CN104956035A - 基于抽吸装置的主动间隙控制系统 - Google Patents
基于抽吸装置的主动间隙控制系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104956035A CN104956035A CN201480008045.1A CN201480008045A CN104956035A CN 104956035 A CN104956035 A CN 104956035A CN 201480008045 A CN201480008045 A CN 201480008045A CN 104956035 A CN104956035 A CN 104956035A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- downstream
- upstream
- manifold
- valve
- ring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
- F01D11/08—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator
- F01D11/14—Adjusting or regulating tip-clearance, i.e. distance between rotor-blade tips and stator casing
- F01D11/20—Actively adjusting tip-clearance
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
- F01D11/08—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator
- F01D11/14—Adjusting or regulating tip-clearance, i.e. distance between rotor-blade tips and stator casing
- F01D11/20—Actively adjusting tip-clearance
- F01D11/24—Actively adjusting tip-clearance by selectively cooling-heating stator or rotor components
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2260/00—Function
- F05D2260/60—Fluid transfer
- F05D2260/606—Bypassing the fluid
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
一种用于燃气涡轮发动机(10)的间隙控制装置,包括:环形涡轮壳体(48),其具有相对的内和外表面(49、51);环形歧管(M),其环绕涡轮壳体(48)的一部分,歧管(M)包括:与歧管(M)和涡轮壳体(48)的外表面(51)流体连通的入口(74),以及出口(52);以及旁通管(84),其具有联接至出口(52)的上游端(86)、联接至低压槽的下游端以及布置于上游与下游端之间的阀(92),阀(92)在阻止上游与下游端之间的流动的第一位置与许可上游与下游端之间的流动的第二位置之间可选择地移动。还提供了相应的控制涡轮间隙的方法。
Description
技术领域
本发明大体涉及燃气涡轮发动机,并且更具体地涉及用于主动控制在这样的发动机的涡轮区段中的转子和护罩之间的径向间隙的装置和方法。
背景技术
典型的燃气涡轮发动机包括涡轮机械核心,其以连续的流动关系具有高压压缩机、燃烧器以及高压涡轮。可以以已知的方式操作核心以生成主气流。高压涡轮或(“HPT”)包括从主气流提取能量的一个或更多个转子。每个转子包括由旋转盘运载的叶片或动叶片的环形阵列。穿过转子的流路部分地由护罩限定,该护罩是由涡轮壳体运载的固定式结构,并约束叶片或动叶片的尖端。这些构件在极度高温的环境下运转。
叶片尖端间隙是整体发动机性能的关键构件,尤其是HPT中的尖端间隙。因为燃气涡轮发动机在很宽的运转条件范围内运转,所以通常不可能设置不变的叶片尖端间隙以便在所有发动机运转条件下避免叶片尖端与周围的结构之间的“摩擦”的同时还维持最佳效率。因此得知通过选择性地加热和/或冷却涡轮壳体来主动地控制叶片尖端间隙。
然而,这样的系统典型地取决于将加热或冷却空气递送至涡轮壳体的复杂的且昂贵的歧管结构的使用,并且还要求复杂的装阀和配管以控制高压放气到歧管的抽气和递送。
因此,需要以最小的重量和费用在燃气涡轮发动机中提供主动间隙控制的机构。
发明内容
通过本发明来解决该需要,本发明提供使用位于主动间隙控制歧管的下游的阀来控制流量的基于抽吸装置的主动间隙控制系统。
根据本发明的一方面,一种用于燃气涡轮发动机的间隙控制装置,包括:环形涡轮壳体,其具有相对的内和外表面;环形歧管,其环绕涡轮壳体的一部分,歧管包括:入口,其与歧管和涡轮壳体的外表面流体连通;以及出口;以及旁通管,其具有联接至出口的上游端、联接至低压槽的下游端、以及布置于上游与下游端之间的阀,阀在阻止上游与下游端之间的流动的第一位置与许可上游与下游端之间的流动的第二位置之间可选择地移动。
根据本发明的另一方面,歧管包括多个出口,以及多个旁通管布置于歧管周围,各个旁通管具有:上游端,其联接出口中的一个;下游端,其联接至低压槽;以及阀,其布置于上游与下游端之间,阀在阻止上游与下游端之间的流动的第一位置与许可上游与下游端之间的流动的第二位置之间可选择地移动。
根据本发明的另一方面,致动器联接至阀。
根据本发明的一方面,一种用于具有中心轴线的燃气涡轮发动机的间隙控制装置,包括:环形涡轮壳体,其具有从其径向地向外突出的前和后环形环,其中环中的至少一个包括穿过其的入口;环形盖,其具有形成于其中的口,盖约束涡轮壳体,盖的内表面接触环的径向外面,使得涡轮壳体、环、以及盖共同地限定歧管;以及旁通管,其具有联接至出口的上游端、联接至低压槽的下游端,以及布置于上游与下游端之间的阀,阀在阻止上游与下游端之间的流动的第一位置与许可上游与下游端之间的流动的第二位置之间可选择地移动。
根据本发明的另一方面,盖包括:后区段,其环绕环,后区段包括出口;以及前区段,其包括轴向地延伸且间隔开的指状物的环形阵列。
根据本发明的另一方面,各个指状物具有布置于其远端处的凸缘;涡轮壳体包括轴向地布置于前环的前部的径向地延伸的前安装凸缘;以及指状物的凸缘通过机械接头连接至涡轮壳体的前安装凸缘。
根据本发明的另一方面,前和后环中的每一个包括与歧管连通的形成于环中的孔的环形阵列。
根据本发明的另一方面,环中的孔以相对于中心轴线非垂直且非平行的角度布置。
根据本发明的另一方面,护罩布置于涡轮壳体内并环绕可围绕中心轴线旋转的一排涡轮叶片。
根据本发明的另一方面,一种控制具有如下部件的类型的燃气涡轮发动机中的涡轮间隙的方法:环形涡轮壳体,其环绕涡轮转子,涡轮壳体具有在发动机运转中暴露于相对地较冷的旁通空气的恒流的外表面和在发动机运转中暴露于相对地更热的空气的相对的内表面;以及环形歧管,其环绕涡轮壳体的外表面的一部分并包括与外表面连通的入口。方法包括:联接与歧管流体连通的旁通管的上游端;联接与低压槽流体连通的旁通管的下游端;以及使用布置于上游与下游端之间的阀,在发动机运转期间定位阀以便在期望冷却涡轮壳体时许可期望的量的旁通空气流动穿过歧管。
根据本发明的另一方面,在第一发动机运转状态期间,将阀定位于第一位置使得旁通空气不能流动穿过歧管;以及在第二发动机运转状态期间,将阀定位于第二位置以便许可旁通空气流动穿过歧管,并由此冷却涡轮壳体。
根据本发明的另一方面,歧管包括多个出口,以及多个旁通管布置于歧管周围,各个旁通管具有:上游端,其联接出口中的一个;下游端,其联接至低压槽;以及阀(92),其布置于上游与下游端之间,可操作阀来选择性地阻止或许可上游与下游端之间的流动,以及方法进一步包括:在发动机运转期间,定位阀中的每一个以便在期望冷却涡轮壳体时,许可期望的量的旁通空气流动穿过歧管。
附图说明
可以通过结合附图参考以下的描述来最好地理解本发明,在附图中:
图1是并入按照本发明的一方面构造的主动间隙控制装置的燃气涡轮发动机的示意的局部剖视图;
图2是图1的发动机的涡轮区段的局部剖视图;
图3是涡轮壳体的一部分的俯视图,其显示孔在一对环中的第一构型;
图4是涡轮壳体的一部分的俯视图,其显示孔在一对环中的第二构型;
图5是涡轮壳体的一部分的俯视图,其显示孔在一对环中的第三构型;
图6是在图2中显示的盖的正视图;以及
图7是图6的盖的侧视图。
具体实施方式
本发明大体提供使用位于主动间隙控制歧管的下游的阀来控制流量的基于抽吸装置的主动间隙控制系统。
现在,参考附图,其中相同的参考标号贯穿各种视图指示相同的元件,图1示意性地描绘燃气涡轮10发动机,其具有中心线轴线“A”并在其他结构当中包括包括风扇12、低压压缩机或“增压器”14、高压压缩机(“HPC”)16、燃烧器18、高压涡轮(“HPT”)20以及低压涡轮(“LPT”) 22。HPC 16、燃烧器18以及HPT 20共同地构成发动机10的“核心”。HPC 16提供压缩空气,其主要地传递至燃烧器18以支持燃烧,并部分地传递至燃烧器18周围,在燃烧器18周围压缩空气用于冷却燃烧器衬套和更靠下游的涡轮机械两者。燃料被引入燃烧器18的前端并以常规的方式与空气混合。点燃所得的燃料空气混合物以用于生成热燃烧气体。热燃烧气体被排放至HPT 20,在HPT 20热燃烧气体膨胀使得能量被提取。HPT 20通过外轴24驱动高压压缩机16。退出HPT 20的气体被排放至低压涡轮22,在低压涡轮22退出HPT 20的气体进一步膨胀并且能量被提取以通过内轴26驱动增压器14和风扇12。退出风扇12的空气的一部分绕过核心,流动穿过旁通导管28,并在穿过排气喷嘴32退出之前在混合器30与退出核心的废气重新组合。
在示出的示例中,发动机是涡轮风扇发动机。然而,本文中所描述的原理可同样地应用于涡轮螺旋桨发动机和涡轮喷气发动机,以及用于其他车辆或在固定的应用中使用的涡轮发动机。
参考图2,HPT 20包括喷嘴34,其包括由环形外带38约束的多个周向地隔开的翼形固定式涡轮叶片36。外带38界限定穿过涡轮喷嘴34的燃气流的外径向边界。外带38可以是连续的环形元件,或者可以是分段的。构造涡轮叶片36以便将燃烧气体最佳地引导至下游的转子。
在喷嘴34的下游,转子包括盘(未在图2中示出),该盘围绕中心线轴线A旋转,并运载翼形涡轮叶片40的阵列。布置包括多个弓状护罩段42的护罩以便紧密地环绕涡轮叶片40,并由此限定流动穿过转子的热燃气流的外径向流路边界。
在示出的示例中,各个护罩段42具有由相对的内和外壁以及前和后壁限定的中空的横截面形状。
护罩段42可由已知的类型的陶瓷基复合材料(CMC)构造。通常,市场上可买到的CMC材料包括陶瓷类纤维,例如SiC,多种形式的陶瓷类纤维涂有诸如氮化硼(BN)的柔性材料。在陶瓷类基体中携带纤维,一种形式的纤维是碳化硅(SiC)。典型地,CMC类材料具有不大于大约1%的室温拉伸塑性,本文中用来限定并意指低拉伸塑性材料。通常CMC类材料具有大约0.4%至大约0.7%的范围内的室温拉伸塑性。这是与具有至少大约5%,例如大约5%至大约15%的范围内的室温拉伸塑性的金属比较。护罩段42也能由其他低塑性且耐高温的材料构造。
护罩段42包括相对的端面44(一般也被称为“斜线”面)。端面44中的每一个位于与发动机的中心线轴线A平行的平面上,该平面被称为“径向平面”。端面44还可被定向使得平面相对于这样的径向平面成锐角。当组装并安装以形成环形环时,端隙被呈现在相邻的护罩段42的端面44之间。因此,可以在端面44处设置密封件46的阵列。类似的密封件通常以“花键密封件”知名,并且采取插入端面44上的狭槽中的金属或其他合适的材料的薄带的形式。花键密封件46跨越间隙。
护罩段42安装于固定式发动机结构。在本示例中,固定式结构是HPT壳体48,HPT壳体48通常是围绕中心线轴线A转动的主体。HPT壳体48具有分别面向HPT壳体48的内部和外部空间的相对的内和外表面49、51。可以在护罩段42中的每一个内侧安置悬挂器50或负荷分散器。诸如示出的螺栓的紧固件52接合悬挂器50,穿过护罩段42中的安装孔,并且将护罩段42沿径向方向夹紧或定位。
涡轮壳体48包括凸缘54,其径向地向内伸出并限定轴向地面向的支承面。该表面充当阻止护罩段42向后运动的刚性止动器。
喷嘴支架56轴向地定位于护罩段42的前部。喷嘴支架56具有大体上圆锥形的主体58。环形前凸缘60从主体58的前端径向地在外部延伸。在螺栓接头62(或其他类型的机械接头)中将前凸缘60组装于其他固定式发动机结构,固定式发动机结构不是本发明的主题。环形后凸缘64布置于主体56的后端处。
弹簧元件66布置于喷嘴支架56与护罩段42之间。当组装时,弹簧元件66将护罩段42轴向地向后靠着涡轮壳体48的凸缘54加载。
HPT壳体48的前端包括径向地延伸的前安装凸缘68。在螺栓接头62中组装前安装凸缘68。环形板状的前和后环70、72从HPT壳体48径向地向外延伸。环70与环72之间的轴向间距大约与护罩段42的轴向长度相同。
应注意到,虽然本发明被描述为应用于具有有弹性地安装的箱型护罩的HPT,但是在此描述的原理可应用于任何类型的HPT护罩结构。
环70和环72的一个或两者包括形成于其中的多个孔74,多个孔74以环形阵列布置。孔74可以与发动机10的中心线轴线A平行地延伸,或者孔74可以沿径向或切向方向成角度或沿径向和切向方向都成角度。如在本文中关于孔74所使用的,用语“成角度”指示当在径向平面或切向平面上观察或在径向平面和切向平面两者上观察时,孔74的纵向轴线相对于中心线轴线A以锐角布置。这还能够描述为孔74在至少一个平面上相对于中心线轴线A以非平行、非垂直的角度定向。在图2中,孔74显示为沿径向方向成角度。在图3中,前环70中的孔74切向地成角度,并且后环72中的孔74切向地,但沿相反的方向(相对于流动的方向)成角度。在图4中,前环70中的孔74切向地成角度,并且后环72中的孔74切向地,但沿相同的方向成角度。在图5中,孔74显示为平行于中心线轴线A。孔74的大小、间距、角度、和位置,以及环70和环72的形状、尺寸、和位置可被选择来按需要定制环70和环72的热性能以适合具体的应用。除了引导空气流之外,孔74的存在用来减少从HPT壳体48进入环70和环72中的传导性传热。
返回参考图2,环形盖76环绕环70和环72。盖76包括前和后区段。如在图6和图7中最好地看到的,前区段包括轴向地延伸且间隔开的指状物78的环形阵列,各个指状物78在其远端处具有凸缘80。后区段是圆柱形的并包括形成于其中的一个或更多个出口82。在示出的示例中,存在围绕盖76的外围均等地隔开的三个出口82。凸缘80被夹紧在螺栓接头62(图2)中,并且定位盖76使得后区段靠在前和后环70和72上并环绕前和后环70和72。盖76、前和后环70和72以及位于环70与72之间的HPT壳体48的一部分共同地限定环形歧管“M”。应注意到,由于出于本发明的目的,环70和72与盖76之间的线接触提供充分的密封,因而与现有技术的歧管结构形成显著对比,在盖76与环70和72之间不要求诸如形成的、焊接的或钎焊的接头的正附接。出于准许空气流进入歧管中的目的,歧管包括至少一个入口。在所图示的示例中,
发动机10设有一个或更多个中空旁通管84。各个旁通管84具有联接至盖76的上游端86。更具体地,旁通管84的孔与盖76中的口82连通。为各个口82提供一个旁通管84。任选地,旁通管84可以例如使用焊接或钎焊接头或者机械连接来正联接和/或密封于盖76。
各个旁通管84具有下游端88,下游端88与压力“槽”或具有相对于该区域减小的静压的区域连通。在示出的示例中,各个旁通管84的下游端88与涡轮后框架90 (参见图1)连通。
各个旁通管84将已知的类型的阀92并于上游端86与下游端88之间。阀92可在阻止上游与下游端86和88之间的流动的闭合位置与许可上游与下游端84和88之间的流动的打开位置之间移动。任选地,阀92可以是能确信定位于调节流量,即许可在无流量与最大流量之间的可变的流量的中间位置的类型。可以通过诸如电致动器、液压致动器或气动致动器(示意性地显示致动器94)的已知的机构来操作阀92。
在发动机运转的间,涡轮叶片40与护罩段42之间的尖端间隙受到多个因素的影响,包括:(1)转子弹性增长;(2)机壳压力增长;(3)叶片热增长;(4)机壳热增长;以及(5)转子热增长。这些影响的序列和量级共同地确定任何特定时间的实际的间隙。
在发动机从低速状况加速的期间,尖端间隙缩小,导致最小的间隙,然后,随着时间推移而增大。这样的最小值被称为“夹点”,并且,对能够制造进入发动机10中的最小的间隙设定限制。因此,除了夹点之外的状况下的间隙比所要求的间隙更大地打开。因此,为了缩小该不必要地大的间隙,可以采用主动间隙控制来通过使相对地较冷的旁通空气流动穿过歧管M来控制涡轮壳体48的直径。
在发动机运行的任何时候,环绕盖76的区域都在第一压力“P1”下暴露于风扇旁通气流(这是因为,涡轮壳体48暴露于旁通导管28)。即使在歧管M的上游未使用特殊的阀、管道等,这也是确实的。盖76中的开口以及前和后环70和72中的孔74将该压力传达至歧管M和闭合的阀92上游的旁通管84的孔。当阀92闭合时,空气停滞于该区域中,并且无气流穿过旁通管84。在当务之急是避免叶片摩擦时,在发动机加速的期间,阀92将典型地被闭合。
旁通管84的下游端88与压力“槽”,即具有小于P1的占主导地位的静压“P2”,即P1 > P2的区域连通。当阀92打开时,该压力差驱动空气循序地自旁通流路起,穿过指状物78之间的盖76中的开口(以及后环72的后端周围),穿过前和后环70和72中的孔74,进入空气擦洗HPT壳体48的外表面的歧管M中,穿过出口82,穿过旁通管84,并最终地从下游端88流出至压力槽(例如涡轮后框架90)。该气流可以向机外倾卸或可以重返发动机10的排气流路。在稳态运转状况的期间,阀92将典型地打开,以便使尖端间隙最小化。阀92定位于歧管M的下游的该类型的控制可以被称为“基于抽吸装置的”主动间隙控制。
可以使用已知的装置及方法来执行间隙阀92的操作以控制穿过歧管M的流量并因此控制间隙。例如,发动机10可以设有一个或更多个温度和/或间隙测量传感器(未示出)。来自这样的传感器的输入可以提供给电子控制器,该电子控制器使用已知的算法来确定在发动机运转的各阶段期间是应当将阀92闭合、部分地打开还是完全地打开。
在本文中描述的主动间隙控制装置和方法具有若干个优于现有技术的系统的优点。它将风扇旁通空气用作冷却流体。该旁通流可供使用而在使用点的上游不需要复杂的且昂贵的阀和管道。此外,歧管结构比将单独制作的歧管用于主动间隙控制的现有技术的系统更简单得多。
前面已经描述了用于燃气涡轮发动机的间隙控制结构和方法。本说明书(包括任何所附权利要求、摘要以及附图)中所公开的所有特征和/或因此公开的任何方法或过程的所有步骤可以以除了至少一些这样的特征和/或步骤互相排斥的组合之外的任何组合来组合。
本说明书(包括任何所附权利要求、摘要以及附图)中所公开的所有特征可以被服务于相同的、等价的或类似的目的的备选的特征所取代,除非另作清楚地说明。因此,除非另作清楚地说明,否则所公开的各个特征只是普通的一系列等价的或类似的特征的一个示例。
本发明不制约于前面的(多个)实施例的细节。本发明延伸本说明书(包括任何所附权利要求、摘要以及附图)中所公开的特征的任何新颖特征或任何新颖组合,或者延伸至因此公开的任何方法或过程的步骤的任何新颖步骤或任何新颖组合。
Claims (16)
1. 一种用于燃气涡轮发动机(10)的间隙控制装置,包括:
环形涡轮壳体(48),其具有相对的内和外表面(49、51);
环形歧管(M),其环绕所述涡轮壳体(48)的一部分,所述歧管(M)包括:
入口(74),其与所述歧管(M)和所述涡轮壳体(48)的所述外表面流体连通;以及
出口(52);以及
旁通管(84),其具有联接至所述出口(52)的上游端(86)、联接至低压槽的下游端(88)、以及布置于上游与下游端之间的阀(92),所述阀(92)在阻止所述上游与下游端之间的流动的第一位置与许可所述上游与下游端之间的流动的第二位置之间可选择地移动。
2. 根据权利要求1所述的装置,其特征在于:
所述歧管(M)包括多个出口(52),以及
多个旁通管(84)布置于所述歧管(M)周围,各个旁通管(84)具有:
上游端(86),其联接所述出口(52)中的一个;
下游端(88),其联接至低压槽;以及
阀(92),其布置于上游与下游端之间,所述阀(92)在阻止所述上游与下游端之间的流动的第一位置与许可所述上游与下游端之间的流动的第二位置之间可选择地移动。
3. 根据权利要求1所述的装置,其特征在于,致动器(94)联接至所述阀(92)。
4. 一种用于具有中心轴线(A)的燃气涡轮发动机(10)的间隙控制装置,包括:
环形涡轮壳体(48),其具有从其径向地向外突出的前和后环形环(70、72),其中,所述环(70、72)中的至少一个包括穿过其的入口(74);
环形盖(76),其具有形成于其中的口,所述盖(76)约束所述涡轮壳体(48),所述盖(76)的内表面接触所述环(70、72)的径向外面,使得所述涡轮壳体(48)、所述环(70、72)、以及所述盖(76)共同地限定歧管(M);以及
旁通管(84),其具有联接至所述出口(52)的上游端(86)、联接至低压槽的下游端,以及布置于上游与下游端之间的阀(92),所述阀(92)在阻止所述上游与下游端之间的流动的第一位置与许可所述上游与下游端之间的流动的第二位置之间可选择地移动。
5. 根据权利要求4所述的装置,其特征在于,所述盖(76)包括:
后区段,其环绕所述环(70、72),所述后区段包括所述出口(52);以及
前区段,其包括轴向地延伸且间隔开的指状物(78)的环形阵列。
6. 根据权利要求5所述的装置,其特征在于:
各个指状物(78)具有布置于其远端处的凸缘(80);
所述涡轮壳体(48)包括轴向地布置于所述前环(70)的前部的径向地延伸的前安装凸缘(68);以及
所述指状物(78)的所述凸缘(80)通过机械接头(62)连接至所述涡轮壳体(48)的前安装凸缘(68)。
7. 根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述前和后环(70、72)中的每一个包括与所述歧管(M)连通的形成于所述环中的孔(74)的环形阵列。
8. 根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述环(70、72)中的所述孔(74)以相对于所述中心轴线(A)非垂直且非平行的角度布置。
9. 根据权利要求4所述的装置,其特征在于:
所述歧管(M)包括多个出口(52),以及
多个旁通管(84)布置于所述歧管(M)周围,各个旁通管(84)具有:
上游端(86),其联接所述出口(52)中的一个;
下游端(88),其联接至低压槽;以及
阀(92),其布置于上游与下游端之间,所述阀(92)在阻止所述上游与下游端之间的流动的第一位置与许可所述上游与下游端之间的流动的第二位置之间可选择地移动。
10. 根据权利要求4所述的装置,其特征在于,致动器(94)联接至所述阀(92)。
11. 根据权利要求4所述的装置,其特征在于,进一步包含护罩(42),其布置于所述涡轮壳体(48)内并环绕可围绕所述中心轴线(A)旋转的一排涡轮叶片(40)。
12. 一种控制具有如下部件的类型的燃气涡轮发动机(10)中的涡轮间隙的方法:
环形涡轮壳体(48),其环绕涡轮转子,所述涡轮壳体(48)具有在发动机运转中暴露于相对地较冷的旁通空气的恒流的外表面(51)和在发动机运转中暴露于相对地更热的空气的相对的内表面(49);以及
环形歧管(M),其环绕所述涡轮壳体(48)的所述外表面(51)的一部分并包括与所述外表面(51)连通的入口(74),所述方法包括:
联接与所述歧管(M)流体连通的旁通管(84)的上游端(86);
联接与低压槽流体连通的所述旁通管(84)的下游端(88);以及
使用布置于所述上游与下游端之间的阀(92),在发动机运转期间定位所述阀(92)以便在期望冷却所述涡轮壳体(48)时许可期望的量的旁通空气流动穿过所述歧管(M)。
13. 根据权利要求12所述的方法,其特征在于:
在第一发动机运转状态期间,将所述阀(92)定位于第一位置使得旁通空气不能流动穿过所述歧管(M);以及
在第二发动机运转状态期间,将所述阀(92)定位于第二位置以便许可旁通空气流动穿过所述歧管(M),并由此冷却所述涡轮壳体(48)。
14. 根据权利要求12所述的方法,其特征在于,通过联接至所述阀(92)的致动器(94)来操作所述阀(92)。
15. 根据权利要求12所述的方法,其特征在于:
所述涡轮壳体(48)包括从其径向地向外突出的前和后环形环(70、72),其中,所述环(70、72)中的至少一个包括穿过其的入口(74);以及
在其中形成有所述出口(52)的环形盖(76)环绕所述涡轮壳体(48),所述盖(76)的内表面接触所述环(70、72)的径向外面,使得所述涡轮壳体(48)、所述环(70、72)、以及所述盖(76)共同地限定所述歧管(M)。
16. 根据权利要求12所述的方法,其特征在于:
所述歧管(M)包括多个出口(52),以及
多个旁通管(84)布置于所述歧管(M)周围,各个旁通管(84)具有:
上游端(86),其联接所述出口(52)中的一个;
下游端(88),其联接至低压槽;以及
阀(92),其布置于上游与下游端之间,可操作所述阀(92)来选择性地阻止或许可所述上游与下游之间的流动,所述方法进一步包括:
在发动机运转期间,定位所述阀(92)中的每一个以便在期望冷却所述涡轮壳体(48)时,许可期望的量的旁通空气流动穿过所述歧管(M)。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201361762590P | 2013-02-08 | 2013-02-08 | |
US61/762590 | 2013-02-08 | ||
PCT/US2014/010764 WO2014123654A1 (en) | 2013-02-08 | 2014-01-09 | Suction-based active clearance control system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN104956035A true CN104956035A (zh) | 2015-09-30 |
CN104956035B CN104956035B (zh) | 2017-07-28 |
Family
ID=50033797
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201480008045.1A Active CN104956035B (zh) | 2013-02-08 | 2014-01-09 | 基于抽吸装置的主动间隙控制系统 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10018067B2 (zh) |
EP (1) | EP2954173A1 (zh) |
JP (1) | JP2016507695A (zh) |
CN (1) | CN104956035B (zh) |
BR (1) | BR112015018957A2 (zh) |
CA (1) | CA2899895A1 (zh) |
WO (1) | WO2014123654A1 (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110177923A (zh) * | 2017-01-12 | 2019-08-27 | 赛峰航空器发动机 | 涡轮环组件 |
CN113757174A (zh) * | 2021-11-08 | 2021-12-07 | 中国航发上海商用航空发动机制造有限责任公司 | 一种机匣、压气机及压气机试验方法 |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10458429B2 (en) | 2016-05-26 | 2019-10-29 | Rolls-Royce Corporation | Impeller shroud with slidable coupling for clearance control in a centrifugal compressor |
US10344769B2 (en) | 2016-07-18 | 2019-07-09 | United Technologies Corporation | Clearance control between rotating and stationary structures |
FR3064022B1 (fr) * | 2017-03-16 | 2019-09-13 | Safran Aircraft Engines | Ensemble d'anneau de turbine |
FR3064023B1 (fr) * | 2017-03-16 | 2019-09-13 | Safran Aircraft Engines | Ensemble d'anneau de turbine |
EP3489466B1 (en) * | 2017-11-24 | 2021-08-25 | Ansaldo Energia Switzerland AG | Gas turbine assembly |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3039737A (en) * | 1959-04-13 | 1962-06-19 | Int Harvester Co | Device for controlling clearance between rotor and shroud of a turbine |
US4329114A (en) * | 1979-07-25 | 1982-05-11 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Active clearance control system for a turbomachine |
EP1314857A2 (en) * | 2001-11-21 | 2003-05-28 | United Technologies Corporation | Controlling turbine blade tip clearance according to thermal growth model |
CN101078356A (zh) * | 2006-05-25 | 2007-11-28 | 通用电气公司 | 以主动间隙控制补偿叶片尖端间隙恶化 |
EP1923538A2 (en) * | 2006-11-15 | 2008-05-21 | General Electric Company | Turbine with tip clearance control by transpiration |
US20090180867A1 (en) * | 2008-01-11 | 2009-07-16 | Snecma | Gas turbine engine with valve for establishing communication between two enclosures |
CN102046926A (zh) * | 2008-05-28 | 2011-05-04 | 斯奈克玛公司 | 具有活动叶片径向间隙控制盒的改进组件的涡轮发动机的高压涡轮机 |
CN102482947A (zh) * | 2009-09-08 | 2012-05-30 | 斯奈克玛 | 在涡轮发动机中控制叶片顶端间隙 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3800864A (en) * | 1972-09-05 | 1974-04-02 | Gen Electric | Pin-fin cooling system |
US4214851A (en) * | 1978-04-20 | 1980-07-29 | General Electric Company | Structural cooling air manifold for a gas turbine engine |
US4842477A (en) | 1986-12-24 | 1989-06-27 | General Electric Company | Active clearance control |
US4928240A (en) | 1988-02-24 | 1990-05-22 | General Electric Company | Active clearance control |
US5012420A (en) | 1988-03-31 | 1991-04-30 | General Electric Company | Active clearance control for gas turbine engine |
US8033119B2 (en) * | 2008-09-25 | 2011-10-11 | Siemens Energy, Inc. | Gas turbine transition duct |
GB201004381D0 (en) * | 2010-03-17 | 2010-04-28 | Rolls Royce Plc | Rotor blade tip clearance control |
US8668431B2 (en) * | 2010-03-29 | 2014-03-11 | United Technologies Corporation | Seal clearance control on non-cowled gas turbine engines |
US9316111B2 (en) * | 2011-12-15 | 2016-04-19 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Active turbine tip clearance control system |
US9285114B2 (en) * | 2012-11-06 | 2016-03-15 | Hino Motors, Ltd. | Burner |
US9206742B2 (en) * | 2012-12-29 | 2015-12-08 | United Technologies Corporation | Passages to facilitate a secondary flow between components |
US9621974B2 (en) * | 2013-05-20 | 2017-04-11 | Rajkumari Mohindra | Dual purpose pill reminder and tamper detector |
-
2014
- 2014-01-09 CN CN201480008045.1A patent/CN104956035B/zh active Active
- 2014-01-09 JP JP2015556946A patent/JP2016507695A/ja active Pending
- 2014-01-09 US US14/766,373 patent/US10018067B2/en active Active
- 2014-01-09 WO PCT/US2014/010764 patent/WO2014123654A1/en active Application Filing
- 2014-01-09 EP EP14702677.7A patent/EP2954173A1/en not_active Withdrawn
- 2014-01-09 CA CA2899895A patent/CA2899895A1/en not_active Abandoned
- 2014-01-09 BR BR112015018957A patent/BR112015018957A2/pt not_active IP Right Cessation
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3039737A (en) * | 1959-04-13 | 1962-06-19 | Int Harvester Co | Device for controlling clearance between rotor and shroud of a turbine |
US4329114A (en) * | 1979-07-25 | 1982-05-11 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Active clearance control system for a turbomachine |
EP1314857A2 (en) * | 2001-11-21 | 2003-05-28 | United Technologies Corporation | Controlling turbine blade tip clearance according to thermal growth model |
CN101078356A (zh) * | 2006-05-25 | 2007-11-28 | 通用电气公司 | 以主动间隙控制补偿叶片尖端间隙恶化 |
EP1923538A2 (en) * | 2006-11-15 | 2008-05-21 | General Electric Company | Turbine with tip clearance control by transpiration |
US20090180867A1 (en) * | 2008-01-11 | 2009-07-16 | Snecma | Gas turbine engine with valve for establishing communication between two enclosures |
CN102046926A (zh) * | 2008-05-28 | 2011-05-04 | 斯奈克玛公司 | 具有活动叶片径向间隙控制盒的改进组件的涡轮发动机的高压涡轮机 |
CN102482947A (zh) * | 2009-09-08 | 2012-05-30 | 斯奈克玛 | 在涡轮发动机中控制叶片顶端间隙 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110177923A (zh) * | 2017-01-12 | 2019-08-27 | 赛峰航空器发动机 | 涡轮环组件 |
CN110177923B (zh) * | 2017-01-12 | 2022-03-18 | 赛峰航空器发动机 | 涡轮环组件 |
CN113757174A (zh) * | 2021-11-08 | 2021-12-07 | 中国航发上海商用航空发动机制造有限责任公司 | 一种机匣、压气机及压气机试验方法 |
CN113757174B (zh) * | 2021-11-08 | 2022-02-08 | 中国航发上海商用航空发动机制造有限责任公司 | 一种机匣、压气机及压气机试验方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US10018067B2 (en) | 2018-07-10 |
JP2016507695A (ja) | 2016-03-10 |
CA2899895A1 (en) | 2014-08-14 |
CN104956035B (zh) | 2017-07-28 |
BR112015018957A2 (pt) | 2017-07-18 |
EP2954173A1 (en) | 2015-12-16 |
WO2014123654A8 (en) | 2015-10-15 |
WO2014123654A1 (en) | 2014-08-14 |
US20150369077A1 (en) | 2015-12-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104956035A (zh) | 基于抽吸装置的主动间隙控制系统 | |
US11092013B2 (en) | Modulated turbine cooling system | |
EP2809909B1 (en) | Gas turbine engine buffer system providing zoned ventilation | |
US10823184B2 (en) | Engine with face seal | |
EP2206882A2 (en) | Centrifugal Compressor Forward Thrust and Turbine Cooling Apparatus | |
US10113486B2 (en) | Method and system for modulated turbine cooling | |
US20180230839A1 (en) | Turbine engine shroud assembly | |
CN107339125A (zh) | 用于冷却燃气涡轮发动机的部件的系统和方法 | |
CN105408589A (zh) | 防冰分流器头部 | |
CN107060905B (zh) | 用于燃气涡轮发动机中的组件的涡轮框架冷却系统和方法 | |
US9988924B2 (en) | Rotor blade tip clearance control | |
CN110017211B (zh) | 具有密封件的涡轮发动机 | |
EP3073061A1 (en) | System for cooling a turbine shroud | |
CN108691655B (zh) | 涡轮发动机管道接口 | |
CN105003304A (zh) | 用于燃气涡轮发动机的主动间隙控制件 | |
US9896964B2 (en) | Core case heating for gas turbine engines | |
CN113123878B (zh) | 不同α的可变面积计量 | |
US10180068B2 (en) | Gas turbine unit | |
US20200072059A1 (en) | Component for a turbine engine with a hollow pin |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |