KR101862961B1

KR101862961B1 - 각도 측정 방법, 측정 지그

Info

Publication number: KR101862961B1
Application number: KR1020167020422A
Authority: KR
Inventors: 겐이치 아라세; 마사유키 아리사토
Original assignee: 미츠비시 히타치 파워 시스템즈 가부시키가이샤
Priority date: 2014-03-13
Filing date: 2015-03-11
Publication date: 2018-05-31
Also published as: DE112015001207T5; WO2015137394A1; KR20160104655A; JP6332740B2; JP2015175248A; CN105934589B; US10077977B2; US20160341535A1; CN105934589A

Abstract

각도 계측 방법은, 케이싱(3)의 내부에 배치되는 날개 본체(21)와, 케이싱(3)의 외부에 배치되고 날개 본체(21)와 일체로 회동하는 아암(23)을 구비하는 축류 유체 기계의 가변 정익의 각도 계측 방법으로서, 날개 본체(21)의 각도를 측정하는 측정 지그(40)를 아암(23)에 대하여 아암(23)의 회동 방향에 일정한 자세로 장착하는 지그 장착 공정과, 아암(23)의 회동 방향에 교차하는 사전결정된 각도 기준면(26a)과 측정 지그(40) 중 적어도 일부의 상대 각도를 측정하는 측정 공정을 포함한다.

Description

각도 측정 방법, 측정 지그{METHOD AND TOOL FOR MEASURING ANGLE}

본 발명은 각도 측정 방법, 측정 지그에 관한 것이다.

본원은 2014년 3월 13일자로 일본에 출원된 일본 특허 출원 제 2014-050601 호에 근거하여 우선권을 주장하며, 그 내용을 여기에 원용한다.

가스 터빈이나 터보 냉동기에서는, 기체를 압축하기 위해서, 축류 유체 기계의 일종인 축류 압축기가 이용되고 있다. 이러한 종류의 축류 유체 기계에서는, 로터의 주위에 환상으로 복수 배치되는 가변 정익(靜翼)과, 이들 가변 정익의 방향을 변화시키는 가변 정익 구동 장치를 구비하는 것이 있다.

특허문헌 1에서는, 케이싱의 내부에 스테이터 베인이 배치되는 압축기에 있어서, 스테이터 베인이, 케이싱의 외부에 배치되는 아암에 고정되어 있다. 복수의 아암에는, 유니슨 링(unison ring)과 같은 부재가 연결되어 있다. 특허문헌 1에서는, 이 유니슨 링과 같은 부재를 액추에이터에 의해 케이싱 주위로 회전시킴으로써, 각 단에 있어서의 아암의 움직임을 동기시키고 있다.

특허문헌 2에는, 내측 슈라우드와 외측 슈라우드의 사이에, 회전 가능한 베인을 구비하는 노즐 시스템이 개시되어 있다. 이 특허문헌 2의 노즐 시스템은, 베인 연장 저널의 플랜지 부재의 면으로부터 연장되는 샤프트 부재를 구비하고 있다. 이 샤프트 부재는 액추에이터에 대하여 동작 가능하게 결합되어 있다.

일본 특허 공개 제 2012-087785 호 공보 일본 특허 공개 제 2012-117524 호 공보

상술한 가변 정익은, 조립 검사시나 유지 보수시 등에, 날개 본체가 올바른 날개 각도로 되어 있는지의 여부를 검사하는 경우가 있다. 그렇지만, 날개 본체는 케이싱의 내부에 배치된다. 그 때문에, 특히, 2단째 이후에 마련되는 가변 정익의 날개 본체에 액세스하기 위해서는, 케이싱을 개방할 필요가 있다. 케이싱을 개방하는 경우, 날개 본체의 날개 각도를 검사하는 작업자의 부담이 증가된다. 그에 부가하여, 케이싱을 개방하는 것에 의해 정기 점검 일수가 대폭적으로 증가하여 축류 압축기를 이용하는 플랜트의 정지 기간이 장기화되어 버린다.

본 발명은 가변 정익의 날개 각도를 용이하게 측정할 수 있어, 작업자의 부담을 경감시킬 수 있는 각도 측정 방법, 측정 지그를 제공한다.

본 발명의 제 1 태양에 의하면, 각도 계측 방법은, 케이싱의 내부에 배치되는 날개 본체와, 상기 케이싱의 외부에 배치되며 상기 날개 본체와 일체로 회동하는 아암을 구비하는 축류 유체 기계의 가변 정익의 각도 계측 방법이다. 이 각도 계측 방법은, 상기 날개 본체의 각도를 측정하는 측정 지그를 상기 아암에 대하여 상기 아암의 회동 방향에 일정한 자세로 장착하는 지그 장착 공정을 포함한다. 이 각도 계측 방법은, 상기 아암의 회동 방향에 교차하는 사전결정된 각도 기준면과 상기 측정 지그 중 적어도 일부와의 상대 각도를 측정하는 측정 공정을 추가로 포함한다.

본 발명의 제 2 태양에 의하면, 각도 계측 방법은, 상기 제 1 태양의 각도 계측 방법에 있어서의 상기 측정 공정이, 상기 날개 본체에 날개 각도의 편차가 없는 경우에, 상기 아암의 회동 방향에 교차하는 사전결정된 각도 기준면에 대하여 평행하게 접촉하는 상기 측정 지그의 대향부와, 상기 각도 기준면의 간극을 측정하도록 해도 좋다.

본 발명의 제 3 태양에 의하면, 각도 측정 지그는, 케이싱의 내부에 배치되는 날개 본체와, 상기 케이싱의 외부에 배치되며 상기 날개 본체와 일체로 회동하는 아암을 구비하는 축류 유체 기계의 가변 정익의 각도 측정 지그이다. 이 각도 측정 지그는, 상기 아암에 대하여 적어도 상기 아암의 회동 방향에 일정한 자세로 장착 가능한 가이드부를 구비한다. 이 각도 측정 지그는, 상기 날개 본체에 날개 각도의 편차가 없는 경우에, 상기 아암의 회동 방향에 교차하는 사전결정된 각도 기준면에 대하여 평행하게 접촉하는 대향부를 추가로 구비한다.

본 발명의 제 4 태양에 의하면, 각도 측정 지그는, 상기 제 3 태양의 각도 측정 지그에 있어서의 상기 대향부가, 상기 날개 본체에 날개 각도의 편차가 없는 경우에, 상기 각도 기준면에 평행하게 접촉하는 변 또는 면을 구비하고 있어도 좋다.

상술한 각도 측정 방법, 각도 측정 지그에 의하면, 가변 정익의 날개 각도를 용이하게 측정할 수 있어, 작업자의 부담을 경감시킬 수 있다. 상술한 각도 측정 방법, 각도 측정 지그에 의하면, 케이싱을 개방하는 것에 의해 정기 점검 일수의 대폭적인 증가를 억제할 수 있어 축류 압축기를 이용하는 플랜트의 정지 기간의 단축이 가능해진다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 있어서의 축류 압축기의 요부를 도시하는 단면도,
도 2는 본 발명의 실시형태에 있어서의 가변 정익의 확대도,
도 3은 본 발명의 실시형태에 있어서의 가변 정익의 익환의 사시도,
도 4는 본 발명의 실시형태에 있어서의 로드를 직경 방향 외측에서 본 도면,
도 5는 본 발명의 실시형태에 있어서의 측정 지그의 장착 상태를 도 4의 V 방향에서 본 도면,
도 6은 도 4의 Ⅵ-Ⅵ선을 따르는 단면도,
도 7은 본 발명의 실시형태에 있어서의 측정 지그의 가이드부의 측면도,
도 8은 본 발명의 실시형태에 있어서의 각도 계측 방법의 순서를 나타내는 흐름도.

이하, 본 발명의 일 실시형태에 따른 각도 측정 방법, 각도 측정 지그를 도면에 근거하여 설명한다. 이 실시형태에 있어서는, 본 발명의 각도 측정 방법, 각도 측정 지그를, 축류 유체 기계인 축류 압축기에 적용하는 경우를 일 예로 하여 설명한다.

도 1은 이 실시형태에 있어서의 축류 압축기의 요부를 도시하는 단면도이다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 이 실시형태에 있어서의 축류 압축기(1)는 로터(2)와, 케이싱(3)과, 정익(4, 5)을 구비하고 있다.

로터(2)는 그 축선(이하, 축선(Ar)으로 함)을 중심으로 하여 케이싱(3) 등에 회전 가능하게 지지되어 있다. 이 로터(2)는 로터 본체(6)와, 복수의 동익(動翼)(7)을 구비하고 있다.

로터 본체(6)는 일체화 디스크부(8)와, 분할 디스크부(9)를 구비하고 있다.

일체화 디스크부(8)는, 복수의 로터 디스크를 일체화하여 형성되어 있다. 일체화 디스크부(8)는 축선(Ar) 방향으로 간격을 두고 복수의 대경부(10)를 구비하고 있다. 일체화 디스크부(8)는 로터(2)의 축선(Ar) 방향에 있어서의 제 1 단부(11)측에 배치되어 있다.

분할 디스크부(9)는 복수의 로터 디스크(12)를 축선(Ar) 방향으로 적층하여 형성되어 있다. 분할 디스크부(9)는 축선(Ar) 방향에 있어서의 제 2 단부(13)측에 배치되어 있다. 분할 디스크부(9)는, 상술한 일체화 디스크부(8)에 대하여, 볼트 등으로 고정되어 있다. 이 분할 디스크부(9)에 있어서의 각 로터 디스크(12)의 외주부(14)는 상술한 일체화 디스크부(8)의 대경부(10)에 상당한다.

동익(7)은 로터 본체(6)의 대경부(10), 및 로터 디스크(12)에 각각 마련되어 있다. 보다 구체적으로는, 복수의 동익(7)은 각 대경부(10), 및 로터 디스크(12)의 외주부(14)로부터 직경 방향 외측을 향하여 방사상으로 연장되어 있다. 이들 동익(7)은 축선(Ar) 방향으로 간격을 두고 복수단 마련되어 있다.

케이싱(3)은 로터(2)를 외주측으로부터 덮는 통 형상으로 형성되어 있다. 이 케이싱(3)은 축선(Ar) 방향의 제 1 단부(11)측에, 외기를 흡입하는 흡입구(15)를 구비하고 있다. 또한, 케이싱(3)은, 축선(Ar) 방향으로 제 1 단부(11)와는 반대측인 제 2 단부(13)측에, 압축 기체를 토출하는 토출구(미도시)를 구비하고 있다. 여기서, 상술한 복수의 동익(7) 중, 가장 흡입구(15)측에 배치되어 있는 동익(7)이 제 1 동익단(7a)이다. 또한, 이 제 1 동익단(7a)에 대하여 축선(Ar) 방향으로 토출구측(바꾸어 말하면, 축선(Ar) 방향으로 제 2 단부(13)측)에 인접하는 동익(7)이 제 2 동익단(7b)이다. 이하 마찬가지로, 토출구측을 향하여, 제 3 동익단(7c), 제 4 동익단(7d), … 제 n 동익단(7n)이 순차 배치되어 있다.

제 1 동익단(7a) … 제 n 동익단(7n)의 흡입구(15)측에는, 각각 정익(4) 또는 정익(5)이 배치되어 있다. 제 1 동익단(7a)의 흡입구(15)측에 배치되어 있는 복수의 정익(4)에 의해 제 1 정익단(4a)이 형성되어 있다. 또한, 제 2 동익단(7b)의 흡입구(15)측에 배치되어 있는 복수의 정익(4)에 의해 제 2 정익단(4b)이 형성되어 있다. 이하 마찬가지로, 제 3 동익단(7c), 제 4 동익단(7d), … 제 n 동익단(7n)의 축선 방향에 있어서의 흡입구(15)측에 각각 배치되어 있는 복수의 정익(4)에 의해, 제 3 정익단(4c), 제 4 정익단(4d), … 제 n 정익단(4n)이 형성되어 있다.

이러한 실시형태에 있어서의 축류 압축기(1)는, 제 1 정익단(4a) 내지 제 4 정익단(4d)까지의 각 정익(4)이 그 날개 각도를 조정 가능하게 되어 있다. 또한, 이러한 실시형태에 있어서의 축류 압축기(1)는, 제 5 정익단(4e) 이후를 형성하는 정익(5)이 그 날개 각도를 조정할 수 없도록 고정되어 있다. 바꾸어 말하면, 정익(4)은 가변 정익이며, 정익(5)은 고정 정익이다. 또한, 상술한 제 1 정익단(4a)은, 이른바 입구 안내 날개(IGV)로서 기능한다.

도 2는 본 발명의 실시형태에 있어서의 가변 정익의 확대도이다. 도 3은 본 발명의 실시형태에 있어서의 가변 정익의 익환(翼環)의 사시도이다. 이러한 도 3에 있어서는, 도시 사정상, 가동환(可動環)(26)을 아암(23)보다 직경 방향 내측에 배치하는 경우를 도시하고 있다.

도 1 내지 도 3에 도시하는 바와 같이, 가변 정익인 정익(4)은 날개 본체(21)와, 로드(22)와, 아암(23)을 구비하고 있다.

날개 본체(21)는 케이싱(3) 내부의 유체 유로(24) 내에 배치되어 있다. 이러한 실시형태에 있어서의 날개 본체(21)는, 케이싱(3)의 내주면(3a)으로부터 직경 방향 내측을 향하여, 서서히 가늘어지는 날개 프로파일로 되어 있다.

로드(22)는 날개 본체(21)의 날개 각도를 변화시키기 위한 회전축이 되는 부분이다. 로드(22)는, 각 날개 본체(21)의 회전 중심의 연장상에 직선 형상으로 연장되는 단면 원형의 기둥 형상으로 형성되어 있다. 로드(22)는 케이싱(3)을 내부로부터 외부를 향하여 관통하고 있다. 로드(22)의 직경 방향 외측의 단부(22a)는 케이싱(3)의 외부에 노출되어 있다. 이들 로드(22)는 케이싱(3)에 마련된 베어링부(미도시)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다.

아암(23)은 케이싱(3)의 외부에서 로드(22)에 대하여 일체로 고정되어 있다. 이들 아암(23)은 각 로드(22)로부터 소정의 직경 방향 외측을 향하여 연장되어 있다. 동일한 정익단의 아암(23)은 각 로드(22)로부터 각각 동일 방향을 향하여 연장되어 있다. 즉, 이들 아암(23)이 로드(22)와 함께 회동하는 것에 의해, 날개 본체(21)의 날개 각도를 조정하는 것이 가능하게 되어 있다.

이러한 실시형태의 축류 압축기(1)는 제 1 내지 제 4 정익단(4a~4d)마다 가변 정익 구동 기구(25)를 추가로 구비하고 있다. 가변 정익 구동 기구(25)는, 제 1 내지 제 4 정익단(4a~4d)에 있어서, 동일한 정익단 내에 있어서의 복수의 정익(4)의 날개 각도를, 각각 동시에 동일 각도가 되도록 조정한다. 가변 정익 구동 기구(25)는 가동환(26)과, 환지지 기구(27)와, 회전 구동 기구(28)와, 링크 기구(29)를 구비하고 있다.

가동환(26)은 케이싱(3)의 외측에 배치되는 환상으로 형성되는 부재이다. 이러한 가동환(26)에는, 상술한 아암(23)의 선단이 직경 방향으로 연장되는 회전축 방향으로 회전 가능한 상태로 연계되어 있다.

환지지 기구(27)는 로터(2)의 축선(Ar)을 회전 중심으로 하여 가동환(26)을 회전 가능하게 지지한다. 환지지 기구(27)는 케이싱(3)으로부터 직경 방향 외측을 향하여 연장되어 있다. 환지지 기구(27)는 가동환(26)의 둘레 방향으로 간격을 두고 복수 배치되어 있다. 이러한 실시형태에 있어서의 환지지 기구(27)는 가동환(26)을 직경 방향 내측으로부터 지지하는 롤러(30)를 구비하고 있다.

이들 롤러(30)는, 가동환(26)의 직경 방향 및 축선(Ar) 방향으로의 변위를 규제하면서, 둘레 방향으로만 변위 가능한 상태로 가동환(26)을 지지하고 있다.

회전 구동 기구(28)는 가동환(26)을 로터(2)의 축선(Ar) 주위로 회전시키는 기구이다.

보다 구체적으로는, 회전 구동 기구(28)는, 정익(4)이 소정의 완전 개방 상태가 되는 날개 각도에 대응한 완전 개방 위치와, 정익(4)이 소정의 완전 폐쇄 상태가 되는 날개 각도에 대응한 완전 폐쇄 위치의 사이에서, 가동환(26)을 둘레 방향으로 회전시킨다.

회전 구동 기구(28)는, 가동환(26)을 회전시키는 구동원으로서, 예를 들어 직선적으로 왕복운동 가능한 액추에이터(31)를 구비해도 좋다. 이러한 경우, 액추에이터(31)와 가동환(26)을 연계시키는 것에 의해, 가동환(26)의 회전 위치를 액추에이터(31)의 작동 위치에 따른 위치로 할 수 있다. 액추에이터(31)는 사전결정된 맵, 테이블, 수식 등에 근거하여 제어 장치(미도시)에 의해 운전 상황에 따른 작동 위치로 할 수 있다.

여기서, 상술한 축류 압축기(1)에 있어서는, 제 1 내지 제 4 정익단(4a~4d)마다 회전 구동 기구(28)를 마련하고, 제 1 내지 제 4 정익단(4a~4d)의 각 단의 가동환(26)을 개별적으로 회전시키는 경우를 설명했다. 그러나, 상기 구성에 한정되지 않는다. 예를 들면, 입구 안내 날개로서 기능하는 제 1 정익단(4a)을 제외한, 제 2 정익단(4b) 내지 제 4 정익단(4d) 중, 2개 이상의 정익단을 1조로 하고, 1조의 정익단에 있어서의 각 가동환(26)의 회전 위치를 동기시키도록 해도 좋다. 제 2 정익단(4b) 내지 제 4 정익단(4d)은 각 가동환(26)의 회전 위치를 동기시키지 않고 개별적으로 구동 제어할 수 있도록 해도 좋다.

도 4는 본 발명의 실시형태에 있어서의 로드(22)를 직경 방향 외측에서 본 도면이다.

도 2 및 도 4에 도시하는 바와 같이, 링크 기구(29)는, 케이싱(3)의 둘레 방향을 향하는 가동환(26)의 힘을, 직경 방향의 축선(Ar) 주위에 원 궤도로 변위하는 아암(23)의 선단부(23a)에 대하여 전달한다. 링크 기구(29)는 각 정익단의 가동환(26)과, 아암(23)의 선단부(23a)를 연결하는 링크편(32)을 구비하고 있다. 이들 링크편(32)은, 아암(23) 및 가동환(26)에 대하여, 각각 직경 방향을 향하는 축선(O)(도 2 참조) 주위로 회전 가능하게 지지되어 있다. 이에 의해, 가동환(26)이 회전하면, 링크편(32)은, 아암(23)을 밀고당겨서 가동환(26)의 회전량에 따라서 아암(23)을 회동시킨다.

즉, 상술한 실시형태의 축류 압축기(1)에 의하면, 회전 구동 기구(28)에 의해 가동환(26)을 회전시킴으로써, 링크 기구(29), 아암(23), 및 로드(22)를 거쳐서, 날개 본체(21)의 날개 각도를 가동환(26)의 회전 위치에 따른 각도로 할 수 있다. 이러한 실시형태의 축류 압축기(1)는, 그 기동 개시시부터 정지시까지의 사이에서, 운전 조건 등에 따라서 흡입 유량 등을 조절하기 위해, 제 1 정익단(4a) 내지 제 4 정익단(4d)의 날개 각도가 제어 장치(미도시)에 의해 적절히 변경된다.

다음에, 이러한 실시형태에 있어서의 측정 지그를 도면에 근거하여 설명한다.

도 5는 본 발명의 실시형태에 있어서의 측정 지그의 장착 상태를 도 4의 V 방향에서 본 도면이다. 도 6은 도 4의 Ⅵ-Ⅵ선을 따르는 단면도이다. 도 7은 본 발명의 실시형태에 있어서의 측정 지그의 가이드부의 측면도이다.

도 4 내지 도 7에 도시하는 바와 같이, 이러한 실시형태에 있어서의 측정 지그(40)는, 가변 정익인 제 1 정익단(4a) 내지 제 4 정익단(4d)에 있어서, 각 정익(4)의 날개 각도를 측정하기 위한 지그이다. 측정 지그(40)는 가이드부(41)와, 대향부(42)를 구비하고 있다. 가이드부(41)는 상술한 아암(23)에 착탈 가능하게 되어 있다. 가이드부(41)는, 아암(23)에 대하여 적어도, 아암(23)의 회동 방향에 일정한 자세로 장착된다. 여기서, 아암(23)의 회동 방향에 일정한 자세란, 아암(23)의 회전 방향에 있어서, 아암(23)과 가이드부(41)의 상대 각도가 일정한 상태를 보지하는 것을 의미하고 있다. 즉, 만일 아암(23)이 회동했다면, 아암(23)과 함께 가이드부(41)도 동일한 각도만큼 변위한다.

가이드부(41)는 아암(23)의 기부측에 가압되어 장착된다. 가이드부(41)는 주 판부(43)와, 다리부(44)와, 핀부(45)를 구비하고 있다. 주 판부(43)는 평면에서 보아 아암(23)보다 약간 큰 판 형상으로 형성되어 있다. 보다 구체적으로는, 주 판부(43)는, 평면에서 보아 장방형의 아암(23)보다, 그 폭 치수가 약간 큰 장방형의 평판 형상으로 형성되어 있다. 주 판부(43)에는, 상술한 로드(22)의 연장상(바꾸어 말하면, 직경 방향 외측의 위치)에, 관통 구멍(46)을 구비하고 있다. 관통 구멍(46)은 로드(22)의 직경과 동등한 내경을 갖고 있다. 이러한 관통 구멍(46)에 의해, 로드(22)로부터 직경 방향 외측으로 돌출되는 볼트 등의 부재와 주 판부(43)의 간섭을 회피하고 있다.

다리부(44)는 아암(23)에 접촉하며, 아암(23)에 대하여 항상 회동 방향에 있어서의 가이드부(41)의 상대 위치를 일정하게 한다. 다리부(44)는 복수 마련되어 있다. 이러한 실시형태에 있어서의 가이드부(41)는 다리부(44)를 2개 구비하고 있다. 이들 다리부(44)는 주 판부(43)의 2개의 장변 중 제 1 장변(50)측으로부터 아암(23)을 향하여 연장되어 있다. 이들 다리부(44)는 제 1 장변(50)이 연장되는 방향으로 각각 이격되어 배치되어 있다. 이러한 실시형태에 있어서의 다리부(44)는 각각 주 판부(43)의 장방형의 코너부(43a)로부터 아암(23)측으로 연장되어 있다.

다리부(44)는, 그 선단에, 제 1 장변(50)을 포함하는 아암(23)의 상연부의 형상에 대응하는 오목부(47)(도 5 및 도 7 참조)를 구비하고 있다. 오목부(47)는 아암(23)의 상면과 평행하게 대향하는 제 1 대향면(48)과 아암(23)의 측면과 평행하게 대향하는 제 2 대향면(49)을 구비하고 있다. 이들 오목부(47)에는, 제 1 장변(50)측에 있어서 아암(23)의 상면과 측면에 의해 형성되는 코너부(51)가 끼워진다. 오목부(47)에 아암(23)의 코너부(51)가 끼워지는 것에 의해, 다리부(44)의 선단은 아암(23)의 코너부(51)에 대하여 아암(23)의 폭 방향, 및 직경 방향의 위치 결정이 이루어진다.

핀부(45)는 아암(23)에 대한 주 판부(43)의 거리를 일정하게 보지한다. 이러한 실시형태에 있어서의 가이드부(41)는 2개의 핀부(45)를 구비하고 있다. 이들 핀부(45)는 다리부(44)에 대하여 가이드부(41)의 단변 방향으로 이격되어 배치된다. 이들 핀부(45)는 각각 아암(23)의 제 2 장변(52)이 연장되는 방향으로 이격되어 배치된다. 이러한 실시형태에 있어서는, 핀부(45)의 기부에 수나사가 형성되어 있으며, 이 수나사가 주 판부(43)에 형성된 암나사에 끼워 넣어지는 것에 의해, 핀부(45)가 주 판부(43)에 고정되어 있다.

이들 핀부(45)는 주 판부(43)의 제 2 장변(52)측으로부터 아암(23)을 향하여 연장되는 기둥 형상으로 형성되어 있다. 핀부(45)의 선단은 아암(23)의 상면을 향하여 축경되어 있으며, 그 단부면이 아암(23)의 상면에 접촉 가능하게 되어 있다. 핀부(45)의 길이는, 상술한 다리부(44)의 기부로부터 제 1 대향면(48)까지의 길이(L1)와 동등한 길이(L2)로 되어 있다. 즉, 가이드부(41)를 아암(23)에 장착함으로써, 아암(23)의 상면과 가이드부(41)의 주 판부(43)가 서로 평행하게 된다.

대향부(42)는 가동환(26)의 측면(26a)(각도 기준면)에 대한 아암(23)의 각도를 계측하기 위한 부분이다. 이러한 대향부(42)는 가이드부(41)에 평행한 판 형상으로 형성되어 있다. 대향부(42)는 상술한 가이드부(41)의 가동환(26)측(바꾸어 말하면, 아암(23)의 선단부(23a)측)에 용접 등에 의해 고정되어 있다. 대향부(42)는, 날개 본체(21)에 날개 각도의 편차가 없는 경우에, 가동환(26)의 측면(26a)에 평행하게 접촉하는 접촉부(53)(도 4 참조)를 구비하고 있다.

이러한 실시형태의 접촉부(53)는, 날개 본체(21)에 날개 각도의 편차가 없는 경우에, 가동환(26)의 측면(26a)에 평행하게 되는 접촉면(53a)을 구비하고 있다. 여기서, 대향부(42)가 가동환(26)의 측면(26a)을 각도 기준면으로 하는 경우에 대하여 설명했지만, 각도 기준면은 상기 측면(26a)에 한정되지 않는다. 각도 기준면은, 아암(23)의 회동 방향에 교차하는 면으로서, 아암(23)의 회전 시에, 로드(22)와의 거리가 변화되지 않는 면이면 좋다. 각도 기준면으로서는, 예를 들어 케이싱(3)이나, 케이싱(3)의 주위의 부재에 형성되고 사전결정된 면을 각도 기준면으로서 적절히 이용해도 좋다. 이러한 실시형태에 있어서는, 각도 기준면으로서 평면을 채용하고, 접촉면(53a)도 평면을 채용하는 일 예를 나타내고 있다. 그러나, 각도 기준면 및 접촉면(53a)은 평면에 한정되지 않는다.

대향부(42)는 2개의 접촉부(53)를 가동환(26)의 둘레 방향으로 간격을 두고 구비하고 있다. 대향부(42)는 이들 2개의 접촉부(53)의 사이에 오목부(54)를 구비하고 있다. 이러한 오목부(54)가 마련되어 있는 것에 의해, 예를 들어 가동환(26)의 측면(26a)에 돌기가 형성되어 있는 경우라도, 접촉부(53)가 돌기에 접촉하는 확률을 저감할 수 있다. 여기서, 상술한 실시형태의 대향부(42)에 있어서는, 접촉부(53)가 각도 기준면에 대하여 평면으로 접하는 경우에 대하여 설명했지만, 예를 들어 변으로 접하도록 해도 좋다. 또한, 상술한 실시형태와 같이 접촉부(53)가 2개소에 마련되어 있는 경우에는, 접촉부(53)가 각도 기준면에 대하여 점으로 접하도록 형성해도 좋다. 또한, 접촉부(53)가 각도 기준면에 대하여 면으로 접하는 경우에는, 오목부(54)를 생략하도록 해도 좋다.

이러한 실시형태에 있어서의 측정 지그(40)는, 정익(4)이 완전 개방 위치에 있는 경우에 이용하는 완전 개방시용의 측정 지그와, 정익(4)이 완전 폐쇄 위치에 있는 경우에 이용하는 완전 폐쇄시용의 측정 지그가 미리 마련되어 있다. 이들 완전 개방시용의 측정 지그와 완전 폐쇄시용의 측정 지그는 각각 가이드부(41)에 대한 대향부(42)의 장착 각도가 상이하기만 하다. 여기서, 가이드부(41)에 대한 대향부(42)의 장착 각도란, 아암(23)의 회전 방향에 있어서의 각도이다. 도 4는 완전 개방시용의 측정 지그의 일 예를 도시하고 있다.

이러한 실시형태에 있어서의 측정 지그(40)는 상술한 구성을 구비하고 있다. 다음에, 이러한 측정 지그(40)를 이용한 정익(4)의 각도 계측 방법에 대하여 설명한다.

도 8은 본 발명의 실시형태에 있어서의 각도 계측 방법의 순서를 나타내는 흐름도이다. 이러한 각도 계측 방법은, 예를 들어 축류 압축기(1)의 조립 조정, 최종적인 출하 검사, 또는 정기 점검시 등에 실행할 수 있다.

도 8에 도시하는 바와 같이, 우선, 아암(23)을 날개 본체(21)가 완전 개방이 되는 완전 개방 위치, 또는 날개 본체(21)가 완전 폐쇄가 되는 완전 폐쇄 위치로 한다(단계 S01).

이어서, 완전 개방 위치로 한 경우에는, 완전 개방용의 측정 지그의 가이드부(41)를 아암(23)에 가압한다. 한편, 완전 폐쇄 위치로 한 경우에는, 완전 폐쇄용의 측정 지그의 가이드부(41)를 아암(23)에 가압한다(단계 S02; 지그 장착 공정). 추가로 필요하면, 가이드부(41)를 아암에 가압한 상태에서, 측정 지그(40)를 가동환(26)측으로 슬라이드시킨다. 이에 의해, 대향부(42)와 가동환(26)의 측면(26a)이 확실히 접촉하는 상태가 된다.

그 후, 측정 지그(40)의 접촉부(53)와, 각도 기준면인 가동환(26)의 측면(26a)의 간극(G1, G2)(도 4 참조)을 측정한다(단계 S03; 측정 공정). 여기서, 간극(G1, G2)의 측정에는, 두께 게이지(thickness gauge) 등을 이용할 수 있다. 날개 각도에 편차가 생기는 경우, 간극(G1, G2) 중 어느 한쪽이 "0"보다 커진다. 예를 들면, 간극(G1)이 0.4㎜, 간극(G2)이 0㎜인 경우에는 0.1°의 각도 오차라는 것과 같이, 2개의 접촉부(53) 중 편측의 접촉부(53)와 가동환(26)의 측면(26a) 사이의 간극의 크기에 따라서, 각도 오차를 구할 수 있다.

따라서, 상술한 실시형태에 의하면, 케이싱(3)의 외부에 배치되는 아암(23)에 대하여 측정 지그(40)를 장착하고, 가동환(26)의 측면(26a)과 측정 지그(40) 중 적어도 일부의 상대 각도를 측정할 수 있다. 그 때문에, 날개 본체(21)와 각도 기준면인 가동환(26)의 측면(26a)의 상대 각도를 추정할 수 있다. 그 결과, 가변 정익의 날개 각도를 용이하게 측정할 수 있어, 작업자의 부담을 경감시킬 수 있다.

또한, 대향부(42)와 가동환(26)의 측면(26a)의 간극(G1, G2)의 크기에 따라서 날개 본체(21)의 날개 각도의 편차량을 추정할 수 있다. 그 결과, 충분한 정밀도로, 또한 용이하게 날개 각도의 편차량을 추정할 수 있다.

또한, 가이드부(41)를 아암(23)에 장착하여 가동환(26)의 측면(26a)과 대향부(42)의 간극(G1, G2)을 계측하는 것에 의해, 날개 본체(21)의 날개 각도의 편차량을 추정할 수 있다. 그 결과, 가변 정익의 날개 각도를 용이하게 측정할 수 있어, 작업자의 부담을 경감시킬 수 있다.

또한, 대향부(42)가 가동환(26)의 측면(26a)에 평행하게 접촉하는 변 또는 면을 구비하고 있기 때문에, 대향부(42)를 안정되게 각도 기준면에 접촉시킬 수 있다. 그 결과, 측정된 날개 각도의 편차량의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 상술한 실시형태에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에 있어서, 상술한 실시형태에 여러 가지의 변경을 추가한 것을 포함한다. 즉, 실시형태에서 예로 든 구체적인 형상이나 구성 등은 일 예에 지나지 않으며, 적절히 변경이 가능하다.

예를 들면, 상술한 실시형태에 있어서는, 케이싱(3)의 외부에서 사용하는 측정 지그(40)만으로 날개 본체(21)의 날개 각도를 추정하는 계측 방법을 일 예로 설명했다. 그러나, 이러한 방법에 한정되지 않는다. 예를 들면, 상술한 측정 지그(40)와, 날개 본체(21)의 날개 각도를 직접적으로 계측하는 다른 측정 지그를 병용해도 좋다.

또한, 상술한 실시형태에 있어서는, 아암(23) 및 가이드부(41)가 평면에서 보아 장방형으로 형성되는 경우에 대하여 설명했다. 그러나, 아암(23), 가이드부(41), 대향부(42), 및 링크편(32) 등의 형상은 일 예이며, 상술한 형상에 한정되지 않는다. 상술한 실시형태에 있어서 가이드부(41)의 주 판부(43)에 관통 구멍(46)이 형성되어 있었지만, 로드(22)의 단부면으로부터 돌출되는 부재에 주 판부(43)가 간섭하지 않는 경우에는, 생략해도 좋다.

또한, 상술한 실시형태에 있어서는, 다리부(44)가 각기둥 형상으로 형성되는 경우를 예시했다. 그러나, 다리부(44)는 각기둥 형상이나, 기둥 형상에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 아암(23)의 제 1 장변(50)을 따라서 연장되는 판 형상으로 형성해도 좋다. 이와 같이 다리부(44)를 판 형상으로 형성하는 경우에는, 다리부(44)를 안정적으로 제 1 장변(50)을 따르게 할 수 있기 때문에, 다리부(44)를 하나만 마련하도록 해도 좋다. 또한, 핀부(45)도 원기둥 형상이나, 기둥 형상에 한정되지 않는다. 다리부(44)와 마찬가지로, 예를 들면, 제 2 장변(52) 방향으로 연장되는 판 형상으로 형성해도 좋다.

또한, 상술한 실시형태에 있어서는, 축류 유체 기계로서 축류 압축기(1)를 예시했다. 그러나, 본 발명은 축류 압축기(1) 이외의 터빈 등의 축류 유체 기계에도 적용할 수 있다.

본 발명은 각도 측정 방법, 측정 지그에 적용할 수 있으며, 가변 정익의 날개 각도를 용이하게 측정할 수 있어, 작업자의 부담을 경감시킬 수 있다. 또한, 케이싱 개방하는 것에 의해 정기 점검 일수의 대폭적인 증가를 억제할 수 있어 축류 압축기를 이용하는 플랜트의 정지 기간의 단축이 가능해진다.

1 : 축류 압축기 2 : 로터
3 : 케이싱 3a : 내주면
4 : 정익 5 : 정익
6 : 로터 본체 7 : 동익
8 : 일체화 디스크부 9 : 분할 디스크부
10 : 대경부 11 : 제 1 단부
12 : 로터 디스크 13 : 제 2 단부
14 : 외주부 15 : 흡입구
21 : 날개 본체 22 : 로드
23 : 아암 23a : 선단부
24 : 유체 유로 25 : 가변 정익 구동 기구
26 : 가동환 26a : 측면
27 : 환지지 기구 28 : 회전 구동 기구
29 : 링크 기구 30 : 롤러
31 : 액추에이터 32 : 링크편
40 : 측정 지그 41 : 가이드부
42 : 대향부 43 : 주 판부
44 : 다리부 45 : 핀부
46 : 관통 구멍 47 : 오목부
48 : 제 1 대향면 49 : 제 2 대향면
50 : 제 1 장변 51 : 코너부
52 : 제 2 장변 53 : 접촉부
53a : 접촉면 54 : 오목부

Claims

케이싱의 내부에 배치되는 날개 본체와,
상기 케이싱의 외부에 배치되고 상기 날개 본체와 일체로 회동하는 아암을 구비하는 축류 유체 기계의 가변 정익의 각도 계측 방법에 있어서,
상기 아암의 회동 방향에 있어서 상기 아암과의 상대 각도를 일정하게 보지하는 상태에서 상기 아암에 장착 가능한 가이드부와, 상기 날개 본체에 날개 각도의 편차가 없는 경우에, 상기 아암의 회동 방향에 교차하는 사전결정된 각도 기준면에 대하여 평행하게 접촉하는 대향부를 구비하는 측정 지그의 상기 가이드부를 상기 아암에 대해서 장착하는 지그 장착 공정과,
상기 아암의 회동 방향에 교차하는 사전결정된 각도 기준면과 상기 측정 지그 중 적어도 일부의 상대 각도를 측정하는 측정 공정을 포함하며,
상기 측정 공정은, 상기 날개 본체에 날개 각도의 편차가 없는 경우에, 상기 아암의 회동 방향에 교차하는 사전결정된 각도 기준면에 대하여 평행하게 접촉하는 상기 측정 지그의 대향부와, 상기 각도 기준면의 간극을 측정하는
각도 계측 방법.
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케이싱의 내부에 배치되는 날개 본체와,
상기 케이싱의 외부에 배치되고 상기 날개 본체와 일체로 회동하는 아암을 구비하는 축류 유체 기계의 가변 정익의 각도 측정 지그에 있어서,
상기 아암에 대하여 적어도 상기 아암의 회동 방향에 있어서, 상기 아암과의 상대 각도를 일정하게 보지하는 상태에서 상기 아암에 장착 가능한 가이드부와,
상기 날개 본체에 날개 각도의 편차가 없는 경우에, 상기 아암의 회동 방향에 교차하는 사전결정된 각도 기준면에 대하여 평행하게 접촉하는 대향부를 구비하며,
상기 대향부는, 상기 날개 본체에 날개 각도의 편차가 없는 경우에, 상기 각도 기준면에 평행하게 접촉하는 변 또는 면을 구비하는
측정 지그.
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