专利名称：用于涡轮机的流控制模块的制作方法
用于涡轮机的流控制模块技术领域
本发明的主题涉及涡轮机领域，并且更具体地，涉及朝向涡轮转子轴引导冷却流 体流的被动受控流控制模块。
背景技术：
燃气涡轮机包括可能经受高温的旋转部件。在涡轮中，转子部件经受可能对系统 性能和耐久性具有不利影响的高温和温度梯度。为了提高系统性能并且延长部件寿命，涡 轮机包括朝向转子部件输送压缩机排放空气的冷却空气系统。通常，压缩机排放空气从压 缩机排气增压室通入至涡轮机转子上。转子的旋转使压缩机排放空气运动，从而造成压缩 机排放空气朝向其它的转子部件迁移。旋转部件的冷却需求根据各种操作条件发生变化。 在部分负载操作期间，所需的冷却可能较少。此外，当环境空气温度低于正常操作条件时， 所需的冷却可能较少。
当前用于朝向转子输送冷却空气的系统包括将压缩机排放空气直接喷射至转 子，并且使压缩机排放空气通过围绕涡轮机的纵向轴线分布的多个喷射器。直接喷射对压 缩机排放空气并不提供太多控制。即，直接喷射在使压缩机排放空气发生变化以适应各种 操作条件方面并不提供太多的灵活性。基于操作条件，喷射器能够受到控制，以改变冷却空 气的输送。在一些情况中，将双金属片结合到喷射器中，以对空气流进行控制。温度的改变 使双金属片膨胀和收缩，由此改变排气开口、并且使冷却流输送交替。通常，双金属片使喷 射器的后缘部枢转，以对冷却流输送进行控制。发明内容
根据本发明示例性实施例的一个方面，一种用于涡轮机的流控制模块包括入口， 入口经由流动通路延伸至出口，流动通路具有至少一个侧壁。流控制构件布置在流控制模 块内。流控制构件固定至入口与出口之间的至少一个侧壁。流控制构件选择性地、被动地 被致动，以延伸到流动通路中，从而阻止流体通过流控制模块。
所述至少一个侧壁包括相对的第一侧壁和第二侧壁，相对的所述第一侧壁和所述 第二侧壁通过相对的第三侧壁和第四侧壁连接，相对的所述第一侧壁和所述第二侧壁中的 每一个侧壁都具有曲线表面，所述曲线表面将冷却流引导至轮空间中。所述流控制构件固 定至相对的所述第一侧壁和所述第二侧壁中的一个侧壁。相对的所述第三侧壁和所述第四 侧壁包括基本线性表面。所述流控制构件固定至相对的所述第三侧壁和所述第四侧壁中的 一个侧壁。所述流控制构件延伸横穿所述第三侧壁和所述第四侧壁中所述的一个侧壁，并 且与所述第一侧壁和所述第二侧壁中的每一个侧壁连接。所述流控制构件嵌入所述至少一 个侧壁中。所述流控制构件包括双金属元件。
根据本发明示例性实施例的另一个方面，一种涡轮机包括具有压缩机排气部的压 缩机部分和具有第一级的涡轮部分。第一级包括轮空间部分、延伸通过轮空间部分的轴、安 装至轴的转子、以及安装至转子的至少一个斗叶。流控制模块相对于压缩机排气部布置在其下游，并且相对于涡轮的第一级布置在其上游。流控制模块包括入口，入口经由流动通路 延伸至出口，流动通路具有至少一个侧壁。入口流体连接至压缩机排气部，并且出口流体连 接至轮空间部分。流控制构件布置在流控制模块内。流控制构件固定至入口与出口之间的 至少一个侧壁。流控制构件选择性地、被动地被致动，以延伸到流动通路中，从而阻止冷却 流体通过流控制模块。
所述至少一个侧壁包括相对的第一侧壁和第二侧壁，相对的所述第一侧壁和所述 第二侧壁通过相对的第三侧壁和第四侧壁连接，相对的所述第一侧壁和所述第二侧壁中的 每一个侧壁都具有曲线表面，所述曲线表面将冷却流引导至轮空间中。所述流控制构件固 定至相对的所述第一侧壁和所述第二侧壁中的一个侧壁。相对的所述第三侧壁和所述第四 侧壁包括基本线性表面。所述流控制构件固定至相对的所述第三侧壁和所述第四侧壁中的 一个侧壁。所述流控制构件延伸横穿所述第三侧壁和所述第四侧壁中所述的一个侧壁，并 且与所述第一侧壁和所述第二侧壁中的每一个侧壁连接。所述流控制构件嵌入所述至少一 个侧壁中。所述流控制构件包括双金属元件。
根据本发明示例性实施例的又一个方面，一种被动地控制流从压缩机排气部通向 涡轮转子的方法包括以下步骤将来自压缩机排气部的空气流导向位于涡轮轮空间上游的 流控制模块；使空气流通过流动通路，流动通路延伸通过流控制模块；以及基于空气流的 特性使形成流动通路的第一侧壁朝向形成流动通路的第二侧壁塌陷(collapsing),以使流 控制模块收缩(constrict)。
所述方法进一步包括向通过所述流控制模块的空气流引入涡流。基于空气流的 特性使所述第一侧壁塌陷的步骤包括基于空气流的温度使所述第一侧壁塌陷；以及/或 者使安装在所述流动通路中的双金属片的一部分收缩。
通过下文结合附图的描述，这些以及其它的优点和特征将变得更加显而易见。
本说明书结论处的权利要求中特别指出、并且明确要求保护被认为是本发明的主 题。通过下文结合附图的详细描述，本发明的上述和其它的特征以及优点是显而易见的，在 附图中
图1是根据示例性实施例的包括流控制模块的涡轮机的部分横截面图2是根据示例性实施例的包括流控制构件的流控制模块的透视图3是图2的流控制模块的横截面图，其中示出了处于第一位置的流控制构件；
图4是图2的流控制模块的横截面图，其中示出了处于第二位置的流控制构件；以 及
图5是根据示例性实施例的另一个方面的流控制模块的横截面图。
参照附图通过示例的详细的描述解释了本发明的实施例以及优点和特征。
附图标记列表
权利要求
1.一种用于涡轮机(2)的流控制模块(40)，所述流控制模块(40)包括 入口(44)，所述入口(44)经由流动通路(47)延伸至出口(45)，所述流动通路(47)具有至少一个侧壁；以及 流控制构件(80)，所述流控制构件(80)布置在冷却模块内，所述流控制构件(80)固定至所述入口(44)与所述出口(45)之间的所述至少一个侧壁，所述流控制构件(80)选择性地、被动地被致动，以延伸到所述流动通路(47)中，从而阻止冷却流体通过所述流控制模块(40)。
2.根据权利要求1所述的流控制模块(40)，其特征在于，所述至少一个侧壁包括相对的第一侧壁(53)和第二侧壁(54)，相对的所述第一侧壁(53)和所述第二侧壁(54)通过相对的第三侧壁(56)和第四侧壁(57)连接，相对的所述第一侧壁(53)和所述第二侧壁(54)中的每一个侧壁都具有曲线表面(59)，所述曲线表面(59)将冷却流引导至轮空间(34)中。
3.根据权利要求2所述的流控制模块(40)，其特征在于，所述流控制构件(80)固定至相对的所述第一侧壁和所述第二侧壁中的一个侧壁。
4.根据权利要求2所述的流控制模块(40)，其特征在于，相对的所述第三侧壁和所述第四侧壁包括基本线性表面(62)。
5.根据权利要求4所述的流控制模块(40)，其特征在于，所述流控制构件(80)固定至相对的所述第三侧壁和所述第四侧壁中的一个侧壁。
6.根据权利要求5所述的流控制模块(40)，其特征在于，所述流控制构件(80)延伸横穿所述第三侧壁和所述第四侧壁中所述的一个侧壁，并且与所述第一侧壁(53)和所述第二侧壁(54)中的每一个侧壁连接。
7.根据权利要求1所述的流控制模块(40)，其特征在于，所述流控制构件(80)嵌入所述至少一个侧壁中。
8.根据权利要求1所述的流控制模块(40)，其特征在于，所述流控制构件(80)包括双金属兀件(86)。
全文摘要
本发明公开一种用于涡轮机的流控制模块，该流控制模块包括入口，入口经由流动通路延伸至出口，流动通路具有至少一个侧壁。流控制构件布置在流控制模块内。该流控制构件固定至入口与出口之间的至少一个侧壁。流控制构件选择性地、被动地被致动，以延伸到流动通路中，从而阻止冷却流体通过流控制模块。
文档编号F01D5/18GK103032108SQ20121031384
公开日2013年4月10日 申请日期2012年8月29日 优先权日2011年8月29日
发明者K.R.柯特利 申请人:通用电气公司