[发明专利]间隙计测装置和间隙控制系统

说明书

本发明提供间隙计测装置和间隙控制系统。具备：标记(6b)，沿旋转方向设置于动叶片的外周面(6a)，具有与外周面(6a)不同的反射率；光传感器(11)，向外周面(6a)射出光，接收从外周面(6a)反射的反射光，并根据接收到的反射光量的变化，对标记(6b)进行检测；及计测控制部，对由光传感器(11)射出的发光信号和接收到的受光信号进行信号处理，光传感器(11)具备：受光用光纤(22、22)，配置为光轴(22a、22a)以预定角度(α)交叉，而在外周面(6a)上具有计测区域(A)；及面光源(43、43)，沿动叶片的旋转方向并列设置，相互重叠地照射计测区域(A)。

技术领域

本发明涉及对形成为圆筒状的外壳与在外壳内旋转的旋转体之间的间隙进行计测的间隙计测装置和间隙控制系统。

背景技术

以往已知有具有在形成为圆筒状的外壳内旋转的多个动叶片(旋转体)的轴流压缩机等旋转机械(例如，参见专利文献1)。在这种旋转机械中，设置有对外壳与动叶片之间的顶隙进行计测的顶隙传感器，保证计测出的顶隙的值恰当。该顶隙传感器例如使用光传感器等非接触型传感器。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-254091号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，在轴流压缩机、蒸汽轮机或者燃气轮机等旋转机械中，为了获得恰当的效率，外壳与动叶片(旋转体)之间的间隙管理非常重要，要求正确测定上述间隙。因此，例如，在动叶片的外周面(前端面)设置反射率与该外周面不同的预定的标记，使从光传感器的光纤照射出的激光向动叶片的外周面照射，基于其反射光量的变化，对标记是否通过了预定位置进行检测。而且，根据该检测结果求取标记通过两个不同的预定位置间的通过时间，根据该通过时间、动叶片的旋转时间等，计算出外壳与动叶片之间的间隙。

但是，在以往的结构中，存在如下问题：从光纤(点光源)照射出的激光受到因标记表面的凹凸所产生的镜面反射的影响，存在无法顺利地检测出标记的情况，而在标记的通过时间产生误差，进而无法正确计测间隙。

因此，本发明的目的在于，提供能够抑制标记表面的镜面反射、减轻间隙的计测误差的间隙计测装置和间隙控制系统。

用于解决课题的技术方案

为了解决上述课题、达到目的，本发明是一种对形成为圆筒状的外壳的内周面与在外壳内旋转的旋转体的外周面之间的间隙进行计测的间隙计测装置，其特征在于，具备：标记，设置于旋转体的外周面；光传感器，固定于外壳，向旋转体的外周面射出光而接收从该旋转体反射的反射光，并根据接收到的反射光量的变化对标记进行检测；及计测控制部，对光传感器射出的发光信号和接收到的受光信号进行信号处理，光传感器具备：受光用光纤，配置为光轴以预定角度交叉，而在外周面上具有计测区域；及面光源，沿旋转体的旋转方向并列设置，相互重叠地照射计测区域。

根据该结构，由于从面光源向计测区域照射光，因此能够减小配光特性的差别，能够抑制通过计测区域的标记表面的镜面反射，从而正确地计测间隙。

在该结构中，优选为，光传感器在面光源之间具有受光用开口，受光用光纤的各光轴在受光用开口的内侧交叉。根据该结构，能够缩小受光用光纤的间隔，因此能够减小因热伸长所致的误差。

另外，可以是，面光源具备：送光用光纤，射出预定波长的激励光；及荧光板，通过从送光用光纤射出的激励光而发出荧光。根据该结构，由于从荧光板的整个面发出荧光，因此能够容易地照射包括计测区域在内的区域。

进而，还可以具备滤光器，所述滤光器遮挡激励光，并使荧光透过。根据该结构，由于滤光器遮挡激励光，因此能够防止与接收激励光相伴的误动作。