JP2009122106A

JP2009122106A - 熱電対レーキトラス

Info

Publication number: JP2009122106A
Application number: JP2008290603A
Authority: JP
Inventors: M Bansi Davda; エム・バンシ・ダヴダ
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2007-11-13
Filing date: 2008-11-13
Publication date: 2009-06-04
Also published as: CN101435723A; US7695190B2; DE102008037524A1; DE102008037524B4; CH698045A2; CH698045B1; CN101435723B; US20090122833A1

Abstract

【課題】熱電対レーキ（１００）を提供する。
【解決手段】本熱電対レーキ（１００）は、幾つかの支持ディスク（２００）を貫通して延びる幾つかの支持ロッド（１４０）と、該支持ディスク（２００）を貫通して延び幾つかの熱電対チューブ（１５０）とを含むことができ、熱電対チューブ（１５０）及び支持ディスク（２００）は、加熱された時に熱圧着部を有することができる。
【選択図】図１

Description

本出願は、総括的には高温プローブ組立体に関し、より具体的には、ガスタービン及び同様のタイプの装置内の高温環境における温度測定のための熱電対レーキトラスに関する。

熱電対レーキ組立体は、ガスタービンエンジン内におけるような高温及び／又は高空気流量環境における温度測定を可能にする。熱電対レーキ組立体は一般的に、様々な距離においてその中に配置された幾つかの熱電対を有する。一般的に記述されるように、各熱電対は、一端で接合された２つの異種金属を含むことができる。金属は一般的に、所定の温度において所定の小電圧を生成する。その電圧を熱電対温度計によって用いて、タービン空気流路についての温度情報を得ることができる。

熱電対レーキ組立体は、ガスタービンの高温環境に耐えることができるが、ガスタービンはまた、高レベルの振動を発生する可能性がある。しかしながら、ガスタービンの振動レベルは、大きく変動する可能性がある。それ故に、熱電対レーキ組立体は、全ての方向及び全ての振動数における振動に耐えることができなければならない。従って、過剰な熱及び／又は振動の組合せにより、熱電対レーキは故障を生じるおそれがある。

従って、故障せずに高い温度及び振動に耐えることができる改良型の熱電対レーキ組立体に対する要望がある。具体的には、レーキ組立体は、あらゆる方向からのかつあらゆる振動数の振動に耐えることができなければならない。

従って、本出願は、熱電対レーキについて記述する。本熱電対レーキは、幾つかの支持ディスクを貫通して延びる幾つかの支持ロッドと、該支持ディスクを貫通して延び幾つかの熱電対チューブとを含むことができ、熱電対チューブ及び支持ディスクは、加熱された時に熱圧着部を有することができる。

本出願はさらに、幾つかの熱電対を備えた熱電対レーキについて記述する。本熱電対レーキは、幾つかの支持ディスクを貫通して延びる支持ロッドと、該支持ディスクを貫通して延びる熱電対のための幾つかの熱電対チューブとを含むことができ、熱電対チューブ及び支持ディスクは、加熱された時に熱圧着部を有することができる。

本出願のこれらの及びその他の特徴は、幾つかの図面及び特許請求の範囲と共に以下の詳細な説明を精査することにより、当業者には明らかになるであろう。

次に、幾つかの図を通して同じ参照符合が同様の要素を指している図面を参照すると、図１及び図２は、本明細書に記載するような熱電対レーキ組立体１００を示す。レーキ組立体１００は、外側ケーシング１１０を貫通して延びることになる。外側ケーシング１１０は、ガスタービン又は同様のタイプの構造体の表面とすることができる。幾つかの開口が、以下により詳細に説明するように外側ケーシング１１０を貫通して延びることができる。

熱電対レーキ組立体１００は、中心ロッド１２０を有することができる。中心ロッド１２０は、中実又は中空とすることができる。中心ロッド１２０のジオメトリは、全体としての熱電対レーキ組立体１００の固有振動数及び構造的一体性により変化させることができる。中心ロッド１２０は、その長さ、傾斜又はその他の特徴を変化させることができる。中心ロッド１２０は、外側ケーシング１１０から端部ディスク１３０まで延びることができる。中心ロッド１２０は、あらゆる所望の長さを有することができる。中心ロッド１２０は、ニッケル基合金、ステンレス鋼、又は同様のタイプの実質的耐熱材料で製造することができる。

レーキ組立体１００はまた、幾つかの外側支持ロッド１４０を有することができる。具体的には、３つ、４つ、５つ又はその他の数の外側支持ロッド１４０を用いることができる。支持ロッド１４０は、中空又は中実とすることができる。外側支持ロッド１４０のジオメトリもまた、全体としての熱電対レーキ組立体１００の固有振動数及び構造的一体性により変化させることができる。支持ロッド１４０は、その長さ、傾斜又はその他の特徴を変化させることができる。外側支持ロッド１４０もまた、ケーシング１１０から端部ディスク１３０まで延びることができる。中心ロッド１２０及び外側支持ロッド１４０は、端部ディスク１３０に溶接又はろう付けすることができる。本明細書では、その他のタイプの連結手段もまた用いることができる。外側支持ロッド１４０は、ニッケル基合金、ステンレス鋼、又は同様のタイプの実質的耐熱材料で製造することができる。

レーキ組立体１００はまた、幾つかの熱電対チューブ１５０を有することができる。熱電対チューブ１５０は、一端で外側ケーシング１１０内に配置された幾つかのケーシング開口１６０を貫通して延びることができ、他端で端部ディスク１３０内の幾つかのカップ１７０まで延びることができる。端部ディクス１３０内において、カップ１７０の代わりに開口も用いることができる。熱電対チューブ１５０は、あらゆる所望の長さを有することができる。熱電対チューブ１５０は、ニッケル基合金、ステンレス鋼、又は同様のタイプの実質的耐熱材料で製造することができる。

熱電対１８０は、熱電対チューブ１５０の各々の内部に配置することができる。熱電対１８０は、従来型の設計のものとすることができる。熱電対１８０は、熱電対チューブ１５０内部の熱電対１８０の振動が低減又は除去されるように単一の組立体として該チューブ１５０内に成形又は鋳型することができる。チューブ１５０は、スエージロックタイプの圧縮取付け金具１９０によって外側ケーシング１１０に固定されることになる。本明細書では、同様のタイプの圧縮取付け金具又はその他のタイプの接合手段を用いることができる。

熱電対レーキ組立体１００は、外側ケーシング１１０と端部ディスク１３０との間に配置された幾つかのディスク２００を有することができる。ディスク２００は、その中に配置された幾つかのディスク開口２１０を有することができる。ディスク開口２１０によって、その中に熱電対チューブ１５０を通すことができる。ディスク開口２１０は、熱電対チューブ１５０がその中を通って摺動することが可能なような緊密ジオメトリ嵌合になる寸法にされることになる。ディスク２００対チューブ１５０の熱係数は、レーキ組立体１００が排気ガス温度（およそ１２００°Ｆ（６４９℃））まで加熱された時に、ディスク２００とチューブ１５０とが熱成長して、ディスク２００がチューブ１５０の周りを押圧しかつウェブ溶接と同様の方法で熱結合を形成するようになるようにすべきである。ディスク２００は、ニッケル基合金、ステンレス鋼、又は同様のタイプの実質的耐熱材料で製造することができる。従って、滑り摩擦は一般的に、レーキ組立体１００がガスタービン運転温度になると、低減又は除去される。

中心ロッド１２０及び外側支持ロッド１４０のディスク２００との組合せ及び配置により、全体としてのレーキ組立体１００の固有振動数及び支持特性が得られる。全体としてのレーキ組立体１００の固有振動数は、必要に応じて変更することができる。例えば、支持ロッド１４０及びディスク２００は、振動数を特定の範囲すなわち一連の範囲外に調整するように構成することができる。中心ロッド１２０、支持ロッド１４０及びディスク２００は、互いに溶接又はろう付けすることができる。

先頭熱電対は、熱応答に必須である唯一の熱電対とすることができる。従って、先頭熱電対チューブ２４０は、その他のチューブ１５０の前方に設置しなければならない。図３に示すように、先頭熱電対チューブ２４０は、空気流応答時間に一致するようにその寸法がＥＧＴ（「排気ガス熱電対」）放射線シールドと同様である前方孔２５０及び後方孔２６０を有しなければならない。図４に示すように、その他のチューブ１５０は、前方孔２５０及び後方孔２６０ではなくて、約９０度の間隔で４つの孔２７０又はそれ以上を有することができる。４つの孔２７０によって、応答時間は考慮していないが外気の適正なサンプリングのための能力を考慮した状態で、様々な角度からの空気をチューブ１５０に衝突させることが可能になる。

使用中に、熱電対１８０及び関連するチューブ１５０は、外側ケーシング１１０、ディスク２００及び端部ディスク１３０内部に配置される。熱電対１８０は、様々な長さを有することができる。チューブ１５０は、適当な長さにおいてその中に配置されて外気をサンプリングするようになった孔２５０、２６０、２７０を有する。全体としての熱電対レーキ組立体１００の振動は、ディスク２００及びチューブ１５０の熱膨張により低減される。従って、熱電対レーキ組立体１００により、予想していたタービンの振動があるにもかかわらず空気流路内の正確な温度測定を行うことができる。

以上の説明は、本出願の好ましい実施形態のみに関するものであり、特許請求の範囲及びその均等物によって定まる本発明の一般的技術思想及び技術的範囲から逸脱することなく、当業者は本明細書において多くの変更及び修正を加えることができることは明らかであろう。

本明細書に記載するような熱電対レーキ組立体の平面図。図１の熱電対レーキ組立体の側断面図。図１の熱電対レーキ組立体で用いる先頭熱電対チューブの平面図。図１の熱電対レーキ組立体で用いる後続の熱電対チューブの平面図。

符号の説明

１００熱電対レーキ組立体
１１０外側ケーシング
１２０中心ロッド
１３０端部ディスク
１４０外側支持ロッド
１５０熱電対チューブ
１６０ケーシング開口
１７０カップ
１８０熱電対
１９０圧縮取付け金具
２００ディスク
２１０ディスク開口
２４０先頭熱電対チューブ
２５０前方孔
２６０後方孔
２７０孔

Claims

複数の支持ディスク（２００）を貫通して延びる複数の支持ロッド（１４０）と、
前記複数の支持ディスク（２００）を貫通して延びる複数の熱電対チューブ（１５０）と、を含み、
前記複数の熱電対チューブ（１５０）及び複数の支持ディスク（２００）が、加熱された時に熱圧着部を含む、
熱電対レーキ（１００）。
前記複数の支持ロッド（１４０）が、中心ロッド（１２０）を含む、請求項１記載の熱電対レーキ（１００）。
前記中心ロッド（１２０）が、中実ロッドを含む、請求項２記載の熱電対レーキ（１００）。
前記中心ロッド（１２０）が、中空ロッドを含む、請求項２記載の熱電対レーキ（１００）。
前記複数の支持ロッド（１４０）が、複数の外側支持ロッド（１４０）を含む、請求項１記載の熱電対レーキ（１００）。
前記複数の熱電対チューブ（１５０）の各々の内部に配置された熱電対（１８０）をさらに含む、請求項１記載の熱電対レーキ（１００）。
前記複数の熱電対チューブ（１５０）が、複数の長さを含む、請求項１記載の熱電対レーキ（１００）。
前記複数の熱電対チューブ（１５０）が、先頭熱電対チューブ（２４０）を含む、請求項１記載の熱電対レーキ（１００）。
前記先頭熱電対チューブ（２４０）が、その中に前方孔（２５０）と後方孔（２６０）とを含む、請求項８記載の熱電対レーキ（１００）。
前記複数の熱電対チューブ（１５０）が、その中に複数の孔（２７０）を含む、請求項１記載の熱電対レーキ（１００）。