DE3241564C2

DE3241564C2 -

Info

Publication number: DE3241564C2
Application number: DE3241564A
Authority: DE
Inventors: Joseph Michael Enfield Conn. Us Kokosza; Rocco Michael West Hartford Conn. Us Tommasini
Original assignee: United Technologies Corp
Current assignee: Raytheon Technologies Corp
Priority date: 1981-11-27
Filing date: 1982-11-10
Publication date: 1993-07-22
Also published as: IT8224405A1; IL67136A; GB2111221B; IT1154579B; SE8206696D0; DE3241564A1; SE8206696L; IT8224405A0; SE449266B; JPS58102121A; CA1186168A; GB2111221A; FR2517427B1; IL67136A0; JPH0348446B2; US4433584A; FR2517427A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Druckgeber der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

In Strömungswegen für Arbeitsgase, wie beispielsweise in Axialgasturbinentriebwerken, ist es erforderlich den Ge samtdruck der Arbeitsgase an einer Stelle zu messen. Dabei wird der Gesamtdruck mit einem Druckgeber abgefühlt und dieser abgefühlte Gesamtdruck mit einem Druckmeßwandler in ein analoges Ausgangssignal umgewandelt.

Dafür ungeeignet wäre ein aus der GB 5 34 228 bekannter Druckgeber, da mit ihm nur die Bestimmung des statischen Drucks, nicht aber die Bestimmung des Gesamtdrucks, d. h. des statischen Drucks und des Geschwindigkeitsdrucks mög lich ist.

Ein geeigneter Druckgeber ist ein Druckgeber der im Ober begriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art, bei dem es sich um einen Druckgeber der Kiel-Rohr-Bauart handelt, wie er aus der DE-PS 3 05 339 und aus der Druckschrift "MECHANICAL MEASUREMENTS" von Beckwith und Buck, Addison- Wesley Publishing Company, Inc., 1961, S. 381 bekannt ist. Gemäß dieser Druckschrift besteht das Kiel-Rohr aus einem Venturirohr und einem Staurohr. Dabei ist das Staurohr in dem Venturirohr so angeordnet, daß zwischen dem Venturi rohr und dem Staurohr ein Ringraum vorhanden ist. Im Be trieb des Kiel-Rohres geht die Strömung durch den Ringraum hindurch. Das Venturirohr richtet die Strömung so aus, daß die Stromlinien der Strömung, die durch den Ringraum hin durchgehen, parallel zu der Achse des Staurohres sind.

Diese Ausführung ist an dem Einlaß des Fühlerteils des Druckgebers für den Winkel zwischen der Längsachse des Druckgebers und der Stromlinie der sich nähernden Strömung relativ unempfindlich. Für Untersuchungszwecke wird der Winkel zwischen der Stromlinie und der Längsachse des Druckgebers in eine Gierkomponente (Gierwinkel) und eine Nickkomponente (Nickwinkel) aufgeteilt. Weil der Druckge ber der Kiel-Rohr-Bauart für einen Bereich von Gier- und Nickwinkeln unempfindlich ist, ist die Größe des Fehlers, der durch Änderungen im Winkel der Stromlinien der sich nähernden Strömung hervorgerufen wird, innerhalb dieses Bereiches vernachlässigbar. Die Genauigkeit des Druck gebers der Kiel-Rohr-Bauart ist außerdem für die axiale Lage des Staurohres in bezug auf das Venturirohr unemp findlich. Diese Unempfindlichkeit für die axiale Lage des Staurohres vermeidet das Erfordernis kleiner Toleranzen während der Fertigung des Rohres. Jedwede Blockierung der das Kiel-Rohr verlassenden Strömung verursacht jedoch eine Unterbrechung der parallelen Stromlinien in dem Ringraum und verkleinert die axiale Länge des Gebietes, wo paral lele Stromlinien vorhanden sind. Weil die Stromlinien zu der Achse des Staurohres aus Genauigkeitsgründen parallel sein müssen, bewirkt jedwede Blockierung der das Kiel-Rohr verlassenden Strömung, daß die Genauigkeit des Kiel-Rohres für die axiale Lage des Staurohres in bezug auf den zylin drischen Kanal empfindlich wird.

Ein weiterer bekannter Druckgeber zum Abfühlen des Gesamt drucks ist in der beigefügten Fig. 9 gezeigt. Die Funktion dieses Druckgebers basiert nicht auf dem Vorhandensein von parallelen Stromlinien, die durch einen Ringraum um ein Staurohr hindurchgehen, weshalb dieser Druckgeber an der Vorderkante eines Flügelprofilteils eingebaut werden kann. Der Druckgeber kann relativ leicht hergestellt werden, er zeigt aber mehr Empfindlichkeit für den Nick- und den Gierwinkel der Stromlinien der sich nähernden Strömung als Druckgeber der Kiel-Rohr-Bauart.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Druckgeber nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 anzugeben, der eine höhere Unempfindlichkeit für den Gier- und den Nick winkel der sich nähernden Strömung sowie für die axiale Lage des Fühlerteils aufweist.

Die Aufgabe ist mit den kennzeichnenden Merkmalen des Pa tentanspruchs 1 in Verbindung mit den Oberbegriffsmerkma len gelöst.

Ein Vorteil der Erfindung ist die Unempfindlichkeit des Druckgebers für Gier- und Nickwinkel der Stromlinien in dem Strömungsweg, die aus dem Umwandeln von nichtaxialen Geschwindigkeitskomponenten in statischen Druck resultiert.

Desweiteren erweist sich die große Genauigkeit des Füh lerteils des Druckgebers als vorteilhaft. Die Genauigkeit resultiert daraus, daß die von dem Ausrichtungsteil des Druckgebers abgegebene Strömung auf eine Wand in dem Ein laßgebiet des Fühlerteils aufprallt.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist die Unempfindlich keit der Genauigkeit des Druckgebers für die Toleranz des Abstands zwischen dem Fühlerteil und dem Ausrichtungsteil des Druckgebers.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindungen bilden die Gegenstände der Unteransprüche.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im fol genden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrie ben. Es zeigt

Fig. 1 eine Längsschnittansicht des Tur binenabschnitts eines Gasturbi nentriebwerks, die einen Druck geber zeigt, der integraler Be standteil der Vorderkante eines stationären Flügelprofilteils ist,

Fig. 2 eine weitere Ausführungsform des in Fig. 1 gezeigten Druckgebers, wobei der Druckgeber ein gesonder tes Instrumentierungsteil ist,

Fig. 3 in Draufsicht sowie teilweise weg gebrochen und teilweise im Längs schnitt einen Druckgeber der in Fig. 1 oder Fig. 2 gezeigten Art,

Fig. 4 eine Längsschnittansicht nach der Linie 4-4 in Fig. 3, wobei der Fühlerteil des Druckgebers mit un terbrochenen Linien dargestellt ist,

Fig. 5 in auseinandergezogener Darstellung und teilweise im Längsschnitt eine weitere Ausführungsform des in Fig. 2 gezeigten Druckgebers, wobei der Ausrichtungsteil innerhalb des Druckgebers angebracht ist,

Fig. 6 eine Längsschnittansicht des in Fig. 5 gezeigten Druckgebers nach der Linie 6-6 in Fig. 5,

Fig. 7 eine besondere Ausführungsform des in Fig. 2 gezeigten Druckgebers,

Fig. 8 eine weitere Ausführungsform des in Fig. 6 gezeigten Druckgebers, wobei der Druckgeber in der Vorderkante eines Flügelprofilteils befestigt dargestellt ist,

Fig. 9 einen bekannten Druckgeber, der zum Anbringen in der Vorderkante eines Flügelprofilteils vorgesehen ist,

Fig. 10 eine Strömung von Arbeitsmediumgasen, die eine Stromlinie S hat, welche in einer Linie mit der Schnittlinie der Gierebene und der Nickebene liegt,

Fig. 11 ein Diagramm der Gesamtdruckkennli nien der in den Fig. 7, 8 und 9 ge zeigten Druckgeber, das den Fehler im Gesamtdruck für jeden Druckgeber als einen dimensionslosen Prozent satz des Geschwindigkeitsdruckes über dem Gierwinkel in Grad zeigt,

Fig. 12 ein Diagramm der Gesamtdruckkenn linien der in den Fig. 7, 8 und 9 gezeigten Druckgeber, das den Feh ler im Gesamtdruck für jeden Druckgeber als einen dimensions losen Prozentsatz des Geschwin digkeitsdruckes über dem Nickwinkel in Grad zeigt, und

Fig. 13 ein Diagramm, in welchem der Quo tient aus der Differenz im sta tischen Druck und dem Gesamtdruck über der Mach-Zahl aufgetragen ist.

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform eines Gasturbinentrieb werks. Das Triebwerk hat einen Turbinenabschnitt 10, der gezeigt ist, und einen im Querschnitt ringförmigen Strö mungsweg 12 für Arbeitsgase, welcher sich axial durch das Triebwerk erstreckt. Der Turbinenabschnitt 10 des Triebwerks hat eine Statorbaugruppe 14 und eine Rotorbau gruppe 16. Die Rotorbaugruppe 16 weist eine Rotorscheibe 18 mit mehreren Laufschaufeln 20 auf, die sich nach außen durch den Strömungsweg 12 erstrecken, wie es durch die einzelne Laufschaufel 20 dargestellt ist. Die Stator baugruppe 14 weist ein äußeres Gehäuse 22 auf, das den Strömungsweg 12 umschließt. Mehrere Statorstreben sind durch eine einzelne Auslaßstrebe 24 dargestellt, die sich von dem äußeren Gehäuse 22 nach innen durch den Strömungsweg 12 erstreckt. Die Auslaßstrebe 24 hat mehre re Druckgeber 26, die mit ihr integral verbunden sind. Jeder Druckgeber 26 ist in Fluidverbindung mit einem Druckmeßwandler 28 zum Umwandeln von Werten des statischen Druckes in analoge Ausgangssignale. Ein Rohr 30 erstreckt sich zwischen dem Druckgeber 26 und dem Druckmeß wandler 28. Über den Druckmeßwandler 28 werden keine Arbeitsmedium gase aus dem Strömungsweg 12 abgelassen.

Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform des in Fig. 1 ge zeigten Druckgebers 26, wobei der Druckgeber 26 als ein ge sondertes Instrumentierungsteil dargestellt ist. Teile des Druckgebers 26 sind weggebrochen, um das Innere des Druckgebers 26 sichtbar zu machen. Der Druckgeber 26 hat als Vorrichtung zum Umleiten eines Teils der Strömung aus dem Strömungsweg 12 zu dem Druckgeber 26 einen Aus richtungsteil 32. Der Druckgeber 26 hat als Vorrichtung zum Erfassen des statischen Druckes einen Fühlerteil 34, der in axialem Abstand von dem Ausrichtungsteil 32 angeordnet ist, so daß zwischen ihnen eine Vorkammer 36 vorhanden ist. Der Fühlerteil 34 hat eine Wand 38 und einen ersten Kanal 40 in der Wand 38 zum Abfühlen des statischen Druckes. Der erste Kanal 40 ist in Strömungsverbindung mit dem Rohr 30. Als Vorrichtung zum Ableiten der gesamten umgeleiteten Strömung aus dem Druckgeber 26 in ein Gebiet außerhalb des Druckgebers 26 steht ein zweiter Kanal 41 mit der Vorkammer 36 in Fluidverbindung. Gemäß Fig. 2 ist das Gebiet außerhalb des Druckgebers 26 der Strömungsweg 12 an einer Stelle stromabwärts des Eingangs des Ausrichtungs teils 32.

Fig. 3 zeigt in Draufsicht sowie teilweise im Längs schnitt und teilweise weggebrochen einen Druckgeber 26 des in Fig. 1 oder 2 gezeigten Typs, um dessen Inneres sichtbar zu machen. Der Ausrichtungsteil 32 des Druck gebers 26 enthält eine Vorrichtung, die den umgeleiteten Teil der Strömung in einer ersten Richtung leitet, näm lich einen Strömungsausrichtungskanal 42, der in Fluidverbindung mit dem Strömungsweg 12 steht. Der Strömungsausrichtungskanal 42 hat eine Längsachse A₁. Eine Wand 44 begrenzt den Strömungsausrichtungskanal 42. Eine Vorrichtung ist vorgesehen zum Umwandeln des Gesamt druckes der Strömung in statischen Druck und in Geschwin digkeitsdruck, wobei der Geschwindigkeitsdruck aus einer Strömung längs Stromlinien parallel zu der ersten Rich tung resultiert. In der gezeigten Ausführungsform ist diese Vorrichtung ein Einlaß 46, der durch die Wand 44 des Strömungausrichtungskanals 42 gebildet ist. Die Wand 44 konvergiert in stromabwärtiger Richtung in dem Einlaßgebiet so, daß der Absolutwert der Neigung der Wand 44 in bezug auf die Achse A₁ des Strömungausrichtungskanals 42 an einem ersten Punkt I₁ in dem Einlaß 46 größer ist als der Absolutwert der Neigung der Wand 44 in dem Einlaß 46 an einem zweiten Punkt I₂ stromabwärts des ersten Punktes I₁.

Eine Vorrichtung zum Umwandeln im wesentlichen sämtlichen Geschwindigkeitsdruckes der Strömung in statischen Druck ist vorgesehen. In der gezeigten Ausführungsform ist diese Vorrichtung der Fühlerteil 34. Die Wand 38 be grenzt die Vorkammer 36, die durch eine Klammer bezeichnet ist. Der erste Kanal 40 zum Abfühlen statischen Druckes ist axial fluchtend mit dem Strömungausrichtungskanal 42 angeordnet. Der erste Kanal 40 steht in Fluidverbindung mit der Vor kammer 36 und mit dem Rohr 30. Der Druckgeber 26 hat wenig stens einen zweiten Kanal 41, die als Abblaskanäle durch Klammern angegeben sind. Jeder zweite Kanal 41 hat einen Einlaß 48 in Fluidverbindung mit dem Aus laß 50 der Vorkammer 36. Jeder zweite Kanal 41 hat einen Auslaß 52, über den der zweite Kanal 41 in Fluidverbindung mit dem Gebiet außerhalb des Druckgebers 26 ist, wie dem Strömungsweg 12 oder dem Gebiet außerhalb des Triebwerks. Ein Übergangskanal 54 erstreckt sich an jedem zweiten Kanal 41 zwischen der Vorkammer 36 und dem zweiten Kanal 41. Jeder Übergangskanal 54 hat einen Auslaß 56 und einen Einlaß 58. In der gezeigten Ausführungsform ist die Summe der Durchflußquerschnittsflächen der Ein lässe 58 der Übergangskanäle 54 gleich der Durchflußquer schnittsfläche des Auslasses 50 der Vorkammer 36. Die Durchflußquerschnittsfläche des Einlasses 48 jedes zweiten Kanals 41 ist wenigstens so groß wie die Durchflußquer schnittsfläche des Auslasses 56 des benachbarten Über gangskanals 54.

Fig. 4 zeigt eine Querschnittansicht nach der Linie 4-4 in Fig. 3 von einem Teil des in Fig. 3 gezeigten Druck gebers 26, dessen Fühlerteil 34 mit unterbrochenen Linien dar gestellt ist.

Fig. 5 zeigt in auseinandergezogener Darstellung eine andere Ausführungsform des in Fig. 2 gezeigten Druckge bers 26, wobei die Außenseite des Ausrichtungsteils 32 des Druckgebers 26 innerhalb desselben angebracht ist.

Fig. 6 zeigt eine Längsschnittansicht des in Fig. 5 dargestellten Druckgebers 26. Der Druckgeber 26 hat einen Füh lerteil 34 mit Abstand von dem Ausrichtungsteil 32, so daß zwischen ihnen eine Vorkammer 36 vorhanden ist, die durch eine Klammer gezeigt ist. Der Druckgeber 26 hat zwei zweite Kanäle 41, die durch Klammern angegeben sind. Ein Übergangskanal 54 an jedem zweiten Kanal 41 er streckt sich zwischen der Vorkammer 36 und dem zweiten Kanal 41. Die Übergangskanäle 54 stehen miteinander in Fluidverbindung.

Fig. 7 zeigt eine besondere Ausführungsform des in Fig. 2 gezeigten Druckgebers 26.

Fig. 8 zeigt eine andere Ausführungsform des in Fig. 6 ge zeigten Druckgebers 26, wobei der Druckgeber 26 in der Vorder kante eines Flügelprofilteils befestigt ist. Fig. 9 zeigt einen bekannten Druckgeber 26. Die Abmessungen der Druckge ber 26 sind in der folgenden Tabelle I angegeben. Die Längen L₁, L₂, L₃ und L₄ sind parallel zu der Längsachse A₁ des Ausrichtungsteils 32 des Druckgebers 26 gemessen. Die Durch messer D₁, D₂, D₃ und D₄ sind um die Längsachse des Druck gebers 26 gemessen.

Tabelle I

Fig. 10 ist eine Darstellung einer Strömung von Arbeits gasen, die eine Stromlinie S hat, welche in einer Linie mit der Längsachse A₁ des Einlasses des Ausrich tungsteils 32 des Druckgebers 26 ist. Eine Strömung, die Strom linien unter einem Winkel zu der mit der Längsachse aus gerichteten Stromlinie S hat, kann in eine Komponente in einer Gierebene (Gierwinkel) G und in eine Komponente in einer Nickebene (Nickwinkel) N aufgeteilt werden, damit die Leistungsfähigkeit des Druckgebers 26 untersucht werden kann. Die Nick ebene N erstreckt sich zwischen 0° und 180°, und die Gierebe ne G erstreckt sich zwischen 90° und -90°.

Im Betrieb des Triebwerks strömen Arbeitsgase durch den im Querschnitt ringförmigen Strömungsweg 12. Ein Teil der Strömung wird aus dem Strömungsweg 12 in den Einlaß 46 des Ausrichtungsteils 32 des Druckgebers 26 umgeleitet. Der Ausrichtungsteil 32 des Druckgebers 26 ist so ausgelegt, daß er den Gesamtdruck der Strömung in einen statischen Druck und in einen Geschwindigkeitsdruck umwandelt, wobei der Geschwindigkeitsdruck aus einer Strö mung längs Stromlinien, die parallel zu dem Strömungsausrichtungs kanal 42 sind, resultiert. Es ist theoretisch unmöglich, sämtliche nichtparallelen Geschwindigkeitskomponenten (Stromlinien) in statischen Druck umzuwandeln. Auf Grund von Leistungsdaten ist jedoch anzunehmen, daß im wesent lichen alle (99%) nichtparallellen Geschwindigkeits kompnenten in statischen Druck umgewandelt werden. Die Strömung wird durch den zweiten Kanal 41 in Richtung des Auslasses 52 geleitet. Ein Teil des statischen Druckes wird in Ge schwindigkeitsdruck umgewandelt. Die umgeleitete Strömung wird von dem Strömungausrichtungskanal 42 abgegeben und durch die Vorkammer 36 zu dem Fühlerteil 34 geleitet. Der umgelei tete Teil der Strömung prallt auf den Fühlerteil 34 des Druckgebers 26 auf. Die Strömung prallt gegen die Wand 38, die die Vorkammer 36 begrenzt, und gegen das Gas, das in dem ersten Kanal 40 zum Abfühlen des statischen Druckes angeord net ist. Weil der erste Kanal 40, das Rohr 30 und der Druckmeßwandler 28 einen geschlossenen Hohlraum ohne Auslaß bilden, wirkt das Gas in dem ersten Kanal 40 des Fühlerteils 34 bei den Gasge schwindigkeiten innerhalb des Druckgebers 26 als ein relativ inkompressibles Fluid. Der Druckgeber 26 ist so ausgelegt, daß der gesamte umgeleitete Teil der Strömung gegen die Wand 38 und das inkompressible Fluid in dem ersten Kanal 40 prallt, so daß ein Staudruck in dem Gebiet der Vorkammer 36 an der Wand 38 erzeugt wird. Es ist theoretisch unmöglich, die gesamte Menge des umgeleiteten Teils der Strömung gegen den Fühlerteil 34 prallen zu lassen. Im wesentlichen prallt der gesamte umgeleitete Teil der Strömung gegen den Fühlerteil 34 (99%), und in dem Ausmaß, in welchem die Strömung nicht aufprallt, ergibt sich ein Fehler in der Genauigkeit des Druckgebers 26. Wenn der Fehler relativ klein ist (weniger als 1% des Geschwindigkeitsdruckes der freien Strömung) und über dem Nick- und dem Gierbereich konstant ist, kön nen die Meßwerte des Druckgebers 26 durch Eichen desselben leicht kompensiert werden. Weil im wesentlichen der ge samte umgeleitete Teil der Strömung auf die Wand 38 und das imkompressible Fluid in dem ersten Kanal 40 prallt und in dem Gebiet der Wand 38 der Vorkammer 36 die Geschwindigkeit null hat, ist der statische Druck der Strömung in dem Gebiet der Wand 38 der Vorkammer 36 im wesentlichen gleich dem Staudruck (Gesamtdruck) der Strömung. Die gesamte aufgeprallte um geleitete Strömung wird über die zweiten Kanäle 41 aus der Vorkammer 36 abgeleitet. Die zweiten Kanäle 41 er zeugen unter Betriebsbedingungen eine Differenz im sta tischen Druck zwischen dem Einlaß 46 des Ausrichtungs teils 32 und dem Auslaß 52 der zweiten Kanäle 41, so daß der Teil der Arbeitsgase, der in den Ausrichtungsteil 32 eintritt, aus der Vorkammer 36 an ein Gebiet außerhalb des Druckgebers 26, wie den Strömungsweg 12, abgegeben wird.

Die Gesamtdruckfehlerkennlinien für den in Fig. 7 gezeig ten Druckgeber 26, den in Fig. 8 gezeigten Druckgeber 26 und den in Fig. 9 gezeigten bekannten Druckgeber 26 sind in Fig. 11 über dem Gierwinkel und in Fig. 12 über dem Nickwinkel aufgetragen. Der Gesamtdruckfehler in Prozent ist dimen sionslos gemacht worden, indem von dem angegebenen Gesamt druck P_TP der wahre Gesamtdruck P_T subtrahiert und diese Größe durch den wahren Gesamtdruck P_T des Strömungsweges 12 minus dem wahren statischen Druck P_S des Strömungsweges 12 dividiert, d. h. (P_TP-P_T)/(P_T-P_S) gebildet worden ist.

Die Fig. 11 und 12 zeigen, daß die Empfindlichkeit der in den Fig. 7 und 8 gezeigten Druckgeber 26 für den Gierwinkel und den Nickwinkel der Strömung im Vergleich zu der Em pfindlichkeit des in Fig. 9 gezeigten bekannten Druckge bers 26 geringer ist.

Ein besonderer Vorteil der in den Fig. 7 und 8 gezeigten Druckgeber 26 ist die Unempfindlichkeit derselben für die Strecke L₄ in der Vorkammer 36 zwischen dem Ausrichtungs teil 32 und dem Fühlerteil 34. Durch Versuche ist fest gestellt worden, daß Veränderungen der Länge L₄ eine ver nachlässigbare Auswirkung auf den Gesamtdruckfehler des Druckgebers 26 haben, wenn die Länge mindestens 0,2 mm be trägt. Unter 0,2 mm wird die Genauigkeit nachteilig be einflußt, und der Gesamtdruckfehler nimmt beträchtlich zu. Über 0,2 mm und bis zu einer Länge von 2,54 mm bleibt die Genauigkeit über dem Gier- und Nickarbeitsbereich des Druckgebers 26, in welchem dieser für den Gierwinkel und den Nickwinkel der Stromlinien der sich nähernden Strömung unempfindlich ist, relativ konstant. Der besondere Vor teil der Unempfindlichkeit des Fehlers für die Strecke L₄ besteht darin, daß, wenn die Druckgeber 26 hergestellt wer den, der Abstand zwischen dem Ausrichtungsteil 32 und dem Fühlerteil 34 eine sehr große Toleranz haben kann. Bei spielsweise könnte die Toleranz 0,508 mm bei einer Länge L₄ von 1,27 mm betragen. Eine so große Toleranz des Ab stands erleichtert sehr die Massenfertigung des Druckge bers 26 und den Einbau des Druckgebers 26 unter Massenferti gungsbedingungen.

Die Strömungswechselwirkung, die innerhalb der Vorkammer 36 des Druckgebers 26 stattfindet, ist nicht mit Gewißheit be kannt. Die folgende Erklärung, die auf durchgeführten Ver suchen basiert, ist jedoch als plausibelste anzusehen. Ein Abstand des Ausrichtungsteils 32 des Druckgebers 26 von dem Fühlerteil 34 des Druckgebers 26 von weniger als 0,2032 mm bewirkt, daß für die ankommende Strömung der Druckge ber 26 mit den in den Fig. 7 und 8 gezeigten Abmessungen ein Staurohr darstellt und daß sich der Druckgeber 26 wie einer verhält, der keinen Ausrichtungsteil 32 hat. Die Empfind lichkeit des Druckgebers 26 für Gier- und Nickwinkel ist demgemäß viel größer und nähert sich der Empfindlichkeit des in Fig. 9 gezeigten bekannten Druckgebers 26. Theore tisch ist anzunehmen, daß ein Abstand des Ausrichtungs teils 32 dem Fühlerteil 34, der größer als 0,2032 mm ist, die Bildung von Wirbelströmen in dem Übergangskanal 54 verhindert. Diese Wirbelströme hindern die Strömung am Austritt aus der Vorkammer 36 und haben zur Folge, daß der Druckgeber 26 sich so wie der bekannte Druckgeber 26 verhält.

Versuche haben gezeigt, daß die Druckgeber 26 nach den Fig. 7 und 8 zufriedenstellend arbeiteten: wenn die Durch flußquerschnittsfläche des Einlasses des zweiten Kanals 41 (Abblaskanals) wenigstens so groß war wie die Durchfluß querschnittsfläche des Auslasses 56 des Übergangskanals 54; wenn die Durchflußquerschnittsfläche des Einlasses 58 der Übergangskanäle 54 gleich der Durchflußquerschnitts fläche des Auslasses 50 der Vorkammer 36 war; wenn die Summe der Mindestdurchflußquerschnittsflächen der zweiten Kanäle 41 wenigstens doppelt so groß war wie die Mindestdurchflußquerschnittsflächen des Strömungausrichtungskanals 42; und wenn der erste Ka nal 40 in dem Fühlerteil 34 kleiner als der Strömungausrichtungskanal 42 in dem Ausrichtungsteil 32 war.

Der in den Fig. 7 und 8 gezeigte Druckgeber 26 hat einen glockenförmig erweiterten oder trichterförmigen Einlaß mit einem Radius R₁. Bei Druckgebern 26 des in den Fig. 7 und 8 gezeigten Typs ist bei einer bestimmten Mach-Zahl die Differenz im statischen Druck zwischen dem Einlaß 46 des Ausrichtungsteils 32 und dem Auslaß 52 des zweiten Kanals 41 wenigstens gleich der Dif ferenz im statischen Druck bei einer bestimmten Mach- Zahl, wie es in Fig. 13 gezeigt ist. Dadurch ist ge währleistet, daß die in die Vorkammer 36 eintretende Strö mung nicht die die Vorkammer 36 verlassende Strömung stört. Die Differenz im statischen Druck zwischen dem Einlaß 48 des zweiten Kanals 41 und dem Auslaß 52 des zweiten Kanals 41 ist nicht größer als 10% der Differenz im statischen Druck zwischen dem Einlaß des Ausrichtungsteils 32 und dem Auslaß 52 des zweiten Kanals 41, um zu gewährleisten, daß sich am Auslaß 50 der Vorkammer 36 keine Wirbelströme bilden.

Claims

1. Druckgeber (26) zum Abfühlen des Gesamtdruckes in einem Strömungsweg (12) für Arbeitsgase, die durch den Druckge ber (26) hindurchgehen, mit einem Ausrichtungsteil (32) mit einem Strömungsausrichtungskanal (42) in Fluidverbin dung mit dem Strömungsweg (12), der eine Längsachse (A₁) hat, und einer Wand (44), die den Strömungsausrichtungska nal (42) begrenzt und einen Einlaß (46) bildet, der in stromabwärtiger Richtung so konvergiert, daß der Absolut wert der Neigung der Wand (44) an einem ersten Punkt (I₁) in dem Einlaß (46) in bezug auf die Längsachse (A₁) des Strömungsrichtungskanals (42) größer ist als der Abso lutwert der Neigung der Wand (44) in dem Einlaß (46) an einem zweiten Punkt (I₂) stromabwärts des ersten Punktes (I₁), und mit einem Fühlerteil (34), der einen ersten Ka nal (40) hat, welcher axial in einer Linie mit dem Strö mungsausrichtungskanal (42) angeordnet ist, dadurch ge kennzeichnet, daß der Fühlerteil (34) in axialem Abstand von dem Ausrichtungsteil (32) angeordnet ist, so daß zwi schen ihnen eine Vorkammer (36) gebildet ist, die mit dem ersten Kanal (40) in Fluidverbindung steht, daß der Füh lerteil (34) wenigstens einen zweiten Kanal (41) mit einem Einlaß (48), der in Fluidverbindung mit der Vorkammer (36) steht, und mit einem Auslaß (52) hat, über den der zweite Kanal (41) in Fluidverbindung mit einem Gebiet außerhalb des Druckgebers (26) steht, um eine Differenz im stati schen Druck unter Betriebsbedingungen zwischen dem Einlaß (46) des Ausrichtungsteils (32) und dem Auslaß (52) des zweiten Kanals (41) herzustellen, so daß der Teil der Ar beitsgase, der in den Ausrichtungsteil (32) eintritt, aus dem zweiten Kanal (41) abgegeben wird.

2. Druckgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausrichtungsteil (32) an einem stationären Flügelpro filteil, insbesondere an einer Auslaßstrebe (24), ange bracht ist, das sich durch den Strömungsweg (12) er streckt, und daß der Fühlerteil (34) in der Vorderkante des Flügelprofilteils angebracht ist.

3. Druckgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausrichtungsteil (32) in der Vorderkante eines Flügel profilteils angebracht ist und daß sich wenigstens ein zweiter Kanal (41) durch das Flügelprofilteil erstreckt.

4. Druckgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebiet außerhalb des Druckgebers (26) der Strömungsweg (12) ist.

5. Druckgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kanal (41) zwischen seinem Einlaß (48) und seinem Auslaß (52) derart ausgebildet ist, daß die Differenz im statischen Druck bei einer bestimmten Mach-Zahl zwischen dem Einlaß (46) des Ausrichtungsteils (32) und dem Auslaß (52) des zweiten Kanals (41) wenig stens gleich einer vorgegebenen Differenz im statischen Druck für die bestimmte Mach-Zahl ist, und daß die Diffe renz im statischen Druck zwischen dem Einlaß (48) und dem Auslaß (52) des zweiten Kanals nicht größer als 10% der Differenz im statischen Druck zwischen dem Einlaß (46) des Ausrichtungsteils (32) und dem Auslaß (52) des zweiten Ka nals (41) ist.

6. Druckgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich ein Übergangskanal (54) zwischen der Vorkammer (36) und jedem zweiten Kanal (41) erstreckt und einen Einlaß (58) und einen Auslaß (56) hat, und daß die Durchflußquerschnittsfläche des Einlasses (48) des zweiten Kanals (41) wenigstens so groß ist wie die Durch flußquerschnittsfläche des Auslasses (56) des Übergangska nals (54).

7. Druckgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorkammer (36) einen Auslaß (50) hat, und daß die Gesamtsumme der Durchflußquerschnitts flächen des Einlasses (58) der Übergangskanäle (54) gleich der Durchflußquerschnittsfläche des Auslasses (50) der Vorkammer (36) ist.

8. Druckgeber nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeich net, daß die Summe der Durchflußquerschnittsflächen der zweiten Kanäle (41) wenigstens doppelt so groß ist wie die Mindestdurchflußquerschnittsfläche des Strömungsausrich tungskanals (42).

9. Druckgeber nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeich net, daß die Durchflußquerschnittsfläche des ersten Kanals (40) am Einlaß des Fühlerteils (34) kleiner ist als der Durchmesser des Strömungsausrichtungskanals (42) in dem Ausrichtungsteil (32) an den Einlaß der Vorkammer (36).