專(zhuān)利名稱(chēng)：燃?xì)廨啓C(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燃?xì)廨啓C(jī)，而本發(fā)明尤其涉及一種期望將諸如控制用于葉片環(huán)和分段環(huán)的冷卻流體以冷卻靜葉片和旋轉(zhuǎn)葉片和用于轉(zhuǎn)子的冷卻流體的溫度、壓力和流量的控制技術(shù)付諸于實(shí)際應(yīng)用的燃?xì)廨啓C(jī)。
背景技術(shù)：
通常，燃?xì)廨啓C(jī)主要包括三種部件，包括空氣壓縮部(在下文中“壓縮機(jī)”)；燃燒部(在下文中“燃燒器”)；和渦輪部，其中燃燒器被安裝在由主軸彼此直接連接的壓縮機(jī)和渦輪部之間。在這里，圖8顯示了普通燃?xì)廨啓C(jī)的渦輪部的縱斷面視圖。
如圖8所示，渦輪部具有安裝在構(gòu)成其外部形狀的外殼1內(nèi)部的主軸，以便能夠旋轉(zhuǎn)；其中主軸具有以多級(jí)(例如四級(jí))軸向設(shè)置到其上的轉(zhuǎn)盤(pán)2A，2B，2C和2D；而多個(gè)旋轉(zhuǎn)葉片3A，3B，3C和3D以放射狀從轉(zhuǎn)盤(pán)2A，2B，2C和2D的每個(gè)的外部圓周伸出。該轉(zhuǎn)盤(pán)2A，2B，2C和2D和旋轉(zhuǎn)葉片3A，3B，3C和3D包括以整體的方式與主軸一起旋轉(zhuǎn)的每個(gè)旋轉(zhuǎn)葉片轉(zhuǎn)子4A，4B，4C和4D。
此外，在外殼1內(nèi)部，靜葉片5A，5B，5C和5D以它們沿主軸在每一級(jí)與旋轉(zhuǎn)葉片3A，3B，3C和3D交替地設(shè)置的方式被安裝。每一級(jí)的靜葉片5A，5B，5C和5D被安裝到外圓周側(cè)的罩6A，6B，6C和6D上，罩6A，6B，6C和6D相對(duì)主軸共心地圍繞每級(jí)的靜葉片5A，5B，5C和5D的每一個(gè)。
此外，在外殼1內(nèi)部，葉片環(huán)7A，7B，7C和7D相對(duì)主軸共心地圍繞每級(jí)的每個(gè)靜葉片5A，5B，5C和5D和旋轉(zhuǎn)葉片3A，3B，3C和3D地被聯(lián)接。具有安裝在其上的靜葉片5A，5B，5C和5D的每個(gè)外圓周側(cè)的罩6A，6B，6C和6D分別被聯(lián)接到每級(jí)中的葉片環(huán)7A，7B，7C和7D內(nèi)部；而同時(shí)，環(huán)形段8A，8B，8C和8D以相對(duì)主軸共心的方式分別圍繞每個(gè)旋轉(zhuǎn)葉片3A，3B，3C和3D地被聯(lián)接。
在如上文所述的燃?xì)廨啓C(jī)的渦輪部中，高溫和高壓燃燒氣體從燃燒器的轉(zhuǎn)換件(transition piece)經(jīng)氣體通路9被饋送，而用作工作流體；其中通過(guò)使燃燒氣體順序地從第一級(jí)到第四級(jí)交替地流到每一級(jí)的靜葉片5A，5B，5C和5D和旋轉(zhuǎn)葉片3A，3B，3C和3D，主軸與旋轉(zhuǎn)葉片3A，3B，3C和3D一起被旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)，即旋轉(zhuǎn)葉片轉(zhuǎn)子4A，4B，4C和4D。然后，當(dāng)發(fā)電機(jī)被連接到主軸的前端時(shí)，主軸的旋轉(zhuǎn)力就被用作發(fā)電的能源。反之，當(dāng)噴射端口被安裝到用于排放燃燒氣體的渦輪部的端部時(shí)，主軸的旋轉(zhuǎn)力就被用作噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。
此外，在燃?xì)廨啓C(jī)的壓縮機(jī)中，旋轉(zhuǎn)葉片轉(zhuǎn)子以與渦輪部相同的方式利用主軸的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，從而從外部吸入空氣以用作工作流體；而該空氣被傳送到燃燒器，被壓縮，并交替通過(guò)旋轉(zhuǎn)葉片和靜葉片。被引入燃燒器的壓縮空氣在那里與供應(yīng)的燃料進(jìn)行燃燒，產(chǎn)生出高溫和高壓燃燒氣體，該氣體將被送到上述渦輪部。
同時(shí)，由于高溫燃燒氣體流入燃?xì)廨啓C(jī)的渦輪部，用作工作流體，為防止靜葉片5A，5B，5C和5D和旋轉(zhuǎn)葉片3A，3B，3C和3D的溫度的過(guò)度增加，冷卻結(jié)構(gòu)是必不可少的。通常，為了冷卻靜葉片5A，5B，5C和5D，諸如高壓空氣與/或蒸汽的冷卻流體被導(dǎo)入由每級(jí)的葉片環(huán)7A，7B，7C和7D和外殼1形成的每個(gè)空間10A，10B，10C和10D，從而冷卻了葉片環(huán)7A，7B，7C和7D和外部圓周側(cè)的罩6A，6B，6C和6D，通過(guò)它們，用于葉片環(huán)的冷卻流體被引導(dǎo)到靜葉片5A，5B，5C和5D，以便冷卻它們。用于葉片環(huán)的冷卻流體也用于冷卻環(huán)形段8A，8B，8C和8D，下文中將被稱(chēng)作“用于葉片環(huán)/環(huán)形段的冷卻流體”。另一方面，為了冷卻旋轉(zhuǎn)葉片3A，3B，3C和3D，諸如高壓空氣與/或蒸汽的冷卻流體被導(dǎo)入每一級(jí)的轉(zhuǎn)盤(pán)2A，2B，2C和2D的內(nèi)部，從而冷卻轉(zhuǎn)盤(pán)2A，2B，2C和2D，這使得用于轉(zhuǎn)子的冷卻流體被導(dǎo)到旋轉(zhuǎn)葉片3A，3B，3C和3D以冷卻它們。
此外，近年來(lái)，對(duì)于上述用于葉片環(huán)/環(huán)形段的冷卻流體和用于轉(zhuǎn)子的冷卻流體，研究了根據(jù)工作狀況，將控制其溫度、壓力和流量的技術(shù)付諸實(shí)踐應(yīng)用。(例如，參見(jiàn)日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)No.2001-248406)該技術(shù)針對(duì)減輕燃?xì)廨啓C(jī)操作期間(特別是在啟動(dòng)期間)，相對(duì)環(huán)形段8A，8B，8C和8D的旋轉(zhuǎn)葉片3A，3B，3C和3D的熱膨脹和收縮的波動(dòng)，并恒定控制以便確保(用作其外圓周的邊緣的)旋轉(zhuǎn)葉片3A，3B，3C和3D的末端和環(huán)形段8A，8B，8C和8D的內(nèi)圓周表面之間適量的微小間隙，而不會(huì)相互接觸，從而試圖進(jìn)一步改進(jìn)燃?xì)廨啓C(jī)的性能。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，安裝了傳感器以檢測(cè)由于暴露于高溫燃燒氣體而特別受到強(qiáng)熱影響的第一或第二級(jí)中的旋轉(zhuǎn)葉片3A或3B的末端與環(huán)形段8A或8B的內(nèi)圓周表面之間的間隙，從而監(jiān)視上述間隙。根據(jù)傳感器的輸出，調(diào)節(jié)用于葉片環(huán)/環(huán)形段的冷卻流體和用于轉(zhuǎn)子的冷卻流體的壓力和流量，以便取得第一或第二級(jí)中旋轉(zhuǎn)葉片3A或3B的末端與環(huán)形段8A或8B的內(nèi)圓周表面之間適當(dāng)量的細(xì)小間隙，而因此，可以將每級(jí)中相對(duì)環(huán)形段8A，8B，8C和8D的旋轉(zhuǎn)葉片3A，3B，3C和3D的熱膨脹和收縮的波動(dòng)最小化。
在這里，圖9顯示了傳感器安裝的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)。在該圖中，顯示了傳感器的安裝結(jié)構(gòu)，傳感器用于檢測(cè)第二級(jí)中旋轉(zhuǎn)葉片3B的末端與環(huán)形段8B的內(nèi)圓周表面之間的間隙。如圖9所示，傳感器120是FM調(diào)制電容型傳感器，主要包括容納具有向前的檢測(cè)區(qū)的檢測(cè)元件的前部121；向后引出傳送檢測(cè)元件的輸出的電纜130的后部122；和連接前部和后部的軸環(huán)部123。其用作信號(hào)線的銅線被覆以絕緣材料的電纜130從傳感器120經(jīng)形成在后部122中的引出出口124被引出。
如下文所述的傳感器120具有被插入諸如不銹鋼等的金屬制成的第一導(dǎo)管140的邊緣中的后部122；其中第一導(dǎo)管140的邊緣和軸環(huán)部123的后表面的角部通過(guò)焊接連接(參見(jiàn)圖9中的符號(hào)“W1″)，從而使傳感器120與第一導(dǎo)管140合成一體。與傳感器120成一體的第一導(dǎo)管140從外殼1的外部穿過(guò)外殼1和葉片環(huán)7B(位于圖9中的上方)。然后，通過(guò)由被安裝到外殼1側(cè)的第一導(dǎo)管140的邊緣部的壓縮螺旋彈簧(未示出)被強(qiáng)行壓向環(huán)形段8B，軸環(huán)部123的前表面被按向被固定到環(huán)形段8B的外部圓周表面上的底座135，以便被保持。前部121被插入和穿過(guò)通過(guò)底座135和環(huán)形段8B的通孔136，而然后，前部121的前表面達(dá)到環(huán)形段8B的內(nèi)圓周表面的頂部。此外，在被引到第一導(dǎo)管140的內(nèi)部后，經(jīng)第一導(dǎo)管140，從后部122中的引出出口124伸出的電纜130被引到外殼1的外部。
諸如高壓空氣與/或蒸汽的冷卻流體從外殼1側(cè)的邊緣被引入第一導(dǎo)管140的內(nèi)部。該冷卻流體由單獨(dú)地安裝到外殼1的外部的專(zhuān)用泵供應(yīng)。被引入第一導(dǎo)管140內(nèi)部的冷卻流體冷卻了電纜130本身，并且同時(shí)，經(jīng)穿過(guò)傳感120的軸環(huán)部123的通孔125，通過(guò)被引到前部121的周?chē)?，冷卻了前部121本身。
此外，通過(guò)使第一導(dǎo)管140強(qiáng)行由壓縮螺旋彈簧按壓，傳感器120被按向環(huán)形段8B。這是為了在燃?xì)廨啓C(jī)的操作期間，外殼1、葉片環(huán)7B、環(huán)形段8B和最后第一導(dǎo)管140本身根據(jù)溫度的變化熱膨脹與/或收縮時(shí)，容許熱膨脹和收縮的目的。
然而，已發(fā)現(xiàn)在上述傳感器的傳統(tǒng)安裝結(jié)構(gòu)中，由于在燃?xì)廨啓C(jī)工作期間受動(dòng)振動(dòng)，會(huì)出現(xiàn)下述問(wèn)題。首先，電纜130在第一導(dǎo)管140內(nèi)部較高速地自旋，從而使電纜130反復(fù)地接觸第一導(dǎo)管140的管壁，這磨去了其絕緣覆蓋材料，結(jié)果產(chǎn)生了對(duì)由電纜130傳送的輸出信號(hào)的噪聲。
第二，由于電纜130被引出的傳感120的后部122中的引出出口124是有角的，因此由于第一導(dǎo)管140內(nèi)部的電纜130高速地快速自旋，電纜130反復(fù)地接觸引出出口124的有角的角部，這導(dǎo)致電纜130在接觸部中斷開(kāi)。
第三，雖然結(jié)構(gòu)上傳感器120能夠與第一導(dǎo)管140一起拔出外殼1和從外殼1的外部插入，但由于疲勞，第一導(dǎo)管140到傳感器120的焊接結(jié)合部W1會(huì)破裂，這實(shí)際上導(dǎo)致分離，從而導(dǎo)致其中不可能與第一導(dǎo)管140一起拔出或插入傳感器120的情況。這種情況會(huì)迫使燃?xì)廨啓C(jī)長(zhǎng)時(shí)間地中斷工作，然后拆卸外殼1和葉片環(huán)7B以更換傳感器。因此，特別是第三個(gè)問(wèn)題直接涉及燃?xì)廨啓C(jī)的停工時(shí)間，因此，它將成為將上述控制用于葉片環(huán)/環(huán)形段的冷卻流體和用于轉(zhuǎn)子的冷卻流體的溫度、壓力和流量的技術(shù)付諸實(shí)際應(yīng)用的大的障礙。
此外，作為如圖10所示的傳感器的安裝結(jié)構(gòu)的另一實(shí)例，第一導(dǎo)管140和傳感器120被完全分離為不同的部件，其中通過(guò)將傳感器120的軸環(huán)部123的前和后表面夾在底座135和固定器137之間，并利用螺釘138將底座135與固定器137結(jié)合，傳感器120被固定到環(huán)形段8B。在這種情況中，第一導(dǎo)管140從外殼1的外部被插入，通過(guò)使其傳感器120側(cè)的邊緣壓到固定器137，接受壓縮螺旋彈簧的按壓力，保持了第一導(dǎo)管140。以與圖9中所示的傳感器的安裝結(jié)構(gòu)相同的方式，電纜130被沿第一導(dǎo)管140的內(nèi)部引導(dǎo)。
如上述的傳感器的安裝結(jié)構(gòu)產(chǎn)生上述第一和第二問(wèn)題。此外，由于傳感器120以螺釘被固定到環(huán)形段8B，不拆卸外殼1和葉片環(huán)7B就不可能更換傳感器120，這樣還存在第三個(gè)問(wèn)題。
此外，作為如圖11所示的傳感器的安裝結(jié)構(gòu)的另一實(shí)例，第一導(dǎo)管140和傳感器120被以如圖10中的傳感器的安裝結(jié)構(gòu)相同的方式作為不同的部件完全分離；其中通過(guò)將傳感器120的軸環(huán)部123的前和后表面夾在底座135和固定器137之間，并通過(guò)焊接(參見(jiàn)圖11中的符號(hào)W2)將底座135與固定器137結(jié)合，傳感器120被固定到環(huán)形段8B。在這種情況中，也通過(guò)使其傳感器120側(cè)的邊緣壓到固定器137上，接受壓縮螺旋彈簧的按壓力，保持了從外殼1的外部被插入的第一導(dǎo)管140。然而，在這種情況中，第二導(dǎo)管150被設(shè)置在第一導(dǎo)管140內(nèi)部，而沿其內(nèi)部延伸，而電纜130沿第二導(dǎo)管150的內(nèi)部被引導(dǎo)。利用沿第二導(dǎo)管150延伸的多個(gè)支撐板155，第二導(dǎo)管150被支撐到第一導(dǎo)管140的管壁。
在如上文所述的傳感器的安裝結(jié)構(gòu)中，由于電纜130在第二導(dǎo)管150的內(nèi)部，電纜130的高速快速自旋受到限制，以便能夠防止電纜130接觸第一導(dǎo)管140。然而，由于第二導(dǎo)管150的傳感器側(cè)的開(kāi)口邊緣151為有角的，因此電纜130會(huì)重復(fù)地接觸該有角的角部，從而磨損。因此，仍然存在上述第一問(wèn)題。此外，雖然能夠限制電纜130的高速的顯著自旋，但是傳感器120的后部122的引出出口124仍是有角的，所以仍將出現(xiàn)上述第二問(wèn)題。此外，由于傳感器120以焊接被固定到環(huán)形段8B，因此不拆卸外殼1和葉片環(huán)7B就不可能更換傳感器120，這樣還存在第三個(gè)問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠?qū)⒖刂朴糜谌~片環(huán)/環(huán)形段的冷卻流體和用于轉(zhuǎn)子的冷卻流體的溫度、壓力和流量的技術(shù)付諸實(shí)際應(yīng)用的燃?xì)廨啓C(jī)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的燃?xì)廨啓C(jī)配置有同心地圍繞在外殼內(nèi)部旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)葉片轉(zhuǎn)子的環(huán)形段和葉片環(huán)，該環(huán)形段和葉片環(huán)從內(nèi)部環(huán)形段和葉片環(huán)被順序連接到外殼；并具有檢測(cè)旋轉(zhuǎn)葉片轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)葉片的末端與環(huán)形段的內(nèi)圓周表面之間的間隙的傳感器；其中通過(guò)使其后部螺紋連接到冷卻流體被導(dǎo)入其內(nèi)部中的第一導(dǎo)管的前部邊緣，傳感器與第一導(dǎo)管形成一體；并通過(guò)使第一導(dǎo)管從外殼的外部通過(guò)葉片環(huán)并被強(qiáng)行壓向環(huán)形段，傳感器被按壓到環(huán)形段，以便以包括檢測(cè)元件的其前部通過(guò)環(huán)形段的方式被保持。在經(jīng)形成在其后部的引出出口被引出到第一導(dǎo)管的內(nèi)部后，自傳感器的電纜被引到外殼的外部；并且傳感器具有用于將被導(dǎo)入第一導(dǎo)管的內(nèi)部中的冷卻流體引導(dǎo)到前部的周?chē)纬傻耐住?br>
當(dāng)如上所述構(gòu)造時(shí)，因?yàn)閭鞲衅骱偷谝粚?dǎo)管通過(guò)由于螺紋的接合而螺紋連接在一起從而相互連接，以便一起形成整體，即使兩個(gè)部件在燃?xì)廨啓C(jī)操作期間受到振動(dòng)，它們也將不會(huì)被分離。簡(jiǎn)單地說(shuō)，這確保了一體組裝的傳感器和第一導(dǎo)管能夠從外殼的外部被拔出和插入。因此，為了更換傳感器，沒(méi)有必要拆卸外殼和葉片環(huán)，并且此外，燃?xì)廨啓C(jī)的停機(jī)時(shí)間能夠被明顯縮短。自然地，利用被導(dǎo)入第一導(dǎo)管內(nèi)部的冷卻流體，電纜本身能夠被冷卻，而傳感器的前部也被流經(jīng)在相繼的傳感器中形成的通孔的冷卻流體冷卻。此外，由于利用壓縮螺旋彈簧強(qiáng)制地按壓第一導(dǎo)管，傳感器被按壓到環(huán)形段，因此當(dāng)根據(jù)燃汽輪機(jī)操作期間的溫度變化，外殼、葉片環(huán)、環(huán)形段和最后第一導(dǎo)管本身熱膨脹與/或收縮時(shí)，熱膨脹和收縮差值能夠充分地被容許。
在這里，考慮到實(shí)際使用，傳感器優(yōu)選地是FM調(diào)制電容型傳感器。
此外，考慮到防止在燃?xì)廨啓C(jī)工作期間，高速快速自旋的電纜由于振動(dòng)而意外斷開(kāi)，優(yōu)選引出出口形成為向外展開(kāi)。
此外，為了抑制電纜在燃?xì)廨啓C(jī)工作期間由于振動(dòng)而高速地顯著地自旋，并且同時(shí)為了防止電纜無(wú)意地磨損，優(yōu)選沿其內(nèi)部引導(dǎo)電纜的第二導(dǎo)管設(shè)置到第一導(dǎo)管的內(nèi)部，其中傳感器側(cè)的第二導(dǎo)管的開(kāi)口的邊緣被形成為向外展開(kāi)。
此外，旋轉(zhuǎn)葉片轉(zhuǎn)子、環(huán)形段和葉片環(huán)優(yōu)選被配置多級(jí)，其中傳感器被安裝用于檢測(cè)第二級(jí)中旋轉(zhuǎn)葉片轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)葉片的末端與第二級(jí)中環(huán)形段的內(nèi)圓周表面之間的間隙。
在如上所述的情況中，為簡(jiǎn)化被引到第一導(dǎo)管的冷卻流體的供應(yīng)源，優(yōu)選方式是，為了冷卻第二級(jí)中葉片環(huán)和環(huán)形段，用于葉片環(huán)/環(huán)形段的冷卻流體被引入由外殼和第二級(jí)中的環(huán)形段形成的空間中；其中第一導(dǎo)管的一部分到達(dá)該空間中的頂部，而通孔形成到管壁的該部分中。
在根據(jù)本發(fā)明的燃?xì)廨啓C(jī)中，由于檢測(cè)旋轉(zhuǎn)葉片的末端與環(huán)形段的內(nèi)圓周表面之間的間隙的傳感器能夠確實(shí)地從外殼的外殼拔出和插入，其中該傳感器與從外殼的外部穿過(guò)葉片環(huán)的第一導(dǎo)管一起形成整體，所以能夠顯著縮短燃?xì)廨啓C(jī)為更換傳感器而停機(jī)的時(shí)間。因此，控制用于葉片環(huán)/環(huán)形段的冷卻流體以冷卻靜葉片和旋轉(zhuǎn)葉片和用于轉(zhuǎn)子的冷卻流體的溫度、壓力和流量的技術(shù)能夠充分地付諸實(shí)際應(yīng)用。
圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明的傳感器在燃?xì)廨啓C(jī)中的安裝結(jié)構(gòu)的縱斷面視圖；圖2是顯示圖1中的傳感器在燃?xì)廨啓C(jī)中的安裝結(jié)構(gòu)的必要部分的縱斷面視圖；圖3是顯示圖1中的傳感器在燃?xì)廨啓C(jī)中的安裝結(jié)構(gòu)的其它必要部分的縱斷面視圖；圖4是在圖2的A-A處切割的橫斷面視圖；圖5是在圖2的B-B處切割的橫斷面視圖；圖6是在圖2的C-C處切割的橫斷面視圖；
圖7是在圖3的D-D處切割的橫斷面視圖；圖8是顯示普通燃?xì)廨啓C(jī)的渦輪部的縱斷面視圖；圖9是顯示傳感器在傳統(tǒng)燃?xì)廨啓C(jī)中的安裝結(jié)構(gòu)的必要部分的縱斷面視圖；圖10是顯示傳感器在傳統(tǒng)燃?xì)廨啓C(jī)中的安裝結(jié)構(gòu)的其它必要部分的縱斷面視圖；和圖11是顯示傳感器在傳統(tǒng)燃?xì)廨啓C(jī)中的安裝結(jié)構(gòu)的另一實(shí)例的必要部分的縱斷面視圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參照附圖，將描述本發(fā)明的實(shí)施例。圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的傳感器在燃?xì)廨啓C(jī)中的整個(gè)安裝結(jié)構(gòu)的縱斷面視圖；圖2是被放大的且顯示包括傳感器的安裝結(jié)構(gòu)的必要部分的傳感器附近的縱斷面視圖；而圖3是從外殼到葉片環(huán)的附近的被放大的且顯示傳感器的安裝結(jié)構(gòu)的其它必要部分的縱斷面視圖。圖4是在圖2的A-A處切割的橫斷面視圖；圖5是在圖2的B-B處切割的橫斷面視圖；圖6是在圖2的C-C處切割的橫斷面視圖；而圖7是在圖3的D-D處切割的橫斷面視圖。
如圖1和圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的該實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)采用了第二級(jí)中的用作旋轉(zhuǎn)葉片3B的外部圓周邊緣的末端與環(huán)形段8B的內(nèi)圓周表面之間的間隙作為輸入元素，以控制冷卻靜葉片5A，5B，5C和5D的用于葉片環(huán)/環(huán)形段的冷卻流體和冷卻旋轉(zhuǎn)葉片3A，3B，3C和3D的用于轉(zhuǎn)子的冷卻流體的溫度、壓力和流量，其中傳感器20被安裝以檢測(cè)該間隙。四個(gè)傳感器20被安裝以檢測(cè)四個(gè)方向的間隙，即在主軸的圓周的頂部和底部和左和右側(cè)。然后，根據(jù)來(lái)自每個(gè)傳感器20的輸出，用于葉片環(huán)/環(huán)形段的冷卻流體和用于轉(zhuǎn)子的冷卻流體的壓力和流量被調(diào)節(jié)，以便將第二級(jí)中旋轉(zhuǎn)葉片3B的末端與環(huán)形段8B的內(nèi)圓周表面之間的間隙最小化，從而獲得適當(dāng)?shù)奈⑿￠g隙，從而抑制每級(jí)中相對(duì)環(huán)形段8A，8B，8C和8D的旋轉(zhuǎn)葉片3A，3B，3C和3D的熱膨脹和收縮的波動(dòng)。
以下，將描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的傳感器的安裝結(jié)構(gòu)。傳感器20是一種FM調(diào)制電容型傳感器，主要包括容納包括向前的檢測(cè)區(qū)的檢測(cè)元件的前部21；向后引出傳送檢測(cè)元件的輸出的電纜30的后部22；和連接前部和后部21和22的第一和第二軸環(huán)部23和24。這些部件被軸向放置以一起形成整體。第一軸環(huán)部23具有比第二軸環(huán)部24更大的直徑，并被放置在前部21側(cè)。電纜30具有用作信號(hào)線的被覆以絕緣材料的銅線，并且經(jīng)形成在后部22中的引出出口25從傳感器20被引出。后部22中的引出出口25被形成以便以?xún)?nèi)徑逐漸向外展開(kāi)的方式向外展開(kāi)。
構(gòu)成傳感器20的第一和第二軸環(huán)部23和24具有從第二軸環(huán)部24的后邊緣表面到第一軸環(huán)部23的前邊緣表面(實(shí)際上，更進(jìn)一步地沿前部21的外圓周表面上形成的槽)穿過(guò)而形成的多個(gè)通孔26，例如，形成8個(gè)孔(參見(jiàn)圖6)。這些通孔26的每個(gè)相對(duì)于傳感器20的軸的中心被以等角度間隔地設(shè)置。尤其地，根據(jù)當(dāng)前實(shí)施例，構(gòu)成傳感器20的后部22的外圓周表面具有螺旋外螺紋27，螺旋外螺紋27與下文所述的第一導(dǎo)管40的副管42中形成的內(nèi)螺紋44嚙合接合。
如上所述的傳感器20與第一導(dǎo)管40一起形成一體，而第一導(dǎo)管40的具體結(jié)構(gòu)將在下面進(jìn)行描述。
第一導(dǎo)管40是一種由不銹鋼等制成的金屬管，包括足夠長(zhǎng)以從外殼1的外部穿過(guò)外殼1和葉片環(huán)7B的主管41；和被接合到主管41的前部邊緣中并通過(guò)焊接固定的副管42，在構(gòu)成第一導(dǎo)管40的主管41的內(nèi)部，共心地設(shè)置有沿主管41延伸的由諸如不銹鋼等的金屬制成的第二導(dǎo)管50；其中利用多片支撐板55，例如，利用沿第二導(dǎo)管50延伸的4片(參見(jiàn)圖4或圖7)，第二導(dǎo)管50被支撐到主管41的管壁，即第一導(dǎo)管40。副管42側(cè)的第二導(dǎo)管50的邊緣部分處的開(kāi)口51被形成以便以?xún)?nèi)徑逐漸展開(kāi)的方式向外展開(kāi)。順便提及，作為相反側(cè)的第二導(dǎo)管50的邊緣部分處的開(kāi)口也被形成以相同的方式向外展開(kāi)。
另一方面，構(gòu)成第一導(dǎo)管40的副管42的內(nèi)圓周表面具有與副管42共心地突起的環(huán)形部43；其中環(huán)形部43的內(nèi)圓周表面具有內(nèi)螺紋44，內(nèi)螺紋44與形成在傳感器20的后部22中的外螺紋27嚙合接合。此外，環(huán)形部43具有從后部邊緣表面到前部邊緣表面穿過(guò)形成的多個(gè)通孔45，例如形成8個(gè)通孔(參見(jiàn)圖5)。這些通孔45的每個(gè)相對(duì)于副管42的軸的中心以等角度間隔地設(shè)置。
傳感器20具有從作為上述第一導(dǎo)管40的前部邊緣的副管42的前部邊緣插入以便擰入的后部22。利用它，傳感器20的后部22的外螺紋27與副管42的環(huán)形部43的內(nèi)螺紋44嚙合接合，以便以傳感器20的第二軸環(huán)部24被配合到副管42的內(nèi)部中的方式被擰在一起和連接。傳感器20和第一導(dǎo)管40以這種方式一起形成一體。此外，副管42的前部邊緣和傳感器20的第一軸環(huán)部23的后表面上的角部利用點(diǎn)焊補(bǔ)充地連接。
與傳感器20成一體的第一導(dǎo)管40從外殼1的外部穿過(guò)外殼1和葉片環(huán)7B。然后，利用經(jīng)彈簧支撐部件60設(shè)置的壓縮螺旋彈簧61，外殼1側(cè)的第一導(dǎo)管40的邊緣部分被強(qiáng)行壓向環(huán)形段8B，從而使第一軸環(huán)部23被配合到被固定到環(huán)形段8B的外部圓周表面上的底座35中，而同時(shí)，使第一軸環(huán)部23的前面按壓在底座35上以便被保持。在如上所述的條件中，前部21經(jīng)過(guò)穿過(guò)底座35和環(huán)形段8B的通孔36，而前部21的前表面達(dá)到環(huán)形段8B的內(nèi)圓周表面的頂部。此外，在被引出到第一導(dǎo)管40(即副管42)的內(nèi)部后，自后部22的引出出口25的電纜30被沿第一導(dǎo)管40(即主管41)中的第二導(dǎo)管50引導(dǎo)，并經(jīng)第二導(dǎo)管50被引到外殼1的外部。
從外殼1側(cè)的前部邊緣，諸如高壓空氣與/或蒸汽的冷卻流體被導(dǎo)入第一導(dǎo)管40的內(nèi)部。具體地，外殼1的外部的第一導(dǎo)管40的前部邊緣部分，包括彈簧支撐部件60和壓縮螺旋彈簧61，被容納在彈簧外殼62中，而冷卻流體經(jīng)以法蘭密封彈簧外殼62的狀態(tài)形成在蓋部件63中的流體引導(dǎo)入口64被引導(dǎo)。該冷卻流體由單獨(dú)安裝在外殼1的外部的專(zhuān)用泵供應(yīng)。此外，從第二導(dǎo)管50被引出的電纜30穿過(guò)彈簧外殼62中的彈簧支撐部件60和壓縮螺旋彈簧61，而進(jìn)一步穿過(guò)蓋部件63以被引到外部。
然后，被引到第一導(dǎo)管40(即主管41)的內(nèi)部的冷卻流體冷卻第二導(dǎo)管50內(nèi)部的電纜30本身，并經(jīng)副管42的環(huán)形部43中的通孔45并進(jìn)一步經(jīng)穿過(guò)傳感器20的第一和第二軸環(huán)部23和24的通孔26被引到前部21的周?chē)员憷鋮s前部21本身。此外，當(dāng)冷卻流體流入第一導(dǎo)管40和第二導(dǎo)管50之間的間隙中時(shí)，由于支撐板55沿第一支撐管40和第二導(dǎo)管50延伸，支撐板55將不是妨礙。
在這里，在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例中，用作第一導(dǎo)管40的主管41的一部分到達(dá)在第二級(jí)中外殼1和葉片環(huán)7B形成的空間10B的頂部；其中用于葉片環(huán)/環(huán)形段的冷卻流體用于冷卻第二級(jí)的外部罩6B和靜葉片5B，包括第二級(jí)的葉片環(huán)7B和進(jìn)一步包括第二級(jí)中的環(huán)形段8B，該冷卻流體被引入空間10B的內(nèi)部。由于用于冷卻第二級(jí)中的靜葉片5B的用于葉片環(huán)/環(huán)形段的冷卻流體溫度相對(duì)較低，為有效地使用它，如圖1、圖3和圖7中所示，多個(gè)通孔46被形成在到達(dá)空間10B的頂部的主管41的管壁中；而用于葉片環(huán)/環(huán)形段的冷卻流體經(jīng)通孔46被引入主管41(即第一導(dǎo)管40)的內(nèi)部。由此，雖然冷卻流體不是由如上所述的專(zhuān)用泵供應(yīng)，但是用于葉片環(huán)/環(huán)形段的冷卻流體能夠被用于兩者，從而消除了用作冷卻流體供應(yīng)源的專(zhuān)用泵。
根據(jù)如上所述的傳感器的如此安裝結(jié)構(gòu)，由于傳感器20和第一導(dǎo)管40通過(guò)相互螺紋接合而被擰在一起而連接和一起形成一體，即使在燃?xì)廨啓C(jī)操作期間振動(dòng)被施加到傳感器20和第一導(dǎo)管40上，傳感器20和第一導(dǎo)管40也不會(huì)被分離。此外，由于除了通過(guò)擰在一起而連接外，傳感器20和第一導(dǎo)管40還通過(guò)點(diǎn)焊被連接，因此兩者被可靠地保持，以便取得出眾的抗振動(dòng)性。為了更明白起見(jiàn)，在作為一個(gè)組件被一起形成一體的情況中，傳感器20和第一導(dǎo)管40能夠被可靠地從外殼1的外部被拔出和插入。因此，在更換傳感器20中，完全沒(méi)有必要拆卸外殼1和葉片環(huán)7B，這顯著地使燃?xì)廨啓C(jī)的停機(jī)時(shí)間更短而極大地提高維護(hù)性。從而，采用用于控制用于葉片環(huán)/環(huán)形段的冷卻流體和用于轉(zhuǎn)子的冷卻流體的溫度、壓力和流量的技術(shù)的障礙被消除了，而實(shí)際使用控制技術(shù)是完全可以的。
此外，通過(guò)利用壓縮螺旋彈簧61按壓第一導(dǎo)管40，傳感器20被按向環(huán)形段8B。因此，即使當(dāng)根據(jù)燃?xì)廨啓C(jī)工作期間溫度的變化，外殼1、葉片環(huán)7B、環(huán)形段8B和最后第一導(dǎo)管40本身熱膨脹與/或收縮時(shí)，熱膨脹和收縮的差別能夠充分地允許。
此外，由于電纜30在第二導(dǎo)管50內(nèi)部，因此在燃?xì)廨啓C(jī)工作期間由振動(dòng)引起的電纜30高速地明顯快速的自旋(spinning)能夠被抑制。此外，由于在傳感器側(cè)的第二導(dǎo)管50的開(kāi)口51為向外展開(kāi)的，電纜30將不會(huì)反復(fù)地與該部分接觸，這樣很顯然，不會(huì)出現(xiàn)磨損。結(jié)果，電纜30的輸出信號(hào)變得穩(wěn)定。
此外，由于傳感器20的后部22的引出出口24是向外展開(kāi)的，因此電纜30將不會(huì)在該部分處受到反復(fù)接觸，而結(jié)果，能夠被防止電纜30斷開(kāi)。
雖然結(jié)合目前認(rèn)為是最實(shí)用和優(yōu)選的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但應(yīng)該理解本發(fā)明并不局限于上述所披露的實(shí)施例，而相反，本發(fā)明旨在覆蓋所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的各種修改。例如，傳感器20的檢測(cè)的目標(biāo)可以是第一級(jí)中旋轉(zhuǎn)葉片3A的末端與環(huán)形段8A的內(nèi)圓周表面之間的間隙。很明顯，它適用于檢測(cè)后序級(jí)中旋轉(zhuǎn)葉片3C和3D的末端與環(huán)形段8C和8D的內(nèi)圓周表面之間的間隙。
此外，可以使來(lái)自燃?xì)廨啓C(jī)的壓縮機(jī)的壓縮空氣包含被引入第一導(dǎo)管40的內(nèi)部中的冷卻流體供應(yīng)。在這種情況中，也不需要用作冷卻流體的供應(yīng)源的專(zhuān)用泵，從而提高了可靠性。
如上所述，很顯然，可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行多種修改和變形。因此，應(yīng)該理解本發(fā)明將并不局限于具體的描述而在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)實(shí)施。
權(quán)利要求
1.一種燃?xì)廨啓C(jī)，包括同心地圍繞在外殼內(nèi)部旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)葉片轉(zhuǎn)子并被從內(nèi)部順序聯(lián)接到外殼的環(huán)形段和葉片環(huán)；并具有設(shè)置到其上檢測(cè)旋轉(zhuǎn)葉片轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)葉片的末端與環(huán)形段的內(nèi)圓周表面之間的間隙的傳感器；其中傳感器通過(guò)第一導(dǎo)管的邊緣與其后部螺紋連接在一起而與第一導(dǎo)管一起形成一體，其中第一導(dǎo)管的內(nèi)部具有引入其中的冷卻流體；而通過(guò)使第一導(dǎo)管從外殼的外部穿過(guò)葉片環(huán)并被強(qiáng)行按壓到環(huán)形段，包括檢測(cè)元件的其前部被按壓到環(huán)形段以便被保持，而穿過(guò)環(huán)形段；其中在經(jīng)形成在后部的引出出口被引入到第一導(dǎo)管的內(nèi)部中之后，經(jīng)第一導(dǎo)管，自傳感器的電纜被引到外殼的外部；并且其中所述傳感器具有形成在其中的通孔，所述通孔將被導(dǎo)入第一導(dǎo)管的內(nèi)部中的冷卻流體引導(dǎo)到前部的周?chē)?br>
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃?xì)廨啓C(jī)，其中在被作為組件一起形成一體的情況下，通過(guò)拔出和拉入，傳感器和第一導(dǎo)管從外殼的外部被拔出和插入。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃?xì)廨啓C(jī)，其中所述傳感器和所述第一導(dǎo)管被彼此焊接而被保持。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃?xì)廨啓C(jī)，其中所述第一導(dǎo)管利用壓縮螺旋彈簧被強(qiáng)制按壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃?xì)廨啓C(jī)，其中所述傳感器是FM調(diào)制電容型傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃?xì)廨啓C(jī)，其中所述引出出口形成為向外展開(kāi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃?xì)廨啓C(jī)，其中沿內(nèi)部引導(dǎo)所述電纜的第二導(dǎo)管設(shè)置在所述第一導(dǎo)管內(nèi)部，并且所述傳感器側(cè)的所述第二導(dǎo)管的開(kāi)口的邊緣被形成為向外展開(kāi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃?xì)廨啓C(jī)，其中旋轉(zhuǎn)葉片轉(zhuǎn)子、環(huán)形段和葉片環(huán)被設(shè)置為多個(gè)級(jí)；并且其中所述傳感器被安裝以檢測(cè)第二級(jí)中所述旋轉(zhuǎn)葉片轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)葉片的末端與第二級(jí)中的所述環(huán)形段的內(nèi)圓周表面之間的間隙。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的燃?xì)廨啓C(jī)，其中用于冷卻第二級(jí)中的所述葉片環(huán)和所述環(huán)形段的用于葉片環(huán)/環(huán)形段的冷卻流體被引入第二級(jí)中的所述外殼與所述葉片環(huán)之間形成的空間中；并且其中所述第一導(dǎo)管的一部分到達(dá)所述空間的頂部，而通孔形成在其管壁的部分中。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃?xì)廨啓C(jī)，其中作為冷卻流體，來(lái)自所述燃?xì)廨啓C(jī)的壓縮機(jī)的壓縮空氣被引入所述第一導(dǎo)管的內(nèi)部。
全文摘要
一種燃?xì)廨啓C(jī)能夠?qū)z測(cè)旋轉(zhuǎn)葉片的末端與包圍它們的環(huán)形段的內(nèi)圓周表面之間的間隙并根據(jù)輸出調(diào)節(jié)用于葉片環(huán)/環(huán)形段的冷卻流體和用于轉(zhuǎn)子的冷卻流體的溫度、壓力和流量的控制技術(shù)用于實(shí)踐。傳感器被設(shè)置以檢測(cè)旋轉(zhuǎn)葉片的末端與環(huán)形段的內(nèi)圓周表面之間的間隙。通過(guò)使傳感器后部用螺紋連接到第二導(dǎo)管，其中第二導(dǎo)管被安裝到冷卻流體被引入其內(nèi)部的第一導(dǎo)管的一個(gè)邊緣，該傳感器與第一導(dǎo)管被一起形成一體。第一導(dǎo)管被從外殼的外部按壓到葉片環(huán)以便保持。雖然在燃?xì)廨啓C(jī)工作期間受到振動(dòng)，通過(guò)螺紋擰在一起的被一起形成一體的傳感器和第一導(dǎo)管將不會(huì)分離，并且傳感器和第一導(dǎo)管能夠在更換中從外殼的外部拔出和插入。
文檔編號(hào)F01D11/08GK1796726SQ20051013698
公開(kāi)日2006年7月5日 申請(qǐng)日期2005年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月27日
發(fā)明者谷岡忠輝 申請(qǐng)人:三菱重工業(yè)株式會(huì)社