CN102418604B - 压力促动的栓 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及压力促动的栓。公开了一种用于在系统(10)中调节气体(80)流的栓(30)。栓(30)包括设置在系统(10)中的温度边界(60)上的壳体(32)。壳体(32)限定用于使气体(80)流过其中的通道(34)。栓(30)进一步包括设置在通道(34)中且在打开位置和关闭位置之间可动的至少一个压力促动的阀(36)。该至少一个压力促动的阀(36)在气体(80)的压力升高时从打开位置运动到关闭位置，而在气体(80)的压力降低时从关闭位置运动到打开位置。

Description

压力促动的栓
技术领域
本文中公开的主题大体涉及燃气轮机，并且更具体而言，涉及用于在燃气轮机中选择性地冷却高温区域的设备和方法。
背景技术
燃气轮机系统广泛地用于诸如动力发生的领域中。传统的燃气轮机系统包括压缩机区段、燃烧器区段和涡轮区段。压缩机区段对燃烧器区段供应压缩空气，其中压缩空气与燃料混合且被燃烧，从而产生热气。此热气供应给涡轮区段，其中，从热气中抽取能量来产生功。
在燃气轮机系统的运行期间，在系统中的多种构件和区域会经受高温流，这可导致构件和区域故障。因为较高温度的流一般会导致燃气轮机系统的提高的性能、效率和动力输出且因而在燃气轮机系统中是合乎需要的，所以必须冷却经受高温流的构件和区域，以允许燃气轮机系统用处于升高的温度的流来运行。
应当冷却的区域的一个实例是涡轮区段的轮空间。轮空间一般是包围涡轮转子轮的涡轮区段的区域。当在轮空间中的温度由于通过轮空间的流的升高的温度的原因或由于在燃气轮机系统的外部的升高的环境温度的原因而升高时，在轮空间中的构件(例如转子和轮叶组件构件)可经受热膨胀。此热膨胀可最终导致多种构件彼此摩擦或以别的方式彼此接触，从而潜在地导致对构件和对燃气轮机系统的灾难性损害。
在本领域中已知用于冷却轮空间以防止对轮空间构件的损害的多种策略。例如，一个解决方案使用了离开燃气轮机系统的压缩机区段的空气的一部分来冷却轮空间。在限定和分开压缩机排气气室和轮空间的前部部分的压缩机排气壳中产生孔。然后用孔栓塞住孔。当在轮空间中的温度接近不能接受的高温时，移除孔栓，并且通过孔来将来自压缩机区段的空气的一部分提供给轮空间，从而冷却轮空间。
但是，用于冷却轮空间的此策略具有潜在的缺点。例如，在已经移除孔栓之后，直到燃气轮机系统已经完全停机才能将它们放回原处。因而，在移除孔栓之后，来自压缩机区段的空气将不断地供应给轮空间，直到燃气轮机停机为止。但是在许多情况下，轮空间可能不需要此不断的冷却。例如，在许多情况下，在燃气轮机系统的外部的环境温度的变化会导致轮空间温度变化。当环境温度比较热时，例如在下午期间或在夏季月份期间，轮空间可能需要冷却，但是当环境温度比较冷时，例如在夜晚期间或在冬季月份期间，轮空间可能不需要冷却。因而，在已经移除孔栓之后且当环境温度比较冷时，来自压缩机区段的空气会不必要地转移到轮空间。压缩空气的这个不必要的转移可导致燃气轮机系统的动力产生量和效率的损失。
因此，用于对高温燃气轮机系统区域和构件提供冷却空气的设备和方法在本领域中将是合乎需要的。例如，仅在需要时(例如在相对较高温度的运行工况期间)对这些区域和构件提供冷却空气的设备和方法将是有利的。
发明内容
将在以下说明中部分地阐述本发明的各方面和优点，或者根据该描述，本发明的各方面和优点可为显而易见的，或者可通过实践本发明来学习本发明的各方面和优点。
在一个实施例中，公开了一种用于在系统中调节气体流的栓。栓包括设置在系统中的温度边界上的壳体。壳体限定用于使气体流过其中的通道。栓进一步包括设置在通道中且在打开位置和关闭位置之间可动的至少一个压力促动的阀。该至少一个压力促动的阀在气体的压力升高时从打开位置运动到关闭位置，而在气体的压力降低时从关闭位置运动到打开位置。
在另一个实施例中，公开了一种用于在系统中调节气体流的方法。该方法包括：提供至少一个栓；当气体的压力降低时，朝向打开位置而促动阀，以允许气体流过其中；以及在气体的压力升高时，朝向关闭位置而促动阀，以防止气体流过其中。栓包括：设置在系统中的温度边界上的壳体，壳体限定用于使气体流过其中的通道；以及设置在通道中且在打开位置和关闭位置之间可动的至少一个压力促动的阀。
参照以下说明和附图，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解。结合在本说明书中且构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与描述一起用来阐述本发明的原理。
附图说明
参照附图，在说明书中阐述了本发明的针对本领域普通技术人员作出的完整和能够实施的公开，包括其最佳模式，其中：
图1是本公开的燃气轮机系统的一部分的截面图；
图2是本公开的在其上设有栓的温度边界的一个实施例的截面图；
图3是本公开的处于打开位置的栓的一个实施例的截面图；
图4是处于关闭位置的图3的栓的截面图；
图5是本公开的处于打开位置的栓的另一个实施例的截面图；
图6是处于关闭位置的图5的栓的截面图；
图7是本公开的处于打开位置的栓的另一个实施例的截面图；
图8是处于关闭位置的图7的栓的截面图；
图9是本公开的处于打开位置的栓的又一个实施例的截面图；以及
图10是处于关闭位置的图9的栓的截面图。
部件列表：
10  燃气轮机系统
12  压缩机区段
14  燃烧器区段
15  压缩机
16  涡轮区段
17  转子轮
19  定子构件
20  压缩机排气气室
22  压缩机排气壳
24  涡轮轮空间
26  前部轮空间
30  栓
32  壳体
34  通道
36  压力促动的阀
38  阀孔
40  弹簧构件
42  止动件
44  枢转点
50  压力
60  温度边界
80  气体
90  热气
具体实施方式
现在将详细地对本发明的实施例作出参照，在图中示出了实施例的一个或多个实例。为了阐述本发明而非限制本发明而提供了各个实例。实际上，对于本领域技术人员而言将为显而易见的是，可在本发明中作出各种修改和变型，而不脱离本发明的范围或精神。例如，作为一个实施例的一部分而示出或描述的特征可用于另一个实施例，以产生另外的另一个实施例。因而，意图本发明覆盖处于所附权利要求及其等效物的范围内的这种修改和变型。
图1显示了燃气轮机系统10的一部分的截面图。系统10可包括压缩机区段12、燃烧器区段14和涡轮区段16。另外，系统10可包括多个压缩机区段12、燃烧器区段14和涡轮区段16。压缩机区段12和涡轮区段16可通过轴(未显示)来联接。轴可为单个轴或联接在一起而形成轴的多个轴段。
当气体80流过压缩机区段12时，压缩机区段12可压缩气体80。气体80可例如为空气或任何其它适当的气体。压缩机区段12然后可使气体80流到燃烧器区段14，燃烧器区段14可构造成如一般在本领域中已知的那样接受气体80。例如，压缩机区段12可包括至少部分地由压缩机排气壳22限定的压缩机排气气室20。从压缩机区段12排出的压缩气体80可流过压缩机排气气室20以及进入燃烧器区段14中，燃烧器区段14大体上特征在于设置成环形排列的多个燃烧器15(在图1中仅示出了其中一个)。在流到燃烧器区段14中之后，压缩气体80可大体在与燃料混合之后被燃烧，从而产生热气90。
产生的热气90可从燃烧器区段14流到涡轮区段16中，涡轮区段16可构造成如一般在本领域中已知的那样接受热气90，以驱动燃气轮机系统10和产生动力。涡轮区段16可包括设置在涡轮轮空间24中的多个转子轮17。转子轮可以环形排列安装到轴上，从而形成涡轮转子(未显示)。涡轮区段16还可在涡轮轮空间24中包括多个环形地设置的定子构件19。轮空间24可进一步包括前部轮空间26。前部轮空间26可至少部分地由压缩机排气壳22限定。
许多温度边界60存在于燃气轮机系统10的不同的区段内。如本文中所用，用语温度边界指的是这样的任何位置：在该位置处，在固定结构的一侧上的温度高于在这种结构的相对侧上的温度。这些温度边界还典型地限定这样的位置：跨过该位置存在压力差异。通常将通路或孔(例如稀释孔或膛孔)定位在这种温度边界上，以允许在温度边界的一侧上的相对较冷的、较高压力的气体流过温度边界，以及对在温度边界的相对侧上的相对较热的、较低压力的区域进行急冷。
在图1中显示了温度边界60的一个实例。如所显示的那样，在压缩机排气气室20内流动的相对较冷的气体80会在压缩机排气气室20和前部轮空间26之间产生由压缩机排气壳22限定的温度边界60。通常在此温度边界60上提供膛孔或多个膛孔(未示出)，以允许流过压缩机排气气室20的气体80的一部分进入前部轮空间26，以减轻在前部轮空间26中的高温以及冷却涡轮轮空间24，涡轮轮空间24大体包括转子轮17、定子构件19和其它多种燃气轮机系统10构件。
因为不同的运行工况温度和预期的在发动机与发动机之间的差异(例如第一级轮叶泄漏或热气吸入的量)的原因，在前部轮空间26内的运行温度可有显著的不同。具体而言，在前部轮空间26内的运行温度可根据在燃气轮机系统10的外部的环境温度而有所不同。例如，当环境温度比较热时，例如在下午期间或在夏季月份期间，前部轮空间26可相对较热，并且可能需要冷却。但是当环境温度比较冷时，例如在夜晚期间或在冬季月份期间，前部轮空间26可为相对较冷，并且可能不需要冷却。例如，当环境温度的范围为约-20华氏度(“°F”)至约120°F时，气体80的温度的范围可为约550°F至约750°F，而前部轮空间26的温度的范围可为约650°F至约850°F。当环境温度在此范围内波动时，气体80和前部轮空间26的温度可对应地波动。另外，当温度接近某个阈值温度(例如约800°F)时，前部轮空间26可能需要冷却。应当理解，气体80、前部轮空间26和环境温度不限于本文中公开的温度，而是可为任何温度。
因而，可在膛孔中使用栓30。栓30可有利地构造成仅在需要时(例如在相对较高温度的运行工况期间)对前部轮空间26提供足够的冷却空气。应当理解，本公开的栓30不限于在压缩机排气壳22中使用，而是相反，可在任何适当的温度边界60上使用，以按需要穿过温度边界60来提供冷却流。应当进一步理解，本公开的栓30不限于在燃气轮机系统10中的温度边界60上使用，而是相反，可用于任何适当的系统中的任何温度边界60上。
如在图2中所示，本公开的栓30可用来调节通过温度边界60(例如通过在燃气轮机系统10中的温度边界60)的气体80流。例如，如在图2中所示，在一个实施例中，温度边界60可由压缩机排气壳22限定。另外，温度边界60可位于压缩机排气气室20和前部轮空间26之间。本公开的栓30可允许气体80选择性地流过温度边界60，以冷却相对较高温度的区域，如下面所描述的那样。
如在图3至10中所示，本公开的栓30可包括壳体32和至少一个压力促动的阀36。壳体32可大体设置在燃气轮机系统10中的温度边界60上，例如在温度边界60的相对较低温度的侧上。例如，栓30可设置于在温度边界60上提供的膛孔中。在各种实施例中，栓30可包括与膛孔中的螺纹相配的螺纹，或者可焊接、螺栓连接或可使用任何适当的紧固或固定技术来以别的方式固定在膛孔中。
壳体32可限定用于使气体80流过其中的通道34。大体上，通道34可允许气体80通过温度边界60从具有相对较冷的温度的区域流到具有相对较热的温度的区域。通道34可大体为直的，或可为曲折的或蛇形的或者具有任何其它适当的形状。另外，通道34可包括允许有多个气体80流的多个支路。通道34可具有大体圆形或椭圆形截面、大体长方形截面、大体三角形截面或任何其它适当的多边形截面。通道34的截面面积可在通道34的整个长度上为恒定的，或可渐缩或带有具有变化的截面的部分。
至少一个压力促动的阀36可设置在通道34中，并且可在打开位置(如在图2、3、5、7和9中所示)和关闭位置(如在图4、6、8和10中所示)之间可动。在打开位置上，阀36可允许气体80流过通道34，如上面所论述的那样。但是在关闭位置上，阀36可防止气体80流过通道34。
例如，在示例性实施例中，阀36可包括通过其中的阀孔38，如在图2至6、9和10中所示出和在下面进一步描述的那样。在打开位置上(见图2、3、5和9)，阀孔38可与通道34对准，使得当气体80流过通道34时，气体80可传送通过阀孔38。但是在关闭位置上(图4、6和10)，阀孔38可与通道34的内壁对准，使得阀36的外壁防止在通道34中的气体80流过阀孔38以及因此流过通道34。
但是在备选的示例性实施例中，阀36可能能够运动到通过通道34的气体80的流径中以及运动离开该流径，使得不需要阀孔38。例如，如图7和8中所示出和在下面进一步描述的那样，处于打开位置(见图7)的阀36可大体设置成紧邻通道34的内壁，使得阀36仅最低限度地阻碍通过通道34的气体80流。但是在关闭位置(见图8)上，阀36可大体设置在通道34中，使得通道34完全或基本被阻塞，从而防止气体80流过其中。
大体上，可通过气体80的压力的相对变化来促动本公开的阀36。阀36可在气体80的压力升高时从打开位置运动到关闭位置，并且可在气体80的压力降低时从关闭位置运动到打开位置。例如，在燃气轮机系统10的情境中，气体80的压力可关于气体80的温度和在燃气轮机系统10的外部的环境温度而变化。如所论述的那样，在燃气轮机系统10的外部的环境温度可在相对较热的温度(例如在下午期间或在夏季月份期间)和相对较冷的温度(例如在夜晚期间或在冬季月份期间)之间变化。当环境温度上升以及下降时，气体80的温度以及在前部轮空间26中的温度可经受对应的温度变化。另外，气体80的压力可与气体80的变化的温度相反地变化。
因而，当环境温度上升从而使气体80和前部轮空间26的温度上升以及使得必须冷却前部轮空间26时，气体80的压力可降低。气体80的压力的这个降低可使阀36运动到打开位置，并且允许相对较冷的气体80流过通道34。在示例性实施例中，气体80可通过通道34从压缩机排气气室20流到前部轮空间26中，从而冷却前部轮空间26。
另外，当环境温度下降从而降低气体80和前部轮空间26的温度、使得不再需要冷却前部轮空间26时，气体80的压力可升高。气体80的压力的这个升高可使阀36运动到关闭位置，并且防止气体80流过通道34，从而在不必冷却前部轮空间26时的时期期间防止不经济地转移来自压缩机排气气室20的气体80的一部分，并且提高燃气轮机系统10的输出和效率。
因而，应当理解，本公开的栓30是自动运行的动态栓，从而在安装之后、在正常的运行工况期间不需要人工干预。
在示例性实施例中，如在图2至10中所显示和在下面描述的那样，阀36可偏置向打开位置。例如，在某些示例性实施例中，栓30可包括与阀36连通的弹簧构件40。弹簧构件40可大体对阀36施加弹簧力，使得阀36被偏置向打开位置。在备选的示例性实施例中，可通过阀36的重量或通过施加用以导致朝向打开位置的偏置的任何其它适当的力来将阀36偏置向打开位置。还应当理解，在某些备选实施例中，阀36可偏置向关闭位置。
应当理解，各个栓30可包括单个压力促动的阀36或多个压力促动的阀36。例如，在多种实施例中，限定在壳体32中的通道34可包括许多支路，如上面所论述的那样，并且阀36可设置在通道34的各个支路中。备选地，栓30可包括不止一个通道34，并且阀36可设置在各个通道34中。备选地，栓30可包括单个通道34，并且多个阀可设置在通道34中。
另外，应当理解，不止一个栓30(例如多个栓30)可设置在温度边界60上。在示例性实施例中，例如，多个栓30可设置在压缩机排气壳22中。
图2至4显示了本公开的栓30的一个实施例。如所显示的那样，此实施例的阀36在打开位置(见图2和3)和关闭位置(见图4)之间沿着大体直线的水平轴线可动。另外，栓30包括提供弹簧力来将栓30偏置向打开位置的弹簧构件40。另外，多个止动件42可设置在栓30中。止动件42可定位成使阀36对准在打开位置中，使得通道34和阀孔38对准且处于流体连通。另外，在一些实施例中，止动件42可定位成使阀36对准在关闭位置中，使得阀36恰当地密封通道34，以防止气体80流过其中。如上面所论述的那样，当阀36处于打开位置时，气体80的压力对阀36施加的力50可例如在气体80的温度为相对较高时为相对较小，如在图2和3中所示。但是当气体80的温度下降时，气体80的压力对阀36施加的力50可对应地增大，从而使阀36从打开位置运动到关闭位置，如在图4中所示。当气体80的温度升高时，气体80的压力对阀36施加的力50可对应地降低，从而使阀36从关闭位置运动回到打开位置。
图5和6显示了本公开的栓30的另一个实施例。如所显示的那样，此实施例的阀36在打开位置(见图5)和关闭位置(见图6)之间沿着大体直线的竖直轴线可动。另外，栓30包括提供弹簧力来将栓30偏置向打开位置的弹簧构件40。另外，止动件42可设置在栓30中。止动件42可定位成使阀36对准在打开位置中，使得通道34和阀孔38对准且处于流体连通。另外，在一些实施例中，止动件42可定位成使阀36对准在关闭位置中，使得阀36恰当地密封通道34，以防止气体80流过其中。如上面所论述的那样，当阀36处于打开位置时，气体80的压力对阀36施加的力50可例如在气体80的温度相对较高时相对较小，如在图5中所示。但是当气体80的温度下降时，气体80的压力对阀36施加的力50可对应地增大，从而使阀36从打开位置运动到关闭位置，如在图6中所示。当气体80的温度升高时，气体80的压力对阀36施加的力50可对应地降低，从而使阀36从关闭位置运动回到打开位置。
图7和8显示了本公开的栓30的另一个实施例。如所显示的那样，此实施例的阀36在打开位置(见图7)和关闭位置(见图8)之间绕着枢转点44可枢转。另外，栓30包括提供弹簧力来将栓30偏置向打开位置的弹簧构件40。另外，止动件42可设置在栓30中。止动件42可定位成使阀36对准在关闭位置中，使得阀36恰当地密封通道34，以防止气体80流过其中。另外，在一些实施例中，止动件42可定位成使阀36对准在打开位置中，使得通道34和阀孔38对准且处于流体连通。如上面所论述的那样，当阀36处于打开位置时，气体80的压力对阀36施加的力50可例如在气体80的温度为相对较高时为相对较小，如在图7中所示。但是当气体80的温度下降时，气体80的压力对阀36施加的力50可对应地增大，从而使阀36从打开位置运动到关闭位置，如在图8中所示。当气体80的温度升高时，气体80的压力对阀36施加的力50可对应地降低，从而使阀36从关闭位置运动回到打开位置。
图9和10显示了本公开的栓30的另一个实施例。如所显示的那样，此实施例的阀36在打开位置(见图9)和关闭位置(见图10)之间沿着大体直线的竖直轴线可动。但是在此实施例中，阀36的重量将栓30偏置向打开位置。另外，止动件42可设置在栓30中。止动件42中的若干个可定位成使阀36对准在打开位置中，使得通道34和阀孔38对准且处于流体连通。其它止动件42可定位成使阀36对准在关闭位置中，使得阀36恰当地密封通道34，以防止气体80流过其中。如上面所论述的那样，当阀36处于打开位置时，气体80的压力对阀36施加的力50可例如在气体80的温度为相对较高时为相对较小，如在图9中所示。但是当气体80的温度下降时，气体80的压力对阀36施加的力50可对应地增大，从而使阀36从打开位置运动到关闭位置，如在图10中所示。当气体80的温度升高时，气体80的压力对阀36施加的力50可对应地降低，从而使阀36从关闭位置运动回到打开位置。
应当理解，可校准弹簧构件40的硬度、阀36的重量、大小和表面面积、通道34和阀孔38的大小和长度，以及止动件42的对准度，使得栓30恰当地响应气体80的压力的变化，并且使得阀36在气体80的压力升高时从打开位置运动到关闭位置，而在气体80的压力降低时从关闭位置运动到打开位置。
通过包括在打开位置和关闭位置之间运动的压力促动的阀36，本公开的栓30因而仅在需要冷却时(例如在相对较高温度的运行工况期间)提供通过温度边界60的气体80。另外，本公开的栓30在不需要冷却时(例如在相对较低温度的运行工况期间)防止不经济地将气体80转移通过温度边界60。因而在示例性实施例中，本公开的栓30在相对较低温度的运行工况期间提供了本公开的燃气轮机系统10(所实现的)的提高的效率和增加的动力产生量，而在较高温度的运行工况期间提供了燃气轮机系统10的多个构件的冷却。
本公开进一步提供了用于调节通过燃气轮机系统10中的温度边界60的气体80流的方法。该方法可包括例如提供至少一个栓30。栓30可包括设置在燃气轮机系统10中的温度边界60上的壳体32，壳体32限定了用于使气体80流过其中的通道34，如上面所论述的那样。壳体32可进一步包括设置在通道34中且在打开位置和关闭位置之间可动的至少一个压力促动的阀36，如上文所论述。
该方法可进一步包括以下步骤：当气体80的压力降低时朝向打开位置而促动阀36，以允许气体80流过其中；以及当气体80的压力升高时朝向关闭位置而促动阀36，以防止气体80流过其中。例如，如上面所论述的那样，至少一个压力促动的阀36在气体80的压力升高时从打开位置运动到关闭位置，而在气体80的压力降低时从关闭位置运动到打开位置。
此书面描述使用了实例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使得本领域的任何技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统，以及执行任何结合的方法。本发明的可授予专利的范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它实例。如果这样的其它实例包括不异于权利要求的字面语言的结构元素，或如果它们包括与权利要求的字面语言无实质性差异的等效结构元素，则这样的其它实例意图处于权利要求的范围内。

Claims (12)

1.一种用于在系统(10)中调节气体(80)流的栓(30)，所述栓(30)包括：
设置在系统(10)中的温度边界(60)上的壳体(32)，所述壳体(32)限定用于使气体(80)从中流过的通道(34)；以及
设置在所述通道(34)中且能够在打开位置和关闭位置之间运动的至少一个压力促动的阀(36)，
其中，所述至少一个压力促动的阀(36)在所述气体(80)的压力升高时从所述打开位置运动到所述关闭位置，而在所述气体(80)的压力降低时从所述关闭位置运动到所述打开位置；
其中，所述温度边界(60)位于燃气轮机(10)中的压缩机排气气室(20)和前部轮空间(26)之间；并且处于所述打开位置的所述至少一个压力促动的阀(36)允许气体(80)从所述压缩机排气气室(20)流过所述通道(34)以及进入所述前部轮空间(26)中，从而冷却所述前部轮空间(26)。
2.根据权利要求1所述的栓(30)，其特征在于，所述温度边界(60)由压缩机排气壳(22)限定。
3.根据权利要求1所述的栓(30)，其特征在于，所述至少一个压力促动的阀(36)被偏置向所述打开位置。
4.根据权利要求3所述的栓(30)，其特征在于，所述偏置由弹簧力导致。
5.根据权利要求3所述的栓(30)，其特征在于，所述偏置由所述至少一个压力促动的阀(36)的重量导致。
6.根据权利要求1所述的栓(30)，其特征在于，所述至少一个压力促动的阀(36)能够沿着大体直线的竖直轴线运动。
7.根据权利要求1所述的栓(30)，其特征在于，所述至少一个压力促动的阀(36)能够沿着大体直线的水平轴线运动。
8.根据权利要求1所述的栓(30)，其特征在于，所述至少一个压力促动的阀(36)能够在所述打开位置和所述关闭位置之间枢转。
9.根据权利要求1所述的栓(30)，其特征在于，所述至少一个压力促动的阀(36)是多个压力促动的阀(36)。
10.一种用于在系统中调节气体(80)流的方法，所述方法包括：
提供至少一个栓(30)，所述栓(30)包括：设置在系统(10)中的温度边界(60)上的壳体(32)，所述壳体(32)限定用于使气体(80)从中流过的通道(34)；以及设置在所述通道(34)中且能够在打开位置和关闭位置之间运动的至少一个压力促动的阀(36)；
当所述气体(80)的压力降低时朝向所述打开位置而促动所述阀(36)，以允许所述气体(80)从中流过；以及
当所述气体(80)的压力升高时朝向所述关闭位置而促动所述阀(36)，以防止所述气体(80)从中流过；
其中，所述温度边界(60)位于燃气轮机中的压缩机排气气室(20)和前部轮空间(26)之间；并且处于所述打开位置的所述至少一个压力促动的阀(36)允许气体(80)从所述压缩机排气气室(20)流过所述通道(34)以及进入所述前部轮空间(26)中，从而冷却所述前部轮空间(26)。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述温度边界(60)由压缩机排气壳(22)限定。
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述至少一个压力促动的阀(36)被偏置向所述打开位置。
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9297310B2 (en) * 2012-10-18 2016-03-29 General Electric Company Part load performance improvement using deformable bore plugs
CN102980208B (zh) * 2012-11-19 2014-12-03 哈尔滨工程大学 用于化学回热循环的油气自动切换的双燃料喷嘴
US9803550B2 (en) 2014-03-31 2017-10-31 Pratt & Whitney Canada Corp. Shaft assembly of a gas turbine engine and method of controlling flow therein
CN104096658B (zh) * 2014-07-31 2016-04-06 上海艾瑞德生物科技有限公司 一种卷点膜机
JP6446910B2 (ja) * 2014-08-25 2019-01-09 三浦工業株式会社 燃料電池システム及び気体流量制限器
US9964223B2 (en) * 2015-07-13 2018-05-08 Hamilton Sundstrand Corporation Bleed valves for gas turbine engines
US20170107902A1 (en) * 2015-10-19 2017-04-20 General Electric Company Systems and Methods for Wheel Space Temperature Management
US10544740B2 (en) 2016-03-15 2020-01-28 Rolls-Royce Corporation Gas turbine engine with cooling air system
US10547580B2 (en) * 2016-10-05 2020-01-28 Microsoft Technology Licensing, Llc Dynamically re-parenting email messages based on updated conversations
US10533747B2 (en) * 2017-03-30 2020-01-14 General Electric Company Additively manufactured mechanical fastener with cooling fluid passageways
TWI688326B (zh) * 2018-01-17 2020-03-11 緯創資通股份有限公司 冷卻液補充機構及具有冷卻液補充機構的冷卻循環系統及電子設備
US11002222B2 (en) 2018-03-21 2021-05-11 Honeywell International Inc. Systems and methods for thrust reverser with temperature and fluid management
WO2020112476A1 (en) * 2018-11-30 2020-06-04 Siemens Aktiengesellschaft Secondary air system in-situ installation of a drain hole plug
FR3108655B1 (fr) * 2020-03-24 2022-07-15 Safran Aircraft Engines Turbomachine à double flux comprenant un dispositif de régulation du débit de fluide de refroidissement

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US866503A (en) * 1907-06-22 1907-09-17 Andrew J Morehart Fluid-pressure regulator.
US4416111A (en) * 1981-02-25 1983-11-22 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Air modulation apparatus
CN101160485A (zh) * 2005-04-14 2008-04-09 丰田自动车株式会社 流体用开关阀装置
CN101307836A (zh) * 2008-07-17 2008-11-19 刘雁 自动压力调控阀

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1196121A (en) * 1916-08-29 Pressure-regulating valve for pumps
US1230981A (en) * 1916-11-02 1917-06-26 George M Bacon Adjustable automatic cut-off valve and signal.
US3670771A (en) 1969-12-11 1972-06-20 Norgren Co C A Fluid operated booster valve
JPS592772B2 (ja) * 1977-03-11 1984-01-20 株式会社日立製作所 ガスタ−ビン冷却装置
US4296599A (en) * 1979-03-30 1981-10-27 General Electric Company Turbine cooling air modulation apparatus
US4807433A (en) * 1983-05-05 1989-02-28 General Electric Company Turbine cooling air modulation
JPS62150545U (zh) * 1986-03-17 1987-09-24
US4893650A (en) 1988-09-12 1990-01-16 Bill Chisholm One way high pressure flow control fittings
US5996331A (en) * 1997-09-15 1999-12-07 Alliedsignal Inc. Passive turbine coolant regulator responsive to engine load
JP2001330342A (ja) * 2000-05-19 2001-11-30 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 空気調和機の膨張弁
US6402052B1 (en) 2001-08-24 2002-06-11 General Motors Corporation Pressure sensitive windshield washer nozzle
US6931859B2 (en) 2003-12-17 2005-08-23 Honeywell International Inc. Variable turbine cooling flow system
FR2884867B1 (fr) * 2005-04-21 2007-08-03 Snecma Moteurs Sa Dispositif de regulation du debit d'air circulant dans un arbre rotatif d'une turbomachine
US8495883B2 (en) * 2007-04-05 2013-07-30 Siemens Energy, Inc. Cooling of turbine components using combustor shell air
US8517663B2 (en) * 2008-09-30 2013-08-27 General Electric Company Method and apparatus for gas turbine engine temperature management
US8011382B2 (en) * 2008-10-06 2011-09-06 Honeywell International Inc. Bi-modal bleed valve assembly for gas turbine engine

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US866503A (en) * 1907-06-22 1907-09-17 Andrew J Morehart Fluid-pressure regulator.
US4416111A (en) * 1981-02-25 1983-11-22 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Air modulation apparatus
CN101160485A (zh) * 2005-04-14 2008-04-09 丰田自动车株式会社 流体用开关阀装置
CN101307836A (zh) * 2008-07-17 2008-11-19 刘雁 自动压力调控阀

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CH703587A2 (de) 2012-02-15
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