JPH055425A - 燃焼器劣化の検出方法及び装置 - Google Patents
燃焼器劣化の検出方法及び装置Info
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- JPH055425A JPH055425A JP4022498A JP2249892A JPH055425A JP H055425 A JPH055425 A JP H055425A JP 4022498 A JP4022498 A JP 4022498A JP 2249892 A JP2249892 A JP 2249892A JP H055425 A JPH055425 A JP H055425A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 燃焼タービンにおける燃焼器及び交差火炎管
の劣化を検出するための改良型方法及び装置を提供し、
この改良型装置の結果として、燃焼タービンの信頼性と
使用可能性とを改善する。 【構成】 燃焼タービンにおける燃焼器の劣化を検出す
るた装置は、燃焼器１２からの放出光を検出するため同
燃焼器１２の外部に配置された少なくとも１つの光検出
器１８を有する。光像は電気信号に変換されて基準像と
比較される。また、この像はビデオモニタ３８に表示さ
れる。運転員には、上記の比較に基づいて燃焼器１２に
損傷があればそれが警報される。
の劣化を検出するための改良型方法及び装置を提供し、
この改良型装置の結果として、燃焼タービンの信頼性と
使用可能性とを改善する。 【構成】 燃焼タービンにおける燃焼器の劣化を検出す
るた装置は、燃焼器１２からの放出光を検出するため同
燃焼器１２の外部に配置された少なくとも１つの光検出
器１８を有する。光像は電気信号に変換されて基準像と
比較される。また、この像はビデオモニタ３８に表示さ
れる。運転員には、上記の比較に基づいて燃焼器１２に
損傷があればそれが警報される。
Description
【０００１】
【発明の分野】本発明は、燃焼タービン機関に関し、特
に燃焼タービン機関に対する損傷を検出するための方法
及び装置に関するものである。更に具体的には、本発明
は、燃焼タービン機関における燃焼タービン及び交差火
炎管の劣化を検出するための方法及び装置に関するもの
である。
に燃焼タービン機関に対する損傷を検出するための方法
及び装置に関するものである。更に具体的には、本発明
は、燃焼タービン機関における燃焼タービン及び交差火
炎管の劣化を検出するための方法及び装置に関するもの
である。
【０００２】
【発明の背景】燃焼タービン機関の重大な故障モード
は、燃焼器及び交差火炎管の壁体の長時間にわたる燃焼
もしくは焼損である。この燃焼により、影響を受けた領
域には穴や大きな割れが生ずる。これ等の穴及び割れ
は、影響を受けた燃焼器中に空気を転向させ、他の燃焼
器からは空気が離れるようにするため、ある燃焼器は温
度が高すぎるガスをタービンに送り、他の燃焼器は温度
が低すぎるガスを送ることになる。このような状態が生
じると、高価なタービン羽根が損傷したり、回転羽根が
高温条痕による高周波疲労を受けたりする。
は、燃焼器及び交差火炎管の壁体の長時間にわたる燃焼
もしくは焼損である。この燃焼により、影響を受けた領
域には穴や大きな割れが生ずる。これ等の穴及び割れ
は、影響を受けた燃焼器中に空気を転向させ、他の燃焼
器からは空気が離れるようにするため、ある燃焼器は温
度が高すぎるガスをタービンに送り、他の燃焼器は温度
が低すぎるガスを送ることになる。このような状態が生
じると、高価なタービン羽根が損傷したり、回転羽根が
高温条痕による高周波疲労を受けたりする。
【０００３】米国の電力研究所（ＥＰＲＩ）は、１９８
８年７月から１９８９年６月の電力研究所暫定報告書、
文書Ｒ８９ー９２７８４９ー２４「産業用ガスタービン
の全燃焼器火炎モニタの開発(Development of an All C
ombustor Flame Monitor forIndustrialGas Turbine
s）」に記載されたプログラム（以下、ＥＰＲＩ報告書
という）において、運転している燃焼タービンの燃焼器
内部の火炎を観察するための堅固な高温光プローブにつ
いて発表した。しかし、燃焼器内側の強い熱のために、
レンズは１００時間程度の寿命があるに過ぎない。
８年７月から１９８９年６月の電力研究所暫定報告書、
文書Ｒ８９ー９２７８４９ー２４「産業用ガスタービン
の全燃焼器火炎モニタの開発(Development of an All C
ombustor Flame Monitor forIndustrialGas Turbine
s）」に記載されたプログラム（以下、ＥＰＲＩ報告書
という）において、運転している燃焼タービンの燃焼器
内部の火炎を観察するための堅固な高温光プローブにつ
いて発表した。しかし、燃焼器内側の強い熱のために、
レンズは１００時間程度の寿命があるに過ぎない。
【０００４】本発明の目的は、燃焼タービン機関におけ
る燃焼器及び交差火炎管の劣化を検出するための改良型
方法及び装置を提供することであり、また、この改良型
装置の結果として、タービン機関の信頼性と使用可能性
とを改善することである。また、本発明の別の目的は、
前記ＥＰＲＩ報告書に記載されたものに類似してはいる
が、光プローブに対してもっと都合のよい環境を提供す
ることにより、同光プローブの信頼性を高め、寿命を延
ばし、コストを下げることである。本発明は上述したよ
うな目的を達成する。
る燃焼器及び交差火炎管の劣化を検出するための改良型
方法及び装置を提供することであり、また、この改良型
装置の結果として、タービン機関の信頼性と使用可能性
とを改善することである。また、本発明の別の目的は、
前記ＥＰＲＩ報告書に記載されたものに類似してはいる
が、光プローブに対してもっと都合のよい環境を提供す
ることにより、同光プローブの信頼性を高め、寿命を延
ばし、コストを下げることである。本発明は上述したよ
うな目的を達成する。
【０００５】
【発明の概要】本発明によれば、燃焼器の劣化を検出す
るための装置は、少なくとも１つの燃焼器からの放出光
を検出するため同燃焼器の外部に配置された検出器手段
と、該検出器手段に組み合わされ、前記燃焼器の劣化を
表す信号を発生するエンコーダ手段とを備えている。
るための装置は、少なくとも１つの燃焼器からの放出光
を検出するため同燃焼器の外部に配置された検出器手段
と、該検出器手段に組み合わされ、前記燃焼器の劣化を
表す信号を発生するエンコーダ手段とを備えている。
【０００６】好適な実施例においては、上述した燃焼器
劣化の検出装置は、更に、前記信号を基準信号と比較し
て、該信号が所定量以上基準信号と異なっていれば警報
信号を発生する装置を備えている。また、好適な実施例
は、前記信号を表す表示を出して、検出装置の運転員が
この表示を既知の基準表示と比較し、この比較に基づい
て燃焼器の劣化を検出できるようにするための表示装置
も備えている。最も好ましいのは、検出器手段が複数の
光プローブから構成されていて、各光プローブが複数の
燃焼器及び／又は交差火炎管からの対応の放出光を検出
するように配置されていることである。この好適な実施
例では、検出装置は、検出器手段及びエンコーダ手段の
間に接続されて、光プローブによりそれぞれ検出された
放出光を走査すると共にエンコーダ手段に走査した複数
の像を与える手段を更に備えている。
劣化の検出装置は、更に、前記信号を基準信号と比較し
て、該信号が所定量以上基準信号と異なっていれば警報
信号を発生する装置を備えている。また、好適な実施例
は、前記信号を表す表示を出して、検出装置の運転員が
この表示を既知の基準表示と比較し、この比較に基づい
て燃焼器の劣化を検出できるようにするための表示装置
も備えている。最も好ましいのは、検出器手段が複数の
光プローブから構成されていて、各光プローブが複数の
燃焼器及び／又は交差火炎管からの対応の放出光を検出
するように配置されていることである。この好適な実施
例では、検出装置は、検出器手段及びエンコーダ手段の
間に接続されて、光プローブによりそれぞれ検出された
放出光を走査すると共にエンコーダ手段に走査した複数
の像を与える手段を更に備えている。
【０００７】また、本発明は、上述した検出装置を備え
る燃焼タービン機関と、上述した検出装置により実施さ
れる検出方法とを含んでいる。この検出方法は、少なく
とも１つの燃焼器からの、前記劣化の関数として変化す
る外部放出光を検出し、該外部放出光を表す信号を発生
して、前記燃焼器の劣化を測定可能とする、諸ステップ
を含んでいる。燃焼器の劣化の程度は発生された信号か
ら求めることができる。本発明の方法の好適な実施例
は、前記信号を基準信号と比較して、該信号が所定量以
上基準信号と異なっていれば警報信号を発生するステッ
プを更に含んでいる。
る燃焼タービン機関と、上述した検出装置により実施さ
れる検出方法とを含んでいる。この検出方法は、少なく
とも１つの燃焼器からの、前記劣化の関数として変化す
る外部放出光を検出し、該外部放出光を表す信号を発生
して、前記燃焼器の劣化を測定可能とする、諸ステップ
を含んでいる。燃焼器の劣化の程度は発生された信号か
ら求めることができる。本発明の方法の好適な実施例
は、前記信号を基準信号と比較して、該信号が所定量以
上基準信号と異なっていれば警報信号を発生するステッ
プを更に含んでいる。
【０００８】
【好適な実施例の詳細な説明】次に、本発明の好適な実
施例について添付図面を参照して詳細に説明するが、図
中、同一符号は同一又は対応部分を示すものとする。
施例について添付図面を参照して詳細に説明するが、図
中、同一符号は同一又は対応部分を示すものとする。
【０００９】図１を参照すると、本発明による燃焼ター
ビン機関１０は、燃焼器ケーシング１４に囲まれた複数
（最も好ましい実施例では１４個）の燃焼器１２を備え
ている。複数（最も好ましい実施例では１４個）の光プ
ローブ(検出器手段)１８が種々の箇所においてケーシン
グ１４を貫いて配置されていて、燃焼器１２における空
気穴Ａから放出される可視光（放出光）２４（図２参
照）を検出する。光プローブは燃焼器１２を相互に結合
する交差火炎管２６（図３参照）にある小さな割れや穴
を通る放出光も検出する。後から詳細に説明するよう
に、光プローブ１８の各レンズ１６は広い視野を有する
ように設計されさているので、光プローブは、適切に配
置されれば、燃焼器１２を囲む実質的に全領域を観察す
ることができる。
ビン機関１０は、燃焼器ケーシング１４に囲まれた複数
（最も好ましい実施例では１４個）の燃焼器１２を備え
ている。複数（最も好ましい実施例では１４個）の光プ
ローブ(検出器手段)１８が種々の箇所においてケーシン
グ１４を貫いて配置されていて、燃焼器１２における空
気穴Ａから放出される可視光（放出光）２４（図２参
照）を検出する。光プローブは燃焼器１２を相互に結合
する交差火炎管２６（図３参照）にある小さな割れや穴
を通る放出光も検出する。後から詳細に説明するよう
に、光プローブ１８の各レンズ１６は広い視野を有する
ように設計されさているので、光プローブは、適切に配
置されれば、燃焼器１２を囲む実質的に全領域を観察す
ることができる。
【００１０】本発明によれば、光プローブ１８により検
出された放出光は、光ファイバ製のイメージガイド２０
により導かれて回路に接続される。この回路が発生する
信号は、タービン機関１０の運転を停止して補修措置を
講ずべき程度まで燃焼器１２及び／又は交差火炎管２６
が劣化したかどうかを決めるため、標準もしくは基準信
号と比較することができる。或は、光信号を用いてビデ
オ表示を（ビデオモニタ３８及びビデオカメラを介し
て）出し、このビデオ表示を例えばタービン運転員（図
示せず）のように、予測される基準像について詳しい人
間により監視することができる。
出された放出光は、光ファイバ製のイメージガイド２０
により導かれて回路に接続される。この回路が発生する
信号は、タービン機関１０の運転を停止して補修措置を
講ずべき程度まで燃焼器１２及び／又は交差火炎管２６
が劣化したかどうかを決めるため、標準もしくは基準信
号と比較することができる。或は、光信号を用いてビデ
オ表示を（ビデオモニタ３８及びビデオカメラを介し
て）出し、このビデオ表示を例えばタービン運転員（図
示せず）のように、予測される基準像について詳しい人
間により監視することができる。
【００１１】図３を参照すると、燃焼器１２の上流端に
おいて平面で切断したタービン機関１０の断面図が示さ
れている。この図は、燃焼器１２と、各燃焼器を接続す
る交差火炎管２６と、燃焼器部間でケーシング１４に装
着された光プローブ１８とを示している。光プローブ１
８は広角レンズを備えており、しかも燃焼器部間に装着
されているので、該光プローブは燃焼器１２と交差火炎
管２６の双方を観察することができる。
おいて平面で切断したタービン機関１０の断面図が示さ
れている。この図は、燃焼器１２と、各燃焼器を接続す
る交差火炎管２６と、燃焼器部間でケーシング１４に装
着された光プローブ１８とを示している。光プローブ１
８は広角レンズを備えており、しかも燃焼器部間に装着
されているので、該光プローブは燃焼器１２と交差火炎
管２６の双方を観察することができる。
【００１２】各光プローブにより検出された像は、堅固
な光ファイバ製イメージガイド２０によって、ビデオマ
ルチプレクサ２８があるタービン機関１０から離れた箇
所に導出される。マルチプレクサ２８において、検出さ
れた像が走査され、走査された各像は続いて、光ファイ
バ製のビデオケーブル３０を介してビデオ／電気エンコ
ーダ（エンコーダ手段）３２に迅速に送信される。この
ビデオ／電気エンコーダ３２は例えばビデオカメラ及び
／又はＡＤ変換器を含んでいる。エンコーダ３２によっ
て発生された信号は次いでビデオモニタ３８及び／又は
マイクロコンピュータ３４に入力される。ビデオ像を表
す電気信号はマイクロコンピュータ３４において標準像
を表すものと比較される。マイクロコンピュータ３４
は、比較の結果問題があれば、運転員（図示せず）に警
報を発する。ビデオモニタ３８は、タービンの運転員が
各燃焼器光パターンに目視によりアクセスして、劣化が
あればその程度を決定することを可能にする。このビデ
オモニタは一度に１つの像を表示するようにしてもよい
し、１４個の像の全て或は幾つかを同時に表示するよう
にしてもよい。
な光ファイバ製イメージガイド２０によって、ビデオマ
ルチプレクサ２８があるタービン機関１０から離れた箇
所に導出される。マルチプレクサ２８において、検出さ
れた像が走査され、走査された各像は続いて、光ファイ
バ製のビデオケーブル３０を介してビデオ／電気エンコ
ーダ（エンコーダ手段）３２に迅速に送信される。この
ビデオ／電気エンコーダ３２は例えばビデオカメラ及び
／又はＡＤ変換器を含んでいる。エンコーダ３２によっ
て発生された信号は次いでビデオモニタ３８及び／又は
マイクロコンピュータ３４に入力される。ビデオ像を表
す電気信号はマイクロコンピュータ３４において標準像
を表すものと比較される。マイクロコンピュータ３４
は、比較の結果問題があれば、運転員（図示せず）に警
報を発する。ビデオモニタ３８は、タービンの運転員が
各燃焼器光パターンに目視によりアクセスして、劣化が
あればその程度を決定することを可能にする。このビデ
オモニタは一度に１つの像を表示するようにしてもよい
し、１４個の像の全て或は幾つかを同時に表示するよう
にしてもよい。
【００１３】図４は、燃焼器ケーシング１４に設けられ
た１つの光プローブ１８の拡大図である。図示のよう
に、光プローブを所定位置に固定するためにねじを切っ
た取付具３６が使用されている。光プローブ１８は前述
したＥＰＲＩ報告書の第４〜１５頁に記載されているよ
うな種類のものでよい。しかし、本発明により得られる
より応力の少ない環境のため、ＥＰＲＩ報告書で用いら
れているような堅固な高温光プローブは不必要であり、
外部空気源により冷却されるような他の光プローブを用
いることもできる。
た１つの光プローブ１８の拡大図である。図示のよう
に、光プローブを所定位置に固定するためにねじを切っ
た取付具３６が使用されている。光プローブ１８は前述
したＥＰＲＩ報告書の第４〜１５頁に記載されているよ
うな種類のものでよい。しかし、本発明により得られる
より応力の少ない環境のため、ＥＰＲＩ報告書で用いら
れているような堅固な高温光プローブは不必要であり、
外部空気源により冷却されるような他の光プローブを用
いることもできる。
【００１４】本発明の特別な実施例について説明した
が、当業者にとっては、本発明の範囲内で多くの変更も
しくは変形が可能であろう。例えば、本発明は上述した
特定の装置（即ち、光プローブ、マルチプレクサ、ＡＤ
変換器等）や、タービン機関に必ずしも限定されるもの
ではない。本発明の真の範囲は特許請求の範囲の記載か
ら決定されるべきである。
が、当業者にとっては、本発明の範囲内で多くの変更も
しくは変形が可能であろう。例えば、本発明は上述した
特定の装置（即ち、光プローブ、マルチプレクサ、ＡＤ
変換器等）や、タービン機関に必ずしも限定されるもの
ではない。本発明の真の範囲は特許請求の範囲の記載か
ら決定されるべきである。
【図１】本発明による燃焼タービン機関の部分断面図。
【図２】既知のタービン機関燃焼器を示す概要図。
【図３】図１の燃焼タービン機関の概略横断面図。
【図４】図１の燃焼タービン機関における光プローブを
示す拡大図。
示す拡大図。
１２ 燃焼器 １８ 検出器手段（光プローブ） ２４ 放出光（可視光） ３２ エンコーダ手段（ビデオ／電気エンコーダ）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ２３Ｒ 3/00 Ｅ 8503−3Ｇ // Ｆ２３Ｍ 11/04 １０３ 8313−3Ｋ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 燃焼器の劣化を検出する方法であって、
（ａ）少なくとも１つの燃焼器からの、前記劣化の関数
として変化する外部放出光を検出し、（ｂ）該外部放出
光を表す信号を発生して、前記燃焼器の劣化を測定可能
とする、諸ステップを含む燃焼器劣化の検出方法。 【請求項２】 燃焼器の劣化を検出する装置であって、
（ａ）少なくとも１つの燃焼器からの放出光を検出する
ため同燃焼器の外部に配置された検出器手段と、（ｂ）
該検出器手段に組み合わされ、前記燃焼器の劣化を表す
信号を発生するエンコーダ手段と、を備える燃焼器劣化
の検出装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US65357291A | 1991-02-11 | 1991-02-11 | |
| US653572 | 1991-02-11 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH055425A true JPH055425A (ja) | 1993-01-14 |
| JP2505676B2 JP2505676B2 (ja) | 1996-06-12 |
Family
ID=24621430
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4022498A Expired - Lifetime JP2505676B2 (ja) | 1991-02-11 | 1992-02-07 | 燃焼器劣化の検出方法及び装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2505676B2 (ja) |
| CA (1) | CA2060914A1 (ja) |
| IT (1) | IT1258837B (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010203434A (ja) * | 2009-02-27 | 2010-09-16 | General Electric Co <Ge> | 炎の可視化画像に基づいてエンジンパラメータを調整するシステム及び方法 |
| JP2012092836A (ja) * | 2010-10-28 | 2012-05-17 | General Electric Co <Ge> | 機械の諸部分間の間隙をリアルタイムに監視するシステムおよび方法 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9222455B2 (en) * | 2014-01-10 | 2015-12-29 | Ford Global Technologies, Llc | Laser ignition system based diagnostics |
| US9255565B2 (en) * | 2014-01-10 | 2016-02-09 | Ford Global Technologies, Llc | Laser ignition system based diagnostics |
| US9885609B2 (en) | 2014-05-23 | 2018-02-06 | United Technologies Corporation | Gas turbine engine optical system |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63263427A (ja) * | 1987-04-22 | 1988-10-31 | Hitachi Ltd | ガスタ−ビン燃焼器の火炎検知装置 |
| JPH02157515A (ja) * | 1988-12-09 | 1990-06-18 | Hitachi Ltd | ガスタービン燃焼器の火炎分光映像装置 |
-
1992
- 1992-01-31 IT ITMI920180A patent/IT1258837B/it active IP Right Grant
- 1992-02-07 JP JP4022498A patent/JP2505676B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1992-02-10 CA CA 2060914 patent/CA2060914A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63263427A (ja) * | 1987-04-22 | 1988-10-31 | Hitachi Ltd | ガスタ−ビン燃焼器の火炎検知装置 |
| JPH02157515A (ja) * | 1988-12-09 | 1990-06-18 | Hitachi Ltd | ガスタービン燃焼器の火炎分光映像装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010203434A (ja) * | 2009-02-27 | 2010-09-16 | General Electric Co <Ge> | 炎の可視化画像に基づいてエンジンパラメータを調整するシステム及び方法 |
| JP2012092836A (ja) * | 2010-10-28 | 2012-05-17 | General Electric Co <Ge> | 機械の諸部分間の間隙をリアルタイムに監視するシステムおよび方法 |
| US9488467B2 (en) | 2010-10-28 | 2016-11-08 | General Electric Company | System and method for monitoring in real time, a gap between portions in a machine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2060914A1 (en) | 1992-08-12 |
| JP2505676B2 (ja) | 1996-06-12 |
| ITMI920180A0 (it) | 1992-01-31 |
| IT1258837B (it) | 1996-02-29 |
| ITMI920180A1 (it) | 1993-07-31 |
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