本主題大體上涉及一種燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)。更具體而言，本主題涉及一種用于支承燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪護(hù)罩的系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)大體上包括以串流順序的壓縮機(jī)區(qū)段、燃燒區(qū)段、渦輪區(qū)段和排氣區(qū)段。在操作中，空氣進(jìn)入壓縮機(jī)區(qū)段的入口，其中一個(gè)或更多個(gè)軸向壓縮機(jī)逐漸壓縮空氣，直到其到達(dá)燃燒區(qū)段。燃料在燃燒區(qū)段內(nèi)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(qū)段發(fā)送穿過(guò)限定在渦輪區(qū)段內(nèi)的熱氣體路徑，并且接著經(jīng)由排氣區(qū)段從渦輪區(qū)段排出。

在特定構(gòu)造中，渦輪區(qū)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(zhuǎn)渦輪構(gòu)件如成排的渦輪轉(zhuǎn)子葉片和轉(zhuǎn)子盤(pán)，以及各種靜止渦輪構(gòu)件如成排的定子導(dǎo)葉或噴嘴和渦輪護(hù)罩?？尚D(zhuǎn)和靜止的渦輪構(gòu)件至少部分地限定穿過(guò)渦輪區(qū)段的熱氣體路徑。

各個(gè)渦輪護(hù)罩形成圍繞或外接對(duì)應(yīng)的成排渦輪轉(zhuǎn)子葉片的環(huán)。徑向間隙限定在成排的渦輪轉(zhuǎn)子葉片的葉片末端與渦輪護(hù)罩中的各個(gè)的熱側(cè)表面之間。間隙大體上尺寸確定為避免葉片末端相對(duì)于熱側(cè)表面的摩擦，同時(shí)減少或防止流過(guò)穿過(guò)間隙的熱氣體路徑的燃燒氣體的泄漏，由此改進(jìn)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的總效率。

葉片末端相對(duì)于渦輪護(hù)罩的摩擦可由各種因素引起。例如，摩擦可由流過(guò)熱氣體路徑的燃燒氣體的壓力脈沖，和/或由啟動(dòng)或燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的操作模式之間的過(guò)渡期間的渦輪區(qū)段內(nèi)的熱瞬變引起。葉片撞擊可潛在地影響渦輪轉(zhuǎn)子葉片的機(jī)械壽命，并且/或者潛在地導(dǎo)致穿過(guò)徑向間隙的燃燒氣體的不合乎需要的泄漏。

常規(guī)地，渦輪護(hù)罩剛性地安裝于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪的靜止結(jié)構(gòu)或部分，并且在操作期間徑向地固定就位。因此，當(dāng)渦輪轉(zhuǎn)子葉片撞擊或摩擦熱側(cè)表面時(shí)，渦輪護(hù)罩并未徑向地移動(dòng)，因此潛在地導(dǎo)致渦輪轉(zhuǎn)子葉片的彎曲和/或?qū)u輪護(hù)罩的損壞。因此，用于安裝或支承渦輪護(hù)罩的系統(tǒng)將是本技術(shù)中受歡迎的，其允許渦輪護(hù)罩在葉片摩擦或撞擊事件期間的徑向移動(dòng)，因此防止或減少對(duì)渦輪轉(zhuǎn)子葉片和/或渦輪護(hù)罩中的至少一個(gè)的損壞。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的方面和優(yōu)點(diǎn)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(guò)本發(fā)明的實(shí)踐學(xué)習(xí)。

在一個(gè)方面，本主題針對(duì)一種用于支承渦輪護(hù)罩的系統(tǒng)。系統(tǒng)包括至少部分地限定第一活塞套筒的護(hù)罩支承件，以及具有設(shè)置在第一活塞套筒內(nèi)的第一活塞頭和聯(lián)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(nèi)表面可滑動(dòng)地接合。第二活塞頭與第二活塞套筒的內(nèi)表面可滑動(dòng)地接合。系統(tǒng)還包括渦輪護(hù)罩，其固定地連接于活塞組件，并且從護(hù)罩支承件徑向向內(nèi)延伸?；钊M件響應(yīng)于施加于渦輪護(hù)罩的熱側(cè)表面的徑向力的變化來(lái)提供渦輪護(hù)罩的徑向向內(nèi)和徑向向外的移動(dòng)。

本主題的另一個(gè)方面針對(duì)一種用于支承渦輪護(hù)罩的系統(tǒng)。系統(tǒng)包括護(hù)罩支承件和活塞組件。活塞組件包括固定地連接于護(hù)罩支承件的內(nèi)表面的第一活塞頭，以及聯(lián)接于第一活塞頭的第二活塞頭。第二活塞頭與延伸穿過(guò)外殼的活塞套筒的內(nèi)表面可滑動(dòng)地接合。系統(tǒng)還包括渦輪護(hù)罩，其固定地連接于活塞組件，并且從護(hù)罩支承件徑向向內(nèi)延伸?；钊M件響應(yīng)于施加于渦輪護(hù)罩的熱側(cè)表面的徑向力的變化來(lái)提供渦輪護(hù)罩的移動(dòng)。

本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)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(hù)罩的方法，其中活塞組件包括連接于渦輪護(hù)罩并且設(shè)置在第一壓力室內(nèi)的第一活塞頭，以及連結(jié)于第一活塞頭并且設(shè)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(hù)罩的熱側(cè)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(zhì)加壓，以便相對(duì)于第一活塞頭的后側(cè)提供第一徑向力，以及使第二壓力室以第二加壓介質(zhì)加壓，以便相對(duì)于第二活塞頭提供第二徑向力。當(dāng)?shù)谝粡较蛄偷诙较蛄Φ暮痛笾碌扔谑┘佑跍u輪護(hù)罩的熱側(cè)表面的徑向向外的力時(shí)，渦輪護(hù)罩由活塞組件保持在第一位置。當(dāng)?shù)谝粡较蛄偷诙较蛄Φ暮托∮谑┘佑跍u輪護(hù)罩的熱側(cè)表面的徑向向外的力時(shí)，渦輪護(hù)罩移動(dòng)至第二位置。

技術(shù)方案1. 一種用于支承渦輪護(hù)罩的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

護(hù)罩支承件，所述護(hù)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(shè)置在所述第一活塞套筒內(nèi)的第一活塞頭和聯(lián)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(nèi)表面可滑動(dòng)地接合，其中所述第二活塞頭與第二活塞套筒的內(nèi)表面可滑動(dòng)地接合；以及

渦輪護(hù)罩，其固定地連接于所述活塞組件并且從所述護(hù)罩支承件徑向向內(nèi)延伸，其中所述活塞組件響應(yīng)于施加于所述渦輪護(hù)罩的熱側(cè)表面的徑向向外的力提供所述活塞護(hù)罩的徑向向內(nèi)和徑向向外的移動(dòng)。

技術(shù)方案2. 根據(jù)技術(shù)方案1所述的系統(tǒng)，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(hù)罩支承件內(nèi)，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(cè)表面上提供第一徑向力。

技術(shù)方案3. 根據(jù)技術(shù)方案2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第二活塞套筒的第二端部開(kāi)啟，并且與加壓介質(zhì)供應(yīng)源流體連通，其中所述加壓介質(zhì)供應(yīng)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(shù)方案4. 根據(jù)技術(shù)方案3所述的系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述徑向向外的力由流過(guò)所述渦輪護(hù)罩的所述熱側(cè)表面的燃燒氣體提供時(shí)，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(hù)罩的所述熱側(cè)表面的所述徑向力。

技術(shù)方案5. 根據(jù)技術(shù)方案3所述的系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述徑向向外的力由渦輪轉(zhuǎn)子葉片末端提供時(shí)，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(hù)罩的所述熱側(cè)表面的所述徑向力。

技術(shù)方案6. 根據(jù)技術(shù)方案1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第二活塞套筒延伸穿過(guò)所述護(hù)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(zhì)供應(yīng)源流體連通。

技術(shù)方案7. 根據(jù)技術(shù)方案1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第二活塞套筒徑向地延伸穿過(guò)包繞所述護(hù)罩支承件的外殼，其中所述第二活塞套筒與加壓介質(zhì)供應(yīng)源流體連通。

技術(shù)方案8. 根據(jù)技術(shù)方案1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一活塞頭包括至少一個(gè)孔口，其中所述孔口朝所述渦輪護(hù)罩的后側(cè)表面提供穿過(guò)所述第一活塞頭的流體流。

技術(shù)方案9. 根據(jù)技術(shù)方案1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述護(hù)罩支承件限定所述第一活塞頭與所述護(hù)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(hù)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(guò)所述中間壁，并且通向所述第二壓力室。

技術(shù)方案10. 根據(jù)技術(shù)方案1所述的系統(tǒng)，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(hù)罩的徑向壓力△相同。

技術(shù)方案11. 一種用于支承渦輪護(hù)罩的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

護(hù)罩支承件；

活塞組件，其具有固定地連接于所述護(hù)罩支承件的內(nèi)表面的第一活塞頭，以及聯(lián)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(guò)外殼的活塞套筒的內(nèi)表面可滑動(dòng)地接合；以及

渦輪護(hù)罩，其固定地連接于所述活塞組件并且從所述護(hù)罩支承件徑向向內(nèi)延伸，其中所述活塞組件響應(yīng)于施加于所述渦輪護(hù)罩的熱側(cè)表面的徑向向外的力的變化提供所述渦輪護(hù)罩的移動(dòng)。

技術(shù)方案12. 根據(jù)技術(shù)方案11所述的系統(tǒng)，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(hù)罩的徑向壓力△大致相同。

技術(shù)方案13. 根據(jù)技術(shù)方案11所述的系統(tǒng)，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(hù)罩支承件內(nèi)，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(cè)表面上提供第一徑向力。

技術(shù)方案14. 根據(jù)技術(shù)方案13所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述活塞套筒的一個(gè)端部開(kāi)啟，并且與加壓介質(zhì)供應(yīng)源流體連通，其中所述加壓介質(zhì)供應(yīng)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(shù)方案15. 根據(jù)技術(shù)方案14所述的系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述徑向向外的力由流過(guò)所述渦輪護(hù)罩的所述熱側(cè)表面的燃燒氣體提供時(shí)，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(hù)罩的所述熱側(cè)表面的所述徑向力。

技術(shù)方案16. 根據(jù)技術(shù)方案14所述的系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述徑向向外的力由渦輪轉(zhuǎn)子葉片末端提供時(shí)，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(hù)罩的所述熱側(cè)表面的所述徑向力。

技術(shù)方案17. 根據(jù)技術(shù)方案11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一活塞頭包括至少一個(gè)孔口，其中所述孔口朝所述渦輪護(hù)罩的后側(cè)表面提供穿過(guò)所述第一活塞頭的流體流。

技術(shù)方案18. 一種用于支承渦輪護(hù)罩的方法，其中所述渦輪護(hù)罩固定地連接于活塞組件，其中所述活塞組件包括連接于所述渦輪護(hù)罩并且設(shè)置在第一壓力室內(nèi)的第一活塞頭，以及連結(jié)于所述第一活塞頭并且設(shè)置在所述第一壓力室與第二壓力室之間的第二活塞頭，其中所述渦輪護(hù)罩的熱側(cè)表面指向渦輪的熱氣體路徑，所述方法包括：

使所述第一壓力室以第一加壓介質(zhì)加壓，以便相對(duì)于所述第一活塞頭的后側(cè)提供第一徑向力；

使所述第二壓力室以第二加壓介質(zhì)加壓，以便相對(duì)于所述第二活塞頭提供第二徑向力；

其中當(dāng)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(hù)罩的所述熱側(cè)表面的徑向向外的力時(shí)，所述渦輪護(hù)罩由所述活塞組件保持在第一位置；并且

其中當(dāng)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(hù)罩的所述熱側(cè)表面的所述徑向向外的力時(shí)，所述渦輪護(hù)罩移動(dòng)至第二位置。

技術(shù)方案19. 根據(jù)技術(shù)方案18所述的方法，其特征在于，所述方法還包括調(diào)整所述第一壓力室和所述第二壓力室中的至少一個(gè)中的壓力，以保持所述第一徑向力和所述第二徑向力的所述和與由燃燒氣體施加于所述渦輪護(hù)罩的所述熱側(cè)的所述徑向向外的力之間的平衡。

技術(shù)方案20. 根據(jù)技術(shù)方案18所述的方法，其特征在于，所述方法還包括調(diào)整所述第一壓力室和所述第二室中的至少一個(gè)中的所述壓力，以增大、減小或保持所述渦輪轉(zhuǎn)子葉片末端與所述渦輪護(hù)罩的所述熱側(cè)之間的徑向間隙。

本發(fā)明的這些及其它的特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將參照以下描述和所附權(quán)利要求變得更好理解。并入在本說(shuō)明書(shū)中并且構(gòu)成本說(shuō)明書(shū)的部分的附圖示出了本發(fā)明的實(shí)施例，并且連同描述用于闡釋本發(fā)明的原理。

附圖說(shuō)明

包括針對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員的其最佳模式的本發(fā)明的完整且開(kāi)放的公開(kāi)在參照附圖的說(shuō)明書(shū)中闡述，在該附圖中：

圖1為根據(jù)本主題的各種實(shí)施例的示例性燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的示意性截面視圖；

圖2為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的如圖1中所示的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓(HP)渦輪部分的放大截面?zhèn)纫晥D；

圖3為根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的包括活塞組件的渦輪護(hù)罩組件的放大視圖；

圖4為根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的包括活塞組件的渦輪護(hù)罩組件的放大視圖；

圖5為根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的包括活塞組件的渦輪護(hù)罩組件的放大視圖；以及

圖6為用于支承渦輪護(hù)罩的方法的流程圖。

部件列表

10 渦扇噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)

12 縱向或軸向中心線(xiàn)

14 風(fēng)扇區(qū)段

16 芯部渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)

18 外殼

20 入口

22 低壓壓縮機(jī)

24 高壓壓縮機(jī)

26 燃燒區(qū)段

28 高壓渦輪

30 低壓渦輪

32 噴氣排氣區(qū)段

34 高壓軸/轉(zhuǎn)軸

36 低壓軸/轉(zhuǎn)軸

38 風(fēng)扇轉(zhuǎn)軸/軸

39 減速齒輪

40 風(fēng)扇葉片

42 風(fēng)扇殼或機(jī)艙

44 出口導(dǎo)葉

46 下游區(qū)段

48 旁通空氣流通路

50 空氣

52 入口

54 空氣的第一部分

56 空氣的第二部分

58 空氣的第二部分

60 燃燒氣體

62 定子導(dǎo)葉

64 渦輪轉(zhuǎn)子葉片

66 定子導(dǎo)葉

68 渦輪轉(zhuǎn)子葉片

70 風(fēng)扇噴嘴排氣區(qū)段

72 熱氣體路徑

74 第一級(jí)部分

76 成排定子導(dǎo)葉

79 成排渦輪轉(zhuǎn)子導(dǎo)葉

80 殼

82 葉片末端部分

84 加壓介質(zhì)

85 冷卻介質(zhì)源

86 第二壓力室-倉(cāng)室

88 外殼

90 加壓介質(zhì)供應(yīng)源

92 加壓介質(zhì)

93-99 未使用

100 渦輪護(hù)罩組件

102 護(hù)罩支承件/吊架

104 渦輪護(hù)罩

106 熱側(cè)部分/表面

108 后側(cè)部分/表面

109 徑向空隙

110 阻尼器/活塞組件

112 壁

112(a) 前壁

112(b) 后壁

114 內(nèi)表面-前壁

116 內(nèi)表面-后壁

118 第一活塞套筒

120 第一活塞頭

122 第二活塞頭

124 軸/機(jī)械連桿

126 內(nèi)表面-第二活塞套筒

128 第二活塞套筒

130 側(cè)表面-第一活塞頭

132 活塞/環(huán)密封件

134 側(cè)表面-第二活塞頭

136 活塞/環(huán)密封件

138 第一壓力室

140 孔口

142 開(kāi)口端部-第二活塞套筒

144 中間壁/擋板

146 徑向外壁部分

148 倉(cāng)室

149-199 未使用

P1 第一壓力

P2 第二壓力

200 徑向向外的力

202 第一徑向向內(nèi)的力

204 第二徑向向內(nèi)的力

300 第一徑向位置

302 第二徑向位置

400 方法

402 步驟

404 步驟

406 步驟

408 步驟。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將詳細(xì)參照本發(fā)明的實(shí)施例，其一個(gè)或更多個(gè)實(shí)例在附圖中示出。詳細(xì)描述使用了數(shù)字和字母標(biāo)號(hào)來(lái)表示附圖中的特征。附圖和描述中相似或類(lèi)似的標(biāo)記用于表示本發(fā)明的相似或類(lèi)似的部分。如本文中使用的，用語(yǔ)"第一"、"第二"和"第三"可以可互換地使用，以將一個(gè)構(gòu)件與另一個(gè)區(qū)分開(kāi)，并且不旨在表示獨(dú)立構(gòu)件的位置或重要性。用語(yǔ)"上游"和"下游"是指相對(duì)于流體通道中的流體流的相對(duì)流動(dòng)方向。例如，"上游"是指流體流自的流動(dòng)方向，而"下游"是指流體流至的流動(dòng)方向。

各個(gè)實(shí)例經(jīng)由闡釋本發(fā)明提供，而不限制本發(fā)明。實(shí)際上，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將顯而易見(jiàn)的是，可在本發(fā)明中作出改型和變型，而不脫離其范圍或精神。例如，示為或描述為一個(gè)實(shí)施例的部分的特征可用于另一個(gè)實(shí)施例上以產(chǎn)生又一個(gè)實(shí)施例。因此，意圖是，本發(fā)明覆蓋歸入所附權(quán)利要求和它們的等同物的范圍內(nèi)的此類(lèi)改型和變型。盡管本發(fā)明的示例性實(shí)施例將出于圖示目的大體上在并入到渦扇噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)中的渦輪護(hù)罩的背景下描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明的實(shí)施例可應(yīng)用于并入到任何渦輪機(jī)中的任何渦輪，并且不限于燃?xì)鉁u扇噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，除非權(quán)利要求中具體敘述。

現(xiàn)在參照附圖，其中相同的標(biāo)記遍及附圖指示相同的元件，圖1為如可并入本發(fā)明的各種實(shí)施例的、本文中稱(chēng)為"渦扇10"的示例性高旁通比渦扇噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)10的示意性截面視圖。如圖1中所示，渦扇10具有出于參照目的延伸穿過(guò)其的縱向或軸向中心線(xiàn)軸線(xiàn)12。大體上，渦扇10可包括風(fēng)扇區(qū)段14和設(shè)置在風(fēng)扇區(qū)段14下游的芯部渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)或燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)16。

芯部渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)16可大體上包括限定環(huán)形入口20的大致管狀的外殼18。外殼18包圍或至少部分地形成成串流關(guān)系的具有增壓器或低壓(LP)壓縮機(jī)22、高壓(HP)壓縮機(jī)24的壓縮機(jī)區(qū)段、燃燒區(qū)段26、包括高壓(HP)渦輪28、低壓(LP)渦輪30的渦輪區(qū)段，以及噴氣排氣噴嘴區(qū)段32。高壓(HP)軸或轉(zhuǎn)軸34將HP渦輪28傳動(dòng)地連接于HP壓縮機(jī)24。低壓(LP)軸或轉(zhuǎn)軸36將LP渦輪30傳動(dòng)地連接于LP壓縮機(jī)22。(LP)軸或轉(zhuǎn)軸36還可連接于風(fēng)扇區(qū)段14的風(fēng)扇轉(zhuǎn)軸或軸38。在特定實(shí)施例中，如圖1中所示，(LP)軸或轉(zhuǎn)軸36可直接地連接于風(fēng)扇轉(zhuǎn)軸38，如以直接驅(qū)動(dòng)構(gòu)造。在備選實(shí)施例中，(LP)軸或轉(zhuǎn)軸36可經(jīng)由減速齒輪39連接于風(fēng)扇轉(zhuǎn)軸38，如以間接驅(qū)動(dòng)或齒輪驅(qū)動(dòng)構(gòu)造。

如圖1中所示，風(fēng)扇區(qū)段14包括多個(gè)風(fēng)扇葉片40，其聯(lián)接于風(fēng)扇轉(zhuǎn)軸38，并且從風(fēng)扇轉(zhuǎn)軸38徑向向外延伸。環(huán)形風(fēng)扇殼或機(jī)艙42周向地包繞風(fēng)扇區(qū)段14和/或芯部渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)16的至少一部分。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，機(jī)艙42可構(gòu)造成由多個(gè)周向地間隔的出口導(dǎo)葉44關(guān)于芯部渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)16支承。此外，機(jī)艙42的下游區(qū)段46可在芯部渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)16的外部分之上延伸，以便限定其間的旁通空氣流通路48。

在渦扇10的操作期間，一定體積的空氣50通過(guò)機(jī)艙42和/或風(fēng)扇區(qū)段14的相關(guān)聯(lián)的入口52進(jìn)入渦扇10。當(dāng)一定體積的空氣50橫穿風(fēng)扇葉片40時(shí)，如由箭頭54指示的空氣50的第一部分引導(dǎo)或發(fā)送到旁通空氣流通路48中，并且如由箭頭56指示的空氣50的第二部分引導(dǎo)或發(fā)送到LP壓縮機(jī)22中?？諝獾牡谝徊糠?4與空氣的第二部分56之間的比通常稱(chēng)為旁通比?？諝獾牡诙糠?6的壓力接著在其朝高壓(HP)壓縮機(jī)24發(fā)送(如由箭頭58指示)時(shí)增大。空氣的第二部分58從HP壓縮機(jī)24發(fā)送到燃燒區(qū)段26中，其中其與燃料混合并且焚燒以提供燃燒氣體60。

燃燒氣體60發(fā)送穿過(guò)HP渦輪28，其中來(lái)自燃燒氣體60的熱能和/或動(dòng)能的一部分經(jīng)由聯(lián)接于外殼18的HP渦輪定子導(dǎo)葉62和聯(lián)接于HP軸或轉(zhuǎn)軸34的HP渦輪轉(zhuǎn)子葉片64的連續(xù)級(jí)抽取，因此引起HP軸或轉(zhuǎn)軸34旋轉(zhuǎn)，由此支持HP壓縮機(jī)24的操作。燃燒氣體60接著發(fā)送穿過(guò)LP渦輪30，其中熱能和動(dòng)能的第二部分從燃燒氣體60經(jīng)由聯(lián)接于外殼18的LP渦輪定子導(dǎo)葉66和聯(lián)接于LP軸或轉(zhuǎn)軸36的LP渦輪轉(zhuǎn)子葉片68的連續(xù)級(jí)抽取，因此引起LP軸或轉(zhuǎn)軸36旋轉(zhuǎn)，由此支持LP壓縮機(jī)22的操作和/或風(fēng)扇轉(zhuǎn)軸或軸38的旋轉(zhuǎn)。

燃燒氣體60接著發(fā)送穿過(guò)芯部渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)16的噴氣排氣噴嘴區(qū)段32來(lái)提供推進(jìn)推力。同時(shí)，空氣的第一部分54的壓力在空氣的第一部分54在其從渦扇10的風(fēng)扇噴嘴排氣區(qū)段70排出之前發(fā)送穿過(guò)旁通空氣流通路48時(shí)顯著地增大，提供推進(jìn)推力。HP渦輪28、LP渦輪30和噴氣排氣噴嘴區(qū)段32至少部分地限定熱氣體路徑72，用于將燃燒氣體60發(fā)送穿過(guò)芯部渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)16。

連同渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)，芯部渦輪16用于類(lèi)似目的，并且看到了陸基燃?xì)鉁u輪、渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)(其中空氣的第一部分54與空氣的第二部分56之比小于渦扇的)和無(wú)涵道風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)(其中風(fēng)扇區(qū)段14沒(méi)有機(jī)艙42)中的類(lèi)似環(huán)境。在渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)和無(wú)涵道發(fā)動(dòng)機(jī)中的各個(gè)中，減速裝置(例如，減速齒輪箱39)可包括在任何軸與轉(zhuǎn)軸之間，例如，在(LP)軸或轉(zhuǎn)軸36與風(fēng)扇區(qū)段14的風(fēng)扇轉(zhuǎn)軸或軸38之間。

圖2提供了根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的HP渦輪28的示例性級(jí)74的截面?zhèn)纫晥D，其包括一排76靜止導(dǎo)葉62(僅示出了一個(gè)導(dǎo)葉)和一排78渦輪轉(zhuǎn)子葉片64(僅示出了一個(gè)轉(zhuǎn)子葉片)。意圖是，如圖2中所示的HP渦輪28的級(jí)74可代表HP渦輪28或LP渦輪30的定子導(dǎo)葉或渦輪轉(zhuǎn)子葉片的任何級(jí)，并且圖2不意圖將如本文中所述或要求權(quán)利的本發(fā)明限于芯部渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)16的定子導(dǎo)葉或渦輪轉(zhuǎn)子葉片的任何特定級(jí)，除非權(quán)利要求中另外規(guī)定。

如圖2中所示，一個(gè)或更多個(gè)靜止結(jié)構(gòu)如構(gòu)架或殼80可包繞成排76,78的靜止導(dǎo)葉62和渦輪轉(zhuǎn)子葉片64。在各種實(shí)施例中，渦輪護(hù)罩組件100形成圍繞成排78的渦輪轉(zhuǎn)子葉片64的環(huán)。渦輪護(hù)罩組件100大體上包括護(hù)罩支承件或吊架部分102和渦輪護(hù)罩104。在特定實(shí)施例中，渦輪護(hù)罩組件100可經(jīng)由護(hù)罩支承件102聯(lián)接或連接于殼80或其它靜止支承結(jié)構(gòu)。

在特定實(shí)施例中，渦輪護(hù)罩104可形成為由陶瓷材料或陶瓷基質(zhì)復(fù)合(CMC)材料制成的連續(xù)的整體或無(wú)縫環(huán)。在其它實(shí)施例中，渦輪護(hù)罩104可由其它材料如金屬材料形成。在特定實(shí)施例中，渦輪護(hù)罩104可由圍繞成排78的渦輪葉片64環(huán)形地布置的多個(gè)渦輪護(hù)罩塊或節(jié)段形成。

在特定實(shí)施例中，如圖2中所示，渦輪護(hù)罩104包括熱側(cè)部分或表面106，以及與熱側(cè)表面106徑向間隔的后側(cè)部分或表面108。徑向空隙109限定在渦輪轉(zhuǎn)子葉片64的熱側(cè)表面106與葉片末端部分82之間。大體上合乎需要的是使徑向空隙109盡可能最小化，特別是在渦扇10的巡航操作期間，以減小從熱氣體路徑72穿過(guò)徑向空隙109的泄漏。然而，徑向空隙109還必須解決壓力脈沖、熱瞬變，或可引起渦輪轉(zhuǎn)子葉片64朝渦輪護(hù)罩104徑向向外轉(zhuǎn)移和/或轉(zhuǎn)移到渦輪護(hù)罩104中，因此潛在地導(dǎo)致渦輪轉(zhuǎn)子葉片64與渦輪護(hù)罩104的熱側(cè)表面106之間的葉片摩擦或沖擊事件的其它發(fā)生。

在各種實(shí)施例中，如圖2中所示，渦輪護(hù)罩組件100包括阻尼器或活塞組件110。活塞組件110基于在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)16的點(diǎn)火操作期間施加于熱側(cè)表面106上的徑向向外的力200或徑向向外的力200的變化來(lái)提供渦輪護(hù)罩104的大致徑向向內(nèi)和/或大致徑向向外的移動(dòng)。徑向向外的力200大體上由流過(guò)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)16的HP渦輪28和/或LP渦輪30的熱氣體路徑72的燃燒氣體60提供。然而，有時(shí)，徑向向外的力200可由渦輪轉(zhuǎn)子葉片64的葉片末端部分82提供，如在葉片撞擊或摩擦事件的情況下。

圖3和4提供了根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的包括活塞組件110的渦輪護(hù)罩組件100的放大視圖。在特定實(shí)施例中，如圖2,3和4中共同所示，護(hù)罩支承件102包括一個(gè)或更多個(gè)外壁112。例如，在特定實(shí)施例中，護(hù)罩支承件102包括與后壁112(b)軸向間隔的前壁112(a)。前壁112(a)的至少一部分大致平行于后壁112(b)的至少一部分延伸。在各種實(shí)施例中，前壁112(a)的內(nèi)表面114和后壁112(b)的內(nèi)表面116可將第一活塞套筒118至少部分地限定在護(hù)罩支承件102內(nèi)。第一活塞套筒118可在護(hù)罩支承件102內(nèi)大致徑向延伸。

在各種實(shí)施例中，如圖2,3和4中所示，活塞組件110包括設(shè)置在第一活塞套筒118內(nèi)的第一活塞頭120，以及經(jīng)由(多個(gè))軸或機(jī)械連桿124聯(lián)接于第一活塞頭120的第二活塞頭122。在特定實(shí)施例中，如圖3和4中所示，第一活塞頭120與前壁112(a)和后壁112(b)的內(nèi)表面114,116可滑動(dòng)地接合。在其它實(shí)施例中，如圖2中所示，第一活塞頭120固定于前壁112(a)和后壁112(b)的內(nèi)表面114,116。

在各種實(shí)施例中，如圖2,3和4中所示，第二活塞頭122與第二活塞套筒128的內(nèi)表面126可滑動(dòng)地接合。在特定實(shí)施例中，如圖3和4中所示，密封形成在前壁112(a)和后壁112(b)的內(nèi)表面114,116與第一活塞頭120的側(cè)表面130之間。密封可經(jīng)由一個(gè)或更多個(gè)活塞或環(huán)密封件132至少部分地形成。如圖2,3和4中所示，密封形成在第二活塞套筒128的內(nèi)表面126與第二活塞頭122的側(cè)表面134之間。密封可經(jīng)由一個(gè)或更多個(gè)活塞或環(huán)密封件136至少部分地形成。

在各種實(shí)施例中，渦輪護(hù)罩104可固定地連接于活塞組件110。如圖2,3和4中所示，渦輪護(hù)罩104從護(hù)罩支承件102和/或活塞組件110朝渦輪轉(zhuǎn)子葉片64徑向向內(nèi)延伸。在特定實(shí)施例中，渦輪護(hù)罩104可連接或聯(lián)接于第一活塞頭120。渦輪護(hù)罩104可由任何適合的手段(如由焊接、銷(xiāo)、連桿和/或其它機(jī)械緊固件)連接或聯(lián)接于活塞組件110和/或第一活塞頭120。

在各種實(shí)施例中，如圖2,3和4中所示，護(hù)罩支承件102將第一壓力室138至少部分地限定在渦輪護(hù)罩組件100內(nèi)。例如，第一壓力室138可至少部分地限定在前壁112(a)的至少一部分與后壁112(b)的至少一部分之間。在特定實(shí)施例中，第一壓力室138在第一活塞頭120與第二活塞頭122之間至少部分地限定在護(hù)罩支承件102內(nèi)。在特定實(shí)施例中，如圖3和4中所示，第一活塞頭120包括至少一個(gè)孔口140?？卓?40可提供從第一壓力室138穿過(guò)第一活塞頭120并且朝渦輪護(hù)罩104的后側(cè)表面108的流體流，由此潛在地提供后側(cè)表面108的對(duì)流、傳導(dǎo)和/或沖擊冷卻中的至少一種。

第一壓力室138可形成或構(gòu)造成接收加壓介質(zhì)84的流，如來(lái)自冷卻介質(zhì)源85如LP壓縮機(jī)22或HP壓縮機(jī)24(圖1)的壓縮空氣。加壓介質(zhì)84將第一壓力室138加壓至第一壓力P1，因此相對(duì)于第一活塞頭120施加第一徑向向內(nèi)的力202。第一徑向向內(nèi)的力202可足以在離渦輪轉(zhuǎn)子葉片64的葉片末端部分82的期望徑向距離處下推(push down)和/或保持渦輪護(hù)罩104，由此保持其間的期望的徑向空隙109。第一壓力P1可取決于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)16的操作模式或狀態(tài)。例如，較高發(fā)動(dòng)機(jī)RPM可導(dǎo)致較高的第一壓力P1，而發(fā)動(dòng)機(jī)的較低RPM可導(dǎo)致較低的第一壓力P1。

在特定實(shí)施例中，如圖2和3中所示，第二活塞套筒128徑向地或大致徑向地延伸穿過(guò)殼80，并且延伸到第二壓力室或倉(cāng)室86中。在一個(gè)實(shí)施例中，第二壓力室86可限定在殼80與外殼88之間。第二壓力室86與加壓介質(zhì)供應(yīng)源90流體連通，加壓介質(zhì)供應(yīng)源90如由箭頭92指示地將加壓氣體、液體、蒸汽或其它介質(zhì)供應(yīng)至第二壓力室86。

在特定實(shí)施例中，加壓介質(zhì)供應(yīng)源90可包括LP壓縮機(jī)22和HP壓縮機(jī)24中的至少一個(gè)。在特定實(shí)施例中，如圖3和4中所示，加壓介質(zhì)供應(yīng)源90可在外殼88和/或燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)16外部。如圖2,3和4中所示，加壓介質(zhì)供應(yīng)源90利用加壓介質(zhì)92將第二壓力室86加壓至第二壓力P2。壓力P2可大于、小于或等于第一壓力室138內(nèi)的壓力P1。

在各種實(shí)施例中，第二活塞套筒128的一個(gè)端部142開(kāi)啟。在特定實(shí)施例中，開(kāi)啟端部142與第二壓力室86和/或加壓介質(zhì)供應(yīng)源90流體連通。因此，加壓介質(zhì)92可相對(duì)于第二活塞頭122施加第二徑向力204。徑向力204可為徑向向內(nèi)的力。壓力P2也可取決于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)16的操作模式或狀態(tài)和/或壓力P1，并且/或者根據(jù)它們調(diào)整。

在特定實(shí)施例中，如圖4中所示，第二活塞套筒128徑向地或大致徑向地延伸穿過(guò)護(hù)罩支承件102的中間壁或擋板144。中間壁144可在前壁112(a)與后壁112(b)之間至少部分地延伸。在一個(gè)實(shí)施例中，護(hù)罩支承件102的中間壁144和徑向外壁部分146可至少部分地限定其間的壓力室148。

如圖4中所示，壓力室148與加壓介質(zhì)供應(yīng)源90流體連通，以便將加壓介質(zhì)92提供至第二壓力室86。加壓介質(zhì)供應(yīng)源90利用加壓介質(zhì)92將壓力室148加壓至壓力P2。壓力室148中的壓力P2可大于、小于或等于壓力P1。在特定實(shí)施例中，橫跨第二活塞頭122(從第一壓力室138至第二壓力室86,148)的徑向壓力△小于橫跨渦輪護(hù)罩104(從熱氣體路徑72至第一倉(cāng)室138)的徑向壓力梯度。

在各種實(shí)施例中，第二活塞套筒128的一個(gè)端部142與壓力室148和/或加壓介質(zhì)供應(yīng)源90流體連通。因此，加壓介質(zhì)92可相對(duì)于第二活塞頭122施加徑向力204。徑向徑向力204可為徑向向下的力，如當(dāng)?shù)诙毫2大于第一壓力室138中的壓力P1時(shí)。

在本發(fā)明的各種實(shí)施例中，第二活塞頭122的尺寸或形狀和來(lái)自加壓介質(zhì)供應(yīng)源90的壓力P2可選擇或指定為使得橫跨第二活塞頭122的徑向壓力△與橫跨渦輪護(hù)罩104的徑向壓力△相同。此外或在備選方案中，第一活塞頭120的尺寸或形狀和來(lái)自冷卻介質(zhì)源85的壓力P1可選擇或指定為使得橫跨第二活塞頭122的徑向壓力△與橫跨渦輪護(hù)罩104的徑向壓力△相同。因此，分別施加于第一活塞頭120和第二活塞頭122上的徑向力202和204的和可大致等于施加于渦輪護(hù)罩104的徑向向外的力200，使得在渦輪護(hù)罩上存在零或大致為零的凈徑向力。

圖5提供了包括操作中的活塞組件110的渦輪護(hù)罩組件100的放大視圖。如圖5中所示并且如以實(shí)線(xiàn)表現(xiàn)的，當(dāng)?shù)谝粡较蛄?02和第二徑向力204的和大致等于施加于渦輪護(hù)罩104的熱側(cè)表面106的熱側(cè)徑向力200時(shí)，活塞組件110可將渦輪護(hù)罩104相對(duì)于中心線(xiàn)12保持或支承在第一徑向位置300。第一徑向位置300可調(diào)整成保持或?qū)崿F(xiàn)渦輪轉(zhuǎn)子葉片64的葉片末端部分82與渦輪護(hù)罩的熱側(cè)表面106之間的優(yōu)選徑向空隙109。例如，第一壓力室138中的第一壓力P1和/或第二壓力室86或148(圖4)中的第二壓力P2可通過(guò)修改壓力介質(zhì)84,92的流來(lái)增大或減小，以便相對(duì)于葉片末端部分82徑向向內(nèi)或徑向向外移動(dòng)渦輪護(hù)罩。

在其中第一徑向力202和第二徑向力204的和小于施加于渦輪護(hù)罩104的熱側(cè)表面106上的熱側(cè)徑向力200的情形中，如在葉片撞擊或摩擦事件或熱氣體路徑內(nèi)的燃燒氣體脈動(dòng)期間，活塞組件允許渦輪護(hù)罩如以圖5中的虛線(xiàn)指示地移動(dòng)至第二徑向位置304，因此減小或防止對(duì)渦輪護(hù)罩104和/或渦輪轉(zhuǎn)子葉片64的葉片末端部分82的損壞。

圖6為根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的方法流程圖。如圖6中所示，如圖2,3,4和5中所示和如本文中所述的各種實(shí)施例提供了用于支承渦輪護(hù)罩的方法400。在步驟402處，方法400包括使第一壓力室以第一加壓介質(zhì)加壓，以便相對(duì)于第一活塞頭的后側(cè)提供第一徑向力。在步驟404處，方法400包括使第二壓力室86,148以第二加壓介質(zhì)加壓，以便相對(duì)于第二活塞頭提供第二徑向力。在406處，方法400提供了，當(dāng)?shù)谝粡较蛄偷诙较蛄Φ暮痛笾碌扔谑┘佑跍u輪護(hù)罩的熱側(cè)表面的熱側(cè)徑向力時(shí)，渦輪護(hù)罩由活塞組件保持在第一位置。在408處，方法400提供了，當(dāng)?shù)谝粡较蛄偷诙较蛄Φ暮托∮谑┘佑跍u輪護(hù)罩的熱側(cè)表面的熱側(cè)徑向力時(shí)，渦輪護(hù)罩移動(dòng)至第二位置。

在特定實(shí)施例中，方法400可包括調(diào)整第一壓力室和第二壓力室中的至少一個(gè)中的壓力，以保持第一徑向力和第二徑向力的和與熱側(cè)徑向力之間的平衡。在一個(gè)實(shí)施例中，方法400可包括調(diào)整第一壓力室和第二室中的至少一個(gè)中的壓力，以增大、減小或保持渦輪轉(zhuǎn)子葉片末端與渦輪護(hù)罩的熱側(cè)之間的徑向空隙。

驅(qū)動(dòng)至零凈徑向力的技術(shù)目的在于以使在渦輪葉片接觸的事件中，各個(gè)獨(dú)立渦輪護(hù)罩可由渦輪轉(zhuǎn)子葉片64推離正軌(push out of the way)，替代進(jìn)行摩擦或沖擊，其可導(dǎo)致對(duì)渦輪葉片末端部分82和/或渦輪護(hù)罩104的損壞。此外或在備選方案中，本發(fā)明的各種實(shí)施例可保持大致恒定的徑向末端空隙109，并且因此通過(guò)允許徑向空隙109盡可能緊，同時(shí)在摩擦事件中防止渦輪護(hù)罩和/或渦輪轉(zhuǎn)子葉片損壞來(lái)加強(qiáng)性能。

該書(shū)面的描述使用實(shí)例以公開(kāi)本發(fā)明(包括最佳模式)，并且還使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明(包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)并且執(zhí)行任何并入的方法)。本發(fā)明的可專(zhuān)利范圍由權(quán)利要求限定，并且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它實(shí)例。如果這些其它實(shí)例包括不與權(quán)利要求的字面語(yǔ)言不同的結(jié)構(gòu)元件，或者如果這些其它實(shí)例包括與權(quán)利要求的字面語(yǔ)言無(wú)顯著差別的等同結(jié)構(gòu)元件，則這些其它實(shí)例意圖在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。