[发明专利]用于燃气涡轮发动机的护罩组件

说明书

一种用于燃气涡轮发动机(10)的护罩组件(80)包括安装在多个叶片(68,70)附近的护罩(92)、吊架(94)和吊架支承件(96)。吊架(94)可具有内室(102)，其与位于内室(102)内的颗粒分离器(88)限定冷却回路。颗粒分离器(88)可具有用于接收冷却流体流的入口(150)，使得冷却流体流分成主流(172)和副流(174)，将颗粒或颗粒物质沿副流(174)传送到包括颗粒分离器(88)的至少一部分的颗粒收集器(114)中。颗粒变为约束于副流(174)并且进入颗粒收集器(88)，同时主流(172)分离到内室(102)的其余区域中，以从进入内室(102)的冷却流体流除去颗粒。

背景技术

涡轮发动机和具体是燃气或燃烧涡轮发动机是从穿过发动机到多个涡轮叶片上的燃烧气体流抽取能量的旋转发动机。燃气涡轮发动机用于陆地和海上移动和发电，但最常用于航空应用，如用于飞行器，包括直升机。在飞行器中，燃气涡轮发动机用于飞行器的推进。在陆地应用中，涡轮发动机经常用于发电。

用于飞行器的燃气涡轮发动机设计成在高温下操作，以最大化发动机效率，所以某些发动机构件如高压涡轮和低压涡轮的冷却可为必要的。典型地，冷却通过将较冷的空气从高压和/或低压压缩机导送至需要冷却的发动机构件来实现。高压涡轮中的温度为大约1000℃到2000℃，而来自压缩机的冷却空气为大约500℃到700℃。尽管压缩机空气为高温，但其相对于涡轮空气为较冷的，并且可用于冷却涡轮。当冷却涡轮时，冷却空气可供应至各种涡轮构件，包括涡轮叶片和涡轮护罩的内部。

冷却空气中的颗粒如污垢、灰尘、沙、火山灰和其它环境污染物可对于飞行器环境而言引起冷却损失和缩短的操作时间或在翼时间。该问题在全球各处的某些操作环境中加剧，其中涡轮发动机暴露于相当大量的气载颗粒。供应至涡轮构件的颗粒可阻塞、阻碍或涂覆构件的流动通路和表面，这可缩短构件的寿命。

发明内容

一种用于具有壳内的压缩机、燃烧器和涡轮的涡轮发动机的护罩组件，其中涡轮具有限定喷嘴的多个环形地布置的固定导叶，以及与固定导叶成对来限定涡轮的一个级的多个环形地布置的旋转叶片。护罩组件包括：具有面对叶片的前侧和与前侧相对的后侧的护罩；吊架，其构造成使护罩与壳联接并且限定内室，并且具有前面，其中入口通路延伸穿过前面并且流体地联接于室，以及后面，其中出口通路延伸穿过后面并且流体地联接于室；冷却回路，其具有流体地联接于入口通路并且将冷却流体流通过入口通路供应至室的第一部分，以及流体地联接于出口通路并且限定吹扫流动通路的第二部分；以及至少一个颗粒分离器，其位于室内并且具有与入口通路间隔并且面对入口通路以限定吹扫流动入口与入口通路之间的间隙的吹扫流动入口、流体地联接于吹扫流动通路的吹扫导管，以及将吹扫流动入口流体地联接于吹扫导管的扼流部。间隙尺寸确定成使得冷却流体流的一部分通过间隙流出，并且入口通路与吹扫入口对准，使得冷却流体流的第二部分从入口通路直接流动横跨间隙并且到吹扫入口中，其中携带在冷却流体流中的颗粒主要由动量约束在冷却流体流的第二部分中以限定吹扫流体流。

一种用于具有壳内的压缩机、燃烧器和涡轮的涡轮发动机的构件，其中涡轮具有限定喷嘴的多个环形地布置的固定导叶，以及与固定导叶成对来限定涡轮的一个级的多个环形地布置的旋转叶片。构件包括：本体，其限定内室，并且具有第一面，其中入口通路延伸穿过第一面并且流体地联接于室，以及第二面，其中出口通路延伸穿过第二面并且流体地联接于室；冷却回路，其具有流体地联接于入口通路并且将冷却流体流通过入口通路供应至室的第一部分，以及流体地联接于出口通路并且限定吹扫流动通路的第二部分；以及至少一个颗粒分离器，其位于室内并且具有与入口通路间隔并且面对入口通路以限定吹扫流动入口与入口通路之间的间隙的吹扫流动入口、流体地联接于吹扫流动通路的吹扫导管，以及将吹扫流动入口流体地联接于吹扫导管的扼流部。间隙尺寸确定成使得冷却流体流的第一部分通过间隙流出，并且入口通路与吹扫入口对准，使得冷却流体流的第二部分从入口通路直接流动横跨间隙并且到吹扫入口中，其中携带在冷却流体流中的颗粒主要由动量约束在冷却流体流的第二部分中以限定吹扫流体流。