JP6587406B2 - Compressor inspection device - Google Patents

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Description

本発明は、複数のブレードを有するコンプレッサ回転体の検査を行う検査装置に関する。   The present invention relates to an inspection apparatus that inspects a compressor rotor having a plurality of blades.

従来から、コンプレッサのハウジングに渦電流センサ等を配置し、この渦電流センサの出力を用いてコンプレッサに関する何らかのパラメータを算出する装置が知られている。このような装置として代表的なものは、コンプレッサに用いられるコンプレッサ回転体の回転数、例えば内燃機関の排気ターボチャージャのコンプレッサ回転体(インペラ)等の回転数を検出するための装置が挙げられる。   2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known an apparatus that arranges an eddy current sensor or the like in a compressor housing and calculates some parameters related to the compressor using the output of the eddy current sensor. A typical example of such a device is a device for detecting the number of rotations of a compressor rotor used in the compressor, for example, the number of revolutions of a compressor rotor (impeller) of an exhaust turbocharger of an internal combustion engine.

このようなコンプレッサ回転体の回転数を検出するための装置としては、例えば、コンプレッサ回転体を収容するコンプレッサハウジングに、コンプレッサ回転体のブレードの通過による圧力変動に応答して信号を出力する圧力センサを設けたものが提案されている(例えば、特許文献1)。特に、特許文献1に記載の装置では、圧力センサからの信号を周波数解析して信号の基本周波数を測定し、この基本周波数に基づいてコンプレッサ回転体の回転数を算出するようにしている。特許文献1によれば、圧力センサを用いることにより、コンプレッサ回転体のブレードの厚さ等に無関係にコンプレッサ回転体の回転数を検出することができるとされている。   As an apparatus for detecting the rotational speed of such a compressor rotating body, for example, a pressure sensor that outputs a signal in response to pressure fluctuation caused by passage of a blade of the compressor rotating body in a compressor housing that houses the compressor rotating body. Have been proposed (for example, Patent Document 1). In particular, the apparatus described in Patent Document 1 analyzes the frequency of the signal from the pressure sensor, measures the fundamental frequency of the signal, and calculates the rotational speed of the compressor rotor based on this fundamental frequency. According to Patent Document 1, it is said that the rotation speed of the compressor rotating body can be detected by using the pressure sensor regardless of the thickness of the blade of the compressor rotating body.

また、コンプレッサ回転体の回転数を検出する他の装置としては、コンプレッサ回転体を収容するコンプレッサハウジングに、コンプレッサ回転体のブレードに渦電流を発生させてブレードの通過を検出する回転数センサを用いたものが提案されている。特に、特許文献2に記載の回転数センサは、通電により磁界を発生するコイルと、このコイルの発生した磁界をブレードが通過する空間に放出するU字状のコアとを備えている。特許文献2によれば、斯かる回転数センサを用いることにより、検出対象がブレードのように薄くてもブレードの通過を検出することができるとされている。   Further, as another device for detecting the rotation speed of the compressor rotating body, a rotation speed sensor for detecting the passage of the blade by generating an eddy current in the blade of the compressor rotating body is used in the compressor housing that houses the compressor rotating body. What has been proposed. In particular, the rotation speed sensor described in Patent Document 2 includes a coil that generates a magnetic field when energized, and a U-shaped core that emits the magnetic field generated by the coil to a space through which the blade passes. According to Patent Document 2, by using such a rotational speed sensor, it is possible to detect the passage of the blade even if the detection target is as thin as the blade.

特開2003−240788号公報JP 2003-240788 A 特開2015−34780号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-34780

ところで、コンプレッサの製造にあたっては、コンプレッサ毎に形状誤差(設計された形状に対する誤差)等が生じてしまうことが多い。このため、例えば形状誤差の大きいコンプレッサ回転体を排除するために、コンプレッサの製造段階において、コンプレッサ回転体の形状誤差を検出することが必要である。また、コンプレッサの使用中においても、サージングや、コンプレッサのブレードの欠損や破損等の異常が生じる場合があるが、コンプレッサの適切な使用を行うためにはこれら異常を迅速に検出することが必要である。したがって、コンプレッサの製造時や使用中における上述したような検査を簡単な構成で行う検査装置が必要とされる。   By the way, in manufacturing a compressor, a shape error (an error with respect to a designed shape) or the like often occurs for each compressor. For this reason, in order to eliminate, for example, a compressor rotating body having a large shape error, it is necessary to detect the shape error of the compressor rotating body in the manufacturing stage of the compressor. In addition, abnormalities such as surging and missing or broken compressor blades may occur while the compressor is in use, but it is necessary to detect these abnormalities quickly in order to use the compressor properly. is there. Therefore, there is a need for an inspection apparatus that performs the above-described inspection at the time of manufacture or use of the compressor with a simple configuration.

そこで、上記課題に鑑みて、本発明の目的は、コンプレッサの製造時や使用中におけるコンプレッサの検査を簡単な構成で行うことができる検査装置を提供することにある。   Therefore, in view of the above problems, an object of the present invention is to provide an inspection device that can perform an inspection of a compressor with a simple configuration at the time of manufacture or use of the compressor.

上記課題を解決するために、第1の発明では、複数のブレードを有するコンプレッサ回転体の検査を行う検査装置であって、前記ブレードの径方向の端面又は軸線方向における端面と対面するように配置されたセンサと、該センサの出力に基づいて前記コンプレッサ回転体の状態を検出する検出装置とを具備し、前記センサは、該センサの前を通過する各ブレードの端面と該センサの検知部との間の距離又は該センサの前を各ブレードが通過したことを検出し、前記検出装置は、前記コンプレッサ回転体を一定角速度で回転させたときに前記センサによって検出された距離又は各ブレードの通過タイミングに基づいて前記コンプレッサ回転体の状態を検出する、検査装置が提供される。   In order to solve the above-mentioned problem, in the first invention, an inspection apparatus for inspecting a compressor rotating body having a plurality of blades, which is arranged so as to face the end face in the radial direction or the end face in the axial direction of the blade. And a detection device that detects the state of the compressor rotating body based on the output of the sensor, the sensor including an end face of each blade passing in front of the sensor, and a detection unit of the sensor The distance between each of the blades or in front of the sensor is detected, and the detection device detects the distance detected by the sensor or the passage of each blade when the compressor rotor is rotated at a constant angular velocity. An inspection device is provided that detects the state of the compressor rotor based on timing.

第2の発明では、第1の発明において、前記検出装置は、前記センサの出力に基づいて前記複数のブレードのうち少なくとも1対のブレードが前記センサの前を通過する間の時間間隔を算出し、該算出された時間間隔に基づいて前記コンプレッサ回転体の形状誤差を算出する。   In a second invention, in the first invention, the detection device calculates a time interval during which at least one pair of blades of the plurality of blades passes in front of the sensor based on an output of the sensor. Then, a shape error of the compressor rotor is calculated based on the calculated time interval.

第3の発明では、第1又は第2の発明において、前記検出装置は、前記センサの前を各ブレードが通過したときに前記センサによって検出された前記距離の最小値に基づいて前記コンプレッサ回転体の形状誤差を算出する。   According to a third aspect, in the first or second aspect, the detection device is configured such that the compressor rotating body is based on a minimum value of the distance detected by the sensor when each blade passes in front of the sensor. The shape error is calculated.

第4の発明では、第1〜第3のいずれか一つの発明において、前記検出装置は、同一のブレードが前記センサの前を複数回通過したときの前記センサによって検出された前記距離の最小値のバラツキに基づいて前記コンプレッサ回転体の振れを算出する。   In a fourth invention, in any one of the first to third inventions, the detection device is a minimum value of the distance detected by the sensor when the same blade passes a plurality of times in front of the sensor. The runout of the compressor rotating body is calculated based on the variation of the above.

本発明によれば、コンプレッサの製造時や使用中におけるコンプレッサの検査を簡単な構成で行うことができる検査装置が提供される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the test | inspection apparatus which can perform the test | inspection of the compressor at the time of manufacture or use of a compressor with a simple structure is provided.

図1は、内燃機関の排気ターボチャージャのコンプレッサを概略的に示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view schematically showing a compressor of an exhaust turbocharger of an internal combustion engine. 図2は、図1に示したコンプレッサで用いられるコンプレッサ回転体(インペラ)を概略的に示す平面図である。FIG. 2 is a plan view schematically showing a compressor rotor (impeller) used in the compressor shown in FIG. 図3は、渦電流センサによる検出原理を概略的に示す図である。FIG. 3 is a diagram schematically showing the detection principle by the eddy current sensor. 図4は、コンプレッサ回転体を回転させたときの渦電流センサの出力の推移を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the transition of the output of the eddy current sensor when the compressor rotating body is rotated. 図5は、コンプレッサ回転体を回転させたときの渦電流センサの出力の推移を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the transition of the output of the eddy current sensor when the compressor rotating body is rotated. 図6は、コンプレッサ回転体が1回転する間に検出される角速度の推移を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the transition of the angular velocity detected while the compressor rotor rotates once. 図7は、コンプレッサ回転体を概略的に示す、図2と同様な平面図である。FIG. 7 is a plan view similar to FIG. 2, schematically showing the compressor rotor. 図8は、渦電流センサの出力の推移を示す、図4と同様な図である。FIG. 8 is a view similar to FIG. 4 showing the transition of the output of the eddy current sensor. 図9は、コンプレッサ回転体と渦電流センサとを概略的に示す断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing the compressor rotor and the eddy current sensor. 図10は、渦電流センサの出力の推移を示す、図8と同様な図である。FIG. 10 is a view similar to FIG. 8 showing the transition of the output of the eddy current sensor.

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同様な構成要素には同一の参照番号を付す。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the same reference numerals are assigned to similar components.

<コンプレッサの構成>
まず、図1及び図2を参照して、本発明の検査装置により検査が行われるコンプレッサについて説明する。図1は、内燃機関の排気ターボチャージャのコンプレッサを概略的に示す断面図であり、このコンプレッサにコンプレッサ回転体の検査を行う本発明の検査装置が用いられる。また、図2は、図1に示したコンプレッサで用いられるコンプレッサ回転体(インペラ)を概略的に示す平面図である。
<Compressor configuration>
First, with reference to FIG.1 and FIG.2, the compressor in which a test | inspection is performed by the test | inspection apparatus of this invention is demonstrated. FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a compressor of an exhaust gas turbocharger of an internal combustion engine, and an inspection apparatus of the present invention for inspecting a compressor rotating body is used for this compressor. FIG. 2 is a plan view schematically showing a compressor rotating body (impeller) used in the compressor shown in FIG.

図1に示したように、コンプレッサ1は、気体の圧縮を行うコンプレッサ回転体2と、コンプレッサ回転体2を収容するハウジング3とを具備する。   As shown in FIG. 1, the compressor 1 includes a compressor rotator 2 that compresses gas and a housing 3 that houses the compressor rotator 2.

コンプレッサ回転体2は、排気ターボチャージャのタービン(図示せず)にシャフト4を介して連結される中央本体21と、中央本体21の表面上からコンプレッサ回転体2の径方向に又は軸線方向に延びる複数のブレード22とを具備する。中央本体21は、その軸線Lがシャフト4の軸線と同軸になるように、シャフト4に固定される。   The compressor rotor 2 is connected to a turbine (not shown) of an exhaust turbocharger via a shaft 4 and extends from the surface of the center body 21 in the radial direction or the axial direction of the compressor rotor 2. A plurality of blades 22. The central body 21 is fixed to the shaft 4 so that the axis L thereof is coaxial with the axis of the shaft 4.

また、図2からわかるように、本実施形態のコンプレッサ回転体2は等間隔に配置された同一形状の12枚のブレード22を有する。図2には、本明細書における説明を分かりやすくするために、ブレードに番号を付してある(B1〜B12)。なお、ブレード22の枚数は12枚に限定されるものではなく、12枚より多くても12枚より少なくてもよい。また、本実施形態のコンプレッサ回転体2では、複数のブレード22は、コンプレッサ回転体2の径方向又は軸線方向に延びるように構成されている。しかしながら、複数のブレード22は、コンプレッサ1に流入した流体を圧縮することができれば、湾曲した形状等、如何なる形状を有していてもよい。また、ブレード22は、必ずしも等間隔に配置されていなくてもよく、またブレード22の一部又は全てが他のブレードと異なる形状を有するように構成されてもよい。   As can be seen from FIG. 2, the compressor rotor 2 of the present embodiment has 12 blades 22 having the same shape and arranged at equal intervals. In FIG. 2, the blades are numbered (B1 to B12) for easy understanding of the description in the present specification. The number of blades 22 is not limited to 12 and may be more than 12 or less than 12. Further, in the compressor rotating body 2 of the present embodiment, the plurality of blades 22 are configured to extend in the radial direction or the axial direction of the compressor rotating body 2. However, the plurality of blades 22 may have any shape such as a curved shape as long as the fluid flowing into the compressor 1 can be compressed. Further, the blades 22 are not necessarily arranged at equal intervals, and a part or all of the blades 22 may be configured to have a shape different from that of the other blades.

図1を参照すると、ハウジング3は、ハウジング3の中央を通って延びる中央通路31と、中央通路31の周囲に延びる環状通路32とを有する。中央通路31の一方の端部は開いており、流体が流入する入口33を構成する。また、中央通路31の他方の端部の周りに環状通路32が配置され、この環状通路32の内側において中央通路31内にコンプレッサ回転体2が配置される。したがって、入口33から流入した流体は中央通路31を通ってコンプレッサ回転体2を介して環状通路32に流出する。   Referring to FIG. 1, the housing 3 has a central passage 31 that extends through the center of the housing 3 and an annular passage 32 that extends around the central passage 31. One end of the central passage 31 is open and constitutes an inlet 33 through which fluid flows. An annular passage 32 is disposed around the other end of the central passage 31, and the compressor rotor 2 is disposed in the central passage 31 inside the annular passage 32. Therefore, the fluid flowing in from the inlet 33 flows out through the central passage 31 and into the annular passage 32 via the compressor rotor 2.

コンプレッサ回転体2は、ハウジング3内においてその軸線L周りで回転可能である。また、コンプレッサ回転体2は、回転すると、ブレード22の径方向端部がハウジング3の内周面と僅かな隙間を開けた状態でこの内周面に沿って周方向に移動するように構成される。   The compressor rotor 2 can rotate around its axis L in the housing 3. Further, the compressor rotor 2 is configured such that, when rotated, the radial end of the blade 22 moves in the circumferential direction along the inner peripheral surface with a slight gap from the inner peripheral surface of the housing 3. The

<渦電流センサ>
また、本実施形態では、渦電流センサ5がハウジング3に設けられる。渦電流センサは、センサ検知部と計測対象の金属物質との間の距離に応じた出力を発生させるセンサである。以下、図3を参照して、渦電流センサの検出原理について簡単に説明する。
<Eddy current sensor>
In the present embodiment, the eddy current sensor 5 is provided in the housing 3. The eddy current sensor is a sensor that generates an output corresponding to the distance between the sensor detection unit and the metal material to be measured. The detection principle of the eddy current sensor will be briefly described below with reference to FIG.

渦電流センサ5は、その検知部に、交流励磁電流により磁界を発生させるコイル25を有する。コイル25が発生させる磁界Xをブレード22が通過すると、コイル25の発生させる磁界を打ち消すようにブレード22に渦電流Yが発生する。ブレード22に発生する渦電流により磁界Xの強さが変化し、この結果、コイル25に流れる電流値が変化することになる。したがって、渦電流センサ5では、ブレード22が磁界を通過することによりコイル25に流れる電流値が変化することから、コイル25に流れる電流値(出力値)を検出することによってブレード22の通過を検出するようにしている。具体的には、渦電流センサ5の出力がピークになったときを、ブレード22が渦電流センサ5の検知部の前を(すなわち、所定の角度位置を)通過したときであると判定するようにしている。したがって、渦電流センサ5では、渦電流センサ5の検知部の前をブレード22が通過したこと、すなわちブレード22の通過タイミングを検出することができる。   The eddy current sensor 5 has a coil 25 that generates a magnetic field by an alternating excitation current at its detection unit. When the blade 22 passes through the magnetic field X generated by the coil 25, an eddy current Y is generated in the blade 22 so as to cancel the magnetic field generated by the coil 25. The strength of the magnetic field X changes due to the eddy current generated in the blade 22, and as a result, the value of the current flowing through the coil 25 changes. Therefore, in the eddy current sensor 5, since the current value flowing through the coil 25 changes when the blade 22 passes through the magnetic field, the passage of the blade 22 is detected by detecting the current value (output value) flowing through the coil 25. Like to do. Specifically, it is determined that the time when the output of the eddy current sensor 5 reaches a peak is the time when the blade 22 passes in front of the detection unit of the eddy current sensor 5 (that is, a predetermined angular position). I have to. Therefore, the eddy current sensor 5 can detect that the blade 22 has passed in front of the detection unit of the eddy current sensor 5, that is, the passage timing of the blade 22.

また、渦電流センサ5では、コイル25が発生させる磁界Xをブレード22が通過したときに、ブレード22に発生する渦電流Yの大きさは、渦電流センサ5の検知部とブレード22との距離に応じて変化し、距離が小さくなるほど大きな渦電流Yが発生する。このように、ブレード22に発生する渦電流Yが大きくなると、磁界Xの強さも大きく変化し、この結果、コイル25に流れる電流値も大きく変化する。したがって、渦電流センサ5は、渦電流センサ5の検知部の前をブレード22が通過したときにおける、渦電流センサ5に対面するブレード22の端面と渦電流センサ5の検知部との距離を検出することもできる。   In the eddy current sensor 5, when the blade 22 passes the magnetic field X generated by the coil 25, the magnitude of the eddy current Y generated in the blade 22 is the distance between the detection unit of the eddy current sensor 5 and the blade 22. The larger the distance, the larger the eddy current Y is generated. As described above, when the eddy current Y generated in the blade 22 increases, the strength of the magnetic field X also changes greatly. As a result, the value of the current flowing through the coil 25 also changes greatly. Therefore, the eddy current sensor 5 detects the distance between the end surface of the blade 22 facing the eddy current sensor 5 and the detection unit of the eddy current sensor 5 when the blade 22 passes in front of the detection unit of the eddy current sensor 5. You can also

本実施形態では、渦電流センサ5は、コンプレッサ回転体2のブレード22の径方向端面22aに対面するように且つブレード22の径方向端面22aの法線方向に延びるように配置される。また、渦電流センサ5は、コンプレッサ回転体2の入口側においてハウジング3に配置される。図1に示した例では、渦電流センサ5は、コンプレッサ回転体2のブレード22の入口側端面22bに隣接してハウジング3に配置される。また、渦電流センサ5は、コンプレッサ回転体2の状態を検出する検出装置としても機能する電子制御ユニット(ECU)6に接続され、渦電流センサ5の出力信号はECU6に入力される。   In the present embodiment, the eddy current sensor 5 is disposed so as to face the radial end surface 22a of the blade 22 of the compressor rotor 2 and to extend in the normal direction of the radial end surface 22a of the blade 22. Further, the eddy current sensor 5 is disposed in the housing 3 on the inlet side of the compressor rotor 2. In the example shown in FIG. 1, the eddy current sensor 5 is disposed in the housing 3 adjacent to the inlet side end face 22 b of the blade 22 of the compressor rotor 2. The eddy current sensor 5 is connected to an electronic control unit (ECU) 6 that also functions as a detection device that detects the state of the compressor rotor 2, and an output signal of the eddy current sensor 5 is input to the ECU 6.

ここで、コンプレッサ回転体2のブレード22は、入口側から出口側に向かって徐々に温度が高くなる。これは、コンプレッサ回転体2を介して流れる流体が入口側から出口側に向かって加圧されるためである。本実施形態では、渦電流センサ5はコンプレッサ回転体2の入口側においてハウジング3に配置されるため、比較的低温の領域に配置される。このため、渦電流センサ5への熱の影響を低減することができる。   Here, the temperature of the blade 22 of the compressor rotor 2 gradually increases from the inlet side toward the outlet side. This is because the fluid flowing through the compressor rotor 2 is pressurized from the inlet side toward the outlet side. In the present embodiment, since the eddy current sensor 5 is disposed in the housing 3 on the inlet side of the compressor rotor 2, it is disposed in a relatively low temperature region. For this reason, the influence of heat on the eddy current sensor 5 can be reduced.

また、本実施形態では、センサとして渦電流センサ5が用いられている。しかしながら、センサの前を通過する各ブレードの端面とセンサの検知部との間の距離又はセンサの前を各ブレードが通過したことを検出することができれば、渦電流センサの代わりに他のセンサを用いてもよい。このようなセンサとしては、例えば、電磁ピックアップ(MPU)センサが挙げられる。MPUセンサは、その検知部内にマグネットと検出コイルとを有するセンサである。斯かるMPUセンサでは、磁性体であるブレードがMPUセンサに近づいたり離れたりすると、検出コイルを貫通する磁束が変化し、これに伴って検出コイルの誘導起電力が変化する。これにより、MPUセンサの検知部の前におけるブレード22の通過を検出することができる。   In the present embodiment, the eddy current sensor 5 is used as a sensor. However, if it is possible to detect the distance between the end face of each blade passing in front of the sensor and the detection part of the sensor or that each blade has passed in front of the sensor, another sensor can be used instead of the eddy current sensor. It may be used. An example of such a sensor is an electromagnetic pickup (MPU) sensor. The MPU sensor is a sensor having a magnet and a detection coil in its detection unit. In such an MPU sensor, when a blade, which is a magnetic body, approaches or separates from the MPU sensor, the magnetic flux penetrating the detection coil changes, and the induced electromotive force of the detection coil changes accordingly. Thereby, the passage of the blade 22 in front of the detection unit of the MPU sensor can be detected.

図4は、上述したような構成で渦電流センサ5を用いた場合における、渦電流センサ5の出力の推移を示す図である。図4(A)は、コンプレッサ回転体2の回転速度が比較的遅い場合における推移を、図4(B)は、コンプレッサ回転体2の回転速度が比較的遅い場合における推移をそれぞれ示している。   FIG. 4 is a diagram showing the transition of the output of the eddy current sensor 5 when the eddy current sensor 5 is used in the configuration as described above. 4A shows a transition when the rotation speed of the compressor rotor 2 is relatively slow, and FIG. 4B shows a transition when the rotation speed of the compressor rotor 2 is relatively slow.

上述したように、渦電流センサ5では、渦電流センサ5の検知部とその前を通過する物体(例えば、ブレード22)との間の距離が短くなるほど出力値が大きくなる。したがって、渦電流センサ5の検知部の前をブレード22が通過すると、渦電流センサ5の出力が急激に増大する。よって、図4における凸状に変化した出力はブレード22が通過したことを意味している。また、図4における凸状に変化した出力の最大値は、各ブレード22が通過したときの渦電流センサ5の検知部とブレード22の径方向端面22aとの間の距離の最小値を意味する。換言すると、図4における凸状に変化した出力の最大値は、渦電流センサ5の検知部が対面する領域における、ブレード22の径方向における幅を意味している。なお、図4中の番号は、渦電流センサ5の検知部の前を通過したブレード22の番号(B1〜B12)を示している。   As described above, in the eddy current sensor 5, the output value increases as the distance between the detection unit of the eddy current sensor 5 and the object (for example, the blade 22) passing therethrough becomes shorter. Therefore, when the blade 22 passes in front of the detection unit of the eddy current sensor 5, the output of the eddy current sensor 5 increases rapidly. Therefore, the output changed into a convex shape in FIG. 4 means that the blade 22 has passed. Further, the maximum value of the output changed into a convex shape in FIG. 4 means the minimum value of the distance between the detection portion of the eddy current sensor 5 and the radial end face 22a of the blade 22 when each blade 22 passes. . In other words, the maximum value of the output changed into a convex shape in FIG. 4 means the width in the radial direction of the blade 22 in the region where the detection unit of the eddy current sensor 5 faces. In addition, the number in FIG. 4 has shown the number (B1-B12) of the braid | blade 22 which passed in front of the detection part of the eddy current sensor 5. FIG.

図4(A)に示したように、コンプレッサ回転体2の回転速度が比較的遅い場合には、ブレード22の通過に伴って渦電流センサ5の出力値が急激に上昇及び下降すると共に、二つの隣り合うブレード22が通過する間の期間は低い値で一定に維持される。   As shown in FIG. 4A, when the rotational speed of the compressor rotor 2 is relatively slow, the output value of the eddy current sensor 5 suddenly rises and falls as the blade 22 passes, The period during which two adjacent blades 22 pass is kept constant at a low value.

一方、図4(B)に示したように、コンプレッサ回転体2の回転速度が比較的速い場合には、一つのブレード22の通過に伴って上昇した渦電流センサ5の出力値が下がりきる前に、次のブレード22の通過に伴って出力値が上昇し始める。したがって、図4(B)に示したように、二つの隣り合うブレード22が通過する間の期間においても渦電流センサ5の出力値は一定に維持されない。しかしながら、この場合であっても、渦電流センサ5の出力値が最大になった時期がブレード22の通過を示していることから、渦電流センサ5の検知部の前をブレード22が通過したことを正確に検出することができる。   On the other hand, as shown in FIG. 4B, when the rotational speed of the compressor rotor 2 is relatively high, before the output value of the eddy current sensor 5 that has risen with the passage of one blade 22 has fallen completely. In addition, the output value starts to rise as the next blade 22 passes. Therefore, as shown in FIG. 4B, the output value of the eddy current sensor 5 is not maintained constant even during the period during which two adjacent blades 22 pass. However, even in this case, since the time when the output value of the eddy current sensor 5 becomes maximum indicates the passage of the blade 22, the blade 22 has passed in front of the detection unit of the eddy current sensor 5. Can be accurately detected.

<瞬間的な角速度の検出>
また、本実施形態では、ECU6により、渦電流センサ5の出力に基づいて、コンプレッサ回転体2の瞬間的な角速度を算出するようにしている。以下では、図4を用いて、コンプレッサ回転体2の瞬間的な角速度の算出方法について説明する。図4に示した例では、第1ブレードB1が渦電流センサ5の前を通過することによって渦電流センサ5の出力がピークを示すときを時刻t1とする。同様に、第2ブレードB2、第3ブレードB3、第4ブレードB4が渦電流センサ5の前を通過することによって渦電流センサ5の出力がピークを示すときをそれぞれ時刻t2、t3、t4とする。
<Instantaneous angular velocity detection>
In this embodiment, the ECU 6 calculates the instantaneous angular velocity of the compressor rotor 2 based on the output of the eddy current sensor 5. Below, the calculation method of the instantaneous angular velocity of the compressor rotary body 2 is demonstrated using FIG. In the example shown in FIG. 4, the time t1 is the time when the output of the eddy current sensor 5 shows a peak as the first blade B1 passes in front of the eddy current sensor 5. Similarly, when the second blade B2, the third blade B3, and the fourth blade B4 pass in front of the eddy current sensor 5 and the output of the eddy current sensor 5 shows a peak, they are time t2, t3, and t4, respectively. .

この場合、渦電流センサ5の前を第1ブレードB1が通過してから第2ブレードB2が通過するまでの時間間隔Δt1は、t2−t1として表せる。一方、本実施形態では、12枚のブレードが等間隔に設けられているため、第1ブレードB1と第2ブレードB2との間の角度間隔は基本的に2π/12(rad)となっている。したがって、渦電流センサ5の前を第1ブレードB1が通過してから第2ブレードB2が通過するまでのコンプレッサ回転体2の瞬間的な角速度(以下、「第1ブレード通過後の瞬間的な角速度」という)ω1は、2π/(12×Δt1)として算出される。   In this case, the time interval Δt1 from when the first blade B1 passes before the eddy current sensor 5 to when the second blade B2 passes can be expressed as t2-t1. On the other hand, in this embodiment, since 12 blades are provided at equal intervals, the angular interval between the first blade B1 and the second blade B2 is basically 2π / 12 (rad). . Therefore, the instantaneous angular velocity of the compressor rotating body 2 from when the first blade B1 passes through the second blade B2 before the eddy current sensor 5 (hereinafter referred to as “instantaneous angular velocity after passing through the first blade”). ) 1 is calculated as 2π / (12 × Δt1).

同様に、第2ブレードB2と第3ブレードB3との時間間隔Δt2はt2−t3として表すことができ、第3ブレードB3と第4ブレードB4との時間間隔Δt3はt3−t4として表すことができる。したがって、渦電流センサ5の前を第2ブレードB2が通過してから第3ブレードB3が通過するまでのコンプレッサ回転体2の瞬間的な角速度ω2、すなわち第2ブレードB2通過後の瞬間的な角速度ω2は、2π/(12×Δt2)として算出される。同様に、渦電流センサ5の前を第3ブレードB3が通過してから第4ブレードB4が通過するまでのコンプレッサ回転体2の瞬間的な角速度ω3、すなわち第3ブレードB3通過後の瞬間的な角速度ω3は、2π/(12×Δt3)として算出される。   Similarly, the time interval Δt2 between the second blade B2 and the third blade B3 can be expressed as t2-t3, and the time interval Δt3 between the third blade B3 and the fourth blade B4 can be expressed as t3-t4. . Therefore, the instantaneous angular velocity ω2 of the compressor rotating body 2 from the passage of the second blade B2 to the passage of the third blade B3 in front of the eddy current sensor 5, that is, the instantaneous angular velocity after passing through the second blade B2. ω2 is calculated as 2π / (12 × Δt2). Similarly, the instantaneous angular velocity ω3 of the compressor rotating body 2 from the passage of the third blade B3 to the passage of the fourth blade B4 in front of the eddy current sensor 5, that is, the instantaneous moment after the passage of the third blade B3. The angular velocity ω3 is calculated as 2π / (12 × Δt3).

したがって、本実施形態によれば、ブレード22の番号をiで表すと、渦電流センサ5の出力に基づいて隣り合う対のブレード(すなわち、第iブレードBiと第(i+1)ブレードB(i+1))が渦電流センサ5の前を通過する間の時間間隔Δtiが算出される。そして、このように算出された時間間隔Δtiと、隣り合う対のブレード間の角度間隔とに基づいて、第iブレードBi通過後の瞬間的な角速度ωi、すなわちコンプレッサ回転体2の瞬間的な角速度ωiが算出される。具体的には、下記式(1)のように隣り合う対のブレード(第iブレードBiと第(i+1)ブレードB(i+1))間の角度間隔αiを、算出されたこれらブレード間の時間間隔Δtiで除算することによって第iブレード通過後の瞬間的な角速度ωiが算出される。また、N枚のブレードが周方向に等間隔に設けられたコンプレッサ回転体2では、瞬間的な角速度ωiは下記式(2)により算出される。
ωi=αi/Δti …(1)
ωi=2π/(N×Δti) …(2)
Therefore, according to the present embodiment, when the number of the blade 22 is represented by i, a pair of adjacent blades (that is, the i-th blade Bi and the (i + 1) th blade B (i + 1)) based on the output of the eddy current sensor 5. ) During the passage in front of the eddy current sensor 5 is calculated. Based on the time interval Δti calculated in this way and the angular interval between adjacent pairs of blades, the instantaneous angular velocity ωi after passing through the i-th blade Bi, that is, the instantaneous angular velocity of the compressor rotor 2. ωi is calculated. Specifically, the angular interval αi between adjacent pairs of blades (i-th blade Bi and (i + 1) -th blade B (i + 1)) as expressed by the following formula (1) is calculated as a time interval between these blades. By dividing by Δti, the instantaneous angular velocity ωi after passing through the i-th blade is calculated. Further, in the compressor rotating body 2 in which N blades are provided at equal intervals in the circumferential direction, the instantaneous angular velocity ωi is calculated by the following equation (2).
ωi = αi / Δti (1)
ωi = 2π / (N × Δti) (2)

なお、上記実施形態では、瞬間的な角速度ωは、隣り合う1対の二つのブレード22がハウジング3内の所定の角度位置(渦電流センサ5の検知部の前)を通過する時間間隔に基づいて、両ブレードが所定の角度位置を通過する間の瞬間的な角速度として算出される。しかしながら、瞬間的な角速度ωを算出するための1対のブレードは、必ずしも隣り合う二つのブレード22でなくてもよい。例えば、図5に示したように、第1ブレードB1が通過してから第3ブレードB3が通過するまでの時間間隔Δt1や、第1ブレードB1が通過してから第4ブレードB4が通過するまでの時間間隔Δt1’等、周方向に2つ以上離れたブレード間の時間間隔に基づいて瞬間的な角速度を算出してもよい。   In the above-described embodiment, the instantaneous angular velocity ω is based on the time interval at which a pair of adjacent two blades 22 pass a predetermined angular position in the housing 3 (before the detection unit of the eddy current sensor 5). Thus, it is calculated as an instantaneous angular velocity while both blades pass through a predetermined angular position. However, the pair of blades for calculating the instantaneous angular velocity ω may not necessarily be the two adjacent blades 22. For example, as shown in FIG. 5, the time interval Δt1 from the passage of the first blade B1 to the passage of the third blade B3, or the passage of the first blade B1 to the passage of the fourth blade B4. The instantaneous angular velocity may be calculated based on the time interval between two or more blades separated in the circumferential direction, such as the time interval Δt1 ′.

<角速度に関するコンプレッサ回転体の形状誤差>
ここで、コンプレッサ回転体2を一定の角速度で回転させた状態で、ECU6によってコンプレッサ回転体2の瞬間的な角速度を算出した場合の例を図6に示す。図6は、横軸がブレードの番号であり、縦軸は、対応するブレード番号のブレード通過後の瞬間的な角速度を表している。
<Shape error of compressor rotor related to angular velocity>
Here, FIG. 6 shows an example in which the instantaneous angular velocity of the compressor rotator 2 is calculated by the ECU 6 while the compressor rotator 2 is rotated at a constant angular velocity. In FIG. 6, the horizontal axis represents the blade number, and the vertical axis represents the instantaneous angular velocity after passing through the blade of the corresponding blade number.

図6に示した例では、コンプレッサ回転体2は一定の角速度で回転させられている。したがって、このとき、算出される瞬間的な角速度ωは一定の値になるはずである。しかしながら、実際には、図6に示したように、算出される瞬間的な角速度ωは必ずしも各ブレード22通過後において一定にならない。例えば、図6に示した例では、1番ブレード通過後の瞬間的な角速度に対して2番ブレード通過後の瞬間的な角速度は遅くなっている。   In the example shown in FIG. 6, the compressor rotor 2 is rotated at a constant angular velocity. Therefore, at this time, the calculated instantaneous angular velocity ω should be a constant value. However, actually, as shown in FIG. 6, the calculated instantaneous angular velocity ω is not necessarily constant after passing through each blade 22. For example, in the example shown in FIG. 6, the instantaneous angular velocity after passing through the second blade is slower than the instantaneous angular velocity after passing through the first blade.

これについて、本願の発明者らが鋭意研究を行ったところ、算出される瞬間的な角速度ωが一定の値にならない理由は、コンプレッサ回転体2のブレード22の形状誤差(形状公差範囲内での誤差)に主な原因があることを突き止めた。すなわち、コンプレッサ回転体2には各固体毎に形状誤差が存在し、この形状誤差によって、ECU6により算出される瞬間的な角速度に誤差が生じることを突き止めた。以下、図7を参照して、算出される瞬間的な角速度ωとブレード22の形状誤差との関係について説明する。   In this regard, the inventors of the present application conducted extensive research and found that the calculated instantaneous angular velocity ω does not have a constant value because the shape error of the blade 22 of the compressor rotor 2 (within the shape tolerance range). We found out that there was a main cause of error. In other words, the compressor rotor 2 has a shape error for each solid, and it has been found that this shape error causes an error in the instantaneous angular velocity calculated by the ECU 6. Hereinafter, the relationship between the calculated instantaneous angular velocity ω and the shape error of the blade 22 will be described with reference to FIG.

図7は、コンプレッサ回転体を概略的に示す、図2と同様な平面図である。図7内の破線は、コンプレッサ回転体2のブレード22が設計通りに形成されていた場合のブレード22の形状を示している。図7に示した例では、複数のブレード22は等間隔に互いに同一形状となるように設計されている。また、図7に示した例では、第2ブレードB2と第10ブレードB10は、設計上のブレード形状に対して形状誤差を有している。具体的には、第2ブレードB2が、その設計上の形状に対して周方向において第1ブレード側にシフトした形状になっている。また、第10ブレードB10が、その設計上の形状に対して径方向外側にシフトした形状になっている。   FIG. 7 is a plan view similar to FIG. 2, schematically showing the compressor rotor. 7 indicates the shape of the blade 22 when the blade 22 of the compressor rotor 2 is formed as designed. In the example shown in FIG. 7, the plurality of blades 22 are designed to have the same shape at regular intervals. In the example shown in FIG. 7, the second blade B2 and the tenth blade B10 have a shape error with respect to the designed blade shape. Specifically, the second blade B2 has a shape shifted to the first blade side in the circumferential direction with respect to the design shape. Further, the tenth blade B10 has a shape shifted radially outward from the design shape.

このようにブレード形状に誤差が生じると、ブレード間の角度間隔αが変化する。図7に示した例では、第2ブレードB2の形状が設計上の形状に対して周方向にシフトした形状となっている。この結果、渦電流センサ5と対面する領域において、第1ブレードB1と第2ブレードB2との間の実際の角度間隔が設計値β1よりも小さいα1となっている。逆に、第2ブレードB2と第3ブレードB3との間の実際の角度間隔が設計値β2よりも大きいα2となっている。したがって、第1ブレードB1と第2ブレードB2との間の実際の角度間隔α1は、第2ブレードB2と第3ブレードB3との間の実際の角度間隔α2よりも小さい。一方、角速度を算出するにあたっては、ブレード間の実際の角度間隔ではなく、設計値が用いられる。このため、コンプレッサ回転体2が一定の回転角度で回転していても、第1ブレードB1から第2ブレードB2までの時間間隔Δt1に基づく瞬間的な角速度ω1は、第2ブレードB2から第3ブレードB3までの時間間隔Δt2に基づく瞬間的な角速度ω2よりも速いものとして算出される。この結果、図6に示したように、第1ブレードB1通過後の瞬間的な角速度が第2ブレードB2通過後の瞬間的な角速度よりも速いものとして算出される。   When an error occurs in the blade shape in this way, the angular interval α between the blades changes. In the example shown in FIG. 7, the shape of the second blade B2 is a shape that is shifted in the circumferential direction with respect to the designed shape. As a result, in the region facing the eddy current sensor 5, the actual angular interval between the first blade B1 and the second blade B2 is α1, which is smaller than the design value β1. Conversely, the actual angular interval between the second blade B2 and the third blade B3 is α2, which is larger than the design value β2. Accordingly, the actual angular interval α1 between the first blade B1 and the second blade B2 is smaller than the actual angular interval α2 between the second blade B2 and the third blade B3. On the other hand, in calculating the angular velocity, a design value is used instead of the actual angular interval between the blades. Therefore, even if the compressor rotor 2 rotates at a constant rotation angle, the instantaneous angular velocity ω1 based on the time interval Δt1 from the first blade B1 to the second blade B2 is the second blade B2 to the third blade. It is calculated as being faster than the instantaneous angular velocity ω2 based on the time interval Δt2 up to B3. As a result, as shown in FIG. 6, the instantaneous angular velocity after passing through the first blade B1 is calculated to be faster than the instantaneous angular velocity after passing through the second blade B2.

また、図7に示した例では、第10ブレードB10が設計上の形状に対して周方向外側にシフトした形状となっている。この結果、第9ブレードB9と第10ブレードB10との間の実際の角度間隔が設計値β9よりも小さいα9となっている。また、第10ブレードB10と第11ブレードB11との間の実際の角度間隔が設計値β10よりも大きいα10となっている。この結果、コンプレッサ回転体2が一定の回転角度で回転していても、第9ブレードB9通過後の瞬間的な角速度が第10ブレードB10通過後の瞬間的な角速度よりも速いものとして算出される。   In the example shown in FIG. 7, the tenth blade B <b> 10 has a shape shifted outward in the circumferential direction with respect to the design shape. As a result, the actual angular interval between the ninth blade B9 and the tenth blade B10 is α9 which is smaller than the design value β9. In addition, the actual angular interval between the tenth blade B10 and the eleventh blade B11 is α10 which is larger than the design value β10. As a result, even if the compressor rotor 2 rotates at a constant rotation angle, the instantaneous angular velocity after passing through the ninth blade B9 is calculated to be faster than the instantaneous angular velocity after passing through the tenth blade B10. .

したがって、コンプレッサ回転体2のブレード22に形状誤差が生じた結果、渦電流センサ5の検知部に対面する領域において、ブレード22間の周方向の間隔に設計上の間隔に対して誤差が生じると、コンプレッサ回転体2を一定の角速度で回転させた状態でコンプレッサ回転体2が1回転する間にECU6によって算出される瞬間的な角速度が一定にならずに変化する。そこで、本実施形態では、上述したようにして算出される角速度に基づいてコンプレッサ回転体2のブレード22の形状誤差を算出するようにしている。換言すると、本実施形態では、渦電流センサ5の出力に基づいて複数のブレード22のうちの少なくとも1対のブレードが渦電流センサ5の検知部の前を通過する間の時間間隔が算出されると共に、算出された時間間隔に基づいてコンプレッサ回転体の形状誤差が算出されるといえる。   Therefore, as a result of a shape error occurring in the blade 22 of the compressor rotor 2, an error occurs in the circumferential interval between the blades 22 with respect to the design interval in the region facing the detection unit of the eddy current sensor 5. The instantaneous angular velocity calculated by the ECU 6 changes without being constant while the compressor rotor 2 rotates once while the compressor rotor 2 is rotated at a constant angular velocity. Therefore, in the present embodiment, the shape error of the blade 22 of the compressor rotor 2 is calculated based on the angular velocity calculated as described above. In other words, in this embodiment, the time interval during which at least one pair of blades 22 of the plurality of blades 22 passes in front of the detection unit of the eddy current sensor 5 is calculated based on the output of the eddy current sensor 5. At the same time, it can be said that the shape error of the compressor rotor is calculated based on the calculated time interval.

具体的には、排気ターボチャージャのタービンに一定の流速の流体(定常流)を流入させること等によって、コンプレッサ回転体2を一定の角速度で回転させる。このとき渦電流センサ5の出力に基づいて、上述したように、ECU6によりコンプレッサ回転体2が1回転する間のコンプレッサ回転体2の角速度を算出する。そして、例えば、このようにして算出されたコンプレッサ回転体2が1回転する間のコンプレッサ回転体2の角速度の最大値と最小値との間の差又は比が、予め定められた一定値以上である場合には、コンプレッサ回転体2のブレード22には大きな形状誤差が生じていると判定される。逆に、この差又は比が、予め定められた一定値未満である場合には、コンプレッサ回転体2のブレード22には大きな形状誤差は生じていないと判定される。これにより、コンプレッサ回転体2のブレード22に生じている形状誤差を正確に検出することができる。   Specifically, the compressor rotating body 2 is rotated at a constant angular velocity by, for example, flowing a fluid (steady flow) at a constant flow rate into the turbine of the exhaust turbocharger. At this time, based on the output of the eddy current sensor 5, as described above, the ECU 6 calculates the angular velocity of the compressor rotator 2 during one rotation of the compressor rotator 2. For example, the difference or ratio between the maximum value and the minimum value of the angular velocity of the compressor rotor 2 during one rotation of the compressor rotor 2 calculated in this way is equal to or greater than a predetermined value. In some cases, it is determined that a large shape error has occurred in the blade 22 of the compressor rotor 2. On the contrary, when this difference or ratio is less than a predetermined value, it is determined that there is no large shape error in the blade 22 of the compressor rotor 2. Thereby, the shape error generated in the blade 22 of the compressor rotor 2 can be accurately detected.

また、ECU6により算出された各ブレードの通過後の瞬間的な角速度に基づいて、形状誤差が生じているブレード22を特定することもできる。例えば、図6に示したように、第1ブレードB1通過後の角速度が速く且つ第2ブレードB2通過後の角速度が遅いような場合には、図7に示したように第2ブレードB2に大きな形状誤差が生じていると判定することができる。特に、ECU6によって算出された各ブレードの通過後の瞬間的な角速度のうち、一つのブレードの通過後の瞬間的な角速度のみが他のブレードの通過後の瞬間的な角速度と大きく異なる場合には、そのブレード22に破損や欠損等の異常が生じていると判定することができる。   Further, based on the instantaneous angular velocity after passing through each blade calculated by the ECU 6, it is possible to identify the blade 22 in which a shape error has occurred. For example, as shown in FIG. 6, when the angular velocity after passing through the first blade B1 is high and the angular velocity after passing through the second blade B2 is low, the second blade B2 is large as shown in FIG. It can be determined that a shape error has occurred. In particular, when only the instantaneous angular velocity after passing one blade among the instantaneous angular velocities after passing through each blade calculated by the ECU 6 is significantly different from the instantaneous angular velocity after passing through another blade. It can be determined that the blade 22 has an abnormality such as breakage or loss.

<最小距離に関するコンプレッサ回転体の形状誤差>
ところで、渦電流センサ5の検知部の前を各ブレード22が通過するときの渦電流センサ5の出力の最大値は、図8に示したように必ずしも同一ではない。図8は、渦電流センサ5の出力の推移を示す、図4と同様な図である。図8に示した例では、渦電流センサ5の検知部の前を第1ブレードB1が通過したときの出力の最大値V1は、全てのブレードについての平均最大値Vaよりも小さな値となっている。
<Shape error of compressor rotor related to minimum distance>
By the way, the maximum value of the output of the eddy current sensor 5 when each blade 22 passes in front of the detection unit of the eddy current sensor 5 is not necessarily the same as shown in FIG. FIG. 8 is a view similar to FIG. 4 showing the transition of the output of the eddy current sensor 5. In the example shown in FIG. 8, the maximum value V1 of the output when the first blade B1 passes in front of the detection unit of the eddy current sensor 5 is smaller than the average maximum value Va for all the blades. Yes.

ここで、上述したように、渦電流センサ5は、渦電流センサ5の検知部の前をブレード22が通過したときにおけるブレード22の径方向端面22aと渦電流センサ5の検知部との距離を検出することもできる。したがって、渦電流センサ5の出力の最大値が同一でないということは、各ブレード22の径方向端面22aと渦電流センサ5の検知部との距離の最小値が一定ではないことを意味している。図8に示した例では、第1ブレードB1の径方向端面22aが他のブレードB2〜B12の径方向端面22aよりも平均的に径方向内側に位置することを意味する。   Here, as described above, the eddy current sensor 5 determines the distance between the radial end surface 22a of the blade 22 and the detection unit of the eddy current sensor 5 when the blade 22 passes in front of the detection unit of the eddy current sensor 5. It can also be detected. Therefore, the fact that the maximum value of the output of the eddy current sensor 5 is not the same means that the minimum value of the distance between the radial end face 22a of each blade 22 and the detection part of the eddy current sensor 5 is not constant. . In the example shown in FIG. 8, it means that the radial end surface 22a of the first blade B1 is located on the average radial inner side than the radial end surfaces 22a of the other blades B2 to B12.

この様子を図9に示す。図9は、コンプレッサ回転体2と渦電流センサ5とを概略的に示す断面図である。図中の破線は、コンプレッサ回転体2のブレード22の設計上の形状を示している。これに対して、図中の実線は、コンプレッサ回転体2のブレード22の実際の形状を示している。したがって、図9の右側に示したブレード22は、径方向端面22aが設計上の形状よりも径方向内側にずれている場合を示している。この場合、図9の右側に示したブレード22が渦電流センサ5の検知部の前を通過すると、このときの渦電流センサ5の出力の最大値は本来出力されるべき値よりも小さい値となる。すなわち、ブレード22が通過したときに渦電流センサ5によって検出されるブレード22の径方向端面22aと渦電流センサ5との距離の最小値が、本来検出されるべき距離よりも大きな値となる。   This is shown in FIG. FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing the compressor rotor 2 and the eddy current sensor 5. The broken line in the figure indicates the design shape of the blade 22 of the compressor rotor 2. On the other hand, the solid line in the figure shows the actual shape of the blade 22 of the compressor rotor 2. Therefore, the blade 22 shown on the right side of FIG. 9 shows a case where the radial end face 22a is displaced radially inward from the designed shape. In this case, when the blade 22 shown on the right side of FIG. 9 passes in front of the detection unit of the eddy current sensor 5, the maximum value of the output of the eddy current sensor 5 at this time is smaller than the value that should be output originally. Become. That is, the minimum value of the distance between the radial end face 22a of the blade 22 and the eddy current sensor 5 detected by the eddy current sensor 5 when the blade 22 passes is larger than the distance that should be originally detected.

そこで、本実施形態では、渦電流センサ5の前を各ブレードが通過したときに渦電流センサ5によって検出されたブレード22の径方向端面22aと検知部との距離の最小値に基づいてコンプレッサ回転体の形状誤差を算出するようにしている。具体的には、全てのブレード22について、渦電流センサ5によって検出された距離の最小値が予め定められた所定の範囲(例えば、設計値から所定距離の範囲内)内の値であればブレード22には大きな形状誤差が生じていないと判定する。逆に、渦電流センサ5によって検出された距離の最小値が予め定められた所定の範囲内にないブレード22が存在するときにはそのブレード22に大きな形状誤差が存在していると判定する。   Therefore, in the present embodiment, the compressor rotates based on the minimum value of the distance between the radial end surface 22a of the blade 22 detected by the eddy current sensor 5 when each blade passes in front of the eddy current sensor 5 and the detection unit. The body shape error is calculated. Specifically, for all the blades 22, if the minimum value of the distance detected by the eddy current sensor 5 is a value within a predetermined range (for example, within a predetermined distance from the design value), the blade It is determined that 22 does not have a large shape error. Conversely, when there is a blade 22 whose minimum distance detected by the eddy current sensor 5 is not within a predetermined range, it is determined that a large shape error exists in the blade 22.

或いは、全てのブレード22について渦電流センサ5によって検出された距離の最小値の平均値を算出する。そして、各ブレード22について渦電流センサ5によって検出された距離の最小値が、算出された平均値から所定距離の範囲内にある場合には、そのブレード22には大きな形状誤差が生じていないと判定するようにしてもよい。この場合、渦電流センサ5によって検出された距離の最小値が平均値から所定距離の範囲内にないブレード22が存在するときには、そのブレード22に大きな形状誤差が存在していると判定することになる。   Alternatively, the average value of the minimum values of the distances detected by the eddy current sensor 5 for all the blades 22 is calculated. When the minimum value of the distance detected by the eddy current sensor 5 for each blade 22 is within a predetermined distance from the calculated average value, there is no large shape error in the blade 22. You may make it determine. In this case, when there is a blade 22 in which the minimum value of the distance detected by the eddy current sensor 5 is not within the predetermined distance from the average value, it is determined that there is a large shape error in the blade 22. Become.

このように、本実施形態によれば、渦電流センサ5の検知部の前を各ブレード22が通過するときにブレード22の径方向端面22aと渦電流センサ5の検知部との距離を渦電流センサ5によって検出すると共に、検出した距離に基づいてブレード22の形状誤差を算出することにより、ブレード22の径方向端面22aにおける形状誤差を算出することができる。   Thus, according to this embodiment, when each blade 22 passes in front of the detection unit of the eddy current sensor 5, the distance between the radial end surface 22a of the blade 22 and the detection unit of the eddy current sensor 5 is determined as the eddy current. By detecting by the sensor 5 and calculating the shape error of the blade 22 based on the detected distance, the shape error in the radial end face 22a of the blade 22 can be calculated.

<コンプレッサ回転体の振れ>
ところで、渦電流センサ5の検知部の前を各ブレード22が通過するときの渦電流センサ5の出力の最大値は、図10に示すように同一のブレードであっても必ずしも一定ではなく、或る程度のバラツキが生じる。図10は、渦電流センサ5の出力の推移を示す、図8と同様な図である。図10に示した例では、例えば、渦電流センサ5の検知部の前を第1ブレードB1が通過したときの出力の最大値には、複数回の計測においてΔV1のバラツキが生じている。
<Compressor runout>
By the way, the maximum value of the output of the eddy current sensor 5 when each blade 22 passes in front of the detection part of the eddy current sensor 5 is not necessarily constant even if it is the same blade as shown in FIG. A certain degree of variation occurs. FIG. 10 is a view similar to FIG. 8 showing the transition of the output of the eddy current sensor 5. In the example shown in FIG. 10, for example, the maximum value of the output when the first blade B1 passes in front of the detection unit of the eddy current sensor 5 has a variation of ΔV1 in a plurality of measurements.

このような同一ブレード22に関する渦電流センサ5の出力の最大値のバラツキ、すなわち渦電流センサ5の検知部とブレード22の径方向端面22aとの間の距離の最小値のバラツキは、例えばシャフト4とシャフト4を支持する軸受(図示せず)との間に生じる隙間に基づいて生じるものであると考えられる。すなわち、軸受との間の隙間が大きくなると、シャフト4が回転している間のシャフト4の振れが大きくなり、これに伴ってコンプレッサ回転体2の振れが大きくなることを意味する。   Such variation in the maximum value of the output of the eddy current sensor 5 with respect to the same blade 22, that is, variation in the minimum value of the distance between the detection part of the eddy current sensor 5 and the radial end surface 22 a of the blade 22 is, for example, the shaft 4. And a bearing (not shown) that supports the shaft 4. That is, when the gap between the bearing and the shaft becomes large, the shaft 4 is greatly shaken while the shaft 4 is rotating, and accordingly, the compressor rotor 2 is greatly shaken.

したがって、本実施形態では、同一のブレード22が渦電流センサ5の前を複数回通過したときの渦電流センサ5の検知部とブレード22の径方向端面22aとの間の距離の最小値のバラツキに基づいてコンプレッサ回転体の振れを算出するようにしている。そして、特定のブレード22の通過により渦電流センサ5によって複数回検出された距離の最小値のバラツキの大きさが予め定められた所定の上限値以下であれば軸受における隙間はそれほど大きくないと判定するようにしている。逆に、特定のブレード22の通過により渦電流センサ5によって複数回検出された距離の最小値のバラツキの大きさが予め定められた所定の上限値よりも大きいときには軸受における隙間は比較的大きくないと判定するようにしている。   Therefore, in the present embodiment, the variation in the minimum value of the distance between the detection unit of the eddy current sensor 5 and the radial end surface 22a of the blade 22 when the same blade 22 passes in front of the eddy current sensor 5 a plurality of times. Based on the above, the runout of the compressor rotor is calculated. Then, if the variation in the minimum value of the distance detected by the eddy current sensor 5 a plurality of times by the passage of the specific blade 22 is equal to or smaller than a predetermined upper limit value, it is determined that the clearance in the bearing is not so large. Like to do. On the contrary, when the variation of the minimum value of the distance detected by the eddy current sensor 5 a plurality of times by the passage of the specific blade 22 is larger than a predetermined upper limit value, the clearance in the bearing is not relatively large. I am trying to judge.

<他の実施形態>
以上より、上記実施形態によれば、渦電流センサ5の出力に基づいて、コンプレッサ回転体2の様々な形状誤差やコンプレッサ回転体の振れ等を算出することができる。したがって、これらをまとめて表現すると、上記実施形態によれば、コンプレッサ回転体2を一定角速度で回転させたときに、センサの前を通過する各ブレードの端面とセンサ検知部との間の距離又はセンサの前を各ブレードが通過したことを検出するセンサによって検出された距離又は各ブレードの通過タイミングに基づいてコンプレッサ回転体の状態を検出しているといえる。
<Other embodiments>
As described above, according to the above embodiment, various shape errors of the compressor rotating body 2, shakes of the compressor rotating body, and the like can be calculated based on the output of the eddy current sensor 5. Therefore, when these are expressed together, according to the above embodiment, when the compressor rotator 2 is rotated at a constant angular velocity, the distance between the end surface of each blade passing in front of the sensor and the sensor detection unit or It can be said that the state of the compressor rotor is detected based on the distance detected by the sensor that detects that each blade has passed in front of the sensor or the passage timing of each blade.

なお、本実施形態では渦電流センサ5は、ハウジング3に配置されている。しかしながら、コンプレッサ回転体2の製造時に形状誤差等の検出を行う場合には、必ずしも渦電流センサ5をハウジング3に配置する必要はない。したがって、例えば、図9に破線で示したように、渦電流センサ5’をブレード22の入口側端面22bに対面するように配置してもよい。或いは、図1及び図9に示したコンプレッサ回転体2とは異なり、コンプレッサ回転体2が入口側とは反対側の軸線方向の端面を有する場合には、渦電流センサ5をこの端面に対面するように配置してもよい。なお、渦電流センサ5を図9に破線で示したように配置した場合、ブレード22の径方向端面22aではなく、ブレード22の入口側端面22bにおける形状誤差を検出することができる。   In the present embodiment, the eddy current sensor 5 is disposed in the housing 3. However, the eddy current sensor 5 is not necessarily arranged in the housing 3 when detecting a shape error or the like when manufacturing the compressor rotor 2. Therefore, for example, as indicated by a broken line in FIG. 9, the eddy current sensor 5 ′ may be disposed so as to face the inlet side end face 22 b of the blade 22. Alternatively, unlike the compressor rotator 2 shown in FIGS. 1 and 9, when the compressor rotator 2 has an end face in the axial direction opposite to the inlet side, the eddy current sensor 5 faces the end face. You may arrange as follows. When the eddy current sensor 5 is arranged as shown by a broken line in FIG. 9, it is possible to detect a shape error not at the radial end face 22 a of the blade 22 but at the inlet end face 22 b of the blade 22.

また、上記実施形態では、渦電流センサは、内燃機関の排気ターボチャージャのコンプレッサについてコンプレッサ回転体の状態を検出している。しかしながら、検査装置は、複数のブレードを有するコンプレッサ回転体を有するコンプレッサであれば、如何なるコンプレッサにも適用可能である。したがって、例えば、軸流式圧縮機等にも適用可能である。   Moreover, in the said embodiment, the eddy current sensor has detected the state of the compressor rotary body about the compressor of the exhaust gas turbocharger of an internal combustion engine. However, the inspection apparatus can be applied to any compressor as long as it has a compressor rotating body having a plurality of blades. Therefore, for example, it is applicable also to an axial flow type compressor etc.

1 コンプレッサ
2 コンプレッサ回転体
3 ハウジング
4 シャフト
5 渦電流センサ(通過検出センサ)
6 ECU
21 中央本体
22 ブレード
25 コイル
31 中央通路
32 環状通路
33 入口
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Compressor 2 Compressor rotating body 3 Housing 4 Shaft 5 Eddy current sensor (passage detection sensor)
6 ECU
21 Central body 22 Blade 25 Coil 31 Central passage 32 Annular passage 33 Inlet

Claims (2)

複数のブレードを有するコンプレッサ回転体の検査を行う検査装置であって、
前記ブレードの径方向の端面又は軸線方向における端面と対面するように配置されたセンサと、該センサの出力に基づいて前記コンプレッサ回転体の状態を検出する検出装置とを具備し、
前記センサは、該センサの前を通過する各ブレードの端面と該センサの検知部との間の距離を検出し、
前記検出装置は、前記コンプレッサ回転体を一定角速度で回転させたときに前記センサによって検出された距離に基づいて前記コンプレッサ回転体の状態を検出し、
前記検出装置は、前記センサの前を各ブレードが通過したときに前記センサによって検出された前記距離の最小値に基づいて前記コンプレッサ回転体の形状誤差を算出し、
前記検出装置は、同一のブレードが前記センサの前を複数回通過したときの前記センサによって検出された前記距離の最小値のバラツキに基づいて前記コンプレッサ回転体の振れを算出する、検査装置。
An inspection apparatus for inspecting a compressor rotor having a plurality of blades,
A sensor arranged to face the end face in the radial direction of the blade or the end face in the axial direction, and a detection device for detecting the state of the compressor rotor based on the output of the sensor;
The sensor detects the distance between the end face and the detection portion of the sensor of each blade passing in front of the sensor,
The detection device detects the state of the compressor rotating body based on distance detected by the sensor when the compressor rotational body is rotated at a constant angular speed,
The detection device calculates a shape error of the compressor rotor based on a minimum value of the distance detected by the sensor when each blade passes in front of the sensor;
The detection device calculates a shake of the compressor rotating body based on a variation in the minimum value of the distance detected by the sensor when the same blade passes a plurality of times in front of the sensor .
前記検出装置は、前記センサの前を各ブレードが通過したことを検出し、前記センサの出力に基づいて前記複数のブレードのうち少なくとも1対のブレードが前記センサの前を通過する間の時間間隔を算出し、該算出された時間間隔に基づいて前記コンプレッサ回転体の形状誤差を算出する、請求項1に記載の検査装置。 The detection device detects that each blade has passed in front of the sensor, and based on the output of the sensor, a time interval during which at least one pair of the blades passes in front of the sensor The inspection apparatus according to claim 1, wherein a shape error of the compressor rotating body is calculated based on the calculated time interval.
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