本发明专利技术公开了一种涡轮发动机(12)，其包括具有探针开口(29)的固定式部件(28)，多个转子叶片(26,27)，以及设置在探针开口(29)内的传感器(40)组件(30)，转子叶片可相对于固定式部件(28)旋转。传感器(40)组件(30)包括传感器(40)和快门机构(42)，该快门机构具有带有感测窗口(46)的快门框架(44)以及耦接到快门框架(44)的至少一个叶构件(48)。传感器(40)组件(30)包括致动器(50)，该致动器包括具有接收狭槽(80)的可旋转构件(52)以及具有在接收狭槽(80)内的止动器构件(86)的定子(54)。可旋转构件(52)在相对于止动器构件(86)限定的运动范围内相对于定子(54)旋转，并且可旋转构件(52)耦接到至少一个叶构件(48)，使得沿着第一方向旋转可旋转构件(52)露出感测窗口(46)，并且使得沿着第二方向反向旋转可旋转构件(52)通过至少一个叶构件(48)遮盖感测窗口(46)。当不使用时，选择性地遮盖传感器(40)保护传感器(40)免于暴露在恶劣条件下，延长其使用寿命。延长其使用寿命。延长其使用寿命。
【技术实现步骤摘要】
燃气涡轮传感器组件和相关联的快门机构
技术介绍
[0001]本公开整体涉及用于涡轮发动机中使用的传感器，并且更具体地，涉及用于保护传感器免受燃气涡轮发动机内的工作条件影响的快门机构。
[0002]至少一些已知的涡轮发动机包括以串联流动关系耦接在一起的压缩机、燃烧器和涡轮。压缩空气从压缩机排放，与燃料混合，并在燃烧器中点燃以形成高能量气体流。高能量气体流流动通过涡轮，在燃烧室和涡轮内部和下游产生高温环境，这通常称之为“热气体路径”。
[0003]在至少一些已知的涡轮中，使用探针，诸如基于光学器件、电容、电感、磁阻、磁力等的非接触式传感器来监测工作条件和环境条件。为了准确地测量环境的条件，许多已知的探针被定位成暴露在涡轮发动机的热气体路径中。热气体路径中的污染物，诸如水、烟灰、砂、烟雾、非燃烧燃料和/或其它外来碎屑可能会降低信号质量并且降低待进行的任何测量的准确度。此外，暴露在热气体路径可能会导致探针中产生热应力和应变和/或机械应力和应变，这可能损坏探针和/或缩短其可用使用寿命。此类损坏可能会导致更换探针的成本高昂和/或涡轮发动机的停机时间延长。例如，如果必须更换探针，则替换探针的重新校准可能是耗时和/或困难的任务。
技术实现思路
[0004]在一方面，提供了涡轮发动机。涡轮发动机包括具有探针开口的固定式部件、多个转子叶片，以及在探针开口内的传感器组件，每个转子叶片可相对于固定式部件旋转。传感器组件包括传感器和快门机构，该快门机构包括具有感测窗口的快门框架。传感器被配置为通过感测窗口测量涡轮发动机内的感兴趣的目标。至少一个叶构件设置在快门框架内并且被配置为选择性地遮盖和露出感测窗口。传感器组件还包括致动器，该致动器包括具有接收狭槽的可旋转构件以及具有设置在接收狭槽内的止动器构件的定子。可旋转构件可在相对于止动器构件限定的运动范围内相对于定子旋转，并且可旋转构件耦接到至少一个叶构件，使得沿着第一方向旋转可旋转构件露出感测窗口，并且使得沿着第二方向反向旋转可旋转构件通过至少一个叶构件遮盖感测窗口。
[0005]在另一方面，提供了一种用于保护传感器的快门机构。快门机构包括具有感测窗口的快门框架。至少一个叶构件设置在快门框架内并且被配置为选择性地遮盖和露出感测窗口。传感器组件还包括致动器，该致动器包括具有接收狭槽的可旋转构件以及具有设置在接收狭槽内的止动器构件的定子。可旋转构件可在相对于止动器构件限定的运动范围内相对于定子旋转，并且可旋转构件耦接到至少一个叶构件，使得沿着第一方向旋转可旋转构件露出感测窗口，并且使得沿着第二方向反向旋转可旋转构件通过至少一个叶构件遮盖感测窗口。
[0006]在又另一方面，传感器组件具有传感器以及具有感测窗口的快门框架。至少一个叶构件被配置为选择性地遮盖和露出感测窗口。传感器组件还包括致动器，该致动器包括具有接收狭槽的可旋转构件以及具有设置在接收狭槽内的止动器构件的定子。可旋转构件
可在相对于止动器构件限定的运动范围内相对于定子旋转，并且可旋转构件耦接到至少一个叶构件，使得沿着第一方向旋转可旋转构件露出感测窗口，并且使得沿着第二方向反向旋转可旋转构件通过至少一个叶构件遮盖感测窗口。
附图说明
[0007]图1是示例性涡轮发动机组件的示意图。
[0008]图2是可与图1中所示的涡轮发动机组件一起使用的示例性传感器组件的透视图。
[0009]图3是示出图2中所示的传感器组件的打开和闭合的进展视图。
[0010]图4是图2中所示的传感器组件的分解图。
[0011]图5是图3中所示的传感器组件的一部分的分解图。
[0012]图6是沿图2中的线6
‑
6截取的传感器组件的剖视图。
具体实施方式
[0013]本文所述的实施方案涉及一种快门机构，该快门机构可用于选择性地保护传感器免受燃气涡轮发动机内的工作条件影响。快门机构能够选择性地打开和闭合以保护光学传感器，例如，免于暴露在燃气涡轮发动机内的污垢。光学传感器技术和其它传感器技术需要通往由传感器监测的感兴趣的目标的清洁路径，以便于获取准确、有意义且有用的数据。因此，当燃气涡轮发动机内的工作条件可能会劣化光学传感器和/或降低其信号质量时，或在不使用传感器期间，可闭合快门机构。当燃气涡轮发动机内的工作条件良好和/或需要进行测量时，可根据需要打开快门机构，并且在有限的持续时间内将光学传感器暴露在环境中。快门机构有利于保护传感器的敏感光学部件免于受到因环境条件造成的起雾、过热、结垢或其它持续性损坏的影响。因此，提高了光学传感器组件的使用寿命，并且维持光学传感器的校准。
[0014]除非另外指示，否则如本文所使用的近似语言，诸如“大体地”、“基本上”和“约”指示如本领域普通技术人员将认识到的，如此修饰的术语可以仅适用于近似程度，而不是绝对或完美程度。因此，由一个或多个术语(诸如“约”、“大约”和“基本上”)修饰的值不限于指定的精确值。在至少一些情况下，近似语言可以对应于用于测量值的仪器的精度。除此之外，除非另外指示，否则术语“第一”、“第二”等在本文中仅用作标记，并且不旨在对这些术语所涉及的项目施加顺序、位置或分级要求。此外，例如，对“第二”项目的引用不要求或排除存在例如“第一”或较低编号的项目或者“第三”或更高编号的项目。
[0015]图1是示例性涡轮发动机组件10的示意图。在示例性实施方案中，涡轮发动机组件10包括燃气涡轮发动机12，该燃气涡轮发动机包括入口区段13、设置在入口区段13下游的压缩机区段14、被定位在压缩机区段14下游的燃烧室区段16(具有多个燃烧室17)、被定位在燃烧室区段16下游的涡轮区段18，以及设置在涡轮区段18下游的排气区段19。另外，燃气涡轮发动机12可包括耦接在压缩机区段14和涡轮区段18之间的一个或多个轴22。
[0016]压缩机区段14一般可包括多个转子盘24(示出了其中一个)以及从每个转子盘24径向向外延伸并且连接到每个转子盘的多个转子叶片26。每个转子盘24继而可耦接到或者形成延伸穿过压缩机区段14的轴22的一部分。压缩机区段14包括多个压缩机级，每个压缩机级包括转子叶片26的周向阵列以及安装到压缩机区段14的壳体的定子叶片(未示出)的
对应周向阵列。定子叶片将进入的空气引导进入转子叶片26中，使得空气通过压缩机区段14逐步压缩。
[0017]涡轮区段18包括多个转子盘25(示出了其中一个)以及从每个转子盘25径向向外延伸并且互连到每个转子盘的多个转子叶片27。每个转子盘25继而可耦接到或形成延伸穿过涡轮区段18的轴22的一部分。涡轮区段18还包括固定式部件28，诸如但不限于围绕转子叶片27并且至少部分地限定通过涡轮区段18的热气体路径20的热保护罩、护罩或壳体。固定式部件28还包括多个定子叶片(未示出)，该多个定子叶片与转子叶片27一起被布置在一个或多个级中，以扩大燃烧气体34的流量。
[0018]固定式部件28还具有限定在其中的探针开口29。如下文将更详细地描述，传感器组件30在探针开口29内以用本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种涡轮发动机(12)，所述涡轮发动机包括：固定式部件(28)，所述固定式部件包括探针开口(29)；多个转子叶片(26,27)，每个转子叶片能够相对于所述固定式部件(28)旋转；和传感器组件(30)，所述传感器组件位于所述探针开口(29)内，所述传感器组件(30)包括传感器(40)和快门机构(42)，所述快门机构包括：快门框架(44)，所述快门框架包括感测窗口(46)，所述传感器(40)被配置为通过所述感测窗口(46)测量所述涡轮发动机(12)内的感兴趣的目标；至少一个叶构件(48)，所述至少一个叶构件设置在所述快门框架(44)内并且被配置为选择性地遮盖和露出所述感测窗口(46)；和致动器(50)，所述致动器包括：可旋转构件(52)，所述可旋转构件包括接收狭槽(80)；和定子(54)，所述定子包括设置在所述接收狭槽(80)内的止动器构件(86)，其中，所述可旋转构件(52)能够在相对于所述止动器构件(86)限定的运动范围内相对于所述定子(54)旋转，并且其中，所述可旋转构件(52)耦接到所述至少一个叶构件(48)，使得沿着第一方向旋转所述可旋转构件(52)露出所述感测窗口(46)，并且使得沿着第二方向反向旋转所述可旋转构件(52)通过所述至少一个叶构件(48)遮盖所述感测窗口(46)。2.根据权利要求1所述的涡轮发动机(12)，所述涡轮发动机还包括控制器(92)，所述控制器通信地耦接到所述致动器(50)以选择性地旋转所述可旋转构件(52)，所述控制器(92)被配置为基于热气体路径(20)的温度或压力，或所述涡轮发动机(12)的工作状态中的至少一者来控制遮盖和露出所述感测窗口(46)。3.根据权利要求1所述的涡轮发动机(12)，所述涡轮发动机还包括压缩机区段(14)，所述压缩机区段与所述固定式部件(28)和所述致动器(50)流体连通，所述压缩机区段(14)被配置为向所述致动器(50)提供排放空气以选择性地旋转所述可旋转构件(52)。4.根据权利要求1所述的涡轮发动机(12)，其中，所述定子(54)还包括致动器外壳(56)，所述致动器外壳包括内通道(64)，其中，所述可旋转构件(52)能够通过间隙配合定位在所述内通道(64)内。5.根据权利要求1所述的涡轮发动机(12)，其中，所述固定式部件(28)包括所述涡轮发动机(12)的热保护罩、护罩或壳体中的至少一者。6.根据权利要求1所述的涡轮发动机(12)，其中，所述传感器(40)是光学传感器或电容探针中的一者。7.一种用于保护传感器(40)的快门机构(42)，所述快门机构(42)包括：快门框架(44)，所述快门框架包括感测窗口(46)；至少一个叶构件(48)，所述至少一个叶构件设置在所述快门框架(44)内并且被配置为选择性地遮盖和露出所述感测窗口(46)；和致动器(50)，所述致动器包括：可旋转构件(52)，所述可旋转构件包括...
【专利技术属性】
技术研发人员：库尔特，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。