使用氧化铝纸用于高温线圈绕组中的应力消除和电绝缘的利记博彩app
【技术领域】
[0001]本发明总体涉及一种燃气涡轮，更具体地，涉及一种安装在燃气涡轮内的旋转绕组。
【背景技术】
[0002]燃气涡轮，也被称为燃气轮机，是一种类型的内燃机，其包括联接到涡轮机的旋转压缩机。设置在压缩机和涡轮机之间的燃烧室内的燃料的点火产生高压高速气流。该气流被引导到涡轮机，促使其转动。
[0003]燃烧室包括一圈的燃料喷射器，这些喷射器将燃料(通常为煤油、喷气燃料、丙烷或天然气)引导到压缩空气流中，从而点燃空气/燃料混合物。点火升高空气/燃料混合物(也被称为工作气体)的温度和压力。
[0004]工作气体随着进入涡轮机而膨胀。涡轮机包括成排的静止叶片和连接到涡轮轴的旋转叶片。膨胀气体流由导向叶片加速，并且还被引导通过涡轮叶片，促使叶片及由此涡轮轴旋转。旋转轴带动压缩机转动并且提供机械输出。能量可以以轴功率、压缩空气、推力或这些的任意组合的形式从涡轮机中提取，用于推动飞机、火车、轮船以及发电机。
【附图说明】
[0005]下面参照附图，在以下描述中对本发明进行说明，其中:
[0006]图1是适于与本发明一起使用的现有技术的燃气涡轮的示意图。
[0007]图2是包括用于设置在燃气涡轮中的感测/观测系统的绝缘导电绕组的线圈的示意图。
[0008]图3是用于图2的线圈的导体的横截面图。
[0009]图4是用于制造本发明线圈的一个程序的图示。
【具体实施方式】
[0010]图1示出了燃气轮机10的剖视图，包括压缩机12、至少一个燃烧器14、以及涡轮机部分16。通常，多个燃烧器14围绕涡轮轴以圆弧设置。涡轮机部分16包括固定到可旋转中心轴20的多个旋转叶片18。多个静止叶片22位于旋转叶片18之间，并且被固定到涡轮机气缸壁表面23。叶片22的尺寸和结构配置成引导工作气体通过旋转叶片18。
[0011]操作中，空气通过压缩机12 (空气在其中得到压缩)被吸入，并且被驱动朝向燃烧器14。压缩空气通过进气口 26进入燃烧器。从进气口 26，空气在其与燃料混合的燃烧器入口 28进入燃烧器14。燃料/空气混合物点燃以形成工作气体。工作气体具有的温度范围在约2500华氏度和约2900华氏度之间(或者在约1371摄氏度和约1593摄氏度之间)。工作气体离开燃烧器14，通过过渡部件30膨胀，然后通过涡轮机16，由叶片22引导来驱动旋转叶片18。随着气体通过涡轮机16，其使叶片18旋转，这反过来又驱动轴20，从而通过轴20传送可用的机械功。轴20还带动压缩机轴(未不出)转动来压缩输入空气。
[0012]在用于发电的燃气涡轮中，轴20进一步驱动发电机(未示出)。
[0013]燃气轮机10还包括内部冷却系统24，用于提供冷却剂，例如水蒸汽或压缩空气，以在内部冷却叶片18、叶片22及其他涡轮机部件。
[0014]关键是要监视燃气涡轮的涡轮机部分内的、且特别是关键的涡轮结构比如旋转叶片和静止叶片的工作参数，比如温度和力(例如，应力和应变力)。感测/测量系统监控并测量这些温度和力。初始故障可以得到预测，并且可以根据这些温度和力的测量值来确定内部燃气轮机结构的真实故障。
[0015]线圈结构用于一种类型的燃气涡轮感测/测量系统。这些线圈的结构必须在燃气涡轮内部的高温、高振动以及高g_负荷的环境中连续起作用。
[0016]本发明教导了使用氧化铝纸作为线圈结构中的电绝缘体和机械力吸收垫。氧化铝纸包括二氧化铝(AlO2)纤维或链，其保持高电阻的期望性能(即，期望的绝缘性能)、以及在燃气涡轮内的高操作温度下的力吸收缓冲作用(即，二氧化铝不会变脆)。提供类似性能的其它材料可以用于代替氧化铝纸。
[0017]下面转到图2，本发明的线圈60包括围绕磁芯70的绝缘导电绕组68 (本文中也称作导体68、导线68以及绕线层68)。
[0018]如图3所示，导电绕组68包括由绝缘材料套96比如陶瓷包围的导体94(比如镀镍铜)。
[0019]芯70包括多个接合的钢板叠片(其未在图2中单独示出)。
[0020]除了由线圈60经历的高力之外，涡轮机内的宽温度范围(范围为从约20摄氏度至约450摄氏度)促使在绕组68以及在芯70中的显著的热膨胀和收缩。
[0021]在所述绕组和芯的热膨胀系数不同(因为它们包括不同的材料)的应用中，热收缩和膨胀问题进一步加剧。所得的热应力和力往往迫使绕组68在一起或者迫使绕组抵对着芯70。
[0022]绕组68的所得的弯曲和摩擦可能会破坏或至少影响围绕导线或绕组68的绝缘的功效。这种损伤特别容易出现在绕组68弯曲的情形，比如绕组68通过芯70的拐角，例如如图2所示的拐角70A、70B、70C和70D。
[0023]导线绝缘的这种退化严重降低了线圈60的操作，这可能对感测/观测系统的性能具有重大而关键的影响。
[0024]除了这些热引起的力之外，绕组68和芯70的振动(由燃气涡轮轴的旋转所造成)产生大量额外的力于绕组68和芯70上。
[0025]为了克服由这些力产生的影响，氧化铝纸80(即包括氧化铝(AlO2)纤维的纸)被安装在一个或多个位置，包括但不限于:绕组68和芯70之间的、绝缘绕组68的各层之间的、以及在芯70的拐角70A-70D的交界面。将各层陶瓷粘合剂72施加在如图2所示的芯70、绕组68和氧化铝纸80之间。
[0026]在一实施例中，氧化铝纸80仅设置在芯70的拐角70A-70D。在另一实施例中，氧化铝纸80设置在拐角70A-70D以及在沿着芯70的短端部的绕组层之间。
[0027]特别是在拐角70A-70D，绕组68最容易弯曲且因此断裂，降低围绕绕组68的绝缘(围绕绕组68的绝缘未在图2中示出)。因此，氧化铝纸80至少被设置在拐角70A-70D，以避免这个问题。
[0028]由于氧化铝纸80柔软并且表现出相当大的胀量和厚度，所以纸80还用作用于绕组68的应变消除和缓冲，在绕组68之间以及在绕组68和芯70之间的交界面(特别是在拐角 70A-70D)。
[0029]由于氧化铝纸80也是良好的电绝缘体，所以如果图3的绝缘材料套96失效或退化的话，氧化铝纸80提供额外的绝缘层，其可以绝缘导体94，从而防止短路。
[0030]本发明人已经确定的是，氧化铝纸80保持这些所期望的性能于燃气涡轮内部的极端温度和高力环境内。
[0031]绝缘材料90(例如，在图2的剖视截面中大致示出的陶瓷材料)涂覆绕组68的暴露表面和芯70的暴露区域，以向绕组68和芯70提供额外的热绝缘。然而，绝缘材料90在燃气涡轮中的温度下是脆性的，因此无法对绕组68的机械磨损提供缓冲或弹性。相反，氧化铝纸80满足这一要求。该陶瓷绝缘材料在燃气涡轮中的温度下还是略微导电的。此外，氧化铝纸80通过提供上述的绝缘性能来避免与此略微导电性