[发明专利]三钩环段的冷却系统

说明书

三钩环段包括用于与形成在用于支撑环段板的环段承载件上的对应的吊架接合的前安装钩、中间部分安装钩和后安装钩，并且限定前高压室和在中间部分安装钩的相反侧的后低压室。隔离板设置在中间部分安装钩的后侧，以在后低压室和环段板之间形成隔离室。高压空气被供给至前室并且通过中间部分安装钩中的穿越通道流至隔离室。隔离室提供到环段板的后部分的对流冷却空气，并且使得能够减小后低压室中的空气压力，以减小冷却空气从环段泄露。

关于联邦资助研发声明

开发本发明是受由美国能源部授予的合同号 DE-FC26-05NT42644部分支持的。因此，美国政府可以拥有本发明的某些权利。

技术领域

本发明涉及用于燃气涡轮发动机的环段，并且更具体的，用于冷却燃气涡轮发动机中的环段。

背景技术

燃气涡轮发动机通常包括压气机区段，燃烧室区段，涡轮区段和排气区段。在操作中，压气机区段可以导入外界空气并压缩它。来自压气机区段的压缩空气进入燃烧器区段中的一个或多个燃烧器。在燃烧器中压缩空气与燃料混合，空气-燃料混合物可以在燃烧器中燃烧以形成热工作气体。该热工作气体被传送到涡轮区段，在那里空气通过固定翼型和旋转翼型的交替行而被膨胀，并且用于产生可驱动转子的动力。离开涡轮区段的膨胀气体然后通过排气区段被排出发动机。

已知的是，燃烧涡轮的最大功率输出通过将流经燃烧区段的气体加热到可行的尽可能高的温度来实现。然而，热气体在流动通过涡轮区段时加热它所经过的各种涡轮部件，例如翼型和环段。限制提高燃烧烧点火温度的能力的一个方面是涡轮部件承受温度升高的能力。因此，各种的冷却方法已经被开发来冷却涡轮热部件。

在环段的情况中，环段通常包括空腔，该空腔被提供有穿过冲击板的高压空气的，以对环段板提供冲击冷却。较长的环段可以被提供带有位于前和后支撑钩之间的中间支撑钩，将所述高压腔分成两个腔，分别在中间支撑钩的两侧。高压空气可提供到两个腔中的任意一个以冷却板，如在专利号为8，353，663的美国专利中所公开的。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种用于燃气涡轮发动机的涡轮罩组件。涡轮罩组件包括环段，环段包括环段板，环段板包括前缘、后缘和限定在前缘和后缘之间的中间部分，环段包括在前缘处的前安装钩、在中间部分处的中间部分安装钩和在后缘处的后安装钩。环段承载件被提供成周向地跨越并且支撑环段。环段承载件包括前区段、中间部分和后区段。前区段形成耦合到前安装钩的前吊架。中间部分形成耦合到中间部分安装钩的中间部分吊架，并限定第一泄漏路径。后区段形成耦合到后尾安装钩的后吊架，并限定第二泄漏路径。前冲击冷却室被限定在环段板和环段承载件之间并且在前安装钩和中间部分安装钩之间。至少一个进气孔延伸穿过环段承载件，被配置为调节到前冲击冷却室中的高压冷却空气。后低压室限定在环段板和环段承载件之间并且在中间部分吊架和后安装钩之间。环段承载件实质上防止冷却空气进入后低压室。隔离板在中间部分安装钩和邻近环段板的后位置之间延伸，限定在隔离板和环段板之间位于后低压室径向内侧的隔离室。横向穿越通道穿过中间部分安装钩形成，提供从前冲击冷却室到隔离室的冷却空气，隔离板实质上防止提供给隔离室的冷却空气进入后低压室。

前冲击冷却板在中间部分安装钩和在前冲击冷却室中的前位置之间延伸，前冲击冷却板包括冲击冷却孔，将前冲击冷却室分成径向外侧冷却室供给侧和径向内侧冲击冷却侧。前冲击冷却室的供给侧内的冷却空气可穿过第一泄漏路径到后低压室，后低压室内的冷却空气可通过第二泄漏路径流出涡轮罩组件。

提供给隔离室的冷却空气可被引导成与环段板接触，提供对环段板从邻近中间部分安装钩的位置到邻近后安装钩的位置的对流冷却。

隔离板可以在中间部分安装钩和后安装钩之间沿环段板的轴向延伸侧面密封至环段板。

横向交换通道可以位于从隔离板和中间部分安装钩的接合处的径向内侧，用于实现冷却空气从前冲击冷却室向隔离室转移。