CN101042072B - 温度和/或压力传感器组件 - Google Patents

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Abstract

一种传感器组件(10)包括壳体(12)和管(14)。该壳体具有第一前缘部分(18)，其位于压缩机/风扇进气流路中并包括内壁部分(22)。该管具有近侧部分(24)和远侧部分(26)，该近侧部分包括适合于接收压缩机排气流(30)的空气进口(28)，该远侧部分位于壳体中并包括至少一个空气出口孔(32)。该孔与该内壁部分间隔开，并定位成引导至少一些压缩机排气流撞击该内壁部分。该壳体包括开口(例如48)，当该壳体布置在该流路中时，该开口接收来自流路的空气，其中，该开口适合于与传感器流体连通，且该传感器测量空气温度和空气压力中的至少一个。

Description

温度和/或压力传感器组件
技术领域
本发明总体上涉及温度和/或压力传感器组件，特别是涉及一种温度和/或压力传感器组件，其一部分能位于压缩机/风扇的进气流路中。
背景技术
已知空气温度和/或压力传感器组件，它具有单部件式壳体或相互接触的两部件式(上游部件或罩以及下游部件)壳体，该壳体安装在飞机燃气轮机的风扇轮毂架上，该壳体包括位于高压压缩机/风扇进气流路中的前缘和后缘，且该空气温度和/或压力传感器组件包括传感器(例如电阻温度检测器和/或压力换能器)，该传感器位于该壳体内或在壳体外。该壳体包括开口，该开口接收来自压缩机/风扇进气流路的空气，其中，该开口与传感器成流体连通。在一个示例中，传感器位于壳体中，并与来自压缩机/风扇进气流路的吸入空气成流体连通。该壳体的前缘和后缘在正常空闲状态下被电加热，以便消除在壳体上积累的冰。还已知空气温度传感器组件，它测量风扇进口温度，并当在壳体上检测到冰时打开放气管线阀，以便使压缩机排放空气冲刷该壳体的外部，从而使所检测的冰融化，然后，该排放空气与风扇进气混合，且该混合空气再遇到该温度检测器。注意到，在一种相互接触的两部件式壳体中，上游部件或罩减少了壳体下游部件上的积冰，该下游部件包括开口，并还可能包括传感器。一些已知的罩将积冰分割成分离的块，其中，各块冰具有小质量，它不会对发动机下游部件产生不利影响。
科学家和工程师还在继续寻求改进温度和/或压力传感器组件。
发明内容
本发明的一个实施例的第一表述是一种传感器组件，它包括壳体和管。该壳体具有第一前缘部分，该第一前缘部分能够位于压缩机/风扇进气流路中并包括内壁部分。该管具有近侧部分和远侧部分。该近侧部分包括适合于接收压缩机排气流的空气进口。该远侧部分位于壳体中，并包括至少一个空气出口孔。该至少一个空气出口孔与该内壁部分间隔开，并定位成引导至少一些压缩机排气流撞击该内壁部分。该壳体包括开口，当该壳体布置在压缩机/风扇进气流路中时，该开口接收来自压缩机/风扇进气流路的空气，其中，该开口适合于与传感器成流体连通，且该传感器测量空气温度和空气压力中的至少一个。
在本发明该实施例的该第一表述的一个示例中，为了防止冰的积聚，与常规利用加热空气冲刷该壳体外部或常规利用电加热器加热该壳体的前缘和后缘相比，利用压缩机排放空气来撞击前缘部分的内壁部分是一种更有效的加热方法。
附图说明
附图表示了本发明的实施例，附图中：
图1是飞机燃气轮机实施例的一部分的示意图，其中包括本发明实施例的传感器组件；
图2是图1的传感器组件的放大侧视图；
图3是图2的传感器组件的剖视图；
图4是图3的传感器组件的下部的放大图；以及
图5是沿图4的线5-5的剖视图。
部件列表：
10  传感器组件
12  壳体
14  管
16  传感器
18  第一前缘部分
20  压缩机/风扇进气流路
22  内壁部分
24  近侧部分
26  远侧部分
28  空气进口
30  压缩机排气流
32  空气出口孔
33  压缩机/风扇进气流路中的空气
34  碰撞废气排气孔
34′第一排气孔
34″第二排气孔
36  管形护套
38  电连接器
40  后缘
42  检测末端
44  空气出口通道
46  第二前缘部分
48  进气口
50  第一侧部
52  第二侧部
54  飞机燃气轮机风扇轮毂架
具体实施方式
下面参考附图，图1-图5公开了本发明实施例。图1-图5的实施例的第一表述是对于传感器组件10，它包括壳体12和管14。壳体12具有第一前缘部分18，该第一前缘部分18可布置在压缩机/风扇进气流路20中，并包括内壁部分22。管14具有近侧部分24和远侧部分26。近侧部分24包括空气进口28，该空气进口28适合于接收压缩机排气流30。远侧部分26布置在壳体12中，并包括至少一个空气出口孔32，该空气出口孔32与该内壁部分22间隔开，并定位成引导至少一些压缩机排气流30撞击该内壁部分22。壳体12包括开口(例如但不局限于进气口48)，当壳体12布置在压缩机/风扇进气流路20中时，该开口接收来自压缩机/风扇进气流路20中的空气33，其中，该开口(例如进气口48)适合于与传感器16流体连通，且该传感器16测量空气温度和空气压力中的至少一个。在一个示例中，该压缩机/风扇进气流路20是压缩机进气流路。在另一示例中，该压缩机/风扇进气流路20是风扇进气流路。
壳体12的前缘部分是布置在壳体12前缘处和/或前缘附近的一部分壳体12。应当知道，压缩机排气流30是已经通过压缩而被加热的空气流，且在一个示例中，撞击该内壁部分22的该加热空气流将有效地防止在壳体12上积累冰，这是本领域技术人员可以理解的。在一个示例中，壳体12是单部件式壳体。在另一示例(未示出)中，该壳体12是一种相互接触的多部件式壳体。在一种变化形式中，该多部件式壳体包括与管14相关联的上游部件或罩以及与该罩接触且与该开口(例如进气口48)相关联的下游部件。在一种变化形式中(未示出)，只有一部分管14与周围结构间隔开(注意，在图5中，管14的尾部可以是壳体12的一部分，或者尽管图5中未示出，管14的尾部可以是一种相互接触的两部件式壳体中的罩的一部分)，其中，可以在图5中画一条竖线，该竖线恰好在排气孔34′和34″的后面，以便将壳体12分成上游部件或罩以及下游部件。应当知道，对于一些设备，空间需求需要一种相互接触的两部件式壳体，以便独立地安装该上游部件或罩以及该下游部件。
在第一示例中，该传感器16测量空气温度，并布置在壳体12中。在另一示例中(未示出)，该传感器包括布置在该壳体中的空气温度传感器部分以及与该壳体分离布置的空气压力传感器部分，其中，这两个传感器部分关联有一个公共的壳体开口或者分别关联有各自的壳体开口，而且，该壳体开口适合于用该空气压力传感器部分来测量总空气压力或静态空气压力。在图1-图5实施例的第一表述的一种实现形式中，该至少一个空气出口孔32包括多个空气出口孔32。在一种变化形式中，该多个空气出口孔32基本上直线排列。在该相同的实现形式或另一不同的实现形式中，该壳体12包括至少一个碰撞废气排气孔34，该至少一个碰撞废气排气孔34与撞击内壁部分22的至少一些压缩机排气流30成流体连通。在该相同的实现形式或另一不同的实现形式中，传感器组件10还包括管形护套36，该管形护套36包围该管14的近侧部分24并与其间隔开。在一个示例中，该管14和管形护套36之间的气隙为传感器16和任何其它温度敏感部件提供了热防护，以防止管14中的加热空气的影响。在一种材料选择中，壳体12、管14和管形护套36基本上由钢构成。
在图1-图5实施例的第一表述的一种用途中，压缩机排气流30是飞机燃气轮机压缩机排气流。在一种变化形式中，该飞机燃气轮机压缩机排气流是飞机燃气轮机高压压缩机排气流。应当注意到，在飞机经历的某些环境大气条件下，冰晶和空气能够进入该压缩机/风扇进气流路20，并在空气温度传感器的该壳体的前缘部分上形成冰。在操作该传感器组件10的一个方法中，用阀(未示出)来控制由管14的空气进口28所接收的压缩机排气流30。在一种变化形式中，该阀除了在起飞时之外都保持打开。在另一方法中，该管14的空气进口28与压缩机排气流30成无阀(valve-less)的流体连通，因此，当飞机燃气轮机工作时壳体12总是被加热。操作该传感器组件10的另一方法是由技术人员来控制。
在图1-图5实施例的第一表述的一种实施方式中，传感器16与来自压缩机/风扇进气流路20的吸入空气成流体连通。在该实施方式中，传感器16测量总空气温度(即与该流路相比已经降低至相对非常低速度的空气的温度)。在一个示例中，该传感器组件10包括电连接器38，该电连接器38安装在壳体12上，该电连接器38与传感器16操作连接，且该电连接器38适合于与控制器(未示出)连接，该控制器调节多个发动机参数。
在该相同的实现形式或另一不同的实现形式中，该壳体12包括后缘40，该后缘可布置在该压缩机/风扇进气流路20中，其中，传感器16布置在管14和后缘40之间。在一种变化形式中，该管14的远侧部分26布置在第一前缘部分18附近，且传感器16布置在后缘40附近。在一种变化形式中，该传感器16的检测末端42与周围壳体12间隔开，以便提供热防护来防止来自管14的热量，这是本领域技术人员所能理解的。
在图1-图5实施例的第一表述的一种结构中，该壳体12包括从传感器16通向后缘40的至少一个空气出口通道44。在一种变化形式中，壳体12包括第二前缘部分46，其中，当第一前缘部分18布置在压缩机/风扇进气流路20中时，第二前缘部分46伸入压缩机/风扇进气流路20中的距离比第一前缘部分18更大，且第二前缘部分46布置在第一前缘部分18的下游。在一种设计中，第二前缘部分46包括进气口48，其中，传感器16与进入该进气口48的空气成吸入流体连通。
在具有进气口48的一种设计结构中，壳体12包括至少一个碰撞废气排气孔34，该至少一个碰撞废气排气孔34与至少一些压缩机排气流30成流体连通，这些压缩机排气流30撞击该壳体12的第一前缘部分18的内壁部分22。在一个示例中，当第一前缘部分18布置在压缩机/风扇进气流路20中时，与该至少一个碰撞废气排气孔34相比，该进气口48布置成伸入该压缩机/风扇进气流路20更大的距离。这避免任何用过的加热空气进入该进气口48中而对空气温度测量产生不利影响，这是本领域技术人员所能理解的。在一种变化形式中，壳体12包括第一和第二侧部50和52，该第一和第二侧部50和52从第一前缘部分18延伸至该后缘40，该至少一个碰撞废气排气孔34包括布置在第一侧部50上的第一排气孔34′以及布置在第二侧部52上的第二排气孔34″。在该变化形式中，该第一和第二排气孔34′和34″布置在传感器16的上游，以允许所排出的用过后的加热空气在经过包含传感器16的壳体区域之前与该压缩机/风扇进气流路20中的空气混合，并由该空气进行冷却。
在图1-图5实施例的第一表述的一种布置方式中，壳体12可安装至飞机燃气轮机结构(例如飞机燃气轮机风扇轮毂架54)。
图1-图5实施例的第二表述是对于传感器组件10，其包括壳体12和管14。壳体12具有第一前缘部分18，该第一前缘部分18布置在压缩机/风扇进气流路20中，且该第一前缘部分18包括内壁部分22。管14具有近侧部分24和远侧部分26。近侧部分24包括空气进口28，该空气进口28适合于接收压缩机排气流30。远侧部分26布置在壳体12中，并包括至少一个空气出口孔32，该空气出口孔32与该内壁部分22间隔开，且该空气出口孔32定位成引导至少一些压缩机排气流30撞击该内壁部分22。壳体12包括开口(例如但不局限于进气口48)，该开口接收来自压缩机/风扇进气流路20的空气33，其中，该开口(例如进气口48)适合于与传感器16流体连通，且该传感器16测量空气温度和空气压力中的至少一个。在一个示例中，该压缩机/风扇进气流路20是压缩机进气流路。在另一示例中，该压缩机/风扇进气流路20是风扇进气流路。
在图1-图5实施例的第二表述的一种布置方式中，该壳体12安装至飞机燃气轮机结构(例如飞机燃气轮机风扇轮毂架54)。
尽管已经通过介绍多个实施例来举例说明了本发明，但是申请人并意图将所述权利要求的精神和范围局限或限制于这些细节。在不脱离本发明范围的情况下，本领域技术人员可以进行多种其它变化、改变和替换。

Claims (10)

1.一种传感器组件(10)，包括：
壳体(12)，该壳体有第一前缘部分(18)，该第一前缘部分布置于压缩机/风扇进气流路(20)中并包括内壁部分(22)；
管(14)，该管具有近侧部分(24)，该近侧部分包括适合于接收压缩机排气流(30)的空气进口(28)，该管还具有远侧部分(26)，该远侧部分布置于该壳体中，并包括至少一个空气出口孔(32)，该至少一个空气出口孔与该内壁部分间隔开，并定位成引导至少一些压缩机排气流来撞击该内壁部分；
其中，该壳体包括开口(48)，当该壳体布置在该压缩机/风扇进气流路中时，该开口接收来自该压缩机/风扇进气流路的空气(33)，其中，该开口适合于与传感器(16)流体连通，且该传感器测量空气温度和空气压力中的至少一个。
2.根据权利要求1所述的传感器组件，其特征在于，该传感器测量空气温度，并布置在该壳体中。
3.根据权利要求2所述的传感器组件，其特征在于，该至少一个空气出口孔包括多个空气出口孔。
4.根据权利要求3所述的传感器组件，其特征在于，该多个空气出口孔基本上成直线排列。
5.根据权利要求2所述的传感器组件，其特征在于，该壳体包括至少一个碰撞废气排气孔(34)，该碰撞废气排气孔(34)与撞击该内壁部分的至少一些压缩机排气流成流体连通。
6.根据权利要求2所述的传感器组件，还包括管形护套(36)，该管形护套(36)包围该管的近侧部分并与该近侧部分间隔开。
7.根据权利要求6所述的传感器组件，其特征在于，该壳体、该管和该管形护套基本上由钢构成。
8.根据权利要求2所述的传感器组件，其特征在于，该压缩机排气流是飞机燃气轮机压缩机排气流。
9.根据权利要求8所述的传感器组件，其特征在于，该飞机燃气轮机压缩机排气流是飞机燃气轮机高压压缩机排气流。
10.根据权利要求2所述的传感器组件，其特征在于，该传感器与来自压缩机/风扇进气流路的吸入空气成流体连通。
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