專利名稱：狀況測(cè)量設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
文中所公開的主題涉及狀況測(cè)量設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代的燃?xì)鉁u輪燃燒器通常需要干式低NOx(DLN)技術(shù)來(lái)獲得相對(duì)降低的NOx排放水平。然而，示范性DLN燃燒器運(yùn)行中的關(guān)鍵問(wèn)題之ー是將要產(chǎn)生的燃燒動(dòng)態(tài)特性(dynamics)。燃燒動(dòng)態(tài)特性由燃燒器中的火焰產(chǎn)物所引起的熱釋放和與其相關(guān)的聲壓波的相干交互作用而產(chǎn)生，并導(dǎo)致燃燒器和熱燃?xì)馔ǖ罉?gòu)件的耐久性降低。對(duì)燃燒動(dòng)態(tài)特性的處理和可能進(jìn)行的修正至少需要對(duì)燃燒器中聲壓振幅的精確測(cè)量。
一種測(cè)量燃燒器中聲壓振幅的常用方法包括穿過(guò)燃燒器襯套的“熱側(cè)”安置端ロ ；以及通過(guò)波導(dǎo)管(或波導(dǎo)，waveguide)或者不使用波導(dǎo)管而直接將傳感器安裝在傳感端ロ以將該傳感器定位在距離傳感位置的一定距離處。在上述任一情形中，就傳感器的耐久性和精度而言，熱側(cè)應(yīng)用需要足夠的冷卻和安裝特征，這在不同情況下可用來(lái)與燃料預(yù)先混合以進(jìn)ー步降低NOx排放。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的ー個(gè)方面，提供了一種狀況測(cè)量設(shè)備，其包括燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒器，該燃燒器具有端蓋、限定襯套內(nèi)部的襯套以及與襯套內(nèi)部連通的燃料噴嘴，該端蓋形成為用以將其相對(duì)低溫環(huán)境的冷側(cè)與其相對(duì)高溫環(huán)境的熱側(cè)相分離，襯套和燃料噴嘴布置在該相對(duì)高溫環(huán)境中，燃燒器形成為用以限定延伸穿過(guò)布置在端蓋冷側(cè)的管道的燃料流通道，通過(guò)該通道燃料可輸送到燃料噴嘴；以及可操作地安裝在管道上的狀況傳感裝置。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種狀況測(cè)量設(shè)備，其包括燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒器，該燃燒器具有殼體、布置在殼體中且形成為用以限定內(nèi)部的襯套以及與襯套內(nèi)部連通的燃料噴嘴，該殼體包括端蓋，所述端蓋形成為用以將其相對(duì)低溫環(huán)境的冷側(cè)與其相對(duì)高溫環(huán)境的熱側(cè)相分離以及用以限定在燃料噴嘴上游的孔ロ以及歧管，通過(guò)該歧管，將要在襯套內(nèi)部中燃燒的燃料經(jīng)由孔ロ可輸送到燃料噴嘴中；布置在端蓋的冷側(cè)以供送燃料到歧管的管道以及可操作地安裝在管道上的狀況傳感裝置。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的狀況測(cè)量的方法，其包括測(cè)量燃燒器端蓋冷側(cè)處的狀況，測(cè)量燃燒器端蓋熱側(cè)處的狀況，以及使燃燒器端蓋的冷側(cè)和熱側(cè)處的狀況測(cè)量結(jié)果相互關(guān)聯(lián)。根據(jù)以下描述并結(jié)合附圖將更容易理解這些及其它的優(yōu)點(diǎn)和特征。


作為本發(fā)明的主題在權(quán)利要求中被特別地指出和明確地主張。本發(fā)明的前述和其它特征以及優(yōu)點(diǎn)將根據(jù)以下詳細(xì)描述并結(jié)合附圖而清楚，其中圖I是狀況測(cè)量設(shè)備的示意圖2是根據(jù)備選實(shí)施例的狀況測(cè)量設(shè)備的示意圖；圖3是示出了操作燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的方法的流程圖。詳細(xì)描述參照附圖通過(guò)實(shí)例的方式闡釋了本發(fā)明的實(shí)施例以及優(yōu)點(diǎn)和特征。標(biāo)號(hào)列表10狀況測(cè)量設(shè)備20燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒器21殼體210端蓋211孔ロ·212歧管22襯套220內(nèi)部23燃料噴嘴230燃料噴射器30管道40狀況傳感裝置51聲壓傳感器52波導(dǎo)管53線圈60附加狀況感測(cè)裝置61傳感孔62聲壓傳感器63波導(dǎo)管64線圈100測(cè)量冷側(cè)狀況110測(cè)量熱側(cè)狀況120使結(jié)果相關(guān)聯(lián)130估算精度
具體實(shí)施例方式參看圖1，提供了一種狀況測(cè)量設(shè)備10。狀況測(cè)量設(shè)備10包括燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒器20，該燃燒器具有殼體21、布置在殼體21中并形成為用以限定內(nèi)部220的襯套22，以及燃料噴嘴23。燃料噴嘴23與襯套內(nèi)部220相連通，使得輸送到燃料噴嘴23的燃料可經(jīng)由燃料噴射器230噴射到空氣流中并與空氣流相混合，且隨后將燃料和空氣的混合物供送至襯套內(nèi)部220并在其中燃燒。殼體21包括端蓋210，該端蓋210形成為用以限定位于燃料噴嘴23上游的孔ロ 211以及歧管212。將要在襯套內(nèi)部220中燃燒的燃料可通過(guò)歧管212經(jīng)由孔ロ 211輸送至燃料噴嘴23。燃料噴嘴23可為多個(gè)且可提供在多組回路中，同時(shí)燃料類似地輸送到該多個(gè)燃料噴嘴23中的每ー個(gè)中。具體而言，對(duì)于DLN燃燒器，燃料噴嘴23可以6個(gè)燃料噴嘴23提供作為ー套，其中ー組為I個(gè)燃料噴嘴23、ー組為2個(gè)燃料噴嘴23，以及ー組為3個(gè)燃料噴嘴23。端蓋210可形成為用以將其“冷側(cè)”與其“熱側(cè)”相分離。如文中所用，“冷側(cè)”指的是相對(duì)低溫的環(huán)境。比較而言，“熱側(cè)”指的是相對(duì)高溫的環(huán)境。襯套22和燃料噴嘴23二者可操作地布置在端蓋210的“熱側(cè)”中，其中燃料噴嘴23至少?gòu)亩松w210延伸到襯套22。狀況測(cè)量設(shè)備10還包括管道30和狀況傳感 裝置40。管道30布置在端蓋210的“冷側(cè)”并供送燃料到歧管212，該“冷測(cè)”如上述所述為相對(duì)低溫的環(huán)境。狀況傳感裝置40可操作地安裝在管道30上且構(gòu)造成用以感測(cè)燃燒動(dòng)態(tài)特性產(chǎn)生的從襯套內(nèi)部220向上游傳播的聲壓波。為此，狀況傳感裝置40可包括聲壓傳感器51以感測(cè)管道30中的聲壓波動(dòng)。根據(jù)實(shí)施例，且如圖I中所示，聲壓傳感器51可直接地可操作地安裝在管道30上。這樣，可以不需要波導(dǎo)管和無(wú)限線圈或半-無(wú)限線圈并避免了與其相關(guān)的花費(fèi)。比較而言，根據(jù)備選實(shí)施例，且參看圖2，狀況傳感裝置40還可包括波導(dǎo)管52和無(wú)限線圈或者半-無(wú)限線圈53。波導(dǎo)管52可操作地置于聲壓傳感器51和管道30之間，且因而從管道30將聲壓波動(dòng)傳輸?shù)铰晧簜鞲衅?1。無(wú)限或半-無(wú)限線圈53流體地聯(lián)接到聲壓傳感器51。在圖2的實(shí)施例的情形中，狀況傳感裝置40的“冷側(cè)”定位可至少獲得波導(dǎo)管52延長(zhǎng)的耐久性和可靠度。參看圖I和圖2，狀況測(cè)量設(shè)備10還可包括可操作地布置在端蓋210的“熱側(cè)”處的附加狀況傳感裝置60，該“熱側(cè)”如上述所述為相對(duì)高溫的環(huán)境。附加狀況傳感裝置60可在形成于襯套22中的傳感孔61處可操作地安裝在襯套22上，并且可包括聲壓傳感器62、可操作地置于聲壓傳感器62和襯套22之間的波導(dǎo)管63，以及如上文所述的聯(lián)接到聲壓傳感器62的無(wú)限線圈64。在狀況傳感裝置40感測(cè)端蓋220 “冷側(cè)”處的聲壓而附加傳感器裝置60感測(cè)蓋220 “熱側(cè)”處的聲壓的情況下，狀況測(cè)量設(shè)備10可提供超出那些常規(guī)系統(tǒng)的附加優(yōu)點(diǎn)。例如，狀況傳感裝置40可提供作為后備傳感器以檢測(cè)故障襯套傳感器操作，這可能由于長(zhǎng)期暴露于熱燃?xì)庵卸l(fā)生。另外，參看圖3，狀況傳感裝置40和附加傳感裝置60的使用還可提供一種用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的狀況測(cè)量的方法。該方法可包括測(cè)量端蓋220的“冷側(cè)”處的狀況，例如聲壓(操作100)，測(cè)量端蓋220的“熱側(cè)”處的狀況(操作110)，以及通過(guò)例如導(dǎo)出描述越過(guò)端蓋220的聲壓振幅的傳遞函數(shù)而使在端蓋220的熱側(cè)和冷側(cè)處的狀況測(cè)量結(jié)果相互關(guān)聯(lián)(操作120)。該方法還可包括估算測(cè)量的精度(操作130)，其中，該估算是基于狀況測(cè)量結(jié)果之間的關(guān)系進(jìn)行的(也即，基于該傳遞函數(shù))。此外，通過(guò)導(dǎo)出或建立在例如標(biāo)準(zhǔn)的襯套位置(也即，附加狀況傳感裝置60的位置)和上游燃料管線位置(也即，狀況傳感裝置40的位置)之間的聲壓振幅的傳遞函數(shù)，可消除在標(biāo)準(zhǔn)襯套位置處使用波導(dǎo)管63并且冷卻空氣可用于更多空氣和燃料的預(yù)先混合，這可能有助于獲得相對(duì)降低的NOx排放水平。在燃料噴嘴23為多個(gè)且提供在多組回路中同時(shí)可將燃料以類似方式輸送到該多個(gè)燃料噴嘴23的每ー個(gè)中的情況下，這些回路中的ー個(gè)或多個(gè)可用來(lái)獲得傳遞函數(shù)。盡管僅結(jié)合有限數(shù)量的實(shí)施例詳細(xì)地描述了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)容易理解的是，本發(fā)明并不限于此類所公開的實(shí)施例。確切而言，本發(fā)明可進(jìn)行修改以結(jié)合此前未曾描述但與本發(fā)明的精神和范圍相應(yīng)的任何數(shù)量的變型、更換、替換或者等同布置。另外，盡管已描 述了本發(fā)明的各種實(shí)施例，但是應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的方面可僅包括所述實(shí)施例中的一些。因此，本發(fā)明不應(yīng)視作為受限于以上描述，而是僅由所附權(quán)利要求的范圍來(lái)限制。
權(quán)利要求
1.一種狀況測(cè)量設(shè)備(10)，包括 燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒器(20)，其具有端蓋(210)、限定襯套內(nèi)部(220)的襯套(20)，以及與所述襯套內(nèi)部(220)連通的燃料噴嘴(23)， 所述端蓋(210)形成為用以將其相對(duì)低溫環(huán)境的冷側(cè)與其相對(duì)高溫環(huán)境的熱側(cè)相分離，所述襯套(22)和所述燃料噴嘴(23)布置在所述相對(duì)高溫環(huán)境中， 所述燃燒器(20)形成為用以限定延伸穿過(guò)布置在所述端蓋(210)的冷側(cè)處的管道(30)的燃料流通道，通過(guò)所述燃料流通道可將燃料輸送到所述燃料噴嘴(23);和 狀況傳感裝置(40)，其可操作地安裝在所述管道(30)上。
2.如權(quán)利要求I所述的狀況測(cè)量設(shè)備(10)，其特征在于，所述燃料噴嘴(23)為多個(gè)且布置成ー組為I個(gè)燃料噴嘴(23)、一組為2個(gè)燃料噴嘴(23)以及ー組為3個(gè)燃料噴嘴(23)，所述燃料可輸送到所述多個(gè)燃料噴嘴(23)中的每ー個(gè)。
3.如權(quán)利要求I所述的狀況測(cè)量設(shè)備(10)，其特征在于，所述狀況傳感裝置(40)感測(cè)燃燒動(dòng)態(tài)特性產(chǎn)生的沿上游方向傳播的聲壓波。
4.如權(quán)利要求I所述的狀況測(cè)量設(shè)備(10)，其特征在于，所述狀況傳感裝置(40)包括聲壓傳感器(51)。
5.如權(quán)利要求4所述的狀況測(cè)量設(shè)備(10)，其特征在于，所述聲壓傳感器(51)直接地可操作地安裝在所述管道(30)上。
6.如權(quán)利要求4所述的狀況測(cè)量設(shè)備(10)，其特征在于，所述狀況傳感裝置(40)還包括 波導(dǎo)管(52)，其可操作地置于所述聲壓傳感器和所述管道之間；以及 無(wú)限或半-無(wú)限線圈(53)，其聯(lián)接到所述聲壓傳感器。
7.如權(quán)利要求I所述的狀況測(cè)量設(shè)備(10)，其特征在于，所述狀況測(cè)量設(shè)備還包括可操作地布置在所述端蓋的熱側(cè)處的附加狀況傳感裝置(60)。
8.如權(quán)利要求7所述的狀況測(cè)量設(shè)備(10)，其特征在于，所述附加狀況傳感裝置(60)包括 聲壓傳感器(62);和 波導(dǎo)管(63)以及聯(lián)接到所述聲壓傳感器(62)上的無(wú)限或半-無(wú)限線圈(64)。
9.一種狀況測(cè)量設(shè)備(10)，包括 燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒器(20)，其具有殼體(21)、布置在所述殼體(21)內(nèi)且形成為用以限定內(nèi)部(220)的襯套(22)，以及與所述襯套的內(nèi)部(220)連通的燃料噴嘴(23)， 所述殼體(21)包括端蓋(210)，所述端蓋(210)形成為用以將其相對(duì)低溫環(huán)境的冷側(cè)與其相對(duì)高溫環(huán)境的熱側(cè)相分離以及用以限定在所述燃料噴嘴(23)上游的孔ロ(211)以及歧管(212)，所述襯套(22)和所述燃料噴嘴(23)布置在所述相對(duì)高溫環(huán)境中，將要在所述襯套的內(nèi)部(220)中燃燒的燃料通過(guò)所述歧管經(jīng)由所述孔ロ(211)可輸送到所述燃料噴嘴(23)； 管道(30)，其布置在所述端蓋(210)的冷側(cè)以將所述燃料供送到所述歧管(212)中；和 狀況傳感裝置(40)，其可操作地安裝在所述管道(30)上。
10.一種用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的狀況測(cè)量的方法，包括測(cè)量燃燒器端蓋的冷側(cè)處的狀況(100)； 測(cè)量所述燃燒器端蓋的熱側(cè)處的狀況(110);和使所述燃燒器端蓋的冷側(cè)和熱側(cè)處的狀況測(cè)量結(jié)果相互關(guān)聯(lián)(120)。
全文摘要
本發(fā)明涉及狀況測(cè)量設(shè)備和方法。具體而言，本發(fā)明提供了一種狀況測(cè)量設(shè)備(10)，其包括燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒器(20)，該燃燒器(20)具有端蓋(210)、限定襯套內(nèi)部(220)的襯套(22)以及與襯套內(nèi)部連通的燃料噴嘴(230)，端蓋(210)形成為用以將其相對(duì)低溫環(huán)境的冷側(cè)與其相對(duì)高溫環(huán)境的熱側(cè)相分離，襯套(22)和燃料噴嘴(23)布置在該相對(duì)高溫環(huán)境中，燃燒器(20)形成為用以限定延伸穿過(guò)布置在端蓋(210)冷側(cè)處的管道(30)的燃料流通道，通過(guò)該通道可將燃料輸送到燃料噴嘴(23)；以及可操作地安裝在管道(30)上的狀況傳感裝置(40)。
文檔編號(hào)G01H1/16GK102680070SQ201210096760
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月8日
發(fā)明者G·D·邁爾斯, S·K·斯里尼瓦桑, V·納拉, 金冠佑 申請(qǐng)人:通用電氣公司