JP2705049B2 - 翼端隙間検出器 - Google Patents
翼端隙間検出器Info
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- JP2705049B2 JP2705049B2 JP29603895A JP29603895A JP2705049B2 JP 2705049 B2 JP2705049 B2 JP 2705049B2 JP 29603895 A JP29603895 A JP 29603895A JP 29603895 A JP29603895 A JP 29603895A JP 2705049 B2 JP2705049 B2 JP 2705049B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- inert gas
- center electrode
- casing
- tip clearance
- Prior art date
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- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、タービン、送風機
或いは圧縮機等のケーシングと回転翼との間の隙間を検
出する翼端隙間検出器に関する。
或いは圧縮機等のケーシングと回転翼との間の隙間を検
出する翼端隙間検出器に関する。
【０００２】
【従来の技術】電極と金属物体との間の隙間が0.０２mm
のとき放電開始電圧が約４００ボルトであり、この値は
周囲の空気圧の変化にも変動しないことが知られてい
る。そこで、電極に４００ボルトの電圧をかけ対象物と
しての金属物体に電極を順々に近づけかつ放電開始時期
を確認すると、電極の移動距離に0.０２mmの値を加えれ
ば、隙間が測定可能となる。
のとき放電開始電圧が約４００ボルトであり、この値は
周囲の空気圧の変化にも変動しないことが知られてい
る。そこで、電極に４００ボルトの電圧をかけ対象物と
しての金属物体に電極を順々に近づけかつ放電開始時期
を確認すると、電極の移動距離に0.０２mmの値を加えれ
ば、隙間が測定可能となる。
【０００３】前述した原理を応用した市販の隙間検出器
を図５に示す。タービン等の気体機械のケーシング１に
支柱３付きのベース台２をビス止めし、このベース台２
の支柱３の上部に電動モータ４を支持する。該モータ４
に一端が固定されかつ他端がベース台２に回転自在に支
持されたスクリュー５にナット６を螺合させる。ナット
６は中実棒状の電極７の一端を保持する。電極７の他端
は自由端とする。
を図５に示す。タービン等の気体機械のケーシング１に
支柱３付きのベース台２をビス止めし、このベース台２
の支柱３の上部に電動モータ４を支持する。該モータ４
に一端が固定されかつ他端がベース台２に回転自在に支
持されたスクリュー５にナット６を螺合させる。ナット
６は中実棒状の電極７の一端を保持する。電極７の他端
は自由端とする。
【０００４】ケーシング１内には回転翼８が納められ、
ケーシング１の周囲面と回転翼８の先端との間に隙間
（ｌ1 ）が存在する。隙間（ｌ1 ）の測定に際しては、
電極７の先端とケーシング１の周周面とを、電極７をケ
ーシング１の穴９に挿入しかつモータ４によりスクリュ
ー５を回転させながら電極７を直線運動させることで一
致させ、この一致点を始点とさせる。次いで、改めて、
モータ４を作動させ、スクリュー５とナット６を用い
て、４００ボルトかけた電極７をゆっくり直線運動させ
る。４００ボルトをかけた電極７が回転翼８に対し、0.
０２mm接近すると放電を開始するので、この放電信号を
受けて、電極７の直線運動を逆転させて始点からの電極
７の実質的直線運動量（ｌ2 ）を確認する。隙間
（ｌ1 ）は該運動量（ｌ2 ）に0.０２mmを加えることで
検出する。
ケーシング１の周囲面と回転翼８の先端との間に隙間
（ｌ1 ）が存在する。隙間（ｌ1 ）の測定に際しては、
電極７の先端とケーシング１の周周面とを、電極７をケ
ーシング１の穴９に挿入しかつモータ４によりスクリュ
ー５を回転させながら電極７を直線運動させることで一
致させ、この一致点を始点とさせる。次いで、改めて、
モータ４を作動させ、スクリュー５とナット６を用い
て、４００ボルトかけた電極７をゆっくり直線運動させ
る。４００ボルトをかけた電極７が回転翼８に対し、0.
０２mm接近すると放電を開始するので、この放電信号を
受けて、電極７の直線運動を逆転させて始点からの電極
７の実質的直線運動量（ｌ2 ）を確認する。隙間
（ｌ1 ）は該運動量（ｌ2 ）に0.０２mmを加えることで
検出する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前述した如き従来技術
ではモータを含む回転と直線運動機構を採用することか
ら、取付位置が特定され、使用個所の自由度が制限さ
れ、又、タービンのような高温のものでは熱遮へいを必
要とし適用範囲に制限が付き好ましくない。それ故に、
本発明は前述した従来技術の不具合を解消させることを
解決すべき課題とする。
ではモータを含む回転と直線運動機構を採用することか
ら、取付位置が特定され、使用個所の自由度が制限さ
れ、又、タービンのような高温のものでは熱遮へいを必
要とし適用範囲に制限が付き好ましくない。それ故に、
本発明は前述した従来技術の不具合を解消させることを
解決すべき課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、前述した課題
を解決するために、電極をケーシングに対して静止させ
た状態で検出されるべき隙間に不活性ガスを噴流させ、
電極への電圧を増加させ、放電開始時の電圧を測定し、
測定電圧値より隙間の寸法を、ガス圧と放電開始電圧と
の関数から算出する。さらに、本発明は、供給される不
活性ガスに紫外線を放射し、回転翼周囲の不活性ガスの
分子を活性化させ、電極と回転翼との間の放電を促進さ
せる。
を解決するために、電極をケーシングに対して静止させ
た状態で検出されるべき隙間に不活性ガスを噴流させ、
電極への電圧を増加させ、放電開始時の電圧を測定し、
測定電圧値より隙間の寸法を、ガス圧と放電開始電圧と
の関数から算出する。さらに、本発明は、供給される不
活性ガスに紫外線を放射し、回転翼周囲の不活性ガスの
分子を活性化させ、電極と回転翼との間の放電を促進さ
せる。
【０００７】具体的には、本発明は、内部に回転翼を配
したケーシングに固定されたセンサーブロックと、セン
サーブロックの中央孔内に挿入されかつ該センサーブロ
ックに対し静止関係の中心電極と、中心電極に電圧を付
与する装置と、およびセンサーブロックの中央孔に通じ
かつ該中央孔を介してケーシング内に不活性ガスを供給
する装置とを備える翼端隙間検出器を提供する。さら
に、本発明は、内部に回転翼を配したケーシング内にセ
ンサーブロックを介して中空の電極を介して不活性ガス
を供給し、該不活性ガスに紫外線を放射する翼端隙間検
出器を提供する。
したケーシングに固定されたセンサーブロックと、セン
サーブロックの中央孔内に挿入されかつ該センサーブロ
ックに対し静止関係の中心電極と、中心電極に電圧を付
与する装置と、およびセンサーブロックの中央孔に通じ
かつ該中央孔を介してケーシング内に不活性ガスを供給
する装置とを備える翼端隙間検出器を提供する。さら
に、本発明は、内部に回転翼を配したケーシング内にセ
ンサーブロックを介して中空の電極を介して不活性ガス
を供給し、該不活性ガスに紫外線を放射する翼端隙間検
出器を提供する。
【０００８】好ましくは、中心電極を中実又は中空棒状
とさせ、不活性ガスを電極の周囲および／又は内部を介
してケーシング内に噴流させる。
とさせ、不活性ガスを電極の周囲および／又は内部を介
してケーシング内に噴流させる。
【０００９】静止したままの中心電極に電圧（２００〜
３０００ボルト）をかけながらその値を上げかつ不活性
ガス（0.５−５kgf ／cm2 ゲージ圧）をケーシング内に
供給する。放電開始電圧を検出し、予め作成したチャー
トより、当該電圧とガス圧とを関数にして隙間寸法を得
る。さらに、本発明の別の形態において、不活性ガスに
紫外線を放射し、回転翼表面の不活性ガス分子の活性化
を図り、放電を安定化させる。
３０００ボルト）をかけながらその値を上げかつ不活性
ガス（0.５−５kgf ／cm2 ゲージ圧）をケーシング内に
供給する。放電開始電圧を検出し、予め作成したチャー
トより、当該電圧とガス圧とを関数にして隙間寸法を得
る。さらに、本発明の別の形態において、不活性ガスに
紫外線を放射し、回転翼表面の不活性ガス分子の活性化
を図り、放電を安定化させる。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１を参照する。回転翼１２を納
めるケーシング１１に、電気的絶縁性のセンサーブロッ
ク１３をボルトを用いて固定する。センサーブロック１
３は、中心孔１４を有し、中心孔１４内にセンサーブロ
ック１３に保持された中実の中心電極１５を吊下させ
る。中心電極１５の先端をケーシング１１の内周壁面と
一致させる。中心電極１５を電源１６に接続しかつ中心
電極１５を不活性ガスの供給源にホース１７に接続す
る。中心電極１５への電圧は２００ボルトから１８００
ボルトへと連続的に変化可能とさせ、かつ不活性ガスの
供給圧を0.５，１，２kgf ／cm2(ゲージ圧）の値を選択
可能とさせる。
めるケーシング１１に、電気的絶縁性のセンサーブロッ
ク１３をボルトを用いて固定する。センサーブロック１
３は、中心孔１４を有し、中心孔１４内にセンサーブロ
ック１３に保持された中実の中心電極１５を吊下させ
る。中心電極１５の先端をケーシング１１の内周壁面と
一致させる。中心電極１５を電源１６に接続しかつ中心
電極１５を不活性ガスの供給源にホース１７に接続す
る。中心電極１５への電圧は２００ボルトから１８００
ボルトへと連続的に変化可能とさせ、かつ不活性ガスの
供給圧を0.５，１，２kgf ／cm2(ゲージ圧）の値を選択
可能とさせる。
【００１１】図３に、中心電極１５と回転翼１２との間
の火花放電開始電圧と隙間（ｌ1 ）との関係を、不活性
ガスの供給圧を関数として、予め実験で得られた値をグ
ラフにして示す。図１の例において、アルゴン、ヘリウ
ム、ネオン、チッ素等の不活性ガスの一種（本例ではア
ルゴンガスを使用）を、１kgf ／cm2(ゲージ圧）の圧力
で中心孔１４内に供給する。次いで、電圧を上昇させた
ところ、１２００ボルトで火花放電開始を確認した。こ
の場合、図３のグラフより0.４１mmの隙間（ｌ1 ）が算
出される。
の火花放電開始電圧と隙間（ｌ1 ）との関係を、不活性
ガスの供給圧を関数として、予め実験で得られた値をグ
ラフにして示す。図１の例において、アルゴン、ヘリウ
ム、ネオン、チッ素等の不活性ガスの一種（本例ではア
ルゴンガスを使用）を、１kgf ／cm2(ゲージ圧）の圧力
で中心孔１４内に供給する。次いで、電圧を上昇させた
ところ、１２００ボルトで火花放電開始を確認した。こ
の場合、図３のグラフより0.４１mmの隙間（ｌ1 ）が算
出される。
【００１２】図２に示す例は、電気絶縁材からなるセン
サーブロック１３の中央孔１４内に中心電極１５を挿入
し、この中心電極１５の中空部にホース１７を介して不
活性ガスを供給可能としたもので、中心電極１５の先端
はケーシング１１の内周面と一致し、図３に示す電圧を
中心電極１５にかつガス圧を中心電極１５の中空部に付
与可能とする。図示例では、中心電極１５の外周側にガ
スが供給されないようになっているが、中心孔１４と中
心電極１５との間に空間を作り、この空間にも不活性ガ
スを供給してもよい。この場合、図１の如きガス供給手
段と図２の如きガス供給手段とを組合せるとよい。
サーブロック１３の中央孔１４内に中心電極１５を挿入
し、この中心電極１５の中空部にホース１７を介して不
活性ガスを供給可能としたもので、中心電極１５の先端
はケーシング１１の内周面と一致し、図３に示す電圧を
中心電極１５にかつガス圧を中心電極１５の中空部に付
与可能とする。図示例では、中心電極１５の外周側にガ
スが供給されないようになっているが、中心孔１４と中
心電極１５との間に空間を作り、この空間にも不活性ガ
スを供給してもよい。この場合、図１の如きガス供給手
段と図２の如きガス供給手段とを組合せるとよい。
【００１３】図４を参照して本発明の別の例を説明す
る。内部に回転翼１２を配したケーシング１１に、その
内部にセラミック製の内筒１３ａを有するセンサーブロ
ック１３を固定する。銅製の中空の中心電極１５の先端
を内筒１３ａ内に挿入し、内筒１３ａと電極１５との先
端を同平面とさせ、回転翼１２に対向可能とさせる。中
空電極１５はケーシング１１の側外方に延在し、その途
中の分岐部１５ａに不活性ガス（アルゴンガス）の供給
源に接続されたホース１７を結合し、不活性ガスを電極
１５の中空部内に供給可能とする。供給された不活性ガ
スは回転翼１２に対してほぼ直角に電極１５の中心孔よ
りケーシング１１内に噴出する。
る。内部に回転翼１２を配したケーシング１１に、その
内部にセラミック製の内筒１３ａを有するセンサーブロ
ック１３を固定する。銅製の中空の中心電極１５の先端
を内筒１３ａ内に挿入し、内筒１３ａと電極１５との先
端を同平面とさせ、回転翼１２に対向可能とさせる。中
空電極１５はケーシング１１の側外方に延在し、その途
中の分岐部１５ａに不活性ガス（アルゴンガス）の供給
源に接続されたホース１７を結合し、不活性ガスを電極
１５の中空部内に供給可能とする。供給された不活性ガ
スは回転翼１２に対してほぼ直角に電極１５の中心孔よ
りケーシング１１内に噴出する。
【００１４】電極１５を電源１６に接続し、中空電極１
５の肉厚部で回転翼１２の先端に対して放電可能とさせ
る。電極１５の先端に石英ガラス１８を介して紫外線ラ
ンプ１９を配す。紫外線ランプ１９は、好ましくは、電
極１５の頂部に固定したランプハウジング２０内に収容
する。
５の肉厚部で回転翼１２の先端に対して放電可能とさせ
る。電極１５の先端に石英ガラス１８を介して紫外線ラ
ンプ１９を配す。紫外線ランプ１９は、好ましくは、電
極１５の頂部に固定したランプハウジング２０内に収容
する。
【００１５】紫外線ランプ１９による電極１５の不活性
ガス流路への紫外線の照射は、電極１５の電極面に紫外
線が照射され、電極面からの初期電子の発生を促進し、
安定した放電を可能にする。即ち、紫外線の照射によっ
て放電電圧が一定となる。出力電圧１０００〜１５００
（電流1.０〜1.５ｍＡ）の放電電圧をノコ刃状に繰り返
し加えるが、紫外線照射はこの放電電圧の波形を一定と
させ得る。好ましい紫外線強度は0.２〜0.４〔μＷ／ｃ
ｍ2 〕である。
ガス流路への紫外線の照射は、電極１５の電極面に紫外
線が照射され、電極面からの初期電子の発生を促進し、
安定した放電を可能にする。即ち、紫外線の照射によっ
て放電電圧が一定となる。出力電圧１０００〜１５００
（電流1.０〜1.５ｍＡ）の放電電圧をノコ刃状に繰り返
し加えるが、紫外線照射はこの放電電圧の波形を一定と
させ得る。好ましい紫外線強度は0.２〜0.４〔μＷ／ｃ
ｍ2 〕である。
【００１６】図４の例において、不活性ガスを噴射する
管と電極１５とを併用したが、図４の電極１５に相当す
る中空部材をＳＵＳ材で制作し、その内部下方に銅製の
電極棒を突出させてもよい。
管と電極１５とを併用したが、図４の電極１５に相当す
る中空部材をＳＵＳ材で制作し、その内部下方に銅製の
電極棒を突出させてもよい。
【００１７】
【発明の効果】中心電極をケーシングに対し静止状態と
し、中心電極に沿って被対象物にガスを供給した状態の
下で、中心電極への電圧を上げても、低い放電電圧で、
しかも、検出すべき隙間に対して放電電圧の変動巾がき
わめて小さいことを、本発明者は見出したので、この現
象を応用した安定した翼端隙間検出器の提供が可能とな
る。加えて、運動部分がないので、ケーシングの任意の
個所に該検出器の取付けが可能である。取付金具として
のベース台をケーシングにつけたままでもよく、又、取
外し、ケーシングの穴にメクラ栓をしておいてもよい。
さらに、紫外線照射は、繰り返し放電電圧特性を一定化
し、回転翼の外周面形状（たとえば歯形）に関係なく隙
間を精度高く検出可能である。
し、中心電極に沿って被対象物にガスを供給した状態の
下で、中心電極への電圧を上げても、低い放電電圧で、
しかも、検出すべき隙間に対して放電電圧の変動巾がき
わめて小さいことを、本発明者は見出したので、この現
象を応用した安定した翼端隙間検出器の提供が可能とな
る。加えて、運動部分がないので、ケーシングの任意の
個所に該検出器の取付けが可能である。取付金具として
のベース台をケーシングにつけたままでもよく、又、取
外し、ケーシングの穴にメクラ栓をしておいてもよい。
さらに、紫外線照射は、繰り返し放電電圧特性を一定化
し、回転翼の外周面形状（たとえば歯形）に関係なく隙
間を精度高く検出可能である。
【図１】本発明の一例の翼端隙間検出器の断面図であ
る。
る。
【図２】本発明の別の例の断面図である。
【図３】隙間とガス圧、放電電圧との関係を示すグラフ
図である。
図である。
【図４】本発明の他の例の断面図である。
【図５】従来例を示す断面図である。
１１ ケーシング １２ 回転翼 １３ ベース台 １４ 中心孔 １５ 中心電極 １７ ガス供給ホース
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柴崎 司郎 千葉県柏市正連寺253 丸和電機株式会 社内
Claims (8)
- 【請求項１】 内部に回転翼を配したケーシングに固定
されたセンサーブロックと、センサーブロックの中央孔
内に挿入されかつ該センサーブロックに対し静止関係の
中心電極と、中心電極に電圧を付与する装置と、および
センサーブロックの中央孔に通じかつ該中央孔を介して
ケーシング内に不活性ガスを供給する装置とを備える翼
端隙間検出器。 - 【請求項２】 中心電極が中実棒状にして該電極の周囲
に不活性ガスを供給する請求項１記載の翼端隙間検出
器。 - 【請求項３】 中心電極が中空形にして該電極の中空部
に不活性ガスを供給する請求項１記載の翼端隙間検出
器。 - 【請求項４】 不活性ガスが電極の周囲にも供給される
請求項３記載の翼端隙間検出器。 - 【請求項５】 不活性ガスの供給路に紫外線を放射する
請求項２又は３の何れかに記載の翼端隙間検出器。 - 【請求項６】 内部に回転翼を配したケーシングに固定
されたセンサーブロックと、センサーブロックの中央孔
内に挿入されかつ該センサーブロックに対し静止関係の
中空の中心電極と、中心電極に電圧を付与する装置と、
および中心電極の中空部に不活性ガスを供給しケーシン
グ内に該不活性ガスを放出するガス供給装置とを有する
翼端隙間検出器。 - 【請求項７】 中心電極の中空部に供給される不活性ガ
スに紫外線を供給するよう中心電極に装備されるランプ
を有する請求項６記載の翼端隙間検出器。 - 【請求項８】 内部に回転翼を配したケーシングに不活
性ガスを回転翼に対して直角に噴出させるパイプを装着
し、該パイプ内に電極棒と紫外線ランプの少なくとも一
部を設ける翼端隙間検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29603895A JP2705049B2 (ja) | 1994-10-20 | 1995-10-20 | 翼端隙間検出器 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27972794 | 1994-10-20 | ||
| JP6-279727 | 1994-10-20 | ||
| JP29603895A JP2705049B2 (ja) | 1994-10-20 | 1995-10-20 | 翼端隙間検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08210108A JPH08210108A (ja) | 1996-08-20 |
| JP2705049B2 true JP2705049B2 (ja) | 1998-01-26 |
Family
ID=26553463
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29603895A Expired - Lifetime JP2705049B2 (ja) | 1994-10-20 | 1995-10-20 | 翼端隙間検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2705049B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6717418B2 (en) | 2001-11-16 | 2004-04-06 | General Electric Company | Method and apparatus for measuring turbine blade tip clearance |
| CN113280779A (zh) * | 2021-05-25 | 2021-08-20 | 扬州海地光电科技有限公司 | 一种轴承轴向游隙测量装置 |
-
1995
- 1995-10-20 JP JP29603895A patent/JP2705049B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08210108A (ja) | 1996-08-20 |
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