用于支承渦輪護罩的系統及方法技術方案

在一方面，本主題針對一種用于支承渦輪護罩(104)的系統。系統包括至少部分地限定第一活塞套筒(118)的護罩支承件(102)，以及具有設置在第一活塞套筒(118)內的第一活塞頭(120)和聯接于第一活塞頭(120)的第二活塞頭(120)的活塞組件(110)。第一活塞頭(120)與第一活塞套筒(118)的內表面(114,116)可滑動地接合。第二活塞頭(122)與第二活塞套筒(128)的內表面(126)可滑動地接合。系統還包括渦輪護罩(104)，其固定地連接于活塞組件(110)，并且從護罩支承件(102)徑向向內延伸。活塞組件(110)響應于施加于渦輪護罩(104)的熱側表面(106)的徑向力的變化來提供渦輪護罩(104)的徑向向內和徑向向外的移動。

【技術實現步驟摘要】

本主題大體上涉及一種燃氣渦輪發動機。更具體而言，本主題涉及一種用于支承燃氣渦輪發動機的渦輪護罩的系統及方法。
技術介紹
燃氣渦輪發動機大體上包括以串流順序的壓縮機區段、燃燒區段、渦輪區段和排氣區段。在操作中，空氣進入壓縮機區段的入口，其中一個或更多個軸向壓縮機逐漸壓縮空氣，直到其到達燃燒區段。燃料在燃燒區段內與壓縮空氣混合并且焚燒，以提供燃燒氣體。燃燒氣體從燃燒區段發送穿過限定在渦輪區段內的熱氣體路徑，并且接著經由排氣區段從渦輪區段排出。在特定構造中，渦輪區段包括以串流順序的高壓(HP)渦輪和低壓(LP)渦輪。HP渦輪和LP渦輪均包括各種可旋轉渦輪構件如成排的渦輪轉子葉片和轉子盤，以及各種靜止渦輪構件如成排的定子導葉或噴嘴和渦輪護罩。可旋轉和靜止的渦輪構件至少部分地限定穿過渦輪區段的熱氣體路徑。各個渦輪護罩形成圍繞或外接對應的成排渦輪轉子葉片的環。徑向間隙限定在成排的渦輪轉子葉片的葉片末端與渦輪護罩中的各個的熱側表面之間。間隙大體上尺寸確定為避免葉片末端相對于熱側表面的摩擦，同時減少或防止流過穿過間隙的熱氣體路徑的燃燒氣體的泄漏，由此改進燃氣渦輪發動機的總效率。葉片末端相對于渦輪護罩的摩擦可由各種因素引起。例如，摩擦可由流過熱氣體路徑的燃燒氣體的壓力脈沖，和/或由啟動或燃氣渦輪發動機的操作模式之間的過渡期間的渦輪區段內的熱瞬變引起。葉片撞擊可潛在地影響渦輪轉子葉片的機械壽命，并且/或者潛在地導致穿過徑向間隙的燃燒氣體的不合乎需要的泄漏。常規地，渦輪護罩剛性地安裝于燃氣渦輪發動機的渦輪的靜止結構或部分，并且在操作期間徑向地固定就位。因此，當渦輪轉子葉片撞擊或摩擦熱側表面時，渦輪護罩并未徑向地移動，因此潛在地導致渦輪轉子葉片的彎曲和/或對渦輪護罩的損壞。因此，用于安裝或支承渦輪護罩的系統將是本技術中受歡迎的，其允許渦輪護罩在葉片摩擦或撞擊事件期間的徑向移動，因此防止或減少對渦輪轉子葉片和/或渦輪護罩中的至少一個的損壞。
技術實現思路
本專利技術的方面和優點將在以下描述中部分地闡述，或者可從描述為明顯的，或者可通過本專利技術的實踐學習。在一個方面，本主題針對一種用于支承渦輪護罩的系統。系統包括至少部分地限定第一活塞套筒的護罩支承件，以及具有設置在第一活塞套筒內的第一活塞頭和聯接于第一活塞頭的第二活塞頭的活塞組件。第一活塞頭與第一活塞套筒的內表面可滑動地接合。第二活塞頭與第二活塞套筒的內表面可滑動地接合。系統還包括渦輪護罩，其固定地連接于活塞組件，并且從護罩支承件徑向向內延伸。活塞組件響應于施加于渦輪護罩的熱側表面的徑向力的變化來提供渦輪護罩的徑向向內和徑向向外的移動。本主題的另一個方面針對一種用于支承渦輪護罩的系統。系統包括護罩支承件和活塞組件。活塞組件包括固定地連接于護罩支承件的內表面的第一活塞頭，以及聯接于第一活塞頭的第二活塞頭。第二活塞頭與延伸穿過外殼的活塞套筒的內表面可滑動地接合。系統還包括渦輪護罩，其固定地連接于活塞組件，并且從護罩支承件徑向向內延伸。活塞組件響應于施加于渦輪護罩的熱側表面的徑向力的變化來提供渦輪護罩的移動。本公開的一個實施例提供了一種用于支承固定地連接于活塞組件的渦輪護罩的方法，其中活塞組件包括連接于渦輪護罩并且設置在第一壓力室內的第一活塞頭，以及連結于第一活塞頭并且設置在壓力室與第二壓力室之間的第二活塞頭，并且其中渦輪護罩的熱側指向渦輪的熱氣體路徑。該方法包括使第一壓力室以第一加壓介質加壓，以便相對于第一活塞頭的后側提供第一徑向力，以及使第二壓力室以第二加壓介質加壓，以便相對于第二活塞頭提供第二徑向力。當第一徑向力和第二徑向力的和大致等于施加于渦輪護罩的熱側表面的徑向向外的力時，渦輪護罩由活塞組件保持在第一位置。當第一徑向力和第二徑向力的和小于施加于渦輪護罩的熱側表面的徑向向外的力時，渦輪護罩移動至第二位置。技術方案1.一種用于支承渦輪護罩的系統，所述系統包括：護罩支承件，所述護罩支承件至少部分地限定其中的第一活塞套筒；活塞組件，其具有設置在所述第一活塞套筒內的第一活塞頭和聯接于所述第一活塞頭的第二活塞頭，其中所述第一活塞頭與所述第一活塞套筒的內表面可滑動地接合，其中所述第二活塞頭與第二活塞套筒的內表面可滑動地接合；以及渦輪護罩，其固定地連接于所述活塞組件并且從所述護罩支承件徑向向內延伸，其中所述活塞組件響應于施加于所述渦輪護罩的熱側表面的徑向向外的力提供所述活塞護罩的徑向向內和徑向向外的移動。技術方案2.根據技術方案1所述的系統，其特征在于，第一壓力室在所述第一活塞頭與所述第二活塞頭之間至少部分地限定在所述護罩支承件內，其中所述第一壓力室在第一壓力下加壓以在所述第一活塞頭的后側表面上提供第一徑向力。技術方案3.根據技術方案2所述的系統，其特征在于，所述第二活塞套筒的第二端部開啟，并且與加壓介質供應源流體連通，其中所述加壓介質供應源在第二壓力下加壓以在所述第二活塞頭上提供第二徑向力。技術方案4.根據技術方案3所述的系統，其特征在于，當所述徑向向外的力由流過所述渦輪護罩的所述熱側表面的燃燒氣體提供時，所述第一徑向力和所述第二徑向力的和大致等于施加于所述渦輪護罩的所述熱側表面的所述徑向力。技術方案5.根據技術方案3所述的系統，其特征在于，當所述徑向向外的力由渦輪轉子葉片末端提供時，所述第一徑向力和所述第二徑向力的和小于施加于所述渦輪護罩的所述熱側表面的所述徑向力。技術方案6.根據技術方案1所述的系統，其特征在于，所述第二活塞套筒延伸穿過所述護罩支承件的徑向外壁部分，其中所述第二活塞套筒與加壓介質供應源流體連通。技術方案7.根據技術方案1所述的系統，其特征在于，所述第二活塞套筒徑向地延伸穿過包繞所述護罩支承件的外殼，其中所述第二活塞套筒與加壓介質供應源流體連通。技術方案8.根據技術方案1所述的系統，其特征在于，所述第一活塞頭包括至少一個孔口，其中所述孔口朝所述渦輪護罩的后側表面提供穿過所述第一活塞頭的流體流。技術方案9.根據技術方案1所述的系統，其特征在于，所述護罩支承件限定所述第一活塞頭與所述護罩支承件的中間壁部分之間的第一壓力室，以及限定在所述中間壁與所述護罩支承件的徑向外壁部分之間的第二壓力室，其中所述第二活塞套筒徑向地延伸穿過所述中間壁，并且通向所述第二壓力室。技術方案10.根據技術方案1所述的系統，其特征在于，橫跨所述第二活塞頭的徑向壓力△與橫跨所述渦輪護罩的徑向壓力△相同。技術方案11.一種用于支承渦輪護罩的系統，所述系統包括：護罩支承件；活塞組件，其具有固定地連接于所述護罩支承件的內表面的第一活塞頭，以及聯接于所述第一活塞頭的第二活塞頭，其中所述第二活塞頭與延伸穿過外殼的活塞套筒的內表面可滑動地接合；以及渦輪護罩，其固定地連接于所述活塞組件并且從所述護罩支承件徑向向內延伸，其中所述活塞組件響應于施加于所述渦輪護罩的熱側表面的徑向向外的力的變化提供所述渦輪護罩的移動。技術方案12.根據技術方案11所述的系統，其特征在于，橫跨所述第二活塞頭的徑向壓力△與橫跨所述渦輪護罩的徑向壓力△大致相同。技術方案13.根據技術方案11所述的系統，其特征在于，第一壓力室在所述第一活塞頭與所述第二活塞頭之間至少部分地限定在所述護罩支承件內，其中所述第一壓力室在第一壓力下加壓以在所本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于支承渦輪護罩(104)的系統，所述系統包括：護罩支承件(102)，所述護罩支承件(102)至少部分地限定其中的第一活塞套筒(118)；活塞組件(110)，其具有設置在所述第一活塞套筒(118)內的第一活塞頭(120)和聯接于所述第一活塞頭(120)的第二活塞頭(122)，其中所述第一活塞頭(120)與所述第一活塞套筒(118)的內表面(114,116)可滑動地接合，其中所述第二活塞頭(122)與第二活塞套筒(128)的內表面(126)可滑動地接合；以及渦輪護罩(104)，其固定地連接于所述活塞組件(110)并且從所述護罩支承件(102)徑向向內延伸，其中所述活塞組件(110)響應于施加于所述渦輪護罩(104)的熱側表面(106)的徑向向外的力(200)提供所述活塞護罩(104)的徑向向內和徑向向外的移動。

【技術特征摘要】
2015.08.13 US 14/8252011.一種用于支承渦輪護罩(104)的系統，所述系統包括：護罩支承件(102)，所述護罩支承件(102)至少部分地限定其中的第一活塞套筒(118)；活塞組件(110)，其具有設置在所述第一活塞套筒(118)內的第一活塞頭(120)和聯接于所述第一活塞頭(120)的第二活塞頭(122)，其中所述第一活塞頭(120)與所述第一活塞套筒(118)的內表面(114,116)可滑動地接合，其中所述第二活塞頭(122)與第二活塞套筒(128)的內表面(126)可滑動地接合；以及渦輪護罩(104)，其固定地連接于所述活塞組件(110)并且從所述護罩支承件(102)徑向向內延伸，其中所述活塞組件(110)響應于施加于所述渦輪護罩(104)的熱側表面(106)的徑向向外的力(200)提供所述活塞護罩(104)的徑向向內和徑向向外的移動。2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述第二活塞套筒(128)延伸穿過所述護罩支承件(102)的徑向外壁部分(146)，其中所述第二活塞套筒(128)與加壓介質供應源(90)流體連通。3.根據權利要求1至權利要求2中任一項所述的系統，其特征在于，所述第二活塞套筒(128)徑向地延伸穿過包繞所述護罩支承件(102)的外殼(80)，其中所述第二活塞套筒(128)與加壓介質供應源(90)流體連通。4.根據權利要求1至權利要求3中任一項所述的系統，其特征在于，所述第一活塞頭(120)包括至少一個孔口(140)，其中所述孔口(140)朝所述渦輪護罩(104)的后側表面提供穿過所述第一活塞頭(120)的流體流。5.根據權利要求1至權利要求4中任一項所述的系統，其特征在于，所述護...

【專利技術屬性】
技術研發人員：JD夏皮羅，
申請(專利權)人：通用電氣公司，
類型：發明
國別省市：美國;US