技术领域
[0001] 本
发明涉及一种
涡轮机械系统的探测装置。
背景技术
[0002] 涡轮机械系统是指,利用涡轮
压缩机(Turbo compressor)、涡轮鼓
风机(Turbo blower)、
涡轮风扇(Turbo fan)等涡轮机械来压缩
工作流体(例如,空气或制冷剂)或者增加流速的系统。
[0003] 现有的涡轮机械采用通过在匀速进行旋转的
马达中利用增速
齿轮来实现高速旋转的方式,最近,随着
轴承和
反相器(Invertor)等相关技术的发展,正在采用直接与马达连接的
串联式高速旋转技术。
[0004] 为防止系统的破损或故障,所述涡轮机械需要事先诊断潜在龟裂。
[0005] 以下为现有文献。
[0006] 公开号(公开日):日本公开
公报第2011-132953号(2011.07.07)
[0007] 发明的名称:用于检测涡轮机械
叶片的龟裂的方法及系统
[0008] 在现有文献中,公开了一种在涡轮机械的内部安装GAP
传感器或者在涡轮机械的外部安装声响传感器或
加速度传感器,当由所述传感器检测到的
信号超出容许范围时判断存在异常的方法及利用该方法的系统。
[0009] 这种方法和系统能够事先诊断潜在龟裂等的故障,但是存在无法判断故障的准确
位置或故障程度的问题。
[0010] 因此,存在有:若欲判断故障位置或故障程度等直接的故障状态,则必然使涡轮机械停止,并且将涡轮机械全部分解而查找的问题。
[0011] 为了分解中大型的涡轮机械而查找故障部位,需要消耗很多劳动
力和时间,因此发生了
费用和时间的问题。
[0012] 因此,需要能够直接地准确判断故障位置和故障程度的探测装置。
发明内容
[0013] 本发明是为解决这种问题而提出的,其目的在于,提供一种能够观察故障位置和故障程度的探测装置。
[0014] 另外,其目的在于,提供一种即使在涡轮机械的工作中也能够观察涡轮机械的内部空间的探测装置。
[0015] 根据本发明,由于内视镜组件直接插入于涡轮机械的内部空间,因此能够直接确认涡轮机械的内部。
[0016] 而且,由于具备
支撑组件,因此内视镜组件不会被内部压力推向外侧,从而能够插入于内部空间。
[0017] 而且,由于具备用于支撑连接部的插入管,因此能够防止探测区域被在内部空间流动的流体而非意图性地改变。
[0018] 而且,由于具备第一密封构件和第二密封构件,因此能够防止涡轮装置的内部空间的流体向外部流出。
[0019] 固定组件可进一步包括与第二密封部连结的紧固
螺栓,所述紧固螺栓在插入于所述第二密封部的过程中,对第二密封构件进行施压。
[0020] 内视镜组件可进一步包括透镜,所述透镜设置于探测部的一侧,并且能够改变所述探测部的探测范围。
[0021] 凸缘(flange)可进一步包括可以使所述探测部和连接部的至少一部分贯通的第三贯通部。
[0022] 可进一步包括
阀门,所述阀门用于使所述凸缘和所述固定组件结合,并且选择性地遮断所述探测部进行移动的移动路径。
[0023] 根据本发明,由于内视镜组件直接插入于涡轮机械的内部空间,因此能够直接确认涡轮机械的内部。
[0024] 而且,由于具备支撑组件,因此内视镜组件不会被内部压力推向外侧,从而能够插入于内部空间。
[0025] 而且,由于具备用于支撑连接部的插入管,因此能够防止探测区域被在内部空间流动的流体而非意图性地改变。
[0026] 而且,由于具备第一密封构件和第二密封构件,因此能够防止涡轮装置的内部空间的流体向外部流出。
附图说明
[0027] 图1是本发明一
实施例的探测装置的立体图。
[0028] 图2是沿图1中的A-A线的剖视图。
[0029] 图3是本发明一实施例的安装组件的剖视图。
[0030] 图4和图5是本发明一实施例的固定组件的剖视图。
[0031] 图6是示出本发明的探测装置插入在涡轮机械的内部空间的状态的立体图。
[0032] 图7是沿延伸线L切开的图6的剖视图。
[0033] 图8是示出本发明一实施例的探测装置插入于涡轮机械的叶片部状态的立体图。
[0034] 图9是沿图8中的B-B线的剖视图。
[0035] 图10是示出本发明另一实施例的探测装置插入于涡轮机械的
蒸发部的状态的立体图。
[0036] 图11是沿图10中的C-C线的剖视图。
[0037] 图12是本发明又另一实施例的探测装置插入于涡轮机械的冷凝部的状态的立体图。
[0038] 图13是沿图12中的D-D线的剖视图。
具体实施方式
[0039] 参照附图,对用于实现上述目的的本发明的实施例的探测装置进行详细说明。
[0040] 图1是本发明一实施例的探测装置的立体图,图2是沿图1的A-A线的剖视图,图3是本发明一实施例的安装组件的剖视图,图4和图5是本发明一实施例的固定组件的剖视图。
[0041] 参照图1至图5,本发明一实施例的探测装置100包括:内视镜组件110,其用于探测涡轮机械的内部空间;安装组件120,其用于安装所述内视镜组件110,使得所述内视镜组件110不被所述内部空间的压力推向后方;支撑组件130,其用于支撑所述安装组件120,使得所述安装组件120从所述涡轮机械隔开规定距离而设置;固定组件140,其与所述支撑组件
130连结,并且用于将所述支撑组件130固定于所述涡轮机械。
[0042] 所述内视镜组件110包括:内视镜主体111;探测部112,其插入于所述涡轮机械的内部空间;以及连接部113,其用于使所述内视镜主体111和所述探测部112连接。
[0043] 在所述探测部112可安装有摄像机等的光学设备等,通过所述光学设备可以探测所述涡轮机械的内部状态。作为一例,能够探测所述涡轮机械的内壁,并且能够探测所述内壁的龟裂发生与否和龟裂程度。并且,所述探测部112可以包括能够改变所述探测部的探测范围的透镜(未图示)。所述探测部112通过所述透镜不仅能对探测部112的前方进行探测,而且还能对探测部112的侧方进行探测。
[0044] 所述连接部113可以从所述内视镜主体111朝向所述探测部112延伸。作为一例,所述连接部113可以在前后方向延伸。此时,前后方向是指,从所述安装组件120朝向所述固定组件140的方向。即,在所述连接部113的一端可配置有所述探测部112,而所述连接部113的另一端可连接于所述内视镜主体111。
[0045] 所述内视镜组件110可进一步包括用于防止所述连接部113朝向一侧弯曲的插入管114。所述插入管114可以沿着所述连接部113的延伸方向、即朝向前后方向延伸。并且,所述插入管114以包裹所述连接部113的外周面的方式形成,由此能够固定所述连接部113的外周面。从另一观点可理解为:所述插入管114具有与所述连接部113的外径相对应的孔,并且所述连接部113插入于所述插入管114的孔。
[0046] 在本实施例中,所述插入管114与所述连接部113单独形成,但并不限于此,也可以与所述连接部113形成一体。所述插入管114用于防止所述连接部113被在所述涡轮机械的内部空间流动的流体弯曲,因此能够防止探测部112的探测范围被非意图性地改变。
[0047] 所述内视镜组件110可进一步包括能够使所述内视镜主体111移动的把手115。作为一例,使用者使所述把手115在前后方向上进行移动,由此能够使所述内视镜主体111在前后方向上进行移动。从而,所述内视镜主体111通过所述把手115的移动来能够向前方移动,此时,所述探测部112和所述连接部113的一部分能够插入在所述涡轮机械的内部空间。
[0048] 所述内视镜组件110可进一步包括
电缆119,该电缆119用于使所述内视镜主体111和外部装置(未图示)连接,并且用于将由所述探测部112探测到的信息传递至外部装置。使用者通过所述外部装置能够确认由所述探测部112探测到的所述涡轮机械的内部空间的状态。作为一例,所述外部装置可包括显示器装置。
[0049] 所述安装组件120包括:安装组件主体121;容纳部122,该容纳部122配置于所述安装组件主体121的一侧,并且用于容纳所述内视镜主体111。作为一例,所述安装组件主体121可配置成面向所述涡轮机械的一面,并且可以以圆板形状形成。
[0050] 而且,所述容纳部121可配置于所述安装组件120的中心部。所述容纳部122可包括朝向后方开口的连结部122H,所述内视镜主体111的一侧可连结于所述连结部122H。作为一例,所述容纳部122可包括后面凹陷而成的连结部122H。即,可以包括具有第一凹陷面的连结部122H,该第一凹陷面是所述容纳部122的一面凹陷而成的。此时,从所述内视镜主体111的一侧延伸的连接部113可贯通所述容纳部122。
[0051] 所述容纳部122可包括使所述连接部113贯通的第一贯通部122A。所述第一贯通部122A可形成于所述第一凹陷面,所述第一贯通部122A可形成为与所述连接部113的直径相对应的大小,所述第一贯通部122A在前后方向上贯通所述容纳部122。
[0052] 因此,所述内视镜主体111的一侧连结于所述连结部122H,所述连接部113的外周面的一部分与所述第一贯通部122A贴合
接触,由此所述内视镜组件110能够固定于所述安装组件120。
[0053] 而且,所述容纳部122可进一步包括具有第二凹陷面的第一固定部122B,该第二凹陷面是从前面以固定深度朝向后方凹陷而成的。所述第一固定部122B与所述第一贯通部122A以假想的延伸线L作为中心配置。作为一例,所述第一固定部122B可配置于所述第一贯通部122A的前方。
[0054] 所述第一固定部122B可形成为与所述插入管114的直径相对应的大小。所述插入管114的一侧插入于所述第一固定部122B。此时,所述内视镜主体111的贯通所述第一贯通部122A的所述连接部113容纳于所述插入管114的内部。即,所述连接部113的一部分固定于所述第一贯通部122A,所述连接部113的其余一部分可插入于在所述第一固定部122B固定的所述插入管114。
[0055] 所述第一固定部122B的直径形成为大于所述第一贯通部122A的直径。作为一例,第一固定部122B形成为与所述第一贯通部122A相比大插入管114的厚度。
[0056] 在所述第一固定部122B和第一贯通部122A的边界可形成有阶梯,所述阶梯可以对应所述插入管114的厚度而形成。而且,所述插入管114的一端可以与所述阶梯相接触。从而,所述插入管114插入于所述第一固定部122B,使得所述插入管114的一端与所述阶梯相接触。
[0057] 而且,所述容纳部122包括:用于防止流体泄露的第一密封构件129;第一密封部122C,其形成用于插入所述第一密封构件129的空间。所述第一密封部122C具有第三凹陷面,该第三凹陷面是从所述容纳部112的前面以固定距离朝向后方凹陷而成的。
[0058] 所述密封部122C可以以所述假想的延伸线L作为中心而设置,作为一例,所述第一密封部122C可形成于所述第一固定部122B的前方。
[0059] 所述第一密封部122C的直径形成为大于所述第一贯通部122A或所述第一固定部122B的直径。此时,所述第一密封构件129插入在所述插入管114的外周面和所述第一密封部122C的内周面之间的空间。所述第一密封构件129防止经由所述插入管114而渗透到所述容纳部122的制冷剂向安装组件120的外部流出。
[0060] 此时,所述第一贯通部122A、第一固定部122B以及第一密封部122C可排列在所述假想的延伸线L上。所述延伸线L贯通所述容纳部122的中心和后述的固定组件140的中心。因此,所述第一贯通部122A、第一固定部122B、第一密封部122C以及连结部122H可形成于所述容纳部122的中心。所述假想的延伸线L可理解为所述探测装置100的中
心轴。
[0061] 所述安装组件120进一步包括配置于所述安装组件主体121的边缘部的球衬套(ball bush)125。所述球衬套125与后述的杆135结合,并对所述安装组件120进行引导而使其在前后方向上进行移动。而且,所述球衬套125对应所述杆135而设置多个。
[0062] 而且,所述安装组件120进一步包括配置于所述安装组件主体121的边缘部的滚珠
花键(ball spline)127。所述滚珠花键127与后述的螺杆137结合,使得所述安装组件120从所述固定部130隔开固定距离而设置。所述球衬套125和滚珠花键127可以以贯通所述安装组件主体121的边缘部的方式安装。
[0063] 所述支撑组件130用于使所述安装组件120和所述固定组件140连接。作为一例,支撑组件130与所述固定组件140连结,并且可以支撑所述安装组件120。
[0064] 所述支撑组件130包括杆135,该杆135从所述固定组件140朝向所述安装组件120延伸。所述杆135在前后方向上延伸,并可以与所述球衬套125结合。所述球衬套125可以在所述杆125的外周面进行滑动,所述安装组件120可以通过所述杆125在前后方向上进行移动。
[0065] 所述支撑组件130可包括具备
螺纹的螺杆137。所述螺杆127在前后方向上延伸,并且可以与所述滚珠花键127结合。所述滚珠花键127与所述螺杆127所具备的螺纹连结,并且能够限制所述安装组件120在前后方向上进行移动。
[0066] 即,所述滚珠花键127可以沿着所述螺杆137进行移动,由此所述安装组件120可以在前后方向上进行移动,并且将所述滚珠花键127固定于所述螺杆137的某个位置,从而能够限制所述安装组件120在前后方向上进行移动。并且,所述杆135和所述螺杆137可配置成以所述插入管114为中心互相对称。
[0067] 所述固定组件140包括用于与所述支撑组件130连结的固定组件主体141。所述固定组件主体141可以与所述安装组件主体121互相面对的方式配置,并且通过所述支撑组件120从所述安装组件主体121隔开固定距离。
[0068] 在所述固定组件主体141的棱
角部可连结有所述支撑组件130。作为一例,当从所述安装组件120朝向前方观察所述固定组件主体141时,所述固定组件主体141可具有大致三角形形状,所述支撑组件130可连结于所述三角形的
顶点部。作为一例,所述杆135可连结于所述三角形的两个顶点部,而在所述三角形的其余顶点部可连结有所述螺杆137。此时,所述插入管114贯通所述三角形的中心。
[0069] 在所述固定组件主体141的中心设置有使所述插入管114贯通的第二贯通部141A。作为一例,所述第二贯通部141A贯通所述固定组件主体141的中心而形成。而且,所述第二贯通部141A可以与所述插入管114的直径相对应地形成。
[0070] 所述第二贯通部141A可以与所述第一固定部122B相对应地设置。即,所述第一固定部122B的中心和所述第二贯通部141A的中心可排列在所述假想的延伸线L上。因此,所述插入管114的一侧可固定于所述第一固定部122B,而所述插入管114的另一侧可固定于所述第二贯通部141A。
[0071] 不过,由于所述插入管114的一端与形成所述第一固定部122B和第一贯通部122A的边界的阶梯相接触并被支撑,因此所述插入管114无法贯通所述安装组件120,但是所述插入管115的另一端不会被阶梯固定,因此所述固定组件140可以在前后方向上进行移动。
[0072] 所述固定组件140包括具有第四凹陷面的第二密封部141B,该第四凹陷面是从所述固定组件主体141的后面以规定深度朝向前方凹陷而成的。所述第二密封部141B的直径可形成为大于所述第二贯通部141A的直径,所述第二密封部141B包括以所述第二贯通部141A的中心为基准的圆筒形的孔。所述第二密封部141B可排列在所述假想的延伸线L上。
[0073] 所述第二密封构件145可插入于所述第二密封部141B的内部。并且,所述第二密封构件145可以与所述第二密封部141B相对应地形成。作为一例,所述第二密封构件145可形成为具有内周面和外周面的环状。所述内周面可以与所述插入管114的外周面接触,所述外周面可以与所述第二密封构件145的内周面接触。
[0074] 在所述第二密封部141B的内周面可以设置有螺纹部141C。作为一例,所述螺纹部141C可配置于所述第二密封部141B的后方部,所述螺纹部141C包括
内螺纹。
[0075] 所述固定组件140可进一步包括插入于所述第二密封部141B的紧固螺栓147。所述紧固螺栓147可以以使所述插入管114贯通的方式形成。作为一例,所述插入管114可贯通所述紧固螺栓147的中心部。
[0076] 因此,所述紧固螺栓147可以沿着所述插入管114的外周面在前后方向上进行移动。相反,所述插入管114在其贯通所述紧固螺栓147的状态下,可以在前后方向上进行移动。
[0077] 所述紧固螺栓147的外周面可形成为与所述第二密封部141B的内周面的直径相对应的大小。在所述紧固螺栓147的外周面可以设置有螺纹部147C。作为一例,所述螺纹部147C可包括
外螺纹。
[0078] 所述紧固螺栓的螺纹部147C与所述第二密封部的螺纹141C连结。即,所述紧固螺栓147朝向一个方向进行旋转的同时沿着所述螺纹141C前进;也可以朝向另一个方向进行旋转的同时沿着所述螺纹141C后退。
[0079] 当所述紧固螺栓147与所述第二密封部141B连结时,配置于所述第二密封部141B的第二密封构件145能够被所述紧固螺栓147在前后方向上压缩。
[0080] 所述第二密封构件145可以由延性材料形成,若在前后方向上被压缩,则轴向上的长度会降低,半径方向上的长度可能会增加。若所述第二密封构件145的半径方向上的长度增加,则所述第二密封构件145的外周面和所述第二密封部141B的内周面互相贴合接触,并且第二密封构件145的内周面和所述插入管114的外周面贴合接触。据此,在所述第一贯通孔122A形成密封。
[0081] 若所述紧固螺栓147朝向所述第二密封部141A的内侧前进,则第二密封构件145对所述第一贯通孔122A进行密封(参照图5)。相反,若所述紧固螺栓147朝向所述第二密封部141B的外侧后退,则逐渐解除对第一贯通孔122A的密封(参照图4)。
[0082] 使用者在将所述紧固螺栓147后退固定距离后,可以使所述插入管114在前后方向上移动,若所述内视镜组件110的位置固定,则使所述紧固螺栓147前进并进行密封。对所述内视镜组件110的移动的详细说明将进行后述。
[0083] 所述第二密封构件145用于防止制冷剂流向所述固定组件140,所述第一密封构件129用于防止制冷剂流向所述安装组件120。
[0084] 所述探测装置100可进一步包括用于封闭所述涡轮机械的开口部的凸缘170。所述凸缘170可形成为与所述涡轮机械的开口部相对应的形状。作为一例,可形成为圆形。
[0085] 所述凸缘170可经由连结构件171与所述开口部的棱角部连结。在所述凸缘170的中心部可设置有贯通所述凸缘170的第三贯通部172(参照图7)。此时,所述第一贯通部122A、第二贯通部141A以及第三贯通部172可排列在所述假想的延伸线L上。
[0086] 所述连接部113和插入管114随着所述安装组件120的位置而朝向前后方进行移动,因此所述第二贯通部141A和第三贯通部172可理解为移动通道。
[0087] 所述探测装置100可进一步包括阀门180,该阀门180设置在所述凸缘170和所述固定组件140之间,并且选择性地遮断所述内视镜组件110的所述移动通道。当不使用所述探测装置100时,所述阀门180遮断所述移动通道,因此能够防止制冷剂从所述内部空间流入。并且,所述阀门180可包括用于开闭的把手181。
[0088] 以下,对所述探测装置100插入所述涡轮机械内部的过程进行说明。
[0089] 图6是示出本发明的探测装置插入在涡轮机械的内部空间的状态的立体图。图7是沿延伸线L切开的图6的剖视图。
[0090] 参照图6和图7,首先,打开所述阀门180,由此打开使所述第二贯通部141A和第三贯通部172连接的移动通道。然后,解除对所述滚珠花键127的固定,使得所述安装组件120能够随着所述支撑组件130进行移动。
[0091] 之后,将所述内视镜组件110推向所述涡轮机械。此时,所述内视镜主体111以安装于所述安装组件120的状态朝向前方移动。所述安装组件120朝向所述固定组件140移动。
[0092] 此时,所述连接部113和插入管114沿着第二贯通部141A进行移动并贯通所述固定组件140,然后穿过所述第三贯通部172而插入于所述涡轮机械的内部空间。
[0093] 当所述内视镜组件110结束移动时,将所述滚珠花键127固定于所述螺杆137,由此所述安装组件120不会被推向后方。而且,将所述紧固螺栓147朝向一个方向旋转,由此使所述紧固螺栓147对所述第二密封构件145施压。
[0094] 所述第二密封构件145密封所述插入管114和第二密封部141B之间,由此能够防止所述内部空间的制冷剂流向所述固定组件140。
[0095] 图8是示出本发明一实施例的探测装置插入于涡轮机械的叶片部的状态的立体图。图9是沿图8中的B-B线的剖视图。
[0096] 参照图8和图9,本发明一实施例的探测装置100可设置于冷却(chiller)系统10的压缩部20。
[0097] 所述压缩部20可包括:压缩机20,其用于压缩所述冷却系统中流动的制冷剂;和叶片(vane)部21,其设置于所述压缩机20的入口侧,并且用于调节流入至所述压缩机20的制冷剂的量。所述叶片部21可以调节制冷剂的量,以在所述压缩机20的运转中不发生压力
波动(surge)。并且,所述叶片部21包括:用于构成外观的壳体23;和在所述壳体23的内部形成的内部空间25。
[0098] 在所述壳体23的一侧可形成有开口部27。当从外侧观察所述开口部27时,其可以形成为圆形,所述探测装置100的凸缘170可连结于所述开口部27的棱角部。
[0099] 所述探测装置100的探测部112、连接部113以及插入管114可穿过所述凸缘170的贯通部172而插入于所述内部空间25,由此能够观察用于调节所述内部空间25的内壁或制冷剂的流入量的叶片28。
[0100] 图10是本发明的另一实施例的探测装置插入于涡轮机械的蒸发部的状态的立体图。图11是沿图10中的C-C线的剖视图。
[0101] 参照图10,本发明的另一实施例的探测装置100可设置于冷却系统10的蒸发部30。
[0102] 所述蒸发部30可以由管壳(shell and tube)式热交换装置构成,所述
蒸发器30可包括:构成外观的壳体33;使所述冷
水流动的冷水管38。所述冷水管38在所述壳体33的内部可形成多个。
[0103] 所述蒸发部30在所述壳体33的内面和所述冷水管38的外面之间具有内部空间35。所述制冷剂在所述内部空间35流动,穿过所述内部空间35的制冷剂和穿
过冷水管38的冷水互相进行热交换。穿过所述内部空间35的制冷剂被在所述冷水管38流动的冷水蒸发,冷水被制冷剂冷却。
[0104] 所述探测设备100可插入于所述内部空间35,由此能够确认所述内部空间35的内壁的龟裂状态等。
[0105] 图12是示出本发明又另一实施例的探测装置插入于涡轮机械的冷凝部的状态的立体图。图13是沿图12中的D-D线的剖视图。
[0106] 参照所述图11,冷凝部40可以由管壳(shell and tube)式热交换装置构成,所述
冷凝器40可包括:用于形成外观的壳体45;使所述
冷却水流动的冷却水管47。
[0107] 所述冷却水管47在所述壳体45的内部可构成为多个,所述冷凝器40在所述壳体45的内面和所述冷却水管47的外面之间具有内部空间46。
[0108] 所述制冷剂在所述内部空间46流动,穿过所述内部空间46的制冷剂和穿过冷却水管47的冷却水互相进行热交换。穿过所述内部空间46的制冷剂被在所述冷却水管47流动的冷却水冷凝,制冷剂被冷却水冷却。
[0109] 所述探测设备100可插入于所述内部空间45,由此可以确认所述内部空间45的内壁的龟裂状态等。
[0110] 本发明公开了插入于冷却系统的内部空间的探测装置,但并不限于此,只要是内部和外部被密封的涡轮机械,就可以安装本发明的探测装置。作为一例,也可以安装于
吸收式制冷机。
[0111] 另外,本发明的探测装置的探测对象并不限于用于构成涡轮机械的内部空间的内壁,根据欲进行探测的目的,可以对制冷剂的流动、或旋转体的速度、或轴承的振动进行探测。