CH708843A2

CH708843A2 - Thermoelementanordnung.

Info

Publication number: CH708843A2
Application number: CH01629/14A
Authority: CH
Inventors: Richard Douglas Berkland; Shaun Christopher Barret; Michael Sean Markham; Sean Cornelius O'meara
Original assignee: Gen Electric
Priority date: 2013-10-31
Filing date: 2014-10-23
Publication date: 2015-05-15
Also published as: DE102014115348A1; US9416731B2; CH708843A8; JP6496521B2; JP2015087394A; CN204612822U; US20150114443A1

Abstract

Eine Thermoelementanordnung (50) enthält eine Thermoelementsonde (52), die innerhalb einer Sondenisolierhülse (72) starr enthalten ist. Ferner ist ein Schutzrohr (56) vorgesehen, das ein erstes Ende, ein zweites Ende und einen hohlen Abschnitt aufweist, der sich in einer Längsrichtung des Schutzrohrs (56) von dem ersten Ende zu dem zweiten Ende erstreckt, wobei der hohle Abschnitt eingerichtet ist, um die Thermoelementsonde und die Sondenisolierhülse darin aufzunehmen. Eine Strahlungsabschirmung ist mit dem Schutzrohr in der Nähe des zweiten Endes des Schutzrohrs integral ausgebildet. Eine Gewindemutter (84) steht mit einem Gewindeabschnitt des Schutzrohrs in der Nähe des ersten Endes des Schutzrohrs in Gewindeeingriff, um bei einer Eingriffsverbindung mit dem Schutzrohr die Thermoelementsonde und die Sondenisolierhülse positionsmässig zu fixieren. Eine solche Thermoelementanordnung kann insbesondere in Turbinensystemen verwendet werden.

Description

Beschreibung

HINTERGRUND ZU DER ERFINDUNG

[0001 ] Der hierin offenbarte Gegenstand betrifft eine Thermoelementanordnung und insbesondere eine Thermoelementanordnung, die in Verbindung mit Turbinensystemen, wie beispielsweise einer Gasturbine, verwendet werden kann.

[0002] Thermoelementanordnungen werden verwendet, um Temperaturen von weit vielfältigen Anwendungen in zahlreichen Industriezweigen zu messen. Ein Turbinensystem ist ein Beispiel für eine Anwendung, die auf Thermoelementanordnungen angewiesen ist, um Temperaturen von Systemkomponenten verlässlich zu messen. Zum Beispiel kann eine Gasturbine, die einen Strom heisser Abgase erzeugt, auf Thermoelementanordnungen angewiesen sein, um Temperaturen innerhalb von Komponenten, beispielsweise innerhalb eines Turbinenauslassdiffusors, zu messen.

[0003] Bestimmte Thermoelementanordnungen erfordern die Einführung einer Thermoelementsonde in ein Schutzrohr mit einer Strahlungsabschirmung, die in einem Temperaturerfassungsbereich angeordnet ist. Die richtige Einführung der Thermoelementsonde erfordert eine präzise Einführungstiefe und -ausrichtung. Eine unkorrekte Einführung kann die Thermoelementsonde übermässigen Schwingungen und einer relativen Bewegung zwischen der Thermoelementsonde und der Strahlungsabschirmung aussetzen, was dadurch zu einer Beschädigung an der Thermoelementsonde führen kann.

KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

[0004] Gemäss einem Aspekt der Erfindung enthält eine Thermoelementanordnung eine Thermoelementsonde, die starr innerhalb einer Sondenisolierhülse enthalten ist. Ferner ist ein Schutzrohr enthalten, das ein erstes Ende, ein zweites Ende und einen hohlen Abschnitt aufweist, der sich in eine Längsrichtung des Schutzrohrs von dem ersten Ende aus zu dem zweiten Ende erstreckt, wobei der hohle Abschnitt eingerichtet ist, um die Thermoelementsonde und die Sondenisolierhülse darin aufzunehmen. Ferner ist eine Strahlungsabschirmung enthalten, die mit dem Schutzrohr in der Nähe des zweiten Endes des Schutzrohrs integral ausgebildet ist. Noch weiter ist eine Gewindemutter enthalten, die eingerichtet ist, um mit einem Gewindeabschnitt des Schutzrohrs in der Nähe des ersten Endes des Schutzrohrs im Gewindeeingriff zu stehen, wobei die Gewindemutter eingerichtet ist, um bei einer Eingriffsverbindung mit dem Schutzrohr die Thermoelementsonde und die Sondenisolierhülse positionsmässig zu fixieren.

[0005] Die zuvor erwähnte Thermoelementanordnung kann ferner eine Senkbohrung aufweisen, die in der Nähe des ersten Endes des Schutzrohrs ausgebildet ist, wobei die Senkbohrung eingerichtet ist, um eine Einführungstiefe der Thermoelementsonde in der Längsrichtung des Schutzrohrs zu definieren.

[0006] Ferner kann die Sondenisolierhülse einen Schulterbereich enthalten, der eingerichtet ist, um in einem vollständig eingeführten Zustand der Thermoelementsonde innerhalb der Senkbohrung zu sitzen.

[0007] Noch weiter kann in der Thermoelementanordnung der zuvor erwähnten Bauart die Gewindemutter einen Rückhalteabschnitt enthalten, der eingerichtet ist, um den Schulterbereich der Sondenisolierhülse zurückzuhalten, um ein Herausziehen der Thermoelementsonde zu vermeiden.

[0008] In der Thermoelementanordnung einer beliebigen vorstehend erwähnten Art kann die Thermoelementsonde einen Thermoelementanschluss enthalten, der mit einem ersten Thermoelementende betriebsmässig verbunden ist.

[0009] [Zusätzlich kann die Gewindemutter eingerichtet sein, um beim Aussereingriffbringen der Gewindemutter von dem Gewindeabschnitt des Schutzrohrs dem Thermoelementanschluss eine Kraft zu verleihen, wobei die Kraft ein Herausziehen der Thermoelementsonde aus dem hohlen Abschnitt des Schutzrohrs unterstützt.

[0010] In der Thermoelementanordnung einer beliebigen vorstehend erwähnten Art kann die Thermoelementsonde ein erstes Thermoelementende und ein zweites Thermoelementende enthalten, wobei das zweite Thermoelementende eingerichtet ist, um sich in einen inneren Abschnitt einer Komponente hinein zu erstrecken, um eine Temperatur des inneren Abschnitts zu messen.

[0011 ] Zusätzlich kann die Thermoelementanordnung der zuvor erwähnten Art ferner einen Flansch aufweisen, der mit dem Schutzrohr integral ausgebildet und eingerichtet ist, um mit einer äusseren Oberfläche einer Aussenwand der Komponente betriebsmässig gekoppelt zu sein.

[0012] Gemäss einem weiteren Aspekt der Erfindung enthält eine Thermoelementanordnung für einen Turbinenauslassdiffusor einen Diffusorströmungspfad, der durch eine innere Oberfläche einer Aussenwand des Turbinenauslassdiffusors definiert ist. Ferner ist eine Thermoelementsonde enthalten, die eingerichtet ist, um in den Diffusorströmungspfad hinein zu ragen. Ferner ist ein Schutzrohr enthalten, das ein erstes Ende, ein zweites Ende und einen hohlen Abschnitt aufweist, der sich in eine Längsrichtung des Schutzrohrs von dem ersten Ende aus zu dem zweiten Ende erstreckt, wobei der hohle Abschnitt eingerichtet ist, um die Thermoelementsonde darin aufzunehmen. Noch weiter ist ein Flansch enthalten, der mit dem Schutzrohr integral ausgebildet und eingerichtet ist, um mit einer äusseren Oberfläche einer Aussenwand des Turbinenauslassdiffusors betriebsmässig gekoppelt zu sein. Ferner ist eine Gewindemutter enthalten, die eingerichtet ist, um mit einem Gewindeabschnitt des Schutzrohrs in der Nähe des ersten Endes des Schutzrohrs in Gewindeeingriff zu stehen, wobei die Gewindemutter eingerichtet ist, um bei einer Eingriffsverbindung mit dem Schutzrohr die Thermoelementsonde in einer radialen Richtung positionsmässig zu fixieren.

2 [0013] Die Thermoelementanordnung gemäss dem zweiten Aspekt, wie zuvor erwähnt, kann ferner eine Senkbohrung aufweisen, die in der Nähe des ersten Endes des Schutzrohrs ausgebildet ist, wobei die Senkbohrung eingerichtet ist, um eine Einführungstiefe der Thermoelementsonde in der Längsrichtung des Schutzrohrs zu definieren.

[0014] Die Thermoelementanordnung gemäss dem zweiten Aspekt einer beliebigen vorstehen erwähnten Art kann ferner eine Sondenisolierhülse aufweisen, die die Thermoelementsonde starr darin aufnimmt.

[0015] Ausserdem kann die Sondenisolierhülse einen Schulterbereich enthalten, der eingerichtet ist, um in einem vollständig eingeführten Zustand der Thermoelementsonde innerhalb der Senkbohrung zu sitzen.

[0016] Zusätzlich oder alternativ kann die Gewindemutter einen Rückhalteabschnitt enthalten, der eingerichtet ist, um den Schulterbereich der Sondenisolierhülse zurückzuhalten, um ein Herausziehen der Thermoelementsonde zu verhindern.

[0017] In der Thermoelementanordnung gemäss dem zweiten Aspekt einer beliebigen vorstehend erwähnten Art kann die Thermoelementsonde einen Thermoelementanschluss enthalten, der mit einem ersten Thermoelementende betriebsmässig verbunden ist.

[0018] Zusätzlich kann die Gewindemutter eingerichtet sein, um beim Aussereingriffbringen der Gewindemutter von dem Gewindeabschnitt des Schutzrohrs dem Thermoelementanschluss eine Kraft zu verleihen, wobei die Kraft ein Herausziehen der Thermoelementsonde aus dem hohlen Abschnitt des Schutzrohrs unterstützt.

[0019] Gemäss einem noch weiteren Aspekt der Erfindung enthält eine Gasturbine eine Thermoelementanordnung, die eingerichtet ist, um Temperaturen eines Abschnitts der Gasturbine zu messen, wobei die Thermoelementanordnung eine Thermoelementsonde aufweist, die innerhalb einer Sondenisolierhülse starr aufgenommen ist, wobei die Thermoelementsonde innerhalb eines hohlen Abschnitts eines Schutzrohrs zurückgehalten und mit dem Schutzrohr an einer einzigen Stelle fest verbunden ist.

[0020] Die zuvor erwähnte Gasturbine kann ferner aufweisen: eine Senkbohrung, die in der Nähe eines ersten Endes des Schutzrohrs ausgebildet ist, wobei die Senkbohrung eingerichtet ist, um eine Einführungstiefe der Thermoelementsonde in einer Längsrichtung des Schutzrohrs zu definieren; einen Schulterbereich der Sondenisolierhülse, der eingerichtet ist, um in einem vollständig eingeführten Zustand der Thermoelementsonde innerhalb der Senkbohrung zu sitzen; und eine Gewindemutter, die einen Rückhalteabschnitt aufweist, der eingerichtet ist, um den Schulterbereich der Sondenisolierhülse zurückzuhalten, um ein Herausziehen der Thermoelementsonde zu verhindern, wobei die einzige Stelle einen Gewindeabschnitt des Schutzrohrs aufweist, der in der Nähe eines ersten Endes des Schutzrohrs angeordnet ist, wobei die Thermoelementsonde festgeklemmt ist.

[0021 ] Zusätzlich oder alternativ kann die Gasturbine ferner einen Flansch aufweisen, der mit dem Schutzrohr integral ausgebildet und eingerichtet ist, um mit einer äusseren Oberfläche einer Aussenwand des Abschnitts der Gasturbine betriebsmässig verbunden zu sein.

[0022] In der Gasturbine einer beliebigen vorstehend erwähnten Art kann die Thermoelementsonde einen Thermoelementanschluss enthalten, der mit einem ersten Thermoelementende betriebsmässig verbunden ist.

[0023] Zusätzlich kann die Gewindemutter eingerichtet sein, um beim Aussereingriffbringen der Gewindemutter von dem Gewindeabschnitt des Schutzrohrs dem Thermoelementanschluss eine Kraft zu verleihen, wobei die Kraft ein Herausziehen der Thermoelementsonde aus dem hohlen Abschnitt des Schutzrohrs unterstützt.

[0024] Diese und weitere Vorteile und Merkmale werden aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen offensichtlicher.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

[0025] Der Gegenstand, der als die Erfindung angesehen wird, ist in den Ansprüchen am Schluss der Beschreibung besonders angegeben und deutlich beansprucht. Das Vorstehende sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen offensichtlich, in denen zeigen:

[0026] Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Gasturbine;

[0027] Fig. 2 eine Querschnittsansicht eines Turbinenauslassdiffusors der Gasturbine;

[0028] Fig. 3 eine schematische Querschnittsansicht einer Thermoelementanordnung, die mit dem Turbinenauslassdiffusor gekoppelt ist;

[0029] Fig. 4 eine Perspektivansicht eines Schutzrohrs der Thermoelementanordnung;

[0030] Fig. 5 eine Perspektivansicht einer Thermoelementsonde der Thermoelementanordnung;

[0031 ] Fig. 6 eine Querschnittsansicht der Thermoelementanordnung in einem teilweise zusammengebauten Zustand; und

[0032] Fig. 7 eine perspektivische Querschnittsansicht eines Abschnitts der Thermoelementanordnung.

3 [0033] Die detaillierte Beschreibung erläutert Ausführungsformen der Erfindung gemeinsam mit Vorteilen und Merkmalen anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

[0034] Die Ausdrücke «axial» und «in Axialrichtung», wie sie in dieser Anmeldung verwendet werden, beziehen sich auf Richtungen und Orientierungen, die im Wesentlichen parallel zu einer zentralen Längsachse eines Turbinensystems verlaufen. Die Ausdrücke «radial» und «in Radialrichtung», wie sie in dieser Anmeldung verwendet werden, beziehen sich auf Richtungen und Orientierungen, die im Wesentlichen orthogonal zu der zentralen Längsachse des Turbinensystems verlaufen. Die Ausdrücke «stromaufwärts» und «stromabwärts», wie sie in dieser Anmeldung verwendet werden, beziehen sich auf Richtungen und Orientierungen relativ zu einer axialen Strömungsrichtung in Bezug auf die zentrale Längsachse des Turbinensystems.

[0035] Bezugnehmend auf Fig. 1 ist ein Turbinensystem, wie z.B. eine Gasturbine, schematisch dargestellt und wird allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Die Gasturbine 10 enthält einen Verdichterabschnitt 12, einen Brennkammerabschnitt 14, einen Turbinenabschnitt 16, eine Welle 18 und eine Brennstoffdüse 20. Es sollte erkannt werden, dass eine Ausführungsform der Gasturbine 10 mehrere Verdichter 12, Brennkammern 14, Turbinen 16, Wellen 18 und Brennstoffdüsen 20 enthalten kann. Der Verdichterabschnitt 12 und der Turbinenabschnitt 16 sind über die Welle 18 gekoppelt. Die Welle 18 kann eine einzelne Welle oder mehrere Wellensegmente sein, die miteinander verbunden sind, um die Welle 18 zu bilden.

[0036] Der Brennkammerabschnitt 14 verwendet einen brennbaren flüssigen und/oder gasförmigen Brennstoff, wie beispielsweise Erdgas oder Wasserstoffreiches Synthesegas, um die Gasturbine 10 zu betreiben. Z.B. stehen die Brennstoffdüsen 20 mit einer Luftversorgung und einer Brennstoffversorgung 22 in Fluidverbindung. Die Brennstoffdüsen 20 erzeugen ein Luft-Brennstoff-Gemisch und geben das Luft-Brennstoff-Gemisch in den Brennkammerabschnitt 14 ab, wodurch eine Verbrennung hervorgerufen wird, die ein heisses unter Druck stehendes Abgas erzeugt. Der Brennkammerabschnitt 14 leitet das heisse unter Druck stehende Gas durch ein Übergangsstück hindurch in einen Turbinenleitapparat (oder einen «Leitapparat der ersten Stufe») und weitere Stufen von Laufschaufeln und Leitschaufeln hinein, wodurch eine Rotation der Turbinenschaufeln innerhalb eines Aussengehäuses 24 des Turbinenabschnitts 16 bewirkt wird. Nachfolgend wird das heisse unter Druck stehende Gas von dem Turbinenabschnitt 16 zu einem Auslassdiffusor 26 befördert, der mit einem Teil des Turbinenabschnitts, wie z.B. dem Aussengehäuse 24, betriebsmässig verbunden ist.

[0037] Indem nun auf Fig. 2 Bezug genommen wird, ist eine quer geschnittene Seitenansicht des Auslassdiffusors 26 veranschaulicht. Der Auslassdiffusor 26 enthält einen Einlass 28, der eingerichtet ist, um ein Auslassfluid 30 von dem Turbinenabschnitt 16 zu empfangen. An einer stromabwärtigen Stelle relativ zu dem Einlass 28 ist ein Auslass 32 angeordnet. Ein inneres Zylinderrohr 34 erstreckt sich relativ axial entlang einer Hauptströmungsrichtung 33 des Auslassdiffusors 26 wenigstens teilweise zwischen dem Einlass 28 und dem Auslass 32 und enthält eine äussere Oberfläche 36. Von dem inneren Zylinderrohr 34 radial nach aussen beabstandet und insbesondere von der äusseren Oberfläche 36 radial nach aussen beabstandet ist eine Aussenwand 38, die eine innere Oberfläche 40 aufweist. Die Aussenwand 38 ist in einer relativ divergierenden Konfiguration eingerichtet, so dass kinetische Energie des Auslassfluids 30 nach dem Eintritt in den Einlass 28 des Auslassdiffusors 26 verringert wird. Insbesondere kommt es aufgrund der divergierenden Konfiguration der Aussenwand 38 innerhalb des Auslassdiffusors 26 zu einer Umsetzung des dynamischen Drucks in statischen Druck. Das Auslassfluid 30 strömt durch einen Diffusorströmungspfad 31 hindurch, der durch die äussere Oberfläche 36 des inneren Zylinderrohrs 34 und die innere Oberfläche 40 der Aussenwand 38 definiert ist.

[0038] Bezugnehmend auf Fig. 3 ist eine Thermoelementanordnung 50 in einem montierten Zustand mit dem Auslassdiffusor 26 schematisch dargestellt. Die Thermoelementanordnung 50 enthält eine Thermoelementsonde 52, die sich in einen inneren Bereich 54 (d.h. den Diffusorströmungspfad 31 ) des Auslassdiffusors 26 hinein erstreckt und eingerichtet ist, um die Temperatur innerhalb des inneren Bereichs 54 zu erfassen. Die Thermoelementsonde 52 ist wenigstens teilweise innerhalb eines Schutzrohrs 56 angeordnet und durch dieses gehalten. Insbesondere ist die Thermoelementsonde 52 wenigstens teilweise innerhalb eines hohlen Abschnitts 58 des Schutzrohrs 56 angeordnet, der sich von einem ersten Ende 60 des Schutzrohrs 56 zu einem zweiten Ende 62 des Schutzrohrs 56 erstreckt. Wie veranschaulicht, enthält das Schutzrohr 56 einen Flansch 64, der eingerichtet ist, um das Schutzrohr 56 und folglich die Thermoelementanordnung 50 mit einer äusseren Oberfläche 68 der Aussenwand 38 des Auslassdiffusors 26 betriebsmässig zu koppeln. Das Schutzrohr 56 kann an der äusseren Oberfläche 68 auf eine beliebige geeignete Weise, wie z.B. mit einer Schweissverbindung oder mechanischen Befestigungsmitteln, gesichert werden. In der veranschaulichten Ausführungsform ist ein Paar Bolzen 57 oder dergleichen allgemein dargestellt.

[0039] Obwohl ein Turbinenauslassdiffusor in Verbindung mit Ausführungsformen der Thermoelementanordnung 50 veranschaulicht und beschrieben ist, sollte erkannt werden, dass die Thermoelementanordnung 50 mit einer beliebigen Komponente der Gasturbine 10 verwendet werden kann. Ausserdem kann die Thermoelementanordnung 50 in einem beliebigen Industriezweig oder einer beliebigen Anwendung verwendet werden, die von Temperaturmessungen innerhalb von Komponenten profitieren.

[0040] Bezugnehmend auf die Fig. 4 und 5 ist die Thermoelementanordnung 50 in grösseren Einzelheiten in einem auseinandergebauten Zustand veranschaulicht. Das Schutzrohr 56 ist in Fig. 4 veranschaulicht, und die Thermoelementsonde

4 52 ist in Fig. 5 veranschaulicht. Das Schutzrohr 56 enthält eine Strahlungsabschirmung 70, die in der Nähe des zweiten Endes 62 des Schutzrohrs 56 angeordnet ist. Die Strahlungsabschirmung 70 ist gewöhnlich mit dem Schutzrohr 56 integral ausgebildet, wobei jedoch vorgesehen ist, dass eine gesonderte Ausbildung und Kopplung der Komponenten geeignet sein kann. Die Strahlungsabschirmung 70 ist als ein rohrförmiges Element veranschaulicht, das fehlerhafte Temperaturablesungen durch die Thermoelementsonde 52 reduziert, indem es die Thermoelementsonde 52 gegen schwarze Körperstrahlung abschirmt, wobei jedoch alternative Geometrien der Strahlungsabschirmung 70 verwendet werden können.

[0041 ] Die Thermoelementsonde 52 ist innerhalb einer Sondenisolierhülse 72 fest enthalten, die aus einem Magnesiumoxidmaterial ausgebildet ist, das eingerichtet ist, um die Thermoelementsonde 52 zu isolieren. Die Thermoelementsonde 52 kann mit der Sondenisolierhülse 72 betriebsmässig verbunden oder innerhalb derer integral ausgebildet sein. In einer Ausführungsform umfasst die Thermoelementsonde 52 einen Abschnitt eines metallummantelten mineralisolierten (Ml) Thermoelementkabels. D.h., das Thermoelementkabel weist einen Metallmantel, einen Isolator aus komprimiertem Magnesiumoxidpulver und Thermoelementdrähte auf, die an dem Erfassungsende zu einer Verbindung ausgebildet sind, wobei das Kabel an diesem Ende mit einer Kappe versehen ist. In einer anderen Ausführungsform bildet die Sondenisolierhülse 72 einen zweiten Metallmantel über der vollständigen Thermoelementsonde 52 (z.B. einschliesslich der Drähte, Isolierung und Abschirmung), und die Sondenisolierhülse 72 muss lediglich an der Thermoelementsonde 52 an dem ersten Ende 60 fixiert werden. Wie veranschaulicht, erstreckt sich die Thermoelementsonde 52 von einem ersten Thermoelementende 74 aus zu einem zweiten Thermoelementende 76. Das zweite Thermoelementende 76 ragt leicht aus einem Ende der Sondenisolierhülse 72 heraus und ragt in einem zusammengebauten Zustand der Thermoelementanordnung 50 in den Innenraum der Strahlungsabschirmung 70 hinein, wie dies nachstehend beschrieben ist. In der Nähe des ersten Endes 60 der Thermoelementsonde 52 ist ein Thermoelementanschluss 78 vorhanden.

[0042] Bezugnehmend auf Fig. 6 sind die Thermoelementsonde 52, die Sondenisolierhülse 72 und das Schutzrohr 56 in einem zusammengebauten Zustand veranschaulicht. In dem zusammengebauten Zustand sind die Thermoelementsonde 52 und die Sondenisolierhülse 72 innerhalb des hohlen Abschnitts 58 des Schutzrohrs 56 angeordnet, und das zweite Ende 76 der Thermoelementsonde 52 ist innerhalb der Strahlungsabschirmung 70 angeordnet.

[0043] Bezugnehmend auf Fig. 7 unter weiterer Bezugnahme auf Fig. 6 ist eine zuverlässige Tiefenpositionierung und Ausrichtung der Thermoelementsonde 52 in das Schutzrohr 56 hinein basierend auf der rauen Umgebung und den Betriebsbedingungen, denen die Thermoelementanordnung 50 ausgesetzt wird, wichtig. Die Tiefenpositionierung bezieht sich auf die Tiefe der Einführung der Thermoelementsonde 52 in eine radiale Richtung, d.h. in eine Längsrichtung 80 des Schutzrohrs 56.

[0044] Fig. 7 zeigt eine vergrösserte Ansicht der Thermoelementanordnung 50 in der Nähe des ersten Endes 60 des Schutzrohrs 56. Das Schutzrohr 56 enthält einen mit einem Gewinde versehenen Abschnitt 82 in der Nähe des ersten Endes 60 des Schutzrohrs 56, der eingerichtet ist, um mit einer Gewindemutter 84 in Gewindeeingriff zu stehen. Vor der Eingriffsverbindung der Gewindemutter 84 mit dem Gewindeabschnitt 82 werden die Thermoelementsonde 52 und die Sondenisolierhülse 72 in den hohlen Abschnitt 58 des Schutzrohrs 56 eingeführt. Eine gewünschte Einführungstiefe der Thermoelementsonde 52 wird durch eine Schulter-Bohrung-Anordnung sichergestellt, die eingerichtet ist, um eine Einführungstiefe der Thermoelementsonde 52 zu begrenzen. Insbesondere enthält das Schutzrohr 56 eine Senkbohrung 86, die bemessen ist, um eine Schulter 88 der Sondenisolierhülse 72 aufzunehmen. Die Anordnung definiert eine Einführungstiefe der Thermoelementsonde 52 in der Längsrichtung 80 des Schutzrohrs 56. Bei einer Eingriffsverbindung der Gewindemutter 84 mit dem Gewindeabschnitt 82 übt die Gewindemutter 84 eine Klemmkraft auf die Thermoelementsonde 52 aus. Insbesondere greift eine untere Fläche 90 eines Rückhalteabschnitts 92 (z.B. einer Bohrung) der Gewindemutter 84 an der Schulter 88 der Sondenisolierhülse 72 an oder steht mit der Schulter 88 in engem Kontakt, wodurch ein Herausziehen der Thermoelementsonde 52 vermieden wird. In einer Ausführungsform wird die Gewindemutter 84 mit einem oder mehreren Sicherungsdrähten (nicht veranschaulicht) in Stellung gehalten. Die Gewindemutter 84 kann mit dem Gewindeabschnitt 82 über ein gerades Gewinde in Eingriff gebracht werden, bis ein Anschlag erreicht ist. Um ein Hinausfahren der Gewindemutter 84 zu vermeiden, kann ein Sicherungsdraht auf jeder Seite der Gewindemutter 84 vorhanden sein. Jeder Draht wird durch jeweilige Löcher in der Strahlungsabschirmung 70 und der Gewindemutter 84 durchgefädelt, um die Gewindemutter 84 in Stellung zu halten.

[0045] Vorteilhafterweise ergeben die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen eine fehlersichere Struktur, um eine gewünschte Eintauchtiefe zu definieren, die mit einem stark überwachten Temperaturkoeffizienten eines Steuersystems, das mit der Thermoelementanordnung 50 im Zusammenhang steht, abgestimmt ist. Ausserdem reduziert ein spezielles Eintauchen und Profil der Instrumententiefe Wirbeleffekte innerhalb des Auslassdiffusors 26. Die Einführung mit präziser Tiefe reduziert ferner die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung oder Zerstörung der Wärmeelementsonde 52.

[0046] In dem Fall einer notwendigen Entfernung und/oder eines notwendigen Austausches der Thermoelementsonde 52 wird die Gewindemutter 84 einfach gedreht. Eine Drehung der Gewindemutter führt vorteilhafterweise dazu, dass eine obere Oberfläche 94 der Gewindemutter 84 dem Thermoelementanschluss 78, der mit der Thermoelementsonde 52 und/oder der Sondenisolierhülse 72 integral ist, wie vorstehend beschrieben, eine Kraft verleiht. Diese Kraft ist in dem Fall einer festgeklemmten Thermoelementsonde 52 besonders vorteilhaft. Auf diese Weise wirkt die Gewindemutter 84 als eine Schraubenwinde, die ein Entfernen der Thermoelementsonde 52 erleichtert.

5 [0047] Während die Erfindung im Einzelnen in Verbindung mit lediglich einer begrenzten Anzahl von Ausführungsformen beschrieben worden ist, sollte ohne Weiteres verstanden werden, dass die Erfindung nicht auf derartige offenbarte Ausführungsformen beschränkt ist. Vielmehr kann die Erfindung modifiziert werden, um eine beliebige Anzahl von Veränderungen, Modifizierungen, Ersetzung oder äquivalenten Anordnungen aufzunehmen, die hier vorstehend nicht beschrieben sind, die jedoch dem Rahmen und Umfang der Erfindung entsprechen. Ausserdem sollte verstanden werden, dass, obwohl verschiedene Ausführungsformen der Erfindung beschrieben sind, Aspekte der Erfindung lediglich einige von den beschriebenen Ausführungsformen enthalten können. Demgemäss ist die Erfindung nicht als durch die vorstehende Beschreibung beschränkt anzusehen, sondern ist nur durch den Umfang der beigefügten Ansprüche beschränkt.

[0048] Eine Thermoelementanordnung enthält eine Thermoelementsonde, die innerhalb einer Sondenisolierhülse starr enthalten ist. Ferner ist ein Schutzrohr enthalten, das ein erstes Ende, ein zweites Ende und einen hohlen Abschnitt aufweist, der sich in einer Längsrichtung des Schutzrohrs von dem ersten Ende zu dem zweiten Ende erstreckt, wobei der hohle Abschnitt eingerichtet ist, um die Thermoelementsonde und die Sondenisolierhülse darin aufzunehmen. Ferner ist eine Strahlungsabschirmung enthalten, die mit dem Schutzrohr in der Nähe des zweiten Endes des Schutzrohrs integral ausgebildet ist. Noch weiter ist eine Gewindemutter enthalten, die eingerichtet ist, um mit einem Gewindeabschnitt des Schutzrohrs in der Nähe des ersten Endes des Schutzrohrs in Gewindeeingriff zu stehen, wobei die Gewindemutter eingerichtet ist, um bei einer Eingriffsverbindung mit dem Schutzrohr die Thermoelementsonde und die Sondenisolierhülse positionsmässig zu fixieren.

Bezugszeichenliste

[0049]

10 Gasturbine 12 Verdichterabschnitt 14 Brennkammerabschnitt 16 Turbinenabschnitt 18 Welle 20 Brennstoffdüse 22 Brennstoffversorgung 24 Aussengehäuse 26 Auslassdiffusor 28 Einlass

30 Auslassfluid

31 Diffusorströmungspfad

32 Auslass

33 Hauptströmungsrichtung

34 inneres Zylinderrohr

35 äussere Oberfläche 38 Aussenwand

40 innere Oberfläche 50 Thermoelementanordnung 52 Thermoelementsonde 54 innerer Bereich

56 Schutzrohr

57 Paar Bolzen

6

Claims

58 hohler Abschnitt 60 erstes Ende 62 zweites Ende 64 Flansch 68 äussere Oberfläche 70 Strahlungsabschirmung 72 Isolierhülse 74 erstes Thermoelementende 76 zweites Thermoelementende 78 Thermoelementanschluss 80 Längsrichtung 82 Gewindeabschnitt 84 Gewindemutter 86 Senkbohrung 88 Schulter 90 untere Fläche 92 Rückhalteabschnitt 94 obere Fläche Patentansprüche 1. Thermoelementanordnung (50), die aufweist: eine Thermoelementsonde (52), die innerhalb einer Sondenisolierhülse (72) starr enthalten ist; ein Schutzrohr (56), das ein erstes Ende (60), ein zweites Ende (62) und einen hohlen Abschnitt (58) aufweist, der sich in eine Längsrichtung (80) des Schutzrohrs von dem ersten Ende zu dem zweiten Ende erstreckt, wobei der hohle Abschnitt eingerichtet ist, um die Thermoelementsonde und die Sondenisolierhülse darin aufzunehmen; eine Strahlungsabschirmung (70), die mit dem Schutzrohr in der Nähe des zweiten Endes des Schutzrohrs integral ausgebildet ist; und eine Gewindemutter (84), die eingerichtet ist, um mit einem Gewindeabschnitt (82) des Schutzrohrs in der Nähe des ersten Endes des Schutzrohrs in Gewindeeingriff zu stehen, wobei die Gewindemutter eingerichtet ist, um bei einer Eingriffsverbindung mit dem Schutzrohr die Thermoelementsonde und die Sondenisolierhülse positionsmässig zu fixieren.
2. Thermoelementanordnung (50) nach Anspruch 1 , die ferner eine Senkbohrung (86) aufweist, die in der Nähe des ersten Endes (60) des Schutzrohrs (56) ausgebildet ist, wobei die Senkbohrung eingerichtet ist, um eine Einführungstiefe der Thermoelementsonde (52) in der Längsrichtung (80) des Schutzrohrs zu definieren.
3. Thermoelementanordnung (50) nach Anspruch 2, wobei die Sondenisolierhülse (72) einen Schulterbereich (88) enthält, der eingerichtet ist, um in einem vollständig eingeführten Zustand der Thermoelementsonde (52) innerhalb der Senkbohrung (86) zu sitzen.
4. Thermoelementanordnung (50) nach Anspruch 3, wobei die Gewindemutter (84) einen Rückhalteabschnitt (92) enthält, der eingerichtet ist, um den Schulterbereich (88) der Sondenisolierhülse (72) zurückzuhalten, um ein Herausziehen der Thermoelementsonde (52) zu vermeiden.
5. Thermoelementanordnung (50) nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Thermoelementsonde (52) einen Thermoelementanschluss (78) enthält, der mit einem ersten Thermoelementende (74) betriebsmässig verbunden ist.
6. Thermoelementanordnung (50) nach Anspruch 5, wobei die Gewindemutter (84) eingerichtet ist, um beim Aussereingriffbringen der Gewindemutter von dem Gewindeabschnitt (82) des Schutzrohrs (56) dem Thermoelementanschluss 7 (78) eine Kraft zu verleihen, wobei die Kraft ein Herausziehen der Thermoelementsonde (52) aus dem hohlen Abschnitt (58) des Schutzrohrs erleichtert.
7. Thermoelementanordnung (50) nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Thermoelementsonde (52) ein erstes Thermoelementende (74) und ein zweites Thermoelementende (76) enthält, wobei das zweite Thermoelementende eingerichtet ist, um in einen inneren Abschnitt einer Komponente hineinzuragen, um eine Temperatur des inneren Abschnitts zu messen; wobei die Thermoelementanordnung (50) vorzugsweise ferner einen Flansch (64) aufweist, der mit dem Schutzrohr (56) integral ausgebildet und eingerichtet ist, um mit einer äusseren Oberfläche (68) einer Aussenwand der Komponente betriebsmässig verbunden zu sein.
8. Thermoelementanordnung (50) für einen Turbinenauslassdiffusor (26), die aufweist: einen Diffusorströmungspfad (31), der durch eine innere Oberfläche (40) einer Aussenwand (38) des Turbinenauslassdiffusors (26) definiert ist; eine Thermoelementsonde (52), die eingerichtet ist, um sich in den Diffusorströmungspfad (31) hinein zu erstrecken; ein Schutzrohr (56), das ein erstes Ende (6), ein zweites Ende (62) und einen hohlen Abschnitt (58) aufweist, der sich in eine Längsrichtung (80) des Schutzrohrs (56) von dem ersten Ende zu dem zweiten Ende erstreckt, wobei der hohle Abschnitt eingerichtet ist, um die Thermoelementsonde darin aufzunehmen; einen Flansch (64), der mit dem Schutzrohr (56) integral ausgebildet und eingerichtet ist, um mit einer äusseren Oberfläche (68) einer Aussenwand des Turbinenauslassdiffusors (26) betriebsmässig verbunden zu sein; und eine Gewindemutter (84), die eingerichtet ist, um mit einem Gewindeabschnitt (82) des Schutzrohrs in der Nähe des ersten Endes des Schutzrohrs in Gewindeeingriff zu stehen, wobei die Gewindemutter eingerichtet ist, um bei einer Eingriffsverbindung mit dem Schutzrohr die Thermoelementsonde in einer radialen Richtung positionsmässig zu fixieren.
9. Gasturbine (10), die aufweist: eine Thermoelementanordnung (50), die eingerichtet ist, um Temperaturen eines Abschnitts der Gasturbine zu messen, wobei die Thermoelementanordnung eine Thermoelementsonde (52) aufweist, die innerhalb einer Sondenisolierhülse (72) starr enthalten ist, wobei die Thermoelementsonde innerhalb eines hohlen Abschnitts (58) eines Schutzrohrs (56) gehalten und mit dem Schutzrohr an einer einzigen Stelle starr verbunden ist.
10. Gasturbine (10) nach Anspruch 9, die ferner aufweist: eine Senkbohrung (86), die in der Nähe eines ersten Endes (60) des Schutzrohrs ausgebildet ist, wobei die Senkbohrung eingerichtet ist, um eine Einführungstiefe der Thermoelementsonde in einer Längsrichtung (80) des Schutzrohrs zu definieren; einen Schulterbereich (88) der Sondenisolierhülse, der eingerichtet ist, um in einem vollständig eingeführten Zustand der Thermoelementsonde innerhalb der Senkbohrung zu sitzen; und eine Gewindemutter (84), die einen Rückhalteabschnitt (92) aufweist, der eingerichtet ist, um den Schulterbereich der Sondenisolierhülse zurückzuhalten, um ein Herausziehen der Thermoelementsonde zu verhindern, wobei die einzige Stelle einen Gewindeabschnitt (82) des Schutzrohrs aufweist, der in der Nähe eines ersten Endes (60) des Schutzrohrs angeordnet ist, wobei die Thermoelementsonde festgeklemmt ist. 8