JP2002202193A - 温度制御装置 - Google Patents

温度制御装置

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JP2002202193A
JP2002202193A JP2000401141A JP2000401141A JP2002202193A JP 2002202193 A JP2002202193 A JP 2002202193A JP 2000401141 A JP2000401141 A JP 2000401141A JP 2000401141 A JP2000401141 A JP 2000401141A JP 2002202193 A JP2002202193 A JP 2002202193A
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Takeshi Sakida
武史 崎田
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IHI Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 駆動状態にある計測物体の温度を正確に制御
する。 【解決手段】 駆動状態の計測物体2を温度制御対象と
し、計測物体2を囲む壁体10を介して計測物体を加熱
する加熱装置6と、加熱装置6で加熱された壁体10の
温度を計測する計測装置7と、計測物体2の温度を予め
計測した結果に基づいて計測装置7の計測結果を較正す
る較正装置9とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、評価試験等に用い
られる温度制御装置に関し、例えば、規定された温度環
境下での回転試験に用いて好適な温度制御装置に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、ガスタービンエンジンの翼やロ
ータ(以下、計測物体と称する)に対する回転試験等の
評価試験は、例えば計測物体としての供試体を真空中で
回転することで実施されている。そして、この種の評価
試験では、供試体を規定の温度(例えば、エンジンの燃
焼ガス温度以上の温度)に加熱した状態で試験を行う必
要があるため、供試体に対する正確な温度制御が求めら
れている。
【0003】従来、上記の試験において供試体の温度を
計測するには、試験中は供試体が回転し接触式の温度計
を取り付けられない等の理由により、ある波長帯域の光
のエネルギーを取り出して温度に変換する非接触式のパ
イロメータ(放射温度計)が多く用いられている。そし
て、温度計測の正確性を期すために、試験前に供試体に
熱電対等を貼付し、静止状態で供試体を加熱したときの
熱電対の計測値とパイロメータの計測値とを比較するこ
とにより、予めパイロメータの計測値に対する較正を行
う。そして、パイロメータの較正が完了すると熱電対を
取り外して試験を行うが、試験中はパイロメータによる
計測値のみを用いて供試体の温度を制御していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の温度制御装置には、以下のような問題が
存在する。パイロメータは、供試体の周囲の温度やパイ
ロメータ自体の取付角度等、外乱に影響されやすく、計
測精度の信頼性に欠けるという問題があった。
【0005】本発明は、以上のような点を考慮してなさ
れたもので、計測物体の温度を正確に制御することがで
きる温度制御装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、以下の構成を採用している。請求項1記
載の温度制御装置は、駆動状態の計測物体を温度制御対
象とする温度制御装置であって、前記計測物体を囲む壁
体を介して前記計測物体を加熱する加熱装置と、該加熱
装置で加熱された前記壁体の温度を計測する計測装置
と、前記計測物体の温度を予め計測した結果に基づいて
前記計測装置の計測結果を較正する較正装置とを有する
ことを特徴とするものである。
【0007】従って、本発明の温度制御装置では、接触
式の計測装置を用いて正確に壁体の温度を計測すること
ができる。また、この計測装置の計測結果は、計測物体
の温度を予め計測した結果に基づいて較正されるので、
壁体の温度を介して計測物体の温度を正確に計測するこ
とができる。
【0008】また、請求項2記載の温度制御装置は、請
求項1記載の温度制御装置において、前記計測物体の温
度を非接触で計測する放射温度計を備え、前記較正装置
は、前記計測物体の温度を予め計測した結果に基づいて
前記放射温度計の計測結果を較正することを特徴とする
ものである。
【0009】従って、本発明の温度制御装置では、計測
装置の温度計測結果と放射温度計の温度計測結果とを互
いに検証できるので、計測物体に対する温度計測結果の
信頼性をより高めることができる。
【0010】そして、請求項3記載の温度制御装置は、
請求項1または2記載の温度制御装置において、前記較
正装置の較正結果に基づいて、前記加熱装置を制御する
制御部を有することを特徴とするものである。
【0011】従って、本発明の温度制御装置では、計測
物体の温度を規定された温度に容易に加熱することがで
きる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の温度制御装置の実
施の形態を、図1を参照して説明する。ここでは、例え
ば、ディスクの供試体の温度を制御する場合の例を用い
て説明する。図1は、回転軸1、1間に取り付けたディ
スクの供試体(計測物体)2に回転駆動を与える試験装
置3に温度制御装置4が設けられた概略構成図である。
【0013】この試験装置3では、回転軸1、1および
供試体2が炉体5内に収容されている。この炉体5内
は、図示しない負圧吸引装置を駆動することで真空状態
にすることができる構成になっている。
【0014】温度制御装置4は、回転(駆動)状態にあ
る供試体2の温度を制御するものであって、高周波加熱
装置(加熱装置)6と熱電対(計測装置)7とパイロメ
ータ(放射温度計)8と制御・計測装置9とから構成さ
れている。高周波加熱装置6は、供試体2を取り囲む炉
壁(壁体)10の外側に設けられており、炉壁10を加
熱することによって、この炉壁10からの輻射熱で供試
体2を加熱するものである。なお、高周波加熱装置6の
駆動は、制御部としての制御・計測装置9によって制御
される。
【0015】熱電対7は、炉壁10の内側に複数貼付さ
れ当該炉壁10の温度を計測するものであり、その計測
結果は制御・計測装置9に出力される。パイロメータ8
は、炉体5の上方に配置され、供試体2が発した光
(色)を炉体5の天板5aに設けられた光透過部11を
介して受光することで供試体2の温度を非接触で計測す
るものであり、その計測結果は制御・計測装置9に出力
される。制御・計測装置9は、供試体2の温度を予め計
測した結果に基づいて較正装置として、熱電対7および
パイロメータ8の計測した温度を較正するとともに、こ
れら較正した結果に基づいて高周波加熱装置6の駆動を
制御する構成になっている。
【0016】上記の構成の温度制御装置4を用いて供試
体2の温度を制御する動作について説明する。初めに予
め供試体2の温度と、熱電対7およびパイロメータ8が
計測する温度との相関関係を求める手順について説明す
る。まず、供試体2を回転させない状態(静止状態)で
供試体2に、計測結果を制御・計測装置9に出力する熱
電対12を取り付ける。そして、高周波加熱装置6によ
り炉壁10を介して供試体2を加熱する。このとき、制
御・計測装置9には、熱電対12が計測した温度、すな
わち、供試体2の温度と、このときの温度に対応する熱
電対7が計測する炉壁10の温度およびパイロメータ8
が計測する供試体2の温度とがそれぞれ入力する。そこ
で、制御・計測装置9では、これらの温度を相互に関連
づけて記憶しておく。
【0017】続いて、熱電対12を取り外した後、回転
軸1、1を介して供試体2を回転して評価試験を実行す
る。すなわち、供試体2を所定の回転数で回転すること
で供試体2に所定の荷重を負荷する。このとき、供試体
2を例えばエンジンの燃焼ガス温度以上の規定温度に加
熱するが、制御・計測装置9は熱電対7により計測され
た炉壁10の温度を、予め熱電対12により計測された
温度を用いて較正することで供試体2の温度を管理す
る。同様に、制御・計測装置9はパイロメータ8により
計測された供試体2の温度を、予め熱電対12により計
測された温度を用いて較正することで供試体2の温度を
管理する。
【0018】具体的な制御方式としては、例えばパイロ
メータ8の計測可能範囲外の温度から加熱を始める場
合、初期においては熱電対7の計測結果を用いて供試体
2の温度を管理し、パイロメータ8の計測可能範囲内の
温度では、パイロメータ8の計測結果を用いて供試体2
の温度を管理する方式に切り替える。また、パイロメー
タ8の計測結果を用いて供試体2の温度を管理する際に
も、適宜、熱電対7の計測結果から得られた供試体2の
温度を用いてパイロメータ8の計測した温度を照合し、
間接的に計測した供試体2の温度の正確性を検証する。
そして、制御・計測装置9では、これら得られた供試体
2の温度が規定温度に維持されるように、高周波加熱装
置6の駆動を制御する。
【0019】本実施の形態の温度制御装置では、熱電対
7が計測した炉壁10の温度を予め計測した供試体2の
温度に較正して制御するので、パイロメータ8のみを用
いて計測した場合のように外乱に影響されることなく、
供試体2の温度を正確に制御することができる。また、
本実施の形態では、さらにパイロメータ8を併用するこ
とで、パイロメータ8の計測結果と熱電対7の計測結果
とを相互に検証することができ、供試体2の温度制御に
対する信頼性をより高めることができる。特に、上述し
たように、パイロメータ8を用いた温度制御と熱電対7
を用いた温度制御を、供試体2の温度に応じて区分する
ことで、パイロメータ8の計測可能範囲外の温度から加
熱する場合でも、自由に安定した制御が可能になる。ま
た、本実施の形態では、制御・計測装置9がパイロメー
タ8の計測結果と熱電対7の計測結果とを用いて高周波
加熱装置6の駆動を制御しているので、供試体2を自動
的に規定温度に加熱することができ、容易な温度制御を
実現することができる。
【0020】なお、上記実施の形態において、熱電対7
とパイロメータ8の双方の計測結果を用いて供試体2の
温度を制御する構成としたが、これに限定されるもので
はなく、熱電対7の計測結果のみで供試体2の温度を制
御する構成としてもよい。また、本発明の温度制御装置
は、回転試験に限られず、駆動状態にある計測物体の温
度制御に関して広く適用可能である。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1に係る温
度制御装置は、計測装置が加熱された壁体の温度を計測
し、予め計測した計測物体の温度に基づいて較正装置が
計測装置の計測結果を較正する構成となっている。これ
により、この温度制御装置では、外乱に影響されること
なく、計測物体の温度を正確に計測・制御できるという
効果が得られる。
【0022】請求項2に係る温度制御装置は、計測物体
の温度を予め計測した結果に基づいて較正装置が放射温
度計の計測結果を較正する構成となっている。これによ
り、この温度制御装置では、放射温度計の計測結果と計
測装置の計測結果とを相互に検証することができ、計測
物体の温度制御に対する信頼性をより高めることができ
るという効果を奏する。
【0023】請求項3に係る温度制御装置は、制御部が
較正装置の較正結果に基づいて加熱装置を制御する構成
となっている。これにより、この温度制御装置では、計
測物体を自動的に規定温度に加熱することができ、容易
な温度制御を実現できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態を示す図であって、試
験装置に温度制御装置が設けられた概略構成図である。
【符号の説明】
2 供試体(計測物体) 4 温度制御装置 6 高周波加熱装置(加熱装置) 7 熱電対(計測装置) 8 パイロメータ(放射温度計) 9 制御・計測装置(制御部、較正装置) 10 炉壁(壁体)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 駆動状態の計測物体を温度制御対象と
    する温度制御装置であって、 前記計測物体を囲む壁体を介して前記計測物体を加熱す
    る加熱装置と、 該加熱装置で加熱された前記壁体の温度を計測する計測
    装置と、 前記計測物体の温度を予め計測した結果に基づいて前記
    計測装置の計測結果を較正する較正装置とを有すること
    を特徴とする温度制御装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の温度制御装置におい
    て、 前記計測物体の温度を非接触で計測する放射温度計を備
    え、 前記較正装置は、前記計測物体の温度を予め計測した結
    果に基づいて前記放射温度計の計測結果を較正すること
    を特徴とする温度制御装置。
  3. 【請求項3】 請求項1または2記載の温度制御装置
    において、 前記較正装置の較正結果に基づいて、前記加熱装置を制
    御する制御部を有することを特徴とする温度制御装置。
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