燃烧器的间隙测量装置以及间隙测量方法
【专利摘要】提供一种燃烧器(1)的间隙测量装置(20)以及间隙测量方法，能够在组装了燃烧器(1)的状态下，测量包围燃烧喷嘴的外周的第1筒体(2a)和连接于该第1筒体(2a)并将燃烧气体导向下游侧的第2筒体(2b)之间的间隙的大小。燃烧器(1)的间隙测量装置(20)具备：在插入燃烧器(1)内的状态下，安装于燃烧器(1)的第1凸缘(1a)，至少基端侧是中空的杆部(30)；以能够以与杆部(30)的轴向正交的轴心(55)为中心转动的方式安装于杆部(30)的前端的支承部(50)；被支承于支承部(50)并拍摄环状间隙(19)的拍摄元件(60)；贯通杆部(30)内并朝向支承部(50)延伸的操作杆(70)；设置于操作杆(70)与支承部(50)之间并将操作杆(70)的进退运动转换为支承部(50)的以轴心(55)为中心的转动运动的连杆机构(80)。
【专利说明】燃烧器的间隙测量装置以及间隙测量方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种燃烧器的间隙测量装置以及间隙测量方法。
【背景技术】
[0002]一直以来，公知有各种结构的燃气轮机的燃烧器。
[0003]作为典型的燃气轮机燃烧器的结构，具备:引火喷嘴(pilot nozzle)、在引火喷嘴的外周等间隔配置的多个主喷嘴(main nozzle)、以及以覆盖主喷嘴的下游侧前端部分的方式设置的主燃烧器。而且，在设置于燃料供给侧的旋流器(swirler)支承筒上连接有用于将燃烧气体导向下游侧的透平的燃烧筒。在旋流器支承筒与燃烧筒之间形成有环状间隙，在该环状间隙内配置有弹簧夹。
[0004]在上述构成的燃气轮机燃烧器中，将来自压缩机的压缩空气吸入旋流器支承筒内。另外，压缩空气的一部分穿过环状间隙而被供给到燃烧筒内。
[0005]需要说明的是，在专利文献I中公开了一种分别安装于多个透平动翼的前端上的管套以及测量相互相邻的管套间的间隙的大小的测量装置。
[0006]另外，在专利文献2中公开了一种测量原子能电站蒸汽产生器的导热管与止振金属件等的间隙的测量装置。
[0007]在先技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1:日本特开2009-19590号公报
[0010]专利文献2:日本特开平3-107705号公报
[0011]但是，当所述旋流器支承筒与燃烧筒之间的环状间隙的大小因周向的位置的不同而不同时，在环状间隙大的部位和环状间隙小的部位，压缩空气的通过量产生偏差。因此，存在着燃烧筒内的燃烧状态不均匀、产生燃烧振动等不良情况的顾虑。因此，需要把握旋流器支承筒与燃烧筒之间的环状间隙的大小。
[0012]但是，目前，在组装燃烧器的情况下，在将燃烧筒等组装到车室中之后，由于将所述旋流器支承筒与喷嘴组装品一起安装于车室，因此，若不将燃烧筒以及旋流器支承筒装入车室后，就不能测量旋流器支承筒与燃烧筒之间的环状间隙。
[0013]另一方面，在组装所述旋流器支承筒以及燃烧筒等并组装燃烧器的状态下，没有能够测量旋流器支承筒与燃烧筒之间的环状间隙的大小的测量装置。
[0014]例如，在专利文献I以及2中，对于测量旋流器支承筒与燃烧筒之间的环状间隙的大小的测量装置、测量方法，没有任何记载。
【发明内容】
[0015]本发明的至少一实施方式是鉴于上述情况而提出的，其目的在于，提供一种燃烧器的间隙测量装置以及间隙测量方法，即便在组装了燃烧器的状态下，也能够测量包围燃烧喷嘴的外周的第I筒体和连接于该第I筒体且将燃烧气体导向下游侧的第2筒体之间的环状间隙的大小。
[0016]本发明的至少一实施方式的燃烧器的间隙测量装置，所述燃烧器具备燃烧喷嘴、第I筒体和第2筒体，所述第I筒体设置于该燃烧喷嘴的周围并包围该燃烧喷嘴，所述第2筒体与所述第I筒体连接，并将由所述燃烧喷嘴燃烧的燃烧气体导向下游侧，
[0017]所述燃烧器的间隙测量装置用于测量所述燃烧器的所述第I筒体与所述第2筒体的重叠部分中的、所述第I筒体与所述第2筒体之间的环状间隙的大小，
[0018]其特征在于，
[0019]所述燃烧器的间隙测量装置具备:
[0020]杆部，在该杆部的前端侧插入所述燃烧器内的状态下，该杆部安装于用于固定所述燃烧喷嘴的所述燃烧器的第I凸缘，至少该杆部的基端侧是中空的；
[0021 ] 支承部，其以与所述杆部的轴向正交的转动轴为中心可转动地安装于所述杆部的前端；
[0022]拍摄元件，其被支承于所述支承部，并对所述环状间隙进行拍摄；
[0023]操作杆，其贯穿所述基端侧的中空的所述杆部内，并朝向所述支承部延伸；以及
[0024]连杆机构，其设于所述操作杆和所述支承部之间，并将所述操作杆的进退运动转换为以所述转动轴为中心的所述支承部的转动运动。
[0025]根据上述燃烧器的间隙测量装置，由于操作杆的进退运动被连杆机构转换为支承部的转动运动，因此在间隙测量装置向燃烧器安装时，成为使支承部沿着杆部的轴向的状态，能够转动支承部使得在间隙测量时使拍摄元件朝向环状间隙。因此，能够将杆部及安装于其前端的支承部顺畅插入燃烧器内的狭窄的空间，并且能够可靠地由拍摄元件进行环状间隙的拍摄。因此，即便是组装了第I筒体和第2筒体的状态下，也可以基于由拍摄元件得到的环状间隙的图像算出环状间隙的大小。
[0026]在一实施方式中，所述燃烧器的间隙测量装置还具备止动部，该止动部设于所述杆部，并对所述支承部的最大转动角度进行限制，在所述最大转动角度下，被支承于所述支承部的所述拍摄元件朝向所述环状间隙。
[0027]由此，与通过操作杆的操作量调节支承部的转动量从而调整拍摄时的拍摄元件位置的情况相比，能够容易且高精度地使拍摄元件朝向环状间隙。
[0028]在一实施方式中，所述止动部构成为:在所述支承部转动到所述最大转动角度的状态下，使所述拍摄元件位于将所述环状间隙和所述转动轴连结起来的直线状的测量线上。
[0029]由此，由于在支承部的最大转动角度下拍摄元件最接近环状间隙，因此从该位置进行拍摄，从而能够精度良好地测量拍摄的图像上的环状间隙。因此，能够正确算出环状间隙的大小。
[0030]在一实施方式中，所述燃烧器的间隙测量装置还具备光源，该光源在所述第I筒体的与所述第2筒体侧的端部对应的轴向位置处被安装于所述杆部，并向径向外侧照射光，
[0031]所述止动部以及所述光源构成为:使所述环状间隙形成在所述光源发出的所述光的照射方向与所述直线相交的交点上。
[0032]如此，通过从设于杆部的光源朝向环状间隙照射光，从而能够将第I筒体的影形成于环状间隙。
[0033]另外，使环状间隙位于光源的照射方向与将环状间隙和旋转轴连结起来的直线交叉的位置，因此，能够由拍摄元件拍摄形成于环状间隙的影。进而，通过测量由拍摄元件拍摄的图像上的影的长度，能够算出实际的环状间隙的大小。
[0034]而且，光源在第I筒体的与第2筒体侧的端部对应的轴向位置处被安装于杆部，因此，能够从正侧面(与轴向正交的方向)照射第I筒体的第2筒体侧的端部。通过从正侧面照射第I筒体的第2筒体侧的端部，可使影的长度与实际的环状间隙的大小一致，因此能够精度良好地算出环状间隙的大小。
[0035]在一实施方式中，所述支承部、所述拍摄元件、所述操作杆以及所述连杆机构可与所述杆部一体地向周向转动。
[0036]如此，可使杆部、支承部、拍摄元件、操作杆以及连杆机构向杆部的周向一体转动，因此，通过使杆部转动，从而可使间隙测量装置转动。由此，能够在多个周向位置测量环状间隙。
[0037]在一实施方式中，在所述燃烧器的所述第I凸缘和设于所述杆部的第2凸缘之间还具备装卸自如地设置的垫片。
[0038]如此，通过在第I凸缘和第2凸缘之间夹设可装卸的垫片，从而可对插入燃烧器内的杆部的长度进行调整。由此，在从第I凸缘到第I筒体的前端侧端面的轴向长度不同的多种燃烧器上，也可以适用上述间隙测量装置。
[0039]在一实施方式中，所述燃烧器的间隙测量装置还具备固定板和摩擦板，
[0040]所述固定板在所述燃烧器的所述第I凸缘和设于所述杆部的第2凸缘之间被紧固螺栓固定在所述第I凸缘，所述固定板具有可供所述杆部插通的贯通孔，
[0041]所述摩擦板被配置成与所述固定板一起夹着所述第2凸缘，并由紧固部件将所述摩擦板与所述固定板紧固，从而对所述第2凸缘进行摩擦固定，
[0042]在所述固定板上设有收容所述紧固螺栓的头部的埋头孔。
[0043]如此，固定板被紧固螺栓固定于燃烧器的第I凸缘，且不动。另一方面，杆部的第2凸缘虽被夹在摩擦板和固定板之间而被摩擦固定，但若减弱摩擦板对固定板的紧固力则摩擦板可相对于固定板滑动。此时，用于将固定板固定于燃烧器的第I凸缘的紧固螺栓的头部被收容于固定板的埋头孔，不会与杆部的第2凸缘干涉。因此，根据需要，可在将杆部的前端侧插入燃烧器的状态下，就那么使杆部容易转动。
[0044]例如，在进行多个周向位置上的环状间隙的测量时，通过在减弱了摩擦板对固定板的紧固力的状态下，使杆部转动，从而可容易使拍摄元件朝向下一测量位置。
[0045]本发明的至少一实施方式的燃烧器的环状间隙测量方法，所述燃烧器具备燃烧喷嘴、第I筒体和第2筒体，所述第I筒体设置于该燃烧喷嘴的周围并包围该燃烧喷嘴，所述第2筒体与所述第I筒体连接，并将由所述燃烧喷嘴燃烧的燃烧气体导向下游侧，
[0046]所述燃烧器的环状间隙测量方法用于测量所述燃烧器的所述第I筒体与所述第2筒体的重叠部分中的、所述第I筒体与所述第2筒体之间的环状间隙的大小，
[0047]其特征在于，
[0048]所述燃烧器的环状间隙测量方法包括:
[0049]安装工序，在该工序中，将至少基端侧是中空的杆部的前端侧插入所述燃烧器内，并将所述杆部安装于所述燃烧器的第I凸缘；
[0050]转动工序，在该工序中，使贯通所述基端侧的中空的所述杆部内且朝向所述支承部延伸的操作杆进退，并使借助连杆机构而连接于所述操作杆、且以可转动的方式安装于所述杆部的前端的支承部以与所述杆部的轴向正交的转动轴为中心转动；
[0051]拍摄工序，在该工序中，在所述转动工序中由所述支承部支承的拍摄元件朝向所述环状间隙的状态下，利用所述拍摄元件拍摄所述环状间隙；以及
[0052]算出工序，在该工序中，基于在所述拍摄工序得到的所述环状间隙的图像，算出实际的所述环状间隙的大小。
[0053]根据上述燃烧器的环状间隙测量方法，由于操作杆的进退运动被连杆机构转换为支承部的转动运动，因此在间隙测量装置向燃烧器插入时，可成为使支承部沿着杆部的轴向的状态。因此，在安装工序中，能够将杆部及安装于其前端的支承部顺畅插入燃烧器内的狭窄的空间。另外，由于操作杆的进退运动被转换为支承部的转动运动，因此在转动工序中，可转动支承部以使拍摄元件朝向环状间隙。而且，由于通过转动工序使得拍摄元件朝向环状间隙，所以在拍摄工序中，能够可靠地由拍摄元件进行环状间隙的拍摄。因此，即便是组装了第I筒体和第2筒体的状态下，也可以通过算出工序基于由拍摄元件得到的环状间隙的图像算出环状间隙的大小。
[0054]在一实施方式中，可使所述杆部、所述支承部、所述拍摄元件、所述操作杆以及所述连杆机构一体地向所述杆部的周向转动，从而求出在多个周向位置上的所述环状间隙的大小。
[0055]如此，由于使杆部、支承部、拍摄元件、操作杆以及连杆机构一体地朝向杆部的周向一次次转动既定角度，因此能够在多个周向位置上算出环状间隙的大小。
[0056]发明效果
[0057]根据本发明的至少一实施方式，能够将杆部及安装于其前端的支承部顺畅插入燃烧器内的狭窄的空间，并且能够可靠地由拍摄元件进行环状间隙的拍摄。因此，即便是在燃烧器上组装了第I筒体和第2筒体的状态下，也可以基于由拍摄元件得到的环状间隙的图像算出第I筒体与第2筒体之间的环状间隙的大小。
【专利附图】
【附图说明】
[0058]图1是表示本发明的实施方式的燃烧器的构成的剖面图。
[0059]图2是本发明的实施方式的间隙测量装置的侧视图。
[0060]图3是图2的A向视图。
[0061]图4是图2的B-B向视图。
[0062]图5是表示将间隙测量装置安装于燃烧器并测量环状间隙的状态的图。
[0063]图6是表示将间隙测量装置安装于其他种类的燃烧器并测量环状间隙的状态的图。
[0064]图7是表示环状间隙的测量的思考方法的模式图。
[0065]图8是表示由间隙测量装置测量环状间隙的流程的图。
【具体实施方式】
[0066]以下，对于本发明的实施方式，基于附图进行详细说明。但是，本发明的范围不限于以下的实施方式。以下实施方式所记载的构成零件的尺寸、材质、形状、其相对配置等，不是将本发明范围仅限于此的意思，只不过是简单的说明例。在以下的实施方式中，说明对构成燃气轮机的燃烧器适用的情况。
[0067]<关于燃烧器的构成>
[0068]图1是表示本发明的实施方式的燃烧器的构成的剖面图。
[0069]如图1所示，燃烧器I具备:在燃料供给侧设置的旋流器支承筒2a(相当于第I筒体。有时也称为内筒)；连接于所述旋流器支承筒2a并将燃烧气体导向下游侧的透平的燃烧筒2b (相当于第2筒体。有时也称为尾筒)；以沿着车室3的内壁的方式插入并且覆盖旋流器支承筒2a的外筒2c。在旋流器支承筒2a与燃烧筒2b的重叠部分处，在旋流器支承筒2a和燃烧筒2b之间配置有弹簧夹5。
[0070]另外，燃烧器I具备:在旋流器支承筒2a内的中心部进行扩散燃烧的引火喷嘴6;等间隔配置于引火喷嘴6的外周并进行预混合燃烧的多个主喷嘴8 ;以覆盖引火喷嘴6的下游侧前端部分的方式设置的引火喇叭(Pilot cone) 10 ;以覆盖主喷嘴8的下游侧前端部分的方式设置的主燃烧器12。
[0071]而且，燃烧器I具备:在引火喇叭10内的上游侧以抵接于引火喷嘴6的外周的方式设置的引火旋流器14 ;在主燃烧器12内的上游侧具备配置于引火喷嘴6的外周的旋流器部的多个主喷嘴8。
[0072]从构成燃气轮机的压缩机导向燃烧器I的压缩空气穿过所述旋流器支承筒2a与外筒2c之间而供给到旋流器支承筒2a内。另外，压缩空气的一部分穿过形成在旋流器支承筒2a与燃烧筒2b之间的环状间隙19而供给到燃烧筒2b内。
[0073]<关于燃烧器I的间隙测量装置的构成>
[0074]接着，在以下说明实际能够测量旋流器支承筒2a与燃烧筒2b之间的环状间隙19的大小的燃烧器I的间隙测量装置。
[0075]图2是本发明的实施方式的间隙测量装置的侧视图。另外，图3是图2的A向视图。而且，图4是图2的B-B向视图。
[0076]如图2?图4所示，燃烧器I的间隙测量装置20具备:杆部30 ;在杆部30的前端安装的支承部50 ;由支承部50的前端支承的拍摄元件60 ;贯穿基端侧的中空的杆部30内的操作杆70 ;在操作杆70与支承部50之间设置的连杆机构80。
[0077]杆部30具备基端部30a和前端部30b。杆部30的基端部30a是中空的，且由圆筒形状的筒体32构成。另外，杆部30的前端部30b由与筒体32的前端连接的臂34构成。臂34由一对大致矩形的第I板状部件35a、35b构成。第I板状部件35a、35b相互平行配置，并且沿杆部30的轴向延伸。需要说明的是，在臂34上设有用于限制支承部30的转动范围的止动部53。
[0078]臂34的前端部通过连结销52而与支承部50连结。
[0079]支承部50具备一对大致矩形的第2板状部件51a、51b。一对第2板状部件51a、51b被配置成从两侧夹入臂34。另外，第2板状部件51a、51b相互平行配置，并且沿着杆部30的轴向延伸。
[0080]连结销52被配置成与杆部30的轴向正交。如此，支承部50能够以连结销52的轴心(转动轴)55为中心转动地被安装在杆部30的前端部30b (臂34的前端)。
[0081]另外，在支承部50的前端部50b配置有拍摄元件60。具体地说，在一对第2板状部件51a、51b间夹持拍摄元件60。
[0082]在若干个实施方式中，拍摄元件60是CXD图像传感器或CMOS图像传感器。
[0083]在支承部50的基端部50a连接有连杆机构80。在若干个实施方式中，连杆机构80由杆81以及在杆81的两端设置的一对连杆销71、72构成。杆81的前端通过第I连杆销71而连结于支承部50的基端部50a。另一方面，杆81的基端通过第2连杆销72而连结于操作杆70的前端部70b。
[0084]操作杆70是以贯穿杆部30的筒体32内的方式设置的棒状部件。在操作杆70之中，位于与连杆机构80相反一侧的基端部70a被朝向与杆30的轴向正交的方向折曲，从而使操作人员容易把持。
[0085]当操作杆70沿着杆部30的轴向进退时，操作杆70的进退运动被连杆机构80转换为支承部50的转动运动。下面，使用具体例子，对于操作杆70的进退运动被转换为支承部50的转动运动之际的、操作杆70和连杆机构80以及支承部50的动作进行说明。
[0086]在支承部50沿着杆部30的轴向的状态下，若使操作杆70朝向前端侧移动，则杆81 一边以第I连杆销71在轨迹56上逆时针转动地移动的方式，以第2连杆销72为中心转动，一边朝向图2中的右侧移动。伴随于此，与连杆机构80连结的支承部50也以转动轴55为中心逆时针转动。需要说明的是，在使操作杆70朝向前端侧移动之际，支承部50的基端部50a的上表面抵接于止动部53，通过止动部53限制支承部50向顺时针方向转动。
[0087]止动部53分别设置于臂34的各第I板状部件35a、35b。各止动部53在各第I板状部件35a、35b的侧面的上侧缘部，以从该侧面向外突出的方式形成。
[0088]当使操作杆70继续朝向前端侧移动时，逆时针转动的支承部50的前端部50b的上表面抵接于止动部53，停止转动。支承部50的前端部50b抵接于止动部53的转动角度是支承部50的最大转动角度。
[0089]当支承部50的前端部50b抵接于止动部53而限制转动时，无法使操作杆70朝向前端侧移动。即，通过进行操作，直到无法使操作杆70向前端侧移动，由此，能够使支承部50转动到始终抵接于止动部53的位置(最大转动角度)。由此，能够容易使支承部50转动到最大转动角度。
[0090]在支承部50转动到最大转动角度的状态，即支承部50的前端部50b抵接于止动部53的状态时，拍摄元件60位于将环状间隙19和轴心55连结起来的直线上。
[0091]另外，若在支承部50转动到最大转动角度的状态下，使操作杆70向基端侧移动，则杆81 —边以第I连杆销71在轨迹56上顺时针移动的方式，以第2连杆销72为中心转动，一边向图2中的左侧移动。另外，支承部50也以轴心55为中心顺时针转动。
[0092]而且，在使操作杆70继续向基端侧移动时，转动的支承部50的基端部50a抵接于止动部53。
[0093]在支承部50的基端部50a的上表面，设有与止动部53对应的缺口 54。当在该缺口 54内收容止动部53时，支承部50的长边方向变成与杆部30的轴向平行的状态。而且，从该状态即便想要进一步使支承部50顺时针转动，也由止动部53限制支承部50的转动。
[0094]如此，止动部53将支承部50的转动范围限制在支承部50的长边方向与杆部30的轴向平行的角度和最大转动角度之间。
[0095]当支承部50的基端部50a抵接于止动部53而转动受到限制时，无法使操作杆70朝向基端侧移动。
[0096]S卩，通过进行操作，直到无法使操作杆70向基端侧移动为止，由此，能够容易使支承部50转动到支承部50的长边方向与杆部30的轴向平行的角度位置。
[0097]另外，间隙测量装置20还具备光源47，光源47安装于杆部30，并向环状间隙19照射光。环状间隙19位于来自光源47的光的照射方向与将环状间隙19和轴心55连结起来的直线相交的交点。对于光源47的安装位置的详细情况后述。
[0098]构成间隙测量装置20的支承部50、拍摄元件60、操作杆70以及连杆机构80能够与杆部30 —体地向周向转动。即，当使杆部30转动时，支承部50、拍摄元件60、操作杆70以及连杆机构80与杆部30 —起转动。
[0099]沿着环状间隙19的周向，每隔预先决定的既定角度，进行环状间隙19的拍摄。
[0100]以下说明使插入燃烧器I内的间隙测量装置20沿着环状间隙19的周向转动既定角度的方法。首先，对于将间隙测量装置20固定于燃烧器I的方法进行说明，之后，对于使间隙测量装置20转动的方法进行说明。
[0101]图5是表示将间隙测量装置20安装于燃烧器I并测量环状间隙19的状态的图。
[0102]如图5所示，杆部30在基端部30a具有第2凸缘36，该第2凸缘36用来安装于用于固定燃烧器I的引火喷嘴6的第I凸缘la(参照图1)。
[0103]在将间隙测量装置20安装于燃烧器I时，在第2凸缘36与第I凸缘Ia之间设有固定板37，固定板37具有可供杆部30插通的贯通孔31。
[0104]固定板37被螺栓39固定于第I凸缘la。为了不让螺栓39的头部从固定板37突出，在固定板37设有埋头孔42。
[0105]在与埋头孔42的位置对应的第2凸缘36的部分，设有可供螺栓39插通的缺口40 (参照图4) ο
[0106]螺栓39拧入通过紧固部件将引火喷嘴6安装于第I凸缘Ia时所利用的螺纹孔。因此，没有必要在第I凸缘Ia上另外新设置螺栓39用的螺纹孔。因此，能够防止因设置螺栓39用的螺纹孔而导致第I凸缘Ia的强度下降。
[0107]另外，第2凸缘36被固定板37和摩擦板43夹持，其中摩擦板43夹着第2凸缘36而设置在与固定板37相反一侧。
[0108]摩擦板43被贯通两端部的六角螺栓44紧固于固定板37。当将摩擦板43的两端部的六角螺栓44拧入时，摩擦板43的中央部抵接于第2凸缘36而将该第2凸缘36压接于固定板37。因此，在固定板37和第2凸缘36之间产生摩擦力，通过该摩擦力将第2凸缘36摩擦固定于固定板37。由此，能够将杆部30、即间隙测量装置20固定于燃烧器I。
[0109]若由六角螺栓44过度拧入摩擦板43的两端部，则存在与第2凸缘36不抵接的两端部发生变形的顾虑，因此，在摩擦板43的两端部与固定板37之间分别设有可供六角螺栓44插通的环状的垫片45。垫片45的厚度与第2凸缘36的轴向的厚度大致相同。
[0110]需要说明的是，将用来拧合装配紧固摩擦板43用的六角螺栓44的螺纹孔设置于固定板37。因此，通过设置固定板37，没必要在第I凸缘Ia设置用来固定第2凸缘36的六角螺栓44用的螺纹孔。因此，能够防止因设置六角螺栓44用的螺纹孔而导致第I凸缘Ia的强度下降。
[0111]另外，在使间隙测量装置20转动时，松开固定摩擦板43的六角螺栓44，使由摩擦板43按压第2凸缘36的按压力下降。由此，在第2凸缘36与固定板37之间产生的摩擦力下降。由于摩擦力下降，所以可使第2凸缘36、即杆部30转动。此时，螺栓39的头部被收容于固定板37的埋头孔42，不会与杆部30的第2凸缘36干涉。
[0112]而且，当使杆部30转动时，支承部50、拍摄元件60、操作杆70以及连杆机构80与杆部30 —体地向周向转动。
[0113]在转动了既定角度后，再次，如上所述拧入摩擦板43的两端部的六角螺栓44，将第2凸缘36固定于固定板37。
[0114]另外，如图5所示，虽然组装有主喷嘴8、旋流器支承筒2a、燃烧筒2b等，但在未组装引火喷嘴6的燃烧器I的引火喷嘴安装部(第I凸缘Ia)安装间隙测量装置20。
[0115]需要说明的是，为了测量旋流器支承筒2a与燃烧筒2b之间的环状间隙19，作为在车室3安装间隙测量装置20的构造，除了引火喷嘴6以外，不存在适当的喷嘴。因此，本间隙测量装置20设置成从引火喷嘴6的第I凸缘Ia侧将前端的支承部50插入的构造。进而，为了测量旋流器支承筒2a与燃烧筒2b之间的环状间隙19，需要将安装于支承部50的拍摄元件60在引火喷嘴6的前方侧(图1的纸面上的右侧)配置于比旋流器支承筒2a的前端侧端面4更靠前方侧的燃烧室17内。因此，在借助引火喷嘴6安装间隙测量装置20后，具备拍摄元件60的支承部50需要成为可向旋流器支承筒2a侧反转的构造。
[0116]另外，拍摄元件60虽然希望采用输出大的元件，但如果是大输出，则元件尺寸变大，在安装间隙测量装置20时，将产生与引火旋流器14的内侧干涉，无法插入的问题。因此，设成采用小型拍摄元件60，避免与引火旋流器14干涉，并且支承部50转动而能够反转的构造。由此，缩短拍摄元件60与环状间隙19之间的距离，即使是小型小输出的拍摄元件60，也可以获得鲜明的图像。
[0117]接着，在将支承部50、杆部30的前端部30b插入燃烧器I内之后，将固定板37安装于第I凸缘la，接着使用摩擦板43将第2凸缘36压接于固定板37，利用摩擦力将第2凸缘36固定于燃烧器I。这样，可将间隙测量装置20安装到燃烧器I上。
[0118]接着，使操作杆70向前端侧移动，直到操作杆70无法移动，使支承部50转动最大转动角度。在这种情况下，拍摄元件60位于将环状间隙19和轴心55连结起来的直线上，拍摄元件60被配置于最接近环状间隙19的位置。
[0119]利用安装于杆部30的光源47照射环状间隙19。光源47设置在杆部30的与旋流器支承筒2a的前端侧端面4对应的轴向位置，并朝向与杆部30的轴向正交的方向照射光。由此，在环状间隙19形成旋流器支承筒2a的影。由于从正侧面照射旋流器支承筒2a的前端侧端面4，因此，在环状间隙19形成的影的长度与实际的环状间隙的大小一致。
[0120]而且，在由支承部50支承的拍摄元件60朝向环状间隙19的状态下，通过拍摄元件60拍摄照射了来自光源47的光的环状间隙19。
[0121]接着，对由拍摄元件60拍摄的图像上的环状间隙19、即影的长度进行测量。在表示图像上的环状间隙19的大小和实际的环状间隙19的大小之间的关系的关系式中，代入测量得到的环状间隙19的大小的值，算出实际的环状间隙19的大小。需要说明的是，表示图像上的环状间隙19的大小和实际的环状间隙19的大小之间的关系的关系式，可以利用预先通过实验等算出的公式。
[0122]图6是表示将间隙测量装置20安装于其他种类的燃烧器并测量环状间隙19的状态的图。
[0123]如图6所示，若在燃烧器100上安装间隙测量装置20，则光源47的位置在轴向上错开，其中燃烧器100与图5等所示的燃烧器I的不同之处在于:从第I凸缘Ia到旋流器支承筒2a的前端侧端面4的轴向长度不同。在这种情况下，在固定板37与第I凸缘Ia之间设置垫片21，垫片21被设成装卸自如，从而对光源47的轴向的位置进行调整。
[0124]垫片21具有:可供杆部30插通的贯通孔22、及收容螺栓23的埋头孔24。垫片21由螺栓23固定于第I凸缘la。在使用垫片21的情况下，固定板37被配置成与第I凸缘Ia—起夹着垫片21。
[0125]接着，说明光源47将光照射到环状间隙19，由拍摄元件60测量形成的影的长度，用于环状间隙19的校正的思考方法。
[0126]图7是表示环状间隙19的测量的思考方法的模式图。
[0127]如图7所示，当配置成在轴向上光源47的中心与旋流器支承筒2a的前端侧端面4一致，并从与轴向正交的方向朝向环状间隙19的周边照射光的情况下，光照射到所述旋流器支承筒2a的前端侧端面4以及燃烧筒2b的内表面。在此，以旋流器支承筒2a的径向的夕卜缘为A点，沿径向从A点朝向燃烧筒2b的内表面引一条与轴向正交的线，将其交点设为B点。另外，在从拍摄元件60发出的光(测量线61)之中，从A点取下的垂线与通过B点的测量线61相交的交点设为C点。即，若设相对于拍摄元件60发出的测量线61的轴向的倾斜角为α，则线段AB与线段AC的交角将与倾斜角α —致。
[0128]在由拍摄元件60捕捉到的图像中，A点以及B点为光点(明亮显示的点)，点A和点B之间显示为在周向上暗的环状带。即，在图8中，环状间隙19可以视为线段AB的长度。但是，以图像显示的环状间隙19的长度由于作为线段AC的长度而显示，因此，需要将其置换为线段ΑΒ，并对测量值进行校正。在后述的事前试验(步骤SI)算出关系式，由此决定其关系O
[0129]<算出环状间隙19的大小的流程>
[0130]接着，对于由间隙测量装置20算出环状间隙19的大小的流程进行说明。
[0131]图8是表示由间隙测量装置20测量环状间隙19的流程的图。
[0132]如图8所示，首先，在将间隙测量装置20插入燃烧器I内之前，预先算出已知的长度的环状间隙与拍摄的图像上的环状间隙的大小之间的关系式(步骤Si)。
[0133]具体地说，设置试验用的光源47、拍摄元件60以及间隙，以使它们的位置关系和将间隙测量装置20安装于燃烧器I的状态下的光源47、拍摄元件60以及环状间隙19的位置关系相同的方式，对试验用的光源47、拍摄元件60以及间隙进行配置。即，配置成试验用的间隙位于试验用的光源47发出的光的照射方向和将试验用的间隙与试验用的拍摄元件60连结起来的直线状的测量线61相交的交点(Α点以及B点)上。需要说明的是，试验用的间隙的大小由卡尺等测量器测量。
[0134]然后，从试验用的光源47向试验用的间隙照射光，用试验用的拍摄元件60拍摄试验用的间隙。接着，测量由试验用的拍摄元件60拍摄的图像上的影的长度(线段AC)，算出表示测量的图像上的影的长度和试验用的实际的间隙(线段AB)的大小之间的关系的关系式。
[0135]接着，通过使间隙测量装置20的操作杆70向基端侧移动，使支承部50转动，使支承部50成为沿着杆部30的轴向的状态。
[0136]接着，将主喷嘴8、旋流器支承筒2a、燃烧筒2b组装于燃烧器1，在未组装引火喷嘴6的引火喷嘴安装部插入并安装间隙测量装置20(步骤S 2)。
[0137]在支承部50沿着杆部30的轴向的状态下，将间隙测量装置20的支承部50以及杆部30插入燃烧器I内。接着，将固定板37固定于第I凸缘la，用摩擦板43将第2凸缘36固定于固定板37，将间隙测量装置20安装于燃烧器I。
[0138]接着，通过使操作杆70向前端侧移动，从而使支承部50转动(步骤S3)。
[0139]使操作杆70向前端侧移动，直到支承部50的前端部50b抵接于止动部53，使拍摄元件60朝向环状间隙19。在变得无法使操作杆70向前端侧移动时，将操作杆70保持在该位置。在这种情况下，支承部50以最大转动角度转动。
[0140]接着，在拍摄元件60朝向环状间隙19的状态下，由拍摄元件60拍摄环状间隙19 (步骤 S4) ο
[0141]接着，基于在步骤S4拍摄的图像上的环状间隙19的大小，算出实际的环状间隙19的大小(步骤S5)。
[0142]测量在步骤S4拍摄的图像上的环状间隙19、即影的长度。将测量的环状间隙19的大小代入在步骤SI算出的关系式，算出实际的环状间隙19的大小。
[0143]接着，判定环状间隙19的测定是否结束(步骤S6)。
[0144]在环状间隙19的周向上改变角度，进行预先设定的既定次数以上的判定，判定是否拍摄了环状间隙19。拍摄环状间隙19的次数若小于预先设定的既定次数(步骤S6:否)，接着实施步骤S7。
[0145]在步骤S7中，松开摩擦板43的六角螺栓44，使在第2凸缘36与固定板37之间产生的摩擦力降低。然后，通过使第2凸缘36沿周向转动既定角度，从而使杆部30转动。支承部50、拍摄元件60、操作杆70以及连杆机构80与杆部30 —体地转动。由此，可使间隙测量装置20转动。
[0146]接着，拧紧六角螺栓44，将第2凸缘36固定于固定板37而将间隙测量装置20固定于燃烧器I。
[0147]之后，再次实施步骤S3。
[0148]另一方面，拍摄环状间隙19的次数如果是预先设定的既定次数以上(步骤S6:是)，则结束测量作业。
[0149]根据上述的本实施方式的燃烧器I的间隙测量装置20，操作杆70的进退运动被连杆机构80转换为支承部50的转动运动，因此，在间隙测量装置20向燃烧器I安装时，成为支承部50沿着杆部30的轴向的状态，可转动支承部50使得在间隙测量时使拍摄元件60朝向环状间隙19。因此，可将杆部30及安装于其前端的支承部50顺畅插入燃烧器I内的狭窄空间，并且能够由拍摄元件60可靠地进行环状间隙19的拍摄。因此，即使在组装了旋流器支承筒2a和燃烧筒2b的状态下，也可以基于由拍摄元件60得到的环状间隙19的图像算出环状间隙19的大小。
[0150]另外，由于设置了用于限制支承部50的最大转动角度的止动部53，因此，与通过操作杆70的操作量调节支承部50的转动量而在拍摄时调整拍摄元件的位置的情况相比，能够容易且高精度地使拍摄元件60朝向环状间隙19。
[0151]另外，在支承部50的前端部50b抵接于止动部53的状态时，拍摄元件60位于将环状间隙19和轴心55连结起来的直线状的测量线61上。在这种情况下，拍摄元件60最接近环状间隙19，因此通过从该位置拍摄，能够精度良好地测量拍摄的图像上的环状间隙19，因此能够正确算出环状间隙19的大小。
[0152]另外，光源47设置于与旋流器支承筒2a的前端侧端面4对应的位置的杆部30，因此，能够从正侧面(与杆部30的轴向正交的方向)照射旋流器支承筒2a的前端。通过从正侧面照射旋流器支承筒2a的前端，可使影的长度与实际的环状间隙19的大小一致，因此能够精度良好地算出环状间隙19的大小。
[0153]进而，由于能够使杆部30、支承部50、拍摄元件60、操作杆70以及连杆机构80 —体地向杆部30的周向转动，因此能够在多个周向位置测量环状间隙19。
[0154]另外，通过在第I凸缘Ia与第2凸缘36之间夹有可装卸的垫片21，从而能够调整插入燃烧器I内的杆部30的长度。由此，在从第I凸缘Ia到旋流器支承筒2a的前端侧端面4的轴向长度不同的多种燃烧器上也可适用本发明的间隙测量装置20。
[0155]另外，固定板37由螺栓39固定于第I凸缘la，且不动。另一方面，杆部30的第2凸缘36被夹在摩擦板43与固定板37之间，并被摩擦固定，但如果减弱摩擦板43对固定板37的紧固力，则摩擦板43可相对于固定板37滑动。此时，用于将固定板37固定于燃烧器I的第I凸缘Ia的螺栓39的头部被收容于固定板37的埋头孔42，不会与杆部30的第2凸缘36干涉。因此，根据需要，能够在将杆部30的前端侧插入燃烧器I的状态下，就那么使杆部30容易转动。
[0156]例如，在进行多个周向位置上的环状间隙19的测量时，在减弱了摩擦板43对固定板37的紧固力的状态下使杆部30转动，由此，可容易使拍摄元件60朝向下一测量位置。
[0157]需要说明的是，在本实施方式中，对于使用CCD图像传感器或CMOS图像传感器作为拍摄元件60来拍摄环状间隙19的情况进行了说明，但不限于此，也可以使用其他的拍摄器。
[0158]另外，在本实施方式中，说明了将光源47设于杆部30的情况，但不限于此，拍摄元件60还可以具备光源47。
[0159]符号说明
[0160]I燃烧器
[0161]Ia第I凸缘
[0162]2a旋流器支承筒
[0163]2b燃烧筒
[0164]2c 外筒
[0165]3 车室
[0166]4前端侧端面
[0167]5弹簧夹
[0168]6引火喷嘴
[0169]8主喷嘴
[0170]10引火喇叭
[0171]12主燃烧器
[0172]14引火旋流器
[0173]17燃烧室
[0174]19环状间隙
[0175]20间隙测量装置
[0176]21 垫片
[0177]22贯通孔
[0178]23 螺栓
[0179]24埋头孔
[0180]30 杆部
[0181]30a基端部
[0182]30b前端部
[0183]31贯通孔
[0184]32 筒体
[0185]34 臂
[0186]35a、35b第I板状部件
[0187]36第2凸缘
[0188]37固定板
[0189]39 螺栓
[0190]40 缺口
[0191]42埋头孔
[0192]43摩擦板
[0193]44六角螺栓
[0194]45 垫片
[0195]47 光源
[0196]50支承部
[0197]50a基端部
[0198]50b前端部
[0199]51a、5 Ib第2板状部件
[0200]52连结销
[0201]53止动部
[0202]54 缺口
[0203]55 轴心
[0204]56 轨迹
[0205]60拍摄元件
[0206]61测量线
[0207]70操作杆
[0208]70a基端部
[0209]70b前端部
[0210]71第I连杆销
[0211]72第2连杆销
[0212]80连杆机构
[0213]80a基端部
[0214]80b前端部
[0215]100燃烧器
【权利要求】
1.一种燃烧器的间隙测量装置，所述燃烧器具备燃烧喷嘴、第I筒体和第2筒体，所述第I筒体设置于该燃烧喷嘴的周围并包围该燃烧喷嘴，所述第2筒体与所述第I筒体连接，并将由所述燃烧喷嘴燃烧而产生的燃烧气体导向下游侧， 所述燃烧器的间隙测量装置用于测量所述燃烧器的所述第I筒体与所述第2筒体的重叠部分中的、所述第I筒体与所述第2筒体之间的环状间隙的大小， 其特征在于， 所述燃烧器的间隙测量装置具备: 杆部，在该杆部的前端侧插入所述燃烧器内的状态下，该杆部安装于用于固定所述燃烧喷嘴的所述燃烧器的第I凸缘，至少该杆部的基端侧是中空的； 支承部，其以与所述杆部的轴向正交的转动轴为中心可转动地安装于所述杆部的前端; 拍摄元件，其被支承于所述支承部，并对所述环状间隙进行拍摄； 操作杆，其贯穿所述基端侧的中空的所述杆部内，并朝向所述支承部延伸；以及连杆机构，其设于所述操作杆和所述支承部之间，并将所述操作杆的进退运动转换为以所述转动轴为中心的所述支承部的转动运动。
2.如权利要求1所述的燃烧器的间隙测量装置，其特征在于， 所述燃烧器的间隙测量装置还具备止动部，该止动部设于所述杆部，并对所述支承部的最大转动角度进行限制， 在所述最大转动角度下，被支承于所述支承部的所述拍摄元件朝向所述环状间隙。
3.如权利要求2所述的燃烧器的间隙测量装置，其特征在于， 所述止动部构成为:在所述支承部转动到所述最大转动角度的状态下，使所述拍摄元件位于将所述环状间隙和所述转动轴连结起来的直线状的测量线上。
4.如权利要求3所述的燃烧器的间隙测量装置，其特征在于， 所述燃烧器的间隙测量装置还具备光源，该光源在所述第I筒体的与所述第2筒体侧的端部对应的轴向位置处被安装于所述杆部，并向径向外侧照射光， 所述止动部以及所述光源构成为:使所述环状间隙形成在所述光源发出的所述光的照射方向与所述直线相交的交点上。
5.如权利要求1至4中任一项所述的燃烧器的间隙测量装置，其特征在于， 所述支承部、所述拍摄元件、所述操作杆以及所述连杆机构可与所述杆部一体地向周向转动。
6.如权利要求1所述的燃烧器的间隙测量装置，其特征在于， 在所述燃烧器的所述第I凸缘和设于所述杆部的第2凸缘之间还具备装卸自如地设置的垫片。
7.如权利要求1至6中任一项所述的燃烧器的间隙测量装置，其特征在于， 所述燃烧器的间隙测量装置还具备固定板和摩擦板， 所述固定板在所述燃烧器的所述第I凸缘和设于所述杆部的第2凸缘之间被紧固螺栓固定在所述第I凸缘，所述固定板具有可供所述杆部插通的贯通孔， 所述摩擦板被配置成与所述固定板一起夹着所述第2凸缘，并由紧固部件将所述摩擦板与所述固定板紧固，从而对所述第2凸缘进行摩擦固定， 在所述固定板上设有收容所述紧固螺栓的头部的埋头孔。
8.一种燃烧器的环状间隙测量方法，所述燃烧器具备燃烧喷嘴、第I筒体和第2筒体，所述第I筒体设置于该燃烧喷嘴的周围并包围该燃烧喷嘴，所述第2筒体与所述第I筒体连接，并将由所述燃烧喷嘴燃烧而产生的燃烧气体导向下游侧， 所述燃烧器的环状间隙测量方法用于测量所述燃烧器的所述第I筒体与所述第2筒体的重叠部分中的、所述第I筒体与所述第2筒体之间的环状间隙的大小， 其特征在于， 所述燃烧器的环状间隙测量方法包括: 安装工序，在该工序中，将至少基端侧是中空的杆部的前端侧插入所述燃烧器内，并将所述杆部安装于所述燃烧器的第I凸缘； 转动工序，在该工序中，使贯通所述基端侧的中空的所述杆部内且朝向所述支承部延伸的操作杆进退，并使借助连杆机构而连接于所述操作杆、且以可转动的方式安装于所述杆部的前端的支承部以与所述杆部的轴向正交的转动轴为中心转动； 拍摄工序，在该工序中，在所述转动工序中由所述支承部支承的拍摄元件朝向所述环状间隙的状态下，利用所述拍摄元件拍摄所述环状间隙；以及 算出工序，在该工序中，基于在所述拍摄工序得到的所述环状间隙的图像，算出实际的所述环状间隙的大小。
9.如权利要求8所述的燃烧器的环状间隙测量方法，其特征在于， 使所述杆部、所述支承部、所述拍摄元件、所述操作杆以及所述连杆机构一体地向所述杆部的周向转动，从而求出在多个周向位置上的所述环状间隙的大小。
【文档编号】F01D25/00GK104508381SQ201380039325
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2013年9月6日 优先权日:2012年9月24日
【发明者】德永有吾, 谷口健太 申请人:三菱日立电力系统株式会社