用于燃气涡轮发动机的护罩组件制造技术

一种用于燃气涡轮发动机(10)的护罩组件(80)包括安装在多个叶片(68,70)附近的护罩(92)、吊架(94)和吊架支承件(96)。吊架(94)可具有内室(102)，其与位于内室(102)内的颗粒分离器(88)限定冷却回路。颗粒分离器(88)可具有用于接收冷却流体流的入口(150)，使得冷却流体流分成主流(172)和副流(174)，将颗粒或颗粒物质沿副流(174)传送到包括颗粒分离器(88)的至少一部分的颗粒收集器(114)中。颗粒变为约束于副流(174)并且进入颗粒收集器(88)，同时主流(172)分离到内室(102)的其余区域中，以从进入内室(102)的冷却流体流除去颗粒。

Shield assembly for a gas turbine engine

A shield assembly (80) for a gas turbine engine (10) includes a shield (92) mounted around a plurality of blades (68,70), a hanger (94) and a hanger support (96). The hanger (94) may have an inner chamber (102) defining a cooling circuit with a particle separator (88) located in the inner chamber (102). A particle separator (88) can be used with entrance receive cooling fluid flow (150), the cooling fluid flow into the mainstream (172) and (174), the side stream particles or material flow along the side (174) transmitted to the particle separator (88) includes at least a portion of the particle collector (114 in). The particles become confined to the secondary flow (174) and enter the particle collector (88), while the main stream (172) is separated into the remaining areas of the inner chamber (102) to remove particles from the cooling fluid stream entering the inner chamber (102).

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
涡轮发动机和具体是燃气或燃烧涡轮发动机是从穿过发动机到多个涡轮叶片上的燃烧气体流抽取能量的旋转发动机。燃气涡轮发动机用于陆地和海上移动和发电，但最常用于航空应用，如用于飞行器，包括直升机。在飞行器中，燃气涡轮发动机用于飞行器的推进。在陆地应用中，涡轮发动机经常用于发电。用于飞行器的燃气涡轮发动机设计成在高温下操作，以最大化发动机效率，所以某些发动机构件如高压涡轮和低压涡轮的冷却可为必要的。典型地，冷却通过将较冷的空气从高压和/或低压压缩机导送至需要冷却的发动机构件来实现。高压涡轮中的温度为大约1000℃到2000℃，而来自压缩机的冷却空气为大约500℃到700℃。尽管压缩机空气为高温，但其相对于涡轮空气为较冷的，并且可用于冷却涡轮。当冷却涡轮时，冷却空气可供应至各种涡轮构件，包括涡轮叶片和涡轮护罩的内部。冷却空气中的颗粒如污垢、灰尘、沙、火山灰和其它环境污染物可对于飞行器环境而言引起冷却损失和缩短的操作时间或\在翼时间\。该问题在全球各处的某些操作环境中加剧，其中涡轮发动机暴露于相当大量的气载颗粒。供应至涡轮构件的颗粒可阻塞、阻碍或涂覆构件的流动通路和表面，这可缩短构件的寿命。
技术实现思路
一种用于具有壳内的压缩机、燃烧器和涡轮的涡轮发动机的护罩组件，其中涡轮具有限定喷嘴的多个环形地布置的固定导叶，以及与固定导叶成对来限定涡轮的一个级的多个环形地布置的旋转叶片。护罩组件包括：具有面对叶片的前侧和与前侧相对的后侧的护罩；吊架，其构造成使护罩与壳联接并且限定内室，并且具有前面，其中入口通路延伸穿过前面并且流体地联接于室，以及后面，其中出口通路延伸穿过后面并且流体地联接于室；冷却回路，其具有流体地联接于入口通路并且将冷却流体流通过入口通路供应至室的第一部分，以及流体地联接于出口通路并且限定吹扫流动通路的第二部分；以及至少一个颗粒分离器，其位于室内并且具有与入口通路间隔并且面对入口通路以限定吹扫流动入口与入口通路之间的间隙的吹扫流动入口、流体地联接于吹扫流动通路的吹扫导管，以及将吹扫流动入口流体地联接于吹扫导管的扼流部。间隙尺寸确定成使得冷却流体流的一部分通过间隙流出，并且入口通路与吹扫入口对准，使得冷却流体流的第二部分从入口通路直接流动横跨间隙并且到吹扫入口中，其中携带在冷却流体流中的颗粒主要由动量约束在冷却流体流的第二部分中以限定吹扫流体流。一种用于具有壳内的压缩机、燃烧器和涡轮的涡轮发动机的构件，其中涡轮具有限定喷嘴的多个环形地布置的固定导叶，以及与固定导叶成对来限定涡轮的一个级的多个环形地布置的旋转叶片。构件包括：本体，其限定内室，并且具有第一面，其中入口通路延伸穿过第一面并且流体地联接于室，以及第二面，其中出口通路延伸穿过第二面并且流体地联接于室；冷却回路，其具有流体地联接于入口通路并且将冷却流体流通过入口通路供应至室的第一部分，以及流体地联接于出口通路并且限定吹扫流动通路的第二部分；以及至少一个颗粒分离器，其位于室内并且具有与入口通路间隔并且面对入口通路以限定吹扫流动入口与入口通路之间的间隙的吹扫流动入口、流体地联接于吹扫流动通路的吹扫导管，以及将吹扫流动入口流体地联接于吹扫导管的扼流部。间隙尺寸确定成使得冷却流体流的第一部分通过间隙流出，并且入口通路与吹扫入口对准，使得冷却流体流的第二部分从入口通路直接流动横跨间隙并且到吹扫入口中，其中携带在冷却流体流中的颗粒主要由动量约束在冷却流体流的第二部分中以限定吹扫流体流。一种用于具有压缩机、燃烧器和涡轮的涡轮发动机的护罩组件，包括面对多个环形地旋转的叶片的护罩、联接于护罩限定具有入口和吹扫流动出口的内室的吊架，位于内室内的有效撞击器。冷却流体流通过入口引入到内室中，并且有效撞击器将冷却流体流分成流过有效撞击器并且通过吹扫流动出口排出的吹扫颗粒流体流，以及在内室内在有效撞击器外部流动的减少颗粒流体流。技术方案1.一种用于具有壳内的压缩机、燃烧器和涡轮的涡轮发动机的护罩组件，其中所述涡轮具有限定喷嘴的多个环形地布置的固定导叶，以及与所述固定导叶成对来限定所述涡轮的一个级的多个环形地布置的旋转叶片，所述护罩组件包括：护罩，其具有面对所述叶片的前侧和与所述前侧相对的后侧；吊架，其构造成使所述护罩与所述壳联接并且限定内室，并且具有前面，其中入口通路延伸穿过所述前面并且流体地联接于所述室，以及后面，其中出口通路延伸穿过所述后面并且流体地联接于所述室；冷却回路，其具有流体地联接于所述入口通路并且将冷却流体流通过所述入口通路供应至所述室的第一部分，以及流体地联接于所述出口通路并且限定吹扫流动通路的第二部分；以及至少一个颗粒分离器，其位于所述室内并且具有与所述入口通路间隔并且面对所述入口通路以限定吹扫流动入口与所述入口通路之间的间隙的吹扫流动入口、流体地联接于所述吹扫流动通路的吹扫导管，以及将所述吹扫流动入口流体地联接于所述吹扫导管的扼流部；其中所述间隙尺寸确定成使得所述冷却流体流的第一部分通过所述间隙流出，并且所述入口通路与所述吹扫入口对准，使得所述冷却流体流的第二部分从所述入口通路直接流动横跨所述间隙并且到所述吹扫入口中，其中携带在所述冷却流体流中的颗粒主要由动量约束在所述冷却流体流的所述第二部分中以限定吹扫流体流。技术方案2.根据技术方案1所述的护罩组件，其特征在于，所述吹扫流动入口包括减小截面面积的部分，以使所述冷却流体流的所述第一部分在到达所述扼流部之前加速。技术方案3.根据技术方案2所述的护罩组件，其特征在于，所述减小截面面积的部分包括沿朝所述扼流部的方向连续减小的截面面积。技术方案4.根据技术方案1所述的护罩组件，其特征在于，所述吹扫流动入口包括第一锥形部分，其朝所述扼流部减小截面面积。技术方案5.根据技术方案4所述的护罩组件，其特征在于，所述吹扫流动入口包括由朝所述扼流部增大截面面积的第二锥形部分限定的唇部。技术方案6.根据技术方案5所述的护罩组件，其特征在于，所述第二锥形部分从所述第一锥形部分延伸。技术方案7.根据技术方案6所述的护罩组件，其特征在于，所述扼流部包括最小截面面积，其小于或等于所述吹扫流动入口和所述吹扫导管的最小截面面积。技术方案8.根据技术方案7所述的护罩组件，其特征在于，所述吹扫导管具有所述扼流部下游的恒定的截面面积。技术方案9.根据技术方案1所述的护罩组件，其特征在于，所述吊架还包括与所述冷却流体流的所述第一部分流体连通的冲击挡板。技术方案10.根据技术方案9所述的护罩组件，其特征在于，所述冲击挡板包括多个贯穿开口。技术方案11.根据技术方案10所述的护罩组件，其特征在于，所述冷却回路还包括流体地联接于所述室并且限定冷却流体出口的第三部分。技术方案12.根据技术方案1所述的护罩组件，其特征在于，所述颗粒分离器包括有效撞击器。技术方案13.一种用于具有壳内的压缩机、燃烧器和涡轮的涡轮发动机的构件，其中所述涡轮具有限定喷嘴的多个环形地布置的固定导叶，以及与所述固定导叶成对来限定所述涡轮的一个级的多个环形地布置的旋转叶片，所述构件包括：本体，其限定内室，并且具有第一面，其中入口通路延伸穿过所述第一面并且流体地联接于所述室，以及第二面，其中出口通路延伸穿过所述第二面并且流体地联接于所述室；冷却回路，其具有流体地联接于所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于具有壳(46)内的压缩机(22)、燃烧器(30)和涡轮(32)的涡轮发动机(10)的护罩组件(80)，其中所述涡轮(32)具有限定喷嘴的多个环形地布置的固定导叶(72,74)，以及与所述固定导叶(72,74)成对来限定所述涡轮(32)的一个级的多个环形地布置的旋转叶片(68,70)，所述护罩组件(80)包括：护罩(92)，其具有面对所述叶片(68)的前侧(142)和与所述前侧(142)相对的后侧(140)；吊架(94)，其构造成使所述护罩(92)与所述壳(46)联接并且限定内室(102)，并且具有前面(108)，其中入口通路(104)延伸穿过所述前面(108)并且流体地联接于所述室(102)，以及后面(110)，其中出口通路(116)延伸穿过所述后面(110)并且流体地联接于所述室(102)；冷却回路，其具有流体地联接于所述入口通路(104)并且将冷却流体流通过所述入口通路(104)供应至所述室(102)的第一部分，以及流体地联接于所述出口通路(116)并且限定吹扫流动通路(118)的第二部分；以及至少一个颗粒分离器(88)，其位于所述室(102)内并且具有与所述入口通路(104)间隔并且面对所述入口通路(104)以限定吹扫流动入口(150)与所述入口通路(104)之间的间隙(160)的吹扫流动入口(150)、流体地联接于所述吹扫流动通路(118)的吹扫导管(114)，以及将所述吹扫流动入口(150)流体地联接于所述吹扫导管(114)的扼流部(154)；其中所述间隙(160)尺寸确定成使得所述冷却流体流的第一部分通过所述间隙(160)流出，并且所述入口通路(104)与所述吹扫入口(150)对准，使得所述冷却流体流的第二部分从所述入口通路(104)直接流动横跨所述间隙(160)并且到所述吹扫入口(150)中，其中携带在所述冷却流体流中的颗粒主要由动量约束在所述冷却流体流的所述第二部分中以限定吹扫流体流(174)。...

【技术特征摘要】
2015.10.15 US 14/8841521.一种用于具有壳(46)内的压缩机(22)、燃烧器(30)和涡轮(32)的涡轮发动机(10)的护罩组件(80)，其中所述涡轮(32)具有限定喷嘴的多个环形地布置的固定导叶(72,74)，以及与所述固定导叶(72,74)成对来限定所述涡轮(32)的一个级的多个环形地布置的旋转叶片(68,70)，所述护罩组件(80)包括：护罩(92)，其具有面对所述叶片(68)的前侧(142)和与所述前侧(142)相对的后侧(140)；吊架(94)，其构造成使所述护罩(92)与所述壳(46)联接并且限定内室(102)，并且具有前面(108)，其中入口通路(104)延伸穿过所述前面(108)并且流体地联接于所述室(102)，以及后面(110)，其中出口通路(116)延伸穿过所述后面(110)并且流体地联接于所述室(102)；冷却回路，其具有流体地联接于所述入口通路(104)并且将冷却流体流通过所述入口通路(104)供应至所述室(102)的第一部分，以及流体地联接于所述出口通路(116)并且限定吹扫流动通路(118)的第二部分；以及至少一个颗粒分离器(88)，其位于所述室(102)内并且具有与所述入口通路(104)间隔并且面对所述入口通路(104)以限定吹扫流动入口(150)与所述入口通路(104)之间的间隙(160)的吹扫流动入口(150)、流体地联接于所述吹扫流动通路(118)的吹扫导管(114)，以及将所述吹扫流动入口(150)流体地联接于所述吹扫导管(114)的扼流部(154)；其中所述间隙(160)尺寸确定成使得所述冷却流体流的第一部分通过所述间隙(160)流出，并且所述入口通路(104...

【专利技术属性】
技术研发人员：H纳斯尔，GM拉斯科夫斯基，CW斯托弗，WC维宁，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US