JP2011203250A - 分岐圧力計測器レーキ - Google Patents

Abstract

【課題】複数の流路で使用される計測器レーキを提供する。
【解決手段】計測器レーキ（２００）は、マニホルド（２３０）と、マニホルド（２３０）に接続された第１レーキ本体（２１０）と、マニホルド（２３０）に接続された第２レーキ本体（２２０）とを含む。複数の第１レーキ本体アスピレータ（２５０）が第１レーキ本体（２１０）の周囲に配置されて第１流路と連通しており、複数の第２レーキ本体アスピレータ（２５５）が第２レーキ本体（２２０）の周囲に配置されて第２流路と連通している。
【選択図】図３

Description

本発明は、概して、ガスタービンエンジン部品に関し、より詳細には、圧縮機出口ディフューザ及び他の場所の周囲で使用される分岐圧力計測器レーキに関する。

現代のガスタービンエンジンの制御システムは、そこを通る空気及びガス経路内の様々な場所で内部状況を測定する。空気の圧力及び温度測定は、圧縮機及び他の場所に配置されたピトー管、熱電対、及びその他の装置を用いることにより行なわれる。１つの周知の圧力装置は、キール（Ｋｉｅｌ）・プローブである。一般的に記述すると、キール・プローブは、ヨー角の変化に反応しない、シュラウド付きピトー管である。キール・プローブの一例は、ニューハンプシャー州アマーストのユナイテッド・センサー・コーポレーションによって提供される。他の形式の温度及び圧力プローブも周知である。

適切なハードウェアがない場合、センサは圧縮機又はレーキ上のその他の場所にはめ込まれる。レーキは、一般的に圧縮機及び他の場所の機械加工面上に取り付けられる。しかしながら、そのような機械加工面は製造費がかかる。更に、例えばディフューザなどの特定のタービン部品では、所望の数のレーキに十分な空間をとるのが困難である。これは、特に、７ＦＡ−０５の名称でニューヨーク州スケネクタディのゼネラル・エレクトリック・カンパニーによって提供されるようなガスタービンエンジンで使用される分割ディフューザに当てはまる。そのようなガスタービンエンジンは、レーキ及びその他の形式の計測器を配置する空間が限られた分割ディフューザを提供する。

従って、改良型計測器レーキ等に対する要望がある。そのような改良型計測器レーキは、周知のレーキと比べて圧縮機又は他の場所に空間及び機械加工面をそれほど必要とせずに、温度及び／又は圧力を正確に測定するものである。

従って、本発明は、複数の流路で使用される改良型計測器レーキを提供する。計測器レーキは、マニホルドと、マニホルドに接続された第１レーキ本体と、マニホルドに接続された第２レーキ本体とを含む。複数の第１レーキ本体アスピレータが第１レーキ本体の周囲に配置されて第１流路と連通しており、複数の第２レーキ本体アスピレータが第２レーキ本体の周囲に配置されて第２流路と連通している。

本発明は更に、分割ディフューザを提供する。分割ディフューザは、第１流路と、第２流路と、第１流路と第２流路の間に配置された分割器とを含む。計測器レーキは、分割器の周囲に配置される。計測器レーキは、第１流路の周囲に配置された第１レーキ本体と、第２流路の周囲に配置された第２レーキ本体とを含む。

本発明のこれら及びその他の特徴及び改良点は、図面及び添付の特許請求の範囲に関連してなされる以下の詳細な説明を検討することで、当業者には明らかになるであろう。

ガスタービンエンジンの概略図である。 分割ディフューザの一部の側面断面図である。 本明細書に記載されているような計測器レーキの斜視図である。 図３の計測器レーキの側面図である。 分割ディフューザ内に配置された図３の計測器レーキの側面平面図である。 分割ディフューザ内に配置された図３の計測器レーキの上面斜視図である。

次に、図を通して同様の参照番号が同様の要素を示す図面を参照すると、図１は、ガスタービンエンジン１０の概略図を示す。周知のように、ガスタービンエンジン１０は、流入空気流を圧縮するための圧縮機２０を含む。圧縮機２０は、圧縮空気流を燃焼器３０に供給する。燃焼器３０は、圧縮空気流を圧縮燃料流と混合して混合物に点火する。単一の燃焼器３０のみが示されているが、ガスタービンエンジン１０は任意の数の燃焼器３０を含んでも良い。次に、高温燃焼ガスがタービン４０に供給される。高温燃焼ガスは、機械仕事を発生するようにタービン４０を駆動する。タービン４０で発生した機械仕事は、圧縮機２０と、例えば発電機等の外部負荷５０とを駆動する。ガスタービンエンジン１０は、天然ガス、様々な種類の合成ガス、及びその他の種類の燃料を使用できる。その他の形式のガスタービンエンジン構成も、本明細書において使用できる。

上述のように、ニューヨーク州スケネクタディのゼネラル・エレクトリック・カンパニーによって提供される７ＦＡ−０５ガスタービンは、分割ディフューザ１００を含む。図２に示すように、分割ディフューザ１００は、圧縮機２０の最終段１１０の下流に配置され、燃焼器３０の移行部品１２０及びタービン４０に向かって延在する。その他の構成も、本明細書において使用できる。分割器１３０は、ブルホーンブラケットリング１４０及びブルホーンフィンガ１５０又はその他のものに取り付けられる。ブルホーンブラケットリング１４０及びブルホーンフィンガ１５０は、移行部品１２０に向かってその周囲に延在する。分割器１３０は、流入空気流を第１空気流１６０及び第２空気流１７０に分割する。

図３及び４は、本明細書に記載されるような計測器レーキ２００の一例を示す。計測器レーキ２００は、上記のキール・プローブと同様の圧力センサである。この実施例では、計測器レーキ２００は、第１レーキ本体２１０及び第２レーキ本体２２０の一対のレーキ本体を含む。レーキ本体２１０，２２０は、片持ち面を用いることにより強化される。その他の形状も、本明細書において使用できる。２つ以上のレーキ本体２１０，２２０を本明細書において使用しても良い。レーキ本体２１０，２２０は、中央マニホルド２３０又はその他のものの周囲に取り付けられる。複数のフランジ２４０は、後で詳しく述べるように、計測器レーキ２００を取り付けるために中央マニホルド２３０の周囲に配置される。計測器レーキ２００は、任意の所望の全体寸法及び形状を有しても良い。

レーキ本体２１０，２２０は、各々が複数のアスピレータ、この場合、その上に配置された複数の第１本体アスピレータ２５０及び複数の第２本体アスピレータ２５５を有する。任意の数、寸法、又は形状のアスピレータ２５０，２５５を本明細書において使用できる。管２６０は、各アスピレータ２５０，２５５と連通している。管２６０は、任意の寸法又は形状を有する。管２６０は、更に、ディフューザ１００又はその他のものの外側に配置された制御システム２７０と連通している。制御システム２７０は、検出圧力を電気信号に変換するための複数の圧力変換器２８０又はその他の形式の圧力センサを収容する。その他の構成も本明細書において使用できる。同様に、その他の形式のセンサ又はそれらの組み合わせを本明細書において使用しても良い。

図５及び６は、ディフューザ１００内への計測器レーキ２００の取り付けを示す。この実施例では、計測器レーキ２００は、ブルホーンブラケットリング１４０の周囲且つブルホーンフィンガ１５０及び移行部品１２０の下に配置される。図示のように、第１レーキ本体２１０は第１空気流１６０の周囲に配置され、一方、第２レーキ本体２２０は第２空気流１７０又はその他のものの周囲に配置される。その他の場所も本明細書において使用できる。

従って、以前は２つの個々のレーキが必要であったのに対して、計測器レーキ２００は、ディフューザ１００の両方の空気流１６０，１７０を測定できる。そのため、半分の数の機械加工面が取り付けに必要とされることになる。更に、計測器レーキ２００はまた、加工費を更に削減するために、ブルホーンフィンガ１５０又はその他の場所の周囲に配置しても良い。

従って、計測器レーキ２００は、全体として周知のレーキの半分のコストで、ガスタービンエンジン１０内の分割ディフューザ１００又はその他のものの周囲のどこでも取り付けることができる。実際に、計測器レーキ２００は、あらゆる種類の空気流の周囲に取り付けることができる。同様に、全体の製造及び加工費を削減できる。

上述の内容は本発明の特定の実施形態のみに関連していること、また特許請求の範囲及びその等価物によって定まる本発明の一般的な技術的思想及び技術的範囲から逸脱することなく、当業者が本明細書において多くの変更及び修正を行うことができることを理解されたい。

１０ ガスタービンエンジン
２０ 圧縮機
３０ 燃焼器
４０ タービン
５０ 負荷
１００ 分割ディフューザ
１１０ 圧縮機の最終段
１３０ 分割器
１４０ ブルホーンブラケットリング
１５０ ブルホーンフィンガ
１６０ 第１空気流
１７０ 第２空気流
２００ 計測器レーキ
２１０ 第１レーキ本体
２２０ 第２レーキ本体
２３０ マニホルド
２４０ フランジ
２５０ 第１レーキ本体アスピレータ
２５５ 第２レーキ本体アスピレータ
２６０ 管
２７０ 制御システム
２８０ 圧力変換器

Claims (7)

1. 複数の流路（１６０，１７０）で使用される計測器レーキ（２００）であって、
   マニホルド（２３０）と、
   前記マニホルド（２３０）に接続された第１レーキ本体（２１０）と、
   前記第１レーキ本体（２１０）の周囲に配置されて第１流路（１６０）と連通する複数の第１レーキ本体アスピレータ（２５０）と、
   前記マニホルド（２３０）に接続された第２レーキ本体（２２０）と、
   前記第２レーキ本体（２２０）の周囲に配置されて第２流路（１７０）と連通する複数の第２レーキ本体アスピレータ（２５５）とからなる、計測器レーキ（２００）。
2. 前記複数の第１レーキ本体アスピレータ（２５０）及び前記複数の第２レーキ本体アスピレータ（２５５）の周囲に配置された複数の管（２６０）を更に備える、請求項１に記載の計測器レーキ（２００）。
3. 前記複数の管（２６０）と連通する複数の圧力変換器（２８０）を更に備える、請求項２に記載の計測器レーキ（２００）。
4. 前記マニホルド（２３０）は、１つ以上の取り付けフランジ（２４０）を備える、請求項１に記載の計測器レーキ（２００）。
5. 前記第１流路（１６０）及び前記第２流路（１７０）は、分割ディフューザ（１００）を規定する、請求項１に記載の計測器レーキ（２００）。
6. 前記分割ディフューザ（１００）は、前記第１流路（１６０）と前記第２流路（１７０）の間に配置された分割器（１３０）を備える、請求項５に記載の計測器レーキ（２００）。
7. 圧力レーキ（２００）である、請求項１に記載の計測器レーキ（２００）。