JPH10122919A - 計測用回転トラバース装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 計測の信頼性向上を図った計測用回転トラバ
ース装置をえる。 【解決手段】 動翼ディスク２に対向して同動翼ディス
クの軸まわりに回転自在に配置される回転トラバースデ
ィスク５、動翼ディスクおよび回転トラバースディスク
間の周方向位置決め手段とを有する計測用回転トラバー
ス装置において、動翼ディスクまたは回転トラバースデ
ィスクの対向面側に取付けられる突起６、突起を周方向
に所定の間隔をあけて、挟み配置され同突起と異る側に
取付けられるストッパー４を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はガスタービン等のタ
ーボ機械の内部流計測に適用される計測用回転トラバー
ス装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ガスタービンの主要構成要素の軸流圧縮
機及び軸流タービンについて、流れ場の詳細計測を行う
ための試験装置の一型式である回転トラバース装置は、
その風上側（上流側）の動翼列と同期して回転しながら
その動翼列下流の流れパラメーター（圧力、温度等）を
計測するものである。

【０００３】空力機械である圧縮機、タービンの翼の性
能を調べるには試験による実証が不可欠であるが、通常
の試験装置は比較的大きさが小さいため、内外筒によっ
て作られるフローパス及び翼によって構成される複雑で
３次元非定常な流れ場の圧力・温度等を詳細計測するに
は不十分である。そこで改良された従来の試験装置は内
外筒を大きくして半径方向翼高さを延ばし、その分翼回
転数を落とすことにより相対的な流れ場計測の解像度を
向上させるものである。内外筒を大きくすると試験供試
翼形状は実機翼形状とは相似にならなくなるが、その断
面形状を調整して実機と等価な速度バランスを実現させ
ることにより実機流れ場をシミュレートすることができ
る。

【０００４】図５と図６に従来の試験装置の一例を示
す。負荷電動機１３によって駆動される主軸１と一体に
なって回転する動翼ディスク２の外周部には動翼３が複
数植え込まれている。内外筒１０，８で囲まれる空間内
にこの回転する動翼３及びその下流側に回転しない静翼
を配置し、実際の軸流圧縮機又はタービンの幾何形状を
模擬することもできる。翼部を通過する流れを発生させ
るには、試験装置下部に取り付けたブロア１４で空気を
吸引し、内，外筒１０，８間の流路９に流れを導入す
る。

【０００５】動翼ディスク２と対向して分割型の回転ト
ラバースディスク５が主軸１まわりに回転自在に配置さ
れる。そして後述する相対位置決め手段により保持さ
れ、同期回転する。

【０００６】回転トラバースディスク５の周囲には圧力
センサや温度センサが取付けられ、その信号は、図示し
ないが回転トラバースディスク５内の半径方向にあけら
れたケーブル導入孔を経て、後述するステップモータ１
８のケーブルと共に、主軸１の中心部に設けた引出孔か
らスリップリング１７を介して回転スキャニバルブ１６
を通じて回転場から外部の静止場へと取り出される。

【０００７】図６に示すように、動翼ディスク２には同
軸にギヤ２０があり、回転トラバースディスク５にはこ
れと噛合するギヤ１９が配置される。ギヤ１９はステッ
プモータ１８で駆動される。図中２１はボール、２２は
つばである。

【０００８】ステップモータ１８に通電中はギヤ１９，
２０の噛合による回転方向の保持力を有していて、動翼
ディスク２と回転トラバースディスク５は一体となって
回転している。そのため主軸の回転数にかかわらず両デ
ィスクに位相差は発生しない。

【０００９】回転トラバースディスク５の外周端に圧力
センサ及び温度センサを収納するプローブ７を有してお
り、上流側に位置する動翼３の発生する流れ場の情報を
取得する。本装置は動翼３と同期して回転しながら、さ
らに、隣接する２枚の動翼３間の流れの分布（周方向分
布）等を計測するために、動翼３に対してその１〜２ピ
ッチ分だけ、ステップモータ１８の作動により回転移動
してある位相を保って同期回転できるようになってい
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】前述のように動翼間の
周方向情報を得るための位相をステップモータで制御し
ている場合、停電時にはステップモータの保持力が解除
され、その位相を保持することが出来なくなることがあ
り、両ディスクは各々の慣性力に依存して自由に回転す
ることとなり、回転中であることも加わって計測者には
この状況が把握できず、正確な流動計測が出来なくなる
問題があった。又モータ制御用のコードや計測用の信号
ケーブルが回転中心軸に巻き付き断線してしまう事態に
発展することもある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため次の手段を講ずる。

【００１２】すなわち、動翼ディスクに対向して同動翼
ディスクの軸まわりに回転自在に配置される回転トラバ
ースディスクと、上記動翼ディスクおよび回転トラバー
スディスク間の周方向位置決め手段とを有する計測用回
転トラバース装置において、上記動翼ディスクまたは回
転トラバースディスクの対向面側に取付けられる突起
と、上記突起を周方向に所定の間隔をあけて、挟み配置
され同突起と異る側に取付けられるストッパーとを設け
る。

【００１３】以上において、通常は周方向位置決め手段
により動翼ディスクと回転トラバースディスクの相対位
置は、突起とストッパーの間隔の範囲内で決められる。
すなわち所定の位相差を保ちつつ両者は同期回転し計測
が行われる。

【００１４】何らかの原因で周方向位置決め手段が故障
した場合、動翼ディスクと回転トラバースディスク間の
相対位置は自由に変化するようになるが、突起がストッ
パーに当り、所定の範囲を越えてずれることが防止され
る。したがって、計測データが利用不能になるようなこ
ともなく、安心して使用できるようになる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態を図１〜図
４により説明する。

【００１６】なお、従来例で説明した部分は同一の番号
をつけ説明を省略し、この発明に関する部分を主体に説
明する。

【００１７】図１と図２にて、回転トラバースディスク
５の動翼ディスク２側に突起６を取付ける。また動翼デ
ィスク２側に、所定の周方向間隔をあけて、突起６を挟
むように２つのストッパ４を取付ける。

【００１８】以上において、通常は周方向位置決め装置
のステップモータ１８とその制御装置により、動翼ディ
スク２と回転トラバースディスク５の相対位置は、突起
６とストッパー４の間隔１１の範囲内で決められる（図
３参照）。すなわち所定の位相差を保ちつつ間隔１１内
で移動が行われ、両者は同期回転し計測が行われる。

【００１９】何らかの原因で、ステップモータ１８の電
源が切れる等の故障が発生した場合、動翼ディスク２と
回転トラバースディスク５間の相対位置は自由に変化す
るようになるが、突起６がストッパー４に当り、所定の
範囲を越えてずれることが防止される（図４参照）。し
たがって、計測データが利用不能になるようなこともな
く、安心して使用できるようになる。

【００２０】なお、ストッパー４と突起６は、上記と反
対の回転トラバースディスク５と動翼ディスク４にそれ
ぞれ取付けてもよい。

【００２１】

【発明の効果】以上に説明したように本発明は次の効果
を奏する。 （１）既存の装置に増設してその機能を発揮することが
できるため、低コストで非常時の装置保全性を確保でき
ると共に取得データの信頼性を維持できる。 （２）部品の点数も少ないため、故障は少なく、経時的
にその効果が変化することはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態の分解斜視図である。

【図２】同一形態の部分断面図である。

【図３】同一形態の作用説明図である。

【図４】同一形態の作用説明図である。

【図５】従来例の全体図である。

【図６】同従来例の動翼ディスク部の部分断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 主軸 ２ 動翼ディスク ３ 動翼 ４ ストッパー ５ 回転トラバースディスク ６ 突起 ７ プローブ ８ 外筒 ９ 流路 １０ 内筒 １１ クリアランス １２ 接触部 １３ 電動機 １４ ブロア １６ 回転スキャニバルブ １７ スリップリング １８ ステップモータ １９ ギヤ ２０ ギヤ ２１ ボール ２２ つば

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 動翼ディスクに対向して同動翼ディスク
   の軸まわりに回転自在に配置される回転トラバースディ
   スクと、上記動翼ディスクおよび回転トラバースディス
   ク間の周方向位置決め手段とを有する計測用回転トラバ
   ース装置において、上記動翼ディスクまたは回転トラバ
   ースディスクの対向面側に取付けられる突起と、上記突
   起を周方向に所定の間隔をあけて、挟み配置され同突起
   と異る側に取付けられるストッパーとを備えてなること
   を特徴とする計測用回転トラバース装置。