JPS6162827A - 燃焼過程中の燃焼ガスについて測定を行なう方法および装置 - Google Patents
燃焼過程中の燃焼ガスについて測定を行なう方法および装置Info
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- JPS6162827A JPS6162827A JP60185008A JP18500885A JPS6162827A JP S6162827 A JPS6162827 A JP S6162827A JP 60185008 A JP60185008 A JP 60185008A JP 18500885 A JP18500885 A JP 18500885A JP S6162827 A JPS6162827 A JP S6162827A
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- combustion process
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は幅用熱測定装置に関し、そしてガスタービンエ
ンジンの燃焼室内の燃焼過程、例′えぽ熱伝達を分析す
るのに例えば使用されて6J、い。
ンジンの燃焼室内の燃焼過程、例′えぽ熱伝達を分析す
るのに例えば使用されて6J、い。
丁ンジン構造部品、特に燃焼室壁のズj命ど信頼性は常
に多くの関心の主題Cあった。燃焼室壁の寿命の評価は
いろいろの方程式と経験的関連性を用いてさ1.工れ゛
(いる。多くのこのことtlこの時ヤの温度に依存しで
いる。これらの温石は燃焼ガス内のいろいろの対流、伝
導おJ、σ幅用熱束の結果である。それ故に輻0(熱伝
達を正確に測定でき、そして幅用熱伝達を正確に模型化
できることの両方がT−11要である3゜ 幅口1熱伝達の現イ1−の模型化は吸11ソ係数のイン
ジットを必要どする。吸収係数【、1波長、局部カメ?
晶Ia a> J:びガス組成の関′PII−T; d
するが、現在の模ハリ化技術(」感色ガス吸収係数(こ
れは波長に依存しくい4rい)を(史111シている3
、 燃焼室内の幅用熱測定を11なう周知の技if+ (シ
ーlミツ1へ法)は燃焼室の1つの壁の窓の外部に(i
’/If”l Jる検出器と、対向ii’i檗の窓の外
部の62線に位置するバックグラウンド輻OJ 1ll
i! (炉)を使用する、。
に多くの関心の主題Cあった。燃焼室壁の寿命の評価は
いろいろの方程式と経験的関連性を用いてさ1.工れ゛
(いる。多くのこのことtlこの時ヤの温度に依存しで
いる。これらの温石は燃焼ガス内のいろいろの対流、伝
導おJ、σ幅用熱束の結果である。それ故に輻0(熱伝
達を正確に測定でき、そして幅用熱伝達を正確に模型化
できることの両方がT−11要である3゜ 幅口1熱伝達の現イ1−の模型化は吸11ソ係数のイン
ジットを必要どする。吸収係数【、1波長、局部カメ?
晶Ia a> J:びガス組成の関′PII−T; d
するが、現在の模ハリ化技術(」感色ガス吸収係数(こ
れは波長に依存しくい4rい)を(史111シている3
、 燃焼室内の幅用熱測定を11なう周知の技if+ (シ
ーlミツ1へ法)は燃焼室の1つの壁の窓の外部に(i
’/If”l Jる検出器と、対向ii’i檗の窓の外
部の62線に位置するバックグラウンド輻OJ 1ll
i! (炉)を使用する、。
フーヒンパ/)< jln’+川1f(用 (D Th
i+ 7r ニイ<t iif< cs tt (、軸
身4源を用い(、おJ、び輻用源を用いずに(即45
、燃焼過程からのiI’ l;−、ぞの輻a1熱の測定
)、視線に拾−〕(交!ン測定がぐきる」、うにしlJ
、、炉が田川りる輻用熱(1,既知(゛あるので、これ
11燃焼゛埜内の火炎が吸収りる輻用熱の比例をlJえ
る。このril 1.L シばしば火炎の吸収・参′と
しく知ら(れいる1+1nAI身の゛1′径1J向中み
て月ノ舶を演えきJること1)川面である。J−のJ、
うにしζ−決定された温度11. 、 (J’L +)
か厳1で?どJ−7一 温度で41いので、+1?々シコミツ1〜渇亀41、た
は節電ffu lJjど呼ばれた。ノルグレンとクラウ
ス()−リ(NASA)・テクニカル・ノー1へTN6
7110゜1971 : T M X −3393、1
976おJ:びテクニカル・ペーパ1722.1981
)は1ノi定波長の測定(111ど一緒にこの技術を用
いて煙淵痘を決定した。
i+ 7r ニイ<t iif< cs tt (、軸
身4源を用い(、おJ、び輻用源を用いずに(即45
、燃焼過程からのiI’ l;−、ぞの輻a1熱の測定
)、視線に拾−〕(交!ン測定がぐきる」、うにしlJ
、、炉が田川りる輻用熱(1,既知(゛あるので、これ
11燃焼゛埜内の火炎が吸収りる輻用熱の比例をlJえ
る。このril 1.L シばしば火炎の吸収・参′と
しく知ら(れいる1+1nAI身の゛1′径1J向中み
て月ノ舶を演えきJること1)川面である。J−のJ、
うにしζ−決定された温度11. 、 (J’L +)
か厳1で?どJ−7一 温度で41いので、+1?々シコミツ1〜渇亀41、た
は節電ffu lJjど呼ばれた。ノルグレンとクラウ
ス()−リ(NASA)・テクニカル・ノー1へTN6
7110゜1971 : T M X −3393、1
976おJ:びテクニカル・ペーパ1722.1981
)は1ノi定波長の測定(111ど一緒にこの技術を用
いて煙淵痘を決定した。
シコミッ1〜型式の方η、の1つの人きイエ欠点は燃焼
室の幅を横切る未知ト11の非線形重みづ【)平均値を
!jえることであり、そしC視線に沿った局部変化が演
鐸できないことである。さらに、試験装具では、源と検
出器のための燃焼室壁の2つの適切に整列した孔がなく
、このJ:うにして燃焼室の変形が必要どされ、そし−
C作動中のガスタービンエンジンでは整列した孔は問題
にならなく不可能である。さらに、局部ガス組成は演鐸
できない1.現在のガス分析技術はガスリーンプルの採
取を含むが、これは燃焼過程を乱さずに行なうには困ガ
て゛ある。
室の幅を横切る未知ト11の非線形重みづ【)平均値を
!jえることであり、そしC視線に沿った局部変化が演
鐸できないことである。さらに、試験装具では、源と検
出器のための燃焼室壁の2つの適切に整列した孔がなく
、このJ:うにして燃焼室の変形が必要どされ、そし−
C作動中のガスタービンエンジンでは整列した孔は問題
にならなく不可能である。さらに、局部ガス組成は演鐸
できない1.現在のガス分析技術はガスリーンプルの採
取を含むが、これは燃焼過程を乱さずに行なうには困ガ
て゛ある。
まLこ火炎を横切って渇邸と煤煙温度を測定Jることが
1;?案された(ベールとクラウス、゛輝く火= 8
− 炎(こお3〕る輻Q=I熱測定の横断7’J >1 ”
、 、1.1ns1. I’u−cl、3e)W、/
I :37−/I /I 3 r、+、1962 )
、 スペク1−ル測定(即ち、複数波長にお1」る軸身
・1熱の測定)がなされる1、この技術の開発は、スフ
リプタ・1ツクン1の19741−の火炎中の熱仏jヱ
(第19華)のハlx 1〜ンドどベールの°’If力
11C1流il+火炎内のスペク1〜ル輻用熱二l−ネ
ル1゛の空間分(1+ ”に記jボされている。この技
術C′+、i諒かからの1−1視t゛(は火炎を横切つ
(横断され、イしてIIi均測定舶は視線に沿?て火炎
中の目視管の端のイ1″]「′1から検出器まででIF
Jられる。このにう番こし−(、この技術(J視線の必
要ど、平均測定111のみの捏供(火炎中の目視管の端
の位INから外部検出器まCの甲均測定圃の捉供)、ど
の前)本の問題を木lこ右しくいる3、11視管の横7
J向に11)つだ相巽(する位置にtJ30る測ンi1
値間にtよ相関関係はない1゜ (発明の概要) 本発明によれば、強さが少/、E <どb2の隅接位1
νlr測定される。、 !IT適にLL、スペク1−ル
輻()・1熱(叩ら複数個の波長にお(〕るスペクトル
輻剣熱)が隣接位置で測定され、そして使用され゛C局
部ガス1g1成ど温度が決定される。所与位置におりる
スペクトル測定は好適には同時に行なわれる。
1;?案された(ベールとクラウス、゛輝く火= 8
− 炎(こお3〕る輻Q=I熱測定の横断7’J >1 ”
、 、1.1ns1. I’u−cl、3e)W、/
I :37−/I /I 3 r、+、1962 )
、 スペク1−ル測定(即ち、複数波長にお1」る軸身
・1熱の測定)がなされる1、この技術の開発は、スフ
リプタ・1ツクン1の19741−の火炎中の熱仏jヱ
(第19華)のハlx 1〜ンドどベールの°’If力
11C1流il+火炎内のスペク1〜ル輻用熱二l−ネ
ル1゛の空間分(1+ ”に記jボされている。この技
術C′+、i諒かからの1−1視t゛(は火炎を横切つ
(横断され、イしてIIi均測定舶は視線に沿?て火炎
中の目視管の端のイ1″]「′1から検出器まででIF
Jられる。このにう番こし−(、この技術(J視線の必
要ど、平均測定111のみの捏供(火炎中の目視管の端
の位INから外部検出器まCの甲均測定圃の捉供)、ど
の前)本の問題を木lこ右しくいる3、11視管の横7
J向に11)つだ相巽(する位置にtJ30る測ンi1
値間にtよ相関関係はない1゜ (発明の概要) 本発明によれば、強さが少/、E <どb2の隅接位1
νlr測定される。、 !IT適にLL、スペク1−ル
輻()・1熱(叩ら複数個の波長にお(〕るスペクトル
輻剣熱)が隣接位置で測定され、そして使用され゛C局
部ガス1g1成ど温度が決定される。所与位置におりる
スペクトル測定は好適には同時に行なわれる。
燃焼ガスの各成分(i ) +:に所与の圧力と温度に
おける波長スペク:〜ルに対して燃焼ガス(Kλ、>の
それ自身特徴的な微量の吸収係数を右しでいる。
おける波長スペク:〜ルに対して燃焼ガス(Kλ、>の
それ自身特徴的な微量の吸収係数を右しでいる。
小体積のガスでは波長λにお【Jる全吸収係数(Kλ)
は K −ΣCK ・・・・・・・・・(1)λ
1 λ11 ま ただしC,4ユ秤1の比例分数 で関係づ()られqrIる。
は K −ΣCK ・・・・・・・・・(1)λ
1 λ11 ま ただしC,4ユ秤1の比例分数 で関係づ()られqrIる。
1 を局部節[1における波長λにおけるガスn1λ
が幅用熱おにび吸収する輻射熱強さとしJ、う。断続伝
達方法に類似した解析方法を用いて、次の漸化式を1!
)ることができる。即ち、 7T(cxp(C/λ7゛ル1〕 1=だし1’ 1.L il!/gλIc Aj IJ
6前記節カラiff 1111n譬1.λ Sだ1ノ離れた隣接節における強さ、01ど02は第1
と第2の輻射熱定数、−[は温!Qで・ある、、 CL
−)で1いろいろの選択波長にdメいて2つの隣1と
Ilt +、−Jj tJる強さを測定Jることによ−
)で、波1にの1つにJ3 Uる測定値から王を1!ノ
ることが(゛き、イしC次い(゛前述の漸化式から夕(
りの波1(にλ=I する1くλを114ることが(・
きる。また全体スペク;・ルにljj −、>てこの式
を使用でき、そして灰色ガス吸収係数を栂ることがC−
さる。
達方法に類似した解析方法を用いて、次の漸化式を1!
)ることができる。即ち、 7T(cxp(C/λ7゛ル1〕 1=だし1’ 1.L il!/gλIc Aj IJ
6前記節カラiff 1111n譬1.λ Sだ1ノ離れた隣接節における強さ、01ど02は第1
と第2の輻射熱定数、−[は温!Qで・ある、、 CL
−)で1いろいろの選択波長にdメいて2つの隣1と
Ilt +、−Jj tJる強さを測定Jることによ−
)で、波1にの1つにJ3 Uる測定値から王を1!ノ
ることが(゛き、イしC次い(゛前述の漸化式から夕(
りの波1(にλ=I する1くλを114ることが(・
きる。また全体スペク;・ルにljj −、>てこの式
を使用でき、そして灰色ガス吸収係数を栂ることがC−
さる。
これらのにλの各々を1ノ稈式(1)に使用で・きて同
D h程式系を得る、1各々の秒1に対りる1〈λ、i
の既知11#をりえれば、次にガス組成を、il #’
JJることが一1’il能である。
D h程式系を得る、1各々の秒1に対りる1〈λ、i
の既知11#をりえれば、次にガス組成を、il #’
JJることが一1’il能である。
前述の/i稈式(2)はパ伏色″幅用熱(1ffl ”
>広範<r波長帯に11っ()に7・1して筒中化され
て次の関係式にイfる。1 −Ks 4 1 −1 0 +aT (1c−にS)/πn
(1n ・・・・・・・・・(33) ただしKi、L K−Kλdλ 川・・・・・・(
4)でljえられる“灰色゛′吸収係数、σはステファ
ン定数Cある。
>広範<r波長帯に11っ()に7・1して筒中化され
て次の関係式にイfる。1 −Ks 4 1 −1 0 +aT (1c−にS)/πn
(1n ・・・・・・・・・(33) ただしKi、L K−Kλdλ 川・・・・・・(
4)でljえられる“灰色゛′吸収係数、σはステファ
ン定数Cある。
簡11i化した回帰関係式(3)を用いて、隣接節目と
n+1(距離fs7ごIJ関1陪)にa月ノる“灰色″
(即ち、」スペク1ヘル)測定値でさえ有効り結采を生
じることがeきる。
n+1(距離fs7ごIJ関1陪)にa月ノる“灰色″
(即ち、」スペク1ヘル)測定値でさえ有効り結采を生
じることがeきる。
本発明は、また、燃焼過程中の燃焼ガスについて測定を
行なう装dであっで、該装置rセが燃焼過程からの幅用
熱の強さを測定りる少なくとも1つの廿ンリを右Jる探
測子ど、前記探測イを動かして探測子が燃焼ガス内の路
を横切ることができてに1記路が第1位置とでれに隣接
づる第2位置とを含む装置ど、各々の前記位置における
探測子から強さ測定値を取るデータ獲1q駅首どを含む
装置を提供覆る。1このにうな装置は前述した方法で測
定を行なうのに使用される。
行なう装dであっで、該装置rセが燃焼過程からの幅用
熱の強さを測定りる少なくとも1つの廿ンリを右Jる探
測子ど、前記探測イを動かして探測子が燃焼ガス内の路
を横切ることができてに1記路が第1位置とでれに隣接
づる第2位置とを含む装置ど、各々の前記位置における
探測子から強さ測定値を取るデータ獲1q駅首どを含む
装置を提供覆る。1このにうな装置は前述した方法で測
定を行なうのに使用される。
(発明の実施例〕
本発明を一層良好に理解覆るために、添付概略図面を参
照して好適実施例で、詳細に説明される。
照して好適実施例で、詳細に説明される。
第1図に承り実施例探測子はガスタービン1ンジン燃焼
室の温度と圧力に耐えることのできる月別から作った細
長目視管10を含む。適切な祠r1は商標レフトル(R
efel )で販売され−CいるS−Cである。管10
は外側燃焼Yケーシング■ 14のシール12を摺動しく口通し、イして内側燃焼室
壁18の空気流出孔16を貫通して、管10の内側端1
0 aが燃焼室20を横切って横断し、イして、外側端
10bが丁ンジンの外部に位置される。
室の温度と圧力に耐えることのできる月別から作った細
長目視管10を含む。適切な祠r1は商標レフトル(R
efel )で販売され−CいるS−Cである。管10
は外側燃焼Yケーシング■ 14のシール12を摺動しく口通し、イして内側燃焼室
壁18の空気流出孔16を貫通して、管10の内側端1
0 aが燃焼室20を横切って横断し、イして、外側端
10bが丁ンジンの外部に位置される。
管10はイの内側端108およびま/j恐らくその外側
端10bでカルシウムぶつ化物窓22をイーする。管は
白字にされてもよく、ま−、:窒素ガス(これしL病原
な幅用熱伝達特↑)1をイ」りる)を含んでt)J:い
。管は冷却流体循環用の外側スリーI24をイjしてb
J:い、また1よ外側端10 b i、L冷JJI窒素
ガス供給源に連通され−C窒累含右吊が燃焼室の内部内
にパージされるにうにしてもJ:い。役名の場合、窓2
2は必要でないが、ω1究される燃焼過程を乱1窒素パ
ージの危れが存イIJるCあろう。
端10bでカルシウムぶつ化物窓22をイーする。管は
白字にされてもよく、ま−、:窒素ガス(これしL病原
な幅用熱伝達特↑)1をイ」りる)を含んでt)J:い
。管は冷却流体循環用の外側スリーI24をイjしてb
J:い、また1よ外側端10 b i、L冷JJI窒素
ガス供給源に連通され−C窒累含右吊が燃焼室の内部内
にパージされるにうにしてもJ:い。役名の場合、窓2
2は必要でないが、ω1究される燃焼過程を乱1窒素パ
ージの危れが存イIJるCあろう。
管10の内側端10aが燃焼室を横切ることができろよ
うにするために、駆動装め26が設けられる。これは概
略的には第1図にラックど原動ビニオンとして示したが
、好適には横断中の位置の11(イrな制御を5えるた
めにスデッパ七−タCある。
うにするために、駆動装め26が設けられる。これは概
略的には第1図にラックど原動ビニオンとして示したが
、好適には横断中の位置の11(イrな制御を5えるた
めにスデッパ七−タCある。
横断の速度は火炎温度のような要因に依存する。
代H的な駆動装百、好適には横断中の位置を示J変模器
を備える例えば液圧ピストンとシリンダはもちろ/v
’il能である。燃焼室内の局部状態を測定Jるならば
、管端10aの位置の正確tr知識が望まれることは明
白であろう3.横断路は通常は半径方向であろうが、研
究が望まれる他の路も選択できる。管10の全体は第1
図に可動りものとして示したが、伸縮自在Rnに工夫し
て内側端10aは燃焼室を横切るープノ、外側端10
bは静止にしたままにすることもできる。
を備える例えば液圧ピストンとシリンダはもちろ/v
’il能である。燃焼室内の局部状態を測定Jるならば
、管端10aの位置の正確tr知識が望まれることは明
白であろう3.横断路は通常は半径方向であろうが、研
究が望まれる他の路も選択できる。管10の全体は第1
図に可動りものとして示したが、伸縮自在Rnに工夫し
て内側端10aは燃焼室を横切るープノ、外側端10
bは静止にしたままにすることもできる。
管10の外側端10bは複数の波長において同1時に管
10に沿って伝達される幅m熱の強さを測定できる輻射
熱検出器28を描える。これは喘10 aの横断路に沿
った引責なる複数個の位dにおいて41される1、検出
されlこ波長は典Q+7的1.−1.LO13〜12/
1mの範囲C′あるが、この範囲例の波長は除外され(
いイiい。第2図はこれをjヱ成りるための簡甲イj検
出器配首を承il。
10に沿って伝達される幅m熱の強さを測定できる輻射
熱検出器28を描える。これは喘10 aの横断路に沿
った引責なる複数個の位dにおいて41される1、検出
されlこ波長は典Q+7的1.−1.LO13〜12/
1mの範囲C′あるが、この範囲例の波長は除外され(
いイiい。第2図はこれをjヱ成りるための簡甲イj検
出器配首を承il。
管10 h’ 1)の入来輻射熱は参照番号2F3にJ
口ノる1111折格了」、IこG、Lプリズムによつ−
(相〜“シhる波長に分割され、光[ンリアレイ40に
自(Jられる。
口ノる1111折格了」、IこG、Lプリズムによつ−
(相〜“シhる波長に分割され、光[ンリアレイ40に
自(Jられる。
このにうにして、各センリ40 i;i独特の波長の幅
m熱を受(]、イしC対応する出力を/Iじる。読取り
(1同時に各ヒンリ10から甲−横断中に複数の位置の
谷々ぐ行イTわれる。
m熱を受(]、イしC対応する出力を/Iじる。読取り
(1同時に各ヒンリ10から甲−横断中に複数の位置の
谷々ぐ行イTわれる。
同じ効果は第3図の配置により達成される1、ここでは
、入来幅04熱は各々が個々のフィルタ44を右Jるl
ごンリアレイ/12を通過しC14定波長にそれを感じ
さIる。しンリ42どフィルタ4414個々の小へ°!
検出器にでき、または1つの゛1′η体チップ!−に全
−Cを統合Jることもできる1゜第2図の配置(1検出
器が被検出波長に適りるJ、うに離隔される必要があり
、そしてこの」、うにしIこ小型配置は用面C゛ないと
いう欠点をイjづる。曲−15一 方、第3図の配INは大変小ざい検出器の使用を必要と
し、これは現在のところ達成困IIである。第4図ど第
5図はこれらの問題を克服する配置を示J0各々が検出
器の前方で個々のフィルタ48ににり選択波長に感じる
ようにされた熱電対列46は管10の端10bにおける
円形断面プリズム50をまわって円周上に配置される。
、入来幅04熱は各々が個々のフィルタ44を右Jるl
ごンリアレイ/12を通過しC14定波長にそれを感じ
さIる。しンリ42どフィルタ4414個々の小へ°!
検出器にでき、または1つの゛1′η体チップ!−に全
−Cを統合Jることもできる1゜第2図の配置(1検出
器が被検出波長に適りるJ、うに離隔される必要があり
、そしてこの」、うにしIこ小型配置は用面C゛ないと
いう欠点をイjづる。曲−15一 方、第3図の配INは大変小ざい検出器の使用を必要と
し、これは現在のところ達成困IIである。第4図ど第
5図はこれらの問題を克服する配置を示J0各々が検出
器の前方で個々のフィルタ48ににり選択波長に感じる
ようにされた熱電対列46は管10の端10bにおける
円形断面プリズム50をまわって円周上に配置される。
図示したプリズム50は円筒状であるが、プリズム50
の外側面は内部円錐表面52を有し、そして円錐の角度
は管10からの入来幅04熱が表面52で内部反射を受
りかつ取巻く検出器の各々に等しく反射されるJ、うに
選択される。このにうにし−C最小可能空間内に例えば
12個の検出器の配置rIが容易である。代替として、
第6図は入来輻射熱を検出器46に反OAされる反射外
側円錐表面56を備える円錐体54を示す。反射円錐体
54の代りに、反)1半球またはピラミッド(多くの側
面に検出器を備える)が使用でき、イして第4図の表面
52は同様に半球状またはピラミッド状にできる。
の外側面は内部円錐表面52を有し、そして円錐の角度
は管10からの入来幅04熱が表面52で内部反射を受
りかつ取巻く検出器の各々に等しく反射されるJ、うに
選択される。このにうにし−C最小可能空間内に例えば
12個の検出器の配置rIが容易である。代替として、
第6図は入来輻射熱を検出器46に反OAされる反射外
側円錐表面56を備える円錐体54を示す。反射円錐体
54の代りに、反)1半球またはピラミッド(多くの側
面に検出器を備える)が使用でき、イして第4図の表面
52は同様に半球状またはピラミッド状にできる。
第4図から第6図の検出器とフィルタのアレイ441円
筒状であり、入来幅(ト)熱に月りる艮q・I l’口
II A+而の角度は/I5 If ’C”ある3、こ
れは幅m熱かでれらの表面に垂直hh向のフィルタ十に
大川りることを確実にJる1、このことの重要性はこの
J、うなフィルタの較11が通1;曳の入tAhシ熱に
対しCだ(」静随て゛あること(゛ある。円錐表面の角
度が/15石とvI。
筒状であり、入来幅(ト)熱に月りる艮q・I l’口
II A+而の角度は/I5 If ’C”ある3、こ
れは幅m熱かでれらの表面に垂直hh向のフィルタ十に
大川りることを確実にJる1、このことの重要性はこの
J、うなフィルタの較11が通1;曳の入tAhシ熱に
対しCだ(」静随て゛あること(゛ある。円錐表面の角
度が/15石とvI。
なる(例えば全内部反射を確実にりるj、うに)イ1ら
ば、検出器とフィルタのアレイ〈およσプリズムの隣接
外側表面)は通常大剣を確実にする角Iffで円211
の形状にりるべきCある。生球状J、lごはピラミッド
状の廃用表面が使用されるとこめて川、1、プリズムの
外側表面、お」、ひ−緒に取−)kフィルタの受tJ表
面は同様に(通常人11を確実にJる管10に対する適
切り角度の面を幽えIこ)ピラミッド状または半球状で
ある。容易に見られるJ、うに、ピラミッド状配置の特
長はフィルタの表面がイれらの較正へのイ・1着を確実
にするために円周lj向(・、凹状にされる必要がない
ことCある、。
ば、検出器とフィルタのアレイ〈およσプリズムの隣接
外側表面)は通常大剣を確実にする角Iffで円211
の形状にりるべきCある。生球状J、lごはピラミッド
状の廃用表面が使用されるとこめて川、1、プリズムの
外側表面、お」、ひ−緒に取−)kフィルタの受tJ表
面は同様に(通常人11を確実にJる管10に対する適
切り角度の面を幽えIこ)ピラミッド状または半球状で
ある。容易に見られるJ、うに、ピラミッド状配置の特
長はフィルタの表面がイれらの較正へのイ・1着を確実
にするために円周lj向(・、凹状にされる必要がない
ことCある、。
前述の配回のいずれかに、10)る検出器2 Fl 1
.1、ケーブル60にJ、って、増幅回路62と7ノ[
1グ対ディジタル変換器・リンブリング回路64を含む
遠隔信号処理装置58に接′続される。これは自動的に
、回路66による’t(10の運動に開明し−(、全横
断中にJ31〕る継起した隣接位置で検出器28から一
括の読取りが行イ1われて、読取りが行/iわれた位置
が知られるにうになる。各位置において、各々の関心の
波長に対して同時読取りが存在J”る。
.1、ケーブル60にJ、って、増幅回路62と7ノ[
1グ対ディジタル変換器・リンブリング回路64を含む
遠隔信号処理装置58に接′続される。これは自動的に
、回路66による’t(10の運動に開明し−(、全横
断中にJ31〕る継起した隣接位置で検出器28から一
括の読取りが行イ1われて、読取りが行/iわれた位置
が知られるにうになる。各位置において、各々の関心の
波長に対して同時読取りが存在J”る。
読取りは泪算機60にJζる後続処理のために例えば磁
気デーブ上に蓄積されることがCき、まIこはこのよう
な処理は、適切イアi1粋力が利用できるならば、実時
間で行なわれることができる。所望ならば、増幅回路6
2、アナログ対ディジタル変換器・リンプリング回路6
11おJ:び開明化回路66は検出器28ど−・緒に位
置させることもできる。
気デーブ上に蓄積されることがCき、まIこはこのよう
な処理は、適切イアi1粋力が利用できるならば、実時
間で行なわれることができる。所望ならば、増幅回路6
2、アナログ対ディジタル変換器・リンプリング回路6
11おJ:び開明化回路66は検出器28ど−・緒に位
置させることもできる。
所!うの1対の隣接位置に対して得た読取りは方程式(
1)ど(2)に関した前述の検問に従って81樟機によ
り処理される。煤煙【、1全スペクトルにおいて幅則し
、ぞして吸収Jる。しかしガス秤は優勢である1゛1定
波長を右する。これは第7図にいろいろな!It! 望
的な種に対してグラフ形式で説明されるが、これらの伯
は網藉的なものでは4丁<、そして必要なデータは燃焼
ガスの川内とit+A Iαにお(」るいろいろ/1純
粋イに秒にり・1づる各波l(にお(」る吸収係数にλ
、Iを含む。さらに完全<K 7’−夕は、シ・ビイ・
ルドウィヒ等にj、るノリ・ハンドシック、゛燃焼ガス
からの赤外幅用熱のハンドシック″、ノリ5P30EB
)、1973(こ1口、1参照どして本明細−)内に4
込J、れている)Yl”Jλられ、51、I、二は燃焼
ガス内で遭遇Jる各々の純粋41(小にり・1じ(予め
特定的に測定されてもJ、い1.シかしくL l+<ら
(+1られ/、:”’/rらば、Kλ、1のこれらの1
lIiはim’l G1機に1・(墓へ70内に保L’
+されたデータベース内に[1−ドされる。、実施した
処理の簡単な説明は以1・の涌り(゛ある。
1)ど(2)に関した前述の検問に従って81樟機によ
り処理される。煤煙【、1全スペクトルにおいて幅則し
、ぞして吸収Jる。しかしガス秤は優勢である1゛1定
波長を右する。これは第7図にいろいろな!It! 望
的な種に対してグラフ形式で説明されるが、これらの伯
は網藉的なものでは4丁<、そして必要なデータは燃焼
ガスの川内とit+A Iαにお(」るいろいろ/1純
粋イに秒にり・1づる各波l(にお(」る吸収係数にλ
、Iを含む。さらに完全<K 7’−夕は、シ・ビイ・
ルドウィヒ等にj、るノリ・ハンドシック、゛燃焼ガス
からの赤外幅用熱のハンドシック″、ノリ5P30EB
)、1973(こ1口、1参照どして本明細−)内に4
込J、れている)Yl”Jλられ、51、I、二は燃焼
ガス内で遭遇Jる各々の純粋41(小にり・1じ(予め
特定的に測定されてもJ、い1.シかしくL l+<ら
(+1られ/、:”’/rらば、Kλ、1のこれらの1
lIiはim’l G1機に1・(墓へ70内に保L’
+されたデータベース内に[1−ドされる。、実施した
処理の簡単な説明は以1・の涌り(゛ある。
煤炸効宋のみが重要でairるどころで2つの“明瞭な
″波長を発見て・きた。/−〕稈式(2)イしく次いで
(1)を用い−C,C(燃焼ガス中の煤煙煤煙 の局部比例分数)ど局部渇度王にりJして同明に解くこ
とが′Cさた。他の波長は、次いて゛、0煤煙と王を既
知量としC取って分析され得た3、このために、002
C1120どCc oが1qられた。各種の局部濃
度はこのアブ[]−ヂの右詰な副産物である。それ故に
、各波長に対する局部吸収係数を1qることが′C−サ
た。この処理は他の位「tに対しても繰返した。この手
順の実際の使用は以下の通りである。
″波長を発見て・きた。/−〕稈式(2)イしく次いで
(1)を用い−C,C(燃焼ガス中の煤煙煤煙 の局部比例分数)ど局部渇度王にりJして同明に解くこ
とが′Cさた。他の波長は、次いて゛、0煤煙と王を既
知量としC取って分析され得た3、このために、002
C1120どCc oが1qられた。各種の局部濃
度はこのアブ[]−ヂの右詰な副産物である。それ故に
、各波長に対する局部吸収係数を1qることが′C−サ
た。この処理は他の位「tに対しても繰返した。この手
順の実際の使用は以下の通りである。
使用前、探測子10は燃焼室を横切って横断され、そし
てit C’1 機68が第8図に示Jようにプ[1グ
ラムされたくこれは結束が実時間’CNL ’j’iさ
れると仮定している)。第1に、段階72にC3いて、
I の値が検出器28内のいろいろなセンリをn1λ 用いて探測子10の第1の既知位置nでいろいろな波長
λに対して同時に測定された。次に、検出器はイの横断
が継続されて隣接の既知位置rz 1にされた(段階7
71)。ここで■ の対応づn+1.λ る値が1!7られた(段階76)。81算機はこれらの
獲得された強ざ植、口からrl」1までの既知距離s
A3 J:び蓄積器70からのにλ、iの蓄積値を使用
して前述の公式(1)ど(2)からの同時方程式系を生
じた(段階78)。次いで、処理して位置nとn→−1
のイ]近の現在の各々の種の局部濃度 2O− C1ど局部濃度Tに対Jるこれらの7’j稈式を解い菅 たく段階B O)。これらの結束は)7つ1〜ゾツ1〜
ぐあり、ぞして後の使用のために蓄積され61だ(段階
82)。とかくするうらに、探測子10は次の隣接位置
n −l−2に移動しく段階8/l)、そこて゛強さ値
I を獲得Jるプロ[スが繰返された。
てit C’1 機68が第8図に示Jようにプ[1グ
ラムされたくこれは結束が実時間’CNL ’j’iさ
れると仮定している)。第1に、段階72にC3いて、
I の値が検出器28内のいろいろなセンリをn1λ 用いて探測子10の第1の既知位置nでいろいろな波長
λに対して同時に測定された。次に、検出器はイの横断
が継続されて隣接の既知位置rz 1にされた(段階7
71)。ここで■ の対応づn+1.λ る値が1!7られた(段階76)。81算機はこれらの
獲得された強ざ植、口からrl」1までの既知距離s
A3 J:び蓄積器70からのにλ、iの蓄積値を使用
して前述の公式(1)ど(2)からの同時方程式系を生
じた(段階78)。次いで、処理して位置nとn→−1
のイ]近の現在の各々の種の局部濃度 2O− C1ど局部濃度Tに対Jるこれらの7’j稈式を解い菅 たく段階B O)。これらの結束は)7つ1〜ゾツ1〜
ぐあり、ぞして後の使用のために蓄積され61だ(段階
82)。とかくするうらに、探測子10は次の隣接位置
n −l−2に移動しく段階8/l)、そこて゛強さ値
I を獲得Jるプロ[スが繰返された。
n(2,λ
段階78.80および82は値’n+1.λと■
について繰返され、このようにして位置n(2,λ n +1とn + 2のイ・J近の王とC1の(的を4
’jた。このプロセスは燃焼室の全横断を通じて継続し
た探測子位置で繰返される。
について繰返され、このようにして位置n(2,λ n +1とn + 2のイ・J近の王とC1の(的を4
’jた。このプロセスは燃焼室の全横断を通じて継続し
た探測子位置で繰返される。
容易に明白であるように、不十分なa1算力がこの実時
間アブ[1−チに対して用いられるならば、横断の各位
INにお【)る獲得された強さ値は簡単に磁気テープま
たはある他の媒体)に記録されてもJ:い。段階78.
80お上び82はこの時記録されIこjt−タで後続的
に実施される。
間アブ[1−チに対して用いられるならば、横断の各位
INにお【)る獲得された強さ値は簡単に磁気テープま
たはある他の媒体)に記録されてもJ:い。段階78.
80お上び82はこの時記録されIこjt−タで後続的
に実施される。
所望ならば、簡単な探測子と処理手順が用いられてもJ
:い。検出器28は波長帯(叩ぢ“灰色″幅部1熱)に
感するただ1つのセン1ノを含む。第8図の段階72ど
76において灰色強さ] どn I のみが獲1′?され、イして段階7ε3にd3い
て0畳1 公式(1)と(2)に代って公式(3)と(/I)が使
用される。l〈の値の]!l!論的/i評価が以前にイ
ーされているならば、段1i!!i80において−「に
対しCのみ解くことがC′さる。
:い。検出器28は波長帯(叩ぢ“灰色″幅部1熱)に
感するただ1つのセン1ノを含む。第8図の段階72ど
76において灰色強さ] どn I のみが獲1′?され、イして段階7ε3にd3い
て0畳1 公式(1)と(2)に代って公式(3)と(/I)が使
用される。l〈の値の]!l!論的/i評価が以前にイ
ーされているならば、段1i!!i80において−「に
対しCのみ解くことがC′さる。
第1図は探測子配置を示1図、412図と413図は第
1図の探測子に使用りる2つの代替的な検出器配置Nを
示1図、第1図と第5図は他の代替的検出器配置を値1
える探測子の長手方向断面図と端面図、第(1図は第4
図と第5図の変形を示J図、第7図はいろいろな典型的
な燃焼ガス組成の特徴的波長をグラフ状に示1図、第8
図は探測子ど−・緒に使用覆る目算機プログラムの流れ
図である、。 10・・・探測子、10 a・・・探測子10の内側端
、10b・・・探測子10の外側端、12・・・シール
、1/′I・・・外側燃焼室ケーシング、16・・・空
気流出孔、18・・・内側燃焼室壁、20・・・燃焼室
、22・・・ふっ化カルシウム窓、2/I・・・冷IJ
+流体循玖“1川の外側スリーブ、26・・・駆0j装
首、28・・・幅用熱検出器、/10・・・光レンリ、
42・・・レン1)、44・・・フィルタ、4(5・・
・熱電対列検出器、48・・・フィルタ、L)0・・・
円形断面ブリズlオ、52・・・内部内111面、1)
4・・・円III (411)6・・・陵IJJ IA
側円釦面、5E3・・・達隔信シJ処理装置N、60・
・・クープル、62・・・増幅回路、64・・・アープ
11ゲス・1デイジタル変換器・リンブリング回路、(
16・・・同門化回路、6B・・・181 h l顔、
70・・・蓄積器1゜
1図の探測子に使用りる2つの代替的な検出器配置Nを
示1図、第1図と第5図は他の代替的検出器配置を値1
える探測子の長手方向断面図と端面図、第(1図は第4
図と第5図の変形を示J図、第7図はいろいろな典型的
な燃焼ガス組成の特徴的波長をグラフ状に示1図、第8
図は探測子ど−・緒に使用覆る目算機プログラムの流れ
図である、。 10・・・探測子、10 a・・・探測子10の内側端
、10b・・・探測子10の外側端、12・・・シール
、1/′I・・・外側燃焼室ケーシング、16・・・空
気流出孔、18・・・内側燃焼室壁、20・・・燃焼室
、22・・・ふっ化カルシウム窓、2/I・・・冷IJ
+流体循玖“1川の外側スリーブ、26・・・駆0j装
首、28・・・幅用熱検出器、/10・・・光レンリ、
42・・・レン1)、44・・・フィルタ、4(5・・
・熱電対列検出器、48・・・フィルタ、L)0・・・
円形断面ブリズlオ、52・・・内部内111面、1)
4・・・円III (411)6・・・陵IJJ IA
側円釦面、5E3・・・達隔信シJ処理装置N、60・
・・クープル、62・・・増幅回路、64・・・アープ
11ゲス・1デイジタル変換器・リンブリング回路、(
16・・・同門化回路、6B・・・181 h l顔、
70・・・蓄積器1゜
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、燃焼過程中の燃焼ガスについて測定を行なう方法で
あって、該方法が燃焼ガス内の第1位置における燃焼過
程からの輻射熱の第1強さの測定を行なって第1強さ値
を提供する工程と、第1位置付近の燃焼ガス内の第2位
置における燃焼過程からの輻射熱の第2強さの測定を行
なって第2強さ値を提供する工程とを含む方法において
、局部温度の項で前記の第1と第2の強さ値に関連する
回帰公式を用いて第1および第2の位置の付近の燃焼ガ
スの局部温度に関する少なくとも1つの方程式を発生さ
せること、そして前記方程式を解いて局部湿度を得るこ
ととを特徴とする燃焼過程中の燃焼ガスについて測定を
行なう方法。 2、相異なる波長の複数個の前記の第1および第2の強
さの測定が各々の前記位置で行なわれて相異なる波長に
対する各位置の複数個の強さ値を与え、そして前記漸化
式が複数個の吸収係数の項で強さ値に関連し、各々の前
記波長におけるガス中の各成分種に対する1つ、前記吸
収係数は各々予蓄積値であり、そして一組の同時方程式
がそこから発生して解かれることを特徴とする前記特許
請求の範囲第1項に記載の燃焼過程中の燃焼ガスについ
て測定を行なう方法。 3、前記漸化式は I_n_+_1_,_λ=I_n_,_λe^−^(K
_λ)^s+{C_1λ^−^5[1−e^−^(K_
λ)^s]}/{π[exp(C_2/λT)−1]}
ただし、I_n_,_λとI_n_+_1_,_λは波
長λにおける前記の第1と第2の強さ値、 sは前記の第1と第2の位置の距離、 Kλは波長λにおけるガスの全局部吸収係数、Tは前記
局部温度、 C_1とC_2は第2の輻射熱定数であり、さらにK_
λは K_λ=Σ_iC_iK_λ_,_i ただし、C_iはガス中の成分種iの局部比例分数、 K_λ_,_iは波長λにおけるその種の吸収係数であ
ることを特徴とする前記特許請求の範囲第2項に記載の
燃焼過程中の燃焼ガスについて測定を行なう方法。 4、前記の一組の同時方程式は解かれてC_iならびに
Tの値を与えることを特徴とする前記特許請求の範囲第
3項に記載の燃焼過程中に燃焼ガスについて測定を行な
う方法。 5、燃焼過程からの輻射熱の強さを測定する少なくとも
1つのセンサ(28)を有する探測子(10)と、前記
探測子を動かす装置(26)を含んで、前記探測子が燃
焼ガス内の路を横切ることができ、前記路が第1位置(
n)とそれに隣接する第2位置(n+1)を含む燃焼過
程中に燃焼ガスについて測定を行なう装置において;こ
の装置には各々の前記位置における探測子から強さ測定
値を取るデータ獲得装置(64、66)を組合せたこと
を特徴とする、燃焼過程中の燃焼ガスについて測定を行
なう装置。 6、前記探測子が相異なる波長に敏感な複数個の前記セ
ンサ(40、42、46)を含み、前記データ獲得装置
(64、66)が各センサからの強さ測定値をほぼ同時
に取ることを特徴とする前記特許請求の範囲第5項に記
載の燃焼過程中の燃焼ガスについて測定を行なう装置。 7、前記装置が、前記局部温度の項で前記の第1と第2
の強さ値に関連する回帰公式を用いて第1および第2の
位置の付近の燃焼ガスの局部温度に関する少なくとも1
つの方程式を発生させ、そして前記方程式を解いて局部
温度を得るデータ処理装置(68)を含むことを特徴と
する特許請求の範囲第5項または第6項のいずれかに記
載の燃焼過程中の燃焼ガスについて測定を行なう装置。 8、前記漸化式が複数個の吸収係数の項で強さ値に関連
し、各々の前記波長におけるガス中の各成分種に対する
1つ、前記吸収係数は各々予蓄積値であり、そして一組
の同時方程式がそこから発生されてデータ処理装置で解
かれることを特徴とする特許請求の範囲第7項に記載の
燃焼過程中の燃焼ガスについて測定を行なう装置。 9、前記データ処理装置が使用する漸化式はI_n_+
_1_,_λ=I_n_,_λe^−^(K_λ)^s
+{C_1λ^−^5[1−e^−^(K_λ)^s]
}/{π[exp(C_2/λT)−1]}ただし、I
_n_,_λとI_n_+_1_,_λは波長λにおけ
る前記の第1と第2の強さ値、 sは前記の第1と第2の位置の距離、 K_λは波長λにおけるガスの全局部吸収係数、Tは前
記局部温度、 C_1とC_2は第1と第2の輻射熱定数であり、さら
にK_λは K_λ=Σ_iC_iK_λ_,_i ただしC_iはガス中の成分種iの局部比例分数、K_
λ_,_iは波長λにおけるその種の吸収係数であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第8項に記載の燃焼過程
中の燃焼ガスについて測定を行なう装置。 10、前記データ処理装置は前記の一組の同時方程式を
解いてC_iならびにTの値を与えることを特徴とする
特許請求の範囲第9項に記載の燃焼過程中の燃焼ガスに
ついて測定を行なう装置。 11、前記装置が細長輻射熱伝達部材(10)を含み、
該部材の少なくとも1端(10a)は移動装置で可動に
され、他方端(10b)は前記の少なくとも1つのセン
サを有することを特徴とする特許請求の範囲第5項から
第10項までのいずれかに記載の燃焼過程中の燃焼ガス
について測定を行なう装置。 12、前記装置が細長部材に沿って受ける輻射を複数個
のほぼ半径方向に反射させるように配置された細長部材
の前記他方端の反則表面(52、56)を含み、センサ
(46)は反射表面を円周的にまわって配置されること
を特徴とする前記特許請求の範囲第11項に記載の燃焼
過程中に燃焼ガスについて測定を行なう装置。 13、前記装置が前記反射表面を与えるプリズム(50
、54)を含むことを特徴とする前記特許請求の範囲第
12項に記載の燃焼過程中に燃焼ガスについて測定を行
なう装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB848421267A GB8421267D0 (en) | 1984-08-22 | 1984-08-22 | Radiation probe |
GB8421267 | 1984-08-22 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6162827A true JPS6162827A (ja) | 1986-03-31 |
Family
ID=10565647
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60185008A Pending JPS6162827A (ja) | 1984-08-22 | 1985-08-22 | 燃焼過程中の燃焼ガスについて測定を行なう方法および装置 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4780832A (ja) |
EP (1) | EP0173548B1 (ja) |
JP (1) | JPS6162827A (ja) |
DE (1) | DE3583365D1 (ja) |
GB (1) | GB8421267D0 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014095664A (ja) * | 2012-11-12 | 2014-05-22 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 温度検出方法、温度検出装置およびプログラム |
JP2014115096A (ja) * | 2012-12-06 | 2014-06-26 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 温度検出方法、温度検出装置およびプログラム |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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- 1985-08-22 EP EP85305965A patent/EP0173548B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1985-08-22 DE DE8585305965T patent/DE3583365D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1985-08-22 US US06/768,340 patent/US4780832A/en not_active Expired - Fee Related
- 1985-08-22 JP JP60185008A patent/JPS6162827A/ja active Pending
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---|---|
GB8421267D0 (en) | 1984-09-26 |
EP0173548A2 (en) | 1986-03-05 |
DE3583365D1 (de) | 1991-08-08 |
EP0173548A3 (en) | 1987-09-02 |
EP0173548B1 (en) | 1991-07-03 |
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