本實(shí)用新型涉及燃?xì)廨啓C(jī)的輔助設(shè)備，尤其涉及一種燃燒室的火焰監(jiān)測(cè)裝置。

背景技術(shù)：

燃?xì)廨啓C(jī)首先通過壓氣機(jī)將常壓空氣加壓，然后將壓縮空氣輸入燃燒室，在燃燒室內(nèi)壓縮空氣與燃料的混合物燃燒產(chǎn)生熱的燃燒氣體推動(dòng)渦輪做功。新一代燃燒室多在頭部設(shè)置多個(gè)燃燒器，并將燃燒器分為3～4組，通過分級(jí)燃燒燃燒室可以從未燃過渡到燃燒器正常工作狀態(tài)。同時(shí)在燃燒室正常過程中，不同分組的燃燒器可能會(huì)出現(xiàn)異常，如熄火、回火、火焰超溫、火焰振蕩等等現(xiàn)象，這會(huì)導(dǎo)致污染物增加，甚至損壞燃?xì)廨啓C(jī)整體設(shè)備，因此，需要增加燃燒室火焰可視化設(shè)備。然而這種設(shè)備為了更好地觀察到火焰現(xiàn)象就需要深入到火焰區(qū)域，其安裝、冷卻等問題至關(guān)重要。

現(xiàn)有技術(shù)公開了一種設(shè)置于光學(xué)管道底端的火焰檢測(cè)器，攝像機(jī)直接與火焰接觸，對(duì)攝像機(jī)的安裝及冷卻非常困難，且高溫?cái)z像是一種精密的設(shè)備，一旦燒毀，經(jīng)濟(jì)損失較大，且不易修復(fù)及替換，盡管其提出了冷卻方案，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上主動(dòng)冷卻經(jīng)濟(jì)效率。現(xiàn)有技術(shù)中的攝像機(jī)相對(duì)于觀察窗可旋轉(zhuǎn)，在高溫條件下有復(fù)雜的機(jī)械運(yùn)動(dòng)勢(shì)必帶來加工及冷卻的不便。現(xiàn)有技術(shù)的火焰監(jiān)測(cè)裝置采用注入式冷卻管道，冷卻效果固定不可調(diào)節(jié)，如果采用較小的冷卻介質(zhì)注入，當(dāng)燃燒室內(nèi)火焰監(jiān)測(cè)裝置安裝位置發(fā)生超溫時(shí)極易被燒毀，而采用較大冷卻介質(zhì)注入浪費(fèi)冷卻介質(zhì)且造成燃燒室流場(chǎng)改變，影響燃燒室性能。因此需要提出一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于安裝更換且具有更高冷卻效果的用于在燃燒過程中監(jiān)視火焰的設(shè)備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種燃燒室的火焰監(jiān)測(cè)裝置，所述火焰監(jiān)測(cè)裝置位于燃燒室的外部，該裝置包括攝像機(jī)、觀察窗、光學(xué)管道、光纖和主動(dòng)冷卻管道；

所述攝像機(jī)設(shè)于所述光學(xué)管道的始端，所述觀察窗設(shè)于所述光學(xué)管道的末端，所述光纖軸向設(shè)置于所述光學(xué)管道內(nèi)部，且一端連接所述攝像機(jī)，另一端連接所述觀察窗；

所述光學(xué)管道外側(cè)設(shè)有所述主動(dòng)冷卻管道，且所述主動(dòng)冷卻管道和光學(xué)管道之間的區(qū)域填充有流動(dòng)的冷卻介質(zhì)；

所述燃燒室的側(cè)壁開設(shè)有通孔，所述觀察窗通過所述通孔觀察燃燒室內(nèi)的火焰情況，并將得到的光學(xué)數(shù)據(jù)經(jīng)由所述光纖傳至攝像機(jī)。

本實(shí)用新型所述的火焰監(jiān)測(cè)裝置，用于監(jiān)測(cè)燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室內(nèi)的燃燒狀況，所述裝置位于燃燒室外部，其觀察窗從燃燒室側(cè)壁的通孔處觀察燃燒室內(nèi)的火焰狀況，避免了現(xiàn)有技術(shù)中拍攝裝置與火焰直接接觸的情況，從而減輕了高溫火焰對(duì)拍攝裝置的直接損害。

優(yōu)選的，所述觀察窗的兩側(cè)設(shè)有輔助冷卻裝置，所述輔助冷卻裝置與主動(dòng)冷卻管道的末端相連，所述主動(dòng)冷卻管道的末端端壁設(shè)置開孔，以使所述冷卻介質(zhì)從所述開孔流向所述輔助冷卻裝置，所述開孔的面積占主動(dòng)冷卻管道的末端端壁面積的0.5％～5％，確保進(jìn)入燃燒室內(nèi)的冷卻量非常低，使得調(diào)整主動(dòng)冷卻管道內(nèi)冷卻介質(zhì)的量對(duì)燃燒室內(nèi)部的影響最小。

優(yōu)選的，所述主動(dòng)冷卻管道的軸向側(cè)壁分別設(shè)有冷卻介質(zhì)入口和冷卻介質(zhì)出口，從所述冷卻介質(zhì)入口注入的冷卻介質(zhì)流入主動(dòng)冷卻管道內(nèi)，其一部分流入所述輔助冷卻裝置，另一部分充滿整個(gè)主動(dòng)冷卻管道后經(jīng)所述冷卻介質(zhì)出口排出。

本裝置采用主動(dòng)冷卻管道，冷卻介質(zhì)從冷卻介質(zhì)入口進(jìn)入，沿光學(xué)管道外壁流動(dòng)對(duì)其進(jìn)行冷卻，然后從冷卻介質(zhì)出口流出，由于冷卻介質(zhì)的進(jìn)口和出口均不涉及燃燒室內(nèi)部，可以通過外部設(shè)備調(diào)節(jié)冷卻介質(zhì)物理性質(zhì)，流量，流速，因此可以根據(jù)火焰狀態(tài)及時(shí)作出調(diào)節(jié)，增加冷卻效率；因而，這種開放式的主動(dòng)冷卻管道既可根據(jù)燃燒室內(nèi)的燃燒情況對(duì)光學(xué)管道和攝像機(jī)進(jìn)行靈活降溫，增加了冷卻效率，同時(shí)又能靈活調(diào)整冷卻介質(zhì)的用量，避免了冷卻介質(zhì)的不足或浪費(fèi)。

優(yōu)選的，所述輔助冷卻裝置的末端端壁設(shè)有多個(gè)發(fā)散冷卻孔,冷卻介質(zhì)不斷由該發(fā)散冷卻孔流出，孔上會(huì)有冷水或冷氣不斷附著在該末端端壁表面，從而更利于該末端端壁及觀察窗的降溫，同時(shí)觀察窗上的積碳也會(huì)被吹走，使設(shè)備更有效的觀察火焰情況。

更優(yōu)選的，所述發(fā)散冷卻孔與所述輔助冷卻裝置的末端端壁成30°～45°角，以保證對(duì)端壁的有效吹掃。

優(yōu)選的，所述輔助冷卻裝置的末端內(nèi)壁設(shè)有肋片,設(shè)置的肋片增大了輔助冷卻裝置末端內(nèi)壁的換熱面積，從而更利于對(duì)觀察窗及該輔助冷卻裝置本身進(jìn)行降溫，減輕了高溫對(duì)觀察窗的損壞，確保了觀察窗的高效運(yùn)作。

優(yōu)選的，所述輔助冷卻裝置與所述主動(dòng)冷卻管道一體成型或可拆卸地連通。一旦發(fā)生火焰燒蝕，這種可拆卸的連接方式可以只更換輔助冷卻通道，而不損失主動(dòng)冷卻通道和始端的攝像機(jī)，減少了拆裝和更換的成本。

優(yōu)選的，所述觀察窗固定設(shè)置在所述光學(xué)管道上，且所述光學(xué)管道可帶動(dòng)觀察窗在與所述火焰監(jiān)測(cè)裝置的軸線方向呈0°～35°(優(yōu)選為0°～15°)的錐角范圍內(nèi)擺動(dòng)，使得觀察窗可在較大觀察范圍內(nèi)觀察燃燒室內(nèi)的火焰情況。本實(shí)用新型的火焰監(jiān)測(cè)裝置用于徑向分級(jí)燃燒室，其朝向燃燒室的前端且與燃燒室側(cè)壁呈一定夾角，只需要拍攝燃燒室三分之一的火焰情況即可得到全部分級(jí)情況下的火焰情況，因此所述火焰監(jiān)測(cè)裝置在結(jié)構(gòu)上設(shè)置更為簡(jiǎn)單，只要其拍攝范圍達(dá)到60°即可覆蓋150°燃燒室空間的火焰情況，達(dá)到觀察燃燒室系統(tǒng)火焰的目的。

本實(shí)用新型所述的火焰監(jiān)測(cè)裝置，所述冷卻介質(zhì)為低溫流體，優(yōu)選為冷水或冷氣。

本實(shí)用新型所述的火焰監(jiān)測(cè)裝置，所述觀察窗與光學(xué)管道固定連接。

本實(shí)用新型所述的火焰監(jiān)測(cè)裝置，所述冷卻介質(zhì)為低溫流體；優(yōu)選的，所述冷卻介質(zhì)為冷氣。

本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案具有以下有益效果：

1、本實(shí)用新型的火焰監(jiān)測(cè)裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所述光學(xué)管道位于燃燒室外部，對(duì)觀察窗和攝像機(jī)的安裝更換都極為方便；其觀察窗從燃燒室側(cè)壁的通孔處觀察燃燒室內(nèi)的火焰狀況，避免了現(xiàn)有技術(shù)中拍攝裝置與火焰直接接觸的情況，從而減輕了高溫火焰對(duì)拍攝裝置的損害。而主動(dòng)冷卻管道可以對(duì)光學(xué)管道進(jìn)行降溫，輔助冷卻裝置可以對(duì)觀察窗進(jìn)行降溫，從而確保了光學(xué)管道和觀察窗的安全運(yùn)行。

2、本實(shí)用新型所述的主動(dòng)冷卻管道內(nèi)的冷卻介質(zhì)的進(jìn)出均不涉及燃燒室內(nèi)部，而輔助冷卻管道內(nèi)的冷卻介質(zhì)的量很小，因此可通過外部設(shè)備調(diào)節(jié)冷卻介質(zhì)的類型及物理性質(zhì)的方式靈活調(diào)節(jié)冷卻效果，增加了冷卻效率，同時(shí)又能靈活調(diào)整冷卻介質(zhì)的用量，避免了冷卻介質(zhì)的不足或浪費(fèi)；而且冷卻介質(zhì)入口和冷卻介質(zhì)出口均位于燃燒室的外部，從而更便于添加和排放冷卻介質(zhì)。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1所述火焰監(jiān)測(cè)裝置與燃燒室的位置關(guān)系示意圖；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例1所述火焰監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖2中A部的放大圖；

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例2所述火焰監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為圖4中B部的放大圖；

其中，1、火焰監(jiān)測(cè)裝置；2、攝像機(jī)；3、光學(xué)管道；31、光學(xué)管道的始端；32、光學(xué)管道的末端；4、光纖；5、觀察窗；6、主動(dòng)冷卻管道；62、主動(dòng)冷卻管道的末端；63、主動(dòng)冷卻管道的末端端壁；64、開孔；7、燃燒室；71、燃燒室的側(cè)壁；72、燃燒室的前端；8、冷卻介質(zhì)入口；9、冷卻介質(zhì)出口；10、輔助冷卻裝置；101、肋片；102、發(fā)散冷卻孔；103、輔助冷卻裝置的末端端壁。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本實(shí)用新型，但不能用來限制本實(shí)用新型的范圍。

在本實(shí)用新型的描述中，術(shù)語“內(nèi)”、“外”、“始端”、“末端”、“頂端”、“底端”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。在本實(shí)用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本實(shí)用新型中的具體含義。

實(shí)施例1

如圖1～3所示，本實(shí)施例提供了一種燃燒室的火焰監(jiān)測(cè)裝置1，所述火焰監(jiān)測(cè)裝置1位于燃燒室的外部，其包括攝像機(jī)2、觀察窗5、光學(xué)管道3、光纖4和主動(dòng)冷卻管道6；攝像機(jī)2設(shè)于光學(xué)管道的始端31，觀察窗5設(shè)于光學(xué)管道的末端32；光纖4軸向設(shè)置于光學(xué)管道內(nèi)部，且一端連接攝像機(jī)2，另一端連接觀察窗5，光學(xué)管道外側(cè)設(shè)有主動(dòng)冷卻管道6，且主動(dòng)冷卻管道6和光學(xué)管道3之間的區(qū)域填充有流動(dòng)的冷卻介質(zhì)，本實(shí)施例中的冷卻介質(zhì)為冷水。燃燒室的側(cè)壁71開設(shè)有通孔，觀察窗5通過通孔觀察燃燒室內(nèi)的火焰情況，并將得到的光學(xué)數(shù)據(jù)經(jīng)由光纖4傳至攝像機(jī)2，攝像機(jī)2再經(jīng)過數(shù)據(jù)傳輸輸出燃燒室內(nèi)火焰的實(shí)時(shí)影像。

觀察窗的側(cè)壁設(shè)有輔助冷卻裝置10，主動(dòng)冷卻管道的末端62與輔助冷卻裝置10相連，主動(dòng)冷卻管道的末端端壁63設(shè)置開孔64，以使冷卻介質(zhì)從開孔64流向輔助冷卻裝置10；主動(dòng)冷卻管道6的軸向側(cè)壁分別設(shè)有冷卻介質(zhì)入口8和冷卻介質(zhì)出口9，從冷卻介質(zhì)入口8注入的冷卻介質(zhì)流入主動(dòng)冷卻管道6內(nèi)，一部分流入所述輔助冷卻裝置10，另一部分充滿整個(gè)主動(dòng)冷卻管道6后經(jīng)所述冷卻介質(zhì)出口9排出。輔助冷卻裝置的末端端壁103不超出觀察窗5的觀察面，且該端壁設(shè)有多個(gè)發(fā)散冷卻孔102，發(fā)散冷卻孔102與輔助冷卻裝置的末端端壁103成40°角。本實(shí)施例中輔助冷卻裝置10與主動(dòng)冷卻管道6可拆卸，以螺紋形式連接。

本實(shí)施例的觀察窗5固定設(shè)置在光學(xué)管道3上，且光學(xué)管道3可帶動(dòng)觀察窗5在與火焰監(jiān)測(cè)裝置軸線方向(即圖1中A-A方向)呈15°的錐角范圍內(nèi)擺動(dòng)，使得觀察窗5可在較大觀察范圍內(nèi)觀察燃燒室內(nèi)的火焰情況。本實(shí)施例的火焰監(jiān)測(cè)裝置1用于徑向分級(jí)燃燒室7，其朝向燃燒室的前端72且與燃燒室側(cè)壁呈一定夾角，只需要拍攝燃燒室7三分之一的火焰情況即可得到全部分級(jí)情況下的火焰情況，因此本火焰監(jiān)測(cè)裝置在結(jié)構(gòu)上設(shè)置更為簡(jiǎn)單，只要其拍攝范圍達(dá)到60°即可覆蓋150°燃燒室空間的火焰情況，達(dá)到觀察燃燒室系統(tǒng)內(nèi)部火焰的目的。

實(shí)施例2如圖1、4和5所示，本實(shí)施例提供了所述燃燒室的另一種火焰監(jiān)測(cè)裝置，其與實(shí)施例1的火焰監(jiān)測(cè)裝置基本相同，區(qū)別之處僅在于：所述輔助冷卻裝置的末端內(nèi)壁設(shè)有肋片101，但無實(shí)施例1所述的發(fā)散冷卻孔102。

本實(shí)用新型的實(shí)施例是為了示例和描述起見而給出的，而并不是無遺漏的或者將本實(shí)用新型限于所公開的形式。很多修改和變化對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言是顯而易見的。選擇和描述實(shí)施例是為了更好說明本實(shí)用新型的原理和實(shí)際應(yīng)用，并且使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠理解本實(shí)用新型從而設(shè)計(jì)適于特定用途的帶有各種修改的各種實(shí)施例。