[发明专利]用于冷却流体分布的方法和系统

说明书

本申请提供一种冷却流体分布系统。所述冷却流体分布系统包括待冷却的部件，所述待冷却的部件具有沿着所述部件的水平中心线延伸的主体且包括至少部分地环绕所述水平中心线的径向外表面。冷却流体分布管道组件包括沿着所述径向外表面且与所述径向外表面隔开而延伸预定长度的冷却流体分布管道。出口孔沿着所述冷却流体分布管道的长度延伸穿过所述冷却流体分布管道。冷却流道与所述冷却流体出口孔流体连通地连接，且远离所述冷却流体分布管道朝向所述径向外表面延伸一距离。所述冷却流道的远端包括朝向所述径向外表面引导的多个冷却孔。本申请还提供一种控制可旋转机器中的间隙的方法。

技术领域

本公开的领域大体上涉及燃气涡轮发动机，且更具体地说涉及用于燃气涡轮发动机中的冷却流体分布的方法和系统。

背景技术

许多工业部件依赖于相对不同温度流体的供应以用于部件的恰当操作和/或寿命延长。常常使用相对冷的空气来移除由部件产生的热或者从其它附近部件传递到部件的热。此相对冷的空气的源常常与待冷却的部件分开一段可能很长的距离，且相对冷空气到达部件所需路线可能靠近发热部件。来自这些发热部件的热可能传递到相对冷的空气流，从而使冷空气的温度升高且降低其冷却能力的有效性。

使运载所述相对冷空气的导管绝缘是常见的补救措施。然而，简单地添加绝缘增加了导管的重量。由于导管所需路线的复杂性以及导管与发热部件的接近，添加绝缘层在许多情况下甚至都不是可行的。

举例来说，在例如典型的主动空隙控制(Active Clearance Control，ACC)系统等一些冷却流体分布系统中，从风扇导引冷空气绕过核心伞形风帽下方的流，且到达与发动机罩紧密接触的歧管片段的系统。所述歧管片段包括将导引的冷空气轴向引导到涡轮机或压缩机罩的级(通常为两个级)的集管。导引的冷空气随后被引导进入冷却流道，所述通道将冷空气喷射到热发动机罩上。因为歧管片段、管道、集管和冷却流道非常接近于热发动机罩，所以冷空气沿着路线拾取热且在冷却发动机罩时并不如预期那么有效。

发明内容

在一个方面中，冷却流体分布系统包括待冷却的部件，所述待冷却的部件具有沿着所述部件的水平中心线延伸的主体且包括至少部分地环绕所述水平中心线的径向外表面。冷却流体分布管道组件包括沿着所述径向外表面且与所述径向外表面隔开而延伸预定长度的冷却流体分布管道。冷却流体出口孔沿着所述冷却流体分布管道的长度延伸穿过所述冷却流体分布管道。冷却流道与冷却流体出口孔流体连通地连接，且远离所述冷却流体分布管道朝向所述径向外表面延伸一距离。所述冷却流道的远端包括朝向所述径向外表面引导的多个冷却孔。

可选择地，所述径向外表面包括散热片，所述散热片包括连接到所述径向外表面的基底以及远离所述主体延伸的远端。还可选择地，所述多个冷却孔中的至少一些被引导到所述散热片的基底。所述径向外表面可包括轴向隔开且相对于彼此平行的多个散热片。所述冷却流体分布管道包括与所述多个散热片相互交错的多个冷却流道。在各种实施例中，所述冷却流体分布管道周向地延伸于所述主体，与所述径向外表面隔开所述主体的圆周的预定区域。可选择地，所述冷却流体分布管道组件包括相对于彼此轴向隔开的多个冷却流体分布管道。所述冷却流体分布管道和所述冷却流道可以限定具有在周向方向和径向向内方向上朝向所述径向外表面引导的流体总体流动的流动路径。可选择地，所述冷却流体分布管道和所述冷却流道限定具有在除轴向方向外的方向上引导的流体总体流动的流动路径。所述冷却流体分布管道可以与所述径向外表面隔开以使得所述冷却流体分布管道与所述径向外表面热隔绝。

在另一方面中，可旋转机器包括至少部分地由发动机罩包围的转子。间隙限定于所述转子与发动机罩的径向内表面之间。控制可旋转机器中的间隙的方法包括引导冷却流体流通过周向地围绕所述发动机罩的径向外表面的冷却流体分布管道。所述冷却流体分布管道与所述发动机罩热隔离。所述方法还包括通过延伸穿过所述冷却流体分布管道的冷却流体出口孔以及与所述冷却流体出口孔流体连通地连接的一个或多个冷却流道将所述冷却流体流径向向内引导到所述径向外表面使。冷却流体分布管道和所述一个或多个冷却流道是轴向对准的。