Световод



Световод
Световод
Световод
Световод
Световод

 


Владельцы патента RU 2469364:

СИМЕНС АКЦИЕНГЕЗЕЛЛЬШАФТ (DE)

Изобретение относится к световоду, который применяется в горелках газотурбинных установок. Устройство содержит выполненный в виде шланга корпус. Корпус имеет входное отверстие, выходное отверстие и проходящую от входного отверстия к выходному отверстию среднюю линию. Внутри корпуса расположены в ряд прозрачные шарики вдоль средней линии. На внутренней стороне корпуса имеется проходящий от входного отверстия к выходному отверстию образующий спираль изогнутый выступ, между витками которого размещаются шарики. Технический результат - возможность использования в высокотемпературном окружении. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Данное изобретение относится к световоду. В частности, оно относится к световоду, который применяется в горелках, например, газотурбинных установок.

Световоды сами по себе достаточно известны. Однако их, как правило, нельзя применять в высокотемпературных условиях, имеющихся, например, в горелках газотурбинной установки. Использование световодов для источников света в горелке газотурбинной установки представляет особый интерес для обеспечения возможности наблюдения пламени газотурбинной установки. Например, во время процесса зажигания можно оптически определять, было ли зажигание успешным, т.е. образовалось ли пламя, или же необходимо повторить зажигание. Во время работы газотурбинной установки оптическое наблюдение за пламенем может быть также целесообразным, например, для проверки устойчивости пламени.

Поэтому задачей изобретения является создание конструкции световода, которая обеспечивает возможность использования в высокотемпературном окружении.

Второй задачей данного изобретения является создание горелки, в частности, для газотурбинной установки, которая обеспечивает возможность оптического наблюдения пламени.

Первая задача решена с помощью световода по пункту 1, а вторая задача решена с помощью горелки по пункту 6 формулы изобретения. Предпочтительные варианты выполнения изобретения следуют из зависимых пунктов формулы изобретения.

Световод согласно изобретению содержит выполненный в виде трубы или шланга корпус, который имеет входное отверстие, выходное отверстие и проходящую от входного отверстия к выходному отверстию (воображаемую) среднюю линию. Внутри корпуса вдоль средней линии расположены в ряд прозрачные шарики. Корпус может состоять, например, из металла. В качестве шариков можно использовать полированные кварцевые шарики.

Конструкция световода согласно изобретению принципиально отличается от конструкции световодов согласно уровню техники, которые имеют волокно с низким показателем преломления и окружающую волокно оболочку с высоким показателем преломления. Направление света в этом волокне основывается на полном отражении света на поверхности раздела между центральным волокном и окружающей оболочкой. Однако такие световоды нельзя использовать без дополнительных мер в высокотемпературном окружении, как, например, в горелке газотурбинной установки. В противоположность этому, в световоде согласно изобретению направление света происходит не на основе полного отражения между сердечником и оболочкой, а на основе преломления светового луча при входе, соответственно, выходе из прозрачных шариков. Поэтому расположение в ряд шариков обеспечивает возможность создания световода. Такой световод можно использовать также в высокотемпературном окружении, когда корпус и шарики являются термостойкими, что обеспечивается, например, когда корпус изготовлен из металла, а шарики - из полированного кварца. Расположение шариков на расстоянии друг от друга в корпусе приводит к тому, что шарики имеют оптимальное расстояние друг от друга для направления света. В световоде согласно изобретению корпус выполнен в виде гибкого шланга, например в виде металлического шланга. Это позволяет гибко прокладывать световод к его месту назначения.

С помощью распорок, которые расположены в корпусе между шариками, можно обеспечивать оптимальное расстояние шариков друг от друга для направления света. Распорки могут быть выполнены, например, в виде фиксированных на внутренней стороне корпуса колец.

Вместо распорок на внутренней стороне корпуса может быть также предусмотрен проходящий от входного отверстия к выходному отверстию и спирально изогнутый выступ. При этом расстояния витков друг от друга выбраны так, что шарики размещаются между смежными витками. Эта конструкция особенно предпочтительна относительно изготовления световода, согласно изобретению. А именно, витки позволяют вводить шарики друг за другом в световод, при этом они направляются витками.

Входное отверстие и/или выходное отверстие корпуса могут быть в световоде согласно изобретению закрыты прозрачной шайбой, например, кварцевой шайбой.

Кроме того, согласно изобретению, предлагается горелка, в которую интегрирован световод согласно изобретению, который изготовлен из термостойких материалов, например металла и кварца. Такая горелка обеспечивает возможность наблюдения пламени во время работы газовой турбины снаружи газовой турбины непосредственно или регистрации с помощью интегральной схемы для камеры.

Другие признаки, свойства и преимущества данного изобретения следуют из приведенного ниже описания примеров выполнения изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:

Фиг.1 - разрез вдоль средней линии первого примера выполнения световода, согласно изобретению;

Фиг.2 - конец световода, согласно Фиг.1;

Фиг.3 - иллюстрация направляющего свет действия в световоде;

Фиг.4 - второй пример выполнения световода, согласно изобретению;

Фиг.5 - горелка для газотурбинной установки с интегрированным световодом.

Первый пример выполнения световода, согласно изобретению, показан на Фиг.1. На фигуре показана часть световода (1) в разрезе вдоль средней линии М. Световод 1 содержит гибкий металлический шланг 3, который может быть выполнен, например, в виде волнистого или складчатого сильфона, и множество полированных кварцевых шариков 5, которые расположены в ряд вдоль средней линии М металлического шланга 3. Кварцевые шарики 5 удерживаются на месте распорными кольцами 7, которые состоят из металла и фиксированы на равномерных расстояниях друг от друга на внутренней стороне металлического шланга 3. Между каждыми двумя распорками 7 расположен кварцевый шарик 5. Металлический шланг 3 имеет на своих концах входное и выходное отверстия, которые закрыты с помощью кварцевых шайб 9. Один конец 11 металлического шланга 3 с кварцевой шайбой 9 показан на Фиг.2.

В показанном на Фиг.1 световоде 1 кварцевые шарики 5 обеспечивают отклонение световых лучей. Отклонение показано схематично на Фиг.3. Падающий на поверхность 13 полированного кварцевого шарика 5 световой луч L1 при прохождении через поверхность раздела между воздухом и кварцевым материалом отклоняется к нормали N1 к поверхности в точке прохождения. Внутри кварцевого шарика световой луч L2 распространяется по прямой линии, которая соответствует секущей кварцевого шарика 5. Другими словами, линия L2 проходит не через среднюю точку кварцевого шарика 5, а падающий световой луч L1 при попадании на поверхность 13 кварцевого шарика 5 имеет угол к нормали N1 к поверхности. Затем в точке выхода светового луча L2 из кварцевого шарика 5 световой луч отклоняется от нормали N2 к поверхности. Он выходит из полированного кварцевого шарика 5 в виде светового луча L3. В целом, за счет двойного преломления светового луча L1 он отклоняется от своего первоначального направления на угол α. Таким образом, за счет расположения в ряд полированных кварцевых шариков 5 можно направлять световой луч через металлический шланг 3.

Второй пример выполнения световода 100 согласно изобретению показан на Фиг.4. Элементы световода 100, которые идентичны элементам световода 1, согласно первому примеру выполнения, обозначены теми же позициями, что и на Фиг.1, и их повторное описание не приводится.

Световод 100, согласно второму примеру выполнения, отличается от световода 1, согласно первому примеру выполнения, по существу тем, что вместо распорных колец 7 на внутренней стороне металлического шланга 3 фиксирован спирально изогнутый выступ 107. Спирально изогнутый выступ 107 начинается у входного отверстия металлического шланга 3 и проходит непрерывно до выходного отверстия. При этом расстояния А между двумя смежными витками выбраны так, что кварцевые шарики 5 могут проходить вдоль изогнутого выступа 107 через металлический шланг. Заполнение кварцевых шариков после полного изготовления металлического шланга 3 можно осуществлять с помощью фиксированного на его внутренней стороне спирального выступа 107 посредством ввода шариков.

Хотя в указанных выше примерах выполнения гибкие металлические шланги применяются в качестве корпуса световода, однако можно применять для корпуса также другие материалы. Например, можно применять в качестве материала для корпуса стойкую к высоким температурам керамику. Хотя она не является гибкой, однако имеет хорошие высокотемпературные свойства. Керамический корпус можно, например, отливать, а затем обжигать, что обеспечивает возможность свободного выбора формы. Когда одновременно отливается спиральный выступ, то можно затем легко вводить шарики в керамический корпус.

Горелка согласно изобретению, которая снабжена световодом, согласно изобретению, показана на Фиг.5. Горелка выполнена в виде горелки для газотурбинной установки, однако она может быть в принципе выполнена в виде горелки для любой топочной установки. В показанном на Фиг.5 примере выполнения горелка содержит пилотную горелку 201, которая расположена концентрично центральной оси ВА горелки. Вокруг пилотной горелки 201 расположена основная горелка 203, которая содержит подводящий воздух канал 205 и также расположенный кольцеобразно вокруг пилотной горелки подводящий топливо канал 207 для подвода жидкого или газообразного топлива. По потоку ниже выхода 209 горелки горит пламя F.

В показанном примере выполнения на наружной стороне пилотной горелки 201 проходит световод 1, согласно первому примеру выполнения или второму примеру выполнения, в подводящий воздух канал 205. Расположенный в подводящем воздух канале 205 конец световода 1 ориентирован так, что световые лучи, исходящие из пламени F, могут входить в световод 1 через кварцевую шайбу 9. С помощью полированных кварцевых шариков этот свет затем направляется к выходу световода 1, где находится интегральная схема 211 камеры. Вместо интегральной схемы камеры на выходе световода 1 может находиться кварцевая шайба, через которую с помощью световода 1 можно визуально следить, соответственно, контролировать пламя.

Хотя в данном примере выполнения, показанном на Фиг.5, приведено описание специальной конструкции горелки, световод согласно изобретению можно интегрировать также в любую другую конструкцию горелки. Поэтому применение световода согласно изобретению не ограничивается конструкцией, показанной на Фиг.5.

1. Световод (1, 100), содержащий выполненный в виде шланга корпус (3), который имеет входное отверстие, выходное отверстие и проходящую от входного отверстия к выходному отверстию среднюю линию (М), и прозрачные шарики (5), которые расположены в ряд внутри корпуса (3) вдоль средней линии (М), при этом корпус выполнен в виде гибкого шланга (3) и при этом шарики (5) расположены в корпусе (3) на расстоянии друг от друга, и при этом направление света осуществляется на основе преломления светового луча при входе и выходе из прозрачных шариков, и в световоде (100) на внутренней стороне корпуса (3) имеется проходящий от входного отверстия к выходному отверстию и образующий спираль изогнутый выступ (107), причем расстояния витков друг от друг выбраны так, что шарики (5) размещаются между смежными витками.

2. Световод (1, 100) по п.1, в котором корпус (3) состоит из металла.

3. Световод (1, 100) по п.1, в котором шарики являются полированными кварцевыми шариками.

4. Световод (1, 100) по любому из предшествующих пунктов, в котором входное отверстие и/или выходное отверстие закрыто с помощью прозрачной шайбы (9).

5. Световод (1, 100) по п.4, в котором прозрачная шайба является кварцевой шайбой (9).

6. Горелка, содержащая интегрированный световод (1, 100) по одному из предшествующих пунктов, который изготовлен из стойких к высоким температурам материалов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области конструирования оптических приборов, в частности к средствам наблюдения внутренних поверхностей полых нагретых тел. .

Изобретение относится к различным областям машиностроения, приборостроения и медицины и предназначено для контроля внутренних стенок полостей и трубопроводов, заполненных или транспортирующих мутные, рассеивающие жидкости.

Изобретение относится к области медицины. .

Изобретение относится к области медицины. .

Изобретение относится к области обследования герметичных объектов большого объема, в частности, содержащих после подрыва в них взрывного устройства высокотоксичные экологически опасные продукты.

Изобретение относится к медицине. .

Изобретение относится к медицине. .

Изобретение относится к области медицины и медицинской техники, в частности, к устройствам для эндоскопических малоинвазивных оперативных вмешательств. .

Изобретение относится к измерительным приборам неразрушающего контроля технологического оборудования атомных электростанций в условиях затрудненного доступа, в сильных радиационных полях, в жидких и воздушных средах, а именно для дистанционного визуального контроля реакторного пространства, внутренней поверхности технологических каналов, элементов графитовой кладки, подводных металлоконструкций транспортно-технологических емкостей, трубопроводов, сосудов, емкостей, полостей и т.п

Изобретение относится к приборам неразрушающего контроля технологического оборудования атомных электростанций в условиях затрудненного доступа, в сильных радиационных полях, в жидких и воздушных средах, а именно для дистанционного визуального контроля реакторного пространства, внутренней поверхности технологических каналов, элементов графитовой кладки, подводных металлоконструкций транспортно-технологических емкостей, трубопроводов, сосудов, емкостей, полостей и т.п., а также для наблюдения за технологическими операциями в бассейнах выдержки топлива, технологических шахтах, хранилищах радиоактивных отходов

Изобретение относится к устройству охарактеризованного в ограничительной части пункта 1 формулы изобретения рода для отображения внутренней поверхности полости в детали

Изобретение может быть использовано для определения геометрических несовершенств стенки магистральных трубопроводов (вмятин, трещин, овальностей и т.д.) и напряженно-деформированного состояния трубопроводов. Устройство содержит фотокамеру, проектор и компьютер, соединенные между собой контроллером, установленным на платформу. Фотокамера и проектор установлены на площадке, имеющей возможность вращаться посредством шагового электродвигателя, связанного с контроллером. Фотокамера способна совершать вращательные движения за счет шагового электродвигателя, установленного на площадку и связанного с контроллером. Площадка соединена с платформой, имеющей возможность совершать поступательные движения внутри трубопровода посредством электропривода с колесами, связанного с контроллером. Устойчивость положения и защиту от механических повреждений обеспечивает система рычагов и колес, присоединенных к платформе, электропитание и автономность работы обеспечивает аккумуляторная батарея, установленная на платформу. Управление движением осуществляется посредством радиоуправления через контроллер, получающий сигналы от компьютера, находящегося вне трубопровода. Технический результат - повышение точности измерения геометрических несовершенств стенки магистральных трубопроводов. 4 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники и касается системы регистрации параметров движущейся поверхности лайнера в быстропротекающих процессах. Система содержит расположенный перед поверхностью вдоль направления ее движения оптическое средство трансляции информации о динамике состояния поверхности, связанное с регистратором изображения поверхности. Средством трансляции информации о динамике состояния поверхности служит жесткий технический эндоскоп, обеспеченный возможностью подсветки регистрируемой поверхности. Кроме того, эндоскоп может быть оснащен каналом лазерной подсветки, а регистратором может служить цифровая камера. При этом цифровая камера может быть связана с вычислительным центром для обработки результатов регистрации. Технический результат заключается в повышении разрешающей способности системы. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Настоящее изобретение относится к ориентируемой структуре типа катетера или эндоскопа, предназначенной для обследования изнутри трехмерной системы, такой как турбогенератор (газотурбинный двигатель). Заявленная ориентируемая структура типа катетера или эндоскопа, предназначенная для наблюдения или обработки скрытого объекта через узкий и/или извилистый проход, содержит эластично деформируемый продольный корпус (22, 28), содержащий, по меньшей мере, один приводной механизм (16, 38) из материала с памятью формы, продольно встроенный в продольный корпус (22, 28), а также средство нагрева тепловым действием тока для продольного сокращения приводного механизма (16, 38), вызывающего изгиб продольного корпуса (22, 28), при этом приводной механизм (16, 38) размещен, по меньшей мере, на части (22, 28) продольного корпуса с изменяемой жесткостью, а ориентируемая структура содержит на своем дистальном конце (20) упругие средства (52, 58), оказывающие продольное толкающее усилие и связанные с головкой (54, 56), снабженной средствами неразрушающего контроля. Технический результат заключается в создании структуры типа катетера или эндоскопа, являющегося простым, эффективным и экономичным, которая позволяет проникнуть в части системы, не доступные для известных средств, достигаемый посредством изменяемой жесткости продольного корпуса, обеспечивая таким образом малый изгиб в зонах, где жесткость является значительной, и больший изгиб в зонах с меньшей жесткостью, что позволяет получить профиль кривизны структуры с изменяемыми вдоль структуры. радиусами кривизны. 19 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к области оптического приборостроения и касается телевизионного эндоскопа, предназначенного для наблюдения внутренних поверхностей полых нагретых тел. Телевизионный эндоскоп состоит из тугоплавкого корпуса, зеркала, закрепленного под углом 45° к оси корпуса, и термостойкой линзы. Корпус выполнен в виде тонкостенной трубы и содержит отверстие для подвода охлаждающего газа, а также отверстие, которое служит для ввода потока излучения и выхода охлаждающего газа. Термостойкая линза помещается между зеркалом и отверстием ввода изображения. Для обеспечения дополнительного отвода потока охлаждающего газа зеркало выполнено перфорированным. Технический результат заключается в увеличении углового поля зрения телевизионного эндоскопа и обеспечении возможности работы в труднодоступных зонах при температурах свыше 1000°С. 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в теплоэнергетике для контроля футеровки функционирующей дымовой трубы. В способе кольцевая лазерная подсветка продольно перемещается с одновременным перемещением визирования отраженного изображения на подсвеченном участке поверхности трубы. Визирование отраженного сигнала осуществляется дискретно и периодически с гиростабилизированной горизонтальной платформы. Суждение о состоянии поверхности трубы осуществляют в зависимости от степени и формы искажения полученного кольцевого изображения. Способ реализуют два варианта устройства. Технический результат - расширение функциональных возможностей, повышение точности контроля, повышение надежности и уменьшение энергопотребления. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение может быть использовано в устройствах измерения геометрических параметров и контроля качества поверхности отверстий и других внутренних поверхностей. Объектив содержит пять последовательно расположенных на оптической оси сферических линз, формирующих промежуточное изображение между второй и третьей линзами, апертурную диафрагму и дополнительно две одиночные линзы. Первая и вторая линзы одинаковые, имеют двояковыпуклую форму и обращены друг к другу поверхностями с меньшим радиусом кривизны. Третья и пятая линзы также одинаковы и выполнены двояковыпуклыми с равными радиусами кривизны первой и второй поверхностей. Шестая линза - плоско-выпуклая и обращена плоской поверхностью к апертурной диафрагме, расположенной между пятой и шестой линзами. Четвертая и седьмая линзы - двояковыпуклые. Между четвертой и шестой линзами формируется дополнительное промежуточное изображение. Технический результат - увеличение относительного отверстия объектива при одновременном увеличении отношения длины контролируемого отверстия к его диаметру. 4 ил., 2 табл.
Наверх