JPS597227A - 光学素子、並びにこの光学素子を備える燃焼チヤンバ観察用装置及び高温計 - 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】 本発明は、光学素子、並びにこの光学素子を備える燃焼
チャンバ観察用装置及び高温計に関する。

本発明は、特に汚染されやすい放射高温計若しくは他の
光学装置のだめのレンズ、捷たは窓Ｋｉ別するものであ
る。

例エバ、タービンブレードの温度を検知するために、ガ
スタービンエンジンに使用されるｌ１ｆｙ射高温計ハ、
一般に、エンジンバイパスタソトを介してタービンチャ
ンバに突出するように取り伺けられた光学ヘッドを備え
ている。このヘッドは、タービンブレードからの放射線
を受は取るべく、チャンバの壁面に開口する観、察用管
内に、レンズなどの光学窓を備えている。観察用管の使
用により、特定の角度でのみ、放射線が入るとともに、
窓が、チャンバ内の熱や燃焼生成物に直接接触しないよ
うになっている。

このような高温計に伴う問題の１つは、レンズ即ち窓が
、エンジン駆動中に、燃焼生成物などにより汚染されや
すいため、放射線の伝達率を低下させてしまうことであ
る。

燃焼生成物をパージするために、観察用管に空気を供給
することにより、汚染がある程度まで防１１−さ相る。

しか（〜、パージ用空気が減ｔＩ、′Ｊ、た場合、特に
、エンジンの開始時又は停止時、又はパージ装置がＵｌ
ｉ害されたり、損傷さ灯た場合に、なお汚染物Ｊが残る
。エンジンの中には、パージ装置＃は備えて（＾〃いも
のもあり、そのため、６０時間から１００峙間の操作の
後に、レンズを洗浄するために、高温泪を取り外す必要
がある。

本発明の目的は、光学素子に生じる汚染を減少させて、
汚染に伴なう問題を解決するよう！でした装置を提供す
ることにある、 本発明によれば、光学的に不透明な物質による汚染を減
、少させる効果のある触媒を含む表面１→全治すること
を特徴とする光学素子が提供される。

触媒は、光学的に不透明な物質の酸化温度を低下させ、
この物質全気体に変化させることが出来る３１表面層は
、酸化アルミニウム白金を含んでいるのがよい。光学素
子は、レンズ又は他の反射素子であるとよい。

寸だ、本発明によれば、燃焼チャン、＜の近くに設けら
れた前端部と、燃焼チャンバからｌ〃射センサーに、放
射線が送ら力、るように、前記前端部に向けてをり付け
られた光学的に透明な素子とを備える燃焼チャンバ観、
察用装置であって、前記素子の前面が、触媒を含む表面
層を治し、この触媒により、前記素子が使用中に受ける
温度以下に、前記素子と接触する光学的に不透明な物質
の酸化温度を低下させ、そねにより、前記不透明物質全
気体に変化させるようにしたことを特徴とする燃焼チャ
ンバ観察用装置が提供される。

更に、本発明によれば、放射センサーと、このセンサー
の前端に取り付けられ、放射線がその中を介して、セン
サーに送られるようになっている光学的に透明な素子と
を備える高温計であって、前記素子の前面が、触媒を含
む表面層を有し、この触媒により、層と接触する物質の
気体への酸化を促進させるようにしたことを特徴とする
高温計が提供される。

本発明による光学素子を備える、ガスタービンエンジン
に取り付けた放射高温計について、以下、図面に基つき
説明する。

１々射嵩高１１計に１、光学ヘッド（１）を有している
。こ（１７＞　ｔ　学ヘッド（１１は、エンジンのター
ビンケーシング（６）に取りイ」けた金属スリーブ（２
）により覆われていＡ４、スリーブ（２）は、ヘッド（
１）′ｆｆタービンブレード（６）の方向へ導くために
、エンジンバイパスダク）（４１ｉ介して、タービンチ
ャンバ（５けでｈＩＥびている。スリーブ（２１ｉｄ、
ダクト（４）からチャンバ（５）ニ向は開口する観察用
管（７）を備え、才だブレード（６）から、ヘッド（１
）に設けられた第２図示の合成ザファイア製レンズ（８
）寸で、放射線が通過するようにカっている。

レンズ（８）により、ブレード（６）から受は取られた
放射線は、光フアイバーケーブル（１０）の端部（９）
に集められる。

この実施例で１は、エンジンが作動している間、管（ハ
からの燃焼生成物を清浄するようになっている。つまり
、管（７）は、バイパスダクト（４）に開口するスロッ
ト（ろ０）ヲ備えている。エンジンの圧縮段階から、ダ
ク）（４）Ｋ通常供給された冷却空気、け、スロットと
ろＯ）を介して、管（７）に流れて、チャンバ（５１に
排出され、それにより、エンジン作曲１中に、管（ハに
入る燃焼生成物の量を、はぼ遮断するようにしている。

１〜かし、ダク）（４）Ｋ供給きれた冷却空気の圧力は
、エンジンの開始時には低く、普通この時点で、燃料空
気混合物が管（７）に入ら々いようにするには不十分で
ある。

このよう々状態で、燃料空気混合物が遮断されるのを補
助するべく、別の空気供給源（３１）から、パージ用空
気が供給されるとよい。

９気供給Ｒ（３１）は、逆止め弁（３２）を介して、ス
リーブ（２）（ｔ（Ｈ，＜ｙけた供給口（３ろ）に連結
され、ヘッド（１）のケーシング（３５）とスリーブ（
２）との間の環空部（５４）に、約５６００［１１Ｋ！
ｉ’／ｍ’　（８０ｐｓｉ　）位の低圧空気を通過させ
るようにしている。空気は、環空部（３４）から、第２
図示のケーシング（３５）のレンズ支持リング（ロア）
内に設けた周面分配口（３６）を経て、レンズ（８）の
、正面ｋＡす、管（７）４で送られる。

レンズ（８）を横切って管（７１に送られる空気の流れ
により、管（７）から、燃料空気混合物がパージされる
。ＩＩ；給口（３３）Ｋ供給される圧力が、バイパスダ
クト（４）内部の子方以上になるまで、空気の流ね５ｉ
ｌ−１′持続する。

管（７）のパージを維持するべく、ダクト（４）からス
ロット（ろ０）に送られる空気により、スロット（３０
）上のレンズ（８）近傍に残る清潔なほぼ停滞した体積
ｉ＋補えるカーテンが形成される。スロット（ろＯ）は
、管（力の下方向へ空気流を導くべく、前方へ傾いて設
けられており、それによりカーテン効果を増長させてい
る。

レンズ（８）の汚れを減少させるために、レンズ（８）
の前側の露出した表面（２０）は、酸化アルミニウム白
金の薄い表面層（２１）でコーティングされている。

この表面層（２１）の厚さは、高温計が応答する程度の
波長の放射線がほぼ透過しつるように定められている。

表面層（２１）を形成する材料は、レンズが使用中に受
ける以下の温度１で、酸化温度を低下させて、すすや他
の燃焼生成物の酸化を促進するための触媒として作用す
る。このようにして、レンズの表面に不透明な層を付着
させる代わりに、すすを、二酸化炭素又は−酸化炭素の
ような透明な気体に変化させ、レンズを通過する放射線
の通路を妨害しんいようになっている。

汚れが（＝Ｊ着しないように、レンズ（８）を触媒層（
２１）でコーティングするどとにより、レンズを洗浄し
たり、パージ装置を特に設けることなく、高温計の使用
朝間を延長することが出来る。

レンズ（８）Ｕ、サファイアの半加工品を粉砕して、所
望の焦点ｌｌ１１：！離を定め、次に、酸化アルミニウ
ム白金層を、蒸着によりコーティングすることにより、
製造される。レンズ（８）ヲコーティングするために、
他の種々の方法を使用することもｄ１来る。

他の種類の触媒を使用することも出来るが、この触媒に
は、酸化を促進させるような機能は、必ずしも必要では
々い。

レンズに他の物質を付着させて、他の化学変化を生じさ
せることにより、レンズの活力、ヲ減少させることも出
来る。汚染物を気体に変化づせる代わりしこ、触媒Ｉテ
より、より大きな透明ＩＷの固体又は液体に変化させる
ことも出来る。あるいは、他の方法で触媒により、汚染
物を、より敏速に分散する形状のものに変化させること
も出来る。

触媒層は、汚染物上の作用によっては、永久的に変化し
ないので、長い耐久期間を持っている。

！傅定の状態では、触媒層により、レンズをコーティン
グする前に、レンズに保護層を形成することが必要であ
る。

レンズの前部に、光学的に透明な窓を形成する代わりに
、レンズを保護するための触媒の層を設けることも出来
る。

本発明は、また英国特許出願第２０８７５８８Ａ号明細
書に記載された光学反射装＃に適用することも出来る。

本発明による光学素子１は、高温計に使用が限定されな
いばかりでなく、汚染しやすい他の装置においても使用
しうろことに留意するべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による光学素子を備える高温計を部分
的に破断して示す側面図、 第２図は、本発明による高温計の下半分を破断し／４図
である。 （１）光学へノド　　　　（２）金属スリーブ（ろ）タ
ービンチャンバグ　（４）エンジンバイパスダクト（５
）タービンチャンバ　（６）ブレード（７）管　　　　
　　　　（８）レンズ（９）端部　　　　　　　　　（
１ｏ）光フアイバーケーブル（２０）表面　　　　　　
　（２１）表面層（３０）スロット　　　　　（６１）
空気供給源（ろ２）逆止め弁　　　　（３６）供給［」
（３４）環空部　　　　　　（３５）ケーシング（３６
）周面分配口 、′″：、１５゜ 特許出願人　代理人　弁理士　　竹　沢　荘　−Ｓ、”
　：”：”’：；１、、ｌ＋：一

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　光学的に不透明な物質による汚染を減少させ
   る触媒を含む表面層を有することを特徴とする光学素子
   。
2. （２）　　触媒により、光学的に不透明な物質の酸化温
   度を低下させて、この物質を気体に変化させるようにし
   たことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項に記載の
   光学素子。
3. （３）　　表面層が、酸化アルミニウム白金を含んでい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項若しくは
   第（２）項に記載の光学素子。
4. （４）　　表面層が、蒸着によって表面に形成されるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第（１）項乃至第（ろ）
   項のいずれかに記載の光学素子。
5. （５）　　レンズよりなることを特徴とする特許請求の
   範囲第（１）項乃至第（４）項のいずれかに記載の光学
   素子。
6. （６）　　レンズが、サファイアでつくられたものであ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第（５）項に記載の
   光学素子。
7. （７）　　反射素子よりなることを特徴とする特許請求
   の範囲第（１）項乃至第（４）項のいずれかに記載の光
   学素子。
8. （８）　　燃焼チャンバの近くに設けた前端部と、前記
   前端部に向くようにをり付けられ、その中を介１、て、
   放射線が、燃焼チャンバから放射線センサー壕で通過す
   るようになっている光学的に透明な素子とを有する燃焼
   チャンバ観察用装置であって、前記光学素子の前部表面
   が、触媒を含む表面層を有し、この触媒が、使用中に光
   学素子が受ける温度以下に、この素子と接触する光学的
   に不透明々物質の酸化温度を低下させ、それにより、前
   記不透明物質の気体への変化を促進するようにしたこと
   を特徴とする燃焼チャン゛バ観察用装置。
9. （９）　　光学ファイバーケーブルを更に備え、また光
   学的に透明々素子を介して通過する放射線が、斤−′？
   ファイバーケーフ゛ルの１７ｉｉ４部に隼めらね、るよ
   うＶこ６．つマーいることを特徴とする特許請求の範囲
   第（８）項Ｋ　ｓｒ″載の燃焼チャンバ観察用装置。
10. （１０）　　ｌｆｌ射線センザーと、このセンサーの前
    端ニ取り（−Ｊけられ／こ光学的に透明な素子とを備え
    、それにより、放射線が、この素子を介して、前記セン
    サ＝まで通過するようになっている高温計であって、 前記素子の前部表面が、触媒を含む表面層を有し、この
    触媒で、この表面層と接触する物質の気体への酸化を促
    進させるようにＩ７たことを特徴とする高温計。
11. （１１）光学ファイバーケーブルを更に備え、寸た光学
    的に透明々素子を介して通過する放射線が、光学ファイ
    バーケーブルの端部に集められるようになっていること
    を特徴とする特許請求の範囲第（１０）項に記載の高温
    計。