JP3492339B2 - 動翼寿命評価装置、軸流送風機及び動翼寿命評価方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、動翼の寿命評価を
評価する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】軸流送風機の動翼は、現在金属製のもの
が使用されている。これを軽量の繊維強化プラスチック
（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌ
ａｓｔｉｃ；ＦＲＰ）製にすることにより、動翼の重量
を低減することが可能である。その結果、動翼遠心力の
低下に相当して負荷荷重が減少するので、動翼支持軸受
部品及び摺動部品の寿命延長が期待できる。それと共
に、それらの部品寿命延長に伴う資材コストやメインテ
ナンスコストの削減が期待できる。また、Ｐｌａｓｔｉ
ｃの種類により腐食にも強い特性を有するものもある。

【０００３】ＦＲＰ動翼は、運転時間に伴ってクリープ
する。図１８に、一定応力下におけるＦＲＰ動翼の全ひ
ずみと運転時間との関係（クリープ曲線）を示す。横軸
は対数で表示する運転時間ｔであり、縦軸は全ひずみε
である。曲線Ａを参照して、運転初期には全ひずみε
は、急激に上昇する。しかし、その後しばらくは安定す
る。そして、破断に近づくと再び急激に全ひずみεが上
昇し、やがて破断（点Ｐ１）に至る。従って、定期的に
ＦＲＰ動翼のクリープ量を測定し、破断になる前に動翼
の補修や交換等の然るべき処置をする必要がある。

【０００４】また、ＦＲＰ動翼にかかる熱的負荷の大き
さによってもクリープの状態は変化する。図１８の曲線
Ａ、及び曲線Ｂを参照して、通常の使用温度のクリープ
曲線を曲線Ａとすると、使用温度が通常より高い場合、
クリープ曲線は曲線Ｂのようになる。すなわち、破断は
点Ｐ２で起こることとなり、破断に至るまでの時間が短
くなる。

【０００５】一方、プラントは、トラブルが発生しない
限り、運用上２年近く連続運転となる。しかし、２年毎
のＦＲＰ動翼のクリープチェックだけで、図１８のＰ_０
（ε _０、ｔ_０）点に到達する時期を予測することは困難
である。また、クリープの量を測定するためだけに、送
風機を停止することはできない。加えて、ＦＲＰ動翼の
表面温度を把握しておかないと、温度によるクリープの
促進が起きているか動かを判断しにくい。以上の理由か
ら、送風機を停止せずに全ひずみε及び表面温度を測定
し、クリープ量を推定し、更に、ＦＲＰの寿命の評価を
行なう技術が要望されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、動翼を有する回転する機器の各動翼とケーシングあ
るいは壁面との距離を、リアルタイムに測定することが
可能な動翼寿命評価装置を提供することである。

【０００７】また、本発明の別の目的は、動翼を有する
回転する機器の各動翼とケーシングあるいは壁面との距
離を、リアルタイムに測定し、その値に基づいて各動翼
のクリープ量を求めることが可能な動翼寿命評価装置を
提供することである。

【０００８】また、本発明の別の目的は、動翼を有する
回転する機器の各動翼の表面温度を、リアルタイムに測
定することが可能な動翼寿命評価装置を提供することで
ある。

【０００９】更に、本発明の別の目的は、動翼を有する
回転する機器の各動翼とケーシングあるいは壁面との距
離を、リアルタイムに測定し、その値に基づいて各動翼
の寿命を予測することがことが可能な動翼寿命評価装置
を提供することである。

【００１０】更に、本発明の別の目的は、動翼を有する
回転する機器の各動翼とケーシングあるいは壁面との距
離及び各動翼の表面温度を、リアルタイムに測定し、そ
れらの値に基づいて各動翼の寿命を予測することがこと
が可能な動翼寿命評価装置を提供することである。

【００１１】更に、本発明の別の目的は、各動翼とケー
シングあるいは壁面との距離及び各動翼の表面温度をリ
アルタイムに測定し、それらの値に基づいて各動翼の寿
命を予測することがことが可能な軸流送風機を提供する
ことである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】以下に、［発明の実施の
形態]で使用される番号・符号を用いて、課題を解決す
るための手段を説明する。これらの番号・符号は、［特
許請求の範囲］の記載と［発明の実施の形態］との対応
関係を明らかにするために付加されたものである。ただ
し、それらの番号・符号を、［特許請求の範囲］に記載
されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならな
い。

【００１３】従って、上記課題を解決するために、本発
明の動翼寿命評価装置は、回転軸（４）上の翼車（３）
に取り付けられた複数の動翼（２）を含む車室（５）を
有する軸流送風機において、前記車室（５）のケーシン
グに設置され、少なくとも一つの前記動翼（２）の先端
に金属又は磁性体部分（７）を有する前記動翼（２）と
前記車室（５）とのクリアランスを計測するクリアラン
スセンサ（８、１２）と、前記クリアランス計測結果と
前記クリアランスの初期値と前記動翼の初期長さとに基
づいて、前記動翼（２）の長さを算出する制御部（１
０）とを具備する。

【００１４】また、本発明の動翼寿命評価装置は、前記
制御部（１０）が、更に、前記動翼（２）の長さに基づ
く全ひずみの経時変化に基づいて前記動翼（２）の寿命
を評価する。

【００１５】更に、本発明の動翼寿命評価装置は、前記
クリアランスセンサ（８）が、電磁式回転センサであ
る。

【００１６】更に、本発明の動翼寿命評価装置は、前記
クリアランスセンサ（１２）が、静電容量式センサであ
る。

【００１７】更に、本発明の動翼寿命評価装置は、回転
軸（４）上の翼車（３）に取り付けられた複数の動翼
（２）を含む車室（５）を有する軸流送風機において、
前記車室（５）のケーシングに設置され、前記動翼
（２）と前記車室（５）とのクリアランスを計測するク
リアランスセンサ（１４、１７）と、前記クリアランス
計測結果と前記クリアランスの初期値と前記動翼の初期
長さとに基づいて、前記動翼（２）の長さを算出する制
御部（１０）とを具備する。

【００１８】更に、本発明の動翼寿命評価装置は、前記
制御部（２）が、更に、前記動翼の長さに基づく全ひず
みの経時変化に基づいて前記動翼の寿命を評価する。

【００１９】更に、本発明の動翼寿命評価装置は、前記
クリアランスセンサ（１４）が、レーザー式変位センサ
である。

【００２０】更に、本発明の動翼寿命評価装置は、前記
クリアランスセンサ（１５）が、圧力センサである。

【００２１】更に、本発明の動翼寿命評価装置は、前記
動翼（２）の表面温度を計測する動翼表面温度測定部
（２６）を更に具備し、前記制御部（１０）は、前記全
ひずみの経時変化と前記動翼表面温度計測結果とに基づ
いて前記動翼（２）の寿命を評価する。

【００２２】上記課題を解決するための軸流送風機は、
動翼（２）と車室（５）とのクリアランスに基づいて、
リアルタイムに動翼寿命を評価可能な動翼寿命評価装置
を具備する。

【００２３】また、本発明の軸流送風機は、前記動翼寿
命評価装置が、上述のいずれか一項に記載の動翼寿命評
価装置である。

【００２４】上記課題を解決するための動翼寿命評価方
法は、車室（５）のケーシングと動翼（２）とのクリア
ランスを計測するステップと、前記クリアランス計測結
果と前記クリアランスの初期値と前記動翼の初期長さと
に基づいて、前記動翼（２）の長さを算出するステップ
と、前記動翼（２）の長さの経時変化とに基づいて前記
動翼（２）の寿命を評価するステップとを具備する。

【００２５】また、本発明の動翼寿命評価方法は、前記
動翼（２）の表面温度を計測するステップを更に具備
し、前記動翼（２）の寿命を評価するステップは、前記
動翼（２）の長さの経時変化に加えて、前記動翼表面温
度計測結果から前記動翼の寿命を評価する。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明である動翼寿命評価
装置、軸流送風機及び動翼寿命評価方法の実施の形態に
関して、添付図面を参照して説明する。本実施例におい
て、軸流送風機に使用される動翼寿命評価装置を例に示
して説明するが、他の回転翼を有する機器において動翼
とケーシングとの距離や動翼の表面温度を測定する場合
や、その結果に基づいて寿命等の評価、運転等の制御を
行なう場合においても適用可能である。

【００２７】では、本発明である動翼寿命評価装置の実
施の形態に関して、添付図面を参照して説明する。ま
ず、図１を参照して、図１は、本発明である動翼寿命評
価装置の実施の形態の構成を示す図である。軸流送風機
の動翼２、車室センサ部５−１、導体部７、クリアラン
スセンサ８、センサ取付カバー１１、ケーブルＡ９、制
御部１０を具備する。

【００２８】また、図２を参照して、図２は、本発明で
ある動翼寿命評価装置を有する軸流送風機の概略構成を
示す図である。動翼２、翼車３、回転軸４、車室５及び
それに属する車室センサ部５−１、軸受６及び翼車ケー
シング２４を具備する。ここで、図１は、図２のＡ部
（破線で囲まれた車室センサ部５−１のある部分）を示
している。Ｂ部（破線で囲まれた翼車ケーシング２４の
端部）については、後述する。なお、図２においては、
カップリングやモーターなどの構成を省略している。

【００２９】本発明においては、軸流送風機の動翼２と
その車室５とのクリアランスを、ケーシングの外から測
定する。車室センサ部５−１に設置されたセンサを用
い、リアルタイムに計測する。次に、計測したクリアラ
ンスの値に基づいて、動翼の全ひずみεを計算する。そ
して、最終的に図１８の関係から、動翼の寿命を算出す
る。クリアランスは常時測定することが可能であり、そ
の値に基づいて動翼の全ひずみεの値を正確に把握する
ことが可能となる。すなわち、軸流送風機の停止を行な
わずに、クリープ曲線を得ることが出来、正確な寿命評
価を行なうことが可能となる。

【００３０】次に、各部の構成について詳細に説明す
る。図２を参照して、動翼２は、軸流送風機の動翼であ
る。ややねじれた台形状の薄い構造体である。翼車３
（後述）の外周面に、翼車３の中心軸から放射状に取り
付けられている。本実施例の軸流送風機では、動翼２は
１０枚ある。また、繊維強化複合材で出来ており、本実
施例では、繊維強化プラスチック（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓ
ｓ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃ；ＦＲＰ）
製である。更に、車室センサ部５−１のセンサ取付けカ
バー１１に最も近づく位置である動翼２の先端（頂部ま
たはトップ）の位置に導体部７（後述）を有している。

【００３１】翼車３は、回転軸４（後述）と同軸を成
す、リング形状の回転部材である。回転軸４と垂直なリ
ング状の薄板構造のリング部と、リング部の内周部にお
いてリング部と垂直（回転軸と平行）に延びる固定部
と、リング部の外周部において固定部と概ね平行に同方
向に延びるディスク部とから成る。固定部において回転
軸４に固定されている。ディスク部には、動翼２が所定
の枚数固定されている。回転軸４の回転により動翼２を
回転させる。更に、この動翼は、ガス流量によりピッチ
角度が変動することもある。

【００３２】回転軸４は、モーター（図示せず）により
回転駆動される翼車３を保持する軸である。翼車３を固
定され、翼車３からやや離れた両側を軸受６（後述）が
支持している。軸受６の一方の外側（翼車３から離れる
側）にモーターがある。そのモーターの回転を翼車３に
伝える。

【００３３】軸受６は、回転軸４に固定された翼車３を
挟んでほぼ等距離に設置された、回転軸４のための軸受
である。半径方向の荷重及び軸方向の荷重を受け、軸が
移動せず、かつ、滑らかな回転が行なえるように回転軸
４を保持している。

【００３４】車室５は、軸流送風機の動翼２、翼車３を
含む領域全体を取り囲むように設置されている。そし
て、ガス１の流路を形成し、送風をガイドしている。図
２中の車室５の右上部から、ガス１が矢印に示すように
流れ、軸流送風機に達する。そして、動翼２により動翼
２の右側から左側へ送り出される。その後、ガス１は、
車室５の左上部へ送り出される。

【００３５】翼車ケーシング２４は、回転軸４及び翼車
３を覆うように設けられた、ケーシングである。回転軸
４及び翼車３がガス１に対して剥き出しにならないよう
にする。それと共に、ガス１が円滑に流れるような流路
を形成している。

【００３６】モーターの回転により、回転軸４が回転す
る。そして、回転により翼車３が回転し、動翼２を回転
させる。動翼２の回転により、ガス１が、図２中の動翼
２の右側方向から回転軸４方向に吸引され、動翼２の左
側方向へ送り出される。この軸流送風機の動きにより、
ガス１は、一定方向の流れを形成する。

【００３７】次に、図１を参照して、車室センサ部５−
１は、送風をガイドする車室を形成する車室５の内、本
発明である動翼寿命評価装置のクリアランスセンサ８
（後述）が取り付けられている近傍の車室の壁面であ
る。クリアランスセンサ８取付けのための孔が開口して
いる。

【００３８】センサ取付けカバー１１は、車室センサ部
５−１に開口された孔部を塞ぐように溶接されたカバー
である。その中心部にクリアランスセンサが取り付けら
れている。

【００３９】導体部７は、車室センサ部５−１のセンサ
取付けカバー１１に最も近づく位置である動翼２の先端
の中央付近の位置に存在する。形状は問わないが、後述
のクリアランスセンサ８が検知可能な大きさである。本
実施例では、直方体形状の金属（磁性体）板及びその周
辺部材を有する。クリアランスセンサ８（後述）は、こ
の導体部７との相互作用により、動翼２（の先端部分）
と車室センサ部５−１（の壁面）との間のクリアランス
を計測する。なお、動翼が金属であれば、動体部７は必
要ない。

【００４０】図４及び図５を参照して、導体部７につい
て詳細に説明する。図４（ａ）は、動翼２を翼車３から
取り外した状態の動翼２の正面図である。下部に取付フ
ランジを有し、上部に導体部７を有する。取付フランジ
は、動翼２の底部にあり、動翼２を翼車３に固定するた
めのフランジである。動翼２は、取付フランジでボルト
により固定される。また、導体部７は、底部の取付フラ
ンジとは反対の頂部（動翼２の先端：破線で囲まれたＣ
部内）にある。

【００４１】図４（ｂ）は、図４（ａ）のＣ部の導体部
７付近を拡大した、動翼２及び導体部７の断面図であ
る。導体部７は、金属体７−２、ボルト７−１及び接着
樹脂７−３とを有する。導体部７は、動翼２に作製され
た面積が同等で深さが導体部７の厚みよりやや大きい程
度の溝の内部に設置される。

【００４２】金属体７−２は、直方体形状の磁性体であ
る。本実施例では、鉄片である。そして、ボルト７−１
を通すための孔が２個開口している。ボルト７−１は、
金属体７−２を動翼２に取り付ける為の２本のボルトで
ある。接着樹脂７−３は、ボルト７−１により動翼２に
固定された金属体７−２を埋め込み、動翼２と一体化さ
せる樹脂である。金属体７−２は、溝においてボルト７
−１で固定され、その上下を接着樹脂７−３で隙間無く
埋められる。そして、導体部７の動翼２の頂部側は、動
翼２の頂部の曲線と一体化し、気流に対して余計な抵抗
が発生しないように平滑に仕上られている。ここで、ボ
ルト７−１は、オーステナイト系ステンレスに代表され
る非磁性体のさら木ねじを使用する。ボルト７−１は、
非磁性体であり、クリアランスセンサ８はボルト頂部を
感知することなく、正確に導体部７とのクリアランスを
測定することが出来る。

【００４３】図５（ａ）及び図５（ｂ）は、動翼２を翼
車３から取り外した状態の平面図及びＣ部の拡大図であ
る。各部の説明は図４と同様なので省略する。導体部７
は、動翼２の頂部（先端）中央付近に設置される。そし
て、導体部７の動翼２の側面側は、動翼２の側面の曲線
と一体化し、気流に対して余計な抵抗が発生しないよう
に平滑に仕上られている。

【００４４】続いて、図１を参照してクリアランスセン
サ８は、センサ取付けカバー１１において、センサを動
翼２に向けて取り付けられている。動翼２と車室センサ
部５−１とのクリアランスを測定する。本実施例におい
ては、電磁式回転センサ（後述）を用いる。

【００４５】図３を参照して、クリアランスセンサ８で
ある電磁式回転センサについて詳細に説明する。クリア
ランスセンサ８は、ヨーク８−１、センサケーシング８
−２、信号線取出部８−３、永久磁石８−４、検出線８
−５及び検出コイル８−６を具備する。

【００４６】センサケーシング８−２は、クリアランス
センサ８の各部を収めているケーシングである。一端部
は、ヨーク８−１（後述）の端部が突き出している。他
端部からは、信号線取出部８−３が突き出している。信
号線取出部８−３（後述）は、そこからケーブルＡ９
（後述）と接続している。

【００４７】永久磁石８−４は、センサケーシング８−
２内にあり、その一端部をヨーク８−１（後述）と接続
している。導体部７に磁気的影響を及ぼすための磁束を
発している円筒状の永久磁石である。磁場は、ヨーク８
−１の先端から動翼２の方向へ出ている。

【００４８】ヨーク８−１は、センサケーシング８−２
内にあり、円筒上の磁片又は金属の棒である。その一端
部を永久磁石８−４と接合し、その中間部分に検出コイ
ル８−２が巻かれている。他端部は、センサケーシング
８−２（後述）の一端部からやや突き出している。ヨー
ク８−１の先端から永久磁石８−４による磁束が出てい
る。

【００４９】検出コイル８−６は、センサケーシング８
−２内にあり、中心軸を通るヨーク８−１の周囲に巻か
れているコイルである。ヨーク８−１を介して検出コイ
ル８−６内を磁束が通過している。そこへ磁性体である
導体部７が近づくと、その磁束が変化する。その変化を
検知することにより、回転を検知する。

【００５０】検出線８−５は、センサケーシング８−２
内にあり、一端部を検出コイル８−６に、他端部を信号
取出部８−３に接続している。検出コイル（後述）で発
生した誘導起電力を取出し、信号取出部８−３へ送出す
る。

【００５１】信号取出部８−３は、複数の線を１本に束
ねて、ケーブルＡ９に送出する。

【００５２】ここで、測定原理について説明する。クリ
アランスセンサ８のヨーク８−１の近傍に磁性体である
導体部７が近づくと、検出コイル８−６を通過する磁束
が変化する。それに伴い、磁束の変化分に比例した周波
数の誘導起電力が検出コイル８−６に生じる。磁束は、
ｆ＝回転数（ｒｐｍ）×羽数／６０（Ｈｚ）の脈動をす
る。従って、それがクリアランスセンサ８の回転信号と
して出力される。検出コイル８−６中の誘導起電力の大
きさが距離により変化することから、検出コイル８−６
中に発生する誘導起電力も距離により変化する。従っ
て、誘導起電力の大きさにより、ヨーク８−１と導体部
７との距離、すなわち、動翼２と車室センサ部５−１と
のクリアランスを測定できる。

【００５３】また、次のような、誘導型変位計の原理
で、計測することも可能である。すなわち、クリアラン
スセンサ８のヨーク８−１からの磁束中を導体部７が通
過すると、導体部７上に渦電流が発生する。この渦電流
はヨーク８−１と導体部７との距離により変化する。そ
の渦電流により発生する磁力線により、検出コイル８−
６（ヨーク８−１）中の磁力線が変化し、検出コイル８
−６中に誘導起電力が発生する。渦電流の大きさが距離
により変化することから、検出コイル８−６中に発生す
る誘導起電力も距離により変化する。従って、誘導起電
力の大きさにより、ヨーク８−１と導体部７との距離、
すなわち、動翼２と車室センサ部５−１とのクリアラン
スを測定できる。

【００５４】なお、検出コイル８−６に高周波電流を流
しておき、検出コイル８−６の作り出す高周波磁界と導
体部７との相互作用により、検出コイル８−６に発生す
る誘導電流による電流変化を検出する方法を用いること
も可能である。

【００５５】続いて、図１を参照してケーブルＡ９は、
クリアランスセンサ８と制御部１０とに接続されたケー
ブルである。クリアランスセンサ８で検出したクリアラ
ンスに関する信号であるクリアランス信号を制御部１０
に伝達する。複数のケーブルの集合体である。

【００５６】制御部１０は、ケーブルＡ９からのクリア
ランス信号を受信し必要に応じて増幅する。そして、そ
の信号と較正曲線（図９：クリアランス信号と実際のク
リアランスとの関係、図示しない記憶部に保持）とに基
づいて、クリアランス（ここでは、ｇ_ｎとする）を算出
する。

【００５７】次に、そのクリアランスｇ_ｎから現在の各
動翼２の長さ（ここではＬ_ｎとする）を算出する。すな
わち、初期の動翼２の長さ（Ｌ_０とする）と初期のクリ
アランス（ｇ_０とする）との合計（Ｌ_０＋ｇ_０）から、
直前に測定したクリアランスｇ_ｎを引くと、現在の動翼
２の長さＬ_ｎとなる。Ｌ_ｎ＝（Ｌ_０＋ｇ_０）-ｇ_ｎであ
る。なお、初期の動翼２の長さＬ_０と初期のクリアラン
スｇ_０は、図示しない記憶部に保持されている。

【００５８】続いて、その現在の動翼２の長さＬ_ｎと初
期の動翼２の長さＬ_０とから、動翼２の全ひずみε＝
（Ｌ_ｎ−Ｌ_０）／Ｌ_０ を算出する。そして、現在まで
の各時点での全ひずみεと現在までの運転時間との関係
（動翼２の全ひずみの経時変化、図１８を参照）から各
動翼２のクリープの状況及び寿命を判定する。なお、ク
リアランス信号と各動翼２との対応は、回転センサ２１
（後述）からの出力に基づく回転検出部２２（後述）か
らの回転検出信号を、ケーブルＢ２３（後述）より受信
することにより行なう。

【００５９】その際、後述の動翼表面温度測定部２６に
より測定した、動翼２の表面温度の情報を参考にして、
クリープの状況及び各動翼２の寿命を判断することも可
能である。

【００６０】次に、図６及び図７を参照して、クリアラ
ンスセンサ８で検出した信号であるクリアランス信号
と、各動翼２との関係を対応付ける方法について説明す
る。

【００６１】図６は、クリアランスセンサ８で検出した
クリアランス信号と各動翼２との関係を対応付ける構成
を示す図である。動翼２、導体部７、クリアランスセン
サ８、ケーブルＡ９、回転軸４、反射部２０、回転セン
サ２１、ケーブルＢ２３、制御部１０とからなる。ま
た、制御部１０は、回転検出部２２、ピークホールド部
１８、波形出力部１９、評価解析部１３とを有する。

【００６２】動翼２、導体部７、クリアランスセンサ
８、ケーブルＡ９は、上述の説明の通りなのでその説明
を省略する。

【００６３】反射部２０は、回転軸４の外周面上の一部
分に取り付けられ、回転センサ２１（後述）から発せら
れる光を回転センサ２１方向へ反射するための反射鏡や
反射板のようなものである。回転軸４に取り付けられた
翼車３上の複数の動翼２のある１枚の位置に対応させ
て、回転軸４上に１個だけ設置されている。回転軸４上
の長手方向の設置位置は、計測上問題にならなければ任
意である。

【００６４】回転センサ２１は、回転軸４からやや離れ
て、回転軸４の外周面へ垂直に光を発せられるように、
かつ、回転しないように固定されている。回転軸４の１
周につき１回、回転センサ２１と反射部２０が対向する
位置である。回転センサ２１が内部に有する発光部（Ｌ
ＥＤ或いはレーザー発光など）からの光を回転軸４に照
射する。そして、回転軸４からの反射光を電気信号に変
えて出力する。反射光は、回転軸４の回転により反射部
２０が回転センサ２１と対向する位置に来た時のみ、非
常に強く発せられる。

【００６５】ケーブルＢ２３は、回転センサ２１と制御
部１０とを接続するケーブルである。回転センサ２１の
信号の出力を制御部１０へ送信する。

【００６６】回転検出部２２は、制御部１０にあり、回
転センサ２１からの反射光に基づく信号の強度に基づい
て、その信号強度が予め設定された値を超えた時に、回
転軸４（あるいは翼車３）が１回転したと判断し、パル
ス信号である回転検出信号を出力する。これにより、回
転の位相が判断できる。

【００６７】ピークホールド１８は、制御部１０にあ
り、クリアランスセンサ８から出力される信号（電圧）
に応じて、その電圧波形のピークホールド値であるピー
クホールド信号を出力する。そして、次の入力があるま
でその値を維持する。クリアランスセンサ８から出力さ
れる信号（電圧）は、クリアランスに基づいていること
から、各動翼２のクリアランスが全て同じであれば、ピ
ークホールド値は一定となる。

【００６８】波形出力部１９は、制御部１０にあり、回
転検出部２２、クリアランスセンサ部８及びピークホー
ルド部１８から出力された信号を受信し、必要に応じて
増幅し、評価解析部１３に送信する。

【００６９】評価解析部１３は、波形出力部１９からの
クリアランス信号、ピークホールド信号、回転検出信号
を受信する。そして、回転検出信号からクリアランス信
号と各動翼２との対応を決定する。また、クリアランス
信号から、クリアランスｇ、動翼２の長さ及び全ひずみ
εを求め、全ひずみεの経時変化に基づいて、各動翼２
のクリープの状況及び寿命を判定する。そして、ピーク
ホールド信号から、各動翼２のクリープの相違を検出す
る。

【００７０】図７を参照して、（ａ）は回転検出信号、
（ｂ）は、クリアランス信号、（ｃ）は、ピークホール
ド信号である。図中点線により、図７（ａ）〜図７
（ｃ）間の時刻の対応を示す。

【００７１】図７（ａ）において、回転検出信号の１つ
のパルスは、反射部２０において、回転センサ２１から
の光が反射されたことを示す。すなわち、１つのパルス
から次のパルスまでの間に、回転軸４が１回転してい
る。そして、パルスの発生間隔により回転周期（あるい
は回転数）が確認できる。

【００７２】次に図７（ｂ）において、クリアランス信
号の１つのパルスは、クリアランスセンサ８近傍を動翼
２の導体部７が通過したことを示す。すなわち、回転軸
４が１回転する間に、動翼２の数だけパルスが発生する
ことになる。パルス同士の間隔をチェックすることによ
り、各動翼２の先端（導体部７が設置されている付近）
間の間隔を監視することが出来る。また、パルスの振幅
（図中Ｖｘ）を調べることにより、各動翼２におけるク
リアランスの大きさを知ることが出来る。

【００７３】続いて図７（ｃ）において、ピークホール
ド信号の信号は、図７（ｂ）のクリアランス信号の１つ
のパルスの大きさを示し、次のパルスの入力があるま
で、その位置を保つ。各動翼２に対するクリアランスの
変化、すなわち、各動翼２相互のクリアランスの相違を
示している。

【００７４】次に、クリアランスセンサ８からのクリア
ランス信号の大きさを実際のリアランスに対応させるた
めの較正について説明する。クリアランス信号は電圧信
号であり、それを距離（長さ）に変換するために較正が
必要である。

【００７５】図８を参照して、クリアランスセンサ８及
びその周辺の詳細な構成を示す。図８（ａ）が側面図
（ただし、クリアランスセンサ８とセンサ取付カバー１
１との接触部分、及び、車室センサ部５−１は断面を表
示）、図８（ｂ）が正面図である。

【００７６】動翼２、車室センサ部５−１、クリアラン
スセンサ８、センサ取付カバー１１、スペーサＡ２７、
指針２８、スペーサＢ２９、ダブルナットＡ３０、ダブ
ルナットＢ３１、ネジＡ３２、ネジＢ３３及び目盛板３
４からなる。

【００７７】動翼２、車室センサ部５−１、クリアラン
スセンサ８及びセンサ取付カバー１１については、上述
の説明の通りなのでその説明を省略する。

【００７８】スペーサＡ２７及びスペーサＢ２９は、指
針２８（後述）をクリアランスセンサ８上に固定するた
めの冶具である。指針２８は、クリアランスセンサ８に
固定され、クリアランスセンサ８の動きと同じ動きをす
る指針である。ダブルナットＡ３０及びダブルナットＢ
３１は、クリアランスセンサ８を上下に動かすためのナ
ットである。ネジＡ３２及びネジＢ３３は、センサ取付
カバー１１に目盛板３４（後述）を取り付けるためのネ
ジである。目盛板３４は、指針２８によりクリアランス
センサ８の位置を示すための目盛を表示する板である。

【００７９】クリアランスセンサ８は、ダブルナットＡ
３０及びダブルナットＢ３１を動かすことにより、上下
に可動であり、その時の位置は、目盛板３４上の指針２
８の指し示す位置で把握できる。また、クリアランスセ
ンサ８は、車室５の外側に設置されているので、動翼２
の回転を停止することなく、クリアランスセンサ８の位
置を変更することが可能である。

【００８０】クリアランスセンサ８の信号からクリアラ
ンスを求めるためには、予めクリアランス信号の大きさ
を実際のクリアランスに対応させるための較正を行な
う。その為に、試運転時に初期状態でのクリアランスセ
ンサ８のヨーク８−１の先端と動翼２の頂部（導体部
７）との距離（クリアランス）を計測し、クリアランス
信号の電圧振幅を測定から求める。そして、運転を止め
ずにクリアランスセンサ８の位置を変えることにより、
クリアランスと電圧振幅との関係について測定を行な
い、図９に示すような較正曲線を求める。この操作によ
り、実際の運転時のクリアランスセンサの電圧振幅（出
力電圧）からクリアランスの大きさに換算できることを
可能にした。

【００８１】次に動翼２の表面温度を測定するための構
成について説明する。図１７は、動翼表面温度測定部及
びその周辺部を示す図である。動翼２、翼車３、翼車ケ
ーシング２４、ケーブルＣ２５及び動翼表面温度測定部
２６からなる。図１７は、図２におけるＢ部の拡大図で
ある。動翼２、翼車３、翼車ケーシング２４は上述の説
明の通りなので、その説明を省略する。

【００８２】ケーブルＣ２５は、動翼表面温度測定部２
６及び制御部１０に接続している。動翼表面温度測定部
２６の信号を制御部１０に送信するためのケーブルであ
る。

【００８３】動翼表面温度測定部２６は、動翼２の表面
温度を測定し、その温度信号を制御部１０に出力する。
制御部では、表面温度の情報も利用して、動翼２のクリ
ープの状況を判断し、寿命を判定する。

【００８４】なお、ガス１は、温度約１２０℃の、他設
備からの排ガスである。

【００８５】次に、本発明である動翼寿命評価装置の実
施の形態の動作に関して、添付図面を参照して説明す
る。

【００８６】図２を参照して、軸流送風機において、モ
ーター（図示せず）の回転により、回転軸４が、回転し
ている。その回転により、翼車３が回転し、翼車３上の
動翼２が回転軸４を中心として回転する。動翼２の回転
により、図中、車室５内の右上方より、ガス１が吸い出
され、軸流送風機において回転軸４に沿って進む。そし
て、ガス１は、動翼２の回転により、動翼２の図中右側
から左側に送り出され、最終的に車室５から外部へ送り
出される。

【００８７】次に、動翼２回転時の、クリアランスｇの
測定について説明する。まず、図８及び図９を参照し
て、軸流送風機運転に先立ち、図８の構成の機器を用い
て、クリアランスセンサ８からのクリアランス信号の較
正を行なう。そして、図９に示すようなクリアランス信
号とクリアランスｇとの関係を求める。すなわち、軸流
送風機の試運転時に、翼２の回転速度ｖを固定して、ク
リアランスセンサ８のヨーク８−１の先端と動翼２の頂
部（導体部７）との距離（クリアランスｇ）を計測し、
クリアランス信号の電圧Ｖを測定から求める。これを、
クリアランスｇを変えて、複数点で行ない、図９に示す
ような較正曲線を求める。そして、様々な動翼２の回転
速度ｖにおいて、図９のような較正曲線を求める。それ
らのデータは、図示しない制御部１０内のデータベース
に記憶される。

【００８８】次に、軸流送風機の運転時、動翼２の回転
中に、図１、図３、図６に示す動翼寿命評価装置におい
て、クリアランスｇを計測する。回転軸４の回転に伴
い、回転軸４（及び翼車３、動翼２）の１回転につき１
回、反射部２０が、回転センサ２１と対向する位置に来
る。回転センサ２１は、自身が回転軸４に向けて発する
光の反射光を常に受光している。そして、受光した光の
強度に対応した信号（電圧）を出力している。反射部２
０が回転センサ２１に対向する位置にきた場合、反射光
は非常に強くなるため、回転センサ２１から出力される
電圧はその前後に比較して大きくなる。

【００８９】回転検出部２２は、著しく電圧が大きくな
った時点で、その電圧の大きさから、反射部２０が回転
センサ２１に対向する位置に来た＝回転軸４が１回転し
たと判断する。そして、回転検出信号のパルス（図７
（ａ））を発生させる。その信号は、波形検出部１９を
経て、評価解析部１３へ送られる。回転検出信号の１つ
のパルスから次のパルスまでの間に、回転軸４が１回転
している。そして、パルスの発生間隔により回転周期
（あるいは回転数）が確認できる。

【００９０】一方、クリアランスセンサ８は、動翼２の
回転に伴う導体部７がクリアランスセンサ８近傍を通過
することに伴い、図７（ｂ）示すクリアランス信号を発
する。クリアランス信号の１つのパルスは、１枚の動翼
２の導体部７が通過したことを示す。すなわち、回転軸
４が１回転する間に、動翼２の数だけパルスが発生する
ことになる。その信号は、ピークホールド部１８及び波
形検出部１９に送れら、更に波形検出部１９を経て、評
価解析部１３へ送られる。

【００９１】本実施例では、１０枚の動翼２が用いられ
ている。図７（ｂ）中に示すＮｏ．１〜Ｎｏ．１０が、
１０枚の各動翼２に対応したクリアランス信号である。
各信号は、時間ｔ_１〜ｔ_１０において発せられている。
前述の回転検出信号との対応させることにより、どのＮ
ｏ．の動翼２の信号かを把握することが出来る。

【００９２】パルス同士の間隔をチェックすることによ
り、各動翼２の頂部（導体部７が設置されている付近）
間の間隔を監視することが出来る。すなわち、動翼２の
回転方向のゆがみを把握できる。また、パルスの振幅
（図中Ｖｘ）を調べることにより、各動翼２におけるク
リアランスの大きさを知ることが出来る。そして、各動
翼２のクリアランス信号に基づくクリアランスの経時変
化を追うことにより、図１８に示すようなクリープ曲線
を得ることが出来る。

【００９３】クリアランスセンサ８からピークホールド
部１８に送られたクリアランス信号は、ピークホールド
信号に変換される。図７（ｃ）において、ピークホール
ド信号は、図７（ｂ）のクリアランス信号の１つのパル
スの大きさ（図７（ｂ）のＶｘ）を示し、次のパルスの
入力があるまで、その大きさを保つ。ピークホールド信
号は、波形検出部１９を経て、評価解析部１３へ送られ
る。

【００９４】ピークホールド信号は、各動翼２に対する
クリアランスの変化、すなわち、各動翼２相互のクリア
ランスの相違を示している。また、この曲線から、回転
軸４あるいは翼車３に偏心があれば、それを把握するこ
とも可能である。

【００９５】制御部１０（の評価解析部１３）は、ケー
ブルＡ９からのクリアランス信号を受信し必要に応じて
増幅する。また、回転センサ２１からの出力に基づく回
転検出部２２からの回転検出信号をケーブルＢ２３より
受信する。そして、回転検出部２２からの回転検出信号
により、各クリアランス信号がどの動翼２のデータかを
決定する。それと同時に、クリアランス信号と、図示し
ない記憶部に有する較正情報（試運転時に予め計測した
クリアランス信号と実際のクリアランスとの関係）とに
基づいて、各動翼２毎にクリアランスｇ_ｎを算出する。

【００９６】次に、そのクリアランスｇ_ｎから現在の各
動翼２の長さＬ_ｎを算出する。すなわち、初期の動翼２
の長さＬ_０と初期のクリアランスｇ_０との合計（Ｌ_０＋
ｇ_０）から、直前に測定したクリアランスｇ_ｎを引く
と、現在の動翼２の長さＬ_ｎとなる。Ｌ_ｎ＝（Ｌ_０＋ｇ
_０）-ｇ_ｎである。なお、初期の動翼２の長さＬ_０と初
期のクリアランスｇ_０は、図示しない記憶部に保持され
ている。同様に、新たに算出されたクリアランスｇ_ｎ及
びＬ_ｎもまた、図示しない記憶部に保持される。

【００９７】また、クリアランスｇ_ｎから現在の各動翼
２の長さＬ_ｎを算出するのには、以下の方法でも可能で
ある。すなわち、初期ではない過去の測定のクリアラン
スｇ _ｍ及びその時の動翼２の長さＬ_ｍを用い、Ｌ_ｎ＝
（Ｌ_ｍ＋ｇ_ｍ）-ｇ_ｎ で求めることも可能である。

【００９８】次に、その現在の動翼２の長さＬ_ｎと初期
の動翼２の長さＬ_０とから、動翼２の全ひずみε＝（Ｌ
_ｎ−Ｌ_０）／Ｌ_０ を算出する。そして、現在までの各
時点での全ひずみεと現在までの運転時間との関係（動
翼２の全ひずみの経時変化、図１８を参照）から、各動
翼２のクリープの状況であるクリープ曲線を求めること
が出来る。及び寿命を判定する。

【００９９】クリープ曲線の計算は、クリープ曲線のフ
ィッティングカーブの式を予め決めておき、それまでに
測定及び計算された全ひずみεと運転時間とに基づい
て、フィッティングカーブのパラメータを最小二乗法で
決定することにより求める。そして、図１８に示すＰ_０
点を判定（予測）し、寿命とする。Ｐ_０の判定は、曲線
の曲率変化（最終段階で急激に上昇する）で行なうこと
も可能である。

【０１００】以上の動作により、軸流送風機を停止する
ことなく、各動翼２のクリープの状態（全ひずみεと運
転時間との関係）を常時リアルタイムで把握できる。そ
して、軸流送風機を停止することなく、各動翼２の寿命
を正確に把握することが可能となる。

【０１０１】一方、各動翼２の表面温度を、クリープの
状態を把握するために使用できる。動翼表面温度測定部
２６の出力は、制御部１０に送られ、上述の回転検出信
号との関係から、各動翼２の表面温度が記録される。そ
して、各動翼２が予め設定された温度（例えば２００
℃）を超えた場合、通常の場合の寿命（表面温度を考慮
しない場合の寿命）に比較して、寿命を短く判定するよ
うにする。

【０１０２】例えば、予め設定された温度を超えている
時間を累積し、その累積時間に基づいて寿命を５％短
縮、１０％短縮というように、変動させる。累積時間と
寿命を短縮させる割合との関係は、予め決定し、図示し
ない記憶部に保持しておく。

【０１０３】この動翼２の表面温度を常時リアルタイム
で把握する動作を加えることにより、軸流送風機を停止
することなく、各動翼２のクリープの状態を常時リアル
タイムでより正確に把握できる。そして、軸流送風機を
停止することなく、各動翼２の寿命をより正確に把握す
ることが可能となる。

【０１０４】図１０〜図１２は、モデル動翼を利用した
試験結果を示す。図１０において、周速Ｖ_ｆと出力電圧
Ｖとの関係を示す。縦軸は、クリアランス信号の出力電
圧Ｖ（Ｐｅａｋ ｔｏ Ｐｅａｋ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｖ
^Ｐ−Ｐ；図７（ｂ）でのＶｘ）である。横軸は、周速Ｖ
_ｆ（動翼２の頂部（導体部７）での回転周速度）であ
る。理論計算では、クリアランス信号の出力電圧Ｖは、
周速Ｖ_ｆに比例する。図１０では、高周速域で、やや出
力電圧Ｖが下がり気味であるが、確かに出力電圧Ｖは、
概ね周速Ｖ_ｆに比例している。

【０１０５】また、図１１において、クリアランスｇと
クリアランス信号の出力電圧Ｖ（周速Ｖ_ｆで正規化）と
の関係を示す。縦軸は、出力電圧Ｖ／周速Ｖ_ｆ、横軸
は、クリアランスｇである。理論計算では、出力電圧Ｖ
／周速Ｖ_ｆは、クリアランスｇの２乗に反比例する。図
１１では、図中に破線で示したクリアランスｇの２乗に
反比例する曲線に、測定点がきれいに乗っていることが
わかる。

【０１０６】図１２は、周速Ｖ_ｆ一定時での、クリアラ
ンス信号の出力電圧Ｖとクリアランスｇとの関係であ
る。縦軸は、クリアランスｇであり、横軸は出力電圧Ｖ
である。この場合も、理論計算では、出力電圧Ｖは、ク
リアランスｇの２乗に反比例する。図１２では、図中に
破線で示したクリアランスｇの２乗に反比例しているこ
とがわかる。

【０１０７】本発明により、回転軸上の翼車に取り付け
られた動翼を有する車室を有する軸流送風機において、
動翼とケーシングあるいは壁面との距離（クリアラン
ス）を、クリアランスセンサを用いて、リアルタイムに
測定することが可能となる。クリアランスセンサの種類
により、動翼の先端部に、金属片の設置や、磁性体紛や
金属紛の塗布を行なう。クリアランスセンサの種類によ
っては必要ない場合もある。

【０１０８】また、本発明により、上記方法により求め
たクリアランスに基づいて、動翼の伸び、全ひずみを、
リアルタイムに求めることが可能となる。そして、その
値に基づいて各動翼のクリープ量を求めることが可能で
ある。また、動翼同士のずれ（先端部の周方向のずれ）
を把握することも可能である。

【０１０９】更に、各動翼の表面温度をリアルタイムに
測定することが可能である。そして、その結果に基づい
て、動翼の劣化に関する情報（クリープの変化など）を
求めることが可能である。

【０１１０】上記クリープ量に基づいて各動翼の寿命を
予測することが可能である。更に、表面温度を、その予
測に取り入れ、寿命評価を行なうことも可能である。

【０１１１】本実施例においては、動翼２の頂部に導体
部７を設けていた。これは、動翼２の一部を削り、金属
体７−２を埋め込み、取付ボルトで固定し、接着樹脂７
−３で固めて形状を整えたものである。しかし、動翼２
の頂部に、単に磁性体材料を塗布することで、代替する
ことも可能である。

【０１１２】図１３は、本発明である動翼寿命評価装置
の実施の形態の別の構成を示す図である。図１３（ａ）
及び図１３（ｂ）は動翼２を翼車３から取り外した状態
の正面図及び平面図である。動翼２の頂部に磁性体材料
を塗布した導体部７’が形成されている。必要に応じ
て、セラミックス等の保護膜を塗布する。このように、
磁性体材料を塗布しただけでも金属体７−２を埋め込ん
だ場合と同様の効果を得ることが出来る。施工が簡単で
ある利点がある。反面、塗布しただけなので、短期間の
使用が望ましく、ガス１に影響されない物質であること
が望ましい。

【０１１３】本実施例において、クリアランスセンサ８
として、電磁式回転センサ（８−１〜８−６）を用いて
いた。しかし、クリアランスｇを測定できるその他のセ
ンサを使用することも可能である。

【０１１４】図１４を参照して、本発明である動翼寿命
評価装置の実施の形態の他の構成を示す図である。軸流
送風機の動翼２、車室センサ部５−１、導体部７、クリ
アランスセンサ１２、センサ取付カバー１１、ケーブル
Ａ９、制御部１０を具備する。この場合には、動翼２に
導体部７を設けることは同じである。しかし、クリアラ
ンスｇを測定できるその他のセンサとしてクリアランス
センサ１２、すなわち静電容量式センサを用いている点
が上述の例と異なる。

【０１１５】次のような測定原理で測定する。２枚の電
極を対向させて配置すると、コンデンサが構成される。
その静電容量は、電極の面積と電極間の誘電率に比例
し、距離に反比例する。導体部７を一方の電極、クリア
ランスセンサ１２内の導体を他方の電極とすれば、その
コンデンサ容量の変化を計測することにより、距離を求
めることが可能である。コンデンサ容量とクリアランス
ｇとの関係を予め計測し、較正を行なっておくことによ
り、コンデンサ容量の測定でクリアランスｇを測定でき
る。

【０１１６】クリアランスセンサ１２、すなわち静電容
量式センサの場合、図１３に示す例と同様に、金属材料
を動翼２の頂部に塗布することで対応することも可能で
ある。

【０１１７】また、図１５を参照して、本発明である動
翼寿命評価装置の実施の形態の更に他の構成を示す図で
ある。軸流送風機の動翼２、車室センサ部５−１、クリ
アランスセンサ１４、耐熱ガラス１５、センサ取付カバ
ー１６、ケーブルＡ９、制御部１０、を具備する。この
場合には、動翼２には特別な加工は施さず、クリアラン
スｇを測定できるその他のセンサとしてクリアランスセ
ンサ１４、すなわちレーザー式変位センサを用いる点
が、上述の例と異なる。それに伴い、センサ取付カバー
１６には、耐熱ガラス１５が取り付けられ、レーザー光
が出入りできるようになっている。

【０１１８】測定原理は、出力したレーザー光のパルス
が動翼２の頂部に反射して戻ってくる時間を測定し、距
離を求める。あるいは、反射光の光強度を測定し、光が
光路長の２乗に比例して減衰することから求める。パル
スの戻り時間あるいは光強度とクリアランスｇとの関係
を予め計測し、較正を行なっておくことにより、それら
の測定でクリアランスｇを測定できる。同様な原理で、
超音波も使用することが出来る。

【０１１９】また、図１６を参照して、本発明である動
翼寿命評価装置の実施の形態の更に他の構成を示す図で
ある。軸流送風機の動翼２、車室センサ部５−１、クリ
アランスセンサ１７、センサ取付カバー１１、ケーブル
Ａ９、制御部１０、を具備する。この場合にも、動翼２
には特別な加工は施さず、クリアランスｇを測定できる
その他のセンサとしてクリアランスセンサ１７、すなわ
ち圧力センサを用いる点が、上述の例と異なる。

【０１２０】測定原理は、動翼２がクリアランスセンサ
１７へ接近し、クリアランスセンサ８の正面を通過する
瞬間に、クリアランスセンサ１７近傍の圧力が高くなる
現象を利用する。圧力とクリアランスｇとの関係を予め
計測し、較正を行なっておくことにより、圧力の測定で
クリアランスｇを測定できる。

【０１２１】

【発明の効果】本発明により、軸流送風機等の動翼を有
する回転する機器の各動翼とケーシングあるいは壁面等
との距離を、リアルタイムに測定し、その値に基づいて
各動翼のクリープ量を求め、各動翼の寿命を予測するこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明である動翼寿命評価装置の実施の形態の
構成を示す図である。

【図２】本発明である動翼寿命評価装置を有する軸流送
風機の概略構成を示す図である。

【図３】本発明である動翼寿命評価装置の実施の形態の
構成のクリアランスセンサ８の詳細を示す図である。

【図４】（ａ）翼車３から取り外した状態の動翼の正面
図である。 （ｂ）図４（ａ）のＣ部を拡大した動翼及び導体部の断
面図である。

【図５】（ａ）動翼を翼車から取り外した状態の平面図
である。 （ｂ）図５（ａ）のＣ部を拡大した動翼及び導体部の平
面である。

【図６】本発明である動翼寿命評価装置の実施の形態の
クリアランスセンサで検出した信号と各動翼との関係を
対応付ける構成を示す図である。

【図７】（ａ）回転検出信号の時間変化を示す図であ
る。 （ｂ）クリアランス信号の時間変化を示す図である。 （ｃ）ピークホールド信号の時間変化を示す図である。

【図８】（ａ）本発明である動翼寿命評価装置の実施の
形態の構成のクリアランスセンサ及びその周辺の詳細な
構成を示す側面図である。 （ｂ）本発明である動翼寿命評価装置の実施の形態の構
成のクリアランスセンサ及びその周辺の詳細な構成を示
す正面図である。

【図９】クリアランス信号とクリアランスｇとの較正曲
線を示す図である。

【図１０】周速Ｖ_ｆと出力電圧Ｖとの関係を示す図であ
る。

【図１１】クリアランスｇとクリアランス信号の出力電
圧Ｖ（周速Ｖ_ｆで正規化）との関係を示す図である。

【図１２】クリアランス信号の出力電圧Ｖとクリアラン
スｇ（周速Ｖ_ｆ一定）との関係を示す図である。

【図１３】（ａ）本発明である動翼寿命評価装置の実施
の形態の別の構成を示す動翼の正面図である。 （ｂ）本発明である動翼寿命評価装置の実施の形態の別
の構成を示す動翼の平面図である。

【図１４】本発明である動翼寿命評価装置の実施の形態
の他の構成を示す図である。

【図１５】発明である動翼寿命評価装置の実施の形態の
更に他の構成を示す図である

【図１６】本発明である動翼寿命評価装置の実施の形態
の更に他の構成を示す図である

【図１７】本発明である動翼寿命評価装置の実施の形態
の動翼表面温度測定部及びその周辺部の構成を示す図で
ある。

【図１８】一定応力下におけるＦＲＰ動翼の全ひずみと
運転時間との関係（クリープ曲線）を示す。

【符号の説明】

１ ガス ２ 動翼 ３ 翼車 ４ 回転軸 ５ 車室 ５−１ 車室センサ部 ６ 軸受 ７ 導体部 ７−１ 取付ボルト ７−２ 金属体 ７−３ 接着樹脂 ７’ 導体部 ８ クリアランスセンサ ８−１ ヨーク ８−２ センサケーシング ８−３ 信号線取出部 ８−４ 永久磁石 ８−５ 検出線 ８−６ 検出コイル ９ ケーブルＡ １０ 制御部 １１ センサ取付カバー １２ クリアランスセンサ １３ 評価解析部 １４ クリアランスセンサ １５ 耐熱ガラス １６ センサ取付カバー １７ クリアランスセンサ １８ ピークホールド部 １９ 波形出力部 ２０ 反射部 ２１ 回転センサ ２２ 回転検出部 ２３ ケーブルＢ ２４ 翼車ケーシング ２５ ケーブルＣ ２６ 動翼表面温度測定部 ２７ スペーサＡ ２８ 指針 ２９ スペーサＢ ３０ ダブルナットＡ ３１ ダブルナットＢ ３２ ネジＡ ３３ ネジＢ ３４ 目盛板

フロントページの続き (72)発明者 田北 勝彦 長崎県長崎市深堀町五丁目717番１号 三菱重工業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 後藤 充成 長崎県長崎市飽の浦町１番１号 三菱重 工業株式会社長崎造船所内 (72)発明者 古閑 正憲 長崎県長崎市飽の浦町１番１号 三菱重 工業株式会社長崎造船所内 (56)参考文献 特開 平７−198312（ＪＰ，Ａ) 特開2001−32724（ＪＰ，Ａ) 特開2000−356198（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01B 7/14 F04D 29/00

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】軸流送風機の車室のケーシングに設置さ
   れ、前記軸流送風機における複数のＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ
   ｇｌａｓｓ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃ）
   動翼の各々の先端と前記車室とのクリアランスを計測す
   るクリアランスセンサと、 前記クリアランス計測結果と前記クリアランスの初期値
   と前記複数のＦＲＰ動翼の各々の初期長さとに基づい
   て、前記複数のＦＲＰ動翼の各々の全ひずみを算出する
   制御部と を 具備し、前記先端は、金属又は磁性体部分を含み、 前記クリアランスセンサは、前記金属又は磁性体部分と
   の相互作用で前記クリアランスを計測し、 前記制御部は、前記複数のＦＲＰ動翼の各々の全ひず
   み、及び、ＦＲＰ動翼の全ひずみと前記軸流送風機の運
   転時間との関係に基づいて、前記複数のＦＲＰ動翼の各
   々の寿命を評価する 動翼寿命評価装置。
2. 【請求項２】前記クリアランスセンサは、電磁式回転セ
   ンサである請求項１に記載の動翼寿命評価装置。
3. 【請求項３】前記クリアランスセンサは、静電容量式セ
   ンサである請求項１に記載の動翼寿命評価装置。
4. 【請求項４】前記複数のＦＲＰ動翼の各々の表面温度を
   計測する動翼表面温度測定部を更に具備し、 前記制御部は、前記複数のＦＲＰ動翼の各々の全ひず
   み、前記動翼表面温度計測結果、及び、ＦＲＰ動翼の全
   ひずみと表面温度と前記軸流送風機の運転時間との関係
   に基づいて前記複数のＦＲＰ動翼の各々の寿命を評価す
   る請求項１乃至３のいずれか一項に記載の動翼寿命評価
   装置。
5. 【請求項５】回転軸上の翼車に取り付けられ、先端に金
   属又は磁性体部分を含む複数のＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌ
   ａｓｓ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃ）動翼
   と、 前記複数のＦＲＰ動翼を含む車室と、 前記複数のＦＲＰ 動翼と前記車室とのクリアランスに基
   づいて、リアルタイムに前記複数のＦＲＰ動翼の各々の
   寿命を評価可能な動翼寿命評価装置とを具備し、前記動翼寿命評価装置は、 前記車室のケーシングに設置され、前記複数のＦＲＰ動
   翼の各々の先端と前記車室とのクリアランスを計測する
   クリアランスセンサと、 前記クリアランス計測結果と前記クリアランスの初期値
   と前記複数のＦＲＰ動翼の各々の初期長さとに基づい
   て、前記複数のＦＲＰ動翼の各々の全ひずみを算出する
   制御部とを備え、 前記クリアランスセンサは、前記金属又は磁性体部分と
   の相互作用で前記クリアランスを計測し、 前記制御部は、前記複数のＦＲＰ動翼の各々の全ひず
   み、及び、ＦＲＰ動翼の全ひずみと前記軸流送風機の運
   転時間との関係に基づいて、前記複数のＦＲＰ動翼の各
   々の寿命を評価する 軸流送風機。
6. 【請求項６】前記クリアランスセンサは、電磁式回転セ
   ンサである請求項５に記載の軸流送風機。
7. 【請求項７】 前記クリアランスセンサは、静電容量式セ
   ンサである請求項５に記載の軸流送風機。
8. 【請求項８】前記動翼寿命評価装置は、 前記複数のＦＲＰ動翼の各々の表面温度を計測する動翼
   表面温度測定部を更に備え、 前記制御部は、前記複数のＦＲＰ動翼の各々の全ひず
   み、前記動翼表面温度計測結果、及び、ＦＲＰ動翼の全
   ひずみと表面温度と前記軸流送風機の運転時間との関係
   に基づいて前記複数のＦＲＰ動翼の各々の寿命を評価す
   る請求項５乃至８のいずれか一項に記載の軸流送風機。
9. 【請求項９】車室のケーシングと先端に金属又は磁性体
   部分を含む複数のＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ Ｒｅ
   ｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃ）動翼とのクリアラ
   ンスを電磁気的方法で計測するステップと、 前記クリアランス計測結果と前記クリアランスの初期値
   と前記複数のＦＲＰ動翼の初期長さとに基づいて、前記
   複数のＦＲＰ動翼の各々の全ひずみを算出するステップ
   と、 前記複数のＦＲＰ動翼の各々の全ひずみ、及び、ＦＲＰ
   動翼の全ひずみと前記軸流送風機の運転時間との関係に
   基づいて、前記複数のＦＲＰ動翼の各々の寿命を評価す
   るステップとを具備する 動 翼寿命評価方法。
10. 【請求項１０】前記複数のＦＲＰ動翼の各々の表面温度
    を計測するステップを更に具備し、 前記複数のＦＲＰ動翼の各々の寿命を評価するステップ
    は、 前記複数のＦＲＰ動翼の各々の全ひずみに加えて、前記
    動翼表面温度計測結果、及び、ＦＲＰ動翼の全ひずみと
    表面温度と前記軸流送風機の運転時間との関係に基づい
    て、前記複数のＦＲＰ動翼の各々の寿命を評価する請求
    項９に記載の動翼寿命評価方法。