專利名稱：燃燒器的壓力檢測裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種燃氣輪機或火箭推進器等的燃燒器的壓力檢測裝置。
在上述燃氣輪機的燃燒器11的內部，在燃料燃燒過程中，由于與氣柱的共鳴而產生燃燒振動和壓力變化，在燃燒器11的構成部件例如內筒14、尾筒15、外筒16內部被反射，從而產生很大的振動能量，可能引起燃燒器11主體的疲勞損傷，甚至引起燃氣輪機翼等外圍部件的破損事故。因此，使用壓力傳感器等檢測上述燃燒振動和壓力變化，來調節燃料和空氣的配比、引燃比、旁路閥開度等。
上述燃氣輪機或火箭推進器等的燃燒器的壓力檢測最好在燃燒器內直接安裝壓力傳感器，但如果壓力傳感器與高溫的燃燒氣體直接接觸，則耐高溫的壓力傳感器的造價很高，同時由于壓力傳感器的故障或破損可能會造成壓力檢測不良。當無法進行壓力檢測時，隨后會出現燃氣輪機或火箭推進器等燃燒器的運轉故障的問題。
因此，在現有技術中使用以下廉價的壓力傳感器，即如圖8所示，在壓力傳感器1上安裝導管2，該導管2的前端貫通圖7的燃燒器外筒16插入內筒14中，通過與燃燒氣體保持一定距離來防止壓力傳感器1暴露在高溫中。
但是當導管2插入燃燒器內筒14時，會發生基于該導管2的固有聲音共振頻率的氣柱共鳴，以響應倍率產生燃燒器內沒有產生的聲音，從而檢測出與實際的燃燒器內筒14內不同的壓力。因此，特開平6-331146號公報中提出了這樣一種裝置，即如圖9所示，安裝減振管(衰減管)9，通過該減振管來吸收在上述導管2內產生的基于固有聲音共振頻率的氣柱共鳴特性，使其衰減，使得振幅平坦的檢測特性區域覆蓋燃燒振動頻率，從而進行正確的壓力檢測。
但是，如圖9所示的減振管9由于設置在較低溫度(100℃以下)的場所，所以當例如運轉停止，然后再運轉時，在減振管9內會存有凝結的水，從而無法進行測量。
因此，本發明要解決的課題是，在使用導管和減振管，通過導管使壓力傳感器遠離燃燒器內的燃燒氣體，同時通過減振管來防止基于固有聲音共振頻率的氣柱共鳴的燃燒器的壓力檢測裝置中，防止減振管的冷凝，總是正確地檢測燃燒器內的壓力。
由此，由于借助于接收來自常時燃燒器的熱量而使溫度保持在該壓力下的蒸發點以上的壓力傳感器或導管，把減振管的溫度保持在蒸發點以上，從而可以防止內部水分冷凝，而且通過減振管可以吸收基于導管的固有聲音共振頻率而產生的共鳴，從而總是可以正確地進行壓力檢測。因此不會象現有技術那樣，在減振管內水分冷凝而無法進行燃燒器內的壓力檢測，從而不會造成燃氣輪機或火箭推進器等的燃燒器在運轉中的故障。
根據本發明的技術方案2的燃燒器的壓力檢測裝置，其特征在于，上述減振管繞在導管內部。
這樣，由于減振管繞在比上述技術方案1的情況更高溫度的導管內部，所以減振管內的水分完全蒸發，不必擔心冷凝。因此，即使在開始運轉之后停止運轉，由于停止運轉時的高溫，在內部溫度下降到該壓力下的蒸發點以下之前，水蒸氣等被蒸發，所以即使再運轉也不必擔心冷凝。因此，不會由于減振管的冷凝使檢測無法進行，此外由于借助于該減振管可以吸收基于導管的固有聲音共振頻率而產生的共鳴，所以總是可以進行正常的壓力檢測。
為了提高吸音效果，根據本發明的技術方案3的燃燒器的壓力檢測裝置，其特征在于，在上述導管內部設置耐熱吸音材料，吸收基于導管的固有聲音共振頻率而產生的共鳴。
此外，根據本發明的技術方案4的燃燒器的壓力檢測裝置，其特征在于，在上述導管內部設置吸音頻率不同的多種耐熱吸音材料，吸收基于導管的固有聲音共振頻率而產生的共鳴。
通過在導管內設置耐熱吸音材料，可以在一定程度上吸收在導管內基于導管的固有聲音共振頻率而產生的共鳴，此外通過減振管也可以吸收基于導管的固有聲音共振頻率而產生的共鳴，由此可以解決基于導管的固有聲音共振頻率而產生的共鳴問題。根據本發明，通過使用其吸音頻率不同的多種吸音材料，可以在更寬的范圍內吸收基于導管的固有聲音共振頻率而產生的共鳴，從而可以獲得更好的效果。
根據本發明的技術方案5的燃燒器的壓力檢測裝置，其特征在于，在上述減振管上設置排泄閥，使得在減振管內冷凝的水分可以排出。
這樣，通過在減振管上設置排泄閥，即使在減振管內發生冷凝，也可以容易地排出冷凝水，此外由于氣體在減振管內流動，所以在減振管內不會存積水分。
根據本發明的技術方案6的燃燒器的壓力檢測裝置，其特征在于，上述導管由集束細導管的導管集合體的多孔導管構成，使導管本身具有減振特性。
這樣，通過由集束細導管的導管集合體的多孔導管構成導管本身，可以使導管的固有聲音共振頻率被細導管分散，使共鳴頻率改變，同時在通過導管使能量增益保持在一定水平的狀態下，進行壓力檢測，從而可以更準確地進行壓力檢測。
圖2是表示本發明第二實施方式的結構簡圖。
圖3是表示本發明第三實施方式的結構簡圖。
圖4是表示本發明第四實施方式的結構簡圖。
圖5是表示本發明第五實施方式的結構簡圖。
圖6是表示本發明第六實施方式的結構簡圖。
圖7是燃氣輪機的燃燒器附近的剖視圖。
圖8是在現有的壓力檢測裝置中，通過使用導管使壓力傳感器遠離燃燒器內的燃燒氣體的結構說明圖。
圖9是在現有的壓力檢測裝置中，通過使用導管和減振管來防止導管的氣柱共鳴的結構說明圖。
圖1至圖6是表示本發明第一至第六實施方式的結構簡圖。圖中1是壓力傳感器，2是導管，3是減振管，4是繞在導管2內的減振管，5是耐熱吸音材料，6是具有與耐熱吸音材料5不同的吸音頻率的耐熱吸音材料，7是排泄閥，8是細導管，此時導管2由集束細導管8的導管集合體的多孔導管構成。
圖1是表示本發明第一實施方式的結構簡圖。本發明如圖所示，首先在導管2的底部設置壓力傳感器1，然后將導管2的另一端從例如上述圖7所示的燃氣輪機燃燒器11的外筒16插入內筒14，從而可以通過導管2檢測燃燒器11內的壓力，同時在導管2的底部安裝減振管3，將該減振管3繞在壓力傳感器1或導管2上。調整導管2的長度，通過來自燃燒器11的熱量，將該壓力傳感器1設置在溫度為該壓力下的蒸發點(例如100℃)以上的位置。
因此，不必擔心減振管3內部發生冷凝。即，當例如燃氣輪機或火箭推進器等的燃燒器11開始運轉一段時間后，壓力傳感器1附近的溫度達到該壓力下的蒸發點以上，由此減振管3也被加熱到該壓力下的蒸發點以上，所以不必擔心冷凝。此外，即使從該狀態開始停止運轉，過一段時間再運轉，由于停止運轉時的高溫，在內部溫度下降到該壓力下的蒸發點以下之前，水蒸氣等被蒸發，因此即使再運轉也不必擔心冷凝。因此，不會由于減振管3的冷凝使檢測無法進行，此外由于該減振管3可以吸收基于導管2的固有聲音共振頻率而產生的共鳴，所以總是可以進行正常的壓力檢測。
圖2是表示本發明第二實施方式的結構簡圖。在如圖1所示的第一實施方式中，減振管3繞在壓力傳感器1或導管2上，但在第二實施方式中，減振管4繞在導管2′的內部。與第一實施方式相同，通過來自燃燒器11的熱量，將壓力傳感器1設置在溫度為該壓力下的蒸發點以上的位置。
這樣，由于減振管4繞在比第一實施方式更高溫度的導管2′的內部，所以減振管4內的水分完全蒸發，不必擔心冷凝。因此，與上述第一實施方式的情況相同，即使在開始運轉之后停止運轉，由于停止運轉時的高溫，在內部溫度下降到該壓力下的蒸發點以下之前，水蒸氣等被蒸發，即使再運轉也不必擔心冷凝。因此，不會由于減振管4的冷凝使檢測無法進行，此外由于該減振管4可以吸收基于導管2′的固有聲音共振頻率而產生的共鳴，所以總是可以進行正常的壓力檢測。
圖3是表示本發明第三實施方式的結構簡圖。在第三實施方式中，減振管3繞在與第一實施方式相同的壓力傳感器1或導管2上，或者繞在與第二實施方式相同的導管2的內部，此外，在導管2的內部，繞有如A-A′剖視圖所示的耐熱吸音材料5。作為該耐熱吸音材料5，可以使用例如燒結金屬絲網等耐高溫材料。與第一實施方式相同，將壓力傳感器設置在借助于來自燃燒器的熱使溫度為該壓力下的蒸發點以上的位置。
通過將耐熱吸音材料5繞在導管2內部，可以在一定程度上吸收在導管2內基于導管2的固有聲音共振頻率而產生的共鳴，此外，通過減振管3吸收基于導管2的固有聲音共振頻率而產生的共鳴，可以解決基于導管2的固有聲音共振頻率而產生的共鳴問題。此外，如上所述，由于減振管3繞在該壓力下的蒸發點以上的高溫區，所以不必擔心冷凝。
圖4是表示本發明第四實施方式的結構簡圖。在第四實施方式中，在第三實施方式的耐熱吸音材料5的基礎上，如A-A′剖視圖所示，使用與該耐熱吸音材料5的吸音頻率不同的、由例如多孔板(沖孔金屬等)構成的耐熱吸音材料6。即，上述燒結金屬絲網等耐熱吸音材料5對低頻聲音的吸收是有效的，而由沖孔金屬等的多孔板構成的耐熱吸音材料6對高頻聲音的吸收是有效的，通過同時使用兩者，可以在更寬的范圍吸收基于導管2的固有聲音共振頻率而產生的共鳴，從而可以獲得更好的效果。
圖5是表示本發明第五實施方式的結構簡圖。在第五實施方式中，在減振管3上設置排泄閥7，可以排出冷凝在減振管3內的水分。其他的結構與上述第一至第四實施方式相同，例如，可以使減振管3與第一實施方式相同，繞在壓力傳感器1或導管2上，或者與第二實施方式相同，繞在導管2的內部，如第三、第四實施方式所示，可以在導管2的內部使用如A-A′剖視圖所示的耐熱吸音材料5以及吸音頻率不同的耐熱吸音材料6等。
這樣，通過在減振管3上設置排泄閥7，即使在減振管3內發生冷凝，也可以容易地排出冷凝水，此外，由于氣體在減振管3內流動，所以在減振管3內不會存積水分。
圖6是表示本發明第六實施方式的結構簡圖。在第六實施方式中，導管2由集束A-A′剖視圖所示的集束細導管的導管集合體構成，導管2本身具有減振特性。通過上述構成導管2，導管2的固有聲音共振頻率值被上述細導管8分散，使共鳴頻率改變，從而具有減振效果，此外可以將能量增益保持在一定水平。除此之外的構成與上述第一實施方式相同，減振管3繞在壓力傳感器1或導管2上，壓力傳感器設置在借助于來自燃燒器11的熱量使溫度為該壓力下的蒸發點以上的位置上。
通過上述構成，在用導管2將能量增益保持在一定水平的狀態下，可以用壓力傳感器1進行壓力檢測，同時通過細導管8將導管2的固有聲音共振頻率分散為較小的數值，從而可以正確地進行壓力檢測。
根據方案1，由于借助于接收來自常時燃燒器的熱量而使溫度保持在該壓力下的蒸發點以上的壓力傳感器或導管，把減振管的溫度保持在蒸發點以上，從而可以防止內部水分冷凝，而且通過減振管可以吸收基于導管的固有聲音共振頻率而產生的共鳴，從而總是可以正確地進行壓力檢測。因此不會象現有技術那樣，在減振管內水分冷凝而無法進行燃燒器內的壓力檢測，從而不會造成燃氣輪機或火箭推進器等的燃燒器在運轉中的故障。
根據方案2，由于減振管繞在高溫的導管內部，所以減振管內的水分完全蒸發，不必擔心冷凝。因此，即使在開始運轉之后停止運轉，由于停止運轉時的高溫，在內部溫度下降到該壓力下的蒸發點以下之前，水蒸氣等被蒸發，所以即使再運轉也不必擔心冷凝。因此，不會由于減振管的冷凝使檢測無法進行，此外由于該減振管可以吸收基于導管的固有聲音共振頻率而產生的共鳴，所以總是可以進行正常的壓力檢測。
根據方案3、4，通過在導管內設置耐熱吸音材料，可以在一定程度上吸收在導管內基于導管的固有聲音共振頻率而產生的共鳴，此外通過減振管也可以吸收基于導管的固有聲音共振頻率而產生的共鳴，由此可以解決基于導管的固有聲音共振頻率而產生的共鳴問題。根據本發明，通過使用吸音頻率不同的多種吸音材料，可以在更寬的范圍內吸收基于導管的固有聲音共振頻率而產生的共鳴，從而可以獲得更好的效果。
根據方案5，通過在減振管上設置排泄閥，即使在減振管內發生冷凝，也可以容易地排出冷凝水，此外由于氣體在減振管內流動，所以在減振管內不會存積水分。
根據方案6，通過由集束細導管的導管集合體的多孔導管構成導管本身，可以使導管的固有聲音共振頻率被細導管分散，使共鳴頻率改變，同時在通過導管使能量增益保持在一定水平的狀態下，進行壓力檢測，從而可以更準確地進行壓力檢測。
權利要求
1.一種燃燒器的壓力檢測裝置，該燃燒器具有插入燃燒器內的導管；壓力傳感器，設置在上述導管的底端，通過導管檢測燃燒器內的壓力；減振管，設置在上述導管的底端，吸收基于導管的固有聲音共振頻率而產生的共鳴，其特征在于，上述燃燒器的壓力檢測裝置如下述構成，即將壓力傳感器設置在通過來自燃燒器的熱量使溫度保持在該壓力下的蒸發點以上的位置上，同時將上述減振管繞在上述壓力傳感器或導管的周圍，防止減振管內的冷凝。
2.根據權利要求1所述的燃燒器的壓力檢測裝置，其特征在于，上述減振管繞在導管內部。
3.根據權利要求1或2所述的燃燒器的壓力檢測裝置，其特征在于，在上述導管內部設置耐熱吸音材料，吸收基于導管的固有聲音共振頻率而產生的共鳴。
4.根據權利要求1或2所述的燃燒器的壓力檢測裝置，其特征在于，在上述導管內部設置吸音頻率不同的多種耐熱吸音材料，吸收基于導管的固有聲音共振頻率而產生的共鳴。
5.根據權利要求1或2所述的燃燒器的壓力檢測裝置，其特征在于，在上述減振管上設置排泄閥，使得在減振管內冷凝的水分可以排出。
6.根據權利要求1或2所述的燃燒器的壓力檢測裝置，其特征在于，上述導管由集束細導管的導管集合體的多孔導管構成，使導管本身具有減振特性。
全文摘要
在燃氣輪機或火箭推進器的燃燒器中，為了防止燃燒振動和壓力變化造成的構成部件的破損事故，通過壓力傳感器檢測燃燒振動和壓力變化。該檢測最好在燃燒器內的高溫區進行，但耐高溫的壓力傳感器造價很高，所以在壓力傳感器上安裝導管，將導管的前端插入燃燒器，與燃燒氣體保持一定距離，并且安裝減振管(衰減管)，吸收在導管內產生的基于固有聲音共振頻率的氣柱共鳴特性。但是，在減振管內由于冷凝而存積水分，使測量無法進行。本發明將壓力傳感器設置在借助于來自燃燒器的熱量使溫度保持在該壓力下的蒸發點以上的位置上，同時將減振管繞在上述壓力傳感器或導管的周圍，從而可以防止減振管內的水分冷凝。
文檔編號G01L19/00GK1401937SQ0213016
公開日2003年3月12日 申請日期2002年8月23日 優先權日2001年8月27日
發明者松山敬介, 田中克則 申請人:三菱重工業株式會社