用于支承涡轮护罩的系统及方法技术方案

在一方面，本主题针对一种用于支承涡轮护罩(104)的系统。系统包括至少部分地限定第一活塞套筒(118)的护罩支承件(102)，以及具有设置在第一活塞套筒(118)内的第一活塞头(120)和联接于第一活塞头(120)的第二活塞头(120)的活塞组件(110)。第一活塞头(120)与第一活塞套筒(118)的内表面(114,116)可滑动地接合。第二活塞头(122)与第二活塞套筒(128)的内表面(126)可滑动地接合。系统还包括涡轮护罩(104)，其固定地连接于活塞组件(110)，并且从护罩支承件(102)径向向内延伸。活塞组件(110)响应于施加于涡轮护罩(104)的热侧表面(106)的径向力的变化来提供涡轮护罩(104)的径向向内和径向向外的移动。

【技术实现步骤摘要】

本主题大体上涉及一种燃气涡轮发动机。更具体而言，本主题涉及一种用于支承燃气涡轮发动机的涡轮护罩的系统及方法。
技术介绍
燃气涡轮发动机大体上包括以串流顺序的压缩机区段、燃烧区段、涡轮区段和排气区段。在操作中，空气进入压缩机区段的入口，其中一个或更多个轴向压缩机逐渐压缩空气，直到其到达燃烧区段。燃料在燃烧区段内与压缩空气混合并且焚烧，以提供燃烧气体。燃烧气体从燃烧区段发送穿过限定在涡轮区段内的热气体路径，并且接着经由排气区段从涡轮区段排出。在特定构造中，涡轮区段包括以串流顺序的高压(HP)涡轮和低压(LP)涡轮。HP涡轮和LP涡轮均包括各种可旋转涡轮构件如成排的涡轮转子叶片和转子盘，以及各种静止涡轮构件如成排的定子导叶或喷嘴和涡轮护罩。可旋转和静止的涡轮构件至少部分地限定穿过涡轮区段的热气体路径。各个涡轮护罩形成围绕或外接对应的成排涡轮转子叶片的环。径向间隙限定在成排的涡轮转子叶片的叶片末端与涡轮护罩中的各个的热侧表面之间。间隙大体上尺寸确定为避免叶片末端相对于热侧表面的摩擦，同时减少或防止流过穿过间隙的热气体路径的燃烧气体的泄漏，由此改进燃气涡轮发动机的总效率。叶片末端相对于涡轮护罩的摩擦可由各种因素引起。例如，摩擦可由流过热气体路径的燃烧气体的压力脉冲，和/或由启动或燃气涡轮发动机的操作模式之间的过渡期间的涡轮区段内的热瞬变引起。叶片撞击可潜在地影响涡轮转子叶片的机械寿命，并且/或者潜在地导致穿过径向间隙的燃烧气体的不合乎需要的泄漏。常规地，涡轮护罩刚性地安装于燃气涡轮发动机的涡轮的静止结构或部分，并且在操作期间径向地固定就位。因此，当涡轮转子叶片撞击或摩擦热侧表面时，涡轮护罩并未径向地移动，因此潜在地导致涡轮转子叶片的弯曲和/或对涡轮护罩的损坏。因此，用于安装或支承涡轮护罩的系统将是本技术中受欢迎的，其允许涡轮护罩在叶片摩擦或撞击事件期间的径向移动，因此防止或减少对涡轮转子叶片和/或涡轮护罩中的至少一个的损坏。
技术实现思路
本专利技术的方面和优点将在以下描述中部分地阐述，或者可从描述为明显的，或者可通过本专利技术的实践学习。在一个方面，本主题针对一种用于支承涡轮护罩的系统。系统包括至少部分地限定第一活塞套筒的护罩支承件，以及具有设置在第一活塞套筒内的第一活塞头和联接于第一活塞头的第二活塞头的活塞组件。第一活塞头与第一活塞套筒的内表面可滑动地接合。第二活塞头与第二活塞套筒的内表面可滑动地接合。系统还包括涡轮护罩，其固定地连接于活塞组件，并且从护罩支承件径向向内延伸。活塞组件响应于施加于涡轮护罩的热侧表面的径向力的变化来提供涡轮护罩的径向向内和径向向外的移动。本主题的另一个方面针对一种用于支承涡轮护罩的系统。系统包括护罩支承件和活塞组件。活塞组件包括固定地连接于护罩支承件的内表面的第一活塞头，以及联接于第一活塞头的第二活塞头。第二活塞头与延伸穿过外壳的活塞套筒的内表面可滑动地接合。系统还包括涡轮护罩，其固定地连接于活塞组件，并且从护罩支承件径向向内延伸。活塞组件响应于施加于涡轮护罩的热侧表面的径向力的变化来提供涡轮护罩的移动。本公开的一个实施例提供了一种用于支承固定地连接于活塞组件的涡轮护罩的方法，其中活塞组件包括连接于涡轮护罩并且设置在第一压力室内的第一活塞头，以及连结于第一活塞头并且设置在压力室与第二压力室之间的第二活塞头，并且其中涡轮护罩的热侧指向涡轮的热气体路径。该方法包括使第一压力室以第一加压介质加压，以便相对于第一活塞头的后侧提供第一径向力，以及使第二压力室以第二加压介质加压，以便相对于第二活塞头提供第二径向力。当第一径向力和第二径向力的和大致等于施加于涡轮护罩的热侧表面的径向向外的力时，涡轮护罩由活塞组件保持在第一位置。当第一径向力和第二径向力的和小于施加于涡轮护罩的热侧表面的径向向外的力时，涡轮护罩移动至第二位置。技术方案1.一种用于支承涡轮护罩的系统，所述系统包括：护罩支承件，所述护罩支承件至少部分地限定其中的第一活塞套筒；活塞组件，其具有设置在所述第一活塞套筒内的第一活塞头和联接于所述第一活塞头的第二活塞头，其中所述第一活塞头与所述第一活塞套筒的内表面可滑动地接合，其中所述第二活塞头与第二活塞套筒的内表面可滑动地接合；以及涡轮护罩，其固定地连接于所述活塞组件并且从所述护罩支承件径向向内延伸，其中所述活塞组件响应于施加于所述涡轮护罩的热侧表面的径向向外的力提供所述活塞护罩的径向向内和径向向外的移动。技术方案2.根据技术方案1所述的系统，其特征在于，第一压力室在所述第一活塞头与所述第二活塞头之间至少部分地限定在所述护罩支承件内，其中所述第一压力室在第一压力下加压以在所述第一活塞头的后侧表面上提供第一径向力。技术方案3.根据技术方案2所述的系统，其特征在于，所述第二活塞套筒的第二端部开启，并且与加压介质供应源流体连通，其中所述加压介质供应源在第二压力下加压以在所述第二活塞头上提供第二径向力。技术方案4.根据技术方案3所述的系统，其特征在于，当所述径向向外的力由流过所述涡轮护罩的所述热侧表面的燃烧气体提供时，所述第一径向力和所述第二径向力的和大致等于施加于所述涡轮护罩的所述热侧表面的所述径向力。技术方案5.根据技术方案3所述的系统，其特征在于，当所述径向向外的力由涡轮转子叶片末端提供时，所述第一径向力和所述第二径向力的和小于施加于所述涡轮护罩的所述热侧表面的所述径向力。技术方案6.根据技术方案1所述的系统，其特征在于，所述第二活塞套筒延伸穿过所述护罩支承件的径向外壁部分，其中所述第二活塞套筒与加压介质供应源流体连通。技术方案7.根据技术方案1所述的系统，其特征在于，所述第二活塞套筒径向地延伸穿过包绕所述护罩支承件的外壳，其中所述第二活塞套筒与加压介质供应源流体连通。技术方案8.根据技术方案1所述的系统，其特征在于，所述第一活塞头包括至少一个孔口，其中所述孔口朝所述涡轮护罩的后侧表面提供穿过所述第一活塞头的流体流。技术方案9.根据技术方案1所述的系统，其特征在于，所述护罩支承件限定所述第一活塞头与所述护罩支承件的中间壁部分之间的第一压力室，以及限定在所述中间壁与所述护罩支承件的径向外壁部分之间的第二压力室，其中所述第二活塞套筒径向地延伸穿过所述中间壁，并且通向所述第二压力室。技术方案10.根据技术方案1所述的系统，其特征在于，横跨所述第二活塞头的径向压力△与横跨所述涡轮护罩的径向压力△相同。技术方案11.一种用于支承涡轮护罩的系统，所述系统包括：护罩支承件；活塞组件，其具有固定地连接于所述护罩支承件的内表面的第一活塞头，以及联接于所述第一活塞头的第二活塞头，其中所述第二活塞头与延伸穿过外壳的活塞套筒的内表面可滑动地接合；以及涡轮护罩，其固定地连接于所述活塞组件并且从所述护罩支承件径向向内延伸，其中所述活塞组件响应于施加于所述涡轮护罩的热侧表面的径向向外的力的变化提供所述涡轮护罩的移动。技术方案12.根据技术方案11所述的系统，其特征在于，横跨所述第二活塞头的径向压力△与横跨所述涡轮护罩的径向压力△大致相同。技术方案13.根据技术方案11所述的系统，其特征在于，第一压力室在所述第一活塞头与所述第二活塞头之间至少部分地限定在所述护罩支承件内，其中所述第一压力室在第一压力下加压以在所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于支承涡轮护罩(104)的系统，所述系统包括：护罩支承件(102)，所述护罩支承件(102)至少部分地限定其中的第一活塞套筒(118)；活塞组件(110)，其具有设置在所述第一活塞套筒(118)内的第一活塞头(120)和联接于所述第一活塞头(120)的第二活塞头(122)，其中所述第一活塞头(120)与所述第一活塞套筒(118)的内表面(114,116)可滑动地接合，其中所述第二活塞头(122)与第二活塞套筒(128)的内表面(126)可滑动地接合；以及涡轮护罩(104)，其固定地连接于所述活塞组件(110)并且从所述护罩支承件(102)径向向内延伸，其中所述活塞组件(110)响应于施加于所述涡轮护罩(104)的热侧表面(106)的径向向外的力(200)提供所述活塞护罩(104)的径向向内和径向向外的移动。

【技术特征摘要】
2015.08.13 US 14/8252011.一种用于支承涡轮护罩(104)的系统，所述系统包括：护罩支承件(102)，所述护罩支承件(102)至少部分地限定其中的第一活塞套筒(118)；活塞组件(110)，其具有设置在所述第一活塞套筒(118)内的第一活塞头(120)和联接于所述第一活塞头(120)的第二活塞头(122)，其中所述第一活塞头(120)与所述第一活塞套筒(118)的内表面(114,116)可滑动地接合，其中所述第二活塞头(122)与第二活塞套筒(128)的内表面(126)可滑动地接合；以及涡轮护罩(104)，其固定地连接于所述活塞组件(110)并且从所述护罩支承件(102)径向向内延伸，其中所述活塞组件(110)响应于施加于所述涡轮护罩(104)的热侧表面(106)的径向向外的力(200)提供所述活塞护罩(104)的径向向内和径向向外的移动。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第二活塞套筒(128)延伸穿过所述护罩支承件(102)的径向外壁部分(146)，其中所述第二活塞套筒(128)与加压介质供应源(90)流体连通。3.根据权利要求1至权利要求2中任一项所述的系统，其特征在于，所述第二活塞套筒(128)径向地延伸穿过包绕所述护罩支承件(102)的外壳(80)，其中所述第二活塞套筒(128)与加压介质供应源(90)流体连通。4.根据权利要求1至权利要求3中任一项所述的系统，其特征在于，所述第一活塞头(120)包括至少一个孔口(140)，其中所述孔口(140)朝所述涡轮护罩(104)的后侧表面提供穿过所述第一活塞头(120)的流体流。5.根据权利要求1至权利要求4中任一项所述的系统，其特征在于，所述护...

【专利技术属性】
技术研发人员：JD夏皮罗，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US