JPS5954738A - 流体流の乾球温度を感知する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 会　　明　　の　　背　　幽 この発明Ｃまガスタービン機関、更に具体的に云Ａぽ、
この機関のｊｌ：縮機の人「」渇頂の測定に関りる。

圧縮機の人［］調度を感知１゛る時に現イ〔起る問題は
、機関が水を吸込む期間の間、例えば暴圧１山の間、感
知装；１γ１がぬれて、感知されたン島度が実際のｒ＆
ｉ　Ｋ１より低い、ぬれた管球の２１１１Ｉ度に近づく
ことである１、水ど空気が、略環状ＦＭ　ｉ／＋１にｄ
）って、タービンの種々の回転段を通過りる時、水が遠
心力によって環状空気流の外周に押しやられる。空気流
の断面にわたるこの様な水の温度の変化と、水及び空気
の間の関連しＩＣ熱伝達とにＪ、す、環状空気流の外側
から内側へ半径り向の温度の歪みが生じ、外径の所の況
を女が一層低くなる１゜ 従って、この発明の目的は、乾いた状態です。

ぬれた状態でも、動作覆るように、改良された位置で“
′、ガスタービン機関に流れ込む空気流の温度を測定り
−ることである。

この発明の別の目的は、圧縮機の入口温度の測定に対す
る水分の影響を小さり１′る様な、空気流内の最適の位
Ｕに、温度感知装置を位置ぎめすることである。

この発明の別の目的は、水を吸込む間、ガスタービン機
関の失速余裕を改善づ−ることである。

この発明の別の目的は、ガスタービンの圧縮機のｉｌ変
静岡の１・°ンツギングを改善号ること′Ｃある。

このＹ？ｉ明の別の目的は、環状２）ｙ気流内に存在り
る調度の企みＩｃ　Ｊ、る圧縮機の入口渇ｔＸの測定値
の誤差を減少りる渇１「感知装置ｆｆを４＋Ｎ供Ｊるこ
とである。

□ｊの一５概要 この発明Ｃは、ターボ流体機械を流れる空気流の、外径
及び内径を持つ環状流路内に、温度感知素子をＩＮ６目
フる。、環状流路内のその場所は、外径から内径までの
半径り向の距離の５０％より人ぎい所（゛（Ｉりる。

π」−（Ｉλ可−斬−位址薫− 第１図ｔご【、１、ガスタービン機関１０の部分的な…
ｉ　Ｉｌ’ｌ１図が小され（いる３、ガスタービン機関
１０は１１１１１５向（Ｊｉｌ　（ｙ’る円筒形の回転
子スゾール１２を持ら、これ（ｊ、シＺ１ノ・”ノド］
／ｌによっ’（１ｕｌｌ　：ｌ；れた空気取入れタウ１
−１３の中心）ご１ｉｔ　ｉトラぎめされＣいる。

機関σ）ノｊ・ン′１１）が取入れダクト］；３内に１
ｉｌｙ！置されくい（、ソ：ｌ′気’（Ａｊ　Ｏ）流；
１Ｍを増加りる。

機関のノ戸ン−１５より軸方向の前後には、幾つかの（
ｑをＩＳ＋　′）　−／　ｔ□　ン回’ｌ’／ｌ　ｒ’
）　￥’／−１〕部分１７　カ配Ｖｌされ（いる３、各
日Ｃ，＋回転りる多数の羽＋１１．ｌを持−）回ＩＩ＋
／、ｒ部分と回’ｌ’／ｉ　ｌｙ　ｉ；１い多数の静Ｗ
から成る固定子部分とを１’４　〕’（、’いる。宕汗
部分１７がファン１５つから１．１．１２；　８れＩこ
空気を約２：１のｙｌ−力比１こ、又（まｉｆ＋＋　＋
α１（゛（ま］４．了／）ｙら約２９）つＳｌｋ二予め
角線りる３、シイ１１部分１７にｄりる静り―！　１６
　Ｌ、Ｉ２、ター１ゴン１０を流れる空気流（こＱＪ　
ｌる環状流路４００八［−）コＢ　１Ｌ−配置。）ｉ′
ｔ　’ｃいる１、環状流ｉＩ′８／ｌｏは、内周で（ま
内径が回Φ１．−（スノ′−ル１２←こよっ゛（１ス切
らｌ′Ｌ、外周又は外径は空気分割器２７の面２１　ｋ
−、Ｊ、つ（１メ切られている１１分割器２７が八−）
　’ＣＣＩＣる空気の一部分を側路ダク１〜／１２に方
向転換りる３、こ）で・は流路突込み深さを、外径から
内径（・−向う向きの、空気流の環状流路４０に幻づる
１′−径り向の突込みとりる５、第１図（パ、矢印６０
が１００％の突込み深さを表わづ。これは、この矢印が
外イ￥から内径Ｊ：　Ｃ−の全部にわｌ；、　−）ζい
るから（゛ある５゜ガスターＶ゛ン１０のＷ、　ｆ（一
部分１７より軸グツ向に後方に隔に−）　（、多段式高
圧圧縮機２０がｄりる。

高Ｉ■１■−縮槻２≦）／）（段数１１６１の回転りる
、多数の羽根をイＪりる回転ｆど、回転しないイ〜”ｌ
置が可変の多数の静閾を持つ固定ｒどを含ん（パいる。

静Ｗ２２．２こ３の様４ｒ固定ｒの静翼は作動アーム２
４に取イ］（〕られ（いる。作動アームがノー／’　２
８に１＆続されＣい−（、タービンの成る動作バラメー
クに従つ−（、静貿の迎え角を変えることが出来る様（
こしている。１９１置が用変の静翼を使うことはこの分
野で周知（・あり、この動性の例が水口、口ｌｌ　ｉ＋
’ｌ第２，９３１　、１　（’＞　８’；”ＬこＷ１２
載されている１、空気かハロ角線１幾２９の中（パ軸ハ
向に月ｉ２：さねる。この圧縮機がカスＱ　−、−し：
゛ン扛（関１０の燃焼部分（図に示してない）（゛便−
）為、ンこＩ気のＩ１力及び１ｆｌｉｉ度を１６＜りる
。

月４．ｌｒｉ　ｌａ　ノ人ｌ　ｌ　１ｆｉａ　ＩＵ＆　
８１’ｌ　’ｌ　”Ｊ’　ｌ）　？Ａｉｌ　１１＋１　
Ｐａ知Ｈｉｆ＆　２０が、Ｉで１私流路７１０の中（・
、Ｌｆ／月部弁部分１７ｌ！１１１シＣ１高月月紺１桟
；）　９　、Ｊ、り前側に配ｆａ’ｉされ（いる。

感知芸ｉｉ’ｌ　２０か、疼（２図ＩＪ’ｊ＋　Ｉ’２
図（・小され（いるが、女手＋：＜２を持ら、その１娼
：がフランジ；３６に取（＝ｌｉＪら１′ｌ（いイン３
．支＋１３３２の他端７＋＜　’ノーラング２（３（ご
取イｉ　Ｉｊ”）れＣ（１３す、く−の）ｌ−シンクの
中に（，１，へり・”ノム不光１眞じＩＣＺ　’ｌ−（
ル：＜８＜ａ：３図参照）か配置（トれ（いる、３〕）
ンジ、”３６が分割器２７の内面２１１．、取イ）ｌ　
Ｉ、Ｊ　Ｉ’）　：Ｆｌる１、克ｔ１の長さは、温度感
知−Ｊイル（３と３をｊＳｆ二〕ゲージング２（５か環
状流路４Ｃ）内（、視（・説明りる＋、１１Ｊ、仝突込
Ｊ〕深さく５０の５０％より人ｄ・い突込み深さの所に
荀「テ１′ざめされる（１：に選ばれる。。

第５１図（、、−１〕−シンク２Ｇを小り１．このノノ
ーシング２６は円１１１形の山除（）３５を持Ｉ）、山
除（Ｊが開１１／１３をＪＵｉ　′）’Ｃい（，２，￥
気がコイル３３Ｂを通越し１　、１ｉｉｌ　Ｉ’ｉ　４
　ＩＩから出Ｃ行くことが出来る様にじＣいる。山除け
３５は、クーシンク２（５内に渦流を形成りることにＪ
、す、空気が夕１イル３ε３の面の１−を自由ｔこ通過
出来る様にりると４Ｌに、水を吸込む状態の間に存（１
りる雨滴を遮る。感知１イル３ε３は加Ｌｌ−シたヘリ
ウム・カスか光１眞されＣい（、描１１衰変化（・反１
心（・（、濡１哀がｌシ１りると、カス角力が増１叫し
７、？１ｌｌｔ葭が１１（十りると、ガス１１力ｂ　ｆ
Ｕ　’−１・する様にな・）（いる３、感知−１イル；
３Ｂ内のカス１１−力の俊化か１ネ／ツタ：３７を介し
０１≧；当む制ｉｌ１機構に結合さｉｚる０、山除＋）
　ｌ；Ｌ　、ニー＋イルご３Ｆ３に苅りろ水分の１ｈ触
４１１Ｕ小１ｔＮ　１１曲えること＋ｒ−’、　Ｊ、　
Ｖ）、　’＜”ｉ気７ｋｈの実際の温１αを感知りるの
を助（Ｊ、こ′）シ（感知した温Ｉαが、空気の実際の
ｌｉ＋１１亀Ｊ、り低い、ぬれた管球の積、１１すＩ（
−ｕｉづくのを防止Ｍる。１実例の装置【：”　ｉ、ｔ
、感知−＋−（ルＪ３ε３の流路突込み深さは内面２１
から約、ｌ、５１＋・Ｉ　−（”　ｄりる＋ｌ　ｊの実
施例で゛は、環状流路／ＩＯの全突込み深さく９Ｌ３３
旧（１００％突込み深さ）であるから、１１４）り、１
１１イルＪ３ε３の位置は、内面２１から環状流路／１
０に対しく約５　Ｅ）％の突込み深さになる。コイル３
Ｂの５５・、％の突込み深さの位ＩＮは、ファン１！′
）及び前圧６Ｗ分１７の回転段にＪ、−）（水が遠心作
用を受【プる分割器２７の内面２１（０％の突込み深さ
）の近辺より１９、水を吸込む間、空気が一層暖かい場
所である。

第４図は’＋Ｋ　ＦＥ：　Ｉｉ縮機の入１１で測定した
海亀（華氏（表ね？Ｉ）に対りる流路突込み深さく単位
は吋）を示′？１神々の曲線を示している。各々の曲線
は空気流の中に存在りろ水分含有量の自分率が安なっ（
いる３、０％の水分の曲線を見れば、５５）％の突込み
深さの位置（Ａ）により、温度の読みは従来の１２．ｊ
）％の突込み深さの位置（＋３　′ｃ表わ！ｊ）で゛得
られた温度と略・・等しいことが判る。然し、空気流の
中の水分がこの他の自分率であると、５５％の突込、７
／深さのＫｌ置により、従来の１２、；）％の突込み深
さのｉ：ｔ　’ｆ’４　′ｃ測測定た伯Ｊ：す、温石の
測定値が一層高くなることは明らかぐある。水滴が遠心
力作用を受Ｉプることによって生ずる半径方、向の温石
勾配の為、この様に一層高い温度は、従来の突込み深さ
“のイ１装置で測定された一層低い温度よりも、実際の
人口温度に更に近い。

以ヒの詳ｌノい説明から、更に高い温度を検出したりれ
ば、感知：１イル３８の突込み深さの位置を深くすれば
よい、即ち・コイル３８を回転子スプール１２に一層近
づ（）さえずればよいことは明らかであろう。この為に
ば、流路４０に対するコイル３８の突込み深さを更に深
クリ゛る為に、温度感知装置２０の支社３２を・長く４
るだけでＪζい。第４図の１１１Ｙの曲線ぐ示ず様に、
空気流の温度は、突込み深（ぎが５０％より大きくなる
と、目立って増加し始める。このＦ界は、空気流の水分
含有量が増加するにつれて尚更顕著である。この為、感
□知コイル３８を利用し得る全突込み深さの５０％を超
える突込み深さの所に配置り“れば、空気流に実際に存
在する一層高い温度を測定′りする１社とが出来る。感
知」イルは流路の全突込み深さの５５％乃至８５％の範
囲内の突込み深さに６″Ｉ置ぎめすることが好ましい。

　□ 第５図は感知装置２０からの出力信号が可変固定子制御
誌ｂ￥／　！＞　（’）に送られることを示すブ自ツタ
図である。この出力値Ｈは圧縮機の入［ｌ温度め関数で
ある１、制御装置ｌｌ　５）０が光４．　する出力信号
ば、固定子のｎＴ　ｃ静翼、例えば第１図に参照数字２
２．２３で小ｊノＩ、：静翼を圧縮機の人・口渇厄に従
−〕でフープ２８及び作動アーム２／Ｉににって位置ぎ
めづる為に使わねる。これは米１１・口々Ｍ＋第２．９
３１゜１６８号に記載され（°いる通りひある。

深く突込んだ所て゛感知するど」しに雨除り３ｂを使う
ことによつ（、暴風山の間、流路４０の空気流の温度を
正確に感知Ｊることにより、圧縮機２９の固定子の可疫
静翼／Ｌ数痘だり史（こ・締められる。

その結果、固定子の可変静岡の□迎え角は、畠１１二圧
縮機２９が効率よく１、且つ乱流を少／、’Ｋ　＜　シ
”Ｃ、ターどン１０に空気を軸り向に圧送する様な向き
になる。１この為、圧縮機２９の失速余裕が高くなる。

以１°説明したこの発明の実ＩＭ′例は、高圧ｆＦ圧縮
機り前側に渦電感知装置の位置をおくものであるが、こ
の発明は、回転Ｊる羽根□が半径り向の轡度の歪みを招
く様イ１、ガスタービン・機関内のその他の場所で温度
を８１１１定するのにも役１″１つ。例えば感知ｉｙ＋
をガスタービン機関のファンと背圧部分の間、高Ｂター
！ごン５」、り前側、低圧タービンより前側、或いは成
る中間の段間（（／　Ｍ＆にさえ配置゛りることが出来
る。従つ（、これらの場所もこの発明の範囲内に含：Ｌ
れるｂのど考えられる９゜以１の説明から、図面に例示
した装置バ【、１・、この発明の！７１’　ｊＬ　Ｌ、
い丈論例を例示づるにｃＪぎ゛ず、この発明の範囲内（
゛、当業者に（まいろいろ４４−、　ｉ：ｌｎ択が考え
られる（二とにＬ云為までもない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の１形式を取入れＩこガス４−ビ□ジ
の部分的な軸□断ｍ］図、第２図は第１図に示した突ｊ
Δみの深い温度感知装Ｗｌ／）秀１（図、第３３図は線
２−２で切った断面崗、第４図は種々の水分含有量並び
に相異なる空気流の突込み深さに伴うタービンの空気流
の温度変化を示づグラフ、第５図は圧縮機の可変静翼を
持つガスタービンに於のるこの発明の装置の動作を示づ
ブ「１ツク図Ｃ′ある。 １イｉ′ｎ弓の説明 ３３８：感知−１イル ／ｌ　（’）　：環状流路 ’４Ｕｒ　Ｆｌ出願人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ターボ流体機械の中の略環状流路を持ｌ）、該環状
   流路が内径並びに外径を持つ様イ【空気流のＦｆ＋ａ　
   ｌｖを感知（するＲ　Ｉｋｄ　’＝こ於（、前記環状流
   路の内径及び外径の間（゛、前記夕日’Ｙから内径まで
   の半（￥ｈ向の距離の３）Ｏ（に、Ｊ、り人きい位置に
   於１１る空気の温石を感知づる・を段を石づる装置。 ２）特訂Ｆ、７−求の範囲１）に記載した装置に於（、
   前記空気の温Ｉ！１を感知りるイ装置が、前記空気流の
   ｊ（“１状流路の外径１４冒も内径までの半径す向の匝
   隨１の５）５〕％乃？８５％の所にある装置。 ３　）特ｆｉ’ｆ　３！’Ｉ求の１１範囲２）に記載し
   た装置？；ｔ　Ｍ於Ｃ１前記空気の淘度庖感知−りる（
   ）７ＰＩが、前記空気流の環状流路の９Ｂｙから内径ま
   で゛の′−１″−径す向の距離の略５！：〕％の所（４
   〕ある装置、。 ４）特許請求の範囲１）（こ記載した・装置に於て、圧
   縮機段を４Ｈシ、前記空気の温度を感知り６１゛段が前
   記圧縮機段の前側に配置されＣいる装置。 ５）特許請求の範囲４）に記載した装置に於て、前記圧
   縮機段の６７７　（ｌｌｌｌ　ｒ該圧縮機段から分離し
   たｕｆ圧段を右し、前記空気の温度を感知Ｊ−る手段が
   該昇斤段と圧！＋？１機段の間に配置されている装置。 （５）狛Ｆｆ［請求の範囲１）に記載した装［６に於−
   Ｃ１前記環状の空気流をターボ流体機械の中に収容づる
   為の前記内径及び外径を限定１Ｊる内壁及び外壁を石ｌ
   ）、前記空気の温石を感知する手段が前記外壁の近くに
   固定されていて前記空気流の環状流路内に伸出しでいる
   装置。 ７）内径及び外径を持つｌ！８環状流路を有−するＩ［
   縮機の空気流の入１］温石に従−）−Ｃ、ｉｊｌ変の迎
   λ角を持つターボ流体機械のＬ１縮機の静ｉ）：ｊを制
   （）１１月る装置に於Ｃ１前記空気流の環状流路の内径
   及び外径の間７、゛、前Ｆ１［；外径から内径ｔ　Ｃの
   半径ｌ）向のｂ″ｎｎ丙１５０％４ｊり人４きイｆ位置
   Ｃ１１１１１記丹−縮（幾に入る空気流の温石を測定り
   る手段ど、測定されｌこ温度）３二従−）（信号を光／
   １りる手段と、該１、）号に光・答しく、萌ｉ！ｌ：　
   ’！？気流が０％を超える水分含すｊ　１′１４を持て
   ）］系４１状態で、＋Ｍｉ　Ｆａ＋：ターボ流１本機械
   の圧縮機の失速余裕を改孫りる為に、前記温度の測定値
   に従って、前記Ｊｉ　１４６機の１ｊＪ礎静、Ｗの迎え
   角を閉位置にｌｉ’Ｑ−、）τ輪１丁する手１没どをｉ
   る装置。　　　　　　″　□８）特許請求の範囲７）に
   記載した装置に於て、□前記空気の温度を８１１１定す
   雫手段が、加圧ガスを収容した螺旋１イル感知装置と、
   該螺旋−」イルの前縁をｆ１ノ囲む中心間（−１を持つ
   遮蔽体とで構成され、空気が前記遮蔽イホの背後で前記
   コイルを横切って膨張Ｊることが出来る様にし／、：装
   置。 ９）１もＦ！’ｌ　ｉｊＡ求の範囲８）に記載した装置
   に於（、前記カスがヘリウムひある装置。 １０）特許請求の範囲８）に記載した装置に於て、前記
   遮蔽体が円釘１形で・あつＣ１前記空気流内の水滴を前
   記中心間１−１から遠ざ［′）る様にそらＵる様にしｔ
   、：装置。 １１）内径及び外径を持つでいてターボ流体機械を通る
   略環状流路を持つ空気流の温度を感知り−る方ｖ１に於
   て、前記空気流の環状流路の内径及び外径の間て・、前
   記外径から内径までの半径り向の距離の５０％より大き
   な位置て゛空気の調度を感知・　止るＪ稈から成る方法
   。 １２）ピッチが調節自在である圧縮機静岡を持″）ｆｆ
   ’　扁”機を含んぐいて、内径及び外径を持つ環状（４
   ，０匹を超える水分含有量を有する空気流が圧轡１幾に
   入る様にしたターボ流体機械の圧縮機の失速余裕を改善
   ヴる方法に於て、前記環状空気流の内径及び外径の間で
   、前記外径から内径まＣの半径方向の距離の５０％より
   大きな位置で圧縮機に入る空気の渇席、を１ｌＪ１１定
   し、測定された濡疫の関数どしＣＢ゛縮機の静岡のピッ
   チを調節づる。Ｆ稈から成る）Ｊｖｉ。 １３）水吸込み状態の間、ｊｌｌＡ度感知装置醒によっ
   てｆ′Ｊ−縮機の入「１淘亀を検出りることにより１．
   空気流が内径及び外径を持つ環状に圧縮機に入る様＜’
   Ｅ形式のターボ流体機械の失速余裕を改善す・る方法に
   於て、前記環状空気流の内径及び外径の間で、前記外径
   から内径までの半径方向のｒｊｊ　ｌ１ｉｌｔの５０％
   にり太さくに位置に前記感知装置ｔＭを位ＩＮぎぬりる
   工程から成る方法。　　　　　　　１ １４〉特５′Ｆ請求のね聞１３）に記載した方法・に於
   （、前記渇１ｍ感知装胃を空気流の中の水滴から１する
   Ｉ］稈を含む方法。