旋转机械的摩擦位置确定装置及摩擦位置确定方法与流程

1.本公开涉及旋转机械的摩擦位置确定装置及摩擦位置确定方法。
2.本技术基于2021年3月26日在日本国专利局提出申请的日本特愿2021-054045号主张优先权，在此引用其内容。


背景技术：

3.在具备相对于静止部能够旋转的旋转部的旋转机械中，由于静止部与旋转部之间存在的间隙缩小，因此有时发生摩擦(接触)。例如在将蒸汽作为工作流体的蒸汽涡轮中，由于运转中外部机室、内部机室等的静止部发生热变形，因此有时在设置于静止部的密封叶片与作为旋转部的转子之间发生摩擦。另外，近年来，为了提高旋转机械的性能，有间隙缩小的倾向，因此摩擦的发生风险提高。这样的摩擦的发生会带来旋转机械的轴振动、密封劣化引起的性能降低，因此需要在早期检测摩擦的发生并反馈给运转的技术。
4.针对这样的要求，例如在专利文献1中，公开了一种使用能够检测ae(acoustic emisson：声发射)信号的ae传感器的摩擦的检测技术。在专利文献1中，在旋转机械中，在两侧支撑旋转部的轴承上分别设置ae传感器，根据由各ae传感器检测出的ae信号来检测摩擦。
5.现有技术文献
6.专利文献
7.专利文献1：日本专利第3121365号公报


技术实现要素：

8.发明所要解决的课题
9.在上述专利文献1中，根据由设置于在两侧支撑旋转部的各轴承的ae传感器检测出的ae信号来判断有无摩擦，但没有进行摩擦的发生位置的确定。因此在专利文献1中检测出摩擦的情况下，为了消除或缓和摩擦，必须以旋转机械整体为对象研究对策。另一方面，如果能够确定摩擦的发生位置，则能将对象缩小到旋转机械的特定范围，能够谋求效率化。
10.另外，在旋转机械中支撑旋转部的轴承有多个的情况下，也可以仿照专利文献1，在各轴承设置ae传感器，根据检测出摩擦的ae传感器的位置来缩小摩擦的发生位置。但是，例如在旋转部由相互不同的多个部件在轴向上连结而构成的情况下，来自摩擦的发生位置的ae信号在连结部处被阻断，有时在应有的位置的ae传感器中无法检测摩擦。另外，在利用工作流体动作的旋转机械中，起因于工作流体的噪声包含在ae信号中，有时在应有的位置的ae传感器中无法检测摩擦。另外，在来自摩擦的发生位置的ae信号小的情况下，也有时在应有的位置的ae传感器中无法检测摩擦。因此，在专利文献1这样的技术中，难以高精度地确定摩擦的发生位置。
11.本公开的至少一个实施方式是鉴于上述情况而做出的，其目的在于提供一种能够根据由ae传感器检测出的ae信号来高精度地确定摩擦的发生位置的旋转机械的摩擦位置
确定装置及摩擦位置确定方法。
12.用于解决课题的技术方案
13.为了解决上述课题，本公开的至少一个实施方式所涉及的旋转机械的摩擦位置确定装置是具有旋转部的旋转机械的摩擦位置确定装置，所述旋转部由配置在沿轴向配置的第一静止部与第二静止部之间的轴承以能够旋转的方式支撑，其中，所述旋转机械的摩擦位置确定装置具备：一对第一ae传感器，分别安装于所述第一静止部及所述第二静止部；及摩擦发生位置判定部，用于在所述旋转机械发生摩擦的情况下基于由所述一对第一ae传感器检测出的ae信号来判定所述摩擦的发生位置是包括所述第一静止部的第一单元还是包括所述第二静止部的第二单元。
14.为了解决上述课题，本公开的至少一个实施方式所涉及的旋转机械的摩擦位置确定方法是具有旋转部的旋转机械的摩擦位置确定方法，所述旋转部由配置在沿轴向配置的第一静止部与第二静止部之间的轴承以能够旋转的方式支撑，其中，所述旋转机械的摩擦位置确定方法包括以下工序：利用分别安装于所述第一静止部及所述第二静止部的一对第一ae传感器来检测ae信号；及在所述旋转机械发生摩擦的情况下，基于所述ae信号来判定所述摩擦的发生位置是包括所述第一静止部的第一单元还是包括所述第二静止部的第二单元。
15.发明效果
16.根据本公开的至少一个实施方式，能够提供一种能够基于由ae传感器检测出的ae信号来高精度地确定摩擦的发生位置的旋转机械的摩擦位置确定装置及摩擦位置确定方法。
附图说明
17.图1是一个实施方式所涉及的旋转机械的剖视结构图。
18.图2是表示由图1的摩擦位置确定装置实施的摩擦位置确定方法的流程图。
19.图3是其他实施方式所涉及的旋转机械的剖视结构图。
20.图4是表示由图4的摩擦位置确定装置实施的摩擦位置确定方法的流程图。
21.图5是其他实施方式所涉及的旋转机械的剖视结构图。
22.图6是表示由图5的摩擦位置确定装置实施的摩擦位置确定方法的流程图。
具体实施方式
23.以下，参照附图对本公开的几个实施方式进行说明，但是，作为实施方式所记载的或者附图中所示的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对的配置等，并不是将本公开的范围限定于此，而仅仅是一个说明例。
24.图1是一个实施方式所涉及的旋转机械1的剖视结构图。旋转机械1具备静止部2、相对于静止部2能够旋转的旋转部4。静止部2是旋转机械1的壳体，相对于外部静止。旋转部4相对于静止部2经由轴承6以能够旋转的方式被支撑，能够通过任意的动力而驱动。
25.在静止部2与旋转部4之间设置有间隙d(更准确来说，间隙d主要形成在静止部2所具有的静叶片的最内周部与旋转部4所具有的动叶片的最外周部(前端)之间，但也可以到达安装有静叶片的静止体与安装有动叶片的旋转体之间)。通过从外部向间隙d导入工作流
体w，驱动旋转部4。驱动旋转部4后的工作流体w被向外部排出。在旋转机械1运转时，静止部2或旋转部4的至少一方因热等的影响而变形，由此间隙d缩小，有时发生摩擦。这样的摩擦根据由后述的ae传感器检测出的ae信号来检测。
26.旋转机械1包括沿旋转部4的轴向(延伸方向)排列的多个单元u。在本实施方式中，作为多个单元u，旋转机械1具有第一单元ua及第二单元ub。旋转机械1所具有的单元的数量可以是任意的。
27.第一单元ua及第二单元ub共用旋转部4，分别具有独立的静止部2(第一静止部2a及第二静止部2b)。即，第一单元ua由第一静止部2a及旋转部4构成，第二单元ub由第二静止部2b及旋转部4构成。
28.旋转部4是能够通过任意的动力而旋转的转子，在本实施方式中，由前述的工作流体w提供动力。在本实施方式中，旋转部4由在轴向上分割的多个部件(第一部件4a、第二部件4b)在接合部4c相互连结而构成。多个部件也可以由相互不同的材料构成。在该情况下，来自摩擦的发生位置的ae信号容易被接合部4c阻断，但如后面所述，通过由安装于旋转机械1的各ae传感器10检测ae信号，能够适当地确定摩擦的发生位置。
29.旋转机械1作为例如工作流体w而使用蒸汽，各单元u也可以构成为蒸汽涡轮。在该情况下，工作流体w的流路在各单元u可以独立，也可以构成为各单元u串联或并联连接。例如，在各单元u的工作流体w的流路串联连接的情况下，第一单元ua可以是高压涡轮，第二单元ub可以是能够由来自高压涡轮的蒸汽驱动的高压涡轮。
30.此外，在各单元u，设置有用于将工作流体w从外部导入间隙d的入口部8和用于将在间隙d中完成工作的工作流体w向外部排出的出口部(未图示)。具体而言，在第一单元ua设置有用于向第一间隙da导入工作流体w的第一入口部8a，在第二单元ub设置有用于向第二间隙db导入工作流体w的第二入口部8b。在这样的入口部8的附近，由于产生因工作流体w而引起的噪声，来自摩擦的发生位置的ae信号容易被阻断，但通过如后述那样由安装于旋转机械1的各ae传感器10来检测ae信号，能够适当地确定摩擦的发生位置。
31.另外，旋转机械1具有用于支撑旋转部4的至少1个轴承6(径向轴承)。在本实施方式中，作为轴承6，具有轴承6a、6b及6c。轴承6a设置于旋转部4的一端侧，轴承6b设置于旋转部4的中间位置(具体而言，构成第一单元ua的第一静止部2a与构成第二单元ub的第二静止部2b之间)，轴承6c设置于旋转部4的另一端侧(轴承6a的相反侧)。旋转部4由这样的多个轴承6以能够旋转的方式支撑。
32.摩擦位置确定装置100是用于在具有上述结构的旋转机械1中在基于由ae传感器10检测出的ae(acoustic emisson；高频输出)信号判定为有摩擦的情况下确定摩擦的发生位置的装置。旋转机械1例如由于安装在产生了热变形的静止部2上的密封件等相对于旋转部4发生摩擦(刮擦)而产生ae波。例如，在摩擦的发生部位产生的ae波作为弹性波在静止部2及旋转部4传播，由设置于旋转机械1的各ae传感器10作为ae信号被检测。ae波一般具有几十khz～几mhz的声波区域的频率。
33.摩擦位置确定装置100具备运算装置105，该运算装置105在基于由设置于旋转机械1的ae传感器10检测出的ae信号发生了摩擦的情况下进行用于确定摩擦的发生位置的运算。运算装置105例如由cpu(central processing unit：中央处理器)、ram(random access memory：随机存取存储器)、rom(read only memory：只读存储器)及计算机可读的存储介质
等构成。而且，用于实现各种功能的一系列的处理作为一例，以程序的形式存储在存储介质等中，通过cpu将该程序读出到ram等，执行信息的加工/运算处理，实现各种功能。此外，程序也可以应用预先安装于rom、其他存储介质中的形态、以存储在计算机可读存储介质中的状态提供的形态、经由基于有线或无线的通信手段发布的形态等。所谓计算机可读存储介质，是指磁盘、光磁盘、cd-rom、dvd-rom、半导体存储器等。
34.这样的运算装置105具备：摩擦判定部110，用于取得由ae传感器10检测出的ae信号，并基于ae信号来判定有无摩擦；及摩擦位置确定部120，用于在判定为有摩擦的情况下确定摩擦的发生位置。此外，关于摩擦判定部110中的摩擦的有无相关的判定方法，参照公知的示例，省略详情。
35.作为ae传感器10，本实施方式的摩擦位置确定装置100具备分别安装于第一静止部2a及第二静止部2b的一对第一ae传感器10a、10b。如上所述，在第一静止部2a与第二静止部2b之间，配置有轴承6b，一对第一ae传感器10a、10b安装于第一静止部2a及第二静止部2b中的轴承6b侧的第一端部2a1、2b1。在旋转机械1中发生了摩擦的情况下，从摩擦的发生位置在第一静止部2a及第二静止部2b传播的ae波由一对ae传感器10a、10b适当地检测。
36.在此，图2是表示由图1的摩擦位置确定装置100实施的摩擦位置确定方法的流程图。首先，摩擦判定部110判定是否有摩擦(步骤s100)。步骤s100中的摩擦判定例如基于在一对ae传感器10a、10b的至少一方中检测出的ae信号来进行。此外，在由ae传感器10a、10b分别检测出的ae信号的任一个都判定为没有摩擦的情况下(步骤s100：否)，摩擦判定部110通过反复实施步骤s100，进行摩擦监视。然后，在由ae传感器10a、10b分别检测出的ae信号的至少一方中判定为有摩擦的情况下(步骤s100：是)，接着进行处理。
37.此外，在本实施方式中，例示了在步骤s100中基于由ae传感器检测出的ae信号来进行摩擦判定的情况，但也可以代替ae信号，基于由轴振动传感器检测出的轴振动信号来进行摩擦判定，也可以基于ae信号及轴振动信号这两者来进行摩擦判定。
38.在摩擦判定部110中判定为有摩擦的情况下(步骤s100：是)，摩擦位置确定部120判定与摩擦发生对应的ae信号是由一对第一ae传感器10a、10b中的哪个检测出的。具体而言，摩擦位置确定部120判定是否由一方的第一ae传感器10a检测出与摩擦发生对应的ae信号(步骤s101)。其结果，在由第一ae传感器10a检测出与摩擦发生对应的ae信号的情况下(步骤s101：是)，摩擦位置确定部120将摩擦的发生位置确定为是第一单元ua(步骤s102)。另一方面，在由第一ae传感器10a未检测出与摩擦发生对应的ae信号的情况下(步骤s101：否)，摩擦位置确定部120将摩擦的发生位置确定为是第二单元ub(步骤s103)。
39.这样，在由一对第一ae传感器10a、10b中的某一方检测出与摩擦对应的ae信号的情况下，摩擦位置确定部120能够将安装有检测出该ae信号的第一ae传感器的单元确定为摩擦的发生位置。
40.这样的摩擦的发生位置的确定例如在以下这样的情况下特别有利。作为用于确定摩擦的发生位置的结构，可以考虑在轴承6a、6b、6c上分别配置ae传感器，但在这样的结构中，如图1所示，当旋转部4的接合部4c位于轴承6b与6c之间时(接合部4c位于轴承6a与6b之间的情况也相同)，有时摩擦波形会被接合部4c阻断。例如，在第一单元ua侧有摩擦的发生位置的情况下，若在轴承6a与6b之间有接合部4c，则来自摩擦的发生位置的ae信号在接合部4c被阻断，无法由设置于轴承6a的ae传感器检测，有时难以确定摩擦的发生位置。另外，
在第二单元ub侧有摩擦的发生位置的情况下，如图1所示，若在轴承6b与6c之间有接合部4c，则来自摩擦的发生位置的ae信号在接合部4c被阻断，无法由设置于轴承6c的ae传感器检测，有时难以确定摩擦的发生位置。
41.与此相对，在图1及图2所示的实施方式中，通过将第一ae传感器10a、10b分别安装于第一静止部2a及第二静止部2b，能够由第一ae传感器10a、10b检测从摩擦的发生位置在第一静止部2a及第二静止部2b传播的ae信号。因此，与接合部4c的位置无关地，能够由第一ae传感器10a、10b准确地检测ae信号，并基于该ae信号来确定摩擦的发生位置。
42.另外，如图1所示，第一单元ua及第二单元ub分别设置有用于向轴承6a与6b之间及轴承6b与6c之间导入工作流体w的第一入口部8a及第二入口部8b。用于在第一入口部8a及第二入口部8b产生因工作流体引起的噪声，因此在轴承6a、6b、6c分别配置有ae传感器的结构中，根据摩擦的发生位置的不同，由各ae传感器检测出的ae信号中包含噪声，有可能得不到充分的确定精度。
43.与此相对，在图1及图2所示的实施方式中，通过将第一ae传感器10a、10b分别安装于第一静止部2a及第二静止部2b，能够利用第一ae传感器10a、10b检测从摩擦的发生位置在第一静止部2a及第二静止部2b传播的ae信号。因此，不易受到因第一入口部8a及第二入口部8b处的工作流体w引起的噪声的影响，能够利用第一ae传感器10a、10b准确地检测ae信号，并基于该ae信号高精度地确定摩擦的发生位置。
44.图3是其他实施方式所涉及的旋转机械1的剖视结构图。此外，在以下的说明中，对与前述的实施方式对应的结构标注共同的附图标记，适当省略重复的说明。
45.在本实施方式中，作为ae传感器10，摩擦位置确定装置100还具备分别安装于轴承6a、6b、6c的第二ae传感器10c、10d、10e。第二ae传感器10c、10d、10e通过安装于轴承6a、6b、6c所具备的轴承箱，能够适当地检测从摩擦的发生位置经由旋转部4传播到轴承6a、6b、6c的ae波。
46.此外，在轴承6a、6b、6c的轴承箱具有上下分割结构的情况下，第二传感器10c、10d、10e也可以安装于轴承箱中的下方侧的分割体。由于摩擦有容易在旋转机械1的下方侧发生的倾向，因此通过这样在轴承箱的下方侧的分割体安装第二传感器10c、10d、10e，能够适当地检测与摩擦发生对应的ae波。
47.由于通过前述的第一ae传感器10a、10b安装于静止部2a、2b来检测从摩擦的发生位置经由静止部2a、2b传播的ae波，因此第二ae传感器10c、10d、10e能够检测以与第一ae传感器10a、10b不同的路径传播的ae波(例如在旋转部4传播的ae波)。摩擦位置确定装置100除了第一ae传感器10a、10b之外，还具备第二ae传感器10c、10d、10e，从而能够基于以相互不同的路径传播的ae波，进行更高精度的摩擦的有无判定及摩擦的发生位置的确定。
48.另外，作为ae传感器10，摩擦位置确定装置100还具备第三ae传感器10f、10g。第三ae传感器10f、10g与前述的第一ae传感器10a、10b同样，分别安装于第一静止部2a及第二静止部2b。第三ae传感器10f、10g分别安装于第一静止部2a及第二静止部2b中的与安装有第一ae传感器10a、10b的第一端部2a1、2b1(轴承6b侧)相反侧的第二端部2a2、2b2。
49.图4是表示由图3的摩擦位置确定装置100实施的摩擦位置确定方法的流程图。首先摩擦判定部110判定是否有摩擦(步骤s200)。步骤s200中的摩擦判定例如根据在第一ae传感器10a、10b、第二ae传感器10c、10d、10e及第三ae传感器10f、10g中的任一个中是否检
测出与摩擦发生对应的ae信号来进行。
50.在摩擦判定部110中判定为有摩擦的情况下(步骤s200：是)，摩擦位置确定部120判定与摩擦发生对应的ae信号是否是由第二ae传感器10c、10d、10e中的某一个检测出的。即，为了确定摩擦的发生位置，首先判定在分别安装于轴承6a、6b、6c的第二ae传感器10c、10d、10e的何处检测出来自摩擦的发生部位的ae波，从而进行第一阶段的摩擦的发生位置的确定。
51.具体而言，摩擦位置确定部120判定是否由安装于轴承6a的第二ae传感器10c检测出与摩擦发生对应的ae信号(步骤s201)。其结果，在由第二ae传感器10c检测出与摩擦发生对应的ae信号的情况下(步骤s201：是)，摩擦位置确定部120判定是否由安装于第一静止部2a的第三传感器10f检测出与摩擦发生对应的ae信号(步骤s202)。其结果，在由第三ae传感器10f检测出与摩擦发生对应的ae信号的情况下(步骤s202：是)，摩擦位置确定部120将摩擦的发生位置确定为是第一单元ua中的轴承6a侧(步骤s203)。另一方面，在由第三ae传感器10f未检测出与摩擦发生对应的ae信号的情况下(步骤s202：否)，摩擦位置确定部120将摩擦的发生位置确定为是第一单元ua的某处(步骤s204)。
52.另外，摩擦位置确定部120判定是否由安装于轴承6b的第二ae传感器10d检测出与摩擦发生对应的ae信号(步骤s205)。其结果，在由第二ae传感器10d检测出与摩擦发生对应的ae信号的情况下(步骤s205：是)，摩擦位置确定部120判定是否由安装于第一静止部2a的第一传感器10a检测出与摩擦发生对应的ae信号(步骤s206)。其结果，在由第一ae传感器10a检测出与摩擦发生对应的ae信号的情况下(步骤s206：是)，摩擦位置确定部120将摩擦的发生位置确定为是第一单元ua中的轴承6b侧(步骤s207)。另一方面，在由第一ae传感器10a未检测出与摩擦发生对应的ae信号的情况下(步骤s206：否)，摩擦位置确定部120判定是否由安装于第二静止部2b的第一传感器10b检测出与摩擦发生对应的ae信号(步骤s208)。其结果，在由第一ae传感器10b检测出与摩擦发生对应的ae信号的情况下(步骤s208：是)，摩擦位置确定部120将摩擦的发生位置确定为是第二单元ub中的轴承6b侧(步骤s209)。另一方面，在由第一ae传感器10b也未检测出与摩擦发生对应的ae信号的情况下(步骤s208：否)，摩擦位置确定部120判定为摩擦的发生位置不能确定(步骤s210)。
53.另外，摩擦位置确定部120判定是否由安装于第三轴承6c的第二ae传感器10e检测出与摩擦发生对应的ae信号(步骤s211)。其结果，在由第二ae传感器10e检测出与摩擦发生对应的ae信号的情况下(步骤s211：是)，摩擦位置确定部120判定是否由安装于第二静止部2b的第三传感器10g检测出与摩擦发生对应的ae信号(步骤s212)。其结果，在由第三ae传感器10g检测出与摩擦发生对应的ae信号的情况下(步骤s212：是)，摩擦位置确定部120将摩擦的发生位置确定为是第二单元ub中的第三轴承6c侧(步骤s213)。另一方面，在由第三ae传感器10g未检测出与摩擦发生对应的ae信号的情况下(步骤s212：否)，摩擦位置确定部120将摩擦的发生位置确定为是第二单元ub的某处(步骤s214)。
54.此外，在由第二ae传感器10e未检测出与摩擦发生对应的ae信号的情况下(步骤s211：否)，摩擦位置确定部120基于检测出在步骤s200中判定为有摩擦的ae信号的ae传感器的设置位置来确定摩擦的发生位置(步骤s215)。
55.这样在本实施方式中，除了第一ae传感器10a、10b，还能够基于由第二ae传感器10c、10d、10e及第三ae传感器10f、10g检测出的ae信号，更详细地确定旋转机械1中的摩擦
的发生位置。
56.这样的摩擦的发生位置的确定例如在以下这样的情况下特别有利。作为用于确定摩擦的发生位置的结构，可以考虑在轴承6a、6b、6c上分别仅配置第二ae传感器10c、10d、10e，但在这样的结构中，如图3所示，若旋转部4的接合部4c位于轴承6b与6c之间(接合部4c位于轴承6a与6b之间的情况也同样)，则有时摩擦波形会被接合部4c阻断。例如，在第一单元ua侧存在摩擦的发生位置的情况下，若在轴承6a与6b之间存在接合部4c，则来自摩擦的发生位置的ae信号在接合部4c被阻断，无法由设置于轴承6a的第二ae传感器10c进行检测，有时难以确定摩擦的发生位置。另外，在第二单元ub侧存在摩擦的发生位置的情况下，如图3所示，若在轴承6b与6c之间存在接合部4c，则来自摩擦的发生位置的ae信号在接合部4c被阻断，无法由设置于轴承6c的第二ae传感器10e进行检测，有时难以确定摩擦的发生位置。
57.与此相对，在图3及图4所示的实施方式中，通过将第一ae传感器10a、10b分别安装于第一静止部2a及第二静止部2b，并且将第三ae传感器10f、10g分别安装于第一静止部2a及第二静止部2b，能够利用第一ae传感器10a、10b及第三ae传感器10f、10g检测从摩擦的发生位置在第一静止部2a及第二静止部2b传播的ae信号。因此，与接合部4c的位置无关地，能够利用第一ae传感器10a、10b及第三ae传感器10f、10g准确地检测ae信号，并根据该ae信号确定摩擦的发生位置。
58.另外，如图1所示，第一单元ua及第二单元ub分别设置有用于向轴承6a与6b之间及轴承6b与6c之间导入工作流体w的第一入口部8a及第二入口部8b。由于在第一入口部8a及第二入口部8b产生因工作流体引起的噪声，因此在轴承6a、6b、6c上分别仅配置有第二ae传感器10c、10d、10e的结构中，根据摩擦的发生位置，由各ae传感器检测出的ae信号中包含噪声，有可能得不到充分的确定精度。
59.与此相对，在图3及图4所示的实施方式中，通过将第一ae传感器10a、10b分别安装于第一静止部2a及第二静止部2b，并且将第三ae传感器10f、10g分别安装于第一静止部2a及第二静止部2b，能够利用第一ae传感器10a、10b及第三ae传感器10f、10g检测从摩擦的发生位置在第一静止部2a及第二静止部2b传播的ae信号。因此，不易受到因第一入口部8a及第二入口部8b处的工作流体w引起的噪声的影响，能够利用第一ae传感器10a、10b及第三ae传感器10f、10g准确地检测ae信号，并基于该ae信号高精度地确定摩擦的发生位置。
60.图5是其他实施方式所涉及的旋转机械1的剖视结构图。此外，在以下的说明中，对与前述的实施方式对应的构成，标注共同的附图标记，并适当省略重复的说明。
61.在本实施方式中，旋转机械1中的配置在第一静止部2a与第二静止部2b之间的轴承6b包括沿旋转部4的轴向配置的第一轴承6b-1及第二轴承6b-2。第一轴承6b-1及第二轴承6b-2是以能够旋转的方式支撑旋转部4的径向轴承，收容在共同的轴承箱中。在轴承箱，代替图3所示的实施方式中的第二ae传感器d，安装有第四ae传感器10h及第五ae传感器10i。第四ae传感器10h及第五ae传感器10i在轴承箱中沿着轴向的不同的位置，以间隔δl分别配置。
62.图6是表示由图5的摩擦位置确定装置100实施的摩擦位置确定方法的流程图。首先，摩擦判定部110判定是否有摩擦(步骤s300)。步骤s200中的摩擦判定例如根据在第一ae传感器10a、10b、第三ae传感器10f、10g、第四ae传感器10h及第五ae传感器10i中的任一个中是否检测出与摩擦发生对应的ae信号来进行。
63.接着，摩擦位置确定部120基于由第四ae传感器10h及第五ae传感器10i检测出的ae信号的时间差或相位差来确定摩擦的发生位置(步骤s301)。第四ae传感器10h及第五ae传感器10i如上所述相互以间隔δl配置，因此在检测来自摩擦的ae波的定时产生不少时间差或相位差，所以在步骤s302中，通过评价这样的时间差或相位差，能够确定摩擦的发生位置是在第一单元ua还是在第二单元ub。例如，在第四ae传感器10h中，在比第五ae传感器10i早的定时检测出ae波的情况下，确定为摩擦的发生位置位于靠近第四ae传感器10h的第一单元ua。另一方面，在第五ae传感器10i中，在比第四ae传感器10h早的定时检测出ae波的情况下，确定为摩擦的发生位置位于靠近第五ae传感器10i的第二单元ub。
64.此外，摩擦位置确定部120也可以进一步基于由第一ae传感器10a、10b、第三ae传感器10f、10g、第四ae传感器10h及第五ae传感器10i检测出的ae信号，与前述的实施方式同样地确定摩擦的发生位置，并将该确定结果与步骤s301的确定结果进行对照。该对照结果例如可以通过记录在预定的记录装置中来适当利用。
65.这样，在本实施方式中，与前述的实施方式同样地，将基于由各ae传感器10检测出的ae信号的摩擦的发生位置的确定结果与基于由第四ae传感器10h及第五ae传感器10i检测出的ae信号的时间差或相位差的确定结果进行对照，能够以更好的精度来确定摩擦的发生位置。
66.这样的摩擦的发生位置的确定例如在以下这样的情况下特别有利。作为用于确定摩擦的发生位置的结构，可以考虑在轴承6a、6b-1、6b-2、6c上分别仅配置ae传感器10c、10h、10i、10e，但在这样的结构中，如图5所示，若旋转部4的接合部4c位于轴承6b与6c之间(接合部4c位于轴承6a与6b之间的情况也同样)，摩擦波形有时被接合部4c阻断。例如，在第一单元ua侧存在摩擦的发生位置的情况下，若在轴承6a与6b之间存在接合部4c，则来自摩擦的发生位置的ae信号在接合部4c被阻断，无法由设置于轴承6a的第二ae传感器10c进行检测，有时难以确定摩擦的发生位置。另外，在第二单元ub侧存在摩擦的发生位置的情况下，如图5所示，若在轴承6b与6c之间存在接合部4c，则来自摩擦的发生位置的ae信号在接合部4c被阻断，无法由设置于轴承6c的第二ae传感器10e进行检测，有时难以确定摩擦的发生位置。
67.与此相对，在图5及图6所示的实施方式中，通过将第一ae传感器10a、10b分别安装于第一静止部2a及第二静止部2b，并且将第三ae传感器10f、10g分别安装于第一静止部2a及第二静止部2b，能够利用第一ae传感器10a、10b及第三ae传感器10f、10g检测从摩擦的发生位置在第一静止部2a及第二静止部2b传播的ae信号。因此，与接合部4c的位置无关地，能够利用第一ae传感器10a、10b及第三ae传感器10f、10g准确地检测ae信号，并基于该ae信号来确定摩擦的发生位置。
68.另外，如图1所示，第一单元ua及第二单元ub分别设置有用于向轴承6a与6b之间及轴承6b与6c之间导入工作流体w的第一入口部8a及第二入口部8b。由于在第一入口部8a及第二入口部8b产生因工作流体引起的噪声，因此在轴承6a、6b-1、6b-2、6c分别仅配置有ae传感器10c、10h、10i、10e的结构中，根据摩擦的发生位置，在由各ae传感器检测出的ae信号中包含噪声，有可能得不到充分的确定精度。
69.与此相对，在图5及图6所示的实施方式中，通过将第一ae传感器10a、10b分别安装于第一静止部2a及第二静止部2b，并且将第三ae传感器10f、10g分别安装于第一静止部2a
及第二静止部2b，能够利用第一ae传感器10a、10b及第三ae传感器10f、10g检测从摩擦的发生位置在第一静止部2a及第二静止部2b传播的ae信号。因此，不易受到因第一入口部8a及第二入口部8b处的工作流体w引起的噪声的影响，能够利用第一ae传感器10a、10b及第三ae传感器10f、10g准确地检测ae信号，并基于该ae信号高精度地确定摩擦的发生位置。
70.在上述的各实施方式中，确定旋转机械1中的摩擦的发生位置。这样的摩擦的发生位置的确定结果是，能够在用于消除或缓和在旋转机械1中发生的摩擦的各种对策。例如，在确定了摩擦的发生位置位于第一单元ua或第二单元ub的情况下，不以旋转机械1整体为对象，而以该单元为对象实施对策即可。作为这样的对策，有时开放包含摩擦的发生位置的部位进行检查，通过确定成为对策的实施对象的单元，能够大幅减轻对策所需的负担。其结果，能够有效地抑制对策所需的成本、工期。另外，为了消除或缓和摩擦，也可以考虑变更运转方法，但在这样的对策的情况下，通过确定成为实施对象的单元，能够有效地实施。
71.此外，在不脱离本公开的主旨的范围内，可以适当地将上述实施方式中的构成要素置换成公知的构成要素，另外，也可以适当地组合上述实施方式。
72.上述各实施方式中记载的内容例如可以如下掌握。
73.(1)一个方式所涉及的旋转机械的摩擦位置确定装置是具有旋转部(例如上述实施方式的旋转部4)的旋转机械(例如上述实施方式的旋转机械1)的摩擦位置确定装置(例如上述实施方式的摩擦位置确定装置100)，该旋转部由配置在沿轴向配置的第一静止部(例如上述实施方式的第一静止部2a)与第二静止部(例如上述实施方式的第二静止部2b)之间的轴承(例如上述实施方式的轴承6b)以能够旋转的方式支撑，所述旋转机械的摩擦位置确定装置具备：一对第一ae传感器(例如上述实施方式的第一ae传感器10a、10b)，分别安装于所述第一静止部及所述第二静止部；及摩擦位置确定部(例如上述实施方式的摩擦位置确定部120)，用于在所述旋转机械发生摩擦的情况下基于由所述一对第一ae传感器检测出的ae信号来判定所述摩擦的发生位置是包括所述第一静止部的第一单元(例如上述实施方式的第一单元ua)还是包括所述第二静止部的第二单元(例如上述实施方式的第二单元ub)。
74.根据上述(1)的方式，旋转机械具有由配置在沿轴向配置的第一静止部与第二静止部之间的轴承以能够旋转的方式支撑的旋转部。在第一静止部及第二静止部分别安装一对第一ae传感器。在旋转机械发生了摩擦的情况下，基于由一对第一ae传感器分别检测出的ae信号，对旋转机械中的在包括第一静止部的第一单元还是在包括第二静止部的第二单元发生了摩擦的摩擦的发生位置进行确定。
75.(2)在其他方式中，在上述(1)的方式中，在由所述一对第一ae传感器中的某一方检测出与所述摩擦对应的所述ae信号的情况下，所述摩擦位置确定部将安装有检测出该ae信号的所述第一ae传感器的单元确定为所述摩擦的发生位置。
76.根据上述(2)的方式，摩擦位置确定部判断与摩擦对应的ae信号由一对第一ae传感器中的哪一个检测出。然后，基于该判断结果，确定摩擦的发生位置是具有安装有检测出与摩擦对应的ae信号的第一ae传感器的静止部的单元。
77.(3)在其他方式中，在上述(1)或(2)的方式中，还具备：第二ae传感器(例如上述实施方式的第二ae传感器10c、10d、10e)，安装于所述轴承；及摩擦判定部(例如上述实施方式的摩擦判定部110)，用于基于由所述第二ae传感器检测出的ae信号来判定有无所述摩擦。
78.根据上述(3)的方式，基于由安装于轴承的第二ae传感器检测的ae信号，判定旋转机械中有无摩擦。然后，在判定为在旋转机械有摩擦的情况下，如上所述，能够基于由一对第一ae传感器检测出的ae信号来确定摩擦的发生位置。
79.(4)在其他方式中，在上述(1)至(3)中任一个方式中，所述一对第一ae传感器安装于所述第一静止部及所述第二静止部中的所述轴承侧的第一端部(例如上述实施方式的第一端部2a1、2b1)。
80.根据上述(4)的方式，通过使一对第一ae传感器安装于静止部中的轴承侧的端部，能够适当地检测由于摩擦而发生的在静止部传播的ae信号。
81.(5)在其他方式中，在上述(1)至(4)中任一个方式中，还具备一对第三ae传感器(例如上述实施方式的第三ae传感器10f、10g)，上述一对第三ae传感器分别安装于所述第一静止部及所述第二静止部中的与所述第一端部相反侧的第二端部(例如上述实施方式的第二端部2a2、2b2)，所述摩擦位置确定部基于由所述一对第一ae传感器及所述一对第三ae传感器检测出的ae信号来确定所述摩擦的发生位置。
82.根据上述(5)的方式，在与安装有第一ae传感器的第一端部相反侧的第二端部安装第三ae传感器。由此，通过比较第一ae传感器和第三ae传感器的检测结果，能够确定摩擦的发生位置位于静止部中的第一端部侧还是位于第二端部侧。
83.(6)在其他方式中，在上述(1)至(5)中任一个方式中，所述轴承包括以沿所述轴向彼此相邻的方式配置的第一轴承(例如上述实施方式的第一轴承6b1)及第二轴承(例如上述实施方式的第二轴承6b2)，所述旋转机械的摩擦位置确定部还具备：第四ae传感器(例如上述实施方式的第四ae传感器10h)，安装于所述第一轴承；及第五ae传感器(例如上述实施方式的第五ae传感器10i)，安装于所述第二轴承，所述摩擦位置确定部基于由所述第四ae传感器及所述第五ae传感器检测出的ae信号的时间差或相位差来确定所述摩擦的发生位置。
84.根据上述(6)的方式，在配置于第一单元与第二单元之间的轴承中，包括第一轴承及第二轴承。在第一轴承及第二轴承上分别安装第四ae传感器及第五ae传感器。摩擦位置确定部如上所述，能够基于由一对第一ae传感器检测出的ae信号来确定摩擦的发生位置，但也能够基于由第四ae传感器及第五ae传感器检测出的ae信号的时间差或相位差来确定，通过对两者进行对照，能够得到良好的确定精度。
85.(7)在其他方式中，在上述(1)至(6)中任一个方式中，所述旋转部包括经由接合部(例如上述实施方式的接合部4c)沿轴向相互连结的多个部件(例如上述实施方式的第一部件4a及第二部件4b)。
86.根据上述(7)的方式，在旋转部存在接合部的情况下，来自摩擦的发生位置的ae信号在接合部容易被阻断，但如上所述通过由分别安装于第一静止部及第二静止部的一对第一ae传感器检测ae信号，能够适当地确定摩擦的发生位置是位于第一单元还是位于第二单元。
87.(8)在其他方式中，在上述(1)至(7)中任一个方式中，所述第一单元及所述第二单元分别具有用于向所述第一静止部及所述第二静止部与所述旋转部之间导入工作流体(例如上述实施方式的工作流体w)的入口部(例如上述实施方式的入口部8)。
88.根据上述(8)的方式，在具有用于驱动第一单元及第二单元的工作流体的入口部
的情况下，在入口部的附近产生因工作流体引起的噪声，因此来自摩擦的发生位置的ae信号容易被阻断，但如上所述，通过由分别安装于第一静止部及第二静止部的一对第一ae传感器检测ae信号，能够适当地确定摩擦的发生位置是位于第一单元还是位于第二单元。
89.(9)一个方式所涉及的旋转机械的摩擦位置确定方法是具有旋转部(例如上述实施方式的旋转部4)的旋转机械(例如上述实施方式的旋转机械1)的摩擦位置确定方法，所述旋转部由配置在沿轴向配置的第一静止部(例如上述实施方式的第一静止部2a)与第二静止部(例如上述实施方式的第二静止部2b)之间的轴承(例如上述实施方式的)以能够旋转的方式支撑，所述旋转机械的摩擦位置确定方法包括以下工序：利用分别安装于所述第一静止部及所述第二静止部的一对第一ae传感器(例如上述实施方式的第一ae传感器10a、10b)检测ae信号的工序；及在所述旋转机械发生了摩擦的情况下，基于所述ae信号，判定所述摩擦的发生位置是包括所述第一静止部的第一单元(例如上述实施方式的第一单元ua)还是包括所述第二静止部的第二单元(例如上述实施方式的第二单元ub)。
90.根据上述(9)的方式，旋转机械具有由配置在沿轴向配置的第一静止部与第二静止部之间的轴承以能够旋转的方式支撑的旋转部。在第一静止部及第二静止部，分别安装一对第一ae传感器。在旋转机械发生了摩擦的情况下，根据由一对第一ae传感器分别检测出的ae信号，对旋转机械中的在包括第一静止部的第一单元还是在包括第二静止部的第二单元发生了摩擦的摩擦的发生位置进行确定。
91.附图标记说明
92.1 旋转机械
93.2 静止部
94.2a 第一静止部
95.2b 第二静止部
96.2a1、2b1第一端部
97.2a2、2b2第二端部
98.4 旋转部
99.4a 第一部件
100.4b 第二部件
101.4c 接合部
102.6(6a、6b、6c)轴承
103.6b1第一轴承
104.6b2第二轴承
105.8 入口部
106.8a 第一入口部
107.8b 第二入口部
108.10 ae传感器
109.10a、10b第一传感器
110.10c、10d、10e第二传感器
111.10f、10g第三传感器
112.10h 第四传感器
113.10i 第五传感器
114.100 摩擦位置确定装置
115.105 运算装置
116.110 摩擦判定部
117.120 摩擦位置确定部
118.d 间隙
119.da 第一间隙
120.db 第二间隙
121.u 单元
122.ua 第一单元
123.ub 第二单元
124.w 工作流体

技术特征：
1.一种旋转机械的摩擦位置确定装置，所述旋转机械具有旋转部，所述旋转部由配置在沿轴向配置的第一静止部与第二静止部之间的轴承以能够旋转的方式支撑，其中，所述旋转机械的摩擦位置确定装置具备：一对第一声发射传感器，分别安装于所述第一静止部及所述第二静止部；及摩擦位置确定部，用于在所述旋转机械发生了摩擦的情况下基于由所述一对第一声发射传感器检测出的声发射信号来判定所述摩擦的发生位置是包括所述第一静止部的第一单元还是包括所述第二静止部的第二单元。2.根据权利要求1所述的旋转机械的摩擦位置确定装置，其中，在由所述一对第一声发射传感器中的某一方检测出与所述摩擦对应的所述声发射信号的情况下，所述摩擦位置确定部将安装有检测出该声发射信号的所述第一声发射传感器的单元确定为所述摩擦的发生位置。3.根据权利要求1或2所述的旋转机械的摩擦位置确定装置，其中，所述旋转机械的摩擦位置确定装置还具备：第二声发射传感器，安装于所述轴承；及摩擦判定部，用于基于由所述第二声发射传感器检测出的声发射信号来判定有无所述摩擦。4.根据权利要求1至3中任一项所述的旋转机械的摩擦位置确定装置，其中，所述一对第一声发射传感器安装于所述第一静止部及所述第二静止部中的所述轴承侧的第一端部。5.根据权利要求1至4中任一项所述的旋转机械的摩擦位置确定装置，其中，所述旋转机械的摩擦位置确定装置还具备一对第三声发射传感器，所述一对第三声发射传感器分别安装于所述第一静止部及所述第二静止部中的与所述第一端部相反侧的第二端部，所述摩擦位置确定部基于由所述一对第一声发射传感器及所述一对第三声发射传感器检测出的声发射信号来确定所述摩擦的发生位置。6.根据权利要求1至5中任一项所述的旋转机械的摩擦位置确定装置，其中，所述轴承包括以沿所述轴向彼此相邻的方式配置的第一轴承及第二轴承，所述旋转机械的摩擦位置确定装置还具备：第四声发射传感器，安装于所述第一轴承；及第五声发射传感器，安装于所述第二轴承，所述摩擦位置确定部基于由所述第四声发射传感器及所述第五声发射传感器检测出的声发射信号的时间差或相位差来确定所述摩擦的发生位置。7.根据权利要求1至6中任一项所述的旋转机械的摩擦位置确定装置，其中，所述旋转部包括经由接合部沿轴向相互连结的多个部件。8.根据权利要求1至7中任一项所述的旋转机械的摩擦位置确定装置，其中，所述第一单元及所述第二单元分别具有用于向所述第一静止部及所述第二静止部与所述旋转部之间导入工作流体的入口部。9.一种旋转机械的摩擦位置确定方法，所述旋转机械具有旋转部，所述旋转部由配置在沿轴向配置的第一静止部与第二静止部之间的轴承以能够旋转的方式支撑，其中，
所述旋转机械的摩擦位置确定方法包括以下工序：利用分别安装于所述第一静止部及所述第二静止部的一对第一声发射传感器来检测声发射信号；及在所述旋转机械发生了摩擦的情况下，基于所述声发射信号来判定所述摩擦的发生位置是包括所述第一静止部的第一单元还是包括所述第二静止部的第二单元。

技术总结
旋转机械具有由配置在第一静止部与第二静止部之间的轴承以能够旋转的方式支撑的旋转部。摩擦位置确定装置在旋转机械发生了摩擦的情况下，基于由分别安装于第一静止部及所述第二静止部的一对第一AE传感器检测出的AE信号，判定摩擦的发生位置是包括第一静止部的第一单元还是包括第二静止部的第二单元。一单元还是包括第二静止部的第二单元。一单元还是包括第二静止部的第二单元。


技术研发人员：熊谷理 川畠龙 石泽修一 山下昌彦 田中良典
受保护的技术使用者：三菱重工业株式会社
技术研发日：2022.03.23
技术公布日：2023/10/6