[發(fā)明專利]三鉤環(huán)段的冷卻系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201480030464.5
• 申請(qǐng)日: 2014-05-07
• 公開（公告）號(hào): CN105283638B
• 公開（公告）日: 2018-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: C·X·坎貝爾;D·恩格;C-P·李;H·帕塔特
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西門子能源公司
• 主分類號(hào): F01D5/08
• 分類號(hào): F01D5/08;F01D11/24;F01D25/14;F01D25/24
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 王茂華

三鉤環(huán)段包括用于與形成在用于支撐環(huán)段板的環(huán)段承載件上的對(duì)應(yīng)的吊架接合的前安裝鉤、中間部分安裝鉤和后安裝鉤，并且限定前高壓室和在中間部分安裝鉤的相反側(cè)的后低壓室。隔離板設(shè)置在中間部分安裝鉤的后側(cè)，以在后低壓室和環(huán)段板之間形成隔離室。高壓空氣被供給至前室并且通過(guò)中間部分安裝鉤中的穿越通道流至隔離室。隔離室提供到環(huán)段板的后部分的對(duì)流冷卻空氣，并且使得能夠減小后低壓室中的空氣壓力，以減小冷卻空氣從環(huán)段泄露。

關(guān)于聯(lián)邦資助研發(fā)聲明

開發(fā)本發(fā)明是受由美國(guó)能源部授予的合同號(hào) DE-FC26-05NT42644部分支持的。因此，美國(guó)政府可以擁有本發(fā)明的某些權(quán)利。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的環(huán)段，并且更具體的，用于冷卻燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中的環(huán)段。

背景技術(shù)

燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)通常包括壓氣機(jī)區(qū)段，燃燒室區(qū)段，渦輪區(qū)段和排氣區(qū)段。在操作中，壓氣機(jī)區(qū)段可以導(dǎo)入外界空氣并壓縮它。來(lái)自壓氣機(jī)區(qū)段的壓縮空氣進(jìn)入燃燒器區(qū)段中的一個(gè)或多個(gè)燃燒器。在燃燒器中壓縮空氣與燃料混合，空氣-燃料混合物可以在燃燒器中燃燒以形成熱工作氣體。該熱工作氣體被傳送到渦輪區(qū)段，在那里空氣通過(guò)固定翼型和旋轉(zhuǎn)翼型的交替行而被膨脹，并且用于產(chǎn)生可驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子的動(dòng)力。離開渦輪區(qū)段的膨脹氣體然后通過(guò)排氣區(qū)段被排出發(fā)動(dòng)機(jī)。

已知的是，燃燒渦輪的最大功率輸出通過(guò)將流經(jīng)燃燒區(qū)段的氣體加熱到可行的盡可能高的溫度來(lái)實(shí)現(xiàn)。然而，熱氣體在流動(dòng)通過(guò)渦輪區(qū)段時(shí)加熱它所經(jīng)過(guò)的各種渦輪部件，例如翼型和環(huán)段。限制提高燃燒燒點(diǎn)火溫度的能力的一個(gè)方面是渦輪部件承受溫度升高的能力。因此，各種的冷卻方法已經(jīng)被開發(fā)來(lái)冷卻渦輪熱部件。

在環(huán)段的情況中，環(huán)段通常包括空腔，該空腔被提供有穿過(guò)沖擊板的高壓空氣的，以對(duì)環(huán)段板提供沖擊冷卻。較長(zhǎng)的環(huán)段可以被提供帶有位于前和后支撐鉤之間的中間支撐鉤，將所述高壓腔分成兩個(gè)腔，分別在中間支撐鉤的兩側(cè)。高壓空氣可提供到兩個(gè)腔中的任意一個(gè)以冷卻板，如在專利號(hào)為8，353，663的美國(guó)專利中所公開的。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪罩組件。渦輪罩組件包括環(huán)段，環(huán)段包括環(huán)段板，環(huán)段板包括前緣、后緣和限定在前緣和后緣之間的中間部分，環(huán)段包括在前緣處的前安裝鉤、在中間部分處的中間部分安裝鉤和在后緣處的后安裝鉤。環(huán)段承載件被提供成周向地跨越并且支撐環(huán)段。環(huán)段承載件包括前區(qū)段、中間部分和后區(qū)段。前區(qū)段形成耦合到前安裝鉤的前吊架。中間部分形成耦合到中間部分安裝鉤的中間部分吊架，并限定第一泄漏路徑。后區(qū)段形成耦合到后尾安裝鉤的后吊架，并限定第二泄漏路徑。前沖擊冷卻室被限定在環(huán)段板和環(huán)段承載件之間并且在前安裝鉤和中間部分安裝鉤之間。至少一個(gè)進(jìn)氣孔延伸穿過(guò)環(huán)段承載件，被配置為調(diào)節(jié)到前沖擊冷卻室中的高壓冷卻空氣。后低壓室限定在環(huán)段板和環(huán)段承載件之間并且在中間部分吊架和后安裝鉤之間。環(huán)段承載件實(shí)質(zhì)上防止冷卻空氣進(jìn)入后低壓室。隔離板在中間部分安裝鉤和鄰近環(huán)段板的后位置之間延伸，限定在隔離板和環(huán)段板之間位于后低壓室徑向內(nèi)側(cè)的隔離室。橫向穿越通道穿過(guò)中間部分安裝鉤形成，提供從前沖擊冷卻室到隔離室的冷卻空氣，隔離板實(shí)質(zhì)上防止提供給隔離室的冷卻空氣進(jìn)入后低壓室。

前沖擊冷卻板在中間部分安裝鉤和在前沖擊冷卻室中的前位置之間延伸，前沖擊冷卻板包括沖擊冷卻孔，將前沖擊冷卻室分成徑向外側(cè)冷卻室供給側(cè)和徑向內(nèi)側(cè)沖擊冷卻側(cè)。前沖擊冷卻室的供給側(cè)內(nèi)的冷卻空氣可穿過(guò)第一泄漏路徑到后低壓室，后低壓室內(nèi)的冷卻空氣可通過(guò)第二泄漏路徑流出渦輪罩組件。

提供給隔離室的冷卻空氣可被引導(dǎo)成與環(huán)段板接觸，提供對(duì)環(huán)段板從鄰近中間部分安裝鉤的位置到鄰近后安裝鉤的位置的對(duì)流冷卻。

隔離板可以在中間部分安裝鉤和后安裝鉤之間沿環(huán)段板的軸向延伸側(cè)面密封至環(huán)段板。

橫向交換通道可以位于從隔離板和中間部分安裝鉤的接合處的徑向內(nèi)側(cè)，用于實(shí)現(xiàn)冷卻空氣從前沖擊冷卻室向隔離室轉(zhuǎn)移。