專利名稱：燃?xì)鉁u輪中的溫度檢測(cè)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于檢測(cè)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒器中的回火(flashkick)的裝置和方法。
背景技術(shù)：
燃?xì)鉁u輪制造商通常參與研究和工程計(jì)劃，以生產(chǎn)將高效操作并產(chǎn)生較少不期望 的空氣污染排放物的新型燃?xì)鉁u輪。通常由燃燒傳統(tǒng)碳?xì)淙剂系娜細(xì)鉁u輪產(chǎn)生的主要空氣 污染排放物是氮氧化物、一氧化碳和未燃碳?xì)浠衔铩?br> 噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)中的分子氮的氧化高度地取決于燃燒系統(tǒng)反應(yīng)區(qū)中的最大熱氣溫度。 形成氮氧化物(NOx)的化學(xué)反應(yīng)速率是溫度的函數(shù)。如果將燃燒室的熱氣溫度控制到足夠 低的水平，則熱NOx將減少。
將燃燒器的反應(yīng)區(qū)溫度控制在形成熱NOx的水平之下的一個(gè)方法是在燃燒前將 燃料和空氣預(yù)混合成貧燃混合物。存在于貧燃預(yù)混合燃燒器的反應(yīng)區(qū)中的過量空氣的熱質(zhì) 量吸收熱并將燃燒產(chǎn)物的溫升降低到減少熱NOx的產(chǎn)生的水平。
存在與以燃料和空氣的貧燃預(yù)混合操作的干式低排放燃燒器相關(guān)的幾個(gè)問題。燃 料和空氣的可燃混合物存在于燃燒器的預(yù)混合分段中，該預(yù)混合分段在燃燒器的反應(yīng)區(qū)之 外。一個(gè)問題是由于回火而在預(yù)混合分段內(nèi)發(fā)生燃燒的趨向?；鼗甬?dāng)火焰從燃燒器反應(yīng)區(qū) 擴(kuò)展到預(yù)混合分段內(nèi)時(shí)發(fā)生?；鹧姹３衷谌剂蠂娚渲蟮奈擦?噴射橫流)或葉片后緣 的內(nèi)部。
另一個(gè)問題是自動(dòng)點(diǎn)火。自動(dòng)點(diǎn)火當(dāng)用于預(yù)混合分段中的燃料/空氣混合物的停 留時(shí)間和溫度足以用于在無點(diǎn)火器的情況下使燃燒開始時(shí)發(fā)生。預(yù)混合分段中的燃燒的結(jié) 果是排放性能的退化和/或過熱以及對(duì)預(yù)混合分段的損害，該預(yù)混合分段典型地未設(shè)計(jì)成 經(jīng)受燃燒熱。
因此，待解決的問題是防止導(dǎo)致在預(yù)混合分段內(nèi)的燃燒的回火、火焰保持和/或 自動(dòng)點(diǎn)火。當(dāng)回火、火焰保持和/或自動(dòng)點(diǎn)火的關(guān)注由于使用更活性的燃料而上升時(shí)，對(duì)可 靠的回火檢測(cè)方法的需求增加。發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)一個(gè)示例實(shí)施例，溫度檢測(cè)器包括第一金屬件和不同于第一金屬件的第二金 屬件。第一金屬件包括多個(gè)絲線(wire)，第二金屬件包括絲線。第一金屬件的多個(gè)絲線在 并行接合點(diǎn)處連接到第二金屬件的絲線。
根據(jù)另一個(gè)示例實(shí)施例，溫度檢測(cè)器包括多個(gè)電阻式溫度檢測(cè)器。該多個(gè)電阻式溫度檢測(cè)器在多個(gè)接合點(diǎn)處連接。
根據(jù)又一個(gè)示例實(shí)施例，檢測(cè)渦輪構(gòu)件的溫度變化的方法包括提供溫度檢測(cè)器， 其包括在與該構(gòu)件接觸的多個(gè)接合點(diǎn)處彼此連接的第一金屬件和不同于第一金屬件的第 二金屬件；和檢測(cè)在任何接合點(diǎn)處的任何電壓變化。
根據(jù)進(jìn)一步的示例實(shí)施例，檢測(cè)渦輪構(gòu)件的高溫的方法包括檢測(cè)由一個(gè)或更多個(gè) 絲線的電阻變化或一個(gè)或更多個(gè)絲線的斷裂引起的、通過一個(gè)或更多個(gè)絲線的電流或脈沖 信號(hào)的變化。


圖1示意性地示出用于檢測(cè)溫度的熱電偶；
圖2示意性地示出根據(jù)示例實(shí)施例的熱電偶網(wǎng)；
圖3示意性地示出設(shè)置在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒器的燃燒管中的圖2的熱電偶 網(wǎng)；
圖4示意性地示出根據(jù)另一個(gè)示例實(shí)施例的熱電偶網(wǎng)；
圖5示意性地示出根據(jù)另一個(gè)示例實(shí)施例的回火檢測(cè)；以及
圖6示意性地示出根據(jù)另一個(gè)示例實(shí)施例的回火檢測(cè)。
部件列表
2熱電偶
4第一金屬件
6第二金屬件
8接合點(diǎn)
10熱電偶網(wǎng)
12緩沖管、帽狀件、襯套
14回火火焰
16熱電偶網(wǎng)
18電阻式溫度檢測(cè)器
20低溫絲線
22應(yīng)急開啟具體實(shí)施方式
參考圖1，熱電偶2包括在一個(gè)位置或接合點(diǎn)8處聯(lián)接的兩種不同的金屬件4，6。 由于塞貝克效應(yīng)，產(chǎn)生作為接合點(diǎn)8(圖1)處的溫度的函數(shù)的電壓。
對(duì)于回火檢測(cè)(或應(yīng)檢測(cè)的其它與溫度相關(guān)的瞬變)，測(cè)量火焰的精確溫度是不 必要的?？赏ㄟ^在燃?xì)鉁u輪的與燃燒相關(guān)的構(gòu)件的多個(gè)位置處檢測(cè)溫度瞬變而檢測(cè)回火， 以便無論溫度何時(shí)在那些位置中的任何一個(gè)處升高可迅速關(guān)斷操作。參考圖2，包括并行熱 電偶接合點(diǎn)8a_8e的網(wǎng)10由兩種不同的金屬件4，6形成。如果網(wǎng)10上的接合點(diǎn)8a-8e中 的任何一個(gè)經(jīng)歷溫度變化，例如溫升，則網(wǎng)10提供電壓變化。
一旦發(fā)生火焰，如果靠近接合點(diǎn)8a，則接合點(diǎn)8a將測(cè)量正確的或最高的溫度變 化。如果火焰靠近接合點(diǎn)8e，則接合點(diǎn)8e將測(cè)量較低的溫度變化，但是將檢測(cè)到將表明火焰是否在它不會(huì)發(fā)生的地方發(fā)生的變化?？拷雍宵c(diǎn)8b_8d的火焰將記錄接合點(diǎn)8a和接 合點(diǎn)8e之間的溫度的變化。
參考圖3，網(wǎng)10可布置在燃?xì)鉁u輪的構(gòu)件12上，例如，燃燒管、帽狀件或襯套，以檢 測(cè)無論發(fā)生在何處的溫度偏差?？砂l(fā)生在多個(gè)位置處的回火火焰14可通過網(wǎng)10和單一監(jiān) 視器(未示出)檢測(cè)。
參考圖4，并行接合點(diǎn)8a-8e的多個(gè)網(wǎng)10可鏈接到一起以形成完整的網(wǎng)16。網(wǎng)16 可連接到單一監(jiān)視器(未示出)。該監(jiān)視器將讀取最強(qiáng)的信號(hào)，以便將檢測(cè)在網(wǎng)16上的任 何接合點(diǎn)處的溫升。這將允許僅僅利用單一監(jiān)視器來檢測(cè)較大區(qū)域的硬件。
可選實(shí)施例可包括螺旋地纏繞構(gòu)件12的連續(xù)的電阻式溫度檢測(cè)器(RTD)或絲線 18，如圖5所示，然后通過測(cè)量到RTD或絲線18的電阻率變化檢測(cè)例如由回火火焰14導(dǎo)致 的、沿著RTD或絲線18的任何地方的溫度變化?？蛇x地，可通過檢測(cè)通過RTD或絲線18提 供的脈沖信號(hào)的頻率中的變化來檢測(cè)溫度變化。應(yīng)理解的是，可類似于前述的網(wǎng)或多個(gè)網(wǎng) 地使用RTD網(wǎng)。例如，第一 RTD可包括第一材料的多個(gè)RTD元件，其在并行接合點(diǎn)處連接到 第二材料的第二 RTD元件。
參考圖6，在另一個(gè)示例實(shí)施例中，低熔點(diǎn)絲線20可螺旋地纏繞構(gòu)件12。溫度的 上升可導(dǎo)致低熔點(diǎn)絲線20在22處應(yīng)急開啟，以便可通過記錄通過低溫絲線20的信號(hào)損失 來檢測(cè)溫升。
串聯(lián)和/或并聯(lián)的熱電偶接點(diǎn)或RTD的網(wǎng)或多個(gè)網(wǎng)的使用可降低構(gòu)件損害的風(fēng)險(xiǎn) 和/或通過允許減輕風(fēng)險(xiǎn)的方法來允許增加燃?xì)鉁u輪的操作能力。串聯(lián)和/或并聯(lián)的熱電 偶接點(diǎn)或RTD的網(wǎng)或多個(gè)網(wǎng)的使用提供不需要多個(gè)傳感器的用于檢測(cè)回火的可靠方法。
該(多個(gè))網(wǎng)和/或RTD可與燃燒噴嘴、燃燒管、帽狀件或襯套一起安裝，以檢測(cè) 任何溫度偏差和允許對(duì)任何溫度偏差的響應(yīng)。該(多個(gè))網(wǎng)和/或RTD也可用于顯著的溫 度變化是關(guān)注點(diǎn)的任何其它構(gòu)件或產(chǎn)品。
盡管結(jié)合目前被視為最實(shí)用和優(yōu)選的實(shí)施例來描述本發(fā)明，但是應(yīng)理解的是，本 發(fā)明不局限于所公開的實(shí)施例，相反，本發(fā)明意圖覆蓋包括在所附權(quán)利要求的精神和范圍 內(nèi)的各種改進(jìn)和等同布置。
權(quán)利要求
1.一種溫度檢測(cè)器(10)，其包括第一金屬件⑷；和第二金屬件(6)，其不同于所述第一金屬件，其中，所述第一金屬件包括多個(gè)絲線，所述 第二金屬件包括絲線，所述第一金屬件的多個(gè)絲線在并行接合點(diǎn)(8)處連接到所述第二金 屬件的絲線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度檢測(cè)器，其特征在于，所述溫度檢測(cè)器還包括多個(gè)并行 接合點(diǎn)。
3.一種溫度檢測(cè)器，其包括多個(gè)電阻式溫度檢測(cè)器，其中，所述多個(gè)電阻式溫度檢測(cè)器在多個(gè)接合點(diǎn)處連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的溫度檢測(cè)器，其特征在于，所述多個(gè)電阻式溫度檢測(cè)器包括 第一材料的多個(gè)電阻式溫度檢測(cè)器和不同于所述第一材料的第二材料的第二電阻式溫度 檢測(cè)器，所述第一材料的多個(gè)電阻式溫度檢測(cè)器在并行接合點(diǎn)處連接到所述第二材料的電 阻式溫度檢測(cè)器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的溫度檢測(cè)器，其特征在于，所述并行接合點(diǎn)包括多個(gè)并行接合點(diǎn)ο
6.一種檢測(cè)渦輪的構(gòu)件(1 的溫度變化的方法，所述方法包括提供溫度檢測(cè)器(10)，其包括在與所述構(gòu)件接觸的多個(gè)接合點(diǎn)(8)處彼此連接的第一 金屬件(4)和不同于所述第一金屬件的第二金屬件(6)；和檢測(cè)在任何接合點(diǎn)處的任何電壓變化。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，檢測(cè)任何電壓變化包括檢測(cè)由于多個(gè)位 置處的任何溫度變化導(dǎo)致的電壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一金屬件包括一個(gè)或更多個(gè)絲線， 所述第二金屬件包括一個(gè)或更多個(gè)絲線，所述第一金屬件的一個(gè)或更多個(gè)絲線在并行接合 點(diǎn)處連接到所述第二金屬件的一個(gè)或更多個(gè)絲線。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述并行接合點(diǎn)包括多個(gè)并行接合點(diǎn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述接合點(diǎn)螺旋地沿著所述構(gòu)件與所述 構(gòu)件接觸。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述構(gòu)件包括燃燒噴嘴、燃燒管、帽狀件 和/或襯套。
12.—種檢測(cè)渦輪的構(gòu)件中的溫度的方法，所述方法包括檢測(cè)由一個(gè)或更多個(gè)絲線(18)的電阻變化或由一個(gè)或更多個(gè)絲線00)的斷裂引起 的、通過所述一個(gè)或更多個(gè)絲線(18，20)的電流或脈沖信號(hào)的變化。
全文摘要
本發(fā)明涉及燃?xì)鉁u輪中的溫度檢測(cè)。溫度檢測(cè)器(10)包括第一金屬件(4)和不同于第一金屬件的第二金屬件(6)。第一金屬件包括多個(gè)絲線，第二金屬件包括絲線。第一金屬件的多個(gè)絲線在并行接合點(diǎn)(8)處連接到第二金屬件的絲線。另一個(gè)溫度檢測(cè)器包括多個(gè)電阻式溫度檢測(cè)器。多個(gè)電阻式溫度檢測(cè)器在多個(gè)接合點(diǎn)處連接。檢測(cè)渦輪構(gòu)件的溫度變化的方法包括提供溫度檢測(cè)器，其包括在與該構(gòu)件接觸的多個(gè)接合點(diǎn)處彼此連接的第一金屬件和不同于第一金屬件的第二金屬件；和檢測(cè)在任何接合點(diǎn)處的任何電壓變化。
文檔編號(hào)G01K7/04GK102032952SQ201010246468
公開日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2010年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月28日
發(fā)明者B·萊西, C·史蒂芬森, G·克雷默 申請(qǐng)人:通用電氣公司