[發明專利]監控渦輪發動機中所關注的高溫區域的方法

有效

• 申請號: 201180060910.3
• 申請日: 2011-10-19
• 公開（公告）號: CN103261859B
• 公開（公告）日: 2017-07-21
• 發明（設計）人: P.J.佐姆伯;D.H.萊米奧克斯;C.哈特徹
• 申請（專利權）人: 西門子能量股份有限公司
• 主分類號: G01J5/00
• 分類號: G01J5/00;G01J5/08
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 曲瑩

相關申請的交叉引用

本申請要求于2010年10月21日提交的美國臨時專利申請No.61/405377的權益，該臨時專利申請作為引用并入本文。本申請涉及美國專利申請no.13/274692(代理人案號2010P20143US01，發明名稱“SYSTEM FOR MONITORING A HIGH-TEMPERATURE REGION OF INTEREST IN A TURBINE ENGINE”)，該專利申請與本申請同時提交，并作為引用并入本文。

技術領域

本發明的各方面涉及渦輪發動機，更具體地說，涉及一種用于監控所關注的高溫區域的方法，例如可以通過位于渦輪機的靜葉片內部的監控裝置來執行。

背景技術

本發明的受讓人已成功展示用于在線監控渦輪發動機的旋轉和/或靜止部件的設備和技術。例如參見發明名稱為“Method and Apparatus For Measuring Online Failure Of Turbine Thermal Barrier Components”的美國專利7690840所述的設備和技術，該專利的全部內容作為引用并入本文。

鑒于在渦輪發動機的密閉空間訪問(confined space access)情形下可能出現的幾何形狀和熱約束，由已知設備提供的熱和/或空間視角通常局限于相對于渦輪機的柱形結構徑向向內布置的區域。例如，獲得徑向向外布置的區域的熱和/或空間視角還沒能實現，或者基本受限于尺寸和/或入射角。

此外，已知設備涉及比較長的光路，這一般需要相對大量的光學元件(例如中繼光學等)，因為這樣的設備位于與通常會出現在渦輪機的工作氣體的路徑中的高溫和/或高壓間隔開的區域中。長光路可迫使設計者使用涉及光學權衡(optical tradeoff)的光學元件(在這樣的長光路情形下需要這樣的光學元件)，例如可涉及使用具有比較低的反射特性的光學元件。例如，具有比較高的反射特性的光學元件可能不適于在涉及大量這樣的元件的長光路中，但是可適于在涉及較少數量的光學元件的短光路中。這些考慮因素可稍微限制設計者進行光學設計以處理其它權衡的能力，例如使用更粗糙的光學材料的能力，更粗糙的光學材料可具有較高的反射特性。

因此，鑒于前述考慮，繼續需要對設備和/或技術進行改進，用于監控渦輪發動機中所關注的高溫區域。

附圖說明

在下面說明中參考下面附圖解釋本發明的各方面：

圖1部分示出根據本發明各方面的可用于監控渦輪發動機中所關注的高溫區域的系統的示例性實施例的示意圖。

圖2-4示出根據本發明各方面的靜葉片的各個示例性實施例的各自局部剖視圖，該靜葉片包括監控裝置(例如觀察裝置)，其活動性地連接到靜葉片的觀察口以提供所關注區域的視場。

圖5是可連接成將觀察裝置固定在輪葉中的蓋組件的示例性實施例的橫截面視圖。

圖6是可連接成將觀察裝置固定在輪葉中的扭轉鎖定組件的示例性實施例的橫截面視圖。

圖7是觀察裝置的示例性實施例的局部剖視圖，該觀察裝置例如可由光學纖維束制成。

具體實施方式

圖1部分示出系統8的示例性實施例的示意圖，這可用于在線監控渦輪發動機10中所關注的高溫區域20，如可用在陸基、海上或航空應用中。本領域技術人員應當明白的是，渦輪機10可包括許多內部冷卻(例如空氣冷卻)的靜葉片，這位于渦輪機的工作氣體的路徑中，并由此經受例如約幾千華氏度的比較高的溫度，比如約2800℉或更高。

根據本發明的各方面，輪葉12可構造成包括監控口14₁，并在其內部容納監控裝置16，監控裝置活動性地連接到監控口14₁，以例如提供遠離輪葉12的所關注區域20的視場18。應當明白的是，本發明的各方面不局限于構造在輪葉12中的單個監控口14₁。例如，比如監控口14₂和14₃的另外的監控口可構造在輪葉12中，以提供遠離輪葉12的另外所關注區域的相應視場。可位于所關注區域20中的示例性渦輪機部件可包括定位在相應的轉動葉片(未示出)的葉尖附近的靜止環段(未示出)。本領域技術人員應當明白的是，位于這些環段上的熱障涂層(TBC)可經受加速磨損和撕裂，因為這些環段在高壓環境和/或與葉尖的有損接觸(hard contact)下遭受高速、高溫氣體的影響。