用于燃气涡轮发动机的传感器组件及涡轮机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型通常涉及燃气涡轮发动机，且涉及用于燃气涡轮发动机的热电偶，所述热电偶包括涡旋减少探针。
【背景技术】
[0002]燃气涡轮发动机包括压缩机、燃烧器和涡轮段。在燃气涡轮发动机的运行期间，要求测量燃气涡轮发动机内的各种温度，包括压缩机入口处的空气温度、涡轮段内的一个或多个温度(例如涡轮段的第二级与第三级之间的燃烧气体的温度)和废气温度。
[0003]热电偶探针在用于燃气涡轮发动机内时可能被燃气涡轮发动机内的条件(例如气体的温度、压力和速度的条件)损坏。探针与气体之间的相互作用可以产生涡旋且可以以其它方式在探针内引起振动。与其它因素结合的振动可能损坏探针并缩短探针的使用寿命。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型涉及提供一种用于燃气涡轮发动机的传感器组件，旨在解决本发明人发现的上述技术问题中的一个或多个。
[0005]在实施例中，所述传感器组件包括法兰、衬套、管道和探针。所述衬套与所述法兰间隔开。所述衬套包括密封端。所述管道位于所述法兰与所述衬套之间。所述探针包括主体、防涡针尖和尖端。所述主体从所述密封端延伸。所述主体包括主体表面。所述主体表面是具有第一直径的正圆柱体。所述防涡针尖从所述主体延伸。所述防涡针尖包括防涡针尖表面。所述防涡针尖表面是以10度至20度的锥角从所述主体表面延伸到第二直径的圆锥表面。所述尖端从在所述主体远端的所述防涡针尖延伸。所述尖端包括球形形状。
[0006]所述锥角是从14度至16度。
[0007]所述第一直径是从4.648毫米至4.903毫米且所述第二直径是从1.473毫米至1.728晕米。
[0008]所述防涡针尖包括针尖长度，且其中，所述第一直径与所述针尖长度之比在0.49至0.58之间。
[0009]所述锥角是15度。
[0010]所述密封端为截球形状。
[0011]所述探针包括从27.94毫米至33.02毫米的探针长度，所述探针长度包括所述主体、所述防涡针尖和所述尖端的长度。
[0012]所述尖端包括尖端表面，所述尖端表面包括具有匹配所述第二直径的底部直径的球冠形状，且其中，所述防涡针尖表面与所述尖端表面正切。
[0013]一种包括上述技术方案的传感器组件的燃气涡轮发动机的涡轮机，所述涡轮机包括:
[0014]外壳体；
[0015]级，其位于所述外壳体内，所述级包括
[0016]涡轮盘组件，及
[0017]涡轮机喷嘴，其包括涡轮机喷嘴段，所述涡轮机喷嘴段包括:
[0018]外护罩，
[0019]内护罩，其位于所述外护罩内，
[0020]翼面，其在所述外护罩与所述内护罩之间延伸，及
[0021]探针孔，其延伸穿过所述外护罩；
[0022]其中，所述法兰联接到所述外壳体，所述衬套至少部分地位于所述外护罩内，从而与所述外护罩形成密封，且所述探针至少部分地延伸穿过所述探针孔且在所述外护罩与所述内护罩之间。
[0023]所述探针长度被配置为使所述尖端居中位于所述外护罩与所述内护罩之间。
[0024]上文提及的技术方案提供了一种具有更长使用寿命周期的探针且所述探针在燃气涡轮发动机的涡轮机内发生故障的可能性减小。
【附图说明】
[0025]图1是示例性燃气涡轮发动机的示意图。
[0026]图2是图1的燃气涡轮发动机的涡轮机的一部分的横截面视图。
[0027]图3是图1和图2的热电偶传感器组件的平面图。
[0028]图4是用于图3的热电偶传感器组件的传感器组件的探针和衬套的平面图。
【具体实施方式】
[0029]本文中所公开的系统包括热电偶传感器组件。在实施例中，所述热电偶传感器组件包括具有从衬套延伸到燃气涡轮发动机流动路径中的探针的一个或多个传感器组件。所述探针包括主体及从所述主体延伸的防涡针尖和从所述防涡针尖延伸的圆形尖端。所述防涡针尖包括具有锥角的圆锥形状。包括所述防涡针尖的所述探针的形状可以尤其减少撞击探针的涡旋的形成(所述涡旋由流动路径内的气体形成)，并可以减少探针内的振动。减少的振动可以导致探针内减小的应力，这可以延长探针的使用寿命并可以防止探针发生故障。
[0030]图1是示例性燃气涡轮发动机100的示意图。为了清楚和便于解释起见，某些表面已被省略或放大(在这里和在其它图中)。此外，本实用新型可以引用向前和向后方向。除非另有说明，否则通常所有对“向前”和“向后”的引用是与一次空气(即，在燃烧过程中使用的空气)的流动方向相关联。例如，向前是相对于一次气流的“上游”，向后是相对于一次气流的“下游”。
[0031]另外，本实用新型可以通常引用燃气涡轮发动机旋转的中心轴95，其通常可以由其轴件120 (由多个轴承组件150支撑)的纵轴定义。中心轴95可以是共用的或与各种其它发动机同心部件共享的。除非另有说明，否则所有对径向、轴向和圆周方向和量度的引用都指代中心轴95，且例如“内”和“外”的术语通常指示离中心轴95更小或更大的径向距离，其中，径向96可以沿与中心轴95垂直并从其向外辐射的任何方向。
[0032]燃气涡轮发动机100包括入口 110、轴件120、燃气发生器或“压缩机”200、燃烧器300、涡轮机400、排气部500和功率输出联接件600。燃气涡轮发动机100可以具有单轴件或双轴件配置。
[0033]压缩机200包括压缩机转子组件210、压缩机固定叶片(“定子”)250和入口导向叶片255。压缩机转子组件210以机械方式联接到轴件120。如图1所示，压缩机转子组件210是轴流式转子组件。压缩机转子组件210包括一个或多个压缩机盘组件220。每个压缩机盘组件220包括沿圆周填充有压缩机转子叶片的压缩机转子盘。定子250轴向地跟随每个压缩机盘组件220。每个压缩机盘组件220与跟随压缩机盘组件220的邻近定子250配对，这被看作是一个压缩机级。压缩机200包括多个压缩机级。入口导向叶片255轴向地位于第一压缩机级之前。
[0034]燃烧器300包括一个或多个喷射器310且包括一个或多个燃烧室390。
[0035]涡轮机400可以包括外壳体405、一个或多个涡轮机壳体430、涡轮机转子组件410、涡轮机喷嘴450和涡轮机隔板455。外壳体405可以被配置为含有涡轮机400的旋转和固定部件。一个或多个涡轮机壳体430可以是具有中空内部的旋转体。涡轮机壳体430可以被配置为连接到外壳体405且可以被配置为支撑固定涡轮机部件，例如涡轮机喷嘴450。涡轮机转子组件410以机械方式联接到轴件120且位于涡轮机壳体430内。如图1所示，涡轮机转子组件410是轴流式转子组件。涡轮机转子组件410包括一个或多个涡轮盘组件420。每个涡轮盘组件420包括沿圆周设有涡轮机叶片425 (图2中所示)的涡轮盘422 (图2中所示)。
[0036]涡轮机喷嘴450轴向地位于每个涡轮盘组件420之前。每个涡轮盘组件420与位于涡轮盘组件420之前的邻近涡轮机喷嘴450配对，这被看作是一个涡轮级。涡轮机400包括多个涡轮级。在图1示的实施例中，涡轮机400包括第一涡轮级401、第二涡轮级402、第三涡轮级403和第四涡轮级404。
[0037]每个涡轮机喷嘴450可以由多个涡轮机喷嘴段451 (图2中所示)形成，所述喷嘴段451由例如涡轮机壳体430和涡轮机隔板455的其它固定部件支撑。涡轮机隔板455可以从涡轮机喷嘴450径向向内定位。涡轮机喷嘴450的每个涡轮机喷嘴段451 (图2中所示)可以例如通过螺栓连接接合到涡轮机隔板455且可以联接到涡轮机壳体430。
[0038]排气部500包括排气扩压器510和排气收集器520。
[0039]燃气涡轮发动机100还可以包括一个或多个热电偶传感器组件460。在图示的实施例中，燃气涡轮发动机100包括热电偶传感器组件460，所述电偶传感器组件460具有在第二涡轮级402与第三涡轮级403之间径向地延伸到涡轮机400中的一个或多个探针470。
[0040]图2是图1的燃气涡轮发动机100的涡轮机400的一部分的横截面视图。如图所示，每个涡轮机喷嘴段