渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)和具體是燃?xì)饣蛉紵郎u輪發(fā)動(dòng)機(jī)是從穿過發(fā)動(dòng)機(jī)到多個(gè)渦輪葉片上的燃燒氣體流抽取能量的旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)。燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)用于陸地和海上移動(dòng)和發(fā)電，但最常用于航空應(yīng)用，如用于飛行器，包括直升機(jī)。在飛行器中，燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)用于飛行器的推進(jìn)。在陸地應(yīng)用中，渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)常用于發(fā)電。

用于飛行器的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)成在高溫下操作，以最大化發(fā)動(dòng)機(jī)效率，所以某些發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)件如高壓渦輪和低壓渦輪的冷卻可為必要的。典型地，冷卻通過將較冷的空氣從高壓和/或低壓壓縮機(jī)導(dǎo)送至需要冷卻的發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)件來實(shí)現(xiàn)。高壓渦輪中的溫度為大約1000℃到2000℃，而來自壓縮機(jī)的冷卻空氣為大約500℃到700℃。盡管壓縮機(jī)空氣為高溫，但其相對于渦輪空氣為較冷的，并且可用于冷卻渦輪。當(dāng)冷卻渦輪時(shí)，冷卻空氣可供應(yīng)至各種渦輪構(gòu)件，包括渦輪葉片和渦輪護(hù)罩的內(nèi)部。

冷卻空氣中的顆粒如污垢、灰塵、沙、火山灰和其它環(huán)境污染物可對于飛行器環(huán)境而言引起冷卻損失和縮短的操作時(shí)間或"在翼時(shí)間"。該問題在全球各處的某些操作環(huán)境中加劇，其中渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)暴露于相當(dāng)大量的氣載顆粒。供應(yīng)至渦輪構(gòu)件的顆粒可阻塞、阻礙或涂覆構(gòu)件的流動(dòng)通路和表面，這可縮短構(gòu)件的壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

一種用于具有殼內(nèi)的壓縮機(jī)、燃燒器和渦輪的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的護(hù)罩組件，其中渦輪具有限定噴嘴的多個(gè)環(huán)形地布置的固定導(dǎo)葉，以及與固定導(dǎo)葉成對來限定渦輪的一個(gè)級的多個(gè)環(huán)形地布置的旋轉(zhuǎn)葉片。護(hù)罩組件包括：具有面對葉片的前側(cè)和與前側(cè)相對的后側(cè)的護(hù)罩；吊架，其構(gòu)造成使護(hù)罩與殼聯(lián)接并且限定內(nèi)室，并且具有前面，其中入口通路延伸穿過前面并且流體地聯(lián)接于室，以及后面，其中出口通路延伸穿過后面并且流體地聯(lián)接于室；冷卻回路，其具有流體地聯(lián)接于入口通路并且將冷卻流體流通過入口通路供應(yīng)至室的第一部分，以及流體地聯(lián)接于出口通路并且限定吹掃流動(dòng)通路的第二部分；以及至少一個(gè)顆粒分離器，其位于室內(nèi)并且具有與入口通路間隔并且面對入口通路以限定吹掃流動(dòng)入口與入口通路之間的間隙的吹掃流動(dòng)入口、流體地聯(lián)接于吹掃流動(dòng)通路的吹掃導(dǎo)管，以及將吹掃流動(dòng)入口流體地聯(lián)接于吹掃導(dǎo)管的扼流部。間隙尺寸確定成使得冷卻流體流的一部分通過間隙流出，并且入口通路與吹掃入口對準(zhǔn)，使得冷卻流體流的第二部分從入口通路直接流動(dòng)橫跨間隙并且到吹掃入口中，其中攜帶在冷卻流體流中的顆粒主要由動(dòng)量約束在冷卻流體流的第二部分中以限定吹掃流體流。

一種用于具有殼內(nèi)的壓縮機(jī)、燃燒器和渦輪的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)件，其中渦輪具有限定噴嘴的多個(gè)環(huán)形地布置的固定導(dǎo)葉，以及與固定導(dǎo)葉成對來限定渦輪的一個(gè)級的多個(gè)環(huán)形地布置的旋轉(zhuǎn)葉片。構(gòu)件包括：本體，其限定內(nèi)室，并且具有第一面，其中入口通路延伸穿過第一面并且流體地聯(lián)接于室，以及第二面，其中出口通路延伸穿過第二面并且流體地聯(lián)接于室；冷卻回路，其具有流體地聯(lián)接于入口通路并且將冷卻流體流通過入口通路供應(yīng)至室的第一部分，以及流體地聯(lián)接于出口通路并且限定吹掃流動(dòng)通路的第二部分；以及至少一個(gè)顆粒分離器，其位于室內(nèi)并且具有與入口通路間隔并且面對入口通路以限定吹掃流動(dòng)入口與入口通路之間的間隙的吹掃流動(dòng)入口、流體地聯(lián)接于吹掃流動(dòng)通路的吹掃導(dǎo)管，以及將吹掃流動(dòng)入口流體地聯(lián)接于吹掃導(dǎo)管的扼流部。間隙尺寸確定成使得冷卻流體流的第一部分通過間隙流出，并且入口通路與吹掃入口對準(zhǔn)，使得冷卻流體流的第二部分從入口通路直接流動(dòng)橫跨間隙并且到吹掃入口中，其中攜帶在冷卻流體流中的顆粒主要由動(dòng)量約束在冷卻流體流的第二部分中以限定吹掃流體流。

一種用于具有壓縮機(jī)、燃燒器和渦輪的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的護(hù)罩組件，包括面對多個(gè)環(huán)形地旋轉(zhuǎn)的葉片的護(hù)罩、聯(lián)接于護(hù)罩限定具有入口和吹掃流動(dòng)出口的內(nèi)室的吊架，位于內(nèi)室內(nèi)的有效撞擊器。冷卻流體流通過入口引入到內(nèi)室中，并且有效撞擊器將冷卻流體流分成流過有效撞擊器并且通過吹掃流動(dòng)出口排出的吹掃顆粒流體流，以及在內(nèi)室內(nèi)在有效撞擊器外部流動(dòng)的減少顆粒流體流。

技術(shù)方案1. 一種用于具有殼內(nèi)的壓縮機(jī)、燃燒器和渦輪的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的護(hù)罩組件，其中所述渦輪具有限定噴嘴的多個(gè)環(huán)形地布置的固定導(dǎo)葉，以及與所述固定導(dǎo)葉成對來限定所述渦輪的一個(gè)級的多個(gè)環(huán)形地布置的旋轉(zhuǎn)葉片，所述護(hù)罩組件包括：

護(hù)罩，其具有面對所述葉片的前側(cè)和與所述前側(cè)相對的后側(cè)；

吊架，其構(gòu)造成使所述護(hù)罩與所述殼聯(lián)接并且限定內(nèi)室，并且具有前面，其中入口通路延伸穿過所述前面并且流體地聯(lián)接于所述室，以及后面，其中出口通路延伸穿過所述后面并且流體地聯(lián)接于所述室；

冷卻回路，其具有流體地聯(lián)接于所述入口通路并且將冷卻流體流通過所述入口通路供應(yīng)至所述室的第一部分，以及流體地聯(lián)接于所述出口通路并且限定吹掃流動(dòng)通路的第二部分；以及

至少一個(gè)顆粒分離器，其位于所述室內(nèi)并且具有與所述入口通路間隔并且面對所述入口通路以限定吹掃流動(dòng)入口與所述入口通路之間的間隙的吹掃流動(dòng)入口、流體地聯(lián)接于所述吹掃流動(dòng)通路的吹掃導(dǎo)管，以及將所述吹掃流動(dòng)入口流體地聯(lián)接于所述吹掃導(dǎo)管的扼流部；

其中所述間隙尺寸確定成使得所述冷卻流體流的第一部分通過所述間隙流出，并且所述入口通路與所述吹掃入口對準(zhǔn)，使得所述冷卻流體流的第二部分從所述入口通路直接流動(dòng)橫跨所述間隙并且到所述吹掃入口中，其中攜帶在所述冷卻流體流中的顆粒主要由動(dòng)量約束在所述冷卻流體流的所述第二部分中以限定吹掃流體流。

技術(shù)方案2. 根據(jù)技術(shù)方案1所述的護(hù)罩組件，其特征在于，所述吹掃流動(dòng)入口包括減小截面面積的部分，以使所述冷卻流體流的所述第一部分在到達(dá)所述扼流部之前加速。

技術(shù)方案3. 根據(jù)技術(shù)方案2所述的護(hù)罩組件，其特征在于，所述減小截面面積的部分包括沿朝所述扼流部的方向連續(xù)減小的截面面積。

技術(shù)方案4. 根據(jù)技術(shù)方案1所述的護(hù)罩組件，其特征在于，所述吹掃流動(dòng)入口包括第一錐形部分，其朝所述扼流部減小截面面積。

技術(shù)方案5. 根據(jù)技術(shù)方案4所述的護(hù)罩組件，其特征在于，所述吹掃流動(dòng)入口包括由朝所述扼流部增大截面面積的第二錐形部分限定的唇部。

技術(shù)方案6. 根據(jù)技術(shù)方案5所述的護(hù)罩組件，其特征在于，所述第二錐形部分從所述第一錐形部分延伸。

技術(shù)方案7. 根據(jù)技術(shù)方案6所述的護(hù)罩組件，其特征在于，所述扼流部包括最小截面面積，其小于或等于所述吹掃流動(dòng)入口和所述吹掃導(dǎo)管的最小截面面積。

技術(shù)方案8. 根據(jù)技術(shù)方案7所述的護(hù)罩組件，其特征在于，所述吹掃導(dǎo)管具有所述扼流部下游的恒定的截面面積。

技術(shù)方案9. 根據(jù)技術(shù)方案1所述的護(hù)罩組件，其特征在于，所述吊架還包括與所述冷卻流體流的所述第一部分流體連通的沖擊擋板。

技術(shù)方案10. 根據(jù)技術(shù)方案9所述的護(hù)罩組件，其特征在于，所述沖擊擋板包括多個(gè)貫穿開口。

技術(shù)方案11. 根據(jù)技術(shù)方案10所述的護(hù)罩組件，其特征在于，所述冷卻回路還包括流體地聯(lián)接于所述室并且限定冷卻流體出口的第三部分。

技術(shù)方案12. 根據(jù)技術(shù)方案1所述的護(hù)罩組件，其特征在于，所述顆粒分離器包括有效撞擊器。

技術(shù)方案13. 一種用于具有殼內(nèi)的壓縮機(jī)、燃燒器和渦輪的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)件，其中所述渦輪具有限定噴嘴的多個(gè)環(huán)形地布置的固定導(dǎo)葉，以及與所述固定導(dǎo)葉成對來限定所述渦輪的一個(gè)級的多個(gè)環(huán)形地布置的旋轉(zhuǎn)葉片，所述構(gòu)件包括：

本體，其限定內(nèi)室，并且具有第一面，其中入口通路延伸穿過所述第一面并且流體地聯(lián)接于所述室，以及第二面，其中出口通路延伸穿過所述第二面并且流體地聯(lián)接于所述室；

冷卻回路，其具有流體地聯(lián)接于所述入口通路并且將冷卻流體流通過所述入口通路供應(yīng)至所述室的第一部分，以及流體地聯(lián)接于所述出口通路并且限定吹掃流動(dòng)通路的第二部分；以及

至少一個(gè)顆粒分離器，其位于所述室內(nèi)并且具有與所述入口通路間隔并且面對所述入口通路以限定吹掃流動(dòng)入口與所述入口通路之間的間隙的吹掃流動(dòng)入口、流體地聯(lián)接于所述吹掃流動(dòng)通路的吹掃導(dǎo)管，以及將所述吹掃流動(dòng)入口流體地聯(lián)接于所述吹掃導(dǎo)管的扼流部；

其中所述間隙尺寸確定成使得所述冷卻流體流的第一部分通過所述間隙流出，并且所述入口通路與所述吹掃入口對準(zhǔn)，使得所述冷卻流體流的第二部分從所述入口通路直接流動(dòng)橫跨所述間隙并且到所述吹掃入口中，其中攜帶在所述冷卻流體流中的顆粒主要由動(dòng)量約束在所述冷卻流體流的所述第二部分中以限定吹掃流體流。

技術(shù)方案14. 根據(jù)技術(shù)方案13所述的噴嘴組件，其特征在于，所述間隙的長度與所述扼流部的直徑之比在1:1到1:4之間。

技術(shù)方案15. 根據(jù)技術(shù)方案14所述的噴嘴組件，其特征在于，所述間隙的長度與所述扼流部的直徑之比在1:1到1:2之間。

技術(shù)方案16. 根據(jù)技術(shù)方案13所述的構(gòu)件，其特征在于，所述吹掃流動(dòng)入口包括減小截面面積的部分，以使所述冷卻流體流的所述第一部分在到達(dá)所述扼流部之前加速。

技術(shù)方案17. 根據(jù)技術(shù)方案16所述的構(gòu)件，其特征在于，所述減小截面面積包括沿朝所述扼流部的方向連續(xù)減小的截面面積。

技術(shù)方案18. 根據(jù)技術(shù)方案13所述的構(gòu)件，其特征在于，所述吹掃流動(dòng)入口包括第一錐形部分，其朝所述扼流部減小截面面積。

技術(shù)方案19. 根據(jù)技術(shù)方案18所述的構(gòu)件，其特征在于，所述吹掃流動(dòng)入口包括由朝所述扼流部增大截面面積的第二錐形部分限定的唇部。

技術(shù)方案20. 根據(jù)技術(shù)方案19所述的構(gòu)件，其特征在于，所述扼流部包括最小截面面積，其小于或等于所述吹掃流動(dòng)入口和所述吹掃導(dǎo)管的最小截面面積。

技術(shù)方案21. 根據(jù)技術(shù)方案20所述的構(gòu)件，其特征在于，所述吹掃導(dǎo)管具有所述扼流部下游的恒定的截面面積。

技術(shù)方案22. 根據(jù)技術(shù)方案13所述的構(gòu)件，其特征在于，所述構(gòu)件包括吊架托架、護(hù)罩和葉片中的至少一種。

技術(shù)方案23. 一種用于具有壓縮機(jī)、燃燒器和渦輪的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的護(hù)罩組件，包括：

護(hù)罩，其面對多個(gè)環(huán)形地旋轉(zhuǎn)的葉片；

吊架，其聯(lián)接于所述護(hù)罩，限定具有入口和吹掃流動(dòng)出口的內(nèi)室；

有效撞擊器，其位于所述內(nèi)室內(nèi)；

其中冷卻流體流通過所述入口引入到所述內(nèi)室中，并且所述有效撞擊器將所述冷卻流體流分成流動(dòng)穿過所述有效撞擊器并且通過所述吹掃流動(dòng)出口排出的吹掃顆粒流體流，以及在所述內(nèi)室內(nèi)在所述有效撞擊器外部流動(dòng)的減少顆粒流體流。

附圖說明

在附圖中：

圖1為用于飛行器的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的示意性截面圖。

圖2為來自圖1的發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒器和高壓渦輪的側(cè)視截面視圖。

圖3為具有顆粒分離器的圖1的發(fā)動(dòng)機(jī)的護(hù)罩組件的示意性截面視圖。

圖4為圖3的顆粒分離器的入口的近視圖。

圖5為示出用于移動(dòng)穿過護(hù)罩組件的冷卻流體的流動(dòng)路徑的圖3的護(hù)罩組件的示意性截面視圖。

部件列表

10 燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)

12 縱軸線(中心線)

14 前

16 后

18 風(fēng)扇區(qū)段

20 風(fēng)扇

22 壓縮機(jī)區(qū)段

24 低壓(LP)壓縮機(jī)

26 高壓(HP)壓縮機(jī)

28 燃燒區(qū)段

30 燃燒器

32 渦輪區(qū)段

34 HP渦輪

36 LP渦輪

38 排氣區(qū)段

40 風(fēng)扇殼

42 風(fēng)扇葉片

44 芯部

46 芯部殼

48 HP軸/HP轉(zhuǎn)軸

50 LP軸/LP轉(zhuǎn)軸

52 壓縮機(jī)級

54 壓縮機(jī)級

56 壓縮機(jī)葉片

58 壓縮機(jī)葉片

60 壓縮機(jī)導(dǎo)葉(噴嘴)

62 壓縮機(jī)導(dǎo)葉(噴嘴)

64 渦輪級

66 渦輪級

68 渦輪葉片

70 渦輪葉片

72 渦輪導(dǎo)葉

74 渦輪導(dǎo)葉

76 偏轉(zhuǎn)器

78 燃燒器襯套

80 護(hù)罩組件

82 旁通通道

84 開口

86 箭頭

88 顆粒分離器

90 沖擊擋板

92 護(hù)罩

94 吊架

96 吊架支承件

H 熱流體流動(dòng)路徑

100 流體入口

102 內(nèi)室

104 入口通路

108 前面

110 后面

112 有效撞擊器

114 吹掃導(dǎo)管

116 出口

118 吹掃流動(dòng)通路

120 腔

132 沖擊孔口

134 空間

136 前壁

138 后壁

140 冷卻表面

142 熱表面

144 膜孔

150 吹掃流動(dòng)入口

152 會(huì)聚入口

154 扼流部

156 發(fā)散部分

158 唇部

160 間隙

170 入口流

172 主流

174 副流

176 吹掃流

178 沖擊流

180 冷卻膜流。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的描述的實(shí)施例針對渦輪葉片，并且具體地針對冷卻渦輪葉片。出于圖示的目的，將關(guān)于用于飛行器燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪葉片描述本發(fā)明。然而，將理解的是，本發(fā)明并未如此受限，并且可在非飛行器應(yīng)用(如，其它移動(dòng)應(yīng)用和非移動(dòng)工業(yè)、商業(yè)和住宅應(yīng)用)中具有普遍適用性。其還可應(yīng)用于渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)中的除葉片外的翼型件，如靜止導(dǎo)葉。

圖1為用于飛行器的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10的示意性截面圖。發(fā)動(dòng)機(jī)10具有從前14向后16延伸的大體上縱向延伸的軸線或中心線12。發(fā)動(dòng)機(jī)10包括成下游串流關(guān)系的包括風(fēng)扇20的風(fēng)扇區(qū)段18、包括增壓器或低壓(LP)壓縮機(jī)24和高壓(HP)壓縮機(jī)26的壓縮機(jī)區(qū)段22、包括燃燒器30的燃燒區(qū)段28、包括HP渦輪34和LP渦輪36的渦輪區(qū)段32，以及排氣區(qū)段38。

風(fēng)扇區(qū)段18包括包繞風(fēng)扇20的風(fēng)扇殼40。風(fēng)扇20包括繞著中心線12沿徑向設(shè)置的多個(gè)風(fēng)扇葉片42。HP壓縮機(jī)26、燃燒器30和HP渦輪34形成發(fā)動(dòng)機(jī)10的芯部44，其生成燃燒氣體。芯部44由芯部殼46包繞，芯部殼46可與風(fēng)扇殼40聯(lián)接。

繞著發(fā)動(dòng)機(jī)10的中心線12同軸地設(shè)置的HP軸或轉(zhuǎn)軸48將HP渦輪34傳動(dòng)地連接于HP壓縮機(jī)26。繞著發(fā)動(dòng)機(jī)10的中心線12同軸地設(shè)置在較大直徑環(huán)形HP轉(zhuǎn)軸48內(nèi)的LP軸或轉(zhuǎn)軸50將LP渦輪36傳動(dòng)地連接于LP壓縮機(jī)24和風(fēng)扇20。

LP壓縮機(jī)24和HP壓縮機(jī)26分別包括多個(gè)壓縮機(jī)級52,54，其中一組壓縮機(jī)葉片56,58關(guān)于對應(yīng)的一組靜止壓縮機(jī)導(dǎo)葉60,62(也稱為噴嘴)旋轉(zhuǎn)，以壓縮穿過級的流體流或使其加壓。在單個(gè)壓縮機(jī)級52,54中，多個(gè)壓縮機(jī)葉片56,58可成環(huán)提供，并且可關(guān)于中心線12從葉片平臺(tái)到葉片末端沿徑向向外延伸，同時(shí)對應(yīng)的靜止壓縮機(jī)導(dǎo)葉60,62定位在旋轉(zhuǎn)葉片56,58下游并且在其附近。注意的是，圖1中所示的葉片、導(dǎo)葉和壓縮機(jī)級的數(shù)量僅為了說明性目的選擇，并且其它數(shù)量是可能的。

HP渦輪34和LP渦輪36分別包括多個(gè)渦輪級64,66，其中一組渦輪葉片68,70關(guān)于對應(yīng)的一組靜止渦輪導(dǎo)葉72,74(也稱為噴嘴)旋轉(zhuǎn)，以從穿過級的流體流抽取能量。在單個(gè)渦輪級64,66中，多個(gè)渦輪葉片68,70可成環(huán)提供，并且可關(guān)于中心線12從葉片平臺(tái)到葉片末端沿徑向向外延伸，同時(shí)對應(yīng)的靜止渦輪導(dǎo)葉72,74定位在旋轉(zhuǎn)葉片68,70上游并且在其附近。注意的是，圖1中所示的葉片、導(dǎo)葉和渦輪級的數(shù)量僅為了說明性目的選擇，并且其它數(shù)量是可能的。

在操作中，旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇20將周圍空氣供應(yīng)至LP壓縮機(jī)24，其接著將加壓周圍空氣供應(yīng)至HP壓縮機(jī)26，其進(jìn)一步使周圍空氣加壓。來自HP壓縮機(jī)26的加壓空氣在燃燒器30中與燃料混合并且點(diǎn)燃，由此生成燃燒氣體。一些功由HP渦輪34從這些氣體抽取，HP渦輪34驅(qū)動(dòng)HP壓縮機(jī)26。燃燒氣體排放到LP渦輪36中，其抽取附加功來驅(qū)動(dòng)LP壓縮機(jī)24，并且排出氣體最終經(jīng)由排氣區(qū)段38從發(fā)動(dòng)機(jī)10排放。LP渦輪36的驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)LP轉(zhuǎn)軸50使風(fēng)扇20和LP壓縮機(jī)24旋轉(zhuǎn)。

由風(fēng)扇20供應(yīng)的周圍空氣中的一些可繞過發(fā)動(dòng)機(jī)芯部44，并且用于發(fā)動(dòng)機(jī)10的部分(尤其是熱部分)的冷卻，并且/或者用于對飛行器的其它方面冷卻或供能。在渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的背景下，發(fā)動(dòng)機(jī)的熱部分通常在燃燒器30下游，尤其是渦輪區(qū)段32，其中HP渦輪34為最熱部分，因?yàn)槠渲苯釉谌紵齾^(qū)段28的下游。其它冷卻流體源可為但不限于從LP壓縮機(jī)24或HP壓縮機(jī)26排放的流體。

圖2為來自圖1的發(fā)動(dòng)機(jī)10的燃燒器30和HP渦輪34的側(cè)視截面視圖。燃燒器30包括偏轉(zhuǎn)器76和燃燒器襯套78。成組的沿徑向間隔的靜止渦輪導(dǎo)葉72沿軸向方向鄰近渦輪34的渦輪葉片68，其中鄰近的導(dǎo)葉72在其間形成噴嘴。噴嘴使燃燒氣體轉(zhuǎn)向來更好地流入旋轉(zhuǎn)葉片中，以使可由渦輪34抽取最大能量。在熱燃燒氣體H沿導(dǎo)葉72的外部經(jīng)過時(shí)，冷卻流體流C穿過導(dǎo)葉72來冷卻導(dǎo)葉72。護(hù)罩組件80鄰近旋轉(zhuǎn)葉片68以最小化渦輪34中的流損失，并且限定環(huán)形熱氣體流動(dòng)路徑。類似的護(hù)罩組件還可與LP渦輪36、LP壓縮機(jī)24或HP壓縮機(jī)26相關(guān)聯(lián)。

包括第一旁通通道82a和第二旁通通道82b的一組旁通通道分別在燃燒器30的徑向頂部和底部上設(shè)置成鄰近燃燒器30。各個(gè)旁通通道82a,82b包括將壓縮機(jī)區(qū)段22流體地聯(lián)接于渦輪區(qū)段32的開口84。箭頭86示出了穿過旁通通道的冷卻流體流。第一流86a穿過第一旁通通道82a，而第二流86b可穿過第二旁通通道82b，并且可進(jìn)入護(hù)罩組件80。第一旁通通道82a可將冷卻流體流直接地供給至護(hù)罩組件80，而第二旁通通道82b可將冷卻流體通過導(dǎo)葉72的內(nèi)部供給至護(hù)罩組件80。穿過旁通通道82a,82b中的至少一個(gè)、開口84和導(dǎo)葉72且到護(hù)罩組件80中的流體可包括冷卻回路的第一部分。

冷卻流體進(jìn)入護(hù)罩組件80，并且穿過顆粒分離器88。冷卻流體穿過顆粒分離器88，并且離開護(hù)罩組件80，限定了冷卻回路的第二部分。此外，護(hù)罩組件80可包括沖擊擋板90，使得護(hù)罩組件80內(nèi)的冷卻流體可穿過沖擊擋板90，并且穿過冷卻流體出口來限定冷卻回路的第三部分。

應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到的是，如所示的冷卻回路的第一部分、第二部分和第三部分是示例性的，便于理解本文中公開的發(fā)明構(gòu)思。應(yīng)當(dāng)理解的是，冷卻回路的第一部分可與如所述的不同，使得冷卻流體供給到護(hù)罩組件80中。類似地，冷卻回路的第二部分可變化，使得冷卻流體從護(hù)罩組件80排出。最后，冷卻回路的第三部分是示例性且可選的，使得冷卻流體的一部分可在不同于第二部分的位置處從護(hù)罩組件80排出。

圖3為示出可由冷卻流體流冷卻的圖2的護(hù)罩組件80的示意圖。護(hù)罩組件80是示例性的，示為與HP渦輪34的葉片68相關(guān)聯(lián)，而護(hù)罩組件80可作為備選與LP渦輪36、LP壓縮機(jī)24或HP壓縮機(jī)26相關(guān)聯(lián)。

護(hù)罩組件80包括繞著葉片68沿徑向間隔的護(hù)罩92，以及構(gòu)造成將護(hù)罩92與發(fā)動(dòng)機(jī)10的殼聯(lián)接并且將護(hù)罩92固持在葉片68附近的位置的吊架94。吊架94可經(jīng)由吊架支承件96使護(hù)罩92與芯部殼46直接地安裝。護(hù)罩92和吊架94沿周向延伸，并且圖1的發(fā)動(dòng)機(jī)10可包括圍繞由葉片68限定的圓周延伸的多個(gè)護(hù)罩組件80。

吊架94還限定本體，其具有提供吊架94的外部與內(nèi)室102之間通過入口通路104的流體連通的流體入口100。相對于穿過發(fā)動(dòng)機(jī)10的熱流體流動(dòng)路徑H，內(nèi)室102包括限定內(nèi)室102的前側(cè)上的壁的第一面或前面108，以及限定內(nèi)室102的后側(cè)上的壁的第二面或后面110?？砂ㄓ行ё矒羝?12的顆粒分離器88設(shè)置在內(nèi)室102內(nèi)，并且安裝于后面110。作為備選，有效撞擊器112可形成為護(hù)罩組件80的一部分。有效撞擊器112包括具有出口116的吹掃導(dǎo)管114。出口116聯(lián)接于吹掃流動(dòng)通路118，提供了吹掃導(dǎo)管114與腔120之間的流體連通。腔120在吊架94外部和附近，例如設(shè)置在吊架94與噴嘴、導(dǎo)葉72或帶之間。

沖擊擋板90可進(jìn)一步限定內(nèi)室102。多個(gè)沖擊孔口132可限定沖擊擋板90中的多個(gè)貫穿開口，其將內(nèi)室102流體地聯(lián)接于設(shè)置在護(hù)罩92與沖擊擋板90之間的空間134。護(hù)罩92還可包括護(hù)罩前壁136和護(hù)罩后壁138，進(jìn)一步限定空間134。護(hù)罩包括冷卻表面140和風(fēng)扇葉片68附近的熱表面142。多個(gè)膜孔144將冷卻表面140流體地聯(lián)接于熱表面142。

應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到的是，入口通路104和吹掃導(dǎo)管114的長度是示例性的，并且可包括任何長度。此外，有效撞擊器112的位置可離入口通路104更近或更遠(yuǎn)，這可基于護(hù)罩組件80和相關(guān)聯(lián)的構(gòu)件的相應(yīng)幾何形狀變化。更進(jìn)一步，使用有效撞擊器的護(hù)罩組件80的尺寸可確定入口通路104和吹掃導(dǎo)管114的相對長度和尺寸。入口104、吹掃導(dǎo)管114和包括有效撞擊器112的元件的幾何形狀也可替換，如，在非限制性實(shí)例中，包括圓柱、槽、增大或減小的截面，或其它。

還應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到的是，盡管入口通路104和吹掃導(dǎo)管114沿側(cè)向?qū)?zhǔn)，但作為備選，它們可偏移。例如，穿過入口通路104的縱軸線和穿過有效撞擊器112的單獨(dú)的縱軸線可偏移，使得兩者之間存在側(cè)向失準(zhǔn)。此外，入口通路104和有效撞擊器112的縱軸線可偏移角偏差，使得軸線可在一點(diǎn)處相交。此類角偏差可沿軸線之間的任何方向不大于二十度。更進(jìn)一步，角偏差可與側(cè)向失準(zhǔn)組合，使得軸線不相交，并且關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)中心線成角地且沿側(cè)向失準(zhǔn)。

轉(zhuǎn)到圖4，有效撞擊器112還包括吹掃流動(dòng)入口150。吹掃流動(dòng)入口150還包括環(huán)形的錐形部分，其限定會(huì)聚入口152，包括減小的截面面積。環(huán)形的錐形部分為標(biāo)稱圓形入口152，并且不應(yīng)當(dāng)理解為關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)10為環(huán)形。會(huì)聚入口152終止于扼流部154處，扼流部154包括吹掃流動(dòng)入口150與吹掃導(dǎo)管114之間的最小截面面積。發(fā)散區(qū)段156可設(shè)置在扼流部154與吹掃導(dǎo)管114之間，使得冷卻流體流在進(jìn)入吹掃導(dǎo)管114之前減慢。扼流部154代表會(huì)聚入口152的最小截面面積，并且不旨在理解為冷卻流體的扼流。唇部158設(shè)置在會(huì)聚入口152的端部上，與扼流部154相對。唇部158包括環(huán)形發(fā)散部分，其沿扼流部154的方向移動(dòng)，設(shè)置在會(huì)聚入口152的徑向外側(cè)。吹掃流動(dòng)入口150與流體入口間隔間隙160，使得冷卻流體流可從入口通路104流動(dòng)至內(nèi)室102和吹掃導(dǎo)管114兩者。

應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到的是，如所示，吹掃流動(dòng)入口150、會(huì)聚入口152、扼流部154、間隙160、唇部158和發(fā)散區(qū)段156的幾何形狀是示例性的。各個(gè)前述元件的長度可變化，并且線性元件可彎曲或成角，使得元件可包括凸形或凹形的大小。此外，在附加示例性有效撞擊器中，扼流部可設(shè)置在沿吹掃流動(dòng)導(dǎo)管的任何長度處，使得扼流部可在入口下游，或者可進(jìn)一步限定吹掃流動(dòng)導(dǎo)管，或者可延伸入口的長度進(jìn)一步到吹掃流動(dòng)導(dǎo)管中。在非限制性實(shí)例中，特定幾何形狀的環(huán)形元件如扼流部154或流動(dòng)入口150也可包括備選形狀，如，圓柱形、槽口、增大或減小的截面，或其它。此外，間隙160可關(guān)于扼流部154的直徑確定，使得間隙160與扼流部154之比可在1:1到1:4之間，其中比優(yōu)選在1:1到1:2之間。

在圖5中，冷卻流體流進(jìn)入入口通路104作為入口流170。在備選實(shí)施中，入口通路104可定形成使入口流170加速，如具有會(huì)聚截面。此外，入口通路104可延伸到內(nèi)室102中，減小間隙160的長度。入口流170從流體入口100進(jìn)入內(nèi)室102，并且分成包括主流172和副流174的兩股流，這可由內(nèi)室102與吹掃導(dǎo)管114之間的壓差以及間隙160的長度確定。主流174進(jìn)入內(nèi)室102，主流174可包括入口流170的大約90%，并且可擴(kuò)散至內(nèi)室102的各處?？砂ㄈ肟诹?70的大約剩余的10%的副流174進(jìn)入吹掃導(dǎo)管114。副流174從間隙160移動(dòng)穿過吹掃導(dǎo)管114，并且在出口116處離開，穿過吹掃流動(dòng)通路118。通過吹掃流動(dòng)通路118抽取的冷卻流體流可限定吹掃流176，其可轉(zhuǎn)移至發(fā)動(dòng)機(jī)的其它部分、發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)件或車輛用于單獨(dú)使用。內(nèi)室102與吹掃導(dǎo)管114之間的壓差可保持主流174和副流176的分離，如，主流174與副流176的90%與10%的比。作為備選，有效撞擊器112、入口100、入口通路104的幾何形狀，或冷卻回路內(nèi)保持的壓力可適于提供主流174與副流176的任何比。

顆?；蝾w粒物質(zhì)如污垢、灰塵、沙、火山灰和其它環(huán)境污染物可變?yōu)閿y帶在發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)外的冷卻流體流中，并且可行進(jìn)穿過發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)件內(nèi)的冷卻回路。從入口100進(jìn)入內(nèi)室102的顆粒將具有由顆粒的質(zhì)量和冷卻流體行進(jìn)的速度限定的動(dòng)量。顆粒的動(dòng)量將把顆粒傳送橫跨間隙160并且到吹掃導(dǎo)管114中。就此而言，主流172還可包括清潔流(具有從其除去的一定量的顆粒)，并且副流174還可包括污垢流174，因?yàn)閺闹髁?72抽取的一定量的顆粒由于它們的動(dòng)量而約束于副流174的冷卻流體。約束在副流174內(nèi)的顆粒可進(jìn)一步限定吹掃流體流，使得約束于副流174的顆粒傳送穿過吹掃流動(dòng)通路118。進(jìn)入吹掃導(dǎo)管114的顆?？杀３衷诖祾邔?dǎo)管114內(nèi)用于最終除去，或者可引導(dǎo)穿過吹掃流動(dòng)通路118用于在足夠適于處理顆粒物質(zhì)的發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)件中使用。

具有從其除去的一定量的顆粒的清潔的主流172可朝沖擊擋板90進(jìn)一步流動(dòng)穿過內(nèi)室102。冷卻流體的主流172可穿過沖擊擋板90中的沖擊孔口132作為沖擊流178，至護(hù)罩92與沖擊擋板90之間的空間134(限定冷卻回路的第三部分)。冷卻流體流180可流過護(hù)罩92中的膜孔144，以提供沿風(fēng)扇葉片68附近的護(hù)罩92的熱表面142的冷卻流體膜。

應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到的是，如定向的顆粒收集器是示例性的，并且可關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)中心線沿任何方向(如，徑向、軸向、前、后，或它們的任何組合)定向，以限定發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)件內(nèi)的冷卻回路的至少一部分。示為導(dǎo)葉的發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)件也是示例性的。備選發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)件可包括吊架托架或相關(guān)聯(lián)的元件，或包括類似于導(dǎo)葉的翼型件形狀的發(fā)動(dòng)機(jī)葉片。

還應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到的是，顆粒分離器操作成從冷卻流體流除去顆粒。系統(tǒng)可為有辨別力的，基于顆粒尺寸、質(zhì)量或它們的組合除去顆粒的大部分。就此而言，保持在主流內(nèi)的任何顆粒可包括小到穿過冷卻回路的其余部分如膜孔的尺寸或質(zhì)量，減少了相關(guān)聯(lián)的阻塞或?qū)?gòu)件的損壞。

還應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到的是，如本文中所述的有效撞擊器對于從穿過導(dǎo)葉或發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)件的冷卻流體流除去顆粒而言是理想的。然而，不同的顆粒分離器可用于系統(tǒng)內(nèi)，以便實(shí)現(xiàn)期望的冷卻回路，同時(shí)使顆粒與冷卻流體流分開。

還應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到的是，顆粒分離器操作成從冷卻流體流除去顆粒。系統(tǒng)可為有辨別力的，基于顆粒尺寸、質(zhì)量或它們的組合除去顆粒的大部分。就此而言，保持在主流內(nèi)的任何顆?？砂ㄐ〉酱┻^冷卻回路的其余部分如膜孔或沖擊孔口的尺寸或質(zhì)量，減少了相關(guān)聯(lián)的阻塞或?qū)?gòu)件的損壞。

該書面的描述使用實(shí)例以公開本發(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)例具有不與權(quán)利要求的字面語言不同的結(jié)構(gòu)元件，或者如果這些其它實(shí)例包括與權(quán)利要求的字面語言無顯著差別的等同結(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)。