用於測量旁路渦輪噴氣發動機的初級流流道中溫度的裝置的製作方法

2024-02-05 13:00:15

專利名稱：用於測量旁路渦輪噴氣發動機的初級流流道中溫度的裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及測量雙轉子旁路渦輪噴氣發動機的初級流中溫度的通常領域，這種測量是在高壓壓氣機的進口進行的。
背景技術：
在雙轉子旁路渦輪噴氣發動機中，在用於調節渦輪噴氣發動機的大量關係中使用在其高壓壓氣機進口處初級流道中流動的氣流的溫度測量(該溫度也稱為「溫度T25」)。特別在用於測定渦輪噴氣發動機的各種可變幾何部件的位置的關係中出現溫度T25的測量。已知通過直接放在高壓壓氣機進口處初級流流道中的溫度探針測量溫度T25。通 常，這種探針包括鑄件，該鑄件裝配有惰性隔板，用於保護探針的敏感元件抗潮溼、水、冰、沙和其它外異物。鑄塊也可以包括加熱器電阻，激活該加熱器電阻以防止冰的形成，該冰可能阻塞探針進口和可能存在可能損壞下遊葉片的質量。具有惰性隔板的探針類型具有許多缺點。特別地，鑄件製造起來複雜，因此使得探針的費用高。而且初級流流道中探針的存在產生了尾流，當所述的流穿入高壓壓氣機中時，所述尾流擾亂所述的流。而且，探針的除冰功能在渦輪噴射發動機的電子計算機中需要外部電源和開關繼電器，也需要軟體校正由鑄塊加熱所引起的測量誤差。最後，探針必須經受住高頻率下的空氣動力學應力。

發明內容
因此，本發明的主要目的是提出一種用於測量溫度T25的裝置，該裝置不具有上述缺點。通過測量旁路渦輪噴氣發動機的初級流流道中壓氣機進口溫度的裝置可以達到該目的，該裝置包括形成渦輪噴氣發動機的中間殼體的連接臂的氣密中空結構，設計該中空結構以徑向地通過渦輪噴氣發動機初級流的流道和次級流的流道，連接臂具有用於開口進入到壓氣機進口處的初級流流道中至少一個進氣口和用於導向到渦輪噴氣發動機一個區域的至少一個出氣口，在該區域中周圍壓力小於壓氣機進口處初級流流道中壓力，該裝置進一步包括設置在連接臂內具有其敏感元件的溫度探針。本發明的裝置，溫度探針的敏感元件所安裝的連接臂內通過氣流，該氣流來自於初級流流道，然後排入次級流流道。因此，本發明的裝置能夠測量溫度Τ25。本發明提供了在渦輪噴氣發動機的中間殼體的連接臂中包括有探針。安裝在連接臂內的溫度探針的敏感元件因此受到保護免於被水所噴濺和被異物(冰、沙等)碰撞而撞擊。結果，本發明裝置的溫度探針具有簡單的設計和由此低費用(特別因為它不具有鑄件)。而且，不需要依靠探針的除冰功能，因此排除了與這種功能相關的缺陷(在渦輪噴氣發動機的電子計算機中的外部電源、開關繼電器和用於校正測量誤差的軟體)。此外，與現有的裝置比較，本發明的裝置不會在初級流的流動中產生任何另外的尾流。最後，本發明裝置的溫度探針不會受到高頻下的空氣動力學應力。
連接臂可以包括以氣密方式，首先通過形成前緣和後緣的壁，其次通過橫向壁來連接在一起的兩個側壁。在這種情況下，並且優選地，連接臂的進氣口形成在側壁中，出氣口形成在形成後緣的壁中。連接臂側壁中進氣口的存在可以最小化進氣口被冰形成所堵塞的任何風險(冰通常沿著連接臂的前緣形成)。位於後緣的出氣口具有在次級流流動方向上導引流出的流的風險。 有利地，溫度探針以密封方式安裝以抵靠著形成後緣的連接臂的壁。溫度探針可以具有筆型。而且，隔板可以從橫向壁之一徑向地延伸，以通過限定它在有限空間中改進溫度探針周圍的氣流。
連接臂的出氣口可以設計為通向到渦輪噴氣發動機的次級流流道中。本發明也提供了一種用於旁路渦輪噴氣發動機的中間殼體，該殼體包括輪轂、繞著輪轂周圍設置與其同心的環形外殼，上述裝置，所述裝置的連接臂徑向地連接輪轂和外殼。優選地，該裝置的溫度探針的敏感元件以在與輪轂和外殼的旋轉軸線基本上相平行的方向上延伸的這種方式設置在連接臂內。結果，探針的敏感元件相對於氣流樣品的縱向流橫向地放置。本發明也提供了旁路渦輪噴氣發動機，其包括上述的中間殼體。


從下面所示沒有限制特徵的實施方式的參考附圖的說明可以看出本發明的其它特徵和優點。在該圖中圖I是表示本發明測量裝置位置的雙軸旁路渦輪噴氣發動機的示意性縱向剖面圖。圖2是圖I渦輪噴氣發動機的中間殼體的後視圖。圖3是沿圖2111-III的剖面圖；和圖4是圖3測量裝置的示意性透視圖。
具體實施例方式圖I是本發明特別應用的雙軸旁路類型的渦輪噴氣發動機10的示圖。自然地，本發明不限於這種特定類型渦輪噴氣發動機，並且它應用於其它的雙軸旁路渦輪噴氣發動機結構。在已知的方式中，縱向軸線X-X的渦輪噴氣發動機特別地包括連接低壓軸14上遊端的風扇12。渦輪噴氣發動機也具有用於通過氣流的兩個同軸通道，即，用於初級流(或熱流)的流道16和用於次級流(或冷流)的流道18。氣流流過的氣流流動方向中從上遊到下遊，初級氣流流道16包括低壓壓氣機20、高壓壓氣機22、燃燒室24、高壓渦輪機26和低壓渦輪機28。渦輪噴氣發動機也具有中間殼體30，該中間殼體30具有已知的結構功能(因為它起到傳遞力的作用)。特別地，用於將渦輪噴氣發動機固定於飛機前部分中結構的裝置固定於中間殼體上。中間殼體30包括居中於縱向軸線X-X上的輪轂32，圍繞輪轂所設置的大約與其同心的外環形殼34，和徑向地連接輪轂和外殼的大量連接臂36a到36f。中間殼體的輪轂32轉動地支撐在其上遊端低壓軸14上所安裝的前滾動軸承38。外殼34限定次級流流道18的外側部分。如圖2中所示，連接臂36a到36f (例如，數量上是6個)有規律地繞著渦輪噴氣發動機的縱向軸線X-X分布。這些連接臂從外側向內側徑向地延伸，經過次級流流道18，經過渦輪噴氣發動機的固定環形結構37，以及經過初級流流道16。相對於初級流流道，它們位於「鵝頸管(彎管)」，即，低壓壓氣機20的出口和高壓壓氣機22的進口之間(也參看圖3)。每個連接臂36a到36f是中空的剛性結構形式，其內部可以設置渦輪噴氣發動機 的各種服務。例如，對於圖I和圖2的渦輪噴氣發動機，連接臂36a容納輸油管和各種用於測定低壓軸速度的探針；連接臂36d容納回油管和用於傳遞旋轉驅動給發動機輔助變速箱的徑向輸出軸；以及連接臂36e容納排油管。本發明提供了一種裝置，該裝置能夠使通過初級流流道16的氣流溫度在鵝頸中被測量。在用於調節渦輪噴氣發動機的大量關係中使用該溫度測量(稱為溫度T25)。根據本發明，為了進行這種測量，條件是使用中間殼體30的連接臂36a到36f之一。因為連接臂36b、36c和36f不用於容納發動機的服務，所以優選這些連接臂中之一(並且在該實施例中，選擇連接臂36b)。如圖4中所示，連接臂36b是中空剛性結構的形式，特別地包括在縱向平面(相對於縱向軸線X-X)中所設置的兩個側壁38。這些側壁以氣密方式，首先在它們縱向端通過形成前緣40a和後緣40b的壁，其次在它們徑向端通過橫向壁42連接在一起。側壁38、形成前緣40a和後緣40b的壁和橫向壁42所限定的內部體積是氣密的(下述進氣口和出氣口除外)。連接臂36b的側壁38之一具有一個或多個進氣口 44 (圖中是3個)，這些口打開進入到鵝頸管中初級流流道16中，然後導向中空結構內部。連接臂36b的後緣壁40b也具有一個或多個出氣口 46，向中空結構內部開口，導引到渦輪發動機的一個區域，在該區域周圍壓力低於進入高壓壓氣機22中初級流流道16中的壓力。在圖I到圖3所示的實施方式中，出氣口 46是單個口，並且它導向到次級流流道18中(這裡壓力小於鵝頸管中初級流流道中的壓力)。作為替代技術方案，連接臂36b的出口可以導向到位於通道16和18之間渦輪噴氣發動機的固定結構37中。在已知的方式中，固定結構37在其下遊端與渦輪噴氣發動機的外面(這裡壓力同樣地小於鵝頸管中初級流流道中壓力)直接地聯通。相似地，自然可以設想出進氣口和出氣口位於連接臂的其它壁中。因此，出氣口 46導向進入的次級流流道18和鵝頸管中初級流流道16之間存在的壓差用於確保一部分初級流通過進氣口 44流到連接臂36b內部，通過次級流流道18，通過流過出氣口 46而離開。連接臂36b也包括設置在中空結構內具有其敏感元件50的溫度探針48。因此，溫度探針48用於測量來自於鵝頸管中初級流流道16和流過形成連接臂36b的中空結構內的初級流的溫度。舉例說明，溫度探針48可以是筆型的，具有繞著心軸纏繞的和由保護套所包裹的鉬絲，因此構成了探針的敏感元件。這種溫度探針對本領域技術人員而言是已知的，因此這裡不再詳細地描述。優選地，溫度探針48的頭部52以密封方式安裝抵靠形成連接臂的後緣40b的壁，並且位於與渦輪噴氣發動機的固定結構37相齊的位置，該固定結構37位於通道16和18之間(因此使得其容易進入)。還是優選地，溫度探針的敏感元件50在基本上與縱軸線X-X平行的方向延伸，並且它徑向地位於進氣口 44和出氣口 46之間，這樣它位於連接臂36b內氣流的路徑上。在已知的方式中，溫度探針連接渦輪噴氣發動機的電子計算機(圖中未示出)，測量數據在該電子計算機中進行處理。 應該觀察到校準連接臂36b的進氣口和出氣口，以帶來初級流的充足流量以輸送給溫度探針，與渦輪噴氣發動機的運行速度無關。該最小流量流特別地是溫度探針特徵的結果。應該觀察到(例如，通過加隔板)，來自於通道16的初級流樣品流過的密封內部體積可以小於連接臂36b的總內體積。因此，在圖4的實施方式中，隔板54從形成端壁的橫向壁42徑向地延伸，提供該隔板54以通過限定氣流在該有限空間來改進溫度探針48周圍氣體的流動。應該觀察到通過適合的處理算法可以補償由於中間殼體連接臂內溫度探針定位所產生的溫度探針的響應時間。
權利要求
1.一種用於測量旁路渦輪噴氣發動機的初級流流道中壓氣機進口溫度的裝置，該裝置包括形成渦輪噴氣發動機的中間殼體(30)的連接臂(36b)的氣密中空結構，設計該中空結構以徑向地通過渦輪噴氣發動機初級流的流道(16)和次級流的流道(18)，連接臂(36b)具有用於開口進入到壓氣機(22)進口處的初級流流道中至少一個進氣口(44)和用於導向到渦輪噴氣發動機一個區域的至少一個出氣口(46)，在該區域中周圍壓力小於壓氣機進口處初級流流道中壓力，該裝置進一步包括設置在連接臂內具有其敏感元件(50)的溫度探針(48)。
2.根據權利要求I所述的裝置，其中連接臂(36b)包括以氣密方式，首先是通過形成前緣(40a)和後緣(40b)的壁，其次是通過橫向壁(42)連接在一起的兩個側壁(38)。
3.根據權利要求2所述的裝置，其中連接臂(36b)的進氣口(44)形成在側壁(38)中，出氣口(46)形成在形成後緣的壁(40b)中。
4.根據權利要求2或3所述的裝置，其中溫度探針(48)以氣密方式安裝以抵靠形成後緣的連接臂的壁(40b)。
5.根據權利要求2至4中任一權利要求所述的裝置，進一步包括從橫向壁(42)之一徑向地延伸的隔板(54)，以通過限定溫度探針(48)在有限的空間中來改進溫度探針(48)周圍氣體的流動。
6.根據權利要求I至5中任一權利要求所述的裝置，其中溫度探針(48)是筆型。
7.根據權利要求I至6中任一權利要求所述的裝置，其中連接臂(36b)的出氣口(46)設計為導引到渦輪噴氣發動機的次級流流道(18)中。
8.一種用於旁路渦輪噴氣發動機的中間殼體(30)，該殼體包括輪轂(32)，設置在輪轂周圍與其同心的外環形殼(34)，和根據權利要求I至7中任一權利要求所述的裝置，所述裝置的連接臂(36b)徑向地連接輪轂和外殼。
9.根據權利要求8所述的中間殼體，其中該裝置的溫度探針(48)的敏感元件(50)以在基本上平行於輪轂和外殼的旋轉軸線(X-X)的方向延伸這種方式設置在連接臂(36b)內。
10.一種旁路渦輪噴氣發動機，其包括根據權利要求8或9所述的中間殼體(30)。
全文摘要
本發明涉及一種用於測量旁路渦輪噴氣發動機的初級流進入壓氣機時其流道中溫度的裝置，包括形成中間殼體(30)的連接臂(36b)的密封中空結構，該結構用於徑向地通過渦輪噴氣發動機初級流的流道(16)和旁路流的流道(18)延伸。連接臂(36b)包括用於開口進入到初級流進入壓氣機時初級流流道中的至少一個進氣口(44)和用於開口進入到渦輪噴氣發動機一個區域的至少一個出氣口(46)，在該區域中周圍壓力小於主初級流進入壓氣機時主初級流流道中壓力。該裝置也包括溫度探針(48)，其敏感元件位於連接臂內。
文檔編號F01D17/08GK102844648SQ201180019018
公開日2012年12月26日 申請日期2011年4月5日 優先權日2010年4月12日
發明者布魯諾·羅伯特·加林, 蒂裡·普瓦, 莫裡斯·喬治斯·沃諾切特 申請人:斯奈克瑪