[发明专利]向旋转机器在线监测系统提供冷却和吹洗空气流的系统

说明书

技术领域

本文所公开的主题涉及用于向旋转机器在线监测系统提供冷却和吹洗空气流的系统。

背景技术

某些燃气涡轮发动机包括具有检查端口的涡轮，该检查端口构造成便于监测涡轮内的各种构件。例如，测高温系统可经由检查端口而与涡轮内部成光学连通，且构造成用以测量涡轮热气体通路内的某些构件的温度。典型的测高温系统包括观察管，其插入检查端口内且构造成用以将从涡轮构件发出和/或反射的辐射传送至检测器。这种测高温系统使用定位在观察管顶端(tip)处的透明窗口以保护观察管的灵敏光学构件免受流经涡轮的热气流。令人遗憾的是，在涡轮操作期间，窗口可能由于污染物(例如，燃烧产物中的未燃碳氢化合物和/或空气流中的颗粒)累积在窗口表面上而变得模糊。此外，熔化的金属颗粒可在冲击时嵌入窗口内。当窗口变得模糊时，可能会降低测高温系统的准确性。

发明内容

在一个实施例中，一种系统包括观察管，观察管构造成用以通过插入检查端口内而与旋转机器内部光学地连通。该系统还包括可移除地固定到观察管上的第一可互换式喷嘴顶端。第一可互换式喷嘴顶端包括窗口和构造成用以将吹洗空气引送横越窗口的多个开口。该系统还包括幕帘管，其围绕观察管设置且构造成用以将来自于第一空气源的吹洗空气经由形成在幕帘管的内表面与观察管的外表面之间的第一通道引送至开口。此外，该系统包括可移除地固定到幕帘管上的第二可互换式喷嘴顶端。第二可互换式喷嘴顶端包括构造成用以围绕窗口引送幕帘空气的多个出口。幕帘管构造成用以将来自于第二空气源的幕帘空气经由形成在幕帘管外表面与检查端口内表面之间的第二通道引送至出口。

在另一实施例中，一种系统包括观察管，观察管构造成用以通过插入检查端口内而与旋转机器内部光学地连通。观察管包括窗口和构造成用以将吹洗空气引送横越窗口的多个开口。该系统还包括幕帘管，其围绕观察管设置且构造成用以将来自于第一空气源的吹洗空气经由形成在幕帘管的内表面与观察管的外表面之间的第一通道引送至开口。幕帘管包括构造成用以围绕窗口引送幕帘空气的多个出口，且幕帘管构造成用以将来自于第二空气源的幕帘空气经由形成在幕帘管外表面与检查端口内表面之间的第二通道引送至出口。

在又一实施例中，一种系统包括观察管，观察管构造成用以通过插入检查端口内而与旋转机器内部光学地连通。该系统还包括可移除地固定到观察管上的可互换式喷嘴顶端。可互换式喷嘴顶端包括窗口和构造成用以将吹洗空气引送横越窗口的多个开口。

附图说明

当参照附图来阅读如下详细描述时，本发明的这些及其它特征、方面和优点将变得更好理解，所有附图中的相似标号表示相似的零件，在附图中：

图1为轮机系统实施例的框图，该轮机系统包括构造成用以引送空气流横越观察管窗口以减少累积在窗口上的污染物的光学监测系统；

图2为示例性涡轮区段的截面视图，示出了可由一个实施例的光学监测系统监测的各种涡轮构件；

图3为可在图1中的光学监测系统内使用的光学探测器组件的实施例的透视图；

图4为沿线4-4截取的图3中的光学探测器组件的截面视图；以及

图5为可在图3中的光学探测器组件内使用的观察管喷嘴顶端实施例的透视图。

零件清单

10燃气轮机系统

12燃料喷射器

14燃料供送源

16燃烧器

18涡轮

19轴

20排气出口

22压缩机

24进口

26负载

30空气

32压缩空气

34燃料空气混合物

36光学监测系统

38光学探测器组件

40检测器

42排出空气流

44排出空气流

45热交换器

46过滤器

47清洁空气流

48热加压气体

50轴向方向

52周向方向

54第一级导叶

56第一级叶片

58涡轮转子

60第二级导叶

62第二级叶片

64端壁

66径向方向

68平台

70柄部

72天使翼

74涡轮罩盖

76检查端口

78顶端组件

80辅助压缩机