JPH08240485A - ガスタービンの排ガス温度測定装置 - Google Patents

ガスタービンの排ガス温度測定装置

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JPH08240485A
JPH08240485A JP7045485A JP4548595A JPH08240485A JP H08240485 A JPH08240485 A JP H08240485A JP 7045485 A JP7045485 A JP 7045485A JP 4548595 A JP4548595 A JP 4548595A JP H08240485 A JPH08240485 A JP H08240485A
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JP
Japan
Prior art keywords
exhaust gas
temperature measuring
thermocouple
gas turbine
resistant protective
Prior art date
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Pending
Application number
JP7045485A
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English (en)
Inventor
Tokuji Nakamura
徳治 中村
Takumi Yamanobe
巧 山野辺
Akira Shimura
明 志村
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】測温の応答速度を低下させることなく、不純物
粒子や異物の衝突などによる劣化や摩耗、また切損など
の故障を生ずることがないガスタービンの排ガス温度測
定装置を提供する。 【構成】ガスタービン排ガスの噴流方向と直角方向に配
置されたサーモカップル1を備え、このサーモカップル
が表面に耐熱保護筒2を備えているガスタービンの排ガ
ス温度測定装置において、耐熱保護筒2をサーモカップ
ル1の測温先端部まで覆うように形成するとともに、こ
の耐熱保護筒2の測温側先端部にガスタービン排ガスの
噴流方向に開口し、かつ排ガス不純物粒子の直径より小
さな排ガス貫通窓4を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はガスタービンの排ガス温
度を測定するガスタービンの排ガス温度測定装置の改良
に係り、特にガスタービン排ガスの噴流方向と直角方向
に配置されたサーモカップルを備え、かつこのサーモカ
ップルの表面に耐熱保護筒を備えている排ガス温度測定
装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ガスタービンの排ガス温度測定装置は、
高温ガスを利用したガスタービンの保護、監視用の重要
な制御をしているため、排ガス温度測定装置の故障はガ
スタービンをトリップに至らしめる恐れがある。従来一
般に採用されているこの種の排ガス温度測定装置には応
答速度および精度の高いシース型サーモカップルが用い
られる。
【0003】このシース型サーモカップルは、高温高圧
で、かつ高流速の排ガス中に配置されることから、外力
によりシーズの折損防止、またシース表面の振動磨耗か
らの保護のために表面に耐熱保護筒を備えているのが普
通である。
【0004】なお、これに関連するものとしては実開平
4−106734号公報あるいは実開平6−2182号
公報などが挙げられる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このように形成されて
いるシース型サーモカップルであると、たとえ高流速の
高温排ガス中に配置されても、この耐熱保護筒内に支
持、かつ保護されることから、シース表面の振動磨耗や
外力によるシーズの折損からの防止が図られ、この点で
は非常に有効なのであるが、前述もしたようにガスター
ビンにおける排ガス温度値はガスタービンの性能・効
率、またその出力の制御などに大きく影響するので、精
密な温度測定が必要となる。
【0006】このようなことから、シース型サーモカッ
プルの先端,すなわち測温部までこの耐熱保護筒で覆う
(測温の応答速度低下の観点から)ことはできず、この
ため一般にはこの測温部だけは裸に形成し、他の部分を
耐熱保護筒で覆うようにしているのが普通である。この
ためシース型サーモカップルの測温部が排ガス不純物粒
子の衝突などにより劣化また長い期間には摩耗や切損な
どの故障を生ずるきらいがあった。
【0007】本発明はこれに鑑みなされたもので、その
目的とするところは、測温の応答速度を低下させること
なく、たとえ排ガス中に多くの不純物粒子また異物が含
まれていたとしても、これらの衝突などによる劣化や摩
耗、また切損などの故障を生ずることがないこの種のガ
スタービンの排ガス温度測定装置を提供するにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、ガス
タービン排ガスの噴流方向と直角方向に配置されたサー
モカップルを備え、このサーモカップルが表面に耐熱保
護筒を備えているガスタービンの排ガス温度測定装置に
おいて、前記耐熱保護筒をサーモカップルの測温先端部
まで覆うように形成するとともに、この耐熱保護筒の測
温側先端部にガスタービン排ガスの噴流方向に開口し、
かつ排ガス不純物粒子の直径より小さな排ガス貫通窓を
設けるようになし、所期の目的を達成するようにしたも
のである。
【0009】また本発明は、耐熱保護筒を内外2重の層
に形成し、かつ内側の耐熱保護筒をサーモカップルの測
温先端部を覆わないように短長に形成するとともに、外
側の耐熱保護筒をサーモカップルの測温先端部まで覆う
ように形成し、かつ外側耐熱保護筒の測温側先端部にガ
スタービン排ガスの噴流方向に開口し、かつ排ガス不純
物粒子の直径より小さな排ガス貫通窓を設けるようにし
たものである。
【0010】また、前記外側の耐熱保護筒に設けられて
いる排ガス貫通窓を、ガスタービン排ガスの噴流方向下
流側の方が上流側より大きく形成するようにしたもので
ある。また、前記内外の耐熱保護筒を同一材質あるいは
同一熱膨張係数を有する材質にて形成するようにしたも
のである。また、前記内側の耐熱保護筒とサーモカップ
ルとの間に、サーモカップルの長手方向に所定の間隔を
おき、かつ内側の耐熱保護筒内面に固着された防振コマ
を設けるようになしたものである。
【0011】
【作用】このように形成されたガスタービンの排ガス温
度測定装置であると、耐熱保護筒をサーモカップルの測
温先端部まで覆うように形成し、かつ耐熱保護筒の測温
側の先端部にガスタービン排ガスの噴流方向に開口して
いることから、サーモカップルの測温部はこの開口した
窓を通して流れる排ガスと十分に接触し、十分に温度が
計れ、また、この貫通窓は排ガス中の不純物粒子の直径
より小さく形成されていることから、不純物粒子や異物
が耐熱保護筒内に流入することはなく、すなわち不純物
粒子や異物がサーモカップルの測温部に振れたり衝突し
たりすることはなく、したがって測温の応答速度を低下
させず、たとえ排ガス中に多くの不純物粒子また排気ガ
ス中に混入した異物が含んでいたとしても、これらの衝
突などによる劣化や摩耗、また切損などの故障を生ずる
ことがなく十分に保護することができる。
【0012】
【実施例】以下図示した実施例に基づいて本発明を詳細
に説明する。図2にはその温度測定装置の測温部周囲が
断面で示されている。シース型サーモカップル1は、噴
流ガス流路を形成している排気プレナム6を貫通して主
流ガス(噴流ガス、排ガス)流路内にサーモカップルの
測温部が位置するように配置されている。すなわち主流
ガスの流れ方向と直角方向に配置されている。なお、図
中9はウエルであり、矢印5は主流ガスの流れを示して
いる。すなわち矢印の上流側に燃焼器があり、下流側に
タービンが配置されている。
【0013】シース型サーモカップル1は、このように
主流ガス中に主流ガスと直角方向に配置されているわけ
であるが、シース型サーモカップル部の構成は、特に次
のように形成されている。すなわち図1にその要部が断
面で示されているように、シース型サーモカップル1の
表面に耐熱保護筒2が設けられており、そしてこの耐熱
保護筒は、サーモカップル1の測温先端部まで十分に覆
うように形成され、さらにこの耐熱保護筒の測温側先端
部に排ガス貫通窓4が設けられている。なお、この図で
は主流ガスの流通方向は紙面に対して直角方向となる。
【0014】この貫通窓4はガスタービン排ガスの噴流
方向に開口、換言すれば排ガスに対向する側とその反対
側に開口している。この場合この排ガス貫通窓4の大き
さH0が重要で、この大きさは、排ガス不純物粒子Gの
直径H1より小さな大きさに形成されている。
【0015】このように形成されたガスタービンの排ガ
ス温度測定装置であると、耐熱保護筒をサーモカップル
の測温先端部まで覆うように形成されていても、耐熱保
護筒の測温側の先端部にガスタービン排ガスの噴流方向
に開口した排ガス貫通窓4が設けられていることから、
サーモカップルの測温部はこの開口した窓を通して流れ
る排ガスと十分に接触して、応答速度良好に排ガスの温
度を計ることができる。
【0016】また、この排ガス貫通窓4の大きさH0
排ガス中の不純物粒子Gの直径より小さく形成されてい
ることから、このような不純物粒子や異物が耐熱保護筒
内に流入することはなく、すなわち不純物粒子や異物が
サーモカップルの測温部に振れたり衝突したりすること
はなく、したがってこれらの衝突などによる劣化や摩
耗、また切損などの故障を生ずることがなくなるのであ
る。なお、この場合不純物粒子や異物の大きさは種々あ
るが、平均値を採るようにするとよいであろう。
【0017】図3には本発明のもう一つの実施例が示さ
れている。このものは、前記耐熱保護筒を多重に形成し
たものである。すなわち、耐熱保護筒2を内外2重の層
に形成し、かつ内側の保護筒2bをサーモカップル1の
測温先端部は覆わないように形成するとともに、外側の
耐熱保護筒2aは前述実施例のように、サーモカップル
の測温先端部まで覆うように形成し、かつその測温側先
端部に、ガスタービン排ガスの噴流方向に開口するとと
もに、サーモカップルの長手方向に伸びたスリット状排
ガス貫通窓4を設け、かつこのスリットの幅寸法を排ガ
ス不純物粒子の直径より小さく形成するようにしたもの
である。
【0018】このように形成すると、前述した実施例と
同様な効果を達成することは勿論のことさらにサーモカ
ップルの排ガスに振れる先端面積を大きくすることがで
き、温度測定の精度を向上させることができ、また多重
保護筒であるので、強度的にも有利となる。またこの場
合、内側の耐熱保護筒の測温側端部2baを、径方向に
湾曲する湾曲面を有するように形成すると、サーモカッ
プル1のシースおよび外側の耐熱保護筒2a内面に対し
て疲労破壊防止を図ることが可能となり有効である。
【0019】図4には本発明のさらにもう一つの実施例
が示されている。このものは、耐熱保護筒2とサーモカ
ップル1との間に、サーモカップルの長手方向に所定の
間隔をおき、かつ内側の耐熱保護筒2a内面に固着され
た防振コマ7を設けるようにしたものである。このもの
であると、さらに振動などによるサーモカップルのシー
スの摩耗、外力に対する耐久性を向上させることができ
る。
【0020】なお、この多重保護筒を形成するにあた
り、この内外の耐熱保護筒を同一材質あるいは同一熱膨
張係数を有する材質にて形成すると、急激な温度変化に
よる熱延応力破壊防止を図ることが可能となり、高信頼
のものとすることができる。
【0021】なお以上の説明では、排ガス貫通窓4を形
成するにあたり、スリット状に形成するように説明して
きたが、常にこのように形成しなければならないわけで
はなく、例えば丸い形状であっても良いし、また他の形
状でもよいことは勿論である。
【0022】また、この排ガス貫通窓4は、ガスタービ
ン排ガスの噴流方向下流側の方が上流側より大きくなる
ように形成すると流路抵抗が少なく排ガスの通過に有利
である。
【0023】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、耐熱保護筒をサーモカップルの測温先端部まで覆う
ように形成するとともに、この耐熱保護筒の測温側先端
部に排ガス不純物粒子の直径より小さな排ガス貫通窓を
設けるようになしたから、排ガスはこの排ガス貫通窓を
とおしてサーモカップルの測温部に十分に振れ、かつ不
純物粒子や異物がサーモカップルの測温部に衝突するこ
とはなく、したがって測温の応答速度を低下させること
なく、不純物粒子による劣化や摩耗、また切損などの故
障を生ずることがないこの種のガスタービンの排ガス温
度測定装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のガスタービンの排ガス温度測定装置の
測温部の一実施例を示す縦断側面図である。
【図2】本発明のガスタービンの排ガス温度測定装置の
測温部周囲を示す縦断側面図である。
【図3】本発明のガスタービンの排ガス温度測定装置の
測温部の他の実施例を示す縦断側面図である。
【図4】本発明のガスタービンの排ガス温度測定装置の
測温部の他の実施例を示す縦断側面図である。
【符号の説明】
1…サーモカップル、2…耐熱保護筒、3…ウエル、4
…排ガス貫通窓、5…排ガス、6…排気プレナム、7…
防振コマ。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガスタービン排ガスの噴流方向と直角方
    向に配置されたサーモカップルを備え、このサーモカッ
    プルが表面に耐熱保護筒を備えているガスタービンの排
    ガス温度測定装置において、 前記耐熱保護筒をサーモカップルの測温先端部まで覆う
    ように形成するとともに、この耐熱保護筒の測温側先端
    部にガスタービン排ガスの噴流方向に開口し、かつ排ガ
    ス不純物粒子の直径より小さな排ガス貫通窓を設けたこ
    とを特徴とするガスタービンの排ガス温度測定装置。
  2. 【請求項2】 ガスタービン排ガスの噴流方向と直角方
    向に配置されたサーモカップルを備え、このサーモカッ
    プルが表面に耐熱保護筒を備えているガスタービンの排
    ガス温度測定装置において、 前記耐熱保護筒を内外2重の層に形成し、かつ内側の耐
    熱保護筒をサーモカップルの測温先端部を覆わないよう
    に短長に形成するとともに、外側の耐熱保護筒はサーモ
    カップルの測温先端部まで覆うように形成し、かつ外側
    耐熱保護筒の測温側先端部にガスタービン排ガスの噴流
    方向に開口し、かつ排ガス不純物粒子の直径より小さな
    排ガス貫通窓を設けたことを特徴とするガスタービンの
    排ガス温度測定装置。
  3. 【請求項3】 ガスタービン排ガスの噴流方向と直角方
    向に配置されたサーモカップルを備え、このサーモカッ
    プルが表面に耐熱保護筒を備えているガスタービンの排
    ガス温度測定装置において、 前記耐熱保護筒を内外2重の層に形成し、かつ内側の耐
    熱保護筒をサーモカップルの測温先端部は覆わないよう
    に形成するとともに、外側の耐熱保護筒はサーモカップ
    ルの測温先端部まで覆うように形成し、かつ前記外側耐
    熱保護筒の測温側先端部に、ガスタービン排ガスの噴流
    方向に開口するとともに、サーモカップルの長手方向に
    伸びたスリット状排ガス貫通窓を設け、かつこのスリッ
    トの幅寸法を排ガス不純物粒子の直径より小さく形成す
    るようにしたことを特徴とするガスタービンの排ガス温
    度測定装置。
  4. 【請求項4】 前記耐熱保護筒に設けられている排ガス
    貫通窓は、ガスタービン排ガスの噴流方向下流側の方が
    上流側より大きく形成されてなる請求項1、2若しくは
    3記載のガスタービンの排ガス温度測定装置。
  5. 【請求項5】 前記内外の耐熱保護筒を同一材質にて形
    成してなる請求項2若しくは3記載のガスタービンの排
    ガス温度測定装置。
  6. 【請求項6】 前記内外の耐熱保護筒を同一熱膨張係数
    を有する材質にて形成してなる請求項2、3、4若しく
    は5記載のガスタービンの排ガス温度測定装置。
  7. 【請求項7】 前記内側の耐熱保護筒の測温側端部を、
    径方向に湾曲する湾曲面を有するように形成してなる請
    求項2、3、4、5若しくは6記載のガスタービンの排
    ガス温度測定装置。
  8. 【請求項8】 前記内側の耐熱保護筒とサーモカップル
    との間に、サーモカップルの長手方向に所定の間隔をお
    き、かつ内側の耐熱保護筒内面に固着された防振コマを
    設けてなる請求項2、3、4、5、6若しくは7記載の
    ガスタービンの排ガス温度測定装置。
JP7045485A 1995-03-06 1995-03-06 ガスタービンの排ガス温度測定装置 Pending JPH08240485A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000329619A (ja) * 1999-05-18 2000-11-30 Idemitsu Kosan Co Ltd 流体の温度測定装置
CN103278255A (zh) * 2013-05-21 2013-09-04 天津市中环温度仪表有限公司 测量烟气用的耐腐蚀热电偶
JP2013195178A (ja) * 2012-03-19 2013-09-30 Tokyo Electric Power Co Inc:The 熱電対の保護カバー
CN109855753A (zh) * 2019-03-28 2019-06-07 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 一种汽轮机调节级蒸汽测温装置

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