内产生减少的亚环境压力。后盘空腔57内的亚环境压力从支柱遮蔽间隙37朝向后盘空腔57驱动(即抽吸或驱使)环境气流49。S卩，后盘空腔57处的亚环境压力产生从冷却通道48穿过壳体11中的壳体槽43，朝向遮蔽内端47径向向内穿过支柱遮蔽间隙37的环境气流49。环境空气49流过隔壁61，即穿过隔壁61中的间隙进入后盘空腔57。
[0076]应理解，发动机内的任何亚环境压力源(例如，空腔)可用于本发明，以致于没有在损坏涡轮功率的情况下提供亚环境压力源。另外，描述的用于连接辐射遮蔽件35的环境空气路径(即，包括穿过隔壁61的路径)的通路以示例性目的大致描述，并可包括将亚环境压力连通至辐射遮蔽件35的内端47的任何路径或通路。
[0077]当环境空气49径向向内流过每个柱结构32的支柱遮蔽间隙37时，环境冷却空气朝向壳体槽43沿壳体11的外表面68、80被抽吸通过冷却通道48。为了给冷却通道提供环境气流，间隙可形成在形成冷却通道48的外边界的面板和/或绝缘结构中。特别地，如图11所示，板结构72的径向延伸的边缘部分72b可位于相邻板部分72a之间的接合处130。边缘部分用于提供定位绝缘层122的各部分的边缘的止动件，以在放置在板部分72a上的绝缘层122的相邻部分之间维持使环境空气通过的轴向延伸的开口或间隙。形成在板部分72a之间的接合处130的间隙允许环境空气流进冷却通道48，以沿壳体11的外表面68、80流入壳体槽43。板部分72a和相关接合处130的位置可选择成，在必要时，接合处130位于柱结构32的位置之间的周向中间处，使得经由接合处130进入冷却通道48的环境空气会沿外表面68、80的显著部分流动，以在空气流到壳体槽43时冷却壳体11。随后，环境空气径向向内流到后盘空腔57，如上所述。因此，对于冷却通道48的各区段，接合处130的间隙限定出冷却通道入口，壳体槽43限定出冷却通道出口，其中，多个冷却通道区段形成位于壳体11的外周周围的连续通道48。
[0078]除了提供环境气流以冷却壳体11的外表面68、80之外，进入支柱遮蔽通路37的环境空气在支柱34周围形成冷却空气屏障，以给支柱34提供额外的热防护。因此，空腔37中的亚环境压力用于主动地驱动环境气流，以冷却壳体11以及给支柱结构34提供保护冷却流，而不会从发动机提取能量来驱动气流(比如使用压缩器放气会发生的)。
[0079]应理解，利用亚环境压力来将环境空气抽吸通过冷却通道48和沿支柱34径向向内抽吸环境空气的本发明的各方面可与上面描述的外部绝缘层122和内部绝缘层46、124的任一方面一起使用。
[0080]尽管示出和描述了本发明的特定实施例，但是本领域技术人员应明白，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种其它改变和修改。因此，意在于所附权利要求中涵盖位于本发明范围内的所有这些改变和修改。
【主权项】
1.一种燃气轮机发动机，包括: 外壳，限定出中心纵向轴线，所述外壳的表面绕所述中心纵向轴线周向地延伸； 排气通路，限定在所述外壳内，以引导来自所述燃气轮机发动机的涡轮部分的排气流； 冷却通道，与所述外壳的外表面相关联，所述冷却通道具有冷却入口和冷却出口 ； 气管结构，包括入口端和出口端，所述入口端与所述通道出口流体连通，所述出口端与相对于所述气管结构的入口端的减少的压力区域流体连通；以及 位于所述气管结构的出口端的出口空腔，所述出口空腔在所述出口端实现减少的压力，以将空气从所述冷却通道抽吸进所述气管。2.如权利要求1所述的燃气轮机发动机，其中，所述气管结构包括一通路，所述通路从所述外壳的内表面延伸到所述出口空腔的位于所述排气通路的径向内部的位置。3.如权利要求2所述的燃气轮机发动机，包括从所述外壳的内表面径向向内延伸的支柱，所述气管结构由辐射遮蔽件限定，所述辐射遮蔽件在所述支柱周围延伸，并附接到所述外壳的内表面。4.如权利要求3所述的燃气轮机发动机，包括穿过所述外壳的开口，所述开口限定出冷却通道出口，以将环境空气从所述外壳的外表面引导至所述气管结构。5.如权利要求1所述的燃气轮机发动机，其中，所述冷却通道限定在外壳外部表面和支撑在所述外壳上的板结构之间，环境空气通过所述板结构，进入所述冷却通道。6.如权利要求5所述的燃气轮机发动机，其中，所述板结构包括位于间隔开的周向位置的多个板部分，所述多个板部分具有限定在相邻板部分之间的轴向延伸的间隙，所述间隙允许环境空气进入通道部分。7.如权利要求1所述的燃气轮机发动机，包括穿过所述外壳的开口，所述开口限定出冷却通道出口，以将所述环境空气从所述外壳的外表面引导到所述气管结构。8.如权利要求1所述的燃气轮机发动机，包括用于控制外壳的温度的热障/冷却系统，所述热障/冷却系统包括: 内部绝缘层，支撑在所述外壳的与所述外壳的外表面相对的内表面上，所述内部绝缘层沿所述外壳的内表面周向地延伸，并针对来自位于所述外壳径向内部的排气通路的辐射能量提供耐热性；以及 所述冷却通道由板结构限定，所述板结构与所述外壳的外表面径向间隔开，并绕所述外壳的外表面的圆周延伸，所述冷却通道大致与所述内部绝缘层轴向对准，并形成用于冷却所述外壳的外表面的环境气流的流路。9.如权利要求8所述的燃气轮机发动机，包括外部绝缘层，所述外部绝缘层支撑在所述板结构上，并覆盖所述板结构。10.如权利要求8所述的燃气轮机发动机，其中，所述外壳包括涡轮排气壳体，并包括排气扩压器，所述排气扩压器在所述内部绝缘层的轴向位置处限定出所述排气通路。11.一种包含排气部分的燃气轮机发动机，包括: 外壳，限定出中心纵向轴线，外壳外部表面绕所述中心纵向轴线周向地延伸； 排气管道，位于所述外壳内，并限定在外管壁和内管壁之间，所述排气管道限定出一通路，所述通路用于离开所述燃气轮机发动机的涡轮部分的热排气； 后轴承罩，位于所述内管壁的径向内部； 支柱，从所述外壳延伸到所述轴承罩； 遮蔽结构，围绕所述支柱，以保护所述支柱免受排气的影响； 空气开口，穿过所述外壳外部表面形成，所述空气开口与在所述支柱和所述遮蔽结构的一部分之间延伸的径向通路流体连通；以及 盘空腔，邻近涡轮部分级，并与所述径向通路流体连通，所述盘空腔处的压力小于所述涡轮发动机外部的环境空气压力，以使环境空气流过所述空气开口而进入所述盘空腔。12.如权利要求11所述的燃气轮机发动机，其中，所述遮蔽结构包括围绕所述支柱的支柱遮蔽件以及位于所述支柱遮蔽件和所述支柱之间的辐射遮蔽件。13.如权利要求12所述的燃气轮机发动机，其中，所述径向通路由所述辐射遮蔽件的内部表面和所述支柱的外部表面限定。14.如权利要求13所述的燃气轮机发动机，其中，所述辐射遮蔽件延伸穿过限定在所述外管壁和所述外壳之间的环形空间。15.如权利要求14所述的燃气轮机发动机，其中，所述辐射遮蔽件包括径向外端，所述径向外端附接到所述外壳的内部表面，并围绕所述空气开口。16.如权利要求11所述的燃气轮机发动机，包括隧道空腔，所述隧道空腔限定在所述内管壁的径向内部，并位于所述盘空腔的下游，在所述环境空气进入所述盘空腔之前，所述隧道空腔接收所述环境空气。17.如权利要求11所述的燃气轮机发动机，其中，冷却通道限定在所述外壳外部表面和支撑在所述外壳上的板结构之间，进入所述空气开口的环境空气通过所述板结构，并进入所述冷却通道。18.如权利要求17所述的燃气轮机发动机，其中，所述冷却通道绕所述排气壳体周向地延伸，所述板结构包括位于间隔开的周向位置处的多个板部分，所述板部分具有限定在相邻板部分之间的轴向延伸的间隙，所述间隙允许环境空气进入通道部分。
【专利摘要】一种燃气轮机发动机包括外壳和排气通路，排气通路限定在外壳内，以引导来自所述燃气轮机发动机的涡轮部分的排气流。冷却通道与外壳的外表面相关联，冷却通道具有通道入口和通道出口。提供气管结构，其包括入口端和出口端，入口端与通道出口流体连通，出口端与相对于所述气管结构的入口端的减少的压力区域流体连通。出口空腔位于气管结构出口端，其中，出口空腔在出口端实现了减少的压力，以把空气从冷却通道抽吸进气管中。
【IPC分类】F01D9/06, F01D25/14, F01D25/16, F01D25/30, F01D25/12
【公开号】CN105008675
【申请号】CN201480005354
【发明人】J.W.芬纳兰, D.J.格雷伯, J.M.利冈, M.芒希, M.R.波特, Y.施特曼
【申请人】西门子公司
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2014年1月22日
【公告号】EP2954174A2, US20140286763, WO2014114653A2, WO2014114653A3