CN107023331B - 进入腔中的冷却流的被动流调节 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及进入腔中的冷却流的被动流调节。具体而言，一种根据实施例的被动流调节装置(36)包括：设置在第一区域(30)内的温度敏感元件(54)；联接至温度敏感元件(54)的活塞(60)，活塞(60)延伸穿过壁至第二区域(44)，其中第一区域(30)相比第二区域(44)处于较高的温度；以及设置在第二区域(44)中且由活塞(60)的远端部分促动的阀布置(42)，阀布置(42)响应于第一区域(44)中的温度的升高将冷却空气(32)的供应从第二区域(44)穿过成角度的孔口(34)切向地喷射到第一区域(30)中。

Description

进入腔中的冷却流的被动流调节
相关申请的交叉引用
本申请涉及2015年12月30日提交的GE案卷号为280848-1和283683-1的申请号为14/983768、14/983774的共同未决的美国专利申请。
技术领域
本公开内容大体上涉及涡轮机，并且更具体地涉及进入腔中的冷却流的被动流调节。
背景技术
涡轮广泛用于多种航空、工业和功率生成应用来执行功。此涡轮大体上包括外围地安装的定子导叶和旋转叶片的交错的级。定子导叶可附接至静止构件，诸如包绕涡轮的壳，且旋转叶片可附接至沿涡轮的轴向中心线定位的转子。压缩的工作流体(诸如蒸汽、燃烧气体或空气)沿气体通路流动穿过涡轮以产生功。定子导叶加速和引导压缩的工作流体到旋转叶片的后续级上以将运动给予旋转叶片，因此转动转子且执行功。
涡轮的各种构件(例如，叶片、喷嘴、护罩等)和区域(例如，定子与转子之间的轮空间)通常以某一方式冷却来除去由热气体通路传递的热。来自上游压缩机的气体(诸如压缩空气)可通过包括一个或多个冷却通路的至少一个冷却回路供应以冷却涡轮。
发明内容
本公开内容的第一方面提供了一种被动流调节装置，包括：设置在第一区域内的温度敏感元件；联接至温度敏感元件的活塞，活塞延伸穿过壁至第二区域，其中第一区域相比第二区域处于较高的温度；以及设置在第二区域中且由活塞的远端部分促动的阀布置，阀布置响应于第一区域中的温度的升高将冷却空气供应从第二区域穿过成角度的孔口切向地喷射到第一区域中。
本公开内容的第二方面提供了一种被动流调节装置，包括：温度敏感元件；联接至温度敏感元件的活塞，活塞包括头部区段，其中温度敏感元件和活塞设置在第一区域中；以及孔口，其从第二区域延伸到第一区域中，用于将冷却空气流从第二区域供应至第一区域，其中第一区域相比第二区域处于较高的温度；其中温度敏感元件扩大或收缩以将活塞的头部选择性地定位在孔口的一部分上，以控制从第二区域到第一区域中的冷却空气流。
本公开内容的第三方面提供了一种用于涡轮的冷却系统，包括：位于涡轮的第一区域与第二区域之间的孔口，其中涡轮的第一区域相比涡轮的第二区域处于较高的温度；设置在孔口附近的被动流调节装置，用于将冷却空气流从涡轮的第二区域穿过孔口引导到涡轮的第一区域，被动流调节装置包括：设置在第一区域内的温度敏感元件；联接至温度敏感元件的活塞，活塞延伸穿过壁至第二区域；以及设置在第二区域中且由活塞的远端部分促动的阀布置，阀布置响应于第一区域中的温度的变化将冷却空气流从第二区域穿过孔口选择性地引导到第一区域中；或温度敏感元件；以及联接至温度敏感元件的活塞，活塞包括头部区段，其中温度敏感元件和活塞设置在第一区域中；
其中温度敏感元件响应于第一区域中的温度的变化扩大或收缩以将活塞的头部选择性地定位在孔口的一部分上，以控制从第二区域到第一区域中的冷却空气流。
技术方案1. 一种被动流调节装置，包括：
设置在第一区域内的温度敏感元件；
联接至所述温度敏感元件的活塞，所述活塞延伸穿过壁至第二区域，其中所述第一区域相比所述第二区域处于较高的温度；以及
设置在所述第二区域中且由所述活塞的远端部分促动的阀布置，所述阀布置响应于所述第一区域中的温度的升高将冷却空气的供应从所述第二区域穿过成角度的孔口切向地喷射到所述第一区域中。
技术方案2. 根据技术方案1所述的被动流调节装置，其中，所述第一区域和所述第二区域位于涡轮内。
技术方案3. 根据技术方案2所述的被动流调节装置，其中，所述第一区域设置在所述涡轮的定子与转子之间。
技术方案4. 根据技术方案2所述的被动流调节装置，其中，所述成角度的孔口还包括预旋流孔口或流诱导器。
技术方案5. 根据技术方案2所述的被动流调节装置，其中，所述第一区域包括所述涡轮的轮空间腔。
技术方案6. 根据技术方案1所述的被动流调节装置，其中，所述第一区域包含旋转空气流，且其中所述冷却空气的供应在所述旋转空气流的旋转方向上穿过所述成角度的孔口喷射到所述第一区域中。
技术方案7. 根据技术方案1所述的被动流调节装置，其中，喷射到所述第一区域中的所述冷却空气的供应响应于所述第一区域中的温度的进一步升高而增加。
技术方案8. 根据技术方案1所述的被动流调节装置，其中，所述温度敏感元件包括容纳可热膨胀的材料的壳体。
技术方案9. 一种被动流调节装置，包括：
温度敏感元件；
联接至所述温度敏感元件的活塞，所述活塞包括头部区段，其中所述温度敏感元件和所述活塞设置在第一区域中；以及
孔口，其从第二区域延伸到所述第一区域中，用于将冷却空气流从所述第二区域供应至所述第一区域，其中所述第一区域相比所述第二区域处于较高的温度；
其中所述温度敏感元件扩大或收缩以将所述活塞的头部选择性地定位在所述孔口的一部分上，以控制从所述第二区域到所述第一区域中的所述冷却空气流。
技术方案10. 根据技术方案9所述的被动流调节装置，其中，所述孔口包括成角度的孔口，且其中所述活塞的头部的远端包括成角度的表面。
技术方案11. 根据技术方案9所述的被动流调节装置，其中，所述第一区域包括涡轮的轮空间腔。
技术方案12. 一种用于涡轮的冷却系统，包括：
位于所述涡轮的第一区域与第二区域之间的孔口，其中所述涡轮的第一区域相比所述涡轮的第二区域处于较高的温度；
设置在所述孔口附近的被动流调节装置，用于将冷却空气流从所述涡轮的第二区域穿过所述孔口引导至所述涡轮的第一区域，所述被动流调节装置包括：
设置在所述第一区域内的温度敏感元件；
联接至所述温度敏感元件的活塞，所述活塞延伸穿过壁至所述第二区域；以及
设置在所述第二区域中且由所述活塞的远端部分促动的阀布置，所述阀布置响应于所述第一区域中的温度的变化将所述冷却空气流从所述第二区域穿过所述孔口选择性地引导到所述第一区域中；
或
温度敏感元件；以及
联接至所述温度敏感元件的活塞，所述活塞包括头部区段，其中所述温度敏感元件和所述活塞设置在所述第一区域中；
其中所述温度敏感元件响应于所述第一区域中的温度的变化扩大或收缩以将所述活塞的头部选择性地定位在所述孔口的一部分上，以控制从所述第二区域到所述第一区域中的所述冷却空气流。
技术方案13. 根据技术方案10所述的被动流调节装置，其中，所述活塞的头部的所述成角度表面具有对应于穿过所述成角度孔口的冷却空气的流通角的形状。
技术方案14. 根据技术方案9所述的被动流调节装置，其中，所述第一区域和所述第二区域位于涡轮内。
技术方案15. 根据技术方案14所述的被动流调节装置，其中，所述第一区域包括所述涡轮的轮空间腔。
技术方案16. 根据技术方案9所述的被动流调节装置，其中，所述孔口包括预旋流孔口或流诱导器。
技术方案17. 根据技术方案9所述的被动流调节装置，其中，所述第一区域包含旋转空气流，且其中所述冷却空气流在所述旋转空气流的旋转方向上穿过所述成角度的孔口喷射到所述第一区域中。
技术方案18. 根据技术方案9所述的被动流调节装置，其中，所述温度敏感元件包括容纳可热膨胀的材料的壳体。
技术方案19. 根据技术方案12所述的冷却系统，其中，所述孔口包括成角度的孔口，且其中所述成角度的孔口包括预旋流孔口或流诱导器。
技术方案20. 根据技术方案12所述的冷却系统，其中，所述第一区域包括所述涡轮的轮空间腔。
技术方案21. 根据技术方案12所述的冷却系统，其中，所述第一区域包含旋转空气流，且其中所述冷却空气流在所述旋转空气流的旋转方向上从所述第二区域穿过所述孔口引导到所述第一区域中。
本公开内容的示范性方面设计成解决本文所述的问题和/或未论述的其它问题。
附图说明
本公开内容的这些及其它特征将从连同附图对本公开内容的各种方面的以下详细描述中更容易理解，附图绘出了本公开内容的各种实施例。
图1为根据实施例的燃气涡轮系统的示意图。
图2为根据实施例的转子、定子和多个被动流调节(PFM)装置的截面视图。
图3绘出了根据实施例的处于关闭位置的PFM装置。
图4绘出了根据实施例的处于打开位置的图3的PFM装置。
图5绘出了根据实施例的由图3和图4的PFM装置提供的流调节的图表。
图6绘出了根据实施例的处于减少流通位置的PFM装置。
图7绘出了根据实施例的处于完全流通位置的图6的PFM装置。
图8绘出了根据实施例的由图6和图7的PFM装置提供的流调节的图表。
图9绘出了根据实施例的处于非流通位置的双重PFM装置。
图10绘出了根据实施例的处于完全流通位置的双重PFM装置。
图11绘出了根据实施例的由图9和图10的双重PFM装置提供的流调节的图表。
将注意本公开内容的附图不按比例。附图意在仅绘出本公开内容的典型方面，且因此不应认作是限制本公开内容的范围。在附图中，相似的标号表示附图之间的相似元件。
零件清单
2 燃气涡轮系统
4 压缩机
6 空气
8 压缩空气
10 燃烧器
12 燃料
14 燃烧气体
16 涡轮
18 轴
20 外部负载
22 涡轮转子
24 定子
28 空气流
30 轮空间腔
32 冷却空气
34 孔口
36,38 被动流调节(PFM)装置
40 双重PFM装置
42 阀系统
44 冷区域
46 气体入口端口
48 气体出口端口
50 管道
52 适配器/连接器
54 温度敏感元件
56 壳体
58 可热膨胀的材料
60 活塞
62 阀盘
64 外侧表面
66 阀座
68 室
70 箭头
72 箭头
74 箭头
76 箭头
80 壳体
82 波纹管
84 可热膨胀的材料
86 活塞
88 可动架
90 头部
92 出口
94 远端表面
96 偏压部件
100 导阀
102 主阀
104 气体入口端口
106 气体出口端口
110 壳体
112 头部
114 可热膨胀的材料
116 活塞
118 阀盘
120 阀座
122 气体入口端口
124 气体出口端口
126 压力敏感元件
128 壳体
130 波纹管
132 活塞
134 阀盘
136 放出孔
138 阀座
150 箭头
174 箭头
176 箭头。
具体实施方式
本公开内容大体上涉及涡轮机，并且更具体地涉及进入腔中的冷却流的被动流调节。
在附图中，例如在图1中，"A"轴线代表轴向定向。如本文使用的用语"轴向"和/或"轴向地"是指物体沿轴线A的相对位置/方向，轴线A与涡轮机(具体而言，转子区段)的旋转轴线大致平行。如本文进一步使用的用语"径向"和/或"径向地"是指物体沿轴线(r)的相对位置/方向，轴线(r)与轴线A大致垂直且仅在一个位置处与轴线A相交。此外，用语"周向"和/或"周向地"是指物体沿圆周(c)的相对位置/方向，圆周(c)包绕轴线A但在任何位置处都不与轴线A相交。
现在参看附图，其中相似的数字表示贯穿若干视图的相似元件，图1示出了可在本文中使用的燃气涡轮系统2的示意图。燃气涡轮系统2可包括压缩机4。压缩机4压缩空气6的入流。压缩机4将压缩空气8的流输送至燃烧器10。燃烧器10使压缩空气8的流与加压的燃料12的流混合，且点燃混合物来产生燃烧气体14的流。尽管仅示出了单个燃烧器10，但燃气涡轮系统2可包括任何数目的燃烧器10。燃烧气体14的流继而又输送至涡轮16。燃烧气体14的流驱动涡轮16来产生机械功。涡轮16中产生的机械功经由轴18驱动压缩机4，且可用于驱动外部负载20，诸如发电机和/或类似的。
图2中绘出了在燃气涡轮系统2(图1)的操作期间在定子24内(例如，沿轴线A)旋转的涡轮转子22的截面视图。在转子22的旋转期间，旋转空气流28在定子24内的轮空间腔30中产生。多个孔口34沿周向围绕定子24定位。冷却空气32从"冷"区域(例如，该示例中的定子24外)到"热"区域(例如，轮空间腔30)在转子22的旋转方向上经由多个孔口34切向地喷射到轮空间腔30中。例如，冷却空气32可由燃气涡轮系统2(图1)的压缩机4生成。例如，孔口34可以以本领域中已知的方式用作预旋流孔口和/或流诱导器。根据实施例，多个孔口34中的至少一个设有被动流调节(PFM)装置36、38或40以用于选择性地控制允许穿过孔口34进入轮空间腔30中的冷却空气32的量。
根据实施例，PFM装置36、38可与孔口34串联使用以可变地控制穿过孔口34进入轮空间30中(例如，从冷区域到热区域)的冷却空气32流。例如，PFM装置36、38可促使冷却空气流穿过孔口34，且然后将流出孔口34进入轮空间腔30中的冷却空气32流增加和加速到或接近转子22的转速。各个孔口34包括限定的有效喉部区域Ae和出口角α以提供流动通路，使得空气流的流出速度和定向提供轮空间腔30中的最佳传热效率。PFM装置36、38提供跨过涡轮16的操作范围的冷却流节省且改善涡轮16的输出和效率。
根据其它实施例，双重PFM装置40可与孔口34串联使用以双重地控制穿过孔口34进入轮空间腔30中的冷却空气32流。在关闭位置，防止冷却空气32穿过孔口34流入轮空间腔30中。在打开位置，双重PFM装置40将特定的冷却空气流输送至轮空间腔30。涡轮性能改善，因为双重PFM装置40在除轮空间腔30中预计或测量到高温时之外的大多数涡轮操作模式期间关闭。
孔口34中的一个或多个可提供连续的(未调节的)冷却空气32流到轮空间腔30中。此孔口34在图2的下区段中绘出。
图3和图4中绘出了根据实施例的PFM装置36。PFM装置36在图3中处于关闭位置，且在图4中处于打开位置。在实施例中，PFM装置36的一些构件位于冷区域中(例如，在定子24外)，而其它构件设置在热区域(例如，轮空间腔30)内。
PFM装置36包括定位在冷区域44中的阀系统42。阀系统42包括至少一个气体入口端口46(图4)和气体出口端口48。管道50将阀系统42的气体出口端口48流体地联接至孔口34。适配器/连接器52将管道50联接至定子24。
设置在热区域(例如，轮空间腔30)内的温度敏感元件54可用于促动PFM装置36。在实施例中，温度敏感元件54可包括容纳可热膨胀的材料58的壳体56。例如，可热膨胀的材料58可包括硅热传递流体或在涡轮16的操作温度(例如，达到1300℉)下稳定的任何其它适合的可热膨胀的材料。在其它实施例中，例如，温度敏感元件54可包括响应于温度的变化改变尺寸和/或形状的双金属元件或其它类型的布置。
壳体56内的可热膨胀的材料58接合活塞60的头部59，活塞60延伸穿过定子24至冷区域44。在实施例中，阀系统42包括阀盘62，其附接至活塞60的远端。阀盘62的相对的外侧表面64(图4)构造成与阀系统42的阀座66的对应表面匹配。在其它实施例中，可使用其它阀机构(例如，诸如弹簧加载的枢轴、滚珠和止挡件、蝶板阀和/或类似的)。
PFM装置36在图3中示为处于关闭构造。换句话说，在关闭构造中，阀盘62的外侧表面64(图4)的至少一部分接合阀系统42的阀座66。在关闭构造中，防止冷却空气32从定子24外的较冷区域44穿过管道50和孔口34流入较热区域(例如，轮空间腔30)中。
现在参看图4，轮空间腔30中的温度的升高引起壳体56内的可热膨胀的材料58的扩大。结果，可热膨胀的材料58膨胀且向下推活塞60的头部59。活塞60的移位将附接至活塞60的端部的阀盘62推离阀座66，如箭头70指出的那样。在阀盘62的外侧表面64不再接触阀座66时，冷却空气32流开始从气体入口端口46穿过气体出口端口48、管道50和孔口34流入轮空间腔30中。冷却空气32流在阀盘62进一步远离阀座66移动时(在温度进一步升高时)增加，因为更多的流动区域设在阀盘62的外侧表面64与阀座66之间。
图5中示出了由PFM装置36提供的流调节的图表。如图所示，孔口34中的压力(P3)与轮空间腔30中的压力的比率和穿过孔口34的空气质量流(qm)随温度(T1)和涡轮负载(GT负载)升高而增加。箭头74指出了针对示范性涡轮(例如，涡轮16)的优化冷却效率的目标压力比(P3/P2)和空气质量流(qm)。如箭头76指出的那样，PFM装置36相比于固定流提供了跨过涡轮的大部分操作范围的相当大的冷却流节省，这改善涡轮的输出和效率。
图6和图7中绘出了根据实施例的PFM装置38。PFM装置38在图6中处于减少流通位置，且在图7中处于完全流通位置。在实施例中，PFM装置38设置在轮空间腔30(例如，热区域)内。
PFM装置38包括设置在轮空间腔30内的温度敏感元件78。在实施例中，温度敏感元件78包括部分地填充有可热膨胀的材料84的壳体80。例如，可热膨胀的材料84可包括硅热传递流体或在涡轮16的操作温度下稳定的任何其它适合的可热膨胀的材料。在其它实施例中，例如，温度敏感元件78可包括响应于温度的变化改变尺寸和/或形状的双金属元件或其它类型的布置。
活塞86联接至可动架88。活塞86的头部90在孔口34的出口92上至少部分地延伸。活塞86的头部90的远端表面94可具有对应于穿过孔口34进入轮空间腔30中的冷却空气32的流通角α的成角度构造。活塞86的头部90的远端表面94的成角度构造有助于将冷却空气32流引导到轮空间腔30中且保持其出口角。还可使用活塞86的头部90的端面94的其它构造(例如，垂直于活塞86的移位方向)。
偏压部件96(例如，弹簧)如箭头98指出的那样朝孔口34的出口92偏压可动架88和活塞86。在图6中绘出的构造中，活塞86的头部90在孔口34的出口92上至少部分地延伸。这减少了可穿过孔口34进入轮空间腔30中的冷却空气32流。
现在参看图7，轮空间腔30中的温度的升高引起壳体80内的可热膨胀的材料84的膨胀以及活塞86在方向100上的对应移位。由活塞86施加的力抵消由偏压部件96施加的偏压力且在方向100上推动可动架88和活塞86。如由箭头102指出的那样，可热膨胀的材料84的膨胀使活塞86的头部90远离孔口34的出口92移位。由于活塞86的头部90现在阻挡孔口34的出口92较少，故冷却空气32的较大量的流可从定子24外的冷区域穿过孔口34进入轮空间腔30中。冷却空气32流随轮空间腔30内的温度升高而继续增加，这引起活塞86的头部90进一步远离孔口34的出口92移位。在图7中，孔口34的出口92完全打开。
图8中示出了由PFM装置38提供的流调节的图表。如图所示，穿过孔口34的冷却空气32的有效流动面积(Ae)和空气质量流随温度(T1)和涡轮负载(GT负载)升高而增大。箭头174指出了针对示范性涡轮(例如，涡轮16)的优化冷却效率的目标有效流动面积(Ae)和空气质量流(qm)。如箭头176指出的那样，PFM装置38相比于固定流提供了跨过涡轮的大部分操作范围的相当大的冷却流节省，这改善涡轮的输出和效率。
图9和图10中绘出了根据实施例的双重PFM装置40。PFM装置40在图9中处于非流通位置，且在图10中处于完全流通位置。在实施例中，PFM装置40设置在冷区域中(例如，在定子24外)。
如图9和图10中所示，双重PFM装置40包括温度敏感导阀100和压力敏感主阀102。温度敏感导阀100构造成在预定温度下打开，这引起压力敏感主阀102的加压。压力敏感主阀102的加压将压力敏感主阀102促动至完全打开位置。就此而言，压力敏感主阀102完全打开或完全闭合。
温度敏感导阀100包括至少一个气体入口端口104和气体出口端口106(图10)。用于促动温度敏感导阀100的温度敏感元件108位于壳体110内。在实施例中，壳体110部分地填充有可热膨胀的材料114。例如，可热膨胀的材料114可包括硅热传递流体或在涡轮16的操作温度下稳定的任何其它适合的可热膨胀的材料。在其它实施例中，例如，温度敏感元件114可包括响应于温度的变化改变尺寸和/或形状的双金属元件或其它类型的布置。
可热膨胀的材料114接合活塞116的头部112。阀盘118附接至活塞116的远端。在非流通状态，阀盘118的相对的外侧表面与阀座120(图10)的对应表面匹配。在进一步的实施例中，可使用其它阀机构(例如，诸如弹簧加载的枢轴、滚珠和止挡件、蝶板阀和/或类似的)。
压力敏感主阀102包括至少一个气体入口端口122和气体出口端口124(图10)。用于促动压力敏感主阀102的压力敏感元件126位于壳体128内。在实施例中，压力敏感元件126可包括波纹管130(或其它可膨胀元件(例如，隔膜))，其流体地联接至温度敏感导阀100的气体出口端口106。
波纹管130联接至活塞132。阀盘134附接至活塞132的远端。延伸穿过活塞132和阀盘134的放出孔136流体地联接波纹管130和气体出口端口124。放出孔136在温度敏感导阀100关闭时释放波纹管130中的压力。在非流通状态中，阀盘134的相对的外侧表面与阀座138的对应表面匹配，防止了冷却空气32从气体入口端口122穿过气体出口端口124流入孔口34和轮空间腔130中。在进一步的实施例中，可使用其它阀机构(例如，诸如弹簧加载的枢轴、滚珠和止挡件、蝶板阀和/或类似的)。
现在参看图10，包绕双重PFM装置40的冷区域中的温度的升高引起壳体110内的可热膨胀的材料114的膨胀。壳体110内的可热膨胀的材料114的膨胀使附接至活塞116的端部的阀盘118远离阀座120移位。当阀盘118的外侧表面不再接触阀座120时，环境空气穿过(一个或多个)气体入口端口104和气体出口端口106进入波纹管130中。这使波纹管130加压。
加压引起波纹管130膨胀，使附接的活塞132朝气体出口端口124向外移位。响应于活塞132的向外移位，阀盘134远离阀座138移位，允许冷却空气32从气体入口端口122穿过气体出口端口124和孔口34进入热区域(例如，轮空间腔30)中。
图11中示出了由双重PFM装置40提供的流调节的图表。如图所示，在高于温度敏感导阀100的促动温度的温度下穿过孔口34的空气质量流(qm)与固定流孔口34相同。如箭头150指出的那样，在低于促动温度的温度下，双重PFM装置40提供跨过涡轮的大部分操作范围的相当大的冷却流节省，这改善涡轮的输出和效率。
在各种实施例中，描述为"联接"到彼此上的构件可沿一个或多个对接处连接。在一些实施例中，这些对接处可包括不同构件之间的接合处，且在其它实施例中，这些对接处可包括牢固且/或整体结合形成的互连。换句话说，在一些情况中，"联接"到彼此上的构件可同时地形成以限定单个连续部件。然而，在其它实施例中，这些联接的构件可形成为单独的部件且随后通过已知的过程(例如，紧固、超声波焊接、粘结)来连接。
当元件或层称为在另一元件"上"、与其"接合"、"连接"或"联接"时，其可为直接在另一元件上、与其直接接合、连接或联接，或可存在介于其间的元件。相比之下，当元件称为"直接在另一个元件或层上"、"直接地与其接合"、"直接地连接到其上"或"直接地联接到其上"时，可能没有介于其间的元件存在。用于描述元件之间的关系的其它词语应当以类似的方式解释(例如，"在……之间"对"直接在……之间"、"相邻"对"直接相邻"等)。如本文使用的用语"和/或"包括一个或多个相关联的列出项目的任何和所有组合。
本文所述的用语仅用于描述特定实施例的目的，且不意在限制本公开内容。如本文使用的单数形式"一个"、"一种"和"该"意在也包括复数形式，除非向下文清楚地另外指出。还将理解的是，用语"包括"和/或"包含"在用于此说明书中时表示指出的特征、整体、步骤、操作、元件和/或构件的存在，但并未排除存在或添加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、构件和/或其组合。
该书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使本领域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包含的方法。本发明可申请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示例。如果这些其它示例具有不与权利要求的字面语言不同的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质差异的等同结构要素，则意在使这些其它示例处于权利要求的范围内。

Claims (13)

1.一种被动流调节装置(36)，包括：
设置在第一区域(30)内的温度敏感元件(54)；
联接至所述温度敏感元件(54)的活塞(60)，所述活塞(60)延伸穿过壁至第二区域(44)，其中所述第一区域(30)相比所述第二区域(44)处于较高的温度；以及
设置在所述第二区域(44)中且由所述活塞(60)的远端部分促动的阀布置(42)，所述阀布置(42)响应于所述第一区域(30)中的温度的升高将冷却空气(32)的供应从所述第二区域(44)穿过成角度的孔口(34)切向地喷射到所述第一区域(30)中。
2.根据权利要求1所述的被动流调节装置，其特征在于，所述第一区域(30)和所述第二区域(44)位于涡轮(16)内。
3.根据权利要求2所述的被动流调节装置，其特征在于，所述第一区域(30)设置在所述涡轮(16)的定子(24)与转子(22)之间。
4.根据权利要求2所述的被动流调节装置，其特征在于，所述成角度的孔口(34)还包括流诱导器。
5.根据权利要求2所述的被动流调节装置，其特征在于，所述第一区域(30)包括所述涡轮(16)的轮空间腔。
6.根据权利要求1所述的被动流调节装置，其特征在于，所述第一区域(30)包含旋转空气流，且其中所述冷却空气(32)的供应在所述旋转空气流的旋转方向上穿过所述成角度的孔口(34)喷射到所述第一区域(30)中。
7.根据权利要求1所述的被动流调节装置，其特征在于，喷射到所述第一区域(30)中的所述冷却空气(32)的供应响应于所述第一区域(30)中的温度的进一步升高而增加。
8.根据权利要求1所述的被动流调节装置，其特征在于，所述温度敏感元件(54)包括容纳可热膨胀的材料(58)的壳体(56)。
9.根据权利要求2所述的被动流调节装置，其特征在于，所述成角度的孔口(34)还包括预旋流孔口。
10.一种被动流调节装置(38)，包括：
温度敏感元件(78)；
联接至所述温度敏感元件(78)的活塞(86)，所述活塞(86)包括头部(90)区段，其中所述温度敏感元件(78)和所述活塞(86)设置在第一区域(30)中；以及
孔口(34)，其从第二区域延伸到所述第一区域(30)中，用于将冷却空气(32)流从所述第二区域供应至所述第一区域(30)，其中所述第一区域(30)相比所述第二区域处于较高的温度；
其中所述温度敏感元件(78)扩大或收缩以将所述活塞(86)的头部(90)选择性地定位在所述孔口(34)的一部分上，以控制从所述第二区域到所述第一区域(30)中的所述冷却空气(32)流。
11.根据权利要求10所述的被动流调节装置，其特征在于，所述孔口(34)包括成角度的孔口，且其中所述活塞(86)的头部(90)的远端包括成角度的表面。
12.根据权利要求10所述的被动流调节装置，其特征在于，所述第一区域(30)包括涡轮(16)的轮空间腔。
13.一种用于涡轮(16)的冷却系统，包括：
位于所述涡轮(16)的第一区域(30)与第二区域(44)之间的孔口(34)，其中所述涡轮(16)的第一区域(30)相比所述涡轮(16)的第二区域(44)处于较高的温度；
设置在所述孔口(34)附近的被动流调节装置(36)，用于将冷却空气(32)流从所述涡轮(16)的第二区域(44)穿过所述孔口(34)引导至所述涡轮(16)的第一区域(30)，所述被动流调节装置(36)包括：
设置在所述第一区域(30)内的温度敏感元件(54)；
联接至所述温度敏感元件(54)的活塞(60)，所述活塞(60)延伸穿过壁至所述第二区域(44)；以及
设置在所述第二区域(44)中且由所述活塞(60)的远端部分促动的阀布置(42)，所述阀布置(42)响应于所述第一区域(30)中的温度的变化将所述冷却空气(32)流从所述第二区域(44)穿过所述孔口(34)选择性地引导到所述第一区域(30)中；
或
温度敏感元件(78)；以及
联接至所述温度敏感元件(78)的活塞(86)，所述活塞(86)包括头部(90)区段，其中所述温度敏感元件(78)和所述活塞(86)设置在所述第一区域(30)中；
其中所述温度敏感元件(78)响应于所述第一区域(30)中的温度的变化扩大或收缩以将所述活塞(86)的头部(90)选择性地定位在所述孔口(34)的一部分上，以控制从所述第二区域(44)到所述第一区域(30)中的所述冷却空气(32)流。
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