JPH05118805A - 翼端隙間測定装置 - Google Patents

翼端隙間測定装置

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JPH05118805A
JPH05118805A JP28697691A JP28697691A JPH05118805A JP H05118805 A JPH05118805 A JP H05118805A JP 28697691 A JP28697691 A JP 28697691A JP 28697691 A JP28697691 A JP 28697691A JP H05118805 A JPH05118805 A JP H05118805A
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JP
Japan
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probe
blade tip
discharge
moving distance
output circuit
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Withdrawn
Application number
JP28697691A
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English (en)
Inventor
Takayuki Watanabe
高幸 渡辺
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MARUWA DENKI KK
Original Assignee
MARUWA DENKI KK
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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 測定値のバラツキを少なくし、これによって
測定値に対する信頼性向上を図った翼端隙間測定装置を
提供すること。 【構成】 ケーシング51の外側から回転羽根50の翼
端50Aに向かって移動可能に装備されその先端部と翼
端との間に放電ギャップを形成するプローブ1と、この
プローブ1に移送力を付勢すると共にその移動距離情報
を出力するプローブ移送手段3と、隙間測定時にプロー
ブ1を高電位に設定する高電圧出力回路4と、プローブ
移送手段3からの移動距離情報およびプローブ1の放電
のタイミングに基づいてプローブ1の移動距離を算定す
る移動距離算定手段5とを備えている。そして、翼端と
プローブとの間に生じる放電に先行して当該放電領域全
体に、紫外線を照射する紫外線照射手段20を具備した
こと。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、翼端隙間測定装置に係
り、とくに高電圧放電を利用してタービンや圧縮器等の
ケーシングと動翼端との間の隙間を測定する翼端隙間測
定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】タービンや圧縮機等,流体の運動エネル
ギを機械的回転エネルギに変換する機器にあっては、そ
の変換効率を如何に向上させるかが、重要な課題の一つ
となっている。この種のエネルギ変換にあって、例えば
タービンにおける回転損失の減少は、それを使用する機
器全体の性能に著しい影響を及ぼす。このタービンにお
ける回転損失については、ジェットエンジンの場合、顕
著に現れる。即ち、ジェットエンジンにあっては、ター
ビンの翼端とケーシングとの間の隙間が大きいと、回転
エネルギへの変換効率が著しく低下することが一般に知
られている。このため、このジェットエンジンに於ける
変換効率の向上は、即,燃費の低減に関連することか
ら、特に長距離飛行の航空機にあっては、重要な改善項
目の一つとなっている。
【0003】一方、ジェットエンジンの場合はもとより
他の各種タービン等にあっては、何れも高温の雰囲気中
で高速回転するものであり、そのケーシングと翼端との
隙間を測定するのは容易でない。このため、近時にあっ
ては放電技術を用いた無接触の隙間測定法の研究が関係
各所で検討され進められている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例における放電技術を用いた無接触の隙間測定方法に
あっては、測定値のバラツキが大きく、従って測定値に
対する信頼性がいたって悪いという欠点があった。
【0005】
【発明に目的】本発明の目的は、かかる従来例の有する
欠点を改善し、とくに測定値のバラツキを少なくし、こ
れによって測定値に対する信頼性向上を図った翼端隙間
測定装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明では、回転羽根を
装備したケーシングの外側から回転羽根の翼端に向かっ
て移動可能に装備されその先端部と翼端との間に放電ギ
ャップを形成するプローブと、このプローブを支持し且
つその移動を案内するプローブ支持体と、プローブに移
送力を付勢すると共にその移動距離情報を出力するプロ
ーブ移送手段と、隙間測定時に前記プローブを高電位に
設定する高電圧出力回路と、プローブ移送手段からの移
動距離情報およびプローブの放電のタイミングに基づい
てプローブの移動距離を算定する移動距離算定手段とを
備えている。そして、翼端とプローブとの間に生じる放
電に先行して当該放電領域全体に紫外線を照射する紫外
線照射手段をケーシングに装備する、等の構成をとって
いる。これによって前述した目的を達成しようとするも
のである。
【0007】
【作用】まず、翼端50Aの隙間測定に際し、プローブ
移送手段3を始動させプローブ1の突起部1Aの先端を
基準零点に設定する。次に、プローブ移送手段3を作動
させてプローブ1を翼端50Aに向けて移動させる。こ
の間の移動距離に関する情報は、プローブ移送手段3か
ら移動距離算定手段5に順次おくりこまれるようになっ
ている。プローブ1の翼端50Aに向けての移動は、プ
ローブ1と翼端50Aとの間で放電が生じる点で停止さ
れる。この停止位置にかかる情報は、例えば放電情報検
出回路4Aより移動距離算定手段5に送り込まれるよう
に成っている。
【0008】移動距離算定手段5では、プローブ移送手
段3および放電情報検出回路4Aより送り込まれる情報
に基づいて以下の如くケーシング50内の壁面と翼端5
0Aとの間の隙間,即ち翼端隙間sが算定される。
【0009】「s=(L+2δ)ーLO 」;但し、Lは
プローブに移動距離,δは放電ギャップ,LO は始動時
におけるプローブの先端とケーシング内壁面との距離を
各々示す。
【0010】ここで、紫外線を照射した場合と照射しな
い場合の違い(実験結果)を、従来例と比較しながら図
3乃至図8に開示する。この内、図3乃至図6に、基準
零点設定用電極板2A側と翼端翼端50A側の両方に紫
外線を照射した場合の実験結果を示す。また、図7乃至
図8に、基準零点設定用電極板2A側と翼端翼端50A
側の何れか一方に紫外線を照射した場合の実験結果を示
す。何れも、紫外線強度を0.6[mW/cm2],プローブの放電
端の電材を黄銅とし、電流値50[mA], 湿度57%の条件下
で測定した。
【0011】この図3乃至図8からも明らかのように、
紫外線を照射した場合は明らかに測定データのバラツキ
を著しく少なくすることができる、という結果を得るこ
とができた。
【0012】
【発明の実施例】以下、本発明の一実施例を図面に従っ
て説明する。図1に示す実施例は、回転羽根50を装備
したケーシング51の外側から回転羽根50の翼端50
Aに向かって移動可能に装備されその先端部と翼端50
Aとの間に放電ギャップを形成するプローブ1を備えて
いる。また、このプローブ1の移動を案内するプローブ
支持体2と、このプローブ支持体2に装備された基準零
点設定用電極板2Aと、プローブ1に移送力を付勢する
と共にその移動距離情報を出力するプローブ移送手段3
とを備えている。
【0013】更に、隙間測定時にプローブ1を高電位に
設定する高電圧出力回路4と、プローブ移送手段3から
の移動距離情報およびプローブ1の放電のタイミングに
基づいて当該プローブ1の移動距離を算定する翼端隙間
算定手段5とを備えている。符号4Aは放電タイミング
検出回路を示し、符号5Aは翼端隙間表示部を示す。
【0014】プローブ1の一部には、当該プローブ1の
始動位置特定用の放電ギャップを形成する突設部1Aを
前述した基準零点設定用電極板2Aに対向して設けられ
ている。また、この突設部1Aと基準零点設定用電極板
2Aとの間および翼端50Aとプローブ1との間に生じ
る放電に先行して、当該各放電領域全体に紫外線を照射
する紫外線照射手段20が装備されている。
【0015】プローブ支持体1は、具体的には、一端部
が解放された断面コ字状部材によって形成されている。
この断面コ字状部材の内側の深部に、前述した基準零点
設定用電極板2が装備されている。また、プローブ1
は、プローブ支持体2と基準零点設定用電極板2Aの各
中心部に形成された貫孔2aに,絶縁部材12を介して
遊挿されている。
【0016】プローブ移送手段3は、ステッピングモー
タによってプローブ1を図1の上下方向に自在に移送し
得るように構成されている。また、プローブ1の突設部
1Aは、プローブ1が翼端50Aから離れる方向に移動
した場合にその先端が前述した基準零点設定用電極板2
Aに近接する方向に突設されている。
【0017】また、ケーシング51には、当該ケーシン
グ51の内壁と翼端50Aとの間のギャップを測定する
ための貫孔51aが設けられている。この貫孔51a
は、前述した回転羽根50の回転中心に向けて設けられ
ている。実際の測定に際しては、このケーシング51の
貫孔51aと前述したプローブ支持体1側の貫孔1a,
2aとが同一線上に位置するように、プローブ支持体2
がケーシング51上に装備されるようになっている。そ
して、プローブ1は、このプローブ支持体2側の貫孔2
aと,ケーシング51の貫孔51aに遊挿されて前述し
た翼端50Aに向けて往復移送されるように成ってい
る。
【0018】紫外線照射手段20は、紫外線を出力する
紫外線発生部21と、この紫外線発生部21から出力さ
れる紫外線の強度を制御する出力制御部22と、紫外線
を前述した測定領域に案内する光ファイバ23,24と
を備えた構成と成っている。
【0019】次に、上記実施例の動作について説明す
る。まず、翼端50Aの隙間測定に際し、プローブ移送
手段3を始動させプローブ1を幾分上下動させた後、そ
の突設部1Aの先端を基準零点設定用電極板2Aに対し
て幾分離した位置に停止させる。つぎに、高電圧出力回
路4を始動させてプローブ3を高電位に設定する。同時
に、紫外線照射手段20を作動させ、基準零点設定用電
極板2Aの前記突設部1Aが当接する領域全体に紫外線
を照射する。
【0020】その後、再びプローブ移送手段3を作動さ
せ、プローブ1を翼端50Aから離す方向に移動する。
このプローブ1の移動は、突設部1Aと基準零点設定用
電極板2Aとの間で放電が生じる点で停止される。そし
て、この突設部1Aと基準零点設定用電極板2Aとの間
の放電発生箇所をスタート点とし、プローブ移送手段3
を作動させてプローブ1を翼端50Aに向けて移動させ
る。この間の移動距離に関する情報および前述した突設
部1Aの放電停止位置に関する情報は、プローブ移送手
段3から移動距離算定手段5に順次おくりこまれるよう
になっている。
【0021】プローブ1の翼端50Aに向けての移動
は、プローブ1と翼端50Aとの間で放電が生じる点で
停止される。この停止位置にかかる情報は、始動時にお
ける放電停止位置にかかる情報と同様に放電情報検出回
路4Aより翼端隙間算定手段5に送り込まれるように成
っている。
【0022】翼端隙間算定手段5では、プローブ移送手
段3および放電情報検出回路4Aより送り込まれる情報
に基づいて以下の如くケーシング50内の壁面と翼端5
0Aとの間の隙間,即ち翼端隙間sが算定されるように
なっている。
【0023】「s=(L+2δ)ーLO 」;但し、Lは
プローブに移動距離,δは放電ギャップ,LO は始動時
におけるプローブの先端とケーシング内壁面との距離を
各々示す。
【0024】ここで、紫外線を照射した場合と照射しな
い場合の違い(実験結果)を、従来例と比較して図3乃
至図8に開示する。この内、図3乃至図6は、基準零点
設定用電極板2A側と翼端翼端50A側の両方に紫外線
を照射した場合の実験結果を示す。また、図7乃至図8
は、基準零点設定用電極板2A側と翼端翼端50A側の
何れか一方に紫外線を照射した場合の実験結果を示す。
何れも、紫外線強度を0.6[mW/cm2],プローブの放電端の
電材を黄銅とし、電流値50[mA], 湿度57%の条件下で測
定した。
【0025】この図3乃至図8からも明らかのように、
紫外線を照射した場合は明らかに測定データのバラツキ
を著しく少なくすることができ、したがって、放電ギャ
ップを一定とした場合に比較的低い放電電圧でバラツキ
の少ない信頼性の高いデータを得ることができる、とい
う利点がある。また、上記各実験結果については、当該
実験をアルゴンガス中で行うと、測定データのバラツキ
を更に小さくすることができることを発明者らは実験的
に確認することができた。
【0026】図9に他の実施例を示す。この他の実施例
は、測定に先立って基準零点を特定した場合(仮想基準
点を設けた場合)に、図1における基準零点設定用電極
板2A側の放電工程を不要とした場合を示す。この場
合、翼端隙間sは、「s=(L+2δ)ーLO 」で算定
される。その他の構成および作用効果は、前述した図1
の実施例と同一となっている。
【0027】図10乃至図11にプローブ先端部の他の
例を示す。この内、図10に示すものは、前述した高電
圧出力回路4の正極に接続される高電圧線部10aと高
電圧出力回路4の負極に設定される低電圧線部10bと
により構成すると共に、当該プローブの先端部の各端縁
を揃えた構造となっている。10cは絶縁体を示す。そ
の他の構成は前述した図1の実施例と同一と成ってい
る。
【0028】また、図11に示すプローブ先端部の他の
例実施例は、プローブ1を、高電圧出力回路4の正極に
接続される高電圧線部11aと高電圧出力回路4の負極
に接続される低電圧線部11bとにより構成すると共
に、当該プローブ1の先端部を図示の如く二つに分離
し、この分離された部分の高電圧線部11aおよび低電
圧線部11bの各端縁を翼端50Aに対向せしめる構造
とした点に特徴を備えている。その他の構成は前述した
図1の実施例と同一と成っている。
【0029】この図10乃至図11のプローブを用いる
ことにより、翼が非導電性の部材で形成されていても、
翼端の一部に導電性の部材を付着することにより前述し
た測定が可能となるという利点がある。
【0030】
【発明の効果】本発明は以上のように構成され機能する
ので、これによると、紫外線照射手段の作用により、前
述した従来例に比較してより低い放電電圧でバラツキの
少ない信頼性の高いデータを得ることができ、これがた
め、翼端隙間を高精度に測定することができる、という
従来にない優れた翼端隙間測定装置を提供することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す全体的構成図
【図2】図1の実施例における紫外線照射手段の一例を
示すブロック図
【図3乃至8】各々図1の実施例における実験結果の一
例を示す線図
【図9】本発明の他の実施例を示す全体的構成図であ
る。
【図10乃至11】それぞれプローブの他の実施例を示
す説明図である。
【符号の説明】
1 プローブ 1A プローブの突設部 2 プローブ支持体 2A 基準零点設定用電極板 3 プローブ移送手段 4 高電圧出力回路 4A 放電タイミング検出回路 5 移動距離算定手段 20 紫外線照射手段 50 回転羽根 51 ケーシング

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転羽根を装備したケーシングの外側か
    ら前記回転羽根の翼端に向かって移動可能に装備されそ
    の先端部と前記翼端との間に放電ギャップを形成するプ
    ローブと、このプローブの移動を案内するプローブ支持
    体と、前記プローブに移送力を付勢すると共にその移動
    距離情報を出力するプローブ移送手段と、隙間測定時に
    前記プローブを高電位に設定する高電圧出力回路と、前
    記プローブ移送手段からの移動距離情報および前記プロ
    ーブの放電のタイミングに基づいて前記プローブの移動
    距離を算定する移動距離算定手段とを備え、前記翼端と
    プローブとの間に生じる放電に先行して当該放電領域全
    体に紫外線を照射する紫外線照射手段を具備したことを
    特徴とする翼端隙間測定装置。
  2. 【請求項2】 回転羽根を装備したケーシングの外側か
    ら前記回転羽根の翼端に向かって移動可能に装備されそ
    の先端部と前記翼端との間に放電ギャップを形成するプ
    ローブと、このプローブの移動を案内するプローブ支持
    体と、このプローブ支持体に装備された基準零点設定用
    電極板と、前記プローブに移送力を付勢すると共にその
    移動距離情報を出力するプローブ移送手段と、隙間測定
    時に前記プローブを高電位に設定する高電圧出力回路
    と、前記プローブ移送手段からの移動距離情報および前
    記プローブの放電のタイミングに基づいて前記プローブ
    の移動距離を算定する移動距離算定手段とを備え、前記
    プローブの一部に、当該プローブの始動位置特定用の放
    電ギャップを形成する突起部を前記基準零点設定用電極
    板に対向して設けると共に、この突起部と前記基準零点
    設定用電極板との間,および前記翼端とプローブとの間
    に生じる放電に先行して,当該各放電領域全体に紫外線
    を照射する紫外線照射手段を具備したことを特徴とする
    翼端隙間測定装置。
  3. 【請求項3】 前記翼端を、前記隙間測定時に前記プロ
    ーブの正の高電位設定に対して負電位に設定することを
    特徴とした請求項1又は2記載の翼端隙間測定装置。
  4. 【請求項4】 前記プローブを、前記高電圧出力回路の
    正極に接続される高電圧線部と高電圧出力回路の負極に
    接続される低電圧線部とにより構成すると共に、当該プ
    ローブの先端部の各端縁を揃えて前記翼端に対向せしめ
    たことを特徴とする請求項1,2又は3記載の翼端隙間
    測定装置。
  5. 【請求項5】 前記プローブを、前記高電圧出力回路の
    正極に接続される高電圧線部と高電圧出力回路の負極に
    接続される低電圧線部とにより構成すると共に、当該プ
    ローブの先端部を高電圧線部と低電圧線部の二つに分離
    し、この分離された部分の高電圧線部および低電圧線部
    の各端縁を前記翼端に対向せしめる構造としたことを特
    徴とする請求項1,2,3又は4記載の翼端隙間測定装
    置。
  6. 【請求項6】 前記翼端とプローブとの間の放電および
    当該放電領域への紫外線の照射を、アルゴンガス等の安
    定ガスの雰囲気中で行わしめることを特徴とした請求項
    1,2,3,4又は5記載の翼端隙間測定装置。
JP28697691A 1991-10-07 1991-10-07 翼端隙間測定装置 Withdrawn JPH05118805A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102721361A (zh) * 2011-03-28 2012-10-10 通用电气公司 用于检查叶片尖部间隙的方法和系统
CN109238721A (zh) * 2018-08-09 2019-01-18 中国航发沈阳发动机研究所 叶片位移校准装置

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