the power level is equivalent to the radio wave that is received.
  • the power level P3 received by the power receiving module 405 directly facing the power transmitting antenna 402A is the power level P1 caused by the radio waves radiated from the power transmitting antenna 402A, and the power caused by the radio waves radiated from the power transmitting antennas 402B and 402C.
  • the power level P4 is only slightly smaller than the power level P5. That is, in this embodiment, it is possible to obtain a power level P4 equivalent to or higher than that without using a phase shifter as in the prior art.
  • the best power level characteristic can be obtained.
  • BN power transmission units
  • the present invention is not limited to this. It may be an odd number.
  • the phases of the radio waves radiated from the power transmission units (AN) and (BN) at the counter electrode position with the basic forward oscillator 411 can be perfectly aligned.
  • FIG. 18 is a block diagram showing a gas turbine system according to the sixth embodiment of the present invention.
  • the gas turbine main body 500 includes a compressor 501, a fuel tank 502, a combustion chamber 503, a turbine chamber 504, a moving blade 505, a stationary blade 506, and a rotating shaft 507.
  • the acting force is output as the rotational driving force of the rotating shaft 507.
  • the compressor 501 compresses the sucked air and supplies it to the combustor 503.
  • the fuel stored in the fuel tank 502 is pumped up by the pump 508 and supplied to the combustion chamber 503.
  • fuel is combusted under compressed air to generate high-temperature and high-pressure driving gas.
  • the driving gas expands between the stationary blade 506 and the moving blade 505 in the turbine chamber 504 to generate a driving force, and rotates the rotating shaft 507 around the axis via the moving blade 505.
  • the gas turbine system according to the present embodiment is a combination of the gas turbine main body 500, the wireless power feeding system 200, and the operation monitoring system 300.
  • the wireless power feeding system 200 is according to the embodiment described with reference to FIG. Therefore, in FIG. 18, the same parts as those in FIG.
  • a plurality of sensors 520 for measuring the distortion and temperature are arranged on the moving blade 505 which is a rotating body of the turbine body 500 in the present embodiment.
  • a detection signal indicating a predetermined physical quantity detected by each sensor 520 is directed toward a fixed (ground side) antenna 532 via a plurality of transmitters 521 arranged on a moving blade 505 that is a rotating body together with the sensor 520. Radiated as radio waves.
  • the detection signal received by the receiver 533 via the antenna 532 is generated as information indicating the operation status of the gas turbine main body 500 by performing predetermined signal processing by the signal processing device 534, and if necessary, the display unit 535. Is displayed.
  • the transmitter 521 has a built-in power receiving module 505 (see FIG. 14), and necessary driving power is wirelessly supplied from the wireless power feeding system 200 via the power receiving module 505.
  • predetermined operation information related to the moving blade 505 of the gas turbine 500 is stably fixed over a long period of time by the transmitter 521 charged with driving power with high efficiency by the wireless power feeding system shown in FIG. Can be sent to the side.
  • proper operation monitoring of the gas turbine main body 500 can be performed.
  • the rotor blade of the gas turbine is taken as an example of the rotating body, but the present invention is not limited to this. There is no particular limitation as long as electric power as electromagnetic energy is supplied to the transmitter disposed in the rotating body, and the invention can be widely applied.

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Abstract

軸線Ｏ回りに回転するロータに周方向に間隔をあけて配置された複数の受電アンテナに対して、ステータ側から非接触で給電するワイヤレス給電装置であって、高周波信号を発振する発振器（９０）と、高周波信号を電波として放射する複数の放射部（８３）が周方向に配列されるとともに周方向に円弧状に延びる漏洩導波管（８０）を有し、環状をなす送電部（７１）とを備える。 また、円環状に配設した送電アンテナ（２）を介して複数の発振器（１）から、回転体に配設した送信機の駆動電力を供給する回転体へのワイヤレス給電システムであって、発振器（１）は、各送電アンテナ（２）に対応させて円環状に配設され、発振トリガ信号により最初に駆動される一台の発振器（１）から反時計方向および時計方向で隣接する発振器（１）を発振トリガ信号で駆動するとともに、前記反時計方向で隣接する発振器（１）および反時計方向で隣接する発振器（１）をそれぞれ発振トリガ信号で順次駆動し、各送電アンテナ（２）は、各発振器（１）との間を同一長の配線（４）で接続されている。

Description

ワイヤレス給電装置、テレメータ計測システム、回転機械、回転体へのワイヤレス給電システム、及びタービンシステム
　本発明は、ワイヤレス給電装置、テレメータ計測システム及び回転機械に関する。また本発明は、回転体へのワイヤレス給電システム、及びタービンシステムに関し、タービン等の回転機械の監視に利用する情報を送信する送信機にワイヤレスで給電する場合に適用して有用なものである。
　本願は、２０１６年５月１６日に出願された特願２０１６－０９８１９４号、および、２０１７年３月３０日に出願された特願２０１７－０６７４９２号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　ガスタービン等の回転機械の運転状況を監視する運転監視システムとして、テレメータ計測システムが知られている。テレメータ計測システムは、例えばタービンの各動翼に取り付けられた複数のセンサによって該動翼の状態を検出する。そして、これらセンサの検出情報は、各センサに対応するように回転側に設けられた送信機によって、固定側に無線送信される。
　ここで、回転側に取り付けられたセンサ及び送信機を駆動する電力は、固定側からワイヤレス給電装置によって回転側の受電モジュールに非接触で給電される。このようなワイヤレス給電装置として、固定側の送電用コイルによって、回転側の受電用コイルに非接触で給電を行う誘導給電方式のもの知られている（例えば特許文献１参照）開示されている。
　また、一般的に送電アンテナから送信されるマイクロ波を受電アンテナで受信して電力に変換する電波方式のワイヤレス給電装置が知られている。
特許第６０１２２２９号公報
　ところで、上記特許文献１に記載のワイヤレス給電装置は誘導給電方式を採用しているため、送電用コイル・受電用コイル間の伝送距離が短い。そのため、両コイルの径寸法や設置位置を回転機械の設計段階で予め考慮しなければ、適切な無線送電を実現することが困難であった。
　また、電波方式のワイヤレス給電装置を回転機械に適用した場合、回転体に環状に配置された複数の受電アンテナに電力を送電するため、固定側には多数の送電用のパッチアンテナを環状に配置する必要がある。この場合、各パッチアンテナから放射される電波の干渉による受電アンテナの受信電力の低下を回避すべく、各パッチアンテナの位相調整を行う必要がある。そのため、各パッチアンテナに対応して移相器を設け、個別に調整を行わなければならず、装置の複雑化及び作業の煩雑化を招いてしまう虞があった。
　本発明は、設置の自由度を向上させることができ、かつ、複雑化及び作業の煩雑化を抑制できるワイヤレス給電装置、テレメータ計測システム、回転機械、回転体へのワイヤレス給電システム、及びタービンシステムを提供することを目的とする。
　本発明の第一態様に係るワイヤレス給電装置は、軸線回りに回転するロータに周方向に間隔をあけて配置された複数の受電アンテナに対して、ステータ側から非接触で給電するワイヤレス給電装置であって、高周波信号を発振する発振器と、前記高周波信号を電波として放射する複数の放射部が前記周方向に配列されるとともに前記周方向に円弧状に延びる漏洩アンテナを有し、環状をなす送電部と、を備える。
　本態様では、送電部としての漏洩アンテナから放射する電波を受電アンテナで受電することにより、回転側に電力が送電される。このようなアンテナ方式の場合、誘導給電方式に比べて伝送距離が長いため、送電アンテナ及び受電アンテナの設置の自由度を向上させることができる。
　一方、本態様では、送電部としての漏洩アンテナが周方向に延びているため、一の漏洩アンテナによって周方向に配列された複数の受電アンテナに同時に電波を放射することができる。即ち、漏洩アンテナによって周方向の広い範囲に位置する受電アンテナ群に対して同時に電波を放射することができる。
　また、漏洩アンテナには一の発振器からの高周波信号が伝搬するため、放射部のピッチ及び大きさを適切に設定することにより、各放射部から放射される電波の位相を適切に設定することができる。これによって、近接する放射部から放射される電波同士でフェージングが発生することにより受電アンテナの受信電力が低下してしまうことを抑制できる。
さらに、固定側に送電用のパッチアンテナを多数配列した場合のように、パッチアンテナ毎に発振器を設ける必要はない。さらに、パッチアンテナ毎に移送器を設置することでの個別の位相調整を行う必要もない。
　上記態様では、前記送電部は、複数の前記漏洩アンテナが前記周方向の端部同士の間に間隙を介して前記周方向に配列されることで環状をなしていてもよい。
　漏洩アンテナが周方向に分割された構造をなすことによって、全体として環状をなす送電部を回転機械の外周側から容易に取り付け、取り外しを行うことができる。
　上記態様では、前記発振器は、複数の前記漏洩アンテナに対応するように複数設けられ、複数の前記発振器に対して、各前記発振器が発振する前記高周波信号を揃える同期信号を出力する基準発振器を備えていてもよい。
　送電部を複数の漏洩アンテナによって構成した場合であっても、各漏洩アンテナによって周方向の広い範囲に電波を放射することができるため、パッチアンテナを多数並べた場合に比べて構造の複雑化を回避することができる。また、各漏洩アンテナに対応して設けられた発振器から伝搬される高周波信号は、基準発振器によって位相が揃えられているため、送電部全体として一様な電波を放射することができる。これにより、フェージングを抑制し、受信電力の低下を回避することができる。
　上記態様では、前記発振器が発振する高周波信号を各前記漏洩アンテナに分配する分配器を備えていてもよい。
　この場合も上記同様、各漏洩アンテナには同様の位相の高周波信号が伝搬されることになる。そのため、送電部全体として一様な電波を放射し、フェージングを抑制することができる。
　上記態様では、前記分配器によって各漏洩アンテナに分配される前記高周波信号の位相を調整可能な移相器を備えていてもよい。
　これにより各漏洩アンテナから放射される電波の位相の微調整を行うことができ、各漏洩アンテナからの電波の位相をより精度高く一致させることができる。
　また、各受電アンテナの受信電力を見ながら移相器によって位相調整を行うことで、例えば分配器・漏洩アンテナ間の配線長や漏洩アンテナの周方向の寸法が異なる場合であっても、各漏洩アンテナから放射される電波の位相差をより小さくすることができる。
　上記態様では、前記放射部の少なくとも一部を覆う誘電体レンズを備えていてもよい。
　これによって、漏洩アンテナの放射部に異物が侵入してしまうことを抑制することができる。したがって、当該異物による漏洩アンテナの特性劣化を抑制できる。
　また、誘電体レンズによって電波の指向性を任意に設定することができる。よって、送電部と受電アンテナとの設置の自由度をさらに向上させることができる。
　上記態様では、前記漏洩アンテナは、漏洩導波管であることが好ましい。
　漏洩導波管は、一般に耐熱性が高いため、漏洩アンテナをより高温環境下に設置することができる。したがって、設置の自由度をさらに向上させることができる。
　本発明の第二態様に係るテレメータ計測システムは、上記いずれかのワイヤレス給電装置、及び、前記ステータ側に設けられて無線情報を受信する受信部を有するステータ側ユニットと、前記受電アンテナを有する受電モジュール、該受電アンテナが受電する電力によって駆動されて前記ロータの状態を検出するセンサ、及び、前記受電アンテナが受電する電力によって駆動されて前記センサの検出信号を無線情報として送信する送信部を有し、前記ロータに対して周方向に間隔をあけて複数設けられたロータ側ユニットと、を備える。
　本発明の第三態様に係る回転機械は、前記ステータと、前記ステータに対して前記軸線回りに回転する回転軸、及び、該回転軸の外周面から放射状に延びるように設けられた複数の動翼を有する前記ロータと、上記のテレメータ計測システムと、を備え、前記センサは、それぞれ前記動翼に設けられている。
　また、本発明の第四態様に係るワイヤレス給電システムは、次の点を特徴とする。
１）　円環状に配設した送電アンテナを介して複数の発振器から、回転体に配設した送信機に駆動電力を供給する回転体へのワイヤレス給電システムであって、
　前記発振器は、前記各送電アンテナに対応させて円環状に配設され、発振トリガ信号により最初に駆動される一台の基準発振器から反時計方向および時計方向で隣接する発振器を前記基準発振器から送出する発振トリガ信号でそれぞれ駆動するとともに、前記反時計方向で隣接する発振器および時計方向で隣接する発振器をそれぞれの発振器に時計方向で隣接する発振器および反時計方向で隣接する発振器から送出する発振トリガ信号で順次駆動し、
　前記各送電アンテナは、前記各発振器との間が同一長の配線で接続されていること。
２）　上記１）において、前記発振器は、前記基準発振器を除き、偶数個を配設したこと。
３）　上記１）または２）において、前記送信機は、タービンの動翼に配設したこと。
　また、本発明の第五態様に係る上記ワイヤレス給電システムを有するタービンシステムは、次の点を特徴とする。
４）　タービンの動翼に配設されて前記動翼の歪みや温度を含む所定の物理量を検出するセンサと、前記動翼に配設され前記センサが検出した前記物理量を表す検出信号を入力して固定側の受信機に向けて無線伝送する送信機とを有する運転監視システムを備えたタービンシステムにおいて、
　前記送信機の駆動電力を供給するワイヤレス給電システムとして上記３）に記載する回転体へのワイヤレス給電システムを適用したこと。
　上記第四態様及び第五態様において、受電モジュールで受信した電波に基づく受電電力は、受電モジュールに対して正対する正面の送電アンテナからの到来電波と、正対する前記送電アンテナに反時計方向および時計方向で隣接する送電アンテナからの到来電波に応じてほぼ支配的に決定される。
　ここで、上記態様に係るワイヤレス給電システムでは、発振器および送電アンテナ間が同一長の配線で接続され、しかもこれら発振器、送電アンテナおよび配線が全て同じレイアウトで環状に配設されている。この結果、配線長の差に起因する電波の位相差を生起することはない。したがって、従来技術のワイヤレス給電システムには備えていた移相器を除去することができる。また、基準となる一台の発振器から反時計方向および時計方向で隣接する発振器に順次発振トリガ信号を送出して各発振器を駆動している。この結果、発振トリガ信号の伝送のための配線を可及的に短縮でき、移相器を除去し得ることと相俟って固定側の装置の小型化およびコストの低減を実現し得る。
　本発明のワイヤレス給電装置、テレメータ計測システム、回転機械、回転体へのワイヤレス給電システム、及びタービンシステムによれば、設置の自由度を向上させることができ、かつ、複雑化及び作業の煩雑化を抑制できる。
第一実施形態に係るガスタービンの模式的な縦断面図である。 第一実施形態に係るテレメータ計測システムの概略構成を示す縦断面図である。 第一実施形態に係るワイヤレス給電装置の概略構成図である。 第一実施形態に係るワイヤレス給電装置の漏洩導波管の放出部の配列態様の一例を示す図である。 第一実施形態の変形例に係るワイヤレス給電装置の漏洩導波管の放出部の配列態様の一例を示す図である。 第二実施形態に係るワイヤレス給電装置の概略構成図である。 第三実施形態に係るワイヤレス給電装置の概略構成図である。 第四実施形態に係るワイヤレス給電装置の漏洩導波管及び誘電体レンズの周方向に直交する断面図である。 第四実施形態の第一変形例に係るワイヤレス給電装置の漏洩導波管及び誘電体レンズの周方向に直交する断面図である。 第四実施形態の第二変形例に係るワイヤレス給電装置の漏洩導波管及び誘電体レンズの周方向に直交する断面図である。 従来技術に係るワイヤレス給電システムを示すブロック図である。 従来技術における配線およびこれに接続された送電アンテナと、受電モジュールとの位置関係を概念的に示す模式図である。 図１２に示す受電モジュールが送電アンテナに正対した位置における電波の強度（電力レベル）を示す特性図である。 第五実施形態に係るワイヤレス給電システムを示すブロック図である。 図１４に示す実施形態の固定側における機器の配置を正面から見た状態で示すブロック図である。 第五実施形態における発振器およびこれに接続された送電アンテナと、受電モジュールとの位置関係を概念的に示す模式図である。 図１６に示す受電モジュールが送電アンテナに正対した位置における電波の強度（電力レベル）を示す特性図である。 第六実施形態に係るガスタービンシステムを示すブロック図である。
　　以下、本発明の第一実施形態について図１から図４を参照して説明する。
　図１に示すように、本実施形態に係るガスタービン１は、高圧空気を生成する圧縮機１０と、高圧空気に燃料を混合して燃焼させることで燃焼ガスを生成する燃焼器２０と、燃焼ガスによって駆動されるタービン３０と、を備えている。
　圧縮機１０は、軸線Ｏ回りに回転する圧縮機ロータ１１と、圧縮機ロータ１１を外周側から覆う圧縮機ケーシング１２と、を有している。圧縮機ロータ１１は、軸線Ｏに沿って延びる柱状をなしている。圧縮機ロータ１１の外周面上には、軸線Ｏ方向に間隔をあけて配列された複数の圧縮機動翼段１３が設けられている。各圧縮機動翼段１３は、圧縮機ロータ１１の外周面上で軸線Ｏの周方向に間隔をあけて配列された複数の圧縮機動翼１４を有している。
　圧縮機ケーシング１２は、軸線Ｏを中心とする筒状をなしている。圧縮機ケーシング１２の内周面には、軸線Ｏ方向に間隔をあけて配列された複数の圧縮機静翼段１５が設けられている。これらの圧縮機静翼段１５は、上記の圧縮機動翼段１３に対して、軸線Ｏ方向から見て交互に配列されている。各圧縮機静翼段１５は、圧縮機ケーシング１２の内周面上で、軸線Ｏの周方向に間隔をあけて配列された複数の圧縮機静翼１６を有している。
　燃焼器２０は、上記の圧縮機ケーシング１２と、後述するタービンケーシング３２との間に設けられている。圧縮機１０で生成された高圧空気は、燃焼器２０内部で燃料と混合されて予混合ガスとなる。燃焼器２０内で、この予混合ガスが燃焼することで高温高圧の燃焼ガスが生成される。燃焼ガスは、タービンケーシング３２内に導かれてタービン３０を駆動する。
　タービン３０は、軸線Ｏ回りに回転するタービンロータ３１と、タービンロータ３１を外周側から覆うタービンケーシング３２と、を有している。タービンロータ３１は、軸線を中心としたディスク状をなすタービンディスク３１ａ（図２参照）が軸線Ｏ方向に複数積層されることで、全体として軸線Ｏに沿って延びる柱状をなしている。各タービンディスク３１ａの外周にはタービン動翼段３３が設けられている。これにより、タービンロータ３１には、軸線Ｏ方向に間隔をあけて配列された複数のタービン動翼段３３が設けられていることになる。
　各タービン動翼段３３は、タービンロータ３１の外周面上で、軸線Ｏの周方向に間隔をあけて配列された複数のタービン動翼３４を有している。このタービンロータ３１は、上記の圧縮機ロータ１１に対して軸線Ｏ方向に一体に連結されることで、ガスタービンロータを形成する。
　タービンケーシング３２は、軸線Ｏを中心とする筒状をなしている。タービンケーシング３２の内周面には、軸線Ｏ方向に間隔をあけて配列された複数のタービン静翼段３５が設けられている。これらのタービン静翼段３５は、上記のタービン動翼段３３に対して、軸線Ｏ方向から見て交互に配列されている。各タービン静翼段３５は、タービンケーシング３２の内周面上で、軸線Ｏの周方向に間隔をあけて配列された複数のタービン静翼３６を有している。タービンケーシング３２は、上記の圧縮機ケーシング１２に対して軸線Ｏ方向に連結されることで、ガスタービンケーシングを形成する。すなわち、上記のガスタービンロータは、このガスタービンケーシング内で、軸線Ｏ回りに一体に回転可能とされている。
　ここで本実施形態では、運転中のガスタービン１の運転状況を監視するためのテレメータ計測システム４０を備えている。テレメータ計測システム４０は、図２に示すように、ロータ側ユニット５０とステータ側ユニット６０とを備えている。
　ロータ側ユニット５０は、ガスタービン１のタービンロータ３１に一体に設けられており、該タービンロータ３１の回転に伴って軸線Ｏ回りに回転する。ロータ側ユニット５０は、受電モジュール５１、二次電池５３、センサ５４及び送信部５５を有する。ロータ側ユニット５０は、それぞれ一の受電モジュール５１、二次電池５３、センサ５４及び送信部５５を一組として、複数組を有している。
　受電モジュール５１は、外部から電波（マイクロ波）として伝送される電力を受電する受電アンテナ５２を有している。受電アンテナ５２は、タービンディスク３１ａの外面から露出するように該タービンディスク３１ａの軸線Ｏ方向一方側（図２における右側、タービンの下流側）を向く面に、周方向に間隔をあけて複数設けられている。該受電モジュール５１は、例えば、各タービン動翼３４に対応するように、周方向に所定の角度で間隔をあけながら複数が設けられていてもよい。受電アンテナ５２で受信した電波は、受電モジュール５１内で電力に変換される。
　二次電池５３は、複数の受電モジュール５１に対応するように複数が設けられている。
各二次電池５３は、各受電モジュール５１と一体に設けられている。二次電池５３は、対応する受電モジュール５１と電気的に接続されており、受電モジュール５１が受電した電力によって充電される。二次電池５３は、センサ５４及び送信部５５に対してこれらを駆動するための電力を供給する。即ち、本実施形態では、受電モジュール５１が受電した電力は、二次電池５３を介してセンサ５４及び送信部５５に給電される。
　センサ５４は、タービンディスク３１ａに対して周方向に間隔をあけて複数設けられており、本実施形態では、各タービン動翼３４に取り付けられている。センサ５４としては、例えばタービン動翼３４の振動を検出する歪みゲージやタービン動翼３４の温度を検出する熱電対等が用いられている。なお、ガスタービン１の運転状態におけるタービン動翼３４の物理量を検出可能であれば、他のセンサ５４を用いてもよい。これらセンサ５４は、対応する組の二次電池５３に電気的に接続されており、該センサ５４を駆動するための電力が二次電池５３から供給される。
　送信部５５は、受電モジュール５１及び二次電池５３と対応するように周方向に間隔をあけて複数が設けられている。受電アンテナ５２は、タービンディスク３１ａの外面から露出するように該タービンディスク３１ａの軸線Ｏ方向一方側（図２における右側、タービンの下流側）を向く面に設けられている。一組の送信部５５、受電モジュール５１、二次電池５３は、互いに一体に設けられている。送信部５５は、二次電池５３及びセンサ５４と電気的に接続されている。送信部５５は二次電池５３から供給される電力によって駆動される。送信部５５には、対応するセンサ５４が検出した検出信号が入力される。送信部５５は、センサ５４の検出信号を無線情報に変換し、送信アンテナを介して無線情報を外部に送信する。
　次にステータ側ユニット６０について説明する。ステータ側ユニット６０は、受信部６１、信号処理装置６２、表示部６３、及びワイヤレス給電装置７０を有する。ステータ側ユニット６０の受信部６１は、静止部材３２ａ（ステータ）に設けられている。
　ここで、静止部材３２ａは、軸線Ｏ回りに回転するタービンロータ３１に対して、回転せずに静止している部材であって、本実施形態では例えばタービンケーシング３２に固定されている。なお、静止部材３２ａは、タービンケーシング３２に固定されているのみならず、静止している構造物に取り付けられていればよい。
　静止部材３２ａは、ロータ側ユニット５０の受電モジュール５１、受電アンテナ５２が設けられたタービンディスク３１ａの面に軸線Ｏ一方側から対向する円盤状をなす静止部材本体３２ｂを有している。タービンロータ３１は静止部材本体３２ｂを軸線Ｏ方向に貫通している。静止部材３２ａは、静止部材本体３２ｂからタービンディスク３１ａに向かって、即ち軸線Ｏ方向一方側（図２の右側、タービン３０の上流側）に向かって突出する突出部３２ｃを有する。該突出部３２ｃは周方向に間隔をあけて複数設けられている。該突出部３２ｃの先端は、ロータ側ユニット５０の受電モジュール５１及び送信部５５と間隔をあけて、かつ、近接して配置されている。
　受信部６１は、静止部材３２ａの突出部３２ｃに設けられており、ロータ側ユニット５０の送信部５５が送信する無線情報を受信する受信アンテナを有する。受信アンテナは、静止部材３２ａの各突出部３２ｃに設けられていてよいし、各突出部３２ｃを固定箇所として周方向に延びるように設けられていてもよい。受信部６１は、送信部５５に対して、軸線Ｏ方向一方側かつ径方向外側に間隔をあけて配置されている。即ち、受信部６１は送信部５５に対して軸線Ｏ方向に対して傾斜する方向に対向している。
　信号処理装置６２は、受信部６１が受信した無線情報が入力される。信号処理装置６２は、無線情報に含まれるセンサ５４の検出信号を抽出する。
　表示部６３は、信号処理装置６２が抽出したセンサ５４の検出信号を、例えばガスタービン１の管理者が確認できるように表示する。
　これら信号処理装置６２及び表示部６３は、ガスタービン１の外部に設けられていてもよい。
　次にワイヤレス給電装置７０について図２及び図３を用いて説明する。ワイヤレス給電装置７０は、タービンロータ３１に周方向に間隔をあけて配置された複数の受電アンテナ５２に対して、静止部材３２ａ側から非接触で給電する。
　ワイヤレス給電装置７０は、送電部７１及び発振器９０を有する。
　送電部７１は、全体として軸線Ｏを中心とした円環状をなしている。送電部７１は、静止部材３２ａに対して固定されている。本実施形態では、送電部７１は、一の漏洩導波管８０（漏洩アンテナ）によって構成されている。
　漏洩導波管８０は、周方向に向かって、かつ、軸線Ｏを中心とした円弧に沿って延びている。漏洩導波管８０は、内部が中空状とされており、延在方向に直交する断面形状が例えば方形又は円形とされている。漏洩導波管８０は周方向の一方側の端部である第一端部８１と、周方向の他方側の端部である第二端部８２とがわずかな間隙を介して対向している。即ち、漏洩導波管８０はＣ字状をなすように湾曲しており、間隙を除く全周で軸線Ｏを囲う円環状をなしている。
　漏洩導波管８０は、静止部材３２ａの複数の突出部３２ｃの先端に固定されている。即ち、漏洩導波管８０は、周方向に間隔をあけて配置された突出部３２ｃを順次経由しながら、当該突出部３２ｃを固定箇所としている。漏洩導波管８０は、図２に示すように、ロータ側ユニット５０に円環状に配列された受電アンテナ５２に対して、軸線Ｏ方向一方側かつ径方向外側に位置している。即ち、漏洩導波管８０は、各受電アンテナ５２に対して軸線Ｏ方向に対して傾斜する方向に対向している。
　このような漏洩導波管８０における受電アンテナ５２側を向く面、例えば軸線Ｏ方向他方側の面には、該漏洩導波管８０を貫通する複数の放射部８３が、互いに間隔をあけて配列されている。
　本実施形態では、詳しくは図４に示すように、周方向を長手方向として延在する放射部８３が、周方向に向かうにしたがって漏洩導波管８０の径方向内側の部分と径方向外側の部分とに交互にジグザグ状に配置されている。
　発振器９０は、図示しない電源からの給電に応じて、所定の周波数の高周波信号を発振する。発振器９０は、漏洩導波管８０の第一端部８１に配線を介して電気的に接続されている。発振器９０が発振した高周波信号が漏洩導波管８０の第一端部８１に伝送されることで、漏洩導波管８０内では、第一端部８１側から第二端部８２側に向かって電磁波が電磁界を形成しながら伝搬する。この電磁波に基づいて、各放射部８３から該放射部８３の形成箇所に応じた位相の電波（マイクロ波）が放射される。
　次に本実施形態の作用効果について説明する。
　タービンロータ３１が回転状態にあるガスタービン１の運転時には、各タービン動翼３４に取り付けられたセンサ５４が二次電池５３からの電力によって駆動されることで、該センサ５４の検出信号が送信部５５に出力される。送信部５５は、二次電池５３からの電力によって駆動されることで、当該検出信号を無線情報に変換してステータ側ユニット６０の送信部５５に送信する。信号処理装置６２では、送信部５５が受信した無線情報からセンサ５４の検出信号を抽出し、当該検出信号が表示部６３に表示される。これに基づいて、ガスタービン１の管理者は、ガスタービン１の運転状態の正常・異常を判断する。
　このようなタービン動翼３４の状態検出と同時にステータ側ユニット６０のワイヤレス給電装置７０からロータ側ユニット５０の受電アンテナ５２に無線送電が行われ、二次電池５３が充電される。
　即ち、ワイヤレス給電装置７０の発振器９０が発振した高周波信号は、漏洩導波管８０内を電磁波として伝搬し、各放射部８３から電波が放射される。放射部８３が漏洩導波管８０の周方向全域に形成されているため、当該電波は周方向全域から放射されることになる。このように放射される電波は、軸線Ｏ回りに回転方向Ｒに回転している受電モジュール５１の受電アンテナ５２によって受信される。各受電アンテナ５２は、回転時に周方向に移動する過程で、各放射部８３から放射される電波を順次受信する。即ち、受電アンテナ５２は、周方向の全域で漏洩導波管８０の各放射部８３からの電波を順次受信する。各受電アンテナ５２が受信した電波は受電モジュール５１で電力に変換され、二次電池５３に供給される。これにより、二次電池５３は、センサ５４及び送信部５５を駆動するための電力が充電される。
　以上のように本実施形態では、送電部７１としての漏洩導波管８０から放射する電波を受電アンテナ５２で受電することにより回転側に電力が送電されるアンテナ方式の無線送電を採用している。アンテナ方式は、例えば回転側と静止側とでコイルを介してエネルギーを伝送する誘導給電方式に比べて伝送距離が長い。
　ここで、伝送距離が短い誘導給電方式を採用する場合、ガスタービン１の回転側と静止側とで無線送電を行うためには、コイルの径寸法や設置位置をガスタービン１の設計段階で予め考慮する必要がある。そのため、誘導給電方式の給電装置を後付けできないという問題がある。
　これに対して本実施形態では、アンテナ方式を採用しているため、比較的伝送距離が長くても十分に静止側から回転側への送電を行うことができる。そのため、設計の自由度を向上させることができる他、ガスタービン１にワイヤレス給電装置７０を後付けすることも可能となる。
　また、本実施形態では、送電部７１としての一の漏洩導波管８０が周方向に円環状に延びているため、一の漏洩導波管８０によって周方向に配列された複数の受電アンテナ５２に電波を同時に放射することができる。即ち、一の漏洩導波管８０によって周方向の広い範囲に位置する受電アンテナ５２群に対して同時に電波を放射することができる。
　さらに、漏洩導波管８０には一の発振器９０からの高周波信号が伝搬するため、放射部８３のピッチ及び大きさを適切に設定することにより、各放射部８３から放射される電波の位相を揃えることができる。これによって、近接する放射部８３から放射される電波同士でフェージングが発生することにより受電アンテナ５２の受信電力が低下してしまうことを抑制できる。
　ここで、例えば漏洩導波管８０に変えてパッチアンテナを用いて回転側への送電を行うことを試みた場合、各パッチアンテナの位相を揃えるためには、周方向に波長の２分の１のピッチで多数のパッチアンテナを配列する必要がある。さらに、各パッチアンテナから放射される位相の調整を行うためには、パッチアンテナ毎に移送器を設置する必要がある。
　これに対して本実施形態では、一の漏洩導波管８０が多数のパッチアンテナを兼ねているため、構造を簡易にすることができ、コストを低減することができる。さらに、各放射部８３の形成箇所（ピッチ）、形状を適切に設定することで各放射部８３から放射される電波の位相を揃えることができるため、移送器を個別に設置して位相調整を行う必要もない。そのため、装置の複雑化及び作業の煩雑化を回避することができる。
　また、漏洩導波管８０は、パッチアンテナや誘導給電方式のコイルに比べて一般的に耐熱性が高いため、例えばタービン３０の比較的高温になる箇所にも設置することができる。したがって、設計の自由度をより大きく確保することができる。
　特にガスタービン１は、発電効率が最大となるように設計されている。ワイヤレス給電装置７０の設計の自由度が高ければ、それだけ本来のガスタービン１の設計を損なわせずに当該ワイヤレス給電装置７０を設置することができる。そのため、ガスタービン１としての本来の機能を担保しながら、ワイヤレス給電装置７０を柔軟性高く設置することができる。
　なお、第一実施形態の変形例として、例えば図５に示すように放射部８４を形成してもよい。
　即ち、当該変形例では、各放射部８４が周方向に向かうに従って径方向に向かう斜め方向を長手方向としている。より詳細には、一の放射部８４が周方向一方側に向かうにしたがって径方向外側に延びており、該放射部８４の周方向一方側に隣り合う他の放射部８４は、周方向一方側に向かうにしたがって径方向内側に延びている。このように変形例では、複数の放射部８４がジグザグ状に延在するように配列されている。
　これによっても、放射部８４のピッチや形状を適切に設定することにより、各放射部８４から放射される電波の位相を揃えることができる。これにより、複数の放射部８４から放射される電波が互いに干渉してしまうことを抑制し、受電アンテナ５２での受電レベルを高く維持することができる。
　次に本発明の第二実施形態について図６を参照して説明する。図６では、第一実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
　第二実施形態のワイヤレス給電装置１７０は、送電部１７１、複数の発振器９０及び基準発振器１９０を備えている。
　第二実施形態の送電部１７１は、複数（本実施形態では２つ）の漏洩導波管１８０を有している。これら漏洩導波管１８０は、周方向に向かって、かつ、軸線Ｏを中心とする円弧に沿って延びている。本実施形態では、各漏洩導波管１８０は、それぞれ軸線Ｏを中心とする約１８０°の範囲で延在している。２つの漏洩導波管１８０の周方向の寸法は同一とされている。
　また、２つの漏洩導波管１８０は、周方向の端部同士の間に間隙を介して周方向に配列されている。より詳細には、一方の漏洩導波管１８０の第一端部１８１は、他方の漏洩導波管１８０の第二端部１８２と僅かな間隙を介して周方向に対向している。他方の漏洩導波管１８０の第一端部１８１は、一方の漏洩導波管１８０の第二端部１８２と僅かな間隙を介して周方向に対向している。これによって、送電部１７１は全体として軸線Ｏを中心とした円環状をなしている。
　本実施形態では、発振器９０は複数の漏洩導波管１８０に対応して複数（本実施形態では２つ）が設けられている。各発振器９０はそれぞれ対応する漏洩導波管１８０に対して配線を介して接続されている。本実施形態では、一方の発振器９０は一方の漏洩導波管１８０の第一端部１８１に配線を介して接続されている。他方の発振器９０は他方の漏洩導波管１８０の第二端部１８２に配線を介して接続されている。各配線の長さは同一とされていることが好ましい。
　基準発振器１９０は、各発振器９０に電気的に接続されている。基準発振器１９０は、各発振器９０が発振する高周波信号が一致するように、これら発振器９０に対して発振トリガーとしての同期信号を出力する。当該同期信号に基づいて、各発振器９０は、異なる発振器９０との間で、周波数が互いに一致するように、かつ、互いに位相が揃うように高周波信号を発振する。
　このような第二実施形態のワイヤレス給電装置１７０では、送電部１７１を構成する漏洩導波管１８０が周方向に複数に分割された構造をなしている。このため、全体として環状をなす送電部７１をタービン３０の外周側から容易に取り付け、取り外しを行うことができる。したがって、製造・組み立てが容易になる他、メンテナンス時の着脱作業を容易に行うことができる。
　また、このように送電部７１を複数の漏洩導波管１８０によって構成した場合であっても、各漏洩導波管１８０の多数の放射部８３によって周方向の広い範囲（本実施形態では１８０°の範囲）に電波を放射することができる。よって、パッチアンテナを多数並べた場合に比べて構造の複雑化を回避することができる。
　さらに、各漏洩導波管１８０に対応して設けられた発振器９０から伝搬される高周波信号は、基準発振器１９０によって周波数及び位相が揃えられているため、送電部１７１全体として一様な電波を放射することができる。これにより、フェージングを抑制し、受信電力の低下を回避することができる。
　次に本発明の第三実施形態について図７を参照して説明する。図７では第二実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
　第三実施形態のワイヤレス給電装置２７０は、送電部１７１、発振器９０、分配器２９０及び移相器２９１を備えている。
　本実施形態では、発振器９０は一つのみが設けられている。発振器９０と複数（本実施形態では２つ）の漏洩導波管１８０との間には、分配器２９０が介在されている。
　分配器２９０は、発振器９０が発振する高周波信号を各漏洩アンテナに分配する。分配器２９０と一方の漏洩導波管１８０の第一端部１８１とは配線によって直接的に電気的に接続されている。分配器２９０と他方の漏洩導波管１８０の第二端部１８２とは配線によって接続されているが、当該配線の中途には移相器２９１が設置されている。
　本実施形態では、一の発振器９０からの高周波信号を分配器２９０によって各漏洩導波管８０に伝搬する構成のため、各漏洩アンテナには同様の位相の高周波信号が伝搬されることになる。そのため、そのため、送電部１７１全体として一様な電波を放射し、フェージングを抑制することができる。
　さらに、他方の漏洩導波管１８０と分配器２９０との間に移相器２９１が介在しているため、他方の漏洩導波管１８０から放射される電波の位相の微調整を行うことができる。
　特に、一方の漏洩導波管１８０の第二端部１８２と他方の漏洩導波管１８０の第一端部１８１とは、高周波信号が伝送される箇所から離間しているため、フェージングが発生し易い。例えば２つの漏洩導波管１８０の周方向の寸法が異なる場合や、２つの漏洩導波管８０に高周波信号を伝送する配線の長さが異なる場合には、上記箇所でフェージングが発生する場合がある。
　本実施形態では、例えば各受電アンテナ５２の受信電力を見ながら移相器２９１によって位相調整を行うことで、各漏洩導波管１８０から放射される電波の位相差をより小さくすることができ、フェージングの発生をより一層抑制できる。
　次に本発明の第四実施形態について図８を参照して説明する。図８では第一実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
　第四実施形態の漏洩導波管８０には、各放射部８３に誘電体レンズ１００が設けられている。誘電体レンズ１００は例えばポリ４フッ化エチレン等の樹脂によって形成されている。
　誘電体レンズ１００は、放射部８３を閉塞する入射面１０１と、該入射面１０１に接続されるとともに該入射面１０１に傾斜して出射面１０２とを有している。
　このような誘電体レンズ１００が設けられていることで、当該誘電体レンズ１００が放射部８３のカバーとなる。そのため、漏洩導波管８０の外部から放射部８３を介して内側に異物が侵入してしまうことを抑制できる。これによって、異物による漏洩導波管８０の特性劣化を回避できる。
　また、誘電体レンズ１００は放射部８３から放射される電波を透過させるため、無線送電の妨げとならない。また、本実施形態のように、電波が入射する入射面１０１と電波が出射する出射面１０２とを交差させることによって、これら入射面１０１と出射面１０２との交差角度に応じて任意の方向に電波を出射することができる。したがって、電波の指向性を任意に変化させることができ、ワイヤレス給電装置７０給電装置の設置の自由度をさらに向上させることができる。
　第四実施形態の第一変形例として、例えば図９に示すように、入射面１１１と出射面１１２とを有する誘電体レンズ１１０の入射面１１１を放射部８３から外方に離間させ、入射面１１１と放射部８３との間に空気層１１３を介在させてもよい。これによって、空気層及び誘電体レンズを通過して進行する電波の指向性をより大きく調整することができる。
　さらに、第四実施形態の第二変形例として、例えば図１０に示すように、誘電体レンズ１２０の入射面１２１の反対側に位置する出射面１２２を、電波の進行方向に対して凸曲面状に形成してもよい。これにより、出射面１２２から出射される電波は、放射部８３の開口方向に集約されることになる。したがって、電波の強度を高めることができ、受電アンテナ５２に対して電波を安定的に供給することができる。
　以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
　例えば第二実施形態では、送電部１７１を２つの漏洩導波管８０によって構成したが、３つ以上の漏洩導波管１８０によって構成してもよい。この場合も、円弧状をなす漏洩導波管１８０をその端部同士を隙間を介して対向するように配列することで、全体として環状の送電部１７１を構成することができる。
　また、各漏洩導波管１８０には複数の放射部８３が形成されているため、各漏洩導波管１８０それぞれがパッチアンテナ複数分と同様に電波を放射できる。そのため、装置全体の構造を簡易なものとすることができる。また、各漏洩導波管１８０から放射される電波の位相を移相器２９１によって調整する場合であっても、放射部８３毎ではなく漏洩導波管１８０毎で調整を行えばよい。したがって、構造の簡易化に加えて、作業の手間を大幅に低減することができる。
　実施形態では、漏洩アンテナとして漏洩導波管８０，１８０を採用した例について説明したが、例えば漏洩同軸ケーブル等の他の漏洩アンテナを用いてもよい。
　実施形態ではガスタービン１のタービン３０にワイヤレス給電装置７０、テレメータ計測システム４０を適用した例について説明したが、例えば、ガスタービン１の圧縮機１０に適用してもよいし、蒸気タービ等の他の回転機械に適用してもよい。
　以下、本発明の第五実施形態を図面に基づき詳細に説明する。
　なお、以下に示す第五実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。以下の実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができるとともに、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることが可能である。
　まず、第五実施形態の従来技術について説明する。
　タービンの運転状況を監視する運転監視システムとしてタービンの動翼の歪みや温度等、所定の物理量を検出するセンサを前記動翼に配設するとともに、前記センサが検出した物理量を表す検出信号を固定側（地上側）に無線伝送して所定の信号処理を行うように構成したものが提案されている。
　この種の運転監視システムでは、複数のセンサとともに複数の送信機を動翼（回転体側）に配設し、各送信機を介して所定の物理量を表す検出信号を固定側に送出している。ここで、送信機の駆動電力は固定側からワイヤレス給電システムにより供給している。
　図１１は従来技術に係るワイヤレス給電システムを示すブロック図である。同図に示すように、固定側である各発振器０１には、複数が円環状に配設された送電アンテナ０２がアンプ０３を介して配線０４によりそれぞれ接続されている。各発振器０１は、一台の基準トリガ発生器０１０に並列に接続してあり、基準トリガ発生器０１０が送出する発振トリガ信号により一斉に駆動される。
　一方、回転体側には各送信機（本体は図示せず）に内蔵した複数（図では６個）の受電モジュール０５が、例えばタービンの動翼（図示せず）に送信機とともに円環状に配設されている。かくして、送電アンテナ０２を介して受電モジュール０５に向けて放射された電波が、受電モジュール０５で電力に変換され、送信機本体やセンサ等、所定の負荷の駆動電力として供給される。かかる電力により駆動される送信機は、前記動翼の歪みや温度等、センサが検出した所定の物理量を表す検出信号を固定側の信号処理装置（図示せず）に無線で送出する。
　上述の如きワイヤレス給電システムにおいて、各送電アンテナ０２から放射される電波は、発振器０１から送電アンテナ０２までの配線０４の長さの差に起因する位相ズレを生起する。すなわち、各発振器０１はＧＨｚオーダーの高周波数の信号を発振するため、配線０４の長さに応じて遅延する発振信号の位相ズレの影響が顕著になり、隣接の送電アンテナ０２からの電波との干渉が生起され、受電側での受電電力のレベルの低下を招来する。
　さらに詳言すると、図１２は従来技術における配線およびこれに接続された送電アンテナと、受電モジュールとの位置関係を概念的に示す模式図である。同図に示すように、一つの受電モジュール０５で受電する電力レベルは、当該受電モジュール０５の正面で正対する送電アンテナ０２Ａから放射された電波の強度に最も強く影響され、次にその両側の送電アンテナ０２Ｂ，０２Ｃから放射された電波の強度に影響される。ここで、各受電モジュール０５は動翼の回転に伴い固定側の送電アンテナ０２Ｂ，０２Ａ，０２Ｃに順次正対する。
　ここで、発振器０１Ａ，０１Ｂ，０１Ｃから送電アンテナ０２Ａ，０２Ｂ，０２Ｃに至る配線０４Ａ，０４Ｂ，０４Ｃの長さが異なる場合、各送電アンテナ０２Ａ，０２Ｂ，０２Ｃから放射される電波は配線０４Ａに対する配線０４Ｂ，０４Ｃの長さの差に応じた所定の位相差を有するものとなる。すなわち、図１２において、例えば発振器０５Ｃから送電アンテナ０２Ｃに至る配線０４Ｃは、発振器０５Ａから送電アンテナ０２Ａに至る配線０４Ａの長さよりも距離ｄ１，ｄ２，ｄ３の長さを加算した分だけ長くなり、発振器０５Ｂから送電アンテナ０２Ｂに至る配線０４Ｂの長さにおいても配線０４Ａの長さとは異なるものとなっている。
　そこで、何も対策を講じない場合には、送電アンテナ０２Ａに対する送電アンテナ０２Ｂ，０２Ｃからの放射電波による電力レベル特性は、図１３に実線０４Ｂ１，０４Ｃ１で示すようになる。ここで、図１３は、図１２に示す受電モジュール０５が送電アンテナ０２Ａに正対した位置における送電アンテナ０２Ｂ，０２Ａ，０２Ｃの電波の強度（電力レベル）を示す特性図であり、横軸は送電アンテナ０２Ｂ，０２Ａ，０２Ｃの位置に対応する。図１３に示すように、送電アンテナ０２Ｂ，０２Ｃの電波強度ピークは、送電アンテナ０２Ａの電波強度ピークに較べて位相差分だけ低くなる。この場合、送電アンテナ０２Ａに正対する受電モジュール０５が受電する電力レベルＰ０３は、送電アンテナ０２Ａから放射する電波に起因する電力レベルＰ０１に、送電アンテナ０２Ｂ，０２Ｃから放射する電波に起因する電力レベルＰ０２を加算したものとなる。すなわち、Ｐ０３＝Ｐ０１＋２・Ｐ０２で与えられる。
　これに対し、図１１に示す従来技術に係るワイヤレス給電システムでは、発振器０１と送電アンテナ０２との間に移相器０６を介在させて各送電アンテナ０２から放射される電波の位相を揃えている。この結果、送電アンテナＯ２Ｂ，０２Ｃの電波強度の低下が抑えられ、送電アンテナ０２Ｂ，０２Ｃから放射されて受電モジュール０５で受電される電波の強度特性（電力レベル特性）は、図１３に点線０４Ｂ２，０４Ｃ２で示すように改善される。これにより、送電アンテナ０２Ａに正対する受電モジュール０５が受電する電力レベルＰ０５は、送電アンテナ０２Ａが放射電波に起因する電力レベルＰ０１に、送電アンテナ０２Ｂ，０２Ｃからの放射電波に起因する電力レベルＰ０４を加算したものとなる。すなわち、Ｐ０５＝Ｐ０１＋２・Ｐ０４で与えられる。従来技術では、移相器０６を設けたことによって電力レベルＰ０５と電力レベルＰ０４の差分だけ電力レベル特性が改善される。
　このように、従来技術では各送電アンテナ０２から放射される電波の周波数のみならず配線０４の長さに起因する位相ズレを除去して各送電アンテナ０２が放射する電波の位相が揃うように、発振器０１の発信周波数を制御するとともに移相器０６による移相量の調整を行っている。
　図１１に示す従来技術に係るワイヤレス給電システムにおいては、配線０４の長さの違いによる位相遅れを補正するための移相器０６を配設しているので、移相器０６が固定側の設備の小型化を阻害する要因となってしまうばかりでなく、移相器０６毎に個別に行なう必要がある移相器０６の移相量の調整作業が面倒であり、これに多大な時間を要する。
　本実施形態では、上記従来技術の課題に鑑み、移相器を設けることなく送電アンテナから放射される電波の位相を揃えることができる回転体へのワイヤレス給電システムおよびタービンシステムを提供する。
　＜ワイヤレス給電システムの実施形態＞
　図１４は第五実施形態に係るワイヤレス給電システムを示すブロック図である。同図に示すように、本実施形態に係るワイヤレス給電システムは、円環状に配設した送電アンテナ４０２を介して複数の発振器４０１から、例えばタービンの動翼等の回転体に配設した送信機（本体は図示せず）の駆動電力を供給する。ここで、受電モジュール４０５は受信した電波に基づく電磁エネルギーを電力に変換して送信機の駆動電力として供給する。受電モジュール４０５で変換した電力は、タービンの動翼等、回転体の温度や歪み等、運転時の監視対象となる所定の物理量を検出するセンサの電源としても利用される。ここで、受電モジュール４０５は通常は送電アンテナ４０２よりも少ない複数個(図では６個)が各送電アンテナ４０２に相対向するように環状に配設されている。
　図１５は図１４に示す本実施形態の固定側における機器の配置を正面から見た状態で示すブロック図である。以下、図１５を図１４に追加して両図に基づき本実施形態を説明する。
　発振器４０１は、各送電アンテナ４０２に対応させて円環状に配設されている。そして、基準トリガ発生器４１０が発生する発振トリガ信号により一台の基準発振器４１１を最初に駆動し、次に基準発振器４１１から反時計方向および時計方向で隣接する発振器４０１を基準発振器４１１から送出する発振トリガ信号でそれぞれ駆動する。続いて、反時計方向で隣接する発振器４０１および時計方向で隣接する発振器４０１を、それぞれの発振器４０１に時計方向（基準発振器４１１側）で隣接する発振器４０１および反時計方向（基準発振器４１１側）で隣接する発振器４０１から送出する発振トリガ信号で順次駆動する。すなわち、各発振器４０１は、時計方向および反時計方向で隣接する発振器４０１から送出される発振トリガ信号により反時計方向および時計方向に順次移動しつつ所定の発振動作を開始する。ここで、本実施形態においては各発振器４０１からアンプ４０３を介して送電アンテナ４０２に至る配線４０４は全て同一長となっている。すなわち、発振器４０１、アンプ４０３、送電アンテナ４０２で形成される各送電ユニットは全て同一構成となって環状に配設されている。
　ここで、最初に駆動される一台の基準発振器４１１が属する送電ユニットの符号を（Ｚｅｒｏ）とし、送電ユニット（Ｚｅｒｏ）から反時計方向および時計方向で順次隣接する送電ユニットの符号は、反時計方向に関しては、Ａ－１，Ａ－２，Ａ－３，・・・，Ａ－（Ｎ－２），Ａ－（Ｎ-１），Ａ－Ｎとするとともに、時計方向に関しては、Ｂ－１，Ｂ－２，Ｂ－３，・・・，Ｂ－（Ｎ－２），Ｂ－（Ｎ-１），Ｂ－Ｎとする。
　かくして、各送電ユニット（Ａ－１）および（Ｂ－１）は、基準トリガ発生器４１０が発生する発振トリガ信号で駆動が開始され、送電ユニット（Ａ－２）は時計方向で隣接する送電ユニット（Ａ－１）の発振器４０１が送出する発振トリガ信号で駆動が開始される。また、送電ユニット（Ｂ－２）は反時計方向で隣接する送電ユニット（Ｂ-１）の発振器４０１が送出する発振トリガ信号で駆動が開始される。
　以下同様にして各送電ユニット（Ａ－３）～（Ａ－Ｎ）および送電ユニット（Ｂ－３）～（Ｂ－Ｎ）の駆動が順次開始される。この結果、反時計方向と時計方向とでハイフォンの後の番号が同じ、すなわち、例えば送電ユニット（Ａ－３）と送電ユニット（Ｂー３）とからは完全に位相が一致した電波が放射される。したがって、送電ユニット（Ａ－Ｎ）と送電ユニット（Ｂ－Ｎ）から放射される電波も同一位相となる。
　このように、本実施形態では、各発振器４０１が直前に駆動された発振器が送出する発振トリガ信号により反時計方向および時計方向に順次駆動されるので、発振器４０１のトリガに要する配線長（発振器４０１の出力と、これに隣接する発振器４０１のトリガ入力との配線長）を最小にすることができ、この配線長に応じて生じる隣接する送信ユニット間での発振トリガ信号の時間差を僅かなものにすることができる。この結果、送電ユニット（Ｚｅｒｏ）、各送電ユニット（Ａ－１）～（Ａ－Ｎ）および送電ユニット（Ｂ－１）～（Ｂ－Ｎ）の配線４０４を同一長としたことと相俟って各送電アンテナ４０２から放射される電波の位相ズレを最小限度に抑えて位相を良好に揃えることができる。また、発振器４０１を駆動させる発振トリガ信号を伝送するための配線を最短にすることができる。この結果、固定側機器の設置スペースの縮小化等を介してシステムの小型化に寄与し得る。
　さらに詳言すると、従来技術における図１２に相当する特性である図１６に示すように、一つの受電モジュール４０５で受電する電力のレベルは、当該受電モジュール４０５の正面で正対する送電アンテナ４０２Ａから放射された電波の強度に最も強く影響され、次にその両側の送電アンテナ４０２Ｂ，４０２Ｃから放射された電波の強度に影響される。ここで、発振器４０１Ａ，４０１Ｂ，４０１Ｃから送電アンテナ４０２Ａ，４０２Ｂ，４０２Ｃに至る配線４０４Ａ，４０４Ｂ，４０４Ｃの長さは同一であり、また発振器４０１Ａ，４０１Ｂ，４０１Ｃの発振タイミングもごく僅かのずれしか生起していないので、送電アンテナ４０２Ａ，４０２Ｂ，４０２Ｃから放射される電波は、殆どズレを生起することなく揃っている。
　図１７は図１６に示す受電モジュール５が送電アンテナ４０２に正対した位置における電波の強度（電力レベル）を示す特性図であり、図１３に対応する。図１７に示すように、この場合、送電アンテナ４０２Ｂ，４０２Ｃから得られる電力レベルは、図１７に実線４Ｂ１，４Ｃ１で示すように、送電アンテナ４０２Ｂ，４０２Ｃから得られ、図１７に点線４Ｂ２，４Ｃ２で示す理想的な電力レベルより僅かに小さいだけでほとんど同等である。ここで、理想的な電力レベルとは、送電アンテナ４０２Ａ，４０２Ｂ，４０２Ｃから放射される各電波間の位相差が零の場合の電力レベルであり、図１７に実線４Ａ１で示す送電アンテナ４０２Ａから得られる電波と同等の電力レベルである。
　本実施形態において、送電アンテナ４０２Ａに正対する受電モジュール４０５が受電する電力レベルＰ３は、送電アンテナ４０２Ａから放射する電波に起因する電力レベルＰ１に、送電アンテナ４０２Ｂ，４０２Ｃから放射する電波に起因する電力レベルＰ２を加算したものとなる。すなわち、Ｐ３＝Ｐ１＋２・Ｐ２で与えられる。一方、この場合の最大の電力レベルＰ５は、受電モジュール４０５が送電アンテナ４０２Ａと正対する位置における点線４Ｂ２，４Ｃ２の電力レベルＰ４の２倍と電力レベルＰ１を加算したもの、すなわちＰ５＝Ｐ１＋２・Ｐ４で与えられる。電力レベルＰ４は電力レベルＰ５に対し若干小さいだけである。すなわち、本実施形態においては、従来技術の如き移相器を用いなくてもこれと同等またはそれ以上の電力レベルＰ４を得ることができる。特に、位相が完全に一致していると考えられる送電ユニット（Ａ－Ｎ）、（Ｂ－Ｎ）を含む場合は、最も良好な電力レベル特性が得られる。
　なお、本実施形態では基準発振器４１１を除き反時計方向および時計方向にはＮ個ずつ全体で偶数個の送電ユニット（Ａ－１）～（Ａ－Ｎ）および送電ユニット（Ｂ－１）～（Ｂ－Ｎ）を設けたが、これに限るものではない。奇数であっても構わない。ただ、偶数の場合には、上述のごとく基順発振器４１１と対極位置にある送電ユニット（Ａ－Ｎ）, （Ｂ－Ｎ）から放射される電波の位相を完全に揃えることができる。
　＜タービンシステムの実施形態＞
　図１８は本発明の第六実施形態に係るガスタービンシステムを示すブロック図である。同図に示すように、ガスタービン本体５００は、圧縮機５０１、燃料タンク５０２、燃焼室５０３、タービン室５０４、動翼５０５、静翼５０６および回転軸５０７を有しており、動翼５０５に作用する力を回転軸５０７の回転駆動力として出力するものである。さらに詳言すると、圧縮機５０１は吸引した空気を圧縮して燃焼器５０３に供給する。燃料タンク５０２に貯留されている燃料はポンプ５０８で汲みあげて燃焼室５０３に供給する。この結果、燃焼室５０３では圧縮空気のもとで燃料が燃焼され高温・高圧の駆動ガスを生成する。かかる駆動ガスは、タービン室５０４内の静翼５０６と動翼５０５との間で膨張して駆動力を発生し、動翼５０５を介して回転軸５０７を軸回りに回転させる。
　本形態に係るガスタービンシステムは、ガスタービン本体５００、ワイヤレス給電システム２００および運転監視システム３００を組合せてなる。ワイヤレス給電システム２００は図１４に基づき説明した前記実施形態に係るものである。そこで、図１８中、図１４と同一部分には同一番号を付し、重複する説明は省略する。
　本実施形態におけるタービン本体５００の回転体である動翼５０５には、その歪みや温度を計測する複数のセンサ５２０が配設してある。各センサ５２０で検出した所定の物理量を表す検出信号は、センサ５２０とともに回転体である動翼５０５に複数個配設された送信機５２１を介して固定側（地上側）のアンテナ５３２に向けて電波として放射される。アンテナ５３２を介して受信機５３３で受信された前記検出信号は、信号処理装置５３４で所定の信号処理を行うことでガスタービン本体５００の運転状況を表す情報として生成され、必要に応じ表示部５３５に表示される。ここで、送信機５２１は受電モジュール５０５（図１４参照）を内蔵しており、該受電モジュール５０５を介してワイヤレス給電システム２００から必要な駆動電力が無線で供給される。
　したがって、本実施形態によれば、図１４に示すワイヤレス給電システムにより高効率で駆動電力を充電された送信機５２１によりガスタービン５００の動翼５０５に関する所定の運転情報を長期に亘り安定して固定側に送出することができる。この結果、ガスタービン本体５００の適格な運転監視を行うことができる。
　なお、上記実施形態では回転体としてガスタービンの動翼を例に採り説明したが、これに限るものではない。回転体に配設されている送信機に電磁エネルギーとしての電力を供給する場合であれば特に制限はなく、広く適用し得る。
　上記のワイヤレス給電装置、テレメータ計測システム、回転機械、回転体へのワイヤレス給電システム、及びタービンシステムによれば、設置の自由度を向上させることができ、かつ、複雑化及び作業の煩雑化を抑制できる。
１　　ガスタービン
１０　　圧縮機
１１　　圧縮機ロータ
１２　　圧縮機ケーシング
１３　　圧縮機動翼段
１４　　圧縮機動翼
１５　　圧縮機静翼段
１６　　圧縮機静翼
２０　　燃焼器
３０　　タービン
３１　　タービンロータ（ロータ）
３１ａ　　タービンディスク
３２　　タービンケーシング
３２ａ　　静止部材（ステータ）
３２ｂ　　静止部材本体
３２ｃ　　突出部
３３　　タービン動翼段
３４　　タービン動翼
３５　　タービン静翼段
３６　　タービン静翼
４０　　テレメータ計測システム
５０　　ロータ側ユニット
５１　　受電モジュール
５２　　受電アンテナ
５３　　二次電池
５４　　センサ
５５　　送信部
６０　　ステータ側ユニット
６１　　受信部
６２　　信号処理装置
６３　　表示部
７０　　ワイヤレス給電装置
７１　　送電部
８０　　漏洩導波管（漏洩アンテナ）
８１　　第一端部
８２　　第二端部
８３　　放射部
８４　　放射部
９０　　発振器
１７０　　ワイヤレス給電装置
１７１　　送電部
１８０　　漏洩導波管
１８１　　第一端部
１８２　　第二端部
１８３　　放射部
１９０　　基準発振器
２７０　　ワイヤレス給電装置
２９０　　分配器
２９１　　移相器
１００　　誘電体レンズ
１０１　　入射面
１０２　　出射面
１１０　　誘電体レンズ
１１１　　入射面
１１２　　出射面
１１３　　空気層
１２０　　誘電体レンズ
１２１　　入射面
１２２　　出射面
Ｏ　　軸線
Ｒ　　回転方向
Ｚｅｒｏ、（Ａ－１）～（Ａ－Ｎ）、（Ｂ－１）～（Ｂ－Ｎ）　　送電ユニット
４０１　　発振器
４０２　　送電アンテナ
４０４　　配線
４０５　　受電モジュール
４１０　　基準トリガ発生器
５２０　　センサ
５２１　　送信機
５００　　ガスタービン本体
５０５　　動翼（回転体）
２００　　ワイヤレス給電システム
３００　　運転監視システム

Claims (13)

  1. 　軸線回りに回転するロータに周方向に間隔をあけて配置された複数の受電アンテナに対して、ステータ側から非接触で給電するワイヤレス給電装置であって、
    　高周波信号を発振する発振器と、
    　前記高周波信号を電波として放射する複数の放射部が前記周方向に配列されるとともに前記周方向に円弧状に延びる漏洩アンテナを有し、環状をなす送電部と、
    　を備えるワイヤレス給電装置。
  2. 　前記送電部は、複数の前記漏洩アンテナが前記周方向の端部同士の間に間隙を介して前記周方向に配列されることで環状をなしている請求項１に記載のワイヤレス給電装置。
  3. 　前記発振器は、複数の前記漏洩アンテナに対応するように複数設けられ、
    　複数の前記発振器に対して、各前記発振器が発振する前記高周波信号を揃える同期信号を出力する基準発振器を備える請求項２に記載のワイヤレス給電装置。
  4. 　前記発振器が発振する高周波信号を各前記漏洩アンテナに分配する分配器を備える請求項２に記載のワイヤレス給電装置。
  5. 　前記分配器によって各漏洩アンテナに分配される前記高周波信号の位相を調整可能な移相器を備える請求項４に記載のワイヤレス給電装置。
  6. 　前記放射部の少なくとも一部を覆う誘電体レンズを備える請求項１から５のいずれか一項に記載のワイヤレス給電装置。
  7. 　前記漏洩アンテナは、漏洩導波管である請求項１から６のいずれか一項に記載のワイヤレス給電装置。
  8. 　請求項１から７のいずれか一項に記載のワイヤレス給電装置、及び前記ステータ側に設けられて無線情報を受信する受信部を有するステータ側ユニットと、
    　前記受電アンテナを含む受電モジュール、前記受電アンテナが受電する電力によって駆動され、前記ロータの状態を検出するセンサ、及び、前記受電アンテナが受電する電力によって駆動され、前記センサの検出信号を無線情報として送信する送信部を有し、前記ロータに対して周方向に間隔をあけて複数設けられたロータ側ユニットと、
    　を備えるテレメータ計測システム。
  9. 　前記ステータと、
    　前記ステータに対して前記軸線回りに回転する回転軸、及び、該回転軸の外周面から放射状に延びるように設けられた複数の動翼を有する前記ロータと、
    　請求項８に記載のテレメータ計測システムと、
    　を備え、
    　前記センサは、それぞれ前記動翼に設けられている回転機械。
  10. 　円環状に配設した送電アンテナと、
    　回転体に配設した送信機に、前記送電アンテナを介して駆動電力を供給する複数の発振器と、
    　を備え、
    　前記発振器は、前記各送電アンテナに対応させて円環状に配設され、発振トリガ信号により最初に駆動される一台の基準発振器から反時計方向および時計方向で隣接する発振器を前記基準発振器から送出する発振トリガ信号でそれぞれ駆動するとともに、前記反時計方向で隣接する発振器および時計方向で隣接する発振器をそれぞれの発振器に時計方向で隣接する発振器および反時計方向で隣接する発振器から送出する発振トリガ信号で順次駆動し、
    　前記各送電アンテナは、前記各発振器との間が同一長の配線で接続されている回転体へのワイヤレス給電システム。
  11. 　前記発振器は、前記基準発振器を除き、偶数個を配設した請求項１０に記載の回転体へのワイヤレス給電システム。
  12. 　前記送信機は、タービンの動翼に配設した請求項１０または請求項１１に記載の回転体へのワイヤレス給電システム。
  13. 　タービンの動翼に配設されて前記動翼の歪みや温度を含む所定の物理量を検出するセンサと、前記動翼に配設され前記センサが検出した前記物理量を表す検出信号を入力して固定側の受信機に向けて無線伝送する送信機とを有する運転監視システムを備え、
    　前記送信機の駆動電力を供給するワイヤレス給電システムとして請求項１２に記載の回転体へのワイヤレス給電システムを適用したタービンシステム。
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