JPS6032011B2 - ガスタ−ビンエンジンの光高温計のための空気式パ−ジ装置 - Google Patents
ガスタ−ビンエンジンの光高温計のための空気式パ−ジ装置Info
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- JPS6032011B2 JPS6032011B2 JP55502561A JP50256180A JPS6032011B2 JP S6032011 B2 JPS6032011 B2 JP S6032011B2 JP 55502561 A JP55502561 A JP 55502561A JP 50256180 A JP50256180 A JP 50256180A JP S6032011 B2 JPS6032011 B2 JP S6032011B2
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Description
【発明の詳細な説明】
明細書
本発明は、ガスタービンェンジンに取付けられるような
放射線高温計のための新しい改良された空気式パージ装
置に関し、特に、高温計の光学レンズの汚れ、従って出
力信号の減衰を最少限にするために該レンズの前方領域
を圧縮機からの清浄な吐出空気によって常時浄化するよ
うに第１流体スクリーンおよび第２流体スクリーンを創
生することができる細長い視検管を備えた空気式パージ
装置に関する。
放射線高温計のための新しい改良された空気式パージ装
置に関し、特に、高温計の光学レンズの汚れ、従って出
力信号の減衰を最少限にするために該レンズの前方領域
を圧縮機からの清浄な吐出空気によって常時浄化するよ
うに第１流体スクリーンおよび第２流体スクリーンを創
生することができる細長い視検管を備えた空気式パージ
装置に関する。
ガスタービンエンジンにおいては、エンジンの燃料制御
装置に情報信号を供給するために、また、エンジンのた
めの過度温度表示器へ信号を送るために１つまたはそれ
以上の回転子段の温度を測定することが必要である。
装置に情報信号を供給するために、また、エンジンのた
めの過度温度表示器へ信号を送るために１つまたはそれ
以上の回転子段の温度を測定することが必要である。
慣用の熱電対を使用することは従来から知られているが
、熱電対は、温度を測定すべき回転する回転子段に近接
したエンジンの静止部分に取付けなければならない。熱
伝達に関する考察と構造的分析考察の結果を利用して、
回転する回転子段の温度を上記静止部分に取付けられた
熱電対の測定温度の関数として計算することが可能であ
る。いうまでもなく、回転子温度の計算においては、エ
ンジンのいろいろな作動条件のもとで移動する回転子部
品と熱電対を装着してある静止部分との間の熱伝達係数
に関して多くと仮定を設定しなければならず、従って、
算出された温度の精度については疑問がある。また、回
転子段の回転翼の温度を測定するために放射線高温計を
使用することも知られている。高温計は、視検系統と、
検出器と、エレクトロニクスを用いて回転部品の温度を
測定する器具である。光高温計は翼の表面とは物理的に
接触せず、光高温計による測定は、直接測定であるから
慣用の熱電対を使用した場合に随伴する複雑な計算を回
避することができる。放射線高温計のェレクト′ロニク
スを介して翼の最高、最低および平均温度が容易に測定
される。放射線高温計（光高温計）に随伴する主要な問
題の１つは、該高温計の光学レンズの入射光路を煙や、
塵挨や、ヒュームや、その他の汚染物を実質的に排除し
た状態に維持しなければならないことである。
、熱電対は、温度を測定すべき回転する回転子段に近接
したエンジンの静止部分に取付けなければならない。熱
伝達に関する考察と構造的分析考察の結果を利用して、
回転する回転子段の温度を上記静止部分に取付けられた
熱電対の測定温度の関数として計算することが可能であ
る。いうまでもなく、回転子温度の計算においては、エ
ンジンのいろいろな作動条件のもとで移動する回転子部
品と熱電対を装着してある静止部分との間の熱伝達係数
に関して多くと仮定を設定しなければならず、従って、
算出された温度の精度については疑問がある。また、回
転子段の回転翼の温度を測定するために放射線高温計を
使用することも知られている。高温計は、視検系統と、
検出器と、エレクトロニクスを用いて回転部品の温度を
測定する器具である。光高温計は翼の表面とは物理的に
接触せず、光高温計による測定は、直接測定であるから
慣用の熱電対を使用した場合に随伴する複雑な計算を回
避することができる。放射線高温計のェレクト′ロニク
スを介して翼の最高、最低および平均温度が容易に測定
される。放射線高温計（光高温計）に随伴する主要な問
題の１つは、該高温計の光学レンズの入射光路を煙や、
塵挨や、ヒュームや、その他の汚染物を実質的に排除し
た状態に維持しなければならないことである。
さもないと、放射線高温計が受容する光信号が不正確に
なり、その結果放射線高温計の温度出力信号が不正確に
なる。放射線高温計の光路を清浄に保持するための空気
式パージ装置の１つとしてランドの米国特許第３４３６
９６５号に開示されたものがある。この空気式パージ装
置は、基本的には、高温計の覗き端の周りに競着された
管から成っておりその管に対して同心的に外壁が配穀さ
れ、環状のパージ空気室を画定するようになされている
。この同０の管と外壁の自由機のところに拡散板が設け
られ、外壁には端部の開放した先細の管状延長部が配設
されている。上記環状パージ室にはパージ空気源に接続
された導入管が設けられ、該導入管は上記拡散板および
先細開放端管状延長部を貫通して装着されている。上記
延長部内を通る空気流は、汚染物が上記管に流入し、高
温計の覗き端を汚染するのを防止する。この米国特許第
３４３６９６５号に開示された空気式パージ装置の構造
は複雑で、大きく、別個のパージ用空気源を必要とする
ので、特に、近代的なガスタービンェンジンに使用する
のには適していない。従って、本発明の特徴は、ガスタ
ービンェンジンなどに組入れられる放射線高温計のため
のものであって、別個のパージ用空気源を必要とせず、
構造が簡単で、放射線高温計のレンズの汚染、従って出
力信号の減衰を最少限にする働きをする新しい改良され
た空気式パージ装置を提供することである。
なり、その結果放射線高温計の温度出力信号が不正確に
なる。放射線高温計の光路を清浄に保持するための空気
式パージ装置の１つとしてランドの米国特許第３４３６
９６５号に開示されたものがある。この空気式パージ装
置は、基本的には、高温計の覗き端の周りに競着された
管から成っておりその管に対して同心的に外壁が配穀さ
れ、環状のパージ空気室を画定するようになされている
。この同０の管と外壁の自由機のところに拡散板が設け
られ、外壁には端部の開放した先細の管状延長部が配設
されている。上記環状パージ室にはパージ空気源に接続
された導入管が設けられ、該導入管は上記拡散板および
先細開放端管状延長部を貫通して装着されている。上記
延長部内を通る空気流は、汚染物が上記管に流入し、高
温計の覗き端を汚染するのを防止する。この米国特許第
３４３６９６５号に開示された空気式パージ装置の構造
は複雑で、大きく、別個のパージ用空気源を必要とする
ので、特に、近代的なガスタービンェンジンに使用する
のには適していない。従って、本発明の特徴は、ガスタ
ービンェンジンなどに組入れられる放射線高温計のため
のものであって、別個のパージ用空気源を必要とせず、
構造が簡単で、放射線高温計のレンズの汚染、従って出
力信号の減衰を最少限にする働きをする新しい改良され
た空気式パージ装置を提供することである。
本発明の他の目的は、レンズの汚染を防止するために第
１流体スクリーンならびに第２流体スクリーンを形成す
るための手段を備えた新しい改良された空気式パージ装
置を提供することである。
１流体スクリーンならびに第２流体スクリーンを形成す
るための手段を備えた新しい改良された空気式パージ装
置を提供することである。
本発明の更に他の目的は、ガスタービンに組入れられる
放射線高温計のためのものであって、レンズの汚染を防
止するための第１および第２流体スクリーンを形成する
ために通常エンジンケーシング内に存在する加圧された
圧縮機空気を利用する空気式パージユニットを提供する
ことである。本発明の他の目的は、放射線高温計のため
の空気式パージ装置であって、燃焼ガスの流れを該パー
ジ装置から離れる方向に偏向させてレンズの汚染を更に
抑制するようにエンジンケーシングの壁に装着される空
気式パージユニットを提供することである。本発明の叙
上およびその他の目的、特徴ならびに利点は、添付図を
参照して記述した以下の説明から一層明瞭になろう。
放射線高温計のためのものであって、レンズの汚染を防
止するための第１および第２流体スクリーンを形成する
ために通常エンジンケーシング内に存在する加圧された
圧縮機空気を利用する空気式パージユニットを提供する
ことである。本発明の他の目的は、放射線高温計のため
の空気式パージ装置であって、燃焼ガスの流れを該パー
ジ装置から離れる方向に偏向させてレンズの汚染を更に
抑制するようにエンジンケーシングの壁に装着される空
気式パージユニットを提供することである。本発明の叙
上およびその他の目的、特徴ならびに利点は、添付図を
参照して記述した以下の説明から一層明瞭になろう。
第１図は、本発明の空気式パージ装置を備えたガスター
ビンェンジンの第１回転子段の部分断面図である。 第２図は、本発明のパージ装置を示す部分断面図である
。第３図は、ガスタービンェンジンのケーシング壁に装
着した本発明の空気式パージ装置の視検管の先端の取付
態様を示す詳細断面図である。第４図は、空気式パージ
装置を含む本発明の放射線高温計の硯検部分の部分断面
図である。第５図は、第４図の線５−５に沿ってみた断
面図である。第６図は、第５図の線６一６に沿ってみた
断面図である。第７図は、ガスタービンェンジンの速度
の関数として放射線高温計によって測定された温度のグ
ラフであり、本発明の空気式パージ装置と在来の装置と
の比較テストの結果を示す。発明の詳細な説明 第１図を参照すると、ガス発生タービンの第１段が、参
照番号１川こよって示されており、環状の燃焼器出口１
２を介して燃焼室（図示せず）に接続されている。 燃焼ガスは、矢印Ｇによって示されており、塵挨、粉塵
、未燃焼粒子、ヒューム等の多くの汚染物を包含した高
温、低速、高圧のガスである。燃焼ガスは、タービンへ
供給され、まず、第１段固定子羽根に衝接し、次いでタ
ービン回転子の第１段翼１６に衝援する。各回転翼１６
は、慣用の「もみの木」状取付部村によってタービンデ
ィスク１８に付設されており、ェアフオィル部分２２を
備えている。回転翼の先端は番号２４によって示されて
いる。ェァフオィル部分２２には点線で示された空冷通
路２６を設けることができる。第１段回転子翼１６を囲
綾する円筒形囲い３０が設けられており、一方、内側環
状ケーシング３２によって内側室が固定されていて、該
内側室へエンジン圧縮機（図示せず）から３％程度の少
割合の加圧空気流が供給されるようになされている。こ
の圧縮機からの空気流は、回転子翼１６を冷却するため
に該翼の空冷通路２６へ通される。高温燃焼ガスＧは多
くの不純物や汚染物を包含しているが、環状ケーシング
壁３２によって固定された中央空洞内の加圧空気流は、
冷温で、比較的清浄な加圧空気であるから、本発明の空
気式パージ装置に使用するための清浄な冷却空気源とし
て利用することができる。第１〜４図を参照して説明す
ると、本発明の空気式パージ装置４２は、光学的視検部
分４０を備えた高温計の端部に接続し、該パージ装置の
先端はタービン回転子の第１段翼１６より上流側におい
て壁３２に設けた関口３４を貫通して延長させる。 第１および２図に示されるように、空気式パージ装置４
２は、光学的視検部４０の視線が回転子翼１６のスパン
中央の温度を検出するために該翼のスパン中央に向けら
れるように、ケーシング壁３２に対して角度をなして取
付ける。かくして、高温計によって発せられる温度信号
は、エンジンの燃料制御装置（図示せず）へ伝送され、
場合によっては更に、タービンの第１段の最高限温度を
監視する他の制御装置へ伝送される。放射線高温計の光
学的視検部分４０は、光学レンズ４６を備えており、高
温計を適正に機能させるためにはこの光学レンズを清浄
に維持しておかなければならない。 いうまでもなく、光学レンズ４６が燃焼ガスＧやエンジ
ンの他の部分からの塵挨、ヒューム、蛭等の汚染物また
はその他の汚染物によって汚されると、レンズ４６を通
る信号が減衰され、その結果高温計のエレクトロニクス
部分は、第１回転子段に実際に存在する温度より低い温
度を表示することになる。実際、汚れた光学レンズ４６
を通る信号が衰微され、その結果生じる放射線高温計の
出力は、誤った低い温度表示を示すことになる。正しく
ない信号がエンジンの燃料制御装置へ供給された場合、
その信号は「第１段回転子内に実際に存在する温度より
低い温度をエンジンの燃料制御装置に知らせる。その結
果、燃料制御装置は、必要以上の燃料を燃料室へ供給す
るように命令する傾向をもつことになり「その結果燃焼
器従ってエンジン内に過度の温度が発生するおそれがあ
る。更に、高温計の誤った出力信号は、タービンの各素
子が指定限度内で作動することを保証するためにタービ
ンの各素子の温度を監視する温度制限装置へも供給され
るようになされている場合があるが、その場合には、温
度制御装置は、各タービン素子が許容限度内で作動して
いることを表示するから、過度の温度でのタービンの作
動が続けられ、その結果タービンの寿命を短縮させるこ
とになり、最終的にはエンジン自体の破損を招くことに
なる。従って、第１段回転子１６の温度の正しい表示が
放射線高温計のエレクトロニクス部分へ供給されるよう
にするためには光学レンズ４６を清浄な、汚染物のない
状態に維持することが極めて重要である。第４，５およ
び６図を参照して説明すると、本発明の空気式パージ装
置４２は、細長い視検管５０を有しており、その一端５
２を高温計の、光学レンズ４６に近接した部分に取付け
、視検管５０の長手軸線を光学的視検装置４０の長手軸
線と−致させる。 細長視検管５０の端部５２には、第４および６図に示さ
れるように、硯検管の長手軸線に対し角度Ｑをなして、
かつ、光学レンズ４６から離れる方向に延長する一連の
互いに間隔を置いて配列した孔５４を穿設する。角度Ｑ
‘ま、２５ｏ〜３０ｏの範囲とすることが好ましい。各
孔５４は「同じ直径ｄを有するものとし、隣接する孔と
孔の間の間隔ｓ（第５図参照）は、各孔の直径ｄに相当
する寸法とすることが好ましい。この構成によれば、第
２および４図に示されるように、内側ケーシング３２に
よって画定された内側空洞内に供給される圧縮機からの
加圧空気が潜在的ジェット流により一連の孔５４を通っ
て流入した場合、光学レンズ４６の前方に総体的に円銭
形の流体スクリーン６０が形成される。孔５４は硯検管
５０の長手軸線に対して鋭角をなしているから、流体ス
クリーン６０の爽角８は好ましくは５０ｏ〜６０ｏの範
囲である。作動において、円錘形の流体スクリーン６川
ま、汚染物が光学レンズ４６に達しそれを汚染するのを
防止する遮蔽体として機能する。本発明の空気式パージ
装置の視検管５０の先端４４には、第１流体スクリーン
６０１こ対して補助の役割をなす第２流体スクリーンが
形成されるようにする。詳述すれば、ケーシング壁３２
の閉口３４の直径を硯検管５０の直径より大きくし、そ
れによってケーシングの関口３４と管５０の外表面との
間に環状の間隙７０を形成する。作動において、内側ケ
ーシング壁３２によって画定された内側空洞内の圧縮機
からの低温加圧空気が環状間隙７０を通り、高温高速の
燃焼ガスＧが流れている低圧領域内へ排出されて視検管
５０の先端４４の周りに総体的に円筒状の第２流体スク
リーンを効果的に形成する。この第２流体スクリーンは
、高速燃焼ガス流内の汚染物が視検管の開放端４４に流
入し、放射線高温計のレンズの入射光路を妨害するのを
防止する役割を果す。視検管５０の長手に沿って流れ環
状間隙７０を通って流出する低温の圧縮機空気は、また
、視検管を冷却する役割をも果し、管の熱による歪みや
曲りを防止する。第３図に示されるように、視検管５０
の先端４４の平面は、内側ケーシング壁３２の外表面３
２Ａに対して角度をなしている。硯検管は、関口３４内
に心合させて取付け、視検管の端部４４が高温燃焼ガス
の流れ方向に対して上流縁４４Ａおよび下流縁４４Ｂを
画定するように位置づけする。上流緑４４Ａは内側ケー
シング３２の表面３２Ａを越えて突出するようにし、下
流縁４４Ｂは表面３２Ａと実質的に同一平面に位置する
ようにする。この構成によれば、高温燃焼ガスが硯検管
のところを通過する際、上流緑４４Ａは、唇または反せ
板として機能し、高温燃焼ガスを硯検管の開放端から離
れる方向に偏向させて該開放端の周りを迂回して流れる
ようにし、それによって高温燃焼ガス内の汚染物が硯検
管に流入し光学レンズ４６を汚染するのを防止すること
を更に助成する。要約すれば、円錘形状の第１流体スク
リーン６０と、間隙７０を通しての円筒形状の第２流体
スクリ−ンと、視検管５０の偏向唇４４Ａとの複合効果
により、光学レンズの汚染を最少限に抑止し、従って、
放射線高温計の出力信号の減衰を最少限に抑止する。本
発明の空気式パージ装置は、内側ケーシング壁３２によ
って画定された内側空洞内に存在する圧縮機からの低温
の加圧空気流を利用するものである。視検管のこの取付
け態様は、光学レンズを汚染物から保護する遮蔽体を提
供することに加えて、視検管を比較的低い温度に維持し
て硯検管の熱歪みを最少限にし、従って視検管の曲り‘
こより放射線高温計が誤った信号を発する可能性を最少
限にする。本発明の空気式パージ装置の効力を示す１例
として、放射線高温計の温度出力（℃）対エンジンまた
は回転子の最大回転速度に対する回転速度割合（％）の
グラフを示す第７図を参照されたい。曲線Ｃは、放射線
高温計の最初の校正線を表わす。第７図に示されるよう
に、放射線高温計に本発明の教示に示って構成した空気
式パージ装置を装備した場合、エンジンを２加持間作動
させた後いろいろな作動条件のもとで得られた放射線高
温計の出力信号は、該放射線高温計の最初の校正に一致
している。これに対して、ジェットエンジンに装着され
るような、標準的視検管を備えた在釆の放射線高温計の
場合は、出力信号の減衰が漸次増大し、この出力信号を
ジェットエンジンの作動に連関させて安全に使用するこ
とができない程度にまで達する。図から明らかなように
、在来の視検管を備えた標準的放射線高温計の３餌時間
作動後においては、最初の校正時に比べての出力信号の
減衰は、エンジンを停止しなければならないほど大きく
なっている。その場合、放射線高温計の光学系統をエン
ジンから取外して完全に清掃した後、エンジンの作動を
続けるようにしなければならない。いうまでもなく、放
射線高温計を出入れするためのエンジンの分解は、時間
および費用のかかる作業であり、その上、標準的な放射
線高温計の出力信号は、該高温計および在来の視検管を
ガスタービンェンジンに粗合せて使用するのを実用上不
適当なものとする程不正確である。これに対して、本発
明に関して第７図に示された試験データは、放射線高温
計の出力信号を正確に、かつ、反復精度を高めるように
光学レンズを実質的に汚染物が付着しない状態に維持す
る上での本発明の空気式パージ装置の効果を明瞭に示し
ている。 以上、本発明を好ましい実施例に関連して説明したが、
当業者は、本発明の精神および範囲から逸脱することな
く「 この実施例をいろいろに変更することができるこ
とができることは明らかである。 そのようなすべての変更がここに添付した請求の範囲の
記載によって規定される本発明の精神および範囲内に含
まれるものとする。ＦＩＧ・３ ＦＩＧ‐６ ＦＩＧ−ｌ ＦＩＧ・２ ＦＩＧ・ム ＦＩＧ・５ ＦＩＧ・７
ビンェンジンの第１回転子段の部分断面図である。 第２図は、本発明のパージ装置を示す部分断面図である
。第３図は、ガスタービンェンジンのケーシング壁に装
着した本発明の空気式パージ装置の視検管の先端の取付
態様を示す詳細断面図である。第４図は、空気式パージ
装置を含む本発明の放射線高温計の硯検部分の部分断面
図である。第５図は、第４図の線５−５に沿ってみた断
面図である。第６図は、第５図の線６一６に沿ってみた
断面図である。第７図は、ガスタービンェンジンの速度
の関数として放射線高温計によって測定された温度のグ
ラフであり、本発明の空気式パージ装置と在来の装置と
の比較テストの結果を示す。発明の詳細な説明 第１図を参照すると、ガス発生タービンの第１段が、参
照番号１川こよって示されており、環状の燃焼器出口１
２を介して燃焼室（図示せず）に接続されている。 燃焼ガスは、矢印Ｇによって示されており、塵挨、粉塵
、未燃焼粒子、ヒューム等の多くの汚染物を包含した高
温、低速、高圧のガスである。燃焼ガスは、タービンへ
供給され、まず、第１段固定子羽根に衝接し、次いでタ
ービン回転子の第１段翼１６に衝援する。各回転翼１６
は、慣用の「もみの木」状取付部村によってタービンデ
ィスク１８に付設されており、ェアフオィル部分２２を
備えている。回転翼の先端は番号２４によって示されて
いる。ェァフオィル部分２２には点線で示された空冷通
路２６を設けることができる。第１段回転子翼１６を囲
綾する円筒形囲い３０が設けられており、一方、内側環
状ケーシング３２によって内側室が固定されていて、該
内側室へエンジン圧縮機（図示せず）から３％程度の少
割合の加圧空気流が供給されるようになされている。こ
の圧縮機からの空気流は、回転子翼１６を冷却するため
に該翼の空冷通路２６へ通される。高温燃焼ガスＧは多
くの不純物や汚染物を包含しているが、環状ケーシング
壁３２によって固定された中央空洞内の加圧空気流は、
冷温で、比較的清浄な加圧空気であるから、本発明の空
気式パージ装置に使用するための清浄な冷却空気源とし
て利用することができる。第１〜４図を参照して説明す
ると、本発明の空気式パージ装置４２は、光学的視検部
分４０を備えた高温計の端部に接続し、該パージ装置の
先端はタービン回転子の第１段翼１６より上流側におい
て壁３２に設けた関口３４を貫通して延長させる。 第１および２図に示されるように、空気式パージ装置４
２は、光学的視検部４０の視線が回転子翼１６のスパン
中央の温度を検出するために該翼のスパン中央に向けら
れるように、ケーシング壁３２に対して角度をなして取
付ける。かくして、高温計によって発せられる温度信号
は、エンジンの燃料制御装置（図示せず）へ伝送され、
場合によっては更に、タービンの第１段の最高限温度を
監視する他の制御装置へ伝送される。放射線高温計の光
学的視検部分４０は、光学レンズ４６を備えており、高
温計を適正に機能させるためにはこの光学レンズを清浄
に維持しておかなければならない。 いうまでもなく、光学レンズ４６が燃焼ガスＧやエンジ
ンの他の部分からの塵挨、ヒューム、蛭等の汚染物また
はその他の汚染物によって汚されると、レンズ４６を通
る信号が減衰され、その結果高温計のエレクトロニクス
部分は、第１回転子段に実際に存在する温度より低い温
度を表示することになる。実際、汚れた光学レンズ４６
を通る信号が衰微され、その結果生じる放射線高温計の
出力は、誤った低い温度表示を示すことになる。正しく
ない信号がエンジンの燃料制御装置へ供給された場合、
その信号は「第１段回転子内に実際に存在する温度より
低い温度をエンジンの燃料制御装置に知らせる。その結
果、燃料制御装置は、必要以上の燃料を燃料室へ供給す
るように命令する傾向をもつことになり「その結果燃焼
器従ってエンジン内に過度の温度が発生するおそれがあ
る。更に、高温計の誤った出力信号は、タービンの各素
子が指定限度内で作動することを保証するためにタービ
ンの各素子の温度を監視する温度制限装置へも供給され
るようになされている場合があるが、その場合には、温
度制御装置は、各タービン素子が許容限度内で作動して
いることを表示するから、過度の温度でのタービンの作
動が続けられ、その結果タービンの寿命を短縮させるこ
とになり、最終的にはエンジン自体の破損を招くことに
なる。従って、第１段回転子１６の温度の正しい表示が
放射線高温計のエレクトロニクス部分へ供給されるよう
にするためには光学レンズ４６を清浄な、汚染物のない
状態に維持することが極めて重要である。第４，５およ
び６図を参照して説明すると、本発明の空気式パージ装
置４２は、細長い視検管５０を有しており、その一端５
２を高温計の、光学レンズ４６に近接した部分に取付け
、視検管５０の長手軸線を光学的視検装置４０の長手軸
線と−致させる。 細長視検管５０の端部５２には、第４および６図に示さ
れるように、硯検管の長手軸線に対し角度Ｑをなして、
かつ、光学レンズ４６から離れる方向に延長する一連の
互いに間隔を置いて配列した孔５４を穿設する。角度Ｑ
‘ま、２５ｏ〜３０ｏの範囲とすることが好ましい。各
孔５４は「同じ直径ｄを有するものとし、隣接する孔と
孔の間の間隔ｓ（第５図参照）は、各孔の直径ｄに相当
する寸法とすることが好ましい。この構成によれば、第
２および４図に示されるように、内側ケーシング３２に
よって画定された内側空洞内に供給される圧縮機からの
加圧空気が潜在的ジェット流により一連の孔５４を通っ
て流入した場合、光学レンズ４６の前方に総体的に円銭
形の流体スクリーン６０が形成される。孔５４は硯検管
５０の長手軸線に対して鋭角をなしているから、流体ス
クリーン６０の爽角８は好ましくは５０ｏ〜６０ｏの範
囲である。作動において、円錘形の流体スクリーン６川
ま、汚染物が光学レンズ４６に達しそれを汚染するのを
防止する遮蔽体として機能する。本発明の空気式パージ
装置の視検管５０の先端４４には、第１流体スクリーン
６０１こ対して補助の役割をなす第２流体スクリーンが
形成されるようにする。詳述すれば、ケーシング壁３２
の閉口３４の直径を硯検管５０の直径より大きくし、そ
れによってケーシングの関口３４と管５０の外表面との
間に環状の間隙７０を形成する。作動において、内側ケ
ーシング壁３２によって画定された内側空洞内の圧縮機
からの低温加圧空気が環状間隙７０を通り、高温高速の
燃焼ガスＧが流れている低圧領域内へ排出されて視検管
５０の先端４４の周りに総体的に円筒状の第２流体スク
リーンを効果的に形成する。この第２流体スクリーンは
、高速燃焼ガス流内の汚染物が視検管の開放端４４に流
入し、放射線高温計のレンズの入射光路を妨害するのを
防止する役割を果す。視検管５０の長手に沿って流れ環
状間隙７０を通って流出する低温の圧縮機空気は、また
、視検管を冷却する役割をも果し、管の熱による歪みや
曲りを防止する。第３図に示されるように、視検管５０
の先端４４の平面は、内側ケーシング壁３２の外表面３
２Ａに対して角度をなしている。硯検管は、関口３４内
に心合させて取付け、視検管の端部４４が高温燃焼ガス
の流れ方向に対して上流縁４４Ａおよび下流縁４４Ｂを
画定するように位置づけする。上流緑４４Ａは内側ケー
シング３２の表面３２Ａを越えて突出するようにし、下
流縁４４Ｂは表面３２Ａと実質的に同一平面に位置する
ようにする。この構成によれば、高温燃焼ガスが硯検管
のところを通過する際、上流緑４４Ａは、唇または反せ
板として機能し、高温燃焼ガスを硯検管の開放端から離
れる方向に偏向させて該開放端の周りを迂回して流れる
ようにし、それによって高温燃焼ガス内の汚染物が硯検
管に流入し光学レンズ４６を汚染するのを防止すること
を更に助成する。要約すれば、円錘形状の第１流体スク
リーン６０と、間隙７０を通しての円筒形状の第２流体
スクリ−ンと、視検管５０の偏向唇４４Ａとの複合効果
により、光学レンズの汚染を最少限に抑止し、従って、
放射線高温計の出力信号の減衰を最少限に抑止する。本
発明の空気式パージ装置は、内側ケーシング壁３２によ
って画定された内側空洞内に存在する圧縮機からの低温
の加圧空気流を利用するものである。視検管のこの取付
け態様は、光学レンズを汚染物から保護する遮蔽体を提
供することに加えて、視検管を比較的低い温度に維持し
て硯検管の熱歪みを最少限にし、従って視検管の曲り‘
こより放射線高温計が誤った信号を発する可能性を最少
限にする。本発明の空気式パージ装置の効力を示す１例
として、放射線高温計の温度出力（℃）対エンジンまた
は回転子の最大回転速度に対する回転速度割合（％）の
グラフを示す第７図を参照されたい。曲線Ｃは、放射線
高温計の最初の校正線を表わす。第７図に示されるよう
に、放射線高温計に本発明の教示に示って構成した空気
式パージ装置を装備した場合、エンジンを２加持間作動
させた後いろいろな作動条件のもとで得られた放射線高
温計の出力信号は、該放射線高温計の最初の校正に一致
している。これに対して、ジェットエンジンに装着され
るような、標準的視検管を備えた在釆の放射線高温計の
場合は、出力信号の減衰が漸次増大し、この出力信号を
ジェットエンジンの作動に連関させて安全に使用するこ
とができない程度にまで達する。図から明らかなように
、在来の視検管を備えた標準的放射線高温計の３餌時間
作動後においては、最初の校正時に比べての出力信号の
減衰は、エンジンを停止しなければならないほど大きく
なっている。その場合、放射線高温計の光学系統をエン
ジンから取外して完全に清掃した後、エンジンの作動を
続けるようにしなければならない。いうまでもなく、放
射線高温計を出入れするためのエンジンの分解は、時間
および費用のかかる作業であり、その上、標準的な放射
線高温計の出力信号は、該高温計および在来の視検管を
ガスタービンェンジンに粗合せて使用するのを実用上不
適当なものとする程不正確である。これに対して、本発
明に関して第７図に示された試験データは、放射線高温
計の出力信号を正確に、かつ、反復精度を高めるように
光学レンズを実質的に汚染物が付着しない状態に維持す
る上での本発明の空気式パージ装置の効果を明瞭に示し
ている。 以上、本発明を好ましい実施例に関連して説明したが、
当業者は、本発明の精神および範囲から逸脱することな
く「 この実施例をいろいろに変更することができるこ
とができることは明らかである。 そのようなすべての変更がここに添付した請求の範囲の
記載によって規定される本発明の精神および範囲内に含
まれるものとする。ＦＩＧ・３ ＦＩＧ‐６ ＦＩＧ−ｌ ＦＩＧ・２ ＦＩＧ・ム ＦＩＧ・５ ＦＩＧ・７
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ガスタービンエンジンの回転子段の温度を検出する
ために該エンジンの内側ケーシングに装着されたもので
あつて、一端に検出器を、他端に光学レンズを備えてい
る放射線高温計のための空気式パージ装置において、前
記放射線高温計のレンズ端を囲繞して嵌着されており、
前記回転子段を前記内側ケーシングから分離するエンジ
ンの壁を貫通して延設された細長い視検管から成り、該
視検管は、前記光学レンズの近傍において該管壁を貫通
した一連の互いに間隔を置いて配列された孔を有してお
り、該各孔は、エンジンの内側ケーシングの内側に存在
する圧縮機空気がそれらの一連の孔を通つて流れ、前記
光学レンズの汚染を防止するための円錘形状の流体スク
リーンを形成するように、前記視検管の長手軸線に対し
て鋭角をなして延長させたものであり、前記視検管は、
その下流縁が前記壁と実質的に同一平面に位置し、該管
の上流縁が該壁の表面を越えて突出し、前記回転子段へ
流れる燃焼ガスの流路内へ突入するように前記壁に対し
て取付けられており、それによつて、該視検管の上流縁
が燃焼ガスを該管の円周の周りに偏向させ、それにより
汚染物が該管に流入して前記光学レンズを汚染するのを
防止するように防止したことを特徴とする空気式パージ
装置。 ２ 前記各孔の直径は、それぞれ等しく、隣接する孔と
孔の間の間隔が孔の直径に相当するものとした請求の範
囲第１項記載の空気式パージ装置。 ３ 前記各孔は、前記円錘形状の流体スクリーンの夾角
が５０°〜６０°の範囲となるように、前記視検管の長
手軸線に対して角度をなして延長させたものである請求
の範囲第１項記載の空気式パージ装置。 ４ 前記回転子段を前記内側ケーシングから分離してい
る前記壁に設けられた前記開口は、前記視検管の直径よ
り大きく、該管を該開口内の中央に取付け、それによつ
て前記壁と視検管との間の環状の間隙を通る前記圧縮機
空気が前記光学レンズの汚染を防止するためのほぼ円筒
形状の第２流体スクリーンを形成するようにした請求の
範囲第１項記載の空気式パージ装置。 ５ ガスタービンエンジンの回転子段の温度を検出する
ために該エンジンの内側ケーシングの壁に装着されるも
のであつて、一端に検出器を、他端に光学レンズを備え
ている放射線高温計のための空気式パージ装置において
、一端を前記放射線高温計のレンズ端に固定され、他端
を前記内側ケーシング壁に設けられた開口を通して延長
せしめられた細長い視検管から成り、該視検管は高温計
の長手軸線に軸方向に整列されており、該視検管は、前
記光学レンズの近傍において該管壁を貫通した一連の互
いに間隔を置いて配列された孔を有しており、該各孔は
、エンジンの内側ケーシングの内側に存在する圧縮空気
がそれらの一連の孔を通つて流れ、前記光学レンズの汚
染を防止するための円錘形状の流体スクリーンを形成す
るように、前記視検管の長手軸線に対して鋭角をなして
延長させたものであり、前記内側ケーシングの壁に設け
られた前記開口は、前記視検管の直径より大きく、該管
の他端を該開口内の中央に取付け、それによつて前記圧
縮空気が該開口と視検管との間の環状の間隙を通り、前
記光学レンズの汚染を防止するためのほぼ円筒形状の第
２流体スクリーンを形成するようにし、該視検管の他端
は、前記回転子段へ流れる燃焼ガスに対して上流縁と下
流縁を有しており、該下流縁を前記壁と実質的に同一平
面に位置させ、該管の上流縁を該壁の表面を越えて延長
させて燃焼ガスの流路内へ突入させ、それによつて該視
検管の上流縁が燃焼ガスを偏向させて前記光学レンズの
汚染を防止するようにした空気式パージ装置。 ６ 前記各孔の直径をそれぞれ等しくした請求の範囲第
５項記載の空気式パージ装置。 ７ 前記各隣接する孔と孔の間の間隔が孔の直径に相当
するものとした請求の範囲第６項記載の空気式パージ装
置。 ８ 前記各孔は、前記円錘形状の流体スクリーンの夾角
が５０°〜６０°の範囲となるように、前記視検管の長
手軸線に対して角度をなして延長させたものである請求
の範囲第５項記載の空気式パージ装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/096,096 US4306835A (en) | 1979-11-20 | 1979-11-20 | Air purging unit for an optical pyrometer of a gas turbine engine |
| US96096 | 1987-09-11 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56501414A JPS56501414A (ja) | 1981-10-01 |
| JPS6032011B2 true JPS6032011B2 (ja) | 1985-07-25 |
Family
ID=22255279
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55502561A Expired JPS6032011B2 (ja) | 1979-11-20 | 1980-07-03 | ガスタ−ビンエンジンの光高温計のための空気式パ−ジ装置 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4306835A (ja) |
| EP (1) | EP0039706B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6032011B2 (ja) |
| BR (1) | BR8008917A (ja) |
| CA (1) | CA1126053A (ja) |
| DE (1) | DE3070774D1 (ja) |
| IT (1) | IT1132663B (ja) |
| WO (1) | WO1981001441A1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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