特許 6091889 温度検知デバイス及びその組立体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6091889

(24)【登録日】2017年2月17日

(45)【発行日】2017年3月8日

(54)【発明の名称】温度検知デバイス及びその組立体

(51)【国際特許分類】

   F02C 7/00 20060101AFI20170227BHJP

   F02C 7/18 20060101ALI20170227BHJP

   F02C 9/00 20060101ALI20170227BHJP

【ＦＩ】

   F02C7/00 A

   F02C7/18 E

   F02C9/00 A

【請求項の数】10

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2012-283891(P2012-283891)

(22)【出願日】2012年12月27日

(65)【公開番号】特開2013-139813(P2013-139813A)

(43)【公開日】2013年7月18日

【審査請求日】2015年12月18日

(31)【優先権主張番号】13/341,268

(32)【優先日】2011年12月30日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】309012096

【氏名又は名称】ユニゾン・インダストリーズ，エルエルシー

(74)【代理人】

【識別番号】100137545

【弁理士】

【氏名又は名称】荒川 聡志

(74)【代理人】

【識別番号】100105588

【弁理士】

【氏名又は名称】小倉 博

(74)【代理人】

【識別番号】100129779

【弁理士】

【氏名又は名称】黒川 俊久

(72)【発明者】

【氏名】ジョン・パトリック・パーソンズ

【審査官】 山崎 孔徳

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２００７／０２２０９８４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許第０５７１８５１２（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５３４８３９５（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｃ ７／００

Ｆ０２Ｃ ７／１８

Ｆ０２Ｃ ９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガスタービンエンジンのための温度検知デバイスを組み立てる方法であって、
温度センサを提供するステップと、
冷却空気をその前方領域からその後方領域に送るハウジングを提供するステップと、
温度センサの一部が前記ハウジングの外部に配置されるように前記温度センサを前記ハウジング内に取り付けるステップと、
複数のインピンジメントアパーチャを有する冷却管を前記ハウジング内に提供するステップであって、前記冷却管が、前記温度センサにほぼ平行に前記温度センサの前方に配置され、前記冷却空気が圧力差に少なくとも部分的に基づいて前記冷却管に導かれる、前記ステップと、
前記冷却管と前記温度センサとが複数の個別の冷却領域を定める離間された関係となるように前記冷却管と前記温度センサに結合する１組の支持リブを提供するステップであって、冷却空気が圧力差に少なくとも部分的に基づいて前記冷却管の長手方向で前記冷却管を通り、前記複数のインピンジメントアパーチャから排出されて前記複数の個別の冷却領域に流れる、前記ステップと、
を含む、方法。

【請求項2】

前記温度センサを前記ハウジング内の冷却空気から断熱するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記支持リブは、前記ハウジングに結合されない、請求項１または２に記載の方法。

【請求項4】

前記ハウジングが、前記冷却空気を前記ハウジングから排出するための複数の出口アパーチャを含む、請項１乃至３のいずれかに記載の方法。

【請求項5】

ガスタービンエンジン用の温度検知デバイスであって、
温度センサと、
前記温度センサの第２の部分が前記ハウジングの外部に配置されるように前記温度センサの第１の部分を覆うよう構成されたハウジングと、
複数のインピンジメントアパーチャを含む冷却管であって、前記冷却管が、前記温度センサにほぼ平行に前記温度センサの前方に配置され、前記冷却空気が圧力差に少なくとも部分的に基づいて前記冷却管に導かれる、前記冷却管と、
前記冷却管と前記温度センサとが複数の個別の冷却領域を定める離間された関係となるように前記冷却管と前記温度センサに結合する１組の支持リブと、
を備え、前記ハウジングが、冷却空気の流れを受け取るよう構成され、
冷却空気が圧力差に少なくとも部分的に基づいて前記冷却管の長手方向で前記冷却管を通り、前記複数のインピンジメントアパーチャから排出されて前記複数の個別の冷却領域に流れる、デバイス。

【請求項6】

前記温度センサが、前記ハウジング内の冷却空気から断熱されるよう構成される、請求項５に記載のデバイス。

【請求項7】

前記デバイスは、２３００°Ｆと２８００°Ｆの間の使用温度を有するように構成される、請求項５または６に記載のデバイス。

【請求項8】

前記ハウジングが、前記冷却空気を前記ハウジングから排出するための複数の出口アパーチャを含む、請求項５乃至７のいずれかに記載のデバイス。

【請求項9】

ガスタービンエンジンであって、
燃焼室と、
前記燃焼室に延びる請求項５乃至８のいずれかに記載のデバイスと、
を備える、ガスタービンエンジン。

【請求項10】

前記燃焼セクションがバイパス流路を含み、前記温度検知デバイスが、前記バイパス流路から前記冷却空気を受け取るよう構成される、請求項９に記載のガスタービンエンジン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示の技術分野は、全体的に、センサに関し、より詳細には、ガスタービンエンジンの燃焼セクション用の温度検知デバイスに関する。

【背景技術】

【0002】

ガスタービンエンジンの燃焼セクションの排出ガス温度は、燃焼器への燃料入力を求めるためにエンジン制御ユニットによって使用されることが多い動作パラメータである。従って、燃焼器内の排出ガス温度の正確な測定によって燃料入力を最適化することにより、エンジンの動作効率を改善することが可能となる。加えて、燃焼セクション内及び燃焼セクションの下流側のエンジン構成要素（例えば、タービンブレード）は通常、排出ガスの高温に伴うかなりの熱応力に曝され、これら下流側構成要素の有効寿命は、燃焼器内の予想される排出ガス温度を用いて推定されることが多い。従って、排出ガス温度の正確な測定は、予想される排出ガス温度をより正確なものにし、結果として、構成要素の推定寿命もまたより正確にすることが可能になる。

【0003】

ガスタービンエンジンで使用される少なくとも一部の公知の排出ガス温度（ＥＧＴ）センサは、熱電対素線を含む。しかしながら、より高いリアクタンスを持たせるために、これらの熱電対素線は、小直径を有することが多い。この点に関して、エンジン内の排出ガスは、少なくとも２４０ｍ／ｓの速度に達する可能性があり、これら小直径の熱電対素線は通常、排出ガス流速に伴う抗力に耐える程十分な剛性を持っていない。その結果、一部の公知のＥＧＴセンサは、関連の抗力に耐える支持の増大をもたらすようなより剛性のあるハウジング内に配置された熱電対素線を有し、これらのハウジングのほとんどは、より高温定格の合金から作製される。しかしながら、排出ガスは、少なくとも２３００°Ｆの温度に達することができる。結果として、ほとんどの公知のＥＧＴセンサは、排出ガス温度が合金ハウジングの使用限度を下回る区域（例えば、高圧タービンの幾つかの段）において燃焼器の下流側に挿入され、下流側温度測定値は、燃焼器における排出ガスの温度を推定するのに使用される。次いで、これらの推定された排出ガス温度は、エンジンコントローラによって使用され、燃焼器における燃料入力パラメータを求める。従って、排出ガス温度測定値の精度を改善するために、燃焼器の排出ガス流内の高温位置に直接挿入できる温度検知デバイスを有することが望ましいことになる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】米国特許第７，０５６，０８５号明細書

【発明の概要】

【0005】

１つの態様において、ガスタービンエンジンのための温度検知デバイスを組み立てる方法が提供される。本方法は、温度センサを提供するステップと、温度センサを覆うように構成されたハウジングを提供するステップとを含む。本方法は更に、温度センサの一部がハウジングの外部に配置されるよう、且つハウジングが冷却空気の流れを受け取るよう構成されるように温度センサをハウジング内に取り付けるステップを含む。

【0006】

別の態様において、ガスタービンエンジン用の温度検知デバイスが提供される。温度検知デバイスは、温度センサと、該温度センサの一部がハウジングの外部に配置されるように温度センサを覆うよう構成されたハウジングと、を含む。ハウジングは、冷却空気の流れを受け取るよう構成される。

【0007】

別の態様において、ガスタービンエンジンが提供される。ガスタービンエンジンは、燃焼室と、該燃焼室に延びる温度検知デバイスとを含む。温度検知デバイスは、温度センサと、該温度センサの一部がハウジングの外部に配置されるように温度センサを覆うよう構成されたハウジングと、を含む。ハウジングは、冷却空気の流れを受け取るよう構成される。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】例示的なガスタービンエンジンの概略図。

【図2】図１に示すガスタービンエンジンの燃焼セクションの概略図。

【図3】図２に示す燃焼セクションで使用する温度検知デバイスの斜視図。

【図4】図３に示す温度検知デバイスの拡大図。

【図5】図３に示す温度検知デバイスの冷却システムの斜視図。

【図6】図３に示す温度検知デバイスのセンサユニットの一部の概略部分断面図。

【図7】図３に示す温度検知デバイスの断面図。

【図8】図１に示すガスタービンエンジンの作動中に図３に示す温度検知デバイスを通る冷却空気流の概略図。

【図9】図３に示す温度検知デバイスの別の実施形態の斜視図。

【図10】図１に示すガスタービンエンジンの作動中に図９に示す温度検知デバイスを通る冷却空気流の概略図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下の詳細な説明は、限定ではなく例証として温度検知デバイス及びその組立方法について記載している。本明細書は、温度検知デバイスを当業者が実施し利用することを可能にするものであり、温度検知デバイスに関して現時点で最良の形態であると考えられるものを含む幾つかの実施形態、改良、変更、変形、及び使用法について記載している。温度検知デバイスは、本明細書では好ましい実施形態、すなわち、ガスタービンエンジンに適用されるものとして説明されている。しかしながら、温度検知デバイス及びその組立方法は、広範なシステムにおける一般的応用、並びに様々な他の商用、産業、及び民生用途があることは企図される。

【0010】

図１は、中心線軸１０７に沿って整列されたファンセクション１０２、圧縮機セクション１０４、燃焼セクション１０６、高圧タービンセクション１０８、及び低圧タービンセクション１１０を含む、例示的なガスタービンエンジン１００の概略図である。作動中、空気は、ファンセクション１０２を流れ、圧縮機セクション１０４に供給される。加圧空気は、燃焼セクション１０６に送給され、ここで加圧空気が燃料と混合されて点火され、燃焼ガスを生成する。燃焼ガスは、燃焼セクション１０６からタービンセクション１０８、１１０を通って流れ、次いで、ガスタービンエンジン１００から排出される。他の実施形態では、ガスタービンエンジン１００は、あらゆる好適な方法で配列された、あらゆる好適な数のファンセクション、圧縮機セクション、及び／又はタービンセクションを含むことができる。

【0011】

図２は、燃焼セクション１０６の概略図である。例示的な実施形態において、燃焼セクション１０６は、環状内側ケーシング構造体１１４、環状外側ケーシング構造体１１６、及び燃焼器組立体１１８を含む。燃焼器組立体１１８は、内側ケーシング構造体１１４と外側ケーシング構造体１１６との間に配置され、燃料ノズル１２０、点火装置（図示せず）、並びに内側及び外側ライナ１２２、１２４のペアを含む。燃料ノズル１２０は、外側ケーシング構造１１６を通って延び、ライナ１２２、１２４は、燃料ノズル１２０に結合されて、該燃料ノズル１２０から高圧タービンセクション１０８のノズル１２６に延びて、燃焼室１２８がライナ１２２、１２４間に定められるようになる。内側バイパス流路１３０は、内側ケーシング構造体１１４と内側ライナ１２２との間に定められ、外側バイパス流路１３２は、外側ケーシング構造体１１６と外側ライナ１２４との間に定められる。圧縮機セクション１０４から送給される加圧空気１３４は、内側ライナ１２２を冷却する内側バイパス流１３６と、外側ライナ１２４を冷却する外側バイパス流１３８と、中間流１４０とに分割され、該中間流は、燃焼室１２８に配向され、燃料と混合されて点火され、燃焼室１２８を通って高圧タービンセクション１０８のノズル１２６内に流入する燃焼ガス流１４２を生成する。

【0012】

以下で詳細に説明するように、温度検知デバイス２００（例えば、排出ガス温度（ＥＧＴ）検知デバイス）は、外側ケーシング構造体１１６に結合され、外側バイパス流路１３２を通り、外側ライナ１２４を貫通して燃焼室１２８に入り、燃焼ガス流１４２の温度を求めるのを可能にする。他の実施形態では、温度検知デバイス２００は、内側ケーシング構造体１１４に結合去れ、内側バイパス流路１３０を通って燃焼室１２８内に延びることができる。代替として、温度検知デバイス２００は、該温度検知デバイス２００が本明細書で記載されるように機能することを可能にする、ガスタービンエンジン１００のあらゆる好適な構造体に結合することができる。本明細書で使用されるように、ガスタービンエンジン１００内の向きに関する温度検知デバイス２００への言及（例えば、温度検知デバイス２００の構成要素Ｘなどの言及は、「軸方向前方領域」又は「軸方向後方領域」を有する）は、温度検知デバイス２００が本明細書で説明されるようにガスタービンエンジン１００内に装着されたときのような向きにされるよう構成されることを意味するものであり、このような向きに対する言及は、ガスタービンエンジン１００内に実際に装着されるこれらの温度検知デバイスにのみ本開示の範囲を限定することを意図するものではない。むしろ、本開示は、ガスタービンエンジン内に装着されるか否かに関係なく、一般的に温度検知デバイスに適用することを意図している。

【0013】

図３及び４は、それぞれ、温度検知デバイス２００の斜視図及び分解図である。例示的な実施形態において、温度検知デバイス２００は、ハウジング２０２、冷却システム２０４、及びセンサユニット２０６を含む。図５は、センサユニット２０６が内部に配置された冷却システム２０４の斜視図であり、図６は、センサユニット２０６の一部の概略部分断面図であり、図７は、ハウジング内に配置された組み付け冷却システム２０４及びセンサユニット２０６を備えた温度検知デバイス２００の断面図である。

【0014】

例示的な実施形態において、センサユニット２０６は、長手方向軸線２１４を有し、絶縁材料２１０（例えば、セラミック粉体）内に配置され且つ粒子安定化プラチナベースシェルのようなシェル２１２内に収容された温度センサ２０８（例えば、プラチナベースのＳ型熱電対）を含む（すなわち、センサユニット２０６は、シールされ断熱された温度センサ２０８を含む）。温度センサ２０８は先端２１５を有する。一部の実施形態において、シェル２１２は、以下で詳細に説明するように、ハウジング２０２内にセンサユニット２０６を位置付ける、流れ方向に延びて円周方向に離間したフィンのアレイを含むことができる。他の実施形態では、シェル２１２は、オーステナイトニッケルクロムベースの合金材料から作製することができる。代替として、センサユニット２０６は、温度検知デバイス２００が本明細書で記載されるように機能することを可能にするあらゆる好適な材料から作製された温度センサ、絶縁体、及び／又はシェルのあらゆる好適な構成を有することができる。

【0015】

例示的な実施形態において、冷却システム２０４は、冷却チャンネル２１６と、該冷却チャンネル２１６から外向きに延びる複数の支持リブ２１８とを含む。冷却チャンネル２１６は、近位端２２０、遠位端２２２、前方領域２２４、後方領域２２６、及び近位端２２０から遠位端２２２まで延びる長手方向軸線２２８を有する。前方領域２２４は、離間したインピンジメントアパーチャ２３２の複数の平行に長手方向に延びる列２３０を有し、遠位端２２２は、孔２３６を貫通してセンサユニットの周りに互いに離間して配置されたインピンジメントアパーチャ２３２のほぼ環状の配列を有する。例示的な実施形態において、支持リブ２１８は、ほぼリング形状にされ、長手方向に離間した関係で冷却チャンネル２１６に結合（例えば、ろう付け）される。一部の実施形態において、支持リブ２１８は、冷却チャンネル２１６から別個に形成されて該冷却チャンネル２１６に結合されるのではなく、冷却チャンネル２１６と一体的に形成することができる。他の実施形態では、支持リブ２１８は、温度検知デバイス２００が本明細書で記載されるように機能することを可能にするあらゆる好適な形状及び配置を冷却チャンネル２１６上に有することができる。

【0016】

例示的な実施形態において、以下で詳細に説明するように、冷却チャンネル２１６は、ガスタービンエンジン１００の作動中にハウジング２０２内の冷却空気によって囲まれ、冷却チャンネル２１６が燃焼室１２８内の燃焼ガス流１４２に曝されないようにする。１つの実施形態において、冷却チャンネル２１６は、作動中のハウジング２０２内の冷却チャンネル２１６を囲む冷却空気のほぼ予想温度の冷却器仕様温度を有するよう構成される。このようにして、冷却チャンネル２１６は、クリープを生じにくく、従って、ガスタービンエンジン１００の作動中に燃焼室１２８を通る燃焼ガス流１４２の速度に耐えるように温度検知デバイス２００に対する大きな構造的支持を提供するよう構成される。１つの実施形態において、冷却チャンネル２１６は、高強度、低伝導率、及び低酸化性のオーステナイトニッケルクロムベースの合金から作製される。或いは、冷却チャンネル２１６は、温度検知デバイス２００が本明細書で記載されるように機能することを可能にするあらゆる好適な材料から作製することができる。

【0017】

例示的な実施形態において、ハウジング２０２は、ほぼ円筒形状にされ、近位端２４０、遠位端２４２、前方領域２４４、後方領域２４６、及び近位端２４０から遠位端２４２まで延びる長手方向軸線２４８を有する。１つの実施形態において、ハウジング２０２は、燃焼室１２８内の燃焼ガス流１４２への暴露に伴う酸化及び熱疲労に対する良好な耐性を可能にするようプラチナベース材料から作成される。別の実施形態において、ハウジング２０２は、ロジウムを有するプラチナベース材料から作成してもよい。他の実施形態において、ハウジング２０２は、温度検知デバイス２００が本明細書で記載されるように機能することを可能にするあらゆる好適な材料から作製することができる。

【0018】

例示的な実施形態において、孔２５０を通るセンサユニットは、遠位端２４２に定められ、離間した出口アパーチャ２５４の実質的に長手方向の列２５２は、後方領域２４６に定められる。１つの実施形態において、出口アパーチャ２５４は、ほぼ円形形状とすることができ、実質的に等間隔に配置することができる。別の実施形態において、出口アパーチャ２５４は、細長い形状（例えば、楕円形状）とすることができる。一部の実施形態において、出口アパーチャ２５４は、長手方向軸線２４８に沿った所定位置でハウジング２０２から流出する冷却空気を増大又は減少させるよう、長手方向軸線２４８に沿った形状及び／又はスペースを変えることができる（例えば、出口アパーチャ２５４は、ハウジング２０２の近位端２４０付近でより小さく、ハウジング２０２の遠端２４２付近でより大きくすることができる）。別の実施形態において、ハウジング２０２はまた、先端カバー（図示せず）（例えば、粒子安定化プラチナ材料などのプラチナベース材料から作製される）を含むことができ、該先端カバーは、孔２５０を通ってセンサユニットでハウジング２０２の遠位端２４２から延びる。先端カバーは、センサユニット２０６がハウジング２０２内に配置されたときに、先端２１５がハウジング２０２の先端カバー内に配置されるように遠位端２４２に押圧及び／又は溶接することができる（例えば、シェル２１２は、先端２１５を先端カバー内に位置付けるためのフィンガー又はネジを有することができる）。或いは、ハウジング２０２は、ハウジング２０２が本明細書で記載されるように機能することを可能にするあらゆる好適な構成を有することができる（例えば、ハウジング２０２は、離間して配置された出口アパーチャ２５４を有するのではなく、近位端２４０から遠位端２４２まで実質的に延びる単一の拡大出口スロットを有することができ、又は、出口アパーチャ２５４は、後方領域２４６上に定められない場合があり、むしろ、ハウジング２０２の側部領域上に定めることができる）。

【0019】

例示的な実施形態において、ハウジング２０２は、遠位端２４２と一体的に形成された内部支持スリーブ２３８を含む。支持スリーブ２３８は、孔２５０を貫通してセンサユニットと整列され、遠位端２４２から近位端２４０まで長手方向に延びて、支持スリーブ２３８がハウジング２０２の両端２４０、２４２で開放されるようになる。組み立てられた構成では、センサユニット２０６は、支持スリーブ２３８内に挿入されて、センサユニット２０６が、孔２５０を貫通しセンサユニットを介してハウジング２０２の外部に配置されたセンサユニット２０６の一部（例えば、先端２１５）に対してハウジング２０２内で実質的に中心に位置付けられる。代替の実施形態において、ハウジング２０２内のセンサユニット２０６を位置付けるために支持スリーブ２３８を有するのではなく、センサユニット２０６のシェル２１２は、上述の長手方向に延びるフィンの列を備えることができ、フィンは、冷却空気が冷却チャンネル２１６に沿って長手方向に流れるのを可能にしながら、センサユニット２０６を冷却チャンネル２１６内に（例えば、冷却チャンネル２１６内に実質的に中心に）位置付けることを可能にすることになる。

【0020】

例示的な実施形態において、冷却システム２０４及びセンサユニット２０６は、ハウジング２０２内に配置されて、冷却チャンネル２１６が支持スリーブ２３８（従って、センサユニット２０６）を覆うようにし、また、ハウジング２０２は、支持リブ２１８が冷却チャンネル２１６をハウジング２０２内に実質的に中心に位置付けた状態で冷却チャンネル２１６を覆うようにする。このようにして、隣接する支持リブ２１８は、ハウジング２０２に沿って長手方向に配列された複数の別個の環状冷却領域２５６を定め、ハウジング２０２全体にわたって冷却空気のより均一な分配を可能にする。例示的な実施形態において、支持リブ２１８は、ハウジング２０２に結合されず、これにより冷却システム２０４をハウジング２０２から容易に取り外すことを可能にする。他の実施形態では、支持リブ２１８は、ハウジング２０２に好適に結合（例えば、溶接）することができる。例示的な実施形態において、冷却システム２０４は、ハウジング２０２内部に向けられて、冷却チャンネル２１６の前方領域２２４が、ハウジング２０２の前方領域２４４に面する（すなわち、ハウジング２０２が以下で詳細に説明するようにガスタービンエンジン１００内に取り付けられたときに、上流側の外側ケーシング構造体１４２内に面する前方領域２４４に起因してガスタービンエンジン１００の作動中にハウジング２０２の前方領域２４４が増大した熱応力を生じるので、インピンジメントアパーチャ２３２は、ハウジング２０２の前方領域２４４に向けて冷却空気を配向するような向きにされる）ようになる。加えて、センサユニット２０６は、孔２５０を介してハウジング２０２の外部に延び、センサユニット２０６の一部（例えば、先端２１５）が、ガスタービンエンジン１００の作動中に燃焼室１２８の燃焼ガス流１４２内でハウジング２０２の外部に配置されるようになる。一部の実施形態において、ハウジング２０２の外部にあるセンサユニット２０６のシェル２１２の一部は、温度センサ２０８がハウジング２０２と接触すること、或いはハウジング２０２によって冷却されるのを阻止し、これにより温度センサ２０８が燃焼室１２８内の温度を正確に求めることを可能にする。

【0021】

上述のように組み立てられた温度検知デバイス２００では、温度検知デバイス２００は、ハウジング２０２の近位端２４０にて外側ケーシング構造体１１６上に取り付けられ、温度検知デバイス２００が外側バイパス流と１３２を通って燃焼室１２８内に延び、先端２１５が、燃焼室１２８内でハウジング２０２の外部に配置される（例えば、温度検知デバイス２００は、外側ケーシング構造体１１６のカウンタボア内にバネ付勢状態で外側ケーシング構造体１１６に結合することができる）。１つの実施形態において、温度検知デバイス２００は、外側ケーシング構造体１１６に結合され、冷却チャンネル２１６が外側バイパス流路１３２と流れ連通するようになり（例えば、外側バイパス流路１３２から冷却チャンネル２１６内に外側バイパス流１３８を通気するための入口アパーチャを有するエンジン境界シールを介して）、また、出口アパーチャ２５４が燃焼室１２８と流れ連通するようになる。他の実施形態では、温度検知デバイス２００は、ガスタービンエンジン１００のあらゆる好適な流路から冷却空気を受け取るよう構成することができる。例示的な実施形態において、ハウジング２０２は、前方領域２４４が燃焼ガス流１４２に対して上流側に（すなわち、燃料ノズル１２０に向かって）面するように、また、後方領域２４６が燃焼ガス流１４２に対して下流側に（すなわち、燃料ノズル１２０から離れる方向に）面するような向きにされる。代替として、温度検知デバイス２００は、本明細書で説明されるような冷却空気によってハウジング２０２を冷却可能にするあらゆる好適な方式でガスタービンエンジン１００内に取り付け又は配向することができる。

【0022】

図８は、温度検知デバイス２００を通る冷却空気の概略図である。ガスタービンエンジン１００の作動中、外側バイパス流路１３２と燃焼室１２８との間の圧力差によって、外側バイパス流１３８を冷却チャンネル２１６内に吸い込むようにする（例えば、エンジン境界シールの入口アパーチャを介して）。燃焼室１２８内の燃焼ガス流１４２の温度は、約２，３００°Ｆ〜約２，８００°Ｆの範囲にわたり、且つ外側バイパス流１３８の温度は、燃焼ガス流１４２の温度よりも低いので、外側バイパス流１３８は、温度検知デバイス２００用の冷却空気２５８としての役割を果たす。冷却空気２５８は、近位端２４０から遠位端２４２に向かって冷却チャンネル２１６を通って長手方向に配向される。冷却空気２５８が、冷却チャンネル２１６を通って流れると、該冷却空気２５８は、冷却チャンネル２１６からインピンジメントアパーチャ２３２を通りハウジング２０２の前方領域２４４に向けて吐出される。インピンジメントアパーチャ２３２から吐出される冷却空気２５８は、領域２５６内に流れるのが許容され、次いで、ハウジング２０２から出口アパーチャ２５４を通って燃焼ガス流１４２内に排出される。他の実施形態では、ハウジング２０２からの冷却空気２５８は、外側バイパス流路１３２（例えば、エンジン境界シールを通じて）内、ガスタービンエンジン１００の他の何れかの好適な流路内、及び／又はハウジング２０２と流れ連通した排出チャンネルのあらゆる好適な配列により環境内に排出することができる。

【0023】

冷却空気２５８は領域２５６内で循環し、該冷却空気２５８は、対流によってハウジング２０２を冷却し、燃焼室１２８内の燃焼ガス流１４２によって引き起こされたハウジング温度の上昇を下げるようにする。貫通孔２５０を介したハウジング２０２の外部に配置される温度センサ２０８の先端２１５では、温度センサ２０８は、燃焼室１２８内の燃焼ガス流１４２の温度を求めることができる。加えて、センサユニット２０６は、ハウジング２０２の支持スリーブ２３８内に配置されること、及び温度センサ２０８がシェル２１２内で断熱されることに起因して、冷却空気２５８による温度センサ２０８の冷却が実質的に阻止される（すなわち、温度センサ２０８は、冷却空気２５８から十分に断熱され、温度センサ２０８の冷却を最小限にする）。このようにして、温度検知デバイス２００は、燃焼ガス流１４２の速度及び温度に十分に耐えながら、燃焼室１２８内の燃焼ガス流１４２の温度を求めるよう構成される。

【0024】

図９及び１０は、それぞれ、温度検知デバイス２００の別の実施形態の斜視図及び概略図である。例示的な実施形態において、ハウジング２０２は、翼形部形状であり、支持リブ２１８は、これに対応する形状を有する。ハウジング２０２が翼形部形状であることにより、冷却空気をハウジング２０２の前方領域２４４から後方領域２４６に向けて送り込むことに加えて、燃焼室１２８における燃焼ガス流１４２が妨げられることに伴う空力抵抗を低下させ、これにより冷却空気２５８を出口アパーチャ２５４に向けて配向することができる。加えて、センサユニット２０６は、冷却チャンネル２１６内には配置されないが、冷却チャンネル２１６は、ハウジング２０２内のセンサユニット２０６の前方に配置される（すなわち、支持リブ２１８は、冷却チャンネル２１６及びセンサユニット２０６に結合され、該冷却チャンネル２１６及びセンサユニット２０６が実質的に長手方向に平行にハウジング２０２を通って延びるようにされる）。従って、冷却空気２５８は、冷却チャンネル２１６を通って長手方向に配向され、インピンジメントアパーチャ２３２を通ってこれから吐出され、該冷却空気２５８が隣接する支持リブ２１８間の領域２５６内に流れるようになる。次いで、冷却空気２５８は、ハウジング２０２の後方領域２４６にて（すなわち、翼形部形状の後縁にて）出口アパーチャ２５４を介してハウジング２０２から吐出される。温度センサ２０８がシェル２１２内で断熱されるので、冷却空気２５８と温度センサ２０８との間の伝導性熱伝達が実質的に阻止される。

【0025】

本明細書で記載される方法及びシステムは、温度センサを燃焼室内の燃焼ガス流に挿入し、燃焼ガス流の温度を測定するよう構成された温度検知デバイスを提供することができる。本明細書で記載される方法及びシステムはまた、２３００°Ｆを超える使用限度を有する温度検知デバイスを提供することができる。本明細書で記載される方法及びシステムは更に、燃焼室の推定温度を得るために下流側温度データを外挿する必要もなく、燃焼室内の燃焼ガス流の温度を求めることを可能にする温度検知デバイスを提供することができる。本明細書で記載される方法及びシステムは更に、エンジン燃料入力のより良好な最適化を可能にし、これによりエンジン作動効率を高める温度検知デバイスを提供することができる。本明細書で記載される方法及びシステムは更に、燃焼セクションの下流側にあるエンジン構成要素（例えば、タービンブレード）の有効寿命に関する良好な推定を可能にする温度検知デバイスを提供することができる。従って、本明細書で記載される方法及びシステムは、ガスタービンエンジンの作動効率を高め、有効寿命を延ばして、これによりガスタービンエンジンの作動に伴うコストを低減することができる温度検知デバイスを提供することができる。

【0026】

温度検知デバイス及びその組み立て方法の例示的な実施形態を上記で詳細に説明した。本方法及びシステムは、本明細書で記載される特定の実施形態に限定されるものではなく、むしろ本方法及びシステムの構成要素は、本明細書で記載した他の構成要素とは独立して別個に利用することができる。例えば、本明細書で記載される方法及びシステムは、他の産業及び／又は消費者向けの用途を有することができ、本明細書で記載されるガスタービンエンジンでの実施に限定されるものではない。むしろ、上記の特定的特徴及び行為は、実施形態を実施する例示的な形態として開示されている。

【0027】

種々の特定の実施形態について本発明を説明してきたが、請求項の技術的思想及び範囲内にある修正により本発明を実施することができる点は、当業者であれば理解されるであろう。

【符号の説明】

【0028】

１０６ 燃焼セクション
１０８ 高圧タービンセクション
１１４ 内側ケーシング構造体
１１６ 環状外側ケーシング構造体
１１８ 燃焼器組立体
１２０ 燃料ノズル
１２２ 内側ライナ
１２４ 外側ライナ
１２６ ノズル
１２８ 燃焼室
１３０ 内側バイパス流路
１３２ 外側バイパス流路
１３６ 内側バイパス流
１３８ 外側バイパス流
１４０ 中間流
１４２ 燃焼ガス流
２００ 温度検知デバイス
２５８ 冷却空気

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】