温度传感器的安装支架及燃气涡轮发动机喷嘴环的喷嘴段的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型整体上属于燃气涡轮发动机，且更具体地涉及在燃气涡轮发动机中用于气体通道温度测量的陶瓷底座和护罩。
【背景技术】
[0002]燃气涡轮发动机包括压缩机、燃烧器以及涡轮机部分。在运行期间，涡轮机部分经受高温。温度传感器通常用于测量涡轮机特别是涡轮机第一级中的气体通道温度。
[0003]护罩通常位于用于测量气体通道温度的温度传感器周围。授予F.Pater, Jr的美国专利N0.4，187，434公开了一种吸入式高温计辐射护罩，其包括:细长的第一氧化铝耐火管；一系列较小的氧化铝耐火管，其设置在形成中心通道的第一氧化铝耐火管的内表面周围并粘结到该内表面；环绕该第一氧化铝耐火管的外部抗断裂氧化铝耐火管；以及氧化铝耐火垫圈，其紧紧环绕与该外部氧化铝耐火管邻接接触的第一氧化铝耐火管。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型提供了一种温度传感器的安装支架及燃气涡轮发动机喷嘴环的喷嘴段，它可以解决发明人发现的或本领域已知的一个或多个问题。
[0005]本实用新型旨在提供一种在燃气涡轮发动机中用于气体通道温度测量的陶瓷底座和护罩。公开了一种用于温度传感器的安装支架。该安装支架包括基座、底座和护罩。底座以底座长度从基座延伸至基座远侧的底座端。底座包括形成贯穿其的孔的第一中空圆柱体形状。该孔的尺寸被设置为容纳温度传感器。护罩包括第二中空圆柱体形状，该第二中空圆柱体形状围绕底座从基座延伸，并且延伸超出底座至基座远侧的护罩端，从而在底座和护罩之间形成具有环形形状的流动区域。该护罩还包括延伸穿过第二中空圆柱体形状的第一通风孔。基座、底座和护罩由陶瓷材料制成。
[0006]所述底座长度至少为4毫米且最大为10毫米。
[0007]所述护罩端延伸超出所述底座端1.9毫米到5.08毫米。
[0008]所述流动区域包括至少为4.458平方毫米的横截面积。
[0009]所述第二中空圆柱体形状包括0.635毫米至1.905毫米的径向厚度。
[0010]所述护罩包括第二通风孔，并且所述第一通风孔的直径与第二通风孔的直径至少为0.762毫米。
[0011]所述基座、所述底座和所述护罩为同一单个整体部件。
[0012]在本实用新型的另一个方面，公开了一种用于燃气涡轮发动机的喷嘴环的喷嘴段。该喷嘴段包括上端壁、下端壁以及在上端壁和下端壁之间延伸的翼面，该翼面包括从上端壁延伸至下端壁的前缘，该前缘包括从上端壁延伸至前缘远侧的下端壁的后缘、从前缘延伸至后缘的压力侧壁以及从前缘延伸至后缘的吸力侧壁。该喷嘴段还包括钻入前缘的嵌入孔，以及陶瓷材料制成的安装支架，该安装支架包括:基座，其包含以嵌入长度插入嵌入孔的圆柱体盘形状，并粘合到翼面；底座，其与基座同轴并以4毫米到10毫米的底座长度从基座轴向延伸，该底座包括形成贯穿其的孔的第一中空圆柱体形状；以及与基座同轴的护罩，该护罩包括:第二中空圆柱体形状，其以至少1.9毫米从基座轴向延伸超出底座并且以高达1.27毫米的偏移距离从底座径向向外定位，从而在其间(在底座和护罩之间)形成具有环形形状的流动区域；第一通风孔，其径向延伸穿过第二中空圆柱体形状，并具有至少为0.762毫米的第一直径；以及第二通风孔，其径向延伸穿过第二中空圆柱体形状，并具有至少为0.762毫米的第二直径。温度传感器插入基座远侧的孔中。
[0013]基座通过粘合剂粘合到所述翼面。
[0014]所述温度传感器包括辐照晶体，其配置为根据所述温度传感器周围的温度发生微结构变化。
[0015]本实用新型的上述技术方案提供了一种陶瓷材料，与使用高温金属合金相比，它降低了安装支架的成本。此外，因为同一单个整体部件安装支架可不需要任何粘接剂，使用同一单个整体部件安装支架避免了部件之间的公差问题并且提高了零件的强度。
【附图说明】
[0016]图1是示例性燃气涡轮发动机的示意图。
[0017]图2是具有多个附接到喷嘴段的安装支架的、用于图1的燃气涡轮发动机的喷嘴段的透视图。
[0018]图3是沿着线II1-1II截取的图2的前缘与安装支架的剖视图。
[0019]图4是图3的安装支架的俯视图。
[0020]图5是图2的安装支架的备选实施例的截面图。
【具体实施方式】
[0021]在此公开的系统和方法包括用于将温度传感器附接到燃气涡轮发动机的喷嘴段的安装支架。在实施例中，安装支架包括基座、护罩和护罩内的底座，每一个部件都由陶瓷材料制成。底座在护罩内定位温度传感器。安装支架的整体设计(包括底座长度、超出底座的护罩长度以及底座与护罩之间的环形空间尺寸)和陶瓷材料的使用可减少喷嘴段与安装支架之间的传导，可减小辐射误差，可减少对流误差，可促进时间精确读数(time accuratereading)，并且可降低安装支架的制造成本。
[0022]图1是示例性燃气涡轮发动机100的示意图。为了清楚和便于说明，(这里和其他附图中)一部分表面已被省略或放大。此外，本实用新型可参照前向和后向。除非另有说明，通常，“前向”和“后向”的所有参照都与一次空气(即用于燃烧过程中的空气)的流动方向相关联，除非另有说明。例如，前向是相对于一次空气流的“上游”，且后向是相对于一次空气流的“下游”。
[0023]此外，本实用新型通常参照燃气涡轮发动机旋转的中轴线95，该中轴线通常可由其轴120 (由多个轴承组件150支撑)的纵轴线来界定。中轴线95可由各种其他发动机同轴部件共用或共享。除非另有说明，径向、轴向和周向以及度量的所有参照是指中轴线95，且诸如“内部”和“外部”等术语通常指示较小或较大的径向距离，其中径向线96可在任何方向上垂直中轴线95并从中轴线95向外辐射。
[0024]—种燃气涡轮发动机100包括进气通道110、轴120、压缩机200、燃烧器300、涡轮机400、排气通道500和动力输出联接装置600。燃气涡轮发动机100可具有单轴或双轴配置。
[0025]压缩机200包括压缩机转子组件210、压缩机固定叶片(定子)250和进口导向叶片255。压缩机转子组件210机械地联接至轴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圆盘组件220。每个压缩机圆盘组件220包括周向上组装有压缩机转子叶片的压缩机转子圆盘。定子250轴向位于每一个压缩机圆盘组件220之后。与位于压缩机圆盘组件220之后的相邻定子250成对的每个压缩机圆盘组件220被视为一个压缩机级。压缩机200包括多个压缩机级。进口导向叶片255在轴向上位于压缩机级之前。
[0026]燃烧器300包括一个或多个燃料喷射器310并包括一个或多个燃烧室390。
[0027]涡轮机400包括涡轮机转子组件410和涡轮喷嘴450。涡轮机转子组件410机械地联接至轴120。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包括周向组装有涡轮叶片的涡轮盘。一种涡轮喷嘴450 (例如喷嘴环)轴向位于每一个涡轮盘组件420之前。每个涡轮喷嘴450包括组合在一起的多个喷嘴段451以形成环。与位于涡轮机盘组件420之前的相邻涡轮喷嘴450成对的每个涡轮盘组件420被视为一个涡轮机级。涡轮机400包括多个涡轮机级。
[0028]涡轮机400还可包括涡轮机壳体430和涡轮机隔板440。涡轮机壳体430可从涡轮机转子组件410和涡轮喷嘴450径向向外定位。涡轮机壳体430可以包括一个或多个圆柱体形状。每个喷嘴段451可被配置为附接、联接到或悬挂于涡轮机壳体430。每个涡轮机隔板440可轴向位于每个涡轮盘组件420之前，并且可邻近涡轮盘。每个涡轮机隔板440也从涡轮喷嘴450径向向内定位。每个喷嘴段451也可被配置为附接或联接至涡轮机隔板440。
[0029]排气通道500包括排气扩散器510和排气收集器520。动力输出联接装置600可被定位在轴120的输出端部。
[0030]图2是具有多个附接到喷嘴段451的安装支架的、用于图1的燃气涡轮发动机100的喷嘴段的透视图。安装支架700被配置为容纳温度传感器705 (如图3所示)。喷嘴段451包括上套筒452、下套筒456、翼面460以及第二翼面470。在其他实施例中，喷嘴段451可包括更多或更少翼面，例如一个翼面、三个翼面或四个翼面。当喷嘴段451安装在燃气涡轮发动机100内时，上套筒452可邻近涡轮机