CN104919140A - 用于燃气轮机组件的排气段的喷吹和冷却空气 - Google Patents

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Abstract

一种涡轮排气壳,其具有:外壳;内壳;限定在外流道壁和内流道壁之间的环形排气道;以及,从排气道径向地向外和径向地向内布置的涡轮排气壳腔。多根结构撑杆把内壳支撑到外壳上,在外流道壁和内流道壁之间的延伸区域内,每根撑杆周围布置有整流罩。第一喷吹气道穿过至少一根结构撑杆,用于沿径向向内朝内壳导引喷吹冷却空气,第二喷吹气道穿过所述撑杆,用于进一步沿径向向外导引喷吹冷却空气,以向从外流道壁径向地向外布置的排气壳腔的位置提供喷吹空气流。

Description

用于燃气轮机组件的排气段的喷吹和冷却空气
技术领域
本发明涉及一种燃气轮机,更准确地说,涉及对位于燃气轮机涡轮段的燃气轮机排气组件的部件进行冷却。
背景技术
在涡轮机(例如燃气轮机)中,空气在压缩机中增压,然后在燃烧室中与燃料混合并燃烧,以产生高温燃烧气体。高温燃烧气体在包含涡轮组件的涡轮段内膨胀,能量从涡轮段提取,以驱动压缩机并产生有用功,例如驱动发电机来发电。高温燃烧气体穿过一系列涡轮级。涡轮级可包括一排固定导叶,后面是一排旋转涡轮轮叶,涡轮轮叶从高温燃烧气体提取驱动压缩机的能量,并且可提供输出功率。燃烧气体通过位于涡轮组件的涡轮排气壳内的气道排出。
涡轮组件中的部件需要热防护,以保持和延长部件寿命,例如,可利用设计到部件中和部件周围的冷却***和/或利用能耐受更高温度的贵重合金来实现此目的。典型情况下,冷却***从压缩机抽取冷却空气(即,排气),这可能降低涡轮发动机机的总效率。
发明内容
根据本发明的一个方面,提供一种涡轮发动机中的涡轮组件,该涡轮组件具有外壳、内壳、限定在外流道壁和内流道壁之间的环形排气道、以及从气道径向地向外和径向地向内布置的涡轮排气壳腔。所述涡轮组件还包括把内壳支持到外壳上的多根结构撑杆。在外流道壁和内流道壁之间的延伸区域中,每根撑杆周围布置有整流罩。第一喷吹气道径向地向内穿过至少一根结构撑杆,用于向内壳导引喷吹冷却空气,以向从内壳径向地向内布置的至少一个部件供应喷吹冷却空气。第二喷吹气道径向地向外穿过所述至少一根结构撑杆,用于进一步从至少一个部件沿径向向外导引喷吹冷却空气,以向从外流道壁径向地向外布置的排气壳腔的外侧位置提供喷吹空气流。
第一喷吹气道可由穿过撑杆中部的管状通道形成。
第二喷吹气道可由在撑杆的径向外端与内端之间沿径向延伸的开口腔形成,管状通道可穿过开口腔。
开口腔在平行于所述排气道的轴向上可以是细长的,撑杆孔口可布置为从开口腔穿过撑杆的轴向延伸侧面延伸至撑杆的外部区域,并与所述排气道隔离。
撑杆孔口可位于撑杆的径向外端附近,可在撑杆的外表面周围布置撑杆护罩,并且撑杆护罩和撑杆的外表面可限定其间的缝隙,用于沿撑杆的外表面从撑杆孔口径向地向内导引喷吹空气流。
所述涡轮组件还可包括位于撑杆护罩的径向内端处的出口,该出口用于从第二喷吹气道向从内流道壁径向地向内布置的排气壳腔的内侧位置提供受控喷吹空气流。出口可在与内壳相邻的撑杆内从开口腔沿轴向朝下游延伸。
所述涡轮组件还可包括穿过第一喷吹气道的油管,所述油管径向地向内延伸至涡轮发动机的后轴承的轴承室。
从第一喷吹气道流出的空气可向位于涡轮发动机的轴承室外壳与转子轴之间的密封件提供外部密封压缩空气。
在内壳和轴承室外壳之间可布置有腔室,在该腔室中,密封压缩空气与从涡轮发动机的涡轮级的径向内侧冷却空气腔排出的空气混合,并径向地向外朝内壳处的第二喷吹气道的入口流动。
在撑杆与整流罩之间可布置有连接喷吹气道,并且该连接喷吹气道在外流道壁与内流道壁之间延伸,用于把输送至排气壳腔的外侧位置的喷吹空气从径向地向内布置的第二喷吹气道导引至从内流道壁径向地向内布置的排气壳腔的内侧位置。
撑杆可包括在可分离的紧固件连接处附接至外壳和内壳的可拆卸构件。
外壳可限定位于涡轮发动机的核心涡轮与动力涡轮之间的中间涡轮壳。
根据本发明的另一个方面,提供一种涡轮发动机中的涡轮组件,该涡轮组件具有外壳、内壳、限定在外流道壁和内流道壁之间的环形排气道、以及从气道径向地向外和径向地向内布置的涡轮排气壳腔。所述涡轮组件还包括在内壳与外壳之间延伸的多根撑杆。第一喷吹气道径向地向内穿过至少一根撑杆,用于向内壳导引喷吹空气,以向从内壳径向地向内布置的至少一个部件供应喷吹空气。第二喷吹气道具有位于内壳处的入口,并径向地向外穿过所述至少一根撑杆,用于进一步径向地向外导引喷吹冷却空气,以向从外流道壁径向地向外布置的排气壳腔的外侧位置提供喷吹空气流。
一条通道可在涡轮发动机内轴向向前延伸,用于把从第一喷吹空气通道流出的喷吹空气导引至与涡轮级冷却腔相邻的位置,在该位置处,喷吹空气与来自于涡轮级冷却腔的空气混合,并且该通道可包括用于轴向向后朝第二喷吹空气通道的入口导引喷吹空气的腔室。
喷吹空气可从涡轮发动机的压缩段中的第一供给位置供至第一喷吹气道,冷却空气从可压缩段的与第一供给位置不同的第二供给位置供至涡轮级冷却腔。
从第二喷吹气道流出的喷吹空气的一部分可向径向地向内穿过围绕所述至少一根撑杆的整流罩的连接喷吹气道供给喷吹空气。
从第二喷吹空气通道流出的喷吹空气的一部分可沿轴向地向前方向朝涡轮环形段与外流道壁之间的密封件的位置供给喷吹空气。
撑杆可包括相对的轴向延伸侧壁,所述的相对侧壁限定形成其间的第二喷吹气道的腔体,并可包括在从外流道壁径向地向外的位置穿过侧壁的撑杆孔口,使喷吹空气可从撑杆流出。
附图说明
虽然本说明书所附的权利要求书具体、明确地提出了本发明的权利要求,但是通过参照附图做出的以下说明,能够更好地理解本发明。在附图中,相似的标号标示相似的元件,其中:
图1是可结合有本发明的特征的航改型工业燃气轮机的示意图;
图2是燃气轮机的涡轮排气壳段的横截面图;
图2A和图2B是沿图2的2A-2A线剖切的横截面图;
图3是沿图2中的3-3线剖切的横截面图;
图4是沿图3的4-4线剖切的横截面图;和
图5是涡轮排气壳中的多个撑杆组件的轴向示意横截面图。
具体实施方式
在以下优选实施例的详细说明中,将参照构成本说明书的一部分的附图以示例性方式而非限定性方式说明可实践本发明的一个具体优选实施例。应理解,也可以利用其它实施例,并且在不脱离本发明的精神和范围的前提下做出各种变化。
图1示意性地示出了可结合有本发明的燃气轮机10。应注意,图1中所示的特定燃气轮机包括航改型工业燃气轮机;但是,本发明不局限于此处所述的特定燃气轮机。燃气轮机10包括:高压压缩机12;低压压缩机14;燃烧室16;包含高压涡轮18、低压涡轮20和动力涡轮22的涡轮段17;以及发电机24。中间壳体21在低压涡轮20与动力涡轮22之间延伸,并包括涡轮排气壳25(图2)。高压压缩机12对从低压压缩机穿过相继的压缩机级流出的部分压缩的空气进行压缩,以产生高压空气,例如具有4大气压至20大气压左右压力的压缩空气,低压压缩机14对流过相继的压缩机级的环境空气进行压缩,以产生低压空气,例如具有1大气压至4大气压左右压力的压缩空气。高压压缩机和低压压缩机12、14在此合称为“压缩机装置”。
燃烧室16把来自于压缩机装置的一部分压缩空气与燃料混合,并点燃混合气体,以产生燃烧产物,该燃烧产物形成高温工作气体。工作气体从燃烧室16流至涡轮段17。在涡轮段17的每个涡轮18、20和22中,有成排的固定导叶(未示出)和转动轮叶(未示出)。每排轮叶配有一个独立的叶盘(未示出)。构成高压涡轮18的一部分的叶盘耦合至第一转轴26(参见图1),第一转轴26耦合至高压压缩机12,以驱动高压压缩机12。构成低压涡轮20的一部分的叶盘耦合至第二转轴28(在图1中示意性地示出),第二转轴28耦合至低压压缩机14,以驱动低压压缩机14。第二转轴28布置在第一转轴26内,并与第一转轴26同轴,如图1所示。构成动力涡轮22的一部分的叶盘耦合至第三转轴30(参见图1),第三转轴30耦合至发电机24,以驱动发电机24。随着工作气体流过涡轮18、20、22时膨胀,工作气体使涡轮18、20、22内的成排转动轮叶旋转,因而使相应的叶盘和第一、第二、第三轴26、28、30旋转。由涡轮叶盘和轴26、28、30形成的结构总体上称为涡轮转子31,参见图2。
图2示出了位于低压涡轮20的末级的出口或排气口的涡轮排气壳25,包括末级导叶排32和末级轮叶排34。涡轮排气壳25包括外环或壳体36以及内环或壳体38,它们限定其间的涡轮排气壳腔40。
在外流道壁44和内流道壁46之间限定环形排气道42。气道42从低压涡轮20向动力涡轮22引导高温气体,并把排气壳腔划分为外壳腔或腔体部分40a以及内排气壳腔或腔体部分40b。外排气壳腔40a大致限定在排气壳25的外环36与外流道壁44之间,内壳腔40b大致限定在内流道壁46与锥形49之间,所述锥形49延伸在轴承壳50与动力涡轮22的前端或上游端之间。
请参考图2和图5,多个撑杆组件48在涡轮排气壳25周围在周向上间隔布置,从外环36径向地向内延伸至内环38,以支撑内环38。轴承壳50支撑到内环38的径向内侧,并容纳后轴承(以标号51示意性地示出),以支撑涡轮转子31。每个撑杆组件48包括附到外环36和内环38上的结构撑杆52、以及围绕撑杆52并在外流道壁44和内流道壁46之间延伸的导流罩54,所述导流罩用于把撑杆52从穿过气道42的高温气体隔离,并保护撑杆52,参见图3。
如图3所示,每根撑杆52在发动机的轴向上是细长的,限定轴向延伸的外侧壁56、58,撑杆52大致形成为实心构件,以提供稳固的结构支撑,把内环38保持在径向和周向上。而且,每根撑杆52形成有轴向的细长撑杆腔60,该撑杆腔在径向上穿过撑杆的中部,并由平行于外侧壁56、58的相对的轴向细长的内腔壁56a、58a限定。
请参考图2,根据本发明的一个方面,撑杆52以可分离的方式安装到外环36和内环38上,例如以非焊接或非一体化的形式附接。在所示的实施例中,撑杆52抵靠外环36和内环38,并通过可分离的紧固件连接附接至外环36和内环,例如螺栓或螺柱连接62。
而且,如图2和2A所示,撑杆52可形成有加大的头部52d,例如圆形头部52d。头部52d便于固定至壳体25的外环36。在壳体和头部52d之间形成紧密配合,从而来自于壳体25的侧向载荷和/或后载荷会传递至头部52d,而不是由螺栓或螺柱连接62承载。图2B示出了头部52d'的一种可替代构造,其中,头部具有矩圆形构造,并用于以图2A所示的圆形构造相似的方式接收壳体25的侧向载荷和/或后载荷。
可替代地,撑杆52可没有加大头部,而是形成有竖壁,或者具有延伸至与壳体25的外环36连接的接头处的恒定截面。在此情况中,螺栓或螺柱连接62会承担载荷,而不是由上述的头部52d、52d'承担载荷。
应说明的是,虽然在此(图5)示出的是四根撑杆52,但是在本发明的范围内,撑杆52的数目可为其它值。例如,可提供八根撑杆52,或者任何其它数量的撑杆。
另外,虽然在图2中示出了四个螺栓或螺柱62,即,在每根撑杆52的径向外侧位置和径向内侧位置有两个螺栓或螺柱62,但是也可以仅提供两个螺栓或螺柱,绮,每个螺栓或螺柱径向延伸到撑杆52的全长,以在撑杆52的每个径向外端和内端处附接到外环36和内环38上。
请参考图2和图3,根据本发明的一个方面,提供一种辅助空气***(SAS)。所述SAS包括穿过撑杆腔体60的第一喷吹气道63,并且该第一喷吹气道63可由管状排气道构件64限定,该构件64从外环36处的空气入口位置66延伸至附接至内环36并围绕轴承壳50的密封壁70上的径向内侧位置68。第一内环腔72从内环38径向地向内布置,并限定在密封壁70与轴承壳50之间。以标号74示意性地示出的第一冷却空气供应管向气道构件64提供冷却空气。例如,向气道构件64提供的冷却空气可从高压压缩机12的一个级提供,例如压缩机12的第八级的排气,参见图1。通过第一冷却空气供应管提供的空气在流入气道构件64之间可被冷却,例如通过流过热交换器的方式冷却。从下文中的说明能够明显看出,通过气道构件64提供的空气可提供冷却空气功能,以及喷吹空气功能,该喷吹空气功能用于对涡轮排气壳25内的某些区域增压,以阻止高温气体进入。例如,如下文中所详述,气道构件64通过撑杆腔60径向地向内朝第一内环腔72中导引冷却或喷吹空气。
从图2可以看出,第二内环腔76限定在内环38与密封壁70之间,并从内环腔72径向地向外布置。撑杆腔60经由穿过内环38的通道77与第二内环腔76通过流体相通。撑杆腔60限定SAS的第二喷吹气道78,该第二喷吹气道78用于从撑杆52的径向内端52b径向地向外朝撑杆52的径向外端52a导引冷却和喷吹空气。第二内环腔76接收第二喷吹气道78的冷却或喷吹空气,并且该冷却或喷吹空气与来自于第一喷吹气道63的空气以及涡轮叶盘冷却空气混合,如下文中进一步详述。
应说明的是,除了在此所述的用于在涡轮排气壳25内提供受控喷吹气流的预定喷吹空气通道和孔口外,撑杆52的径向外端52a和径向内端52b大致与外环36和内环38形成密封结合。
可选地,可提供穿过排气道构件64的供油管80。所述供油管80可向轴承供油,并受喷吹空气保护,以防止向撑杆组件48传递热量,即,从气道42中的高温气流传递热量,其中,在第一和第二喷吹气道63、78中流动的喷吹空气为供油管80提供保护气障。需要把供油管80以及其中的油保持在适当温度,以避免或降低供油管80中的积炭趋势,例如,在“跳车”或“甩载”状况中,当发动机快速关机时,即,当油不再流过供油管80时,特别容易发生这种积炭现象。空气通过第二喷吹气道78径向地向外流动在撑杆52与第一喷吹气道63以及相关的供油管80之间提供一个热缓冲区。而且,流过第一喷吹气道63的冷却气流量可提高气流容量,即,使气流容量大于以较低的流速向供油管80提供冷却气流时正常需要的气流容量。流过第一喷吹气道63的气体的较低流速使穿过排气道构件64的空气的马赫数较低,因而能降低形成由气流引起的振动的趋势。
在图5中的示意图中,示出了多根撑杆521、522、523、524,其中,撑杆522可配有从轴承壳50延伸的回油管82,以从轴承51和涡轮排气壳25中输送走油。另外,可布置用于向第一内环腔72输送喷吹空气的多个排气道构件641、642、643。
请参考图2,流过第一喷吹气道63的冷却或喷吹空气进入第一内环腔72中,该气流的一部分在第一内环腔72中沿轴向的上游或前向朝低压涡轮20的末级84流动。在第一内环腔72中向前流动的空气的一部分为轴承壳50处的密封件85提供密封压力。即,第一内环腔72中的气压向处于轴承壳50与转子轴31之间的位置的密封件85提供外部密封压缩空气,以防止油从密封件85流出。向前流动的空气的其余部分从第一内环腔72穿过与转子31相邻的密封件87,流至第二内环腔76。
另外,来自于第一喷吹气道63的空气的一部分在第一内环腔72中沿轴向的下游或向后方向朝孔口89流动,以向位于后部密封件处的轴承室的后部提供喷吹/冷却空气,以防止空气和来自于动力涡轮前腔73的热量进入轴承腔53(包括轴承室)。
涡轮20的末级84可接收从高压压缩机12排出的冷却空气(例如经由导管91(图1)排出),该冷却空气的至少一部分被输送至叶盘冷却腔90。例如,冷却气流93可从高压压缩机12的第九级输送至位于涡轮机20的末级84中以及与末级84相邻的冷却部件,并进行计量,并向涡轮排气壳25提供受控并经过计量的气流。更准确地说,转子轴31上的孔口86从涡轮末级84的叶盘冷却腔90向第二内环腔76中提供受控的冷却空气排气流88,在第二内环腔76中,该气流在总体上以标号92标出的位置与由第一喷吹气道63提供的空气混合,以形成混合气流94。混合气流94的一部分96通过密封件98从第二内环腔76流出,以向内流道壁腔100提供喷吹空气,从而防止排出的高温空气流过位于涡轮末级84与内流道壁46之间的接口处的密封件102。
混合气流94的另一部分沿轴向上的前向流过第二内环腔76,并流过通道77,进入第二喷吹气道78。即,此混合气流进入撑杆52的开口腔60中,并向外朝撑杆52的径向外端52a流动。请参考图3,撑杆52的径向外端52a形成有多个低损耗喷吹气流孔口104,这些孔口104从内腔壁56a、58a沿侧向穿过撑杆52的侧面,并延伸至相应的外侧壁56、58。喷吹气流孔口104限定第二喷吹气道78的出口通道,允许混合气流94从开口腔60流出至撑杆52的外部位置,该位置限定为撑杆52的外表面108与撑杆52周围的护罩110之间的撑杆护罩间隙106。护罩110在外环36与内环38之间沿径向延伸,并可附接至外环36和内环38。
如图2所示,穿过孔口104的一部分混合空气94包括径向外流部分,该径向外流部分可穿过护罩110的外缘从撑杆护罩间隙106中流出。即,在护罩110与外环36之间可提供由径向外侧前间隙112a和径向外侧后间隙112b描绘的很小或低损耗间隙。预定或受控数量的喷吹空气可从前间隙112a和后间隙112b流至外壳腔40a。喷吹空气的向前流动部分114a使与后涡轮密封件116相邻的外壳腔40a中的气压增大,即,在末级涡轮环形段118的下游端,喷吹空气的向前流动部分114a和在末级涡轮机壳腔120处提供的冷却/喷吹空气119提供正喷吹空气压力,以防止高温气体从气道42向外流出。应说明的是,提供至末级涡轮壳腔120的喷吹/冷却空气可从高压压缩机12的另一级提供,例如从压缩机12的第十二级提供。
喷吹空气的向后流动部分114b使与动力涡轮22的前外密封件122相邻的外壳腔40a中的气压增大。喷吹空气的向后流动部分114b提供正喷吹空气压力,以防止高温气体在动力涡轮22的入口处从气道42向外流出。喷吹空气的向后流动部分114b还在撑杆护罩106与整流罩54之间沿径向向内流动(由气流123示出),以增大与动力涡轮22的前内密封件124相邻的内壳腔40b中的压力,从而提供正压力,以防止高温气体流入内壳腔40b中。
请参考图2,穿过孔口104进入撑杆护罩间隙106(图3)的另一部分混合空气94包括径向内流部分126,该径向内流部分沿大致由撑杆护罩间隙106限定的气道128沿着在孔口104与内环38之间延伸的撑杆护罩间隙106的径向部分径向地向内流动。混合空气94的径向内流部分126在限定在护罩110与内环38之间的很小的或低损耗径向内侧间隙130(也在图3中示出)处从撑杆护罩间隙106流出。由混合空气94的径向内流部分126限定的气流在撑杆52周围形成冷却空气气障,并且穿过径向内侧间隙130的气流向内壳腔40b提供附加的喷吹空气131。穿过径向内侧间隙130的气流还为处于内壳腔40b以及与内壳腔40b相邻的部件提供冷却。在本发明的一种优选配置中,穿过撑杆护罩间隙106的混合空气94的至少10%(即,10%以上)应构成混合空气流的径向内流部分126,并穿过间隙130流出。在提供至撑杆护罩间隙106的混合气流的一种特定配置中,混合气流94的三分之二左右可穿过径向外侧间隙112a、112b,以形成向前和向后流动部分114a、114b,并且混合气流的三分之一左右可径向地向内穿过撑杆间隙106流至径向内侧间隙130。
而且,如图2、图3和图4所示,混合空气94的一部分通过孔口132直接从开口腔60计量,所述一部分在与内环38相邻的撑杆52的径向内端52b处从开口腔60沿轴向朝下游延伸。应理解,孔口132可形成在内环38或撑杆52中。穿过孔口132的混合空气94流向内壳腔40b提供附加的喷吹气流134(图2和图3),该气流134可与穿过径向内侧间隙130的喷吹空气流131混合,以在动力涡轮22的前内密封件124处保持正压力,并为涡轮排气壳部件提供冷却。
上述的辅助空气***冷却配置提供多种换热机制,使涡轮排气壳部件的温度保持在构成这些部件的金属材料的温度限制之内,并保持涡轮机壳体部件之间的温度平衡。根据本发明的一个方面,所述的SAS提供喷吹空气,产生防止高温气体从气道42渗漏的正压力,例如,在发动机10的基准运转过程中,可能需要这种正压力。更确切地说,喷吹空气防止或限制高温气体在与涡轮排气壳25内的外流道壁44和内流道壁46配套的密封件处发生渗漏。
根据另一个方面,所述SAS实现涡轮排气壳25内的部件的冷却热传递。更确切地说,在撑杆52的内表面和外表面处提供冷却气流,即,冷却气流沿开口腔表面和外表面108流过。而且,从护罩110的径向外缘和内缘处的间隙112a、112b和130流出的混合空气94在涡轮排气壳腔40内提供冷却和吸热能力,在涡轮排气壳腔40中,混合空气94通过自由对流来冷却形成壳腔40的区域的表面。例如,腔体40内的混合空气94可在护罩106和整流罩54之间沿连接外腔部分40a和内腔部分40b的径向延伸的连接喷吹气道对流地流动,以冷却整流罩54,并允许在涡轮排气壳腔内分布喷吹空气。
根据另一个方面,所述SAS提供吸热能力,从而把涡轮排气壳腔40内的气温保持在低于可能使涡轮排气壳25内的合金部件受到损坏的温度水平。更确切地说,此SAS在涡轮排气壳腔40内提供足够的冷却和吸热能力,从而允许涡轮排气壳部件由成本较低的低温合金制成。
此SAS还有利于在发动机运转发生变化的过程中保持径向外侧部件与径向内侧部件之间的温度平衡。具体而言,空气按本文所述的方式径向地向内和向外流动可实现涡轮排气壳25的适当温度分布,从而在瞬变状况中保持部件之间的温度平衡。
另外,如上文中参照供油管80进行的说明所述,万一发生导致发动机迅速停机的状况,此SAS中的多条气道可提供气障。供油管80周围有多层气障,这些气障提供吸热能力,能够减缓从温度较高部件传热的“均热”效应。而且,由第一和第二内环室74、76形成的多个气室在轴承壳50周围提供吸热能力,以减缓向轴承壳50内的轴承和油传热的“均热”效应。
虽然在上文中本发明是通过具体实施例来说明的,但是本领域技术人员能够理解,在不脱离本发明的精神和范围的前提下,能够做出各种其它的变化和修饰。因此,在本发明的范围之内做出的所有此类变化和修饰都应涵盖在由所附权利要求限定的范围之内。

Claims (19)

1.一种涡轮发动机的涡轮组件,该涡轮组件具有外壳、内壳、限定在外流道壁和内流道壁之间的环形排气道、以及从该排气道径向地向外和径向地向内布置的涡轮排气壳腔,还包括:
把所述内壳支撑到所述外壳上的多根结构撑杆;
每根撑杆周围的整流罩,处于延伸在外流道壁和内流道壁之间的区域中;
第一喷吹气道,沿径向向内穿过至少一根结构撑杆,用于向所述内壳导引喷吹冷却空气,以向从所述内壳径向地向内布置的至少一个部件供应喷吹空气;和
第二喷吹气道,沿径向向外穿过所述至少一根结构撑杆,用于进一步从所述至少一个部件沿径向向外导引喷吹冷却空气,以向从外流道壁径向地向外布置的所述排气壳腔的外侧位置提供喷吹空气流。
2.如权利要求1所述的涡轮组件,其中,第一喷吹气道由穿过所述结构撑杆中部的管状通道形成。
3.如权利要求2所述的涡轮组件,其中,第二喷吹气道由在所述结构撑杆的径向外端与内端之间沿径向延伸的开口腔形成,所述管状通道穿过所述开口腔。
4.如权利要求3所述的涡轮组件,其中,所述开口腔在平行于所述排气道的轴向上是细长的,并包括撑杆孔口,该撑杆孔口从开口腔穿过所述结构撑杆的轴向延伸侧面延伸至所述结构撑杆的外部区域,并与所述排气道隔离。
5.如权利要求4所述的涡轮组件,其中,所述撑杆孔口位于所述结构撑杆的径向外端附近,并包括围绕所述结构撑杆的外表面的撑杆护罩,并且限定其间的缝隙,用于沿所述结构撑杆的外表面从所述撑杆孔口径向地向内导引喷吹空气流。
6.如权利要求5所述的涡轮组件,包括位于所述撑杆护罩的径向内端处的出口,该出口用于从第二喷吹气道向从内流道壁径向地向内布置的所述排气壳腔的内侧位置提供受控的喷吹空气流。
7.如权利要求6所述的涡轮组件,其中,所述出口在与所述内壳相邻的所述结构撑杆内从所述开口腔沿轴向朝下游延伸。
8.如权利要求3所述的涡轮组件,包括穿过第一喷吹气道的油管,所述油管径向地向内延伸至涡轮发动机的后轴承的轴承室。
9.如权利要求1所述的涡轮组件,其中,从第一喷吹气道流出的空气向位于涡轮发动机的轴承室外壳与转子轴之间的密封件提供外部密封压缩空气。
10.如权利要求9所述的涡轮组件,包括位于所述内壳和所述轴承室外壳之间的腔室,在该腔室中,密封压缩空气与从涡轮发动机的涡轮级的径向内侧冷却空气腔排出的空气混合,并径向地向外朝所述内壳处的第二喷吹气道的入口流动。
11.如权利要求1所述的涡轮组件,包括位于所述结构撑杆与整流罩之间的连接喷吹气道,该连接喷吹气道在外流道壁与内流道壁之间延伸,用于把输送至所述排气壳腔的外侧位置的喷吹空气从径向地向内布置的第二喷吹气道导引至从内流道壁径向地向内布置的所述排气壳腔的内侧位置。
12.如权利要求1所述的涡轮组件,其中,所述结构撑杆是在可分离的紧固件连接处附接到所述外壳和所述内壳上的可拆卸构件。
13.如权利要求1所述的涡轮组件,其中,所述外壳限定发动机核心涡轮与动力涡轮之间的中间涡轮壳。
14.一种涡轮发动机的涡轮组件,该涡轮组件具有外壳、内壳、限定在外流道壁和内流道壁之间的环形排气道、以及从气道径向地向外和径向地向内布置的涡轮排气壳腔,还包括:
在所述内壳与所述外壳之间延伸的多根撑杆;
第一喷吹气道,沿径向向内穿过至少一根撑杆,用于向所述内壳导引喷吹空气,以向从所述内壳径向地向内布置的至少一个部件供应喷吹空气;和
第二喷吹气道,具有位于所述内壳处的入口,并径向地向外穿过所述至少一根撑杆,用于进一步径向地向外导引喷吹冷却空气,以向从外流道壁径向地向外布置的所述排气壳腔的外侧位置提供喷吹空气流。
15.如权利要求14所述的涡轮组件,包括在涡轮发动机内沿轴向向前延伸的一条通道,该通道用于把从第一喷吹空气通道流出的喷吹空气导引至与涡轮级冷却腔相邻的位置,在该位置处,喷吹空气与来自于涡轮级冷却腔的空气混合,并且该通道包括用于轴向向后朝第二喷吹空气通道的入口导引喷吹空气的腔室。
16.如权利要求15所述的涡轮组件,其中,喷吹空气从涡轮发动机的压缩段中的第一供给位置供至第一喷吹气道,冷却空气从所述压缩段的与第一供给位置不同的第二供给位置供至涡轮级冷却腔。
17.如权利要求14所述的涡轮组件,其中,从第二喷吹气道流出的喷吹空气的一部分向径向地向内穿过围绕所述至少一根撑杆的整流罩的连接喷吹气道供给喷吹空气。
18.如权利要求17所述的涡轮组件,其中,从第二喷吹空气通道流出的喷吹空气的一部分沿轴向地向前方向朝涡轮环形段与外流道壁之间的密封件的位置供给喷吹空气。
19.如权利要求14所述的涡轮组件,其中,所述撑杆包括相对的轴向延伸侧壁,相对的所述侧壁限定形成其间的第二喷吹气道的腔体,并可包括在从外流道壁径向地向外的位置穿过所述侧壁的撑杆孔口,使喷吹空气可从所述撑杆流出。
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