BR102016005720A2 - sistema para resfriamento de um envoltório de turbina - Google Patents

Abstract

trata-se de um sistema para resfriar um envoltório de turbina. o sistema inclui uma fonte de meio de resfriamento (124) que fornece um meio de resfriamento (122) e um conjunto de sustentação de envoltório de turbina (78) que inclui um anel de sustentação de envoltório (80). uma vedação de envoltório (74) é acoplada ao conjunto de sustentação de envoltório de turbina (78). a vedação de envoltório (74) inclui uma superfície lateral posterior (126) e uma superfície interna (138). um pino (100) se estende pelo menos parcialmente através do anel de sustentação de envoltório (80) em direção à superfície lateral posterior (126). o pino (100) inclui uma passagem de fluxo (120) que tem uma entrada (128) que está em comunicação fluida com a fonte de meio de resfriamento (124) e uma abertura (132) que é disposta a jusante da entrada (128). a abertura (132) é orientada para direcionar um fluxo do meio de resfriamento (122) para fora da passagem de fluxo (120) em uma direção de fluxo que é não perpendicular à superfície lateral posterior (126) da vedação de envoltório (74).

Description

“SISTEMA PARA RESFRIAMENTO DE UM ENVOLTÓRIO DE TURBINA” Campo da Invenção [001] A presente matéria refere-se, de modo geral, a um envoltório de turbina para um motor de turbina a gás. Mais particularmente, a presente matéria se refere a um sistema para resfriamento do envoltório de turbina.

Antecedentes da Invenção [002] Um motor de turbina a gás inclui, de modo geral, em ordem de fluxo serial, uma seção de compressor, uma seção de combustão, uma seção de turbina e uma seção de escape. Em operação, o ar entra em uma entrada da seção de compressor em que um ou mais compressores axiais comprimem progressivamente o ar até que atinja a seção de combustão. O combustível é misturado com o ar comprimido e queimado no interior da seção de combustão para fornecer gases de combustão. Os gases de combustão são roteados a partir da seção de combustão através de uma trajetória de gás quente definida no interior da seção de turbina e, então, exauridos a partir da seção de turbina por meio de uma seção de escape.

[003] Em configurações particulares, a seção de turbina inclui, em ordem de fluxo serial, uma turbina de alta pressão (HP) e uma turbina de baixa pressão (LP). A turbina de HP e a turbina de LP incluem, cada uma, vários componentes de turbina giratórios, tais como as pás de rotor de turbina, os discos e retentores de rotor e vários componentes de turbina estacionária, tais como palhetas ou bocais de estator, envoltórios de turbina e armações de motor. Os componentes giratórios e de turbina estacionária, pelo menos parcialmente, definem a trajetória de gás quente através da seção de turbina. Na medida em que os gases de combustão fluem através da trajetória de gás quente, a energia térmica é transferida a partir dos gases de combustão para os componentes de turbina giratórios e os componentes de turbina estacionária. Como resultado, é necessário, de modo geral, resfriar os vários componentes giratórios e de turbina estacionária para atender as exigências de desempenho térmicas e/ou dinâmicas.

[004] Tipicamente, um meio de resfriamento como ar comprimido é roteado a partir da seção de compressor através de várias passagens ou circuitos de resfriamento definidos no interior ou ao redor de vários componentes giratórios e de turbina estacionária, fornecendo, desse modo, o resfriamento a esses componentes. Uma técnica de resfriamento eficaz, de modo geral, envolve direcionar ou focar um jato ou corrente do meio de resfriamento diretamente na superfície de um componente giratório e de turbina estacionária correspondente, fornecendo, desse modo, um resfriamento por colisão ou jato a esse componente. Entretanto, em certas instâncias, o resfriamento por colisão ou jato pode ocorrer inadvertidamente, resultando, desse modo, em estresses térmicos indesejáveis através do material do componente giratório e de turbina estacionária, devido ao diferencial de temperatura grande entre o meio de resfriamento e os gases de combustão. Isso pode impactar negativamente na vida térmica/mecânica do componente giratório e de turbina estacionária particular, particularmente, em que o componente é formado a partir de um material tipo compósito de matriz cerâmica CM ou compósito, como tal em vários componentes do conjunto de envoltório de turbina.

[005] Consequentemente, o sistema de resfriamento de turbina que reduz os estresses térmicos nos vários componentes de hardware de turbina, particularmente, um conjunto de envoltório de turbina seriam bem-vindos na tecnologia.

Descrição Resumida da Invenção [006] Os aspectos e vantagens da invenção serão apresentados parcialmente na descrição a seguir, podem ficar óbvios a partir da descrição ou podem ser aprendidos através da prática da invenção.

[007] Em um aspecto, a presente matéria é direcionada a um sistema para resfriar um envoltório de turbina. O sistema inclui uma fonte de meio de resfriamento que fornece um meio de resfriamento e um conjunto de sustentação de envoltório de turbina que inclui um anel de sustentação de envoltório. Uma vedação de envoltório é acoplada ao conjunto de sustentação de envoltório de turbina. A vedação de envoltório inclui uma superfície de lado posterior que é radialmente separada a partir de uma superfície lateral interna. Um pino se estende pelo menos parcialmente através do anel de sustentação de envoltório e a vedação de envoltório em direção às laterais superfície lateral. O pino inclui uma passagem de fluxo que tem uma entrada que está em comunicação fluida com a fonte de meio de resfriamento e uma abertura que é disposta a jusante da entrada. A abertura é orientada para direcionar um fluxo do meio de resfriamento para fora da passagem de fluxo em uma direção de fluxo que é não perpendicular à superfície lateral posterior da vedação de envoltório.

[008] Outro aspecto da presente matéria é direcionada a um sistema para resfriar um envoltório de turbina. O sistema inclui uma fonte de meio de resfriamento que fornece um meio de resfriamento, um anel de sustentação de envoltório e uma vedação de envoltório que é acoplada ao anel de sustentação de envoltório. A vedação de envoltório inclui uma superfície lateral posterior que é radialmente separada a partir de uma superfície lateral interna. O sistema inclui adicionalmente um pino que se estende pelo menos parcialmente através do anel de sustentação de envoltório e a vedação de envoltório em direção à superfície lateral posterior. O pino inclui uma passagem de fluxo. A passagem de fluxo inclui uma entrada que está em comunicação fluida com a fonte de meio de resfriamento e uma pluralidade de aberturas dispostas a jusante da entrada. A pluralidade de aberturas inclui uma primeira abertura que é orientada para direcionar pelo menos uma porção de um fluxo do meio de resfriamento para fora da passagem de fluxo, em uma direção de fluxo que é não perpendicular a uma superfície lateral posterior da vedação de envoltório.

[009] Esses e outros recursos, aspectos e vantagens da presente invenção se tornarão mais bem compreendidos com referência à descrição a seguir e às reivindicações anexas. Os desenhos anexos, que são incorporados ao presente relatório descritivo e constituem parte deste relatório descritivo, ilustram realizações da invenção e, junto à descrição, servem para explicar os princípios da invenção.

Breve Descrição das Figuras [010] Uma revelação completa e viabilizadora da presente invenção, incluindo o melhor modo da mesma, direcionada a uma pessoa de habilidade comum na técnica, é apresentada no relatório descritivo, que faz referência às Figuras anexas, nas quais: - A Figura 1 é uma vista esquemática em corte transversal de um motor de turbina a gás exemplificativo, de acordo com várias realizações da presente matéria; - A Figura 2 é uma vista lateral em corte transversal ampliada de uma porção de turbina de alta pressão do motor de turbina a gás, conforme mostrado na Figura 1, na medida que pode incorporar várias realizações da presente invenção; - A Figura 3 é uma vista lateral em corte transversal ampliada de um sistema para resfriamento de um envoltório de turbina conforme incorporado no interior da turbina de alta pressão, conforme mostrado na Figura 2, de acordo com as várias realizações da presente invenção; - A Figura 4 é uma vista lateral em corte transversal de um pino exemplificativo do sistema para resfriamento de um envoltório de turbina, de acordo com as várias realizações da presente invenção; - A Figura 5 é uma vista lateral em corte transversal de um pino exemplificativo do sistema para resfriamento de um envoltório de turbina, de acordo com várias realizações da presente invenção; e - A Figura 6 é uma vista lateral em corte transversal de um pino exemplificativo do sistema para resfriamento de um envoltório de turbina, de acordo com as várias realizações da presente invenção.

Descrição Detalhada da Invenção [011] Será feita agora uma referência detalhada às presentes realizações da invenção, das quais um ou mais exemplos são ilustrados nos desenhos. A descrição detalhada usa designações numéricas e de letra para se referir aos recursos nos desenhos. As designações semelhantes ou similares nos desenhos e a descrição foram usadas para se referir às partes semelhantes ou similares da invenção. Conforme usado no presente documento, os termos “primeiro”, “segundo” e “terceiro” podem ser usados de modo intercambiável para distinguir um componente do outro e não são concebidos a significar localização ou importância dos componentes individuais. Os termos “a montante” e “a jusante” se referem à direção de fluxo em relação ao fluxo de fluido em uma rota fluida. Por exemplo, “a montante” se refere à direção de fluxo a partir da qual o fluido flui e “a jusante” se refere à direção de fluxo a qual fluido flui.

[012] Em referência agora aos desenhos em que numerais indicam os mesmos elementos ao longo das Figuras, a Figura 1 é uma vista esquemática em corte transversal de um motor tipo turbofan com alta taxa de desvio 10, no presente documento referido como “turbofan 10”, na medida que pode incorporar várias realizações da presente invenção. Conforme mostrado na Figura 1, o turbofan 10 tem um eixo geométrico de linha central axial ou longitudinal 12 que se estende através do mesmo para propósitos de referência. Em geral, o turbofan 10 pode incluir um motor de turbina a gás ou núcleo de turbina 14, esse disposto a jusante de uma seção de ventoinha 16.

[013] O motor de turbina a gás 14 pode incluir, de modo geral, um invólucro externo substancialmente tubular 18 que define uma entrada anular 20. O invólucro externo 18 pode ser formada a partir de invólucros múltiplos. O invólucro externo 18 encerra, em relação de fluxo serial, uma seção de compressor que tem um compressor reforçador ou de baixa pressão (LP) 22, um compressor de alta pressão (HP) 24, uma seção de combustão 26, uma seção de turbina que incluem uma turbina de alta pressão (HP) 28, uma turbina de baixa pressão (LP) 30 e a seção de bocal de escape por jato 32. Um eixo ou bobina 34 de alta pressão (HP) conecta de modo acionável a turbina de HP 28 ao compressor HP 24. Um eixo ou bobina de baixa pressão (LP) 36 conecta de modo acionável a turbina de LP 30 ao compressor LP 22. A bobina (LP) 36 também pode ser conectada à ventoinha 38 da seção de ventoinha 16. Em realizações adicionais, conforme mostrado na Figura 3, a bobina (LP) 36 pode ser conectada diretamente à bobina de ventoinha 38, como em uma configuração de acionamento direto. Em configurações alternativas, a bobina (LP) 36 pode ser conectada à bobina de ventoinha 38 por meio da engrenagem de redução, como em uma configuração de acionamento engrenado ou acionamento indireto.

[014] Conforme mostrado na Figura 1, a seção de ventoinha 16 inclui uma pluralidade de pás de ventoinha 40 que são acopladas e que se estendem radialmente para fora a partir da bobina de ventoinha 38. Um invólucro ou nacelo de ventoinha anular 42 circunda circunferencialmente a seção de ventoinha 16 e/ou pelo menos uma porção do motor de turbina a gás 14. Deve ser entendido pelos versados na técnica, que o nacelo 42 pode ser configurado para ser sustentado em relação ao motor de turbina a gás 14 pela pluralidade de palhetas de guia de saída circunferencialmente separadas 44.

Além disso, as seções a jusante 46 do nacelo 42 podem se estender sobre uma porção externa do motor de turbina a gás 14, com a finalidade de definir uma passagem de fluxo de ar de desvio 48 entre as mesmas.

[015] Juntamente com um motor turbofan 10, uma turbina de núcleo 14 serve a um propósito semelhante e vê um ambiente semelhante em terra com base na turbina a gás, em um motor turbojato, em que a razão da primeira porção de ar 54 para a segunda porção de ar 56 é menor do que a de uma ventoinha a turbo e em um motor de ventoinha sem duto, em que a seção de ventoinha 16 é esvaziada de um nacelo 42. Em cada um dentre os motores turbofan, turbojato e sem dutos de ar, um dispositivo de redução de velocidade, por exemplo, caixa de engrenagens de redução, pode ser incluída entre quaisquer eixos e bobinas, por exemplo, entre o eixo ou bobina (LP) 36 e a ventoinha 38 da seção de ventoinha 14.

[016] A Figura 2 fornece uma vista em corte transversal ampliada da turbina de HP 28, uma porção do motor de turbina a gás 14, conforme mostrado na Figura 1, na medida em que pode incorporar várias realizações da presente invenção. Conforme mostrado na Figura 2, a turbina de HP 28 inclui, em relação de fluxo serial, um primeiro estágio 50 que inclui uma fileira 52 das palhetas de estator 54 (somente um mostrado) separadas axial mente a partir da fileira 56 de pás de rotor de turbina 58 (somente um mostrado). A turbina de HP 28 inclui adicionalmente um segundo estágio 60 que inclui uma fileira 62 das palhetas de estator 64 (somente um mostrado) separadas axialmente uma fileira 66 de pás de rotor de turbina 68 (somente um mostrado). As pás de rotor de turbina 58, 68 se estendem radialmente para fora e são acopladas à bobina de HP 34 (Figura 1). Conforme mostrado na Figura 2, as palhetas de estator 54, 64 e a pás de rotor de turbina 58, 68 pelo menos parcialmente definem uma trajetória de gás quente 70 para rotear gases de combustão a partir da seção de combustão 26 (Figura 1) através da turbina de HP 28. Conforme mostrado na Figura 1, as fileiras 52, 62 das palhetas de estator 54, 64 são dispostas anularmente ao redor da bobina HP 34 e as fileiras 56, 66 das pás de rotor de turbina 58, 68 são separadas circunferencialmente ao redor da bobina HP 34.

[017] Em várias realizações, conforme mostrado na Figura 2, a turbina de HP 28 inclui um conjunto de envoltório de turbina de anéis múltiplos 72 que forma um anel anular ao redor da fileira 66 de pás de rotor de turbina 68 do segundo estágio 60. O conjunto de envoltório de turbina 72 inclui uma pluralidade de vedações de envoltório 74 (somente um mostrado). As vedações de envoltório 74 são radialmente separadas da ponta da pá 76 de cada uma dentre as pás de rotor de turbina 68. Um vão de folga ou radial CL é definido entre as pontas pás 76 e as vedações de envoltório 74. As vedações de envoltório 74 reduzem vazamento da trajetória de gás quente 70 através do vão de folga CL.

[018] É geralmente desejável, minimizar o vão de folga CL entre as pontas de pás 76 e das vedações de envoltório 74, particularmente, durante o modo de navegação do turbofan 10. Desse modo, em certas realizações, a vedação de envoltório 74 revelada no presente documento pode ser um anel contínuo produzido a partir de um material compósito e, mais particularmente, um material =compósito de matriz cerâmica (CMC) e é sustentado por um conjunto de sustentação de envoltório 78 que inclui anéis de sustentação de envoltório externo, intermediário, interno concêntrico e metálico 80, 82, 84 conectados à estrutura principal ou estrutura estática 86 do motor de turbina a gás 14.

[019] A estrutura principal 86 é uma armação de motor que fornece sustentação estrutural para vários componentes estáticos que são posicionados radialmente para dentro a partir da estrutura principal 86. A estrutura principal 86 também acopla o invólucro externo 18 ao redor do motor de turbina a gás 14. A estrutura principal 86 facilita controlar os fechamentos de folga de motor definidos entre o invólucro externo 18 e os componentes posicionados radialmente para dentro a partir da estrutura principal 86. A estrutura principal 86 é projetada tipicamente para ser rígida ou dura.

[020] Em várias realizações, conforme mostrado na Figura 2, um invólucro de turbina de HP 88 que tem substancialmente flanges a jusante e a montante paralelos e circulares 90, 92, é parafusado a um invólucro de combustor (não mostrado) da seção de combustão 26 (Figura 1). Um anel de sustentação de envoltório de turbina 94 sustenta os anéis de sustentação de envoltório externo e intermediário e interno 80, 82, 84. Os anéis de sustentação de envoltório externo e intermediário e interno 80, 82, 84 podem ser uma peça única cheia de anéis de 360 graus. O anel de sustentação de envoltório de turbina 94 inclui um flange de anel de sustentação de envoltório de turbina 96 em uma extremidade dianteira 98 do anel de sustentação de envoltório de turbina 94. As vedações de envoltório 74 e os anéis de sustentação de envoltório externo e intermediário e interno 80, 82, 84 são dispostos anularmente ao redor de ou circunscritos ao redor da linha central 12.

[021] A Figura 3 fornece uma vista lateral em corte transversal ampliada de uma porção da turbina de HP 28 que inclui uma porção do invólucro de turbina de HP 88, uma porção do conjunto de sustentação de envoltório de turbina 78 que inclui uma vedação de envoltório 74 e os anéis de sustentação de envoltório externo e intermediário e interno 80, 82, 84 e uma porção da pá de rotor de turbina 68. Em várias realizações, conforme mostrado nas Figuras 2 e 3, uma pluralidade de pinos 100 (somente um mostrado a título de clareza), tais como pinos de travamento ou pinos que se estendem radialmente para dentro a partir do anel intermediário 82 através de fendas de extensão radiais 102 (Figura, 3) no anel interno 80 e para entalhes que se estendem radialmente 104 ou bolsos (Figura 3) da vedação de envoltório 74. Os pinos 100 podem ser formados de qualquer material que tem propriedades térmicas e/ou mecânicas, que são adequadas para o uso no conjunto de sustentação de envoltório de turbina 78, conforme descrito no presente documento. Os pinos 100 entram em contato com a vedação de envoltório 74 e/ou uma parede lateral do entalhe 104, impedindo, assim, que a vedação de envoltório 74 se desloque radialmente fora do centro em relação à linha central 12. Além disso, através do posicionamento radial da vedação de envoltório 74, os pinos 100 podem impedir que a vedação de envoltório 74 gire em torno da linha central 12. Os pinos 100 podem posicionar inteiramente a vedação de envoltório 74, enquanto permitem um crescimento axial térmico da vedação de envoltório 74 durante a operação do motor de turbina a gás 14.

[022] Durante a operação do turbofan 10, conforme ilustrado pelo menos em parte nas Figuras 1, 2 e 3 coletivamente, o ar 106 entra em uma porção de entrada 108 do turbofan 10. A primeira porção do ar 108 é direcionada no interior da passagem de fluxo de ar de desvio 48 e a segunda porção do ar 110 entra na entrada 20 do compressor LP 22. A segunda porção de ar 110 é comprimida progressivamente, na medida que é roteada a partir do compressor LP 22 no interior do compressor HP 24. A segunda porção do ar 110 é comprimida adicionalmente, na medida em que é roteada através do compressor HP 24, fornecendo, assim, ar comprimido 112 à seção de combustão 26 em que é misturado ao combustível e queimado para fornecer gases de combustão 114. Os gases de combustão 114 são roteados através da turbina de HP 28 em que uma porção de energia cinética e/ou térmica dos gases de combustão 114 é extraída por meio das palhetas de estator 54, 64 e as pás de rotor de turbina 58, 68 da primeira e segunda etapas 50, 60 respectivamente, fazem com que, assim, o eixo ou bobina de HP 34 girem por meio dos mesmos, sustentado a operação do compressor HP 24.

[023] Os gases de combustão 114 são, então, roteados através da turbina de LP 30 em que a segunda porção de energia cinética e térmica é extraída dos gases de combustão 114 por meio de etapas sequenciais de palhetas de estator de turbina de LP 116 e pás de rotor de turbina de LP 118 que são acopladas à bobina ou eixo LP 36, fazendo com que, assim, a bobina ou eixo LP 36 gire por meio dos mesmos ao sustentar a operação do compressor LP 22 e/ou a rotação de ventoinha 38. Os gases de combustão 114 são, então, rateados através da seção de bocal de escape por jato 32 do motor de turbina a gás 14.

[024] A temperatura dos gases de combustão 114 que flui através das seções de turbina de LP e HP 28, 30, particularmente através da turbina de HP 28, pode ser extrema. Por exemplo, os gases de combustão 114 que fluem através da porção da trajetória de gás quente 70 definida por meio da/no interior da turbina de HP 28 podem exceder 1.093 graus Celsius (2000 graus Fahrenheit). Como resultado, é necessário e/ou benéfico resfriar os vários componentes de hardware de turbina da turbina de HP 28 e/ou uma turbina de LP 30, tal como, mas não se limitando a, vedações de envoltório de turbina 74 para atender as exigências de desempenho mecânico e/ou térmico.

[025] Em várias realizações, conforme mostrado na Figura 3, pelo menos um pino 100 inclui e/ou define uma passagem de fluxo 120 para fornecer um fluxo de um meio de resfriamento (como indicado pela seta 122) a partir de uma fonte de meio de resfriamento 124, tal como, porém, não se limitando ao compressor HP 24 e/ou o compressor LP 22, na superfície lateral de resfriamento ou na parte traseira 126 da vedação de envoltório 74. Em realizações particulares, a passagem de fluxo 120 do pino 100 inclui uma entrada 128 definida ou formada em uma extremidade a montante 130 do pino 100. A entrada 128 fornece comunicação fluida a partir da fonte de meio de resfriamento 124 no interior da passagem de fluxo 120.

[026] As Figuras 4, 5 e 6 fornecem vistas laterais em cortes transversais de pinos exemplificativos 100, de acordo com várias realizações da presente invenção. Em realizações particulares, conforme mostrado nas Figuras 3, 4, 5 e 6, o pino 100 inclui e/ou define uma abertura 132 que fornece comunicação fluida fora da passagem de fluxo 120. Em realizações particulares, o pino 100 inclui uma pluralidade de aberturas 132 que fornecem comunicação fluida fora da passagem de fluxo 120. Em várias realizações, pelo menos uma dentre a(s) abertura(s) 132 é/são orientada(s) com a finalidade de direcionar pelo menos uma porção do meio de resfriamento 122 fora da passagem de fluxo 120 em um ângulo ou em uma direção de fluxo que é não perpendicular em relação à superfície lateral posterior 126 da vedação de envoltório 74.

[027] Em realizações particulares, conforme mostrado na Figura 4, pelo menos uma abertura 136 da pluralidade de aberturas 132 é orientada com a finalidade de direcionar pelo menos uma porção do meio de resfriamento 122 substancialmente paralela em relação à superfície lateral posterior 126 da vedação de envoltório 74, fornecendo, assim, resfriamento de convecção às mesmas, ao invés de resfriamento por colisão ou jato às mesmas. Como resultado, os estresses térmicos causados tipicamente por meio de um enorme gradiente térmico de espessura atravessante podem ser reduzidos. O gradiente térmico de espessura atravessante pode ocorrer, de modo geral, devido ao grande diferencial de temperatura entre o meio de resfriamento 122 e/ou a superfície lateral posterior 126, e um lado radialmente interno ou a superfície lateral quente 138 da vedação de envoltório 74 que é radialmente separada a partir da superfície lateral posterior e que é exposta diretamente aos gases de combustão 114.

[028] Em uma realização, conforme mostrada na Figura 4, a pluralidade de aberturas 132 é posicionada ou formada entre a porção de extremidade a montante 130 do pino 100 e a porção de extremidade a jusante 140 do pino 100 e é desviada radialmente a partir uma da outra em várias distâncias radiais Rd a partir da superfície lateral posterior 126, desse modo, distribuindo radialmente o fluxo do meio de resfriamento 122 da passagem de fluxo 120. Desse modo, uma porção do meio de resfriamento 122 pode ser usada para resfriar outras porções da vedação de envoltório 74 e/ou outros componentes de conjunto de sustentação de envoltório 78, tal como, porém, não se limitando a anéis de sustentação de envoltório externo e intermediário e interno 80, 82, 84 (Figura 3).

[029] Em várias realizações, conforme mostrado na Figura 5, pelo menos uma abertura 142 da pluralidade de aberturas 132 é disposta ou formada entre as porções a montante e a jusante 130, 140 do pino 100. A abertura 142 é orientada em relação à superfície lateral posterior 126 da vedação de envoltório 74 de modo que pelo menos uma porção do fluxo do meio de resfriamento 122 seja direcionada em direção à superfície lateral posterior 126 em uma orientação ou direção de fluxo que é não perpendicular e não paralela a uma superfície lateral posterior 126.

[030] Em uma realização, conforme mostrada na Figura 5, pelo menos uma abertura 144 da pluralidade de aberturas 132 é disposta ou formada entre as porções a montante e a jusante 130, 140 do pino 100 e é orientada em relação a uma superfície interna 146 do anel interno de sustentação de envoltório 80, de modo que pelo menos uma porção do fluxo do meio de resfriamento 122 seja direcionada radialmente para cima e afastada da superfície lateral posterior 126 em uma direção de fluxo ou orientação que é não paralela a uma superfície lateral posterior 126. Desse modo, pelo menos uma porção do meio de resfriamento 122 pode ser usada para resfriar pelo menos uma porção do anel interno de sustentação de envoltório 80.

[031] Em realizações particulares, conforme mostrado na Figura 6, o pino 100 pode incluir uma pluralidade de aberturas de medição 148, adicional ou alternativamente à pluralidade de aberturas 132. Em realizações particulares, pelo menos uma dentre as aberturas de medição 148 pode ser definida ou formada no interior da parede a jusante 150 do pino 100. As aberturas de medição 148 podem ser direcionadas em direção à superfície lateral posterior 126 da vedação de envoltório 74, entretanto, as aberturas de medição 148 são dimensionadas e/ou conformadas com a finalidade de difundir ou diminuir a velocidade de fluxo do meio de resfriamento 122 que flui a partir das mesmas, conforme comparado à velocidade de fluxo do meio de resfriamento 122 que entra na entrada 128 da passagem de fluxo 120, fornecendo, desse modo, resfriamento à superfície lateral posterior 126 enquanto impede o resfriamento por colisão ou jato da superfície lateral posterior 126 por meio de resfriamento 122. Deve ser entendido que qualquer ou todas as aberturas 132 da pluralidade de aberturas 132 podem ser dimensionadas e/ou conformadas com a finalidade de difundir ou diminuir a velocidade de fluxo do meio de resfriamento 122 que flui a partir das mesmas, conforme comparado à velocidade de fluxo do meio de resfriamento que entra na entrada 128 da passagem de fluxo 120, com a finalidade de controlar a taxa de resfriamento e/ou eficácia em locais particulares ao longo do pino 100.

[032] Em realizações particulares, conforme mostrado na Figura 6, pelo menos uma abertura 152 da pluralidade de aberturas 132 é definida ou formada por meio de ou no interior da parede a jusante 150. A abertura 152 é orientada em relação à superfície lateral posterior 126 da vedação de envoltório 74, de modo que pelo menos uma porção do fluxo do meio de resfriamento 122 seja direcionada em relação à superfície lateral posterior 126 em uma direção de fluxo ou orientação que é não perpendicular e não paralela à superfície lateral posterior 126, impedindo e/ou reduzindo, desse modo, o resfriamento por colisão ou jato da superfície lateral posterior 126 por meio de resfriamento 122. Novamente em referência à Figura 3, em uma realização, pelo menos uma abertura 154 é orientada a direcionar pelo menos uma porção do meio de resfriamento 122 no interior da passagem ou do plenum 156 para fornecer resfriamento a uma porção do anel de sustentação de envoltório intermediário 82 e/ou uma vedação 158.

[033] Essa descrição escrita usa exemplos para apresentar a invenção, inclusive o melhor modo, e também para capacitar qualquer versado na técnica a praticar a invenção, inclusive a fazer e usar qualquer aparelho ou sistema, e a executar quaisquer métodos incorporados. O escopo patenteável da invenção é definido pelas reivindicações e pode incluir outros exemplos que ocorram para as pessoas versadas na técnica. Tais outros exemplos destinam-se a serem abrangidos pelo escopo das reivindicações caso incluam elementos estruturais que não difiram da linguagem literal das reivindicações ou caso incluam elementos estruturais equivalentes às diferenças não substanciais das linguagens literais das reivindicações.

Reivindicações

Claims (10)

1. SISTEMA PARA RESFRIAMENTO DE UM ENVOLTÓRIO DE TURBINA, caracterizado pelo fato de que o sistema compreende: - uma fonte de meio de resfriamento (124) que fornece um meio de resfriamento (122); - um conjunto de sustentação de envoltório de turbina (78) que inclui um anel de sustentação de envoltório (80); - uma vedação de envoltório (74) acoplada ao conjunto de sustentação de envoltório de turbina (78), em que a vedação de envoltório (74) tem uma superfície lateral posterior (126) radialmente separada a partir de uma superfície lateral interna (138) e um entalhe (104) definido ao longo da superfície lateral posterior (126); e - um pino (100) que se estende pelo menos parcialmente através do anel de sustentação de envoltório e (80) no interior do entalhe (104) da vedação de envoltório (74), em que o pino (100) tem uma passagem de fluxo (120) que inclui uma entrada (128) que está em comunicação fluida com a fonte de meio de resfriamento (124) e uma abertura (132) que é disposta a jusante da entrada (128); - em que a abertura (132) é orientada para direcionar um fluxo do meio de resfriamento (122) para fora da passagem de fluxo (120) em uma direção de fluxo que é não perpendicular à superfície lateral posterior (126) da vedação de envoltório (74).

2. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a fonte de meio de resfriamento compreende pelo menos um dentre um compressor de baixa pressão (22) e um compressor de alta pressão (24).

3. SISTEMA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado pelo fato de que a superfície lateral posterior (126) da vedação de envoltório (74) é orientada em direção a uma superfície interna (146) do anel de sustentação de envoltório (80).

4. SISTEMA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o pino (100) inclui uma parede a jusante (150).

5. SISTEMA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a abertura (132) é formada entre uma porção de extremidade a montante (130) e uma porção de extremidade a jusante (140) do pino.

6. SISTEMA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a abertura (132) é formada ao longo da parede a jusante (150) do pino.

7. SISTEMA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a abertura (132) é orientada para direcionar pelo menos uma porção do meio de resfriamento (122) na direção de fluxo que é substancialmente paralela à superfície lateral posterior (126).

8. SISTEMA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a abertura (132) é orientada para direcionar pelo menos uma porção do meio de resfriamento (122) em direção a uma superfície interna (146) do anel de sustentação de envoltório (80).

9. SISTEMA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um orifício (148) de medição que se estende através da porção de uma parede a jusante (150) do pino (100), em que o orifício de medição (148) está em comunicação fluida com a passagem de fluxo (120).

10. SISTEMA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que a vedação de envoltório (74) é formada a partir de um material compósito de matriz cerâmica.