(57)【要約】【課題】燃焼器に近づけて温度読み取りを行なうことによって、エンジン管理を最適化すること。【解決手段】本開示は、例えば排ガスの温度を測定するための高温測温抵抗体（３０）に関するものである。この構造体は、絶縁支持体（５０）上に配置された抵抗要素（４０）を含む。構造体はさらに、支持体を覆うように配置されたハウジング（４６）と、抵抗要素を含むことで、検出器の故障につながる要素の酸化を阻止する。前記絶縁支持体及び該抵抗要素は、華氏およそ１５００度から３０００度の温度範囲を有する高温のガス流の中に位置決めすることが可能であることが望ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
概ね円筒形の心棒（７５０、８５０）またはウェーハ（５０、１５０、２５０）の一方である絶縁支持体（５０）と、
前記絶縁支持体上に蒸着されるか、またはその周りに巻き付けられるかの一方であり、タングステンの第１の部分と、レニウムで形成された第２の部分で形成される抵抗要素（５６）であって、前記絶縁支持体及び該抵抗要素が、華氏およそ１５００度から３０００度の温度範囲を有する高温のガス流の中に位置決めすることが可能である、抵抗要素（５６）と、
前記絶縁支持体から延び、前記抵抗要素と電気通信しており、結晶粒安定化白金で形成されるリード線（４２）と、
前記絶縁支持体および前記抵抗要素を覆うように配置され、無酸素環境を形成するハウジング（４６）とを備える測温抵抗体（３０）。
【請求項２】
前記タングステンがおよそ８５〜９８％の間である、請求項１記載の測温抵抗体。
【請求項３】
前記レニウムがおよそ２％〜１５％の間である、請求項１記載の測温抵抗体。
【請求項４】
前記絶縁支持体がセラミックである、請求項１記載の測温抵抗体。
【請求項５】
前記抵抗要素が、前記心棒の周りに巻き付けられたワイヤ（７５６、８５６）である、請求項５記載の測温抵抗体。
【請求項６】
さらに前記抵抗要素が前記ウェーハ上に蒸着される、請求項１記載の測温抵抗体。
【請求項７】
前記無酸素環境が、窒素またはアルゴンの一方である不活性ガスを含む、請求項１記載の測温抵抗体。
【請求項８】
前記検出器が薄膜抵抗要素（５６）である、請求項１記載の測温抵抗体。
【請求項９】
前記検出器が厚膜抵抗要素（１５６）である、請求項１記載の測温抵抗体。
【請求項１０】
曲線を成す抵抗要素（３５６）をさらに備える、請求項１記載の測温抵抗体。
【請求項１１】
前記抵抗要素が渦巻き形状（２５６）である、請求項１記載の測温抵抗体。
【請求項１２】
前記抵抗要素が、複数のスポーク（４５６）を備えた円形である、請求項１記載の測温抵抗体。
【請求項１３】
前記抵抗要素がリング形状（６５６）である、請求項１記載の測温抵抗体。
【請求項１４】
前記絶縁材が、円形形状（２５０）、多角形形状（５０）または他の幾何学形状の１つであるウェーハである、請求項１記載の測温抵抗体。
【請求項１５】
前記心棒が、複数の峰（８５１）と谷（８５３）を備えた外側の面を有する、請求項１記載の測温抵抗体。
【請求項１６】
前記抵抗要素が、前記心棒の周りに巻き付けられ、前記谷の中に配置されることで、前記抵抗要素を所定の位置に保持する、請求項１５記載の測温抵抗体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は一般にガスタービンエンジンに関する。より詳細には但し限定する目的ではなく、本実施形態は、ガスタービンエンジンにおける排ガス温度を測定するための測温抵抗体に関する。
【背景技術】
【０００２】
タービンエンジンにおいて、空気が圧縮機において加圧され、燃焼器で燃料と混合されることで、高温の燃焼ガスを生成し、このガスは、タービン段を通って下流に流れる。このようなタービン段は、燃焼ガスからエネルギーを抽出する。高圧タービンは、第１段ノズルと、１つのディスクおよび複数のタービンブレードを含むロータ組立体とを含んでいる。タービンエンジンは、いくつかの段の静止エーロフォイルを含む場合があり、これは一般に静翼と呼ばれ、一般に動翼と呼ばれる回転エーロフォイルの間でエンジンの軸方向で空間を満たしている。高圧タービンはまず、燃焼器から高温の燃焼ガスを受け取り、第１のロータディスクから半径方向外向きに延びる一列の高圧タービンロータブレードを介して、燃焼ガスを下流に誘導する第１段ステータノズルを含んでいる。例えば２段タービンでは、第２段ステータノズルは、第１段ブレードの下流に位置決めされ、その後に一列の第２段タービンブレードが続いており、これは第２のロータディスクから半径方向外向きに延びている。ステータノズルは、隣接する下流のタービンブレードにおける抽出を最大限にするようなやり方で高温の燃焼ガスを誘導する。
【０００３】
第１および第２のロータディスクが、対応するロータシャフトによって高圧圧縮機に接合されることで、作動中圧縮機に動力を与える。多段低圧タービンが、２段高圧タービンの後に続いており、これは典型的には第２のシャフトによってファンまたは低圧圧縮機に接合されており、これらのファンまたは低圧圧縮機は、典型的なターボファン航空機エンジン構成において高圧燃焼器から上流に配置されることで飛行中航空機に動力を与える。
【０００４】
燃焼ガスがタービン段を介して下流に流れる際、そこからエネルギーが抽出され、燃焼ガスの圧力が低下する。この燃焼ガスを利用して、電力および船舶用途の場合、圧縮機ならびにタービン出力シャフトに動力を与える、あるいは航空機産業用途では推力を提供する。この方法において燃料エネルギーが、回転シャフトの機械エネルギーに変換されることで、圧縮機に動力を与え、この工程を続けるのに必要な圧縮空気を供給する。
【０００５】
ガスタービンエンジンの作動中、エンジン内の様々な場所で温度読み取り値を取得することが必要である。このデータをエンジン制御論理によって利用することで、エンジンを適切に作動させ、最大限の性能を最も高い効率で提供する。このような温度プローブの１つは、燃焼器の排気領域で利用され、それは排ガス温度プローブあるいはＥＧＴプローブまたはセンサとして知られている。このようなプローブは、タイプＫの熱電対を利用するが、これは典型的には異種の金属を有することで温度差を生み出し、この温度差をその後エンジン制御論理に入力することで、性能を最適化することができる。
【０００６】
測温抵抗体（ＲＴＤ）もまた、作動温度を測定するのにプローブ組立体において利用される。ＲＴＤは、ある場所で可変抵抗材料を利用し、この場所で、温度は、ある計器に接続されたリード線によって測定され、センサに電力が供給される際、この計器が変動する電圧の大きさを測定する。抵抗は温度と共に変化するため、抵抗器に一定の電流を印加し、その電圧降下を測定することによって温度を判定することで、抵抗と、結果として生じる温度を判定することができる。
【０００７】
様々な金属を利用することができるが、これらは熱に暴露される際、異なる抵抗をもたらす。高温の作動温度で使用することによる１つの問題は、その材料が酸化、イオン移動によるワイヤの最初の変位および強度の脆弱化を受けることである。これによって、寿命の短縮ならびに温度測定のずれが生じる可能性がある。典型的には華氏１８３２度以上での高温環境で作動する場合、作動条件は、白金の巻線または薄膜構造を使用する特化したＲＴＤ構造に限定される。しかしながらこのような構造でさえもなお、華氏１８３２度を超える温度への暴露は短い時間に限られ、これは様々な産業において応用範囲を厳しく限定する。
【０００８】
現行の設計は、燃焼器の出口または高圧タービン入り口の温度に長時間にわたって耐えることができない。したがって温度は、低圧タービン付近で取得し、燃焼器出口におけるある位置に対して推測しなければならない。しかしながらこれは誤差につながる恐れがある。実際の読み取り値の取得とは対照的に、この推測に起因して、例えばエンジン管理の効率の低下などさらなる問題が生じる。さらにエンジン条件の最適化における時間の遅延により、例えば周辺空気の温度が変化する際などエンジン作動条件が変わるとき、最大限のエンジン性能を下回る可能性がある。このような理由により、燃焼器に近すぎる場所で位置決めするのと（これにより検出器が早期に故障する可能性がある）、燃焼器から離して配置するのと（これにより燃焼器の出口における温度読み取り値の精度が低くなる可能性がある）の間で１つの妥協案に行き当たる。
【０００９】
上記から分かるように、燃焼器により近づけて温度読み取り作業を行なうことによって、エンジン管理を最適化する必要性がある。温度検出器をさらに最適化することで、温度検出器が、燃焼器および高圧タービンにおいて典型的に生じる温度に耐え、長時間にわたる高温での劣化、測定のずれおよび故障を抑える必要性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００６／２１９３３０号公報
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本開示の一部の実施形態は、例えばガスタービンにおいて排ガスの温度を測定するための高温測温抵抗体に関する。
【００１２】
一部の実施形態によって、絶縁支持体と、抵抗要素とを利用する高温測温抵抗体が提供される。ＲＴＤはさらに、粒子が安定化された白金で形成されたリード線を備える。検出器は、より長期の安定状態の条件のためにより高い温度での利用を実現し、外部の電磁干渉ノイズを制限する。
【００１３】
上記に概説した特徴の全ては、単なる例示として理解すべきであり、より多くの特徴および方法の目的を本明細書の開示から得ることができる。したがってこの概要の非制限的な解釈は、明細書全体、特許請求の範囲およびここに含まれる図面をさらに読まなくとも理解されるべきである。
【００１４】
以下の実施形態の記載を、添付の図面と併せて参照することによって、本開示の上記に挙げたおよび他の特徴および利点、ならびにそれを達成する方法がより明らかになり、測温抵抗体はより適切に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】例示のタービンエンジンの側部概略図である。
【図２】測温抵抗体組立体の斜視図である。
【図３】測温抵抗体要素の第１の実施形態の等角図である。
【図４】測温抵抗体要素の第２の実施形態の等角図である。
【図５】測温抵抗体要素の第３の実施形態の等角図である。
【図６】測温抵抗体要素の第４の実施形態の頂部図である。
【図７】測温抵抗体要素の第５の実施形態の頂部図である。
【図８】測温抵抗体要素の第６の実施形態の頂部図である。
【図９】測温抵抗体要素の第７の実施形態の頂部図である。
【図１０】代替の設計での測温抵抗体要素の別の実施形態の図である。
【図１１】図１０の測温抵抗体要素の追加の代替の一実施形態の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に提供される実施形態を詳細に参照すると、その１つまたは複数の例が図面に示されている。各々の例は、例示の目的で提供されており、開示される実施形態を限定するものではない。実際、本開示の精神および範囲から逸脱することなく、本実施形態に種々の修正および変形を行なうことができることは当業者に明らかである。例えば例示の特徴または、一実施形態の一部として記載される特徴は、別の実施形態と共に使用することでさらに別の実施形態を生み出すこともできる。よって本発明はこのような修正および変形を、添付の特許請求の範囲およびその均等物の範囲内にあるものとして包含することを意図している。
【００１７】
本実施形態は、ガスタービンエンジンにおいて高温のガス流を検出するための構造体を提供している。高温（ＲＴＤ）は絶縁材と、抵抗材の上にまたはその周りに配置された抵抗材を利用する。絶縁材からリード線が延出し、検出器要素が、ハウジングの中に位置決めされる。
【００１８】
用語前方および後方は、エンジンの軸に対して使用されており、一般にエンジン軸の方向でタービンエンジンの前面またはタービンエンジンの背面にそれぞれ向いていることを意味している。本明細書で使用される用語「ソフトウェア」および「ファームウェア」は、相互に入れ替えることができ、プロセッサによって実行するためにメモリに記憶された任意のコンピュータプログラムを含んでおり、このメモリには、ＲＡＭメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリおよび不非揮発性ＲＡＭ（ＮＶＲＡＭ）メモリが含まれる。メモリのタイプは単なる例示であり、よってコンピュータプログラムに記憶するのに有効なメモリのタイプについて限定するものではない。上記の明細書で理解されるように、上記に記載される本開示の実施形態は、コンピュータプログラム作業または設計技術を利用して実装することができ、これには、コンピュータソフトウェア、フォンウェア、ハードウェアまたはそのサブセットの任意の組み合わせが含まれ、この場合その技術的な効果は、プロセスセンサを使用してプロセスパラメータを感知することであり、その場合応答時間が遅いことにより、航空電子工学システムに関するプロセッサまたは制御論理に対する入力におけるパラメータを感知する値に誤差が生じる可能性がある。任意のこのような結果として生じるプログラムは、コンピュータ読み取り可能コード手段を有しており、１つまたは複数のコンピュータ読み取り可能媒体において具現化させる、または実現させることができ、これにより本開示の考察される実施形態にしたがってコンピュータプログラム製品、すなわち工業製品を作製することができる。コンピュータ読み取り可能媒体は、例えば、これに限定するものではないが固定式の「ハード」ドライブディスケット、光ディスク、磁気テープ、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）などの半導体メモリならびに／あるいはインターネットまたは他の通信ネットワークなどの任意の送／受信媒体であってよい。この工業製品は、コンピュータコードを内蔵している。コンピュータコードは、ある媒体から直接コードを実行する、このコードをある媒体から別の媒体にコピーする、あるいはネットワークのコードを送信することによって、作成および／または使用することができる。
【００１９】
次に図１から１１を参照すると、高温測温抵抗体の種々の実施形態が示されている。測温抵抗体は、より高い温度で作動することが可能であるため、ＲＴＤを燃焼器の出口により近づけて位置決めすることが可能になる。これにより、コンピュータ制御論理のリアクタンスを改善し、温度や他の特性の急な変化に起因して生じる可能性がある誤差を少なくすることになる。エンジン制御論理は、種々の形態で表すことができる。本開示の目的に関して、制御論理は、例えばソフトウェアまたはファームウェアを動作させるプロセッサによって作用させることができる。本明細書で使用される用語プロセッサは、中央処理装置、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、縮小命令セットコンピュータ（ＲＩＳＣ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、論理回路、および本明細書に記載される機能を実行することが可能な任意の他の回路またはプロセッサを指す。
【００２０】
最初に図１を参照すると、ガスタービンエンジン１０の側部概略図が示されており、これはエンジン入り口端部１２、圧縮機１４、燃焼器１６および多段式高圧タービン２０を有する。ガスタービン１０は、航空機産業、発電、工業、船舶などに使用することができる。用途に応じて、エンジン入り口端部１２は代替として、１つのファンではなく多段式圧縮機を内蔵する場合もある。ガスタービン１０は、エンジン軸２６またはシャフト２４の周りに軸対称であるため、種々のエンジン構成要素がその周りを回転する。作動中、空気がエンジン１０の空気入り口端部１２を通って進入し、少なくとも１つの圧縮段を通って移動し、ここで空気圧が増大し、燃焼器１６に誘導される。圧縮された空気は燃料と混合され、燃やされ、高温の燃焼ガスを供給し、このガスは燃焼器１６を出て高圧タービン２０へと向かう。高圧タービン２０において、高温の燃焼ガスからエネルギーが抽出され、タービンブレードを回転させ、これがシャフト２４を回転させる。シャフト２４が、エンジンの前面に向かって貫通していることで、タービンの設計によって、圧縮器段１４、ターボファン１８または入り口ファンブレードの１つまたは複数が回転し続ける。
【００２１】
軸対称のシャフト２４は、前方端部から後方端部までタービンエンジン１０を貫通して延在している。シャフト２４は、その長さに沿って軸受によって支えられている。シャフト２４が中空であることにより、その中の低圧タービンシャフト２８が回転することができる。シャフト２４、２８は共に、エンジンの中心線２６を中心として回転することができる。作動中、シャフト２４、２８は、タービン２０および圧縮機１４のロータ組立体などのシャフトに接続された他の構造体と共に回転することで、例えば発電、工業または航空機産業など利用分野によって電力または推力を生み出す。
【００２２】
さらに図１を参照すると、入り口１２は、複数のブレードを有するターボファン１８を含んでいる。ターボファン１８は、シャフト２８によって低圧タービン１９に接続され、タービンエンジン１０に対して推力を生成する。燃焼器１６の後方は、温度検出器３０のための一例としての場所である。本明細書では排ガス温度が考察されているが、本開示のセンサは、例えば圧縮機１４、タービン２０、１９および他の場所など様々な場所で利用することができる。
【００２３】
次に図２を参照すると、測温抵抗体３０が斜視図で描かれている。この検出器は、高温で作動する能力を備えており、概ね線形で安定した抵抗対温度特性を有する。組立体は、ケーブル３２を含んでいる。ケーブル３２の外側部分は、例えばＨＡ２３０または白金または白金合金で形成された外装３４を有する可能性があり、この合金は、例えば白金１０％ロジウムまたは白金２０％ロジウムであり、絶縁体３６を囲んでいる。絶縁体３６は、粉砕されたまたは粉体の形態の酸化マグネシウムまたは酸化アルミニウムの形態であってよいが、例えば他の材料を利用する場合もある。付加的に外装３４は、上昇した温度での結晶粒成長を抑える目的で、酸化物分散強化型あるいは結晶粒安定化合金の場合もある。外装３４は、電磁干渉ノイズを制限する付加的な機能を有する。
【００２４】
ワイヤ３８がケーブル３２を貫通して延在しており、これは、ケーブル３２の一端において露出している。ワイヤ３８は、絶縁体３６から延出し、リード線４２と接合するための相互接続部を形成しており、このリード線は、測温抵抗体要素４０に接続している。ケーブル３２は、絶縁体３６の中に複数のワイヤ３８を有することができる。描かれる例では、ケーブル３２は４本のワイヤを含んでおり、この場合ワイヤ３８の組が接続されて２本のＵ字型の導線を形成する。ケーブル３２内に設けられるワイヤの数は、形成される回路に左右され、変動する可能性がある。ワイヤ３８が、結晶粒安定化白金またはジルコニア結晶粒安定化白金で形成されることで、例えば上昇した温度で結晶粒が結びつくのを制限することができる。抵抗体要素４０は、ケーブル３２が破損する前に機能しなくなることで、エンジンの中核における異物損傷が起きないようにすることが望ましい。
【００２５】
第１および第２のリード線４２が、ワイヤ３８から延出し、それと導電連通している。リード線４２は、ワイヤ３８との回路接続を形成し、反対側の端部を測温抵抗体要素４０の残りの部分まで延ばしている。例示の一実施形態によると、描かれる構造では２本のリード線４２が利用されている。しかしながらこれは単なる例示であり、代替の構造が利用される場合もある。リード線４２は、結晶粒安定化またはジルコニア結晶粒安定化白金で形成されてよい。同様にワイヤ３８もまた、結晶粒安定化ワイヤまたはジルコニア結晶粒安定化白金である。構造内での結晶粒成長は、これらの結晶粒が効果的に組み合わされ、それ故に上昇した温度に曝される間、サイズが大きくなる過程である。これにより種々の問題が生じる可能性があるため、結晶粒安定化ワイヤが望ましいであろう。同様な材料がリード線４２内のワイヤ３８に利用されることで、異種金属および種々の熱膨張および収縮差に関する問題を制限する。しかしながらこのような材料は例示であり、当業者は、代替の実施形態も本開示の範囲内にあることを認識すべきである。一実施形態によると、リード線４２は、０．０１０インチの直径を有する場合があるが、およそ０．００３からおよそ０．０３インチの範囲内であってよく、より好ましくはおよそ０．０００７インチからおよそ０．０１５インチの範囲内であってよい。図３に示されるように、この構造は、ＲＴＤ要素４０に向かって延びる２つの３−ワイヤコネクションを利用しており、４−ワイヤ測定回路を形成している。４−ワイヤ測定回路を利用することで、リードワイヤ３８によって提示される直列抵抗に関連する温度の誤った測定をなくす助けをする。
【００２６】
測温抵抗体要素４０は、本明細書でさらに考察される種々の形態で採用することができる。要素４０は、絶縁部、すなわち基板または支持体５０、およびその中で利用される抵抗要素５６とを有し、その場合抵抗要素は、リード線４２と電気通信している。要素４０を覆うようにハウジングまたはシール要素４６が位置決めされ、これは付加的にリード線４２とワイヤ３８の間の接続部を覆っている。ハウジング４６は、ＨＡ２３０、白金、または白金２０％ロジウムなどの白金合金で形成されてよく、単一部品の構造の場合、あるいは一緒に接合された端部キャップ４８を備えた管４６で形成される場合もある。ハウジング４６は金属製、すなわち光沢のあるセラミックである場合、あるいはガラスベースである場合、およびケーブル３２に溶接される、またはそうでなければこれに接合される場合もある。１つの例示の実施形態は、硬質のリードワイヤ３８からのリードワイヤの移行部において、気密式圧縮ガラスシールを利用する。全ての材料の熱膨張の係数は、上昇した温度におけるデバイスの長期間の寿命に密接に対応すべきである。タングステン密閉ガラスを使用して要素を包む場合もある。ハウジング４６の内部は、一部の実施形態によると絶縁する目的で、粉体で満たされたアルミナまたはハフニウムを含む場合がある。他の実施形態によると、その内部は、気密環境であってよく、真空にされる場合、および／または不活性ガス、例えば高純度のアルゴンまたは窒素などで満たされる場合もある。他のガスを利用する場合もある。一部の実施形態によると、ハウジング４６は、粉体で満たされ、真空にされ、その後不活性の酸素以外の大気で埋められ、気密式に密閉されてよく、その全体が、機械的に支持される非酸化大気中でその要素を取り囲む。
【００２７】
通常の作動に関して、ＲＴＤ３０は、以下の範囲において適切に作動することが望ましいであろう。作動温度は、華氏およそ１５００度から３０００度の範囲であり、より詳細には華氏およそ１８５０度からおよそ２２０１度の範囲内である。要素の抵抗は、華氏３２度においておよそ１２オームであるべきであり、５オームからおよそ４０オームまでの抵抗の動的範囲を有する。センサ３０は、＋／−０．４％のポイントまたは華氏およそ＋／−８度を上回る精度であるべきである。励磁電流（定格）は、およそ１００ミリアンペアであることが望ましく、およそ３００ミリアンペアで（障害）が生じる。これは、要素パラメータの１つの実施形態を表しているが、他のパラメータが利用されることもあるため限定とみなすべきではない。
【００２８】
次に図３を参照すると、測温抵抗体要素４０の第１の実施形態が示されている。この構造体は、第２の面５４の中に第１の面５２を有する絶縁基板５０を含んでいる。これらの面の一方は、抵抗要素５６を含む。抵抗要素５６は、種々の材料で形成されてよく、これらの材料は、耐熱性であり、酸化物が分散されるまたは結晶粒安定化することができる。例えば１つの材料はタングステンと、レニウムの場合があり、この場合タングステンは、およそ７０−９８％であり、レニウムは、およそ２−３０％であり、例えばタングステン２５％レニウム合金である。タングステンとレニウムのこの配合物は、ガスタービンエンジン１０の高温の燃焼に関連する範囲内の温度に耐えることができることが分かっているため、全ての実施形態の抵抗要素は、この範囲内の材料を利用することができる。例えばレニウム、モリブデン５０％レニウム、モリブデン、タングステンまたはタンタルなどの様々な合金と比較すると、タングステン２５％レニウムは、華氏０度からおよそ３０００度の範囲内で最も線形の温度対抵抗のプロフィールを有するように思われる。
【００２９】
例示の実施形態によると、抵抗要素５６は、直列と並列の回路経路のネットワーク５７を含んでおり、これが「薄膜」抵抗デバイスを画定する。ひとたび形成されると、抵抗要素５６は、経路５７を所望の抵抗を提供するある回路に微調整する、あるいは切断することによって、所望の抵抗力に調整することができる。薄膜回路はさらに、絶縁基板５０上に回路パッド５８を備えており、これはリードワイヤ４２と導電連通している。例えば溶接または蝋付け接続によってパッド５８からリード線４２が延出しており、これは、ケーブル３２（図２）のワイヤ３８まで延びることで導電連通している。抵抗要素５６を有する面５２の上に、密閉および絶縁層６０が配置される。この密閉および絶縁層６０は、例えばガラスまたはセラミックの一方であってよい。しかしながら他の材料が利用される場合もある。タングステン材料は、上昇した温度に曝すべきではなく、酸素に接触するまたは他の酸化によってタングステン材料の破損が生じることになる。
【００３０】
絶縁基板５０が矩形形状に形成されるように示されているが、例示の記載の矩形形状以外の他の幾何学形状、例えば円形、楕円形または多角形形状を利用する場合もあることを当業者は認識されたい。さらに当業者は、ＴＲＤ要素４０に関して単一の層が示されているが、複数の基板５０と、抵抗要素が互いに絶縁されることで、これらの複数の回路を積み重ねるあるいは積層することができる場合も本開示の範囲内にあることを理解すべきである。
【００３１】
また次に図４も参照すると、測温抵抗体要素１４０の第２の実施形態が示されている。薄膜デバイスであった図３の実施形態とは対照的に、図４の実施形態は厚膜デバイスである。この実施形態は、絶縁基板１５０を含んでおり、その上に抵抗要素１５６が蒸着される。これは例えばレーザ蒸着または焼結作用によって行なうことができる。抵抗要素１５６は、先に考察したようにタングステンとレニウムを組み合わせて形成することができる。抵抗要素１５６は、先に記載した経路のネットワークとは異なっているが、それは要素１５６が一般に、抵抗材料の事前選択された領域の厚膜である点である。抵抗要素５６の経路５７のように、フィルム１５６は除去される、レーザで微調整されるまたは切断されることで、所望の大きさになるまで抵抗力を調整または較正することができる。この実施形態はまた、リードワイヤを装着するための回路パッド１５８を備える。リード線４２はこの後、パッド１５８に接続されることで、リード線４２と、パッド１５８と、抵抗要素１５６の間に回路を形成する。リードワイヤは、回路パッド１５８に溶接または蝋付け接続されてよい。先の実施形態と同様に、要素１４０もまた、頂部シールまたは絶縁層１６０を有することができる。
【００３２】
次に図５を参照すると、測温抵抗体要素２４０の第３の実施形態が描かれている。要素２４０は、絶縁基板２５０を含んでいる。例示の実施形態では、基板２５０は、円形またはディスク形状のウェーハであり、先に示され描かれた矩形形状とは対照的である。ここでもまた代替の形状が利用される場合もある。抵抗要素２５６は、絶縁層２５０の１つの面上に描かれている。抵抗回路２５６は、例示の実施形態によって渦巻き形に形成される。抵抗要素２５６は、第１端部と、第２端部とを有し、これらは絶縁層２５０の反対側の面から延びるリード線４２と電気通信している。例示の実施形態では、一方のリード線４２が、絶縁層２５０の底部の中心付近まで延びており、第２のリード線４２は、絶縁層の縁部付近まで延びることで回路２５６の両端と電気通信している。
【００３３】
次に図６から図９を参照すると、絶縁層と共に使用することを目的とした抵抗要素の代替のパターンが描かれている。先ず図６を参照すると、ＲＴＤ要素３４０は、曲線を成す抵抗要素３５６を有するように示されている。抵抗要素３５６の両端は、リード線４２（図示せず）と電気接続するようにディスク３５０上の様々な位置に配置することができる。
【００３４】
図７を参照すると、頂部図が示されている。抵抗要素４４０は円形であり、一般に複数のスポーク４５６を含んでおり、これらは厚膜設計に似ている。抵抗要素４４０の中心は、中心電極を含んでおり、第２の電極が縁部に沿って配置される。
【００３５】
図８を参照すると、別の代替のＲＴＤ要素５４０が描かれている。この実施形態もまたディスク形状の絶縁層５５０と共に利用する文脈で示されているが、代替の形状も利用することができる。抵抗要素５５６は、直列と並列の経路のネットワーク５５７を含んでいる。
【００３６】
図９を参照すると、これもまた厚膜回路を有する測温抵抗体６４０の頂部図である。この実施形態によると、抵抗要素６５６は、蒸着されたリング形状を絶縁した支持体６５０上で利用している。回路の縁部に沿って電極が配置されることで、電流源と電気的に通じている。リングまたはワッシャー形状は、除去される、噴射加工される、または切断されることで、先に記載した望ましい抵抗力を形成することができる。
【００３７】
図３に関して考察した実施形態と同様に、図４から９に示される実施形態は、積層またはサンドイッチ構造で積み重ねることができる。
【００３８】
図１０を参照すると、別の代替の測温抵抗体要素７４０が側面図で描かれている。絶縁材７５０も円筒形の心棒の形態で示されている。絶縁材７５０は、第１端部７５２と、第２の遠位端部７５４とを有する。第１端部７５２において、リードワイヤ４２が、点線で描かれる絶縁材７５０の貫通孔またはスルーホール中に延びている。抵抗要素７５６は、第１端部７５２と第２端部７５４の間で心棒７５０を囲むように巻き付けられている。抵抗要素７５６は、リード線４２の一方に溶接または蝋付け接続された第１端部と、第２のリード線４２に溶接または蝋付け接続された第２端部とを有する。抵抗要素７５６は、先に記載したように微細な素子のワイヤ、薄膜または厚膜構造の形態であってよい。ガラスまたはセラミック性の外側絶縁コーティングまたはハウジング７６０が、絶縁材７５０の周りに配置され、この構造体を中に密閉することができる。コーティングまたはハウジング７６０の内部は、不活性ガスを含むことができる、あるいは何らかの別の気密式に密閉された非酸化環境であってよい。さらに張力緩和埋め込み材が、心棒７５０の両端に、あるいは抵抗要素７５６の経路に沿って配置される場合もある。さらになお、当業者が理解するように、タングステン材料は、上昇した温度において酸化大気と接触することはない。絶縁保護気密式コーティングまたは気密式の非酸化大気の容器を利用することができることが望ましい。
【００３９】
次に図１１を参照すると、図１０に示されるものに対する別の代替の実施形態が、側面図で描かれている。抵抗要素８４０は、心棒８５０を含んでおり、これは、ぎざぎざが付けられる、あるいは複数の峰８５１と、谷８５３によって画定された曲線式の側壁である外側の面を含んでいる。谷８５３によって、抵抗要素８５６を据え付け、中立位置になり得るような所定の位置が提供される。よって谷８５３は、ワイヤ保持機構として機能している。リード線４２は、第１端部８５２付近で絶縁心棒８５０に進入し、抵抗要素８５６の両端と接続することで、回路を形成する。ハウジング８６０が、この構造体を覆うことで、先に提供した種々の方法のいずれかによって耐酸化環境を形成する。ハウジング８６０は、絶縁材８５０またはケーブル外装３４（図２）に対して密閉させることができる。
【００４０】
複数の本発明の実施形態を本明細書に記載し例示してきたが、当業者は、この機能を果たすため、ならびに／あるいはその結果および／または本明細書に記載される１つまたは複数の利点を得るための様々な他の手段および／または構造体を容易に想像することになり、そのような変形形態および／または修正形態のそれぞれは、本明細書に記載される実施形態の発明の範囲内にあると思われる。より一般的には当業者は、本明細書に記載される全てのパラメータ、寸法、材料および構成は、例示であることを意味しており、実際のパラメータ、寸法、材料および／または構成は、発明の教示が利用される１つまたは複数の特定の用途に左右されることを理解するであろう。当業者は、本明細書に記載される特定の発明の実施形態に対する多くの均等物を理解する、あるいはわずかに型どおりの実験を使用するだけで把握することが可能である。したがって上記の実施形態は、単なる一例として提示されており、添付の特許請求の範囲およびそれに対する均等物の範囲内で、発明の実施形態を実施することができ、そうでなければ具体的に記載され主張されるもの以外の方法で実施することができることを理解されたい。本開示の発明の実施形態は、本明細書に記載される各々の個々の特徴、システム、製品、材料、キットおよび／または方法を対象としている。加えて、２つ以上のこのような特徴、システム、製品、材料、キットおよび／または方法のいずれの組み合わせも、そのような特徴、システム、製品、材料、キットおよび／または方法が相互に矛盾していなければ、本開示の発明の範囲内に含まれる。
【００４１】
本実施形態を開示するのに最適なモードを含むいくつかの例が使用されており、これらの例は、当業者が装置および／または方法を実施することを可能にするのにも使用されており、これには任意のデバイスまたはシステムを作成、使用し、かつ任意の採用された方法を実施することが含まれている。このような例は、包括的であったり、あるいは開示される厳密なステップおよび／または形態に本開示を限定したりすることは意図されず、上記の教示に照らして多くの修正形態および変形形態が可能である。本明細書に記載される特徴は、いずれの組み合わせにおいても組み合わせることができる。本明細書に記載される方法のステップは、物理的に可能ないかなるシーケンスにおいても実施することができる。
【００４２】
本明細書に定義され使用される全ての定義は、辞書の定義を越えて参照により採用された文書中の定義および／または定義される用語の通常の意味を規制するものと理解すべきである。不定冠詞「ａ」および「ａｎ」は、明細書およびクレームにおいてここで使用されるように、それとは反対であることが明確に指摘されない限り、「ａｔ  ｌｅａｓｔ  ｏｎｅ（少なくとも１つ）」を意味するものと理解すべきである。フレーズ「ａｎｄ／ｏｒ（および／または）」は、明細書および特許請求の範囲においてここで使用されるように、そのように等位接続された要素、すなわち、一部のケースでは接続的に提示される要素、および他のケースでは選言的に提示される要素の「ｅｉｔｈｅｒ  ｏｒ  ｂｏｔｈ（いずれかまたは両方）」を意味するものと理解すべきである。さらに一実施形態に対する参照は、列記される特徴も組み込むことができる追加の実施形態の存在を除外するものとして解釈することは意図されていない。
【００４３】
それとは反対であることが明確に指摘されない限り、２つ以上のステップまたは作用を含む本明細書で主張されるいかなる方法においても、この方法のステップまたは作用の順序は必ずしも、方法のステップまたは作用が列記される順序に限定されないことも理解されたい。
【００４４】
クレーム中で、ならびに上記の明細書中で、全ての移行句、例えば「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（備える）」、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ（含む）」、「ｃａｒｒｙｉｎｇ（担持する）」、「ｈａｖｉｎｇ（有する）」、「ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ（包含する）」、「ｉｎｖｏｌｖｉｎｇ（伴う）」、「ｈｏｌｄｉｎｇ（保持する）」、「ｃｏｍｐｏｓｅｄ  ｏｆ（構成する）」などは、開放式として理解すべきであり、すなわち他を含めることを意味するものであって、限定するものではない。移行句「ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｏｆ（〜のみからなる）」および「ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ  ｏｆ（基本的に〜のみからなる）」は、特許審査手順の米国特許庁マニュアル、セクション２１１１．０３に記載されるように、各々閉鎖式または半閉鎖式の句であるべきである。
【符号の説明】
【００４５】
１０  ガスタービンエンジン
１２  入り口端部
１４  圧縮機
１６  燃焼器
１８  ターボファン
１９  低圧タービン
２０  高圧タービン
２４  高圧タービンシャフト
２６  エンジン軸
２８  低圧タービンシャフト
３０  測温抵抗体
３２  ケーブル
３４  外装
３６  絶縁体
３８  ワイヤ
４０  測温抵抗体用要素
４２  リード線
４６  ハウジング
４８  キャップ
５０  基板
５２  第１の面
５４  第２の面
５６  抵抗要素
５７  回路経路
５８  回路パッド
６０  絶縁層
１４０  測温抵抗体要素
１５０  絶縁基板
１５６  抵抗要素
１５８  回路パッド
１６０  絶縁層
２４０  測温抵抗体要素
２５０  絶縁基板
２５６  抵抗要素
３４０  測温抵抗体要素
３５０  絶縁支持体
３５６  抵抗要素
４４０  抵抗要素
４５６  スポーク
５４０  抵抗温度
５５０  絶縁支持体
５５６  抵抗要素
５５７  回路経路
６４０  測温抵抗体
６５０  絶縁支持体
６５６  抵抗要素
７４０  測温抵抗体要素
７５０  絶縁材（心棒）
７５２  第１端部
７５４  第２端部
７５６  抵抗要素
７６０  絶縁コーティング
８４０  抵抗要素
８５０  心棒
８５１  峰
８５３  谷
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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