DE2063363A1 - Gas turbine system with flame monitoring of the combustion chamber - Google Patents
Gas turbine system with flame monitoring of the combustion chamberInfo
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Description
WESTINGHOUSE Erlangen, 22.12.70 ^Q 9 J OQWESTINGHOUSE Erlangen, December 22nd, 1970 ^ Q 9 J OQ
Wer^r-von-Si.m.as-Straße 50Who ^ r-von-Si.m.as-Strasse 50
WE 41 164WE 41 164
VPA 70/8933 Skn/DiVPA 70/8933 Skn / Tue
Gasturbinenanlage mit Flammenüberwachung der BrennkammerGas turbine system with flame monitoring of the combustion chamber
Die Priorität der USA-Anmeldung Serial No. 889 413 vom 31.12.69 wird in Anspruch genommenThe priority of the USA application Serial No. 889 413 from 12/31/69 is used
Die Erfindung bezieht sich auf eine Gasturbinenanlage mit Flammenüberwachung der Brennkammer, um bei Erlöschen der Flamme sogleich die Brennstoffzufuhr absperren zu können. Bisher hat man zur Flammenüberwachung meist die von der Flamme ausgehenden Wärme- oder lichteinwirkungen ausgenutzt, indem beispielsweise Wärmefühler oder Fotozellen auf das Erlöschen der Flamme ansprechen. Bei der Verwendung von Wärmefühlern führt aber die unvermeidliche Wärmeträgheit des Meßorganes und vor allem der Umgebung der Meßstelle dazu, daß das Signal zur Veranlassung der Brennstoffabsperrung mit einer mehr oder weniger großen Verspätung abgegeben wird. In vielen Fällen ist die dadurch verursachte Zeitspanne so groß, daß Schäden entstehen können, weil noch weiterhin Brennstoff zugeführt wird, der dann in der Brennkammer nicht mehr verbrennt. Optische Flammenüberwachungseinrichtungen haben den Nachteil einer unsicheren Signalgabe, da Trübungen und Verschmutzungen häufig ein Erlöschen der Flamme vortäuschen und demgemäß die Brennstoffzufuhr gesperrt wird, obgleich die Brennkammer ordnungsgemäß gearbeitet hat.The invention relates to a gas turbine system with flame monitoring the combustion chamber so that the fuel supply can be shut off immediately when the flame is extinguished. So far has one for flame monitoring is usually the one emanating from the flame Heat or light effects exploited by, for example Respond to the heat sensor or photocell when the flame has gone out. When using heat sensors, however, the inevitable thermal inertia of the measuring element and especially the In the vicinity of the measuring point, the signal to initiate the fuel shut-off is delayed to a greater or lesser extent is delivered. In many cases, the period of time caused is so great that damage can occur because fuel continues to be supplied, which then no longer burns in the combustion chamber. Optical flame monitoring devices have the disadvantage of unsafe signaling, as cloudiness and contamination often simulate the flame going out and accordingly the fuel supply is cut off although the combustion chamber has been operating properly.
Diese Nachteile werden durch die Erfindung beseitigt. Die Erfindung beruht im Gegensatz zu den bekannten Verfahren auf einer akustischen Methode und besteht darin, daß unter laufender Erfassung von im Bereich der Brennkammer vorhandenen Geräuschen Geräuschunterschiede zwischen brennender und erloschener FlammeThese disadvantages are eliminated by the invention. The invention In contrast to the known methods, it is based on an acoustic method and consists in the fact that the noises present in the area of the combustion chamber are continuously recorded Noise differences between burning and extinguished flame
- 2 109831/1393 - 2 109831/1393
- 2 - VPA 70/8933- 2 - VPA 70/8933
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als Kriterium für die Überwachung herangezogen werden.can be used as a criterion for monitoring.
Die Erfindung geht von der Überlegung aus, daß das Brennen einer Flamme stets mit einer bestimmten Schallentwicklung verbunden ist. Wie häufig beobachtet werden kann, entsteht, wenn die Flamme gezündet hat, ein charakteristisches Geräusch, das sich von den Geräuschen unterscheidet, die entstehen, wenn die Flamm« nicht brennt und lediglich Brennstoff und Verbrennungsluft ausströmt.The invention is based on the idea that burning a flame is always associated with a certain sound development. How often can be observed arises when the flame has ignited, a characteristic sound different from the sounds made when the Flame «does not burn and only fuel and combustion air flow out.
Das Flammengeräusch wird vorzugsweise durch Mittel überwacht, die auf elektroakustischer Basis arbeiten, wobei eine solche elektroakustische Anordnung im Bereich der Brennkammer anzuordnen ist. Hierfür können beispielsweise Mikrofone gebräuchlicher Bauart ebenso verwendet werden wie piezoelektrische Elemente mit ausreichender Wärmefestigkeit oder auch jede andere Schallabnahmeeinrichtung. Mit einem derartigen Schallabnahmegerät kann dann ein elektrischer Verstärker verbunden werden, der das Vorhandensein von Schallwellen in der Brennkammer anzeigt, solange eine Flamme vorhanden ist.The flame noise is preferably monitored by means which operate on an electroacoustic basis, such as to arrange electroacoustic arrangement in the area of the combustion chamber is. For example, microphones of the usual type can be used for this, as can piezoelectric elements with sufficient heat resistance or any other sound absorption device. With such a sound pickup device an electrical amplifier can then be connected to indicate the presence of sound waves in the combustion chamber while there is a flame.
Außer dem Geräusch oder den Schallwellen, die von der Flamme herrühren, werden naturgemäß auch andere Geräusche und Schallwellen durch den elektroakustisehen Abnehmer erfaßt. So entsteht bereits ein starkes Geräusch in der Brennkammer ohne Vorhandensein einer Flamme durch den unter Druck ausströmenden Brennstoff und die Verbrennungsluft. Dazu kommen noch weitere Geräusche, z.B. Laufgeräusehe, die von der Turbine oder anderen feilen des Turbosatzes herrühren, häufig kommt auch eine gewisse Vibration in den Maschinenteilen zustande. Im Rahmen der Erfindung kann man daher z.B. ein abstimmbares Frequenzfilter in den Weg einschalten, den die elektrische Signalspannung zwischen dem Schallabnehmer und einem Anzeige- oder Steuergerät nimmt, wobei das Filter möglichst nur Schallfrequenzen hindurchläßt, die auf das Brennen der Flamme schließen lassen» Auf diese Art werden falsche Anzeigen und' demgemäß falsche SteuerbefehleIn addition to the noise or sound waves emanating from the flame, there are naturally other noises and sound waves detected by the electroacoustic consumer. This is how already a loud noise in the combustion chamber without the presence of a flame due to the pressure flowing out Fuel and the combustion air. There are also other noises, e.g. running noises from the turbine or others filing of the turbo unit, there is often a certain vibration in the machine parts. A tunable frequency filter, for example, can therefore be used within the scope of the invention Switch on in the way that the electrical signal voltage between the sound pickup and a display or control device takes, whereby the filter only lets through sound frequencies that indicate the burning of the flame Art will be wrong displays and 'accordingly wrong control commands
_ 3 109831/139 3 _ 3 109831/139 3
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weitgehend ausgeschlossen.largely excluded.
Der Schallpegel der brennenden Flamme liegt im allgemeinen höher als der Schall, der allein von den zuströmenden Verbrennungsmedien verursacht wird, wobei meist der Brennstoff durch Düsen einströmt und die Verbrennungsluft durch öffnungen in die Brennkammer eindringt. Dementsprechend kann man auch daran denken, ein Amplitudenfilter zwischen den Schallabnehmer und das Anzeigegerät einzuschalten, sodaß lediglich Geräusche von höherem Pegel, die von der Flamme herrühren, zum Anzeigegerät hin gelangen, während Geräusche niedrigeren Pegels durch das Amplitudensieb zurückgehalten werden.The sound level of the burning flame is generally higher than the sound that is caused solely by the inflowing combustion media, with mostly the fuel coming through nozzles flows in and the combustion air flows through openings into the combustion chamber penetrates. Accordingly, one can also think of an amplitude filter between the sound pickup and the display device to be switched on, so that only noises of a higher level, which originate from the flame, reach the display device, while lower level noises are retained by the amplitude filter.
An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Von den Figuren zeigt Figur 1 als Ausführungsbeispiel für die Erfindung einen Axialschnitt durch die obere Hälfte einer Gasturbinenanordnung, deren Brennkammer mit einer Flammenüberwachung im Sinne der Erfindung versehen ist.The invention is to be explained in more detail with the aid of the drawing will. Of the figures, FIG. 1 shows, as an exemplary embodiment of the invention, an axial section through the upper half a gas turbine arrangement, the combustion chamber of which is provided with a flame monitor within the meaning of the invention.
Figur 2 zeigt in grafischer Darstellung den Frequenzverlauf der in der Brennkammer mit einer in Figur 1 dargestellten Einrichtung erfaßten Geräusche. Figur 3 zeigt schließlich im Querschnitt ein Ausführungsbeispiel für einen Schallabnehmer gemäß der Erfindung.FIG. 2 graphically shows the frequency curve the noises detected in the combustion chamber with a device shown in FIG. Finally, FIG. 3 shows in cross section an embodiment for a sound pickup according to the invention.
Wie aus Figur 1 ersichtlich ist, gehört die Brennkammeranordnung 10 einem Gasturbinensatz an, wobei eine in axialer Richtung durchströmte Gasturbine den zugehörigen Verdichter und einen Generator antreibt. Der in axialer Richtung durchströmte Verdichter ist mit 12 bezeichnet. Dabei ist nur die obere Hälfte der Gasturbinenanordnung veranschaulicht, während die untere ■Hälfte in gleicher Weise ausgebildet ist und die einzelnen Brennkammerzellen symmetrisch um die Mittellinie oder Rotationsachse rundum angeordnet sind.As can be seen from Figure 1, the combustion chamber assembly belongs 10 a gas turbine set, with a gas turbine through which there is flow in the axial direction the associated compressor and drives a generator. The compressor through which there is flow in the axial direction is denoted by 12. There is only the upper half the gas turbine assembly illustrated, while the lower ■ half is formed in the same way and the individual Combustion chamber cells are arranged symmetrically around the center line or axis of rotation.
Der Luftverdichter 12 enthält in bekannter Weise eine vielstufige Rotoranordnung 15, die mit einer entsprechenden Stator-The air compressor 12 contains in a known manner a multi-stage rotor arrangement 15, which is equipped with a corresponding stator
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anordnung 16 zusammenarbeitet, wobei die laufschaufeln mit dem Rotor und die Leitschaufeln mit dem Stator verbunden sind. Der Austritt des Verdichters 12 ist mit einem ringförmigen Diffusor 17 versehen, um einen Übergang der austretenden verdichteten Luft sau dem Hohlraum 18 zu schaffen^ der durch die Brennkammer-Umhüllung darstellende Außenwand 19 gebildet wird. Die Außenwand 19 wird durch Schalen 20 von kegelstumpfförmiger Gestalt gebildet, die sich über bestimmte Winkeibereiche der Anordnung erstrecken, wobei der Abschluß nach vorne hin durch eine ringförmige Vorderwand 21 gebildet wird, die mit dem äußeren Gehäuse des Verdichters 12 in Verbindung steht.Arrangement 16 cooperates, with the blades connected to the rotor and the guide vanes connected to the stator. Of the The outlet of the compressor 12 is provided with an annular diffuser 17 to provide a transition to the exiting compressed Air to create the cavity 18 through the combustion chamber envelope representing outer wall 19 is formed. The outer wall 19 is formed by shells 20 of frustoconical shape formed, which extend over certain angular areas of the arrangement, the termination towards the front by an annular Front wall 21 is formed, which is in communication with the outer housing of the compressor 12.
.Am rückwärtigen Teil befindet sich eine ringförmige Hinterwand 22, die an einem Flansch des Außengehäuses der Turbine 14 anliegt. Die Turbine 14 wird, wie oben erwähnt, in axialer Richtung durchströmt und enthält eine Vielzahl von Entspannungsstufen, die durch eine Vielzahl von Schaufelkränzen'24 gebildet werden, die als Leitschaufeln mit einer gleich großen Anzahl von Laufschaufelkränzen 25 zusammenarbeiten, die dem Turbinenläufer 26 angehören. Der Turbinenläufer 26 ist mit dem Läufer des Verdichters 12 über eine Hohlwelle 27 gekuppelt. Eine ringförmige Trennwand 28 ist in geeigneter Weise im Abstand von der Hohlwelle 27 gehaltert und so gestaltet, daß das dem Verdichter benachbarte Ende der Trennwand 28 für den Verdichteraustritt einen ringförmigen Diffusor 17 bildet, um ein stoßfreies'Einströmen der verdichteten Verbrennungsluft in den Raum 18 zu ermöglichen. At the rear there is an annular back wall 22, which rests against a flange of the outer housing of the turbine 14. The turbine 14 is, as mentioned above, in the axial direction flows through and contains a multitude of relaxation levels, formed by a multitude of blade rings'24 that work together as guide vanes with an equal number of rotor blade rings 25, the turbine rotor 26 belong to. The turbine rotor 26 is coupled to the rotor of the compressor 12 via a hollow shaft 27. An annular one Partition wall 28 is held in a suitable manner at a distance from the hollow shaft 27 and designed so that the compressor adjacent end of the partition wall 28 forms an annular diffuser 17 for the compressor outlet in order to ensure a shock-free inflow to allow the compressed combustion air in the room 18.
Im übrigen ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Außenwand 19 in den Verdichter 12 teilweise überlappender Anordnung ausgebildet, um auf diese Weise die Länge des Turbinensatzes kurz halten zu können. Dies ist an sieh bereits bekannt.Otherwise, in the illustrated embodiment, the Outer wall 19 formed in the compressor 12 in a partially overlapping arrangement in order in this way to the length of the turbine set to be able to keep it short. This is already known.
Unter der Außenwand 19 befindet sich eine Vielzahl von rohrförmigen Einzelbrennkammern, beispielsweise nach Art von Brennkammerzellen 30, die ringförmig verteilt um die gesamte Anordnung herum angebracht sind. In der Zeichnung ist nur eine einzige von diesenUnder the outer wall 19 is a plurality of tubular Individual combustion chambers, for example in the manner of combustion chamber cells 30, which are attached in a ring around the entire arrangement. Only one of these is shown in the drawing
, - 5 -109831/1393 , - 5 -109831/1393
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Zellen 30 veranschaulicht. Jede dieser Einzelbrennkammern enthält einen Kopfteil 31» der durch eine Vielzahl von zylindrischen Hingen 32 gebildet sein kann, die wärmebeweglich einander überlappend angeordnet sind und eine primäre Verbrennungszone 33 umschließen. Jeder von diesen Ringen 32 weist eine ringförmige Eeihe von öffnungen 34 auf, um hier Luft in die primäre Verbrennungszone 33 eindringen zu lassen und die Verbrennung von eingeführtem Brennstoff durch eine Brennstoffeinspritzdüse 35 zu gewährleisten.Cells 30 illustrated. Each of these individual combustion chambers contains a head part 31 », which can be formed by a multiplicity of cylindrical hangers 32 which are arranged so as to be heat-movable and overlapping one another, and a primary combustion zone 33 enclose. Each of these rings 32 has an annular row of openings 34 to allow air to enter the primary combustion zone 33 and the combustion of introduced fuel by a fuel injector 35 to ensure.
Die Vorderwand 21 der Brennkammeranordnung ist mit einer kreisförmigen öffnung 38 von genügend großem Innendurchmesser versehen, um die Brennkammerzelle 30 ein- und ausbringen zu können, beispielsweise bei Wartungs- und Reparaturarbeiten, wobei der Abschluß durch eine Deckplatte 39 gewährleistet ist, die in geeigneter leise in der Vorderwand 21, z.B. mit Hilfe von Schraubenbolzen 40, befestigt sein kann. Die Deckplatte 39 ist weiterhin mit einer zentralen öffnung 41 versehen, durch welche die Brennstoffdüse 35 hindurchtritt. Die Brennstoffdüse 35 ist mit einer Zuleitung 43 versehen, die mit einer nicht näher dargestellten BrennstoffZuführungsanordnung in Verbindung steht. Weiterhin ist die Düse 35 mit einer gebräuchlichen Zerstäubereinriohtung versehen, um einen im wesentlichen kegelförmigen Strahl von flüssigem Brennstoff in die primäre Verbrennungszone zu lenken.The front wall 21 of the combustion chamber assembly is circular opening 38 is provided with a sufficiently large inner diameter to be able to bring the combustion chamber cell 30 in and out, for example during maintenance and repair work, the Completion by a cover plate 39 is ensured, which in a suitable quiet in the front wall 21, for example with the help of Bolts 40, may be attached. The cover plate 39 is also provided with a central opening 41 through which the fuel nozzle 35 passes therethrough. The fuel nozzle 35 is provided with a feed line 43, which is connected to a not shown in detail Fuel supply arrangement is in connection. Furthermore, the nozzle 35 is provided with a conventional atomizing device provided to a substantially conical jet of liquid fuel into the primary combustion zone to steer.
Eine kegelstUmpfförmige Abdeckkappe 45 schließt die Brennkammerzelle 30 ab und ist mit einer zentralen öffnung 46 versehen, in die die Brennstoffeinspritzdüse 35 hineinpaßt und so dicht abschließt, daß hier keine Luftströmung zur Verbrennungszone 33 gelangen kann. Weiterhin ist eine elektrische Zündeinrichtung gebräuchlicher Bauart vorgesehen, um den Verbrennungsvorgang des Brennstoff-Luft-Gemisches in der Verbrennungszone 33 einzuleiten. A tapered cap 45 closes the combustion chamber cell 30 and is provided with a central opening 46, into which the fuel injection nozzle 35 fits and closes so tightly that there is no air flow to the combustion zone 33 can get. Furthermore, an electrical ignition device of the usual type is provided to control the combustion process of the fuel-air mixture to be introduced into the combustion zone 33.
Schließlich enthält die Brennkammerselle 30 einen gestreckten «ylindrisohen Mittelteil 48, der mit einer Vielzahl ringförmigFinally, the combustion chamber cell 30 contains an elongated one «Ylindrisohen middle part 48, which is ring-shaped with a multitude
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angeordneter Beinen von öffnungen 49 versehen ist, um hier Sekundärluft in die Brennkammer während des Betriebes einströmen zu lassen. Weiterhin ist an der Abströmseite ein Übergangsstück 50 mit einem zylindrischen Teil 51 vorgesehen, der gleitend den zylindrischen Mittelteil 48 überlappt, während das anschließende Stück 52 sich verjüngt und einen Übergang vom zylindrischen Teil 51 zum Endstück 53 bildet. Der Auslaß erstreckt sich bogenförmig in der Weise, daß die anderen Brennkammerzellen sich jeweils hieran anschließen und damit ein vollständiger Ring gebildet wird, um die heißen Verbrennungsprodukte aus allen Brennkammerzellen 30 durch den jeweiligen Auslaß 53 zu den Schaufelkränzen 24 und 25 der Gasturbine 14 gelangen zu lassen.arranged legs of openings 49 is provided around here Allow secondary air to flow into the combustion chamber during operation. There is also a transition piece on the downstream side 50 provided with a cylindrical part 51 which is slidable the cylindrical middle part 48 overlaps, while the connecting piece 52 tapers and a transition from cylindrical part 51 to the end piece 53 forms. The outlet extends arcuately in such a way that the other combustion chamber cells each adjoin it and thus a complete one Ring is formed around the hot combustion products from all combustion chamber cells 30 through the respective outlet 53 to get to the blade rings 24 and 25 of the gas turbine 14.
Während des Betriebes wird verdichtete luft vom Verdichter w2 in den Hohlraum 18 durch den Diffusor 17 eingeleitet, um den Hohlraum mit Luft von entsprechendem Druck zu füllen, wonach dann die Luft in die Brennkammerzellen 30 durch die Öffnungen und 49 eindringt. Die Strömungsrichtung der verdichteten Luft ist durch die Pfeile A versinnbildlicht.During operation, compressed air is released from the compressor w2 introduced into the cavity 18 through the diffuser 17 to the To fill the cavity with air of the appropriate pressure, after which the air into the combustion chamber cells 30 through the openings and 49 penetrates. The direction of flow of the compressed air is symbolized by the arrows A.
Wenn die Mischung von Luft und Brennstoff in der Brennkammerzelle 30 gezündet ist und die Plamme brennt, wird ein charakteristisches Geräusch erzeugt und werden charakteristische Schallwellen abgegeben. Natürlich entsteht bereits ein gewisses Geräusch, wenn Brennstoff in die Brennkammer hineinströmt, ohne daß die flamme brennt, und es entsteht auch bereits Schall, wenn die verdichtete Luft durch die öffnungen 34 und 49 in die Brennkammerzelle eindringt. Demgegenüber weisen aber die Geräusche charakteristische Preq.uenzunterschiede und normalerweise auch einen unterschiedlichen Geräuschpegel auf, je nachdem, ob die Flamme brennt oder nicht.When the mixture of air and fuel in the combustor cell 30 is ignited and the flame is burning, becomes a characteristic Noise is generated and characteristic sound waves are emitted. Of course there is already a certain noise when fuel flows into the combustion chamber without the flame burning, and sound is already generated when the compressed air through the openings 34 and 49 into the combustion chamber cell penetrates. On the other hand, however, the noises show characteristic differences in prevalence and usually also makes a different noise level depending on whether the flame is burning or not.
Sin solches Geräuschspektrum ist in Figur 2 näher dargestellt, wobei dieser Darstellung eine Geräuschmessung in einer Brennkammerzelle zugrunde gelegt wurde. Solange der Brennstoff ge-Such a noise spectrum is shown in more detail in Figure 2, this illustration was based on a noise measurement in a combustion chamber cell. As long as the fuel
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zündet ist und eine Flamme existiert, reicht der Frequenzbereich. des Geräusches über ein weiteres Spektrum von etwa 1000 Hz bis über 20 000 Hz. Wenn dagegen keine Flamme vorhanden ist, erstreckt sich das Geräusch, das von der Brennstoffeinströmung und dem Luftstrom herrührt, nur über einen Bereich von etwa 6000 bis 16 000 Hz. Auf diese Weise kann vom Vorhandensein eines charakteristischen Geräuschspektrums auf das Brennen der Flamme geschlossen werden. Die Kurve B zeigt den Verlauf bei brennender Flamme, während die gestrichelte Kurve C den Frequenzverlauf bei erloschener Flamme versinnbildlicht. Wie aus der Darstellung weiterhin ersichtlich ist, ist auch der Geräuschpegel höher, wenn die Flamme brennt, als wenn sie erloschen ist.ignites and a flame exists, the frequency range is sufficient. of the noise over a wider spectrum from around 1000 Hz to over 20,000 Hz. If, on the other hand, there is no flame, extends the sound that comes from the fuel inflow and originating from the airflow, only over a range of about 6000 to 16 000 Hz. In this way, from the presence of a characteristic noise spectrum to the burning of the Flame to be closed. The curve B shows the course with a burning flame, while the dashed curve C denotes Frequency curve symbolized when the flame is extinguished. As can also be seen from the illustration, is also the Noise level higher when the flame is burning than when it is extinguished is.
Wie weiterhin aus Figur 1 ersichtlich ist, befindet sich ein Rohr 60 am Bfennkammerkopf, durchdringt die Abdeckplatte 39 und durchsetzt auch in der Nähe der Düse 35 die Abdeckkappe 45 der Brennkaonerzelle 30. Am anderen Ende des Rohres 60 befindet sich ein elektroaktustischer Schallabnehmer 62 in Form eines Mikrofons oder eines piezoelektrischen Kristalls, dessen Ausgang durch eine Leitung 64 über einen Schalter 66 mit dem Eingang eines Verstärkers 68 verbunden ist. Der Ausgang des Verstärkers 68 führt über ein abstimmbares Frequenzfilter 70 zu einem die Meßsignale auswertenden Anzeige- und Steuergerät 72.As can also be seen from FIG. 1, a pipe 60 is located on the combustion chamber head and penetrates the cover plate 39 and also passes through the cap 45 of the combustion chamber 30 in the vicinity of the nozzle 35. Located at the other end of the tube 60 an electro-acoustic sound pick-up 62 in the form of a microphone or a piezoelectric crystal, its output is connected by a line 64 via a switch 66 to the input of an amplifier 68. The output of the amplifier 68 leads via a tunable frequency filter 70 to a display and control device 72 which evaluates the measurement signals.
Gemäß der Wirkungsweise der Erfindung kann das abstimmbare Filter 70,SO eingestellt werden, daß es Frequenzen ausfiltert, die nur bei nicht brennender Flamme vorhanden sind. Gemäß dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel liegen diese Frequenzen im Bereich von etwa 6000 bis 16 000 Hz, sodaß man für das abstimmbare Filter 70 z.B. ein gebräuchliches Bandfilter verwenden kann. Dadurch gelangen keine Frequenzen innerhalb des Bereiches von 6000 bis 16000 Hz hindurch und können das Anzeige- und Steuergerät 72 nicht beeinflussen. Das Gerät spricht dann nicht an, wenn keine Flamme vorhanden ist. Außerhalb dieses Frequenzbereiches läßt das Filter 70 aber das ganze übrige FrequenzbandIn accordance with the operation of the invention, the tunable filter 70, SO can be adjusted to filter out frequencies which are only present when the flame is not burning. According to the embodiment shown in Figure 2, these frequencies are in the range from about 6000 to 16,000 Hz, so that a conventional band filter, for example, can be used for the tunable filter 70 can. As a result, no frequencies within the range of 6000 to 16000 Hz can pass through and the display and control device can 72 do not affect. The device will not respond if there is no flame. Outside this frequency range however, the filter 70 leaves the entire remaining frequency band
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durch, södaß also Frequenzen im Bereich von 1000 bis 5500 Hz ohne weiteres durchgehen, die nur dann vorhanden sind, wenn die Flamme brennt. Man weiß dann, daß die Flamme vorhanden ist, während sie im anderen Fall nicht brennt.through, so södaß frequencies in the range from 1000 to 5500 Hz without further ado, which are only present when the flame is burning. You then know that the flame is there while in the other case it does not burn.
Es wird hierbei vorausgesetzt, daß in den meisten Fällen die Schallenergie in einfacher Weise durch den Schallabnehmer 62 in ein elektrisches Signal umgesetzt wird, das eine entsprechende Frequenzcharakteristik hat. Demgegenüber ist es natürlich auch möglich, im Rahmen der Erfindung gebräuchliche Modulationstechniken anzuwenden, um die Schallfrequenzen mit Hilfe einer Trägerfrequenz zu übertragen, der sie aufgedrückt werden, wonach dann die Trägerfrequenz wieder demoduliert werden kann.It is assumed here that in most cases the sound energy is transmitted in a simple manner by the sound pick-up 62 is converted into an electrical signal that has a corresponding frequency characteristic. In contrast, it is of course also possible within the scope of the invention to apply customary modulation techniques to the sound frequencies with the help of a To transmit carrier frequency to which they are imposed, after which then the carrier frequency can be demodulated again.
Anstatt den Schallabnehmer am vorderen Ende der Brennkammerzelle 30 anzubringen, ist es auch möglich, an anderer Stelle ein Rohr 60' anzuordnen, das sich durch die Außenwand 19 hindurch erstreckt und mit seinem offenen Ende in das Übergangsstück 50 der Brennkammerzelle 30 hineinragt. Am anderen Ende dieses Bohres 60' befindet sich ein Schallabnehmer 62', dessen Ausgang durch eine leitung 74 über den Schalter 66 mit dem Eingang des Verstärkers 68 verbunden werden kann. Natürlich ist es auch möglich, beide Sehallabnehmer 62 und 62' gleichzeitig mit dem Verstärker 68 zu verbinden.Instead of attaching the sound pick-up to the front end of the combustion chamber cell 30, it is also possible at another location to arrange a tube 60 'which extends through the outer wall 19 and with its open end into the transition piece 50 of the combustion chamber cell 30 protrudes. On the other end this drill 60 'is a sound pickup 62', whose Output can be connected by a line 74 via the switch 66 to the input of the amplifier 68. Of course it is it is also possible to connect both sound pickups 62 and 62 'to the amplifier 68 at the same time.
Anstatt von einem Filter 70 Gebrauch zu machen, - oder zusätzlich zu diesem -,ist es auch möglich, den Ausgang des Verstärkers 68, wie durch die strichpunktierte Linie 81 angedeutet ist, einem Amplitudensieb 75 zuzuführen, bevor das Signal zum Anzeige- und Steuergerät 72 gelangt. Das Amplitudensieb 75 läßt bei entsprechender Bemessung und Einstellung nur die Signale hindurch, die oberhalb eines bestimmten Schallpegels liegen. Dies bedeutet unter Beachtung der in Figur 2 gezeigten Darstellung, daß der Geräuschpegel der Flamme höher ist als bei nicht brennender Flamme, eodaß das Amplitudensieb 75 hierauf eingestellt werden kann. Wenn es gewünscht oder als notwendig erachtet wird, können naturgemäß auch sowohl das abstimmbare Frequenzfilter als auch dasInstead of using, or in addition to, a filter 70, it is also possible to use the output of the amplifier 68, as indicated by the dash-dotted line 81, one Amplitude filter 75 feed before the signal to the display and Control unit 72 arrives. With appropriate dimensioning and setting, the amplitude filter 75 only lets through the signals which are above a certain sound level. this means taking into account the illustration shown in FIG. 2 that the noise level of the flame is higher than that of a non-burning one Flame so that the amplitude sieve 75 can be adjusted to this can. If desired or deemed necessary, both the tunable frequency filter and the can of course also be used
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- 9 - VPA 70/8933- 9 - VPA 70/8933
Amplitudensieb 75 gemeinsam verwendet werden und dem Anzeige- und Steuergerät 72 vorgeschaltet werden.Amplitude sieve 75 are used together and the display and control device 72 are connected upstream.
In Figur 3 ist schließlich ein Ausführungebeispiel für eine piezoelektrische Sohallabnahmeanordnung dargestellt, wobei in einem Außengehäuse 76 ein elektroakustischer Wandler angeordnet ist. Bas Gehäuse 76 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel am rechten Ende abgesetzt und in das Ende des Rohres 60 eingeschraubt. Das piezoelektrische Element 78 ist mit einer leitenden Gußmasse 80 mit der elektrischen Zuleitung 82 leitend verbunden} an die wiederum in der in Figur 1 gezeichneten Weise der Verstärkereingang angeschlossen ist. Wie oben erwähnt, kann naturgemäß auch ein übliches Mikrofon oder können irgendwelche andere bekannte Arten von Schallumwandlungsgeräten hier Verwendung finden.Finally, in FIG. 3 is an exemplary embodiment for a piezoelectric sound pick-up arrangement shown, wherein an electroacoustic transducer is arranged in an outer housing 76. The housing 76 is in the illustrated embodiment deposited at the right end and screwed into the end of the tube 60. The piezoelectric element 78 is conductively connected with a conductive casting compound 80 to the electrical supply line 82} to which in turn is shown in FIG Way the amplifier input is connected. As mentioned above, a conventional microphone or can use any other known types of sound conversion devices are used here.
Bei einem Turbinensatz mit einer Vielzahl von rund herum angeordneten Brennkammersellen, wie dies in Figur 1 veranschaulicht ist* kann in jeder einzelnen Zelle für jede Flamme ein solcher Schallabnehmer angeordnet sein, Andererseits kann natürlich dann, wenn von einem System voneinander abhängiger Flammen oder von einer gemeinsamen Feuerung Gebrauch gemacht wird, auf eine Vielzahl von Abnehmern verzichtet werden, sodaß dann gegebenenfalls nur ein einziger Abnehmer z.B. in der letzten Stufe benötigt wird.In the case of a turbine set with a large number of arranged around Combustion chamber locations, as illustrated in FIG. 1 *, can have one in each individual cell for each flame Sound pickups can be arranged, on the other hand, of course, if from a system of interdependent flames or if use is made of joint firing, a large number of customers are dispensed with, so that then if necessary, only a single consumer is required, e.g. in the last stage.
5 Patentansprüche
3 Figuren5 claims
3 figures
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