专利名称：燃烧器的压力检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种燃气轮机或火箭推进器等的燃烧器的压力检测装置。
在上述燃气轮机的燃烧器11的内部，在燃料燃烧过程中，由于与气柱的共鸣而产生燃烧振动和压力变化，在燃烧器11的构成部件例如内筒14、尾筒15、外筒16内部被反射，从而产生很大的振动能量，可能引起燃烧器11主体的疲劳损伤，甚至引起燃气轮机翼等外围部件的破损事故。因此，使用压力传感器等检测上述燃烧振动和压力变化，来调节燃料和空气的配比、引燃比、旁路阀开度等。
上述燃气轮机或火箭推进器等的燃烧器的压力检测最好在燃烧器内直接安装压力传感器，但如果压力传感器与高温的燃烧气体直接接触，则耐高温的压力传感器的造价很高，同时由于压力传感器的故障或破损可能会造成压力检测不良。当无法进行压力检测时，随后会出现燃气轮机或火箭推进器等燃烧器的运转故障的问题。
因此，在现有技术中使用以下廉价的压力传感器，即如图8所示，在压力传感器1上安装导管2，该导管2的前端贯通图7的燃烧器外筒16插入内筒14中，通过与燃烧气体保持一定距离来防止压力传感器1暴露在高温中。
但是当导管2插入燃烧器内筒14时，会发生基于该导管2的固有声音共振频率的气柱共鸣，以响应倍率产生燃烧器内没有产生的声音，从而检测出与实际的燃烧器内筒14内不同的压力。因此，特开平6-331146号公报中提出了这样一种装置，即如图9所示，安装减振管(衰减管)9，通过该减振管来吸收在上述导管2内产生的基于固有声音共振频率的气柱共鸣特性，使其衰减，使得振幅平坦的检测特性区域覆盖燃烧振动频率，从而进行正确的压力检测。
但是，如图9所示的减振管9由于设置在较低温度(100℃以下)的场所，所以当例如运转停止，然后再运转时，在减振管9内会存有凝结的水，从而无法进行测量。
因此，本发明要解决的课题是，在使用导管和减振管，通过导管使压力传感器远离燃烧器内的燃烧气体，同时通过减振管来防止基于固有声音共振频率的气柱共鸣的燃烧器的压力检测装置中，防止减振管的冷凝，总是正确地检测燃烧器内的压力。
由此，由于借助于接收来自常时燃烧器的热量而使温度保持在该压力下的蒸发点以上的压力传感器或导管，把减振管的温度保持在蒸发点以上，从而可以防止内部水分冷凝，而且通过减振管可以吸收基于导管的固有声音共振频率而产生的共鸣，从而总是可以正确地进行压力检测。因此不会象现有技术那样，在减振管内水分冷凝而无法进行燃烧器内的压力检测，从而不会造成燃气轮机或火箭推进器等的燃烧器在运转中的故障。
根据本发明的技术方案2的燃烧器的压力检测装置，其特征在于，上述减振管绕在导管内部。
这样，由于减振管绕在比上述技术方案1的情况更高温度的导管内部，所以减振管内的水分完全蒸发，不必担心冷凝。因此，即使在开始运转之后停止运转，由于停止运转时的高温，在内部温度下降到该压力下的蒸发点以下之前，水蒸气等被蒸发，所以即使再运转也不必担心冷凝。因此，不会由于减振管的冷凝使检测无法进行，此外由于借助于该减振管可以吸收基于导管的固有声音共振频率而产生的共鸣，所以总是可以进行正常的压力检测。
为了提高吸音效果，根据本发明的技术方案3的燃烧器的压力检测装置，其特征在于，在上述导管内部设置耐热吸音材料，吸收基于导管的固有声音共振频率而产生的共鸣。
此外，根据本发明的技术方案4的燃烧器的压力检测装置，其特征在于，在上述导管内部设置吸音频率不同的多种耐热吸音材料，吸收基于导管的固有声音共振频率而产生的共鸣。
通过在导管内设置耐热吸音材料，可以在一定程度上吸收在导管内基于导管的固有声音共振频率而产生的共鸣，此外通过减振管也可以吸收基于导管的固有声音共振频率而产生的共鸣，由此可以解决基于导管的固有声音共振频率而产生的共鸣问题。根据本发明，通过使用其吸音频率不同的多种吸音材料，可以在更宽的范围内吸收基于导管的固有声音共振频率而产生的共鸣，从而可以获得更好的效果。
根据本发明的技术方案5的燃烧器的压力检测装置，其特征在于，在上述减振管上设置排泄阀，使得在减振管内冷凝的水分可以排出。
这样，通过在减振管上设置排泄阀，即使在减振管内发生冷凝，也可以容易地排出冷凝水，此外由于气体在减振管内流动，所以在减振管内不会存积水分。
根据本发明的技术方案6的燃烧器的压力检测装置，其特征在于，上述导管由集束细导管的导管集合体的多孔导管构成，使导管本身具有减振特性。
这样，通过由集束细导管的导管集合体的多孔导管构成导管本身，可以使导管的固有声音共振频率被细导管分散，使共鸣频率改变，同时在通过导管使能量增益保持在一定水平的状态下，进行压力检测，从而可以更准确地进行压力检测。
图2是表示本发明第二实施方式的结构简图。
图3是表示本发明第三实施方式的结构简图。
图4是表示本发明第四实施方式的结构简图。
图5是表示本发明第五实施方式的结构简图。
图6是表示本发明第六实施方式的结构简图。
图7是燃气轮机的燃烧器附近的剖视图。
图8是在现有的压力检测装置中，通过使用导管使压力传感器远离燃烧器内的燃烧气体的结构说明图。
图9是在现有的压力检测装置中，通过使用导管和减振管来防止导管的气柱共鸣的结构说明图。
图1至图6是表示本发明第一至第六实施方式的结构简图。图中1是压力传感器，2是导管，3是减振管，4是绕在导管2内的减振管，5是耐热吸音材料，6是具有与耐热吸音材料5不同的吸音频率的耐热吸音材料，7是排泄阀，8是细导管，此时导管2由集束细导管8的导管集合体的多孔导管构成。
图1是表示本发明第一实施方式的结构简图。本发明如图所示，首先在导管2的底部设置压力传感器1，然后将导管2的另一端从例如上述图7所示的燃气轮机燃烧器11的外筒16插入内筒14，从而可以通过导管2检测燃烧器11内的压力，同时在导管2的底部安装减振管3，将该减振管3绕在压力传感器1或导管2上。调整导管2的长度，通过来自燃烧器11的热量，将该压力传感器1设置在温度为该压力下的蒸发点(例如100℃)以上的位置。
因此，不必担心减振管3内部发生冷凝。即，当例如燃气轮机或火箭推进器等的燃烧器11开始运转一段时间后，压力传感器1附近的温度达到该压力下的蒸发点以上，由此减振管3也被加热到该压力下的蒸发点以上，所以不必担心冷凝。此外，即使从该状态开始停止运转，过一段时间再运转，由于停止运转时的高温，在内部温度下降到该压力下的蒸发点以下之前，水蒸气等被蒸发，因此即使再运转也不必担心冷凝。因此，不会由于减振管3的冷凝使检测无法进行，此外由于该减振管3可以吸收基于导管2的固有声音共振频率而产生的共鸣，所以总是可以进行正常的压力检测。
图2是表示本发明第二实施方式的结构简图。在如图1所示的第一实施方式中，减振管3绕在压力传感器1或导管2上，但在第二实施方式中，减振管4绕在导管2′的内部。与第一实施方式相同，通过来自燃烧器11的热量，将压力传感器1设置在温度为该压力下的蒸发点以上的位置。
这样，由于减振管4绕在比第一实施方式更高温度的导管2′的内部，所以减振管4内的水分完全蒸发，不必担心冷凝。因此，与上述第一实施方式的情况相同，即使在开始运转之后停止运转，由于停止运转时的高温，在内部温度下降到该压力下的蒸发点以下之前，水蒸气等被蒸发，即使再运转也不必担心冷凝。因此，不会由于减振管4的冷凝使检测无法进行，此外由于该减振管4可以吸收基于导管2′的固有声音共振频率而产生的共鸣，所以总是可以进行正常的压力检测。
图3是表示本发明第三实施方式的结构简图。在第三实施方式中，减振管3绕在与第一实施方式相同的压力传感器1或导管2上，或者绕在与第二实施方式相同的导管2的内部，此外，在导管2的内部，绕有如A-A′剖视图所示的耐热吸音材料5。作为该耐热吸音材料5，可以使用例如烧结金属丝网等耐高温材料。与第一实施方式相同，将压力传感器设置在借助于来自燃烧器的热使温度为该压力下的蒸发点以上的位置。
通过将耐热吸音材料5绕在导管2内部，可以在一定程度上吸收在导管2内基于导管2的固有声音共振频率而产生的共鸣，此外，通过减振管3吸收基于导管2的固有声音共振频率而产生的共鸣，可以解决基于导管2的固有声音共振频率而产生的共鸣问题。此外，如上所述，由于减振管3绕在该压力下的蒸发点以上的高温区，所以不必担心冷凝。
图4是表示本发明第四实施方式的结构简图。在第四实施方式中，在第三实施方式的耐热吸音材料5的基础上，如A-A′剖视图所示，使用与该耐热吸音材料5的吸音频率不同的、由例如多孔板(冲孔金属等)构成的耐热吸音材料6。即，上述烧结金属丝网等耐热吸音材料5对低频声音的吸收是有效的，而由冲孔金属等的多孔板构成的耐热吸音材料6对高频声音的吸收是有效的，通过同时使用两者，可以在更宽的范围吸收基于导管2的固有声音共振频率而产生的共鸣，从而可以获得更好的效果。
图5是表示本发明第五实施方式的结构简图。在第五实施方式中，在减振管3上设置排泄阀7，可以排出冷凝在减振管3内的水分。其他的结构与上述第一至第四实施方式相同，例如，可以使减振管3与第一实施方式相同，绕在压力传感器1或导管2上，或者与第二实施方式相同，绕在导管2的内部，如第三、第四实施方式所示，可以在导管2的内部使用如A-A′剖视图所示的耐热吸音材料5以及吸音频率不同的耐热吸音材料6等。
这样，通过在减振管3上设置排泄阀7，即使在减振管3内发生冷凝，也可以容易地排出冷凝水，此外，由于气体在减振管3内流动，所以在减振管3内不会存积水分。
图6是表示本发明第六实施方式的结构简图。在第六实施方式中，导管2由集束A-A′剖视图所示的集束细导管的导管集合体构成，导管2本身具有减振特性。通过上述构成导管2，导管2的固有声音共振频率值被上述细导管8分散，使共鸣频率改变，从而具有减振效果，此外可以将能量增益保持在一定水平。除此之外的构成与上述第一实施方式相同，减振管3绕在压力传感器1或导管2上，压力传感器设置在借助于来自燃烧器11的热量使温度为该压力下的蒸发点以上的位置上。
通过上述构成，在用导管2将能量增益保持在一定水平的状态下，可以用压力传感器1进行压力检测，同时通过细导管8将导管2的固有声音共振频率分散为较小的数值，从而可以正确地进行压力检测。
根据方案1，由于借助于接收来自常时燃烧器的热量而使温度保持在该压力下的蒸发点以上的压力传感器或导管，把减振管的温度保持在蒸发点以上，从而可以防止内部水分冷凝，而且通过减振管可以吸收基于导管的固有声音共振频率而产生的共鸣，从而总是可以正确地进行压力检测。因此不会象现有技术那样，在减振管内水分冷凝而无法进行燃烧器内的压力检测，从而不会造成燃气轮机或火箭推进器等的燃烧器在运转中的故障。
根据方案2，由于减振管绕在高温的导管内部，所以减振管内的水分完全蒸发，不必担心冷凝。因此，即使在开始运转之后停止运转，由于停止运转时的高温，在内部温度下降到该压力下的蒸发点以下之前，水蒸气等被蒸发，所以即使再运转也不必担心冷凝。因此，不会由于减振管的冷凝使检测无法进行，此外由于该减振管可以吸收基于导管的固有声音共振频率而产生的共鸣，所以总是可以进行正常的压力检测。
根据方案3、4，通过在导管内设置耐热吸音材料，可以在一定程度上吸收在导管内基于导管的固有声音共振频率而产生的共鸣，此外通过减振管也可以吸收基于导管的固有声音共振频率而产生的共鸣，由此可以解决基于导管的固有声音共振频率而产生的共鸣问题。根据本发明，通过使用吸音频率不同的多种吸音材料，可以在更宽的范围内吸收基于导管的固有声音共振频率而产生的共鸣，从而可以获得更好的效果。
根据方案5，通过在减振管上设置排泄阀，即使在减振管内发生冷凝，也可以容易地排出冷凝水，此外由于气体在减振管内流动，所以在减振管内不会存积水分。
根据方案6，通过由集束细导管的导管集合体的多孔导管构成导管本身，可以使导管的固有声音共振频率被细导管分散，使共鸣频率改变，同时在通过导管使能量增益保持在一定水平的状态下，进行压力检测，从而可以更准确地进行压力检测。
权利要求
1.一种燃烧器的压力检测装置，该燃烧器具有插入燃烧器内的导管；压力传感器，设置在上述导管的底端，通过导管检测燃烧器内的压力；减振管，设置在上述导管的底端，吸收基于导管的固有声音共振频率而产生的共鸣，其特征在于，上述燃烧器的压力检测装置如下述构成，即将压力传感器设置在通过来自燃烧器的热量使温度保持在该压力下的蒸发点以上的位置上，同时将上述减振管绕在上述压力传感器或导管的周围，防止减振管内的冷凝。
2.根据权利要求1所述的燃烧器的压力检测装置，其特征在于，上述减振管绕在导管内部。
3.根据权利要求1或2所述的燃烧器的压力检测装置，其特征在于，在上述导管内部设置耐热吸音材料，吸收基于导管的固有声音共振频率而产生的共鸣。
4.根据权利要求1或2所述的燃烧器的压力检测装置，其特征在于，在上述导管内部设置吸音频率不同的多种耐热吸音材料，吸收基于导管的固有声音共振频率而产生的共鸣。
5.根据权利要求1或2所述的燃烧器的压力检测装置，其特征在于，在上述减振管上设置排泄阀，使得在减振管内冷凝的水分可以排出。
6.根据权利要求1或2所述的燃烧器的压力检测装置，其特征在于，上述导管由集束细导管的导管集合体的多孔导管构成，使导管本身具有减振特性。
全文摘要
在燃气轮机或火箭推进器的燃烧器中，为了防止燃烧振动和压力变化造成的构成部件的破损事故，通过压力传感器检测燃烧振动和压力变化。该检测最好在燃烧器内的高温区进行，但耐高温的压力传感器造价很高，所以在压力传感器上安装导管，将导管的前端插入燃烧器，与燃烧气体保持一定距离，并且安装减振管(衰减管)，吸收在导管内产生的基于固有声音共振频率的气柱共鸣特性。但是，在减振管内由于冷凝而存积水分，使测量无法进行。本发明将压力传感器设置在借助于来自燃烧器的热量使温度保持在该压力下的蒸发点以上的位置上，同时将减振管绕在上述压力传感器或导管的周围，从而可以防止减振管内的水分冷凝。
文档编号G01L19/00GK1401937SQ0213016
公开日2003年3月12日 申请日期2002年8月23日 优先权日2001年8月27日
发明者松山敬介, 田中克则 申请人:三菱重工业株式会社