机械构造物的应力推定方法以及机械构造物的监视方法技术

本发明专利技术提供一种机械构造物的应力推定方法以及机械构造物的监视方法，无需停止机械构造物的运转，掌握机械构造物的运转时的机械构造物的评价对象位置的状态。实施方式的机械构造物的应力推定方法具备计算工序，计算在机械构造物的励振时在评价对象位置产生的应力和在与评价对象位置不同的检测位置产生的包含声压或者振动的物理量之间的关系。此外，机械构造物的应力推定方法具备检测工序，检测在机械构造物的运转时在检测位置产生的物理量。此外，机械构造物的应力推定方法具备推定工序，基于在计算工序中计算出的关系、以及在检测工序中检测出的物理量，推定在机械构造物的运转时在评价对象位置产生的应力。时在评价对象位置产生的应力。时在评价对象位置产生的应力。

【技术实现步骤摘要】
机械构造物的应力推定方法以及机械构造物的监视方法


[0001]本专利技术的实施方式涉及机械构造物的应力推定方法以及机械构造物的监视方法。

技术介绍

[0002]一般情况下，在机械构造物的评价对象位置产生的应力能够通过在该评价对象位置粘贴应变仪等应力传感器进行测定来掌握。但是，机械构造物的运转时，有时难以在评价对象位置粘贴应力传感器。此外，为了在机械构造物粘贴应力传感器，有时不得不停止该机械构造物的运转，有可能因运转停止而产生错过机会损失。
[0003]例如，机械构造物是弗朗西斯式(Francis)水轮机等水轮机构造物，为了掌握水轮机构造物的运转时的叶轮(runner)的叶轮叶片的状态，考虑测定在水轮机构造物的运转时在叶轮叶片产生的应力的情况。在该情况下，叶轮是在水轮机构造物的运转时从流水受到压力而高速旋转的部分，因此，难以在叶轮叶片粘贴应力传感器。此外，即使假设粘贴应力传感器，为了在叶轮叶片粘贴应力传感器，不得不停止水轮机构造物的运转。更具体而言，停止水轮机构造物的运转，从水轮机构造物内抽出水，之后，卸下上罩并将叶轮与主轴一起吊出，为了进行应力传感器的粘贴作业，作业者不得不从设置于壳体、吸出(draft)管的维护孔进入到水轮机构造物内。因此，水轮机构造物的运转停止期间变长，并且水轮机构造物的保养检修作业也增大，有可能因水轮机构造物的运转停止而产生错过机会损失。
[0004]作为这样的构成，存在日本的公开专利公报、日本特开2013
‑
41448号公报(以下，称作专利文献1)。

技术实现思路

[0005]本专利技术是考虑到这种情况而完成的，其目的在于提供一种机械构造物的应力推定方法以及机械构造物的监视方法，无需停止机械构造物的运转，能够掌握机械构造物的运转时的机械构造物的评价对象位置的状态。
[0006]实施方式的机械构造物的应力推定方法是推定在机械构造物的运转时在机械构造物的评价对象位置产生的应力的方法。机械构造物的应力推定方法具备计算工序，计算在机械构造物的励振时在评价对象位置产生的应力和在与评价对象位置不同的检测位置产生的包含声压或者振动的物理量之间的关系。此外，机械构造物的应力推定方法具备检测工序，检测在机械构造物的运转时在检测位置产生的物理量。此外，机械构造物的应力推定方法具备推定工序，基于在计算工序中计算出的关系、以及在检测工序中检测出的物理量，推定在机械构造物的运转时在评价对象位置产生的应力。
[0007]此外，实施方式的机械构造物的监视方法是在机械构造物的运转时监视机械构造物的评价对象位置的状态的方法。机械构造物的监视方法具备计算工序，计算在机械构造物的励振时在评价对象位置产生的应力和在与评价对象位置不同的检测位置产生的包含声压或者振动的物理量之间的关系。此外，机械构造物的监视方法具备决定工序，基于在计算工序中计算出的关系、以及所设定的评价对象位置的允许应力，决定机械构造物的运转
时的物理量的通知阈值。此外，机械构造物的监视方法具备：检测工序，检测在机械构造物的运转时在检测位置产生的物理量；以及通知工序，通知在检测工序中检测出的物理量超过了通知阈值。
[0008]专利技术效果
[0009]根据本专利技术，无需停止机械构造物的运转，能够掌握机械构造物的运转时的机械构造物的评价对象位置的状态。
附图说明
[0010]图1是实施方式的弗朗西斯式水轮机的子午面截面图。
[0011]图2是图1的局部放大截面图。
[0012]图3是图2的一个变形例。
[0013]图4是图2的一个变形例。
[0014]符号的说明
[0015]1：弗朗西斯式水轮机；5：叶轮；P2：评价对象位置；P3：检测位置。
具体实施方式
[0016]以下，参照附图对本专利技术的实施方式的机械构造物的应力推定方法以及机械构造物的监视方法进行说明。
[0017](第1实施方式)
[0018]首先，使用图1以及图2对作为本实施方式的机械构造物的一例的水轮机构造物、尤其是弗朗西斯式水轮机进行说明。以下，按照水轮机运转时的水的流动进行说明。
[0019]如图1所示，弗朗西斯式水轮机1具备壳体2、多个固定叶片(stay vane)3、多个引导叶片4、叶轮5、发电机6以及吸出管7。
[0020]壳体2形成为涡旋状，构成为在水轮机运转时水从上池通过水压铁管(均未图示)流入，该水在内部流动。如图2所示，在壳体2设置有维护孔10。维护孔10由维护孔罩10a覆盖。在弗朗西斯式水轮机1的维护时，卸下维护孔罩10a，作业者能够从维护孔10进入到壳体2的内部。
[0021]固定叶片3设置在壳体2的下游侧。固定叶片3构成为将流入壳体2的水引导到引导叶片4。固定叶片3在周向上隔开规定的间隔配置。在固定叶片3之间形成有供水流动的流路。
[0022]引导叶片4设置在固定叶片3的下游侧。引导叶片4构成为将从固定叶片3流入的水引导到叶轮5。引导叶片4在周向上隔开规定的间隔配置。在引导叶片4之间形成有供水流动的流路。各引导叶片4构成为能够转动，通过各引导叶片4转动而变更开度，能够调整向叶轮5引导的水的流量。这样，能够调整后述的发电机6的发电量。
[0023]叶轮5设置在引导叶片4的下游侧。叶轮5构成为能够相对于壳体2以旋转轴线X为中心旋转，通过从引导叶片4流入的水旋转驱动。叶轮5具有与主轴11(旋转轴)连结的上冠(crown)12、设置在上冠12的外周侧的型套13、以及设置在上冠12与型套13之间的多个叶轮叶片14。叶轮叶片14在周向上隔开规定的间隔配置。各叶轮叶片14与上冠12和型套13分别接合。在各叶轮叶片14之间形成有供水流动的流路。来自引导叶片4的水在各流路中流动，
各叶轮叶片14从该水受到压力而旋转驱动叶轮5。由此，将流入叶轮5的水的压力能量转换为旋转能量。
[0024]如图2所示，在叶轮5的上方设置有上罩15。即，叶轮5的上部由上罩15覆盖。上罩15从引导叶片4的上方延伸至上冠12的上方。
[0025]此外，如图2所示，在叶轮5的下方设置有下罩16。即，叶轮5的下部由下罩16覆盖。下罩16从引导叶片4的下方延伸至型套13的下方。
[0026]发电机6经由主轴11与叶轮5连结。发电机6构成为，在水轮机运转时，叶轮5的旋转能量被传递而进行发电。另外，发电机6也可以构成为也具有作为电动机的功能，通过被供给电力而旋转驱动叶轮5。在该情况下，能够经由后述的吸出管7将下池的水抽上来并放出到上池，能够使弗朗西斯式水轮机1作为泵水轮机进行泵运转(抽水运转)。此时，引导叶片4的开度根据泵扬程变更为适当的抽水量。
[0027]吸出管7设置在叶轮5的下游侧。吸出管7与未图示的下池或者放水路连结，旋转驱动叶轮5后的水恢复压力，放出到下池或者放水路。
[0028]如图1以及图2所示，在吸出管7的壁面设置有维护孔20。如图2所示，维护孔20设置在叶轮5的叶轮叶片出口端部14a的附近且为下罩16的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机械构造物的应力推定方法，推定在机械构造物的运转时在上述机械构造物的评价对象位置产生的应力，具备：计算工序，计算在上述机械构造物的励振时在上述评价对象位置产生的应力和在与上述评价对象位置不同的检测位置产生的包含声压或者振动的物理量之间的关系；检测工序，检测在上述机械构造物的运转时在上述检测位置产生的上述物理量；以及推定工序，基于在上述计算工序中计算出的上述关系、以及在上述检测工序中检测出的上述物理量，推定在上述机械构造物的运转时在上述评价对象位置产生的应力。2.根据权利要求1所述的机械构造物的应力推定方法，其中，上述计算工序中的上述关系通过计算机模拟计算。3.根据权利要求1所述的机械构造物的应力推定方法，其中，上述计算工序中的上述关系通过励振实验计算。4.根据权利要求1所述的机械构造物的应力推定方法，其中，上述计算工序中的上述关系通过计算机模拟以及励振实验的组合计算。5.根据权利要求1至4中任一项所述的机械构造物的应力推定方法，其中，上述机械构造物具备从流体受到压力而旋转的旋转设备，上述评价对象位置设置于上述旋转设备。6.根据权利要求1至4中任一项所述的机械构造物的应力推定方法，其中，上述机械构造物是水轮机构造物。7.一种机械构造物的监视方...

【专利技术属性】
技术研发人员：三谷润，向井健朗，儿岛贵信，中园昌彦，
申请(专利权)人：东芝能源系统株式会社，
类型：发明
国别省市：