[發明專利]燃氣渦輪發動機的管道內的探針布置

在審

• 申請號: 202111083754.4
• 申請日: 2021-09-14
• 公開（公告）號: CN114198204A
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 克里斯蒂安·利澤爾;馬切伊·斯塔萬斯基;伍切奇·盧卡什·斯塔辛斯基;簡·比斯庫普斯基
• 申請（專利權）人: 通用電氣阿維奧有限責任公司
• 主分類號: F02C7/04
• 分類號: F02C7/04;F01D21/00
• 代理公司: 上海華誠知識產權代理有限公司 31300
• 代理人: 徐穎聰

一種渦輪間管道，該渦輪間管道位于燃氣渦輪發動機的高壓渦輪和低壓渦輪之間。該渦輪間管道包括內環形壁和沿徑向方向與內環形壁間隔開以限定環形流動通道的外環形壁。該渦輪間管道包括定位在流動通道內的多個周向間隔開的輪葉，以及至少一個溫度探針，其位于輪葉上游的周向位置處，該周向位置在相鄰輪葉的前緣之間的周向距離的30％和70％之間。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2020年9月18日提交的IT專利申請號為102020000022096的優先權，其整體并入本文。

研究聲明

導致本申請的項目已從歐洲聯盟地平線2020研究和創新計劃下的潔凈天空2聯合承辦商處獲得資金，批準協議編號CS2-ENG-GAM-2014-2017-05。

技術領域

本主題大體涉及燃氣渦輪發動機，更具體地，涉及燃氣渦輪發動機的管道或通道內的探針的改進布置。

背景技術

燃氣渦輪發動機通常包括布置成彼此流動連通的風扇和核心。另外，該燃氣渦輪發動機的核心大體以串行流動順序包括壓縮機區段、燃燒區段、渦輪區段以及排氣區段。在操作中，空氣從風扇提供到壓縮機區段的入口，其中一個或多個軸向壓縮機逐漸壓縮空氣直到空氣到達燃燒區段。燃料與壓縮空氣混合并在燃燒區段內燃燒以提供燃燒氣體。燃燒氣體從燃燒區段流到渦輪區段。燃燒氣體流過該渦輪區段會驅動渦輪區段，然后通過排氣區段引導，例如通向大氣。

傳統的燃氣渦輪發動機包括定位在壓縮空氣或熱氣路徑內的各種測量探針。例如，探針可以定位在渦輪區段上游的入口管道內或在高壓渦輪和低壓渦輪之間的渦輪間管道內，用于測量管道內空氣的溫度或壓力。然而，這些溫度探針通常定位在管道內，使得氣流受到干擾，并產生與下游部件(例如，下游渦輪轉子和定子輪葉)相互作用的尾流。這些流的擾動會導致性能損失，從而對模塊效率(例如，渦輪區段效率)產生負面影響，并損害發動機的整體性能。

因此，具有改進探針布置的燃氣渦輪發動機將是有用的。更具體地，被定位和定向成使性能損失最小化并提高發動機效率的包括溫度探針的入口管道將是尤其有利的。

發明內容

本發明的方面和優點將在下面的描述中部分闡述，或者可以從描述中顯而易見，或者可以通過本發明的實踐來學習。

在本公開的一個示例性實施例中，提供了一種燃氣渦輪發動機。該燃氣渦輪發動機包括高壓渦輪；低壓渦輪，該低壓渦輪定位在高壓渦輪下游；以及渦輪間管道，該渦輪間管道位于高壓渦輪和低壓渦輪之間，該渦輪間管道限定軸向方向、徑向方向以及周向方向。該渦輪間管道包括內環形壁和外環形壁，該外環形壁沿徑向方向與內環形壁間隔開以限定環形流動通道。周向間隔開的多個輪葉定位在流動通道內并在內環形壁和外環形壁之間延伸，每個輪葉限定前緣，在相鄰輪葉的前緣之間限定周向距離。探針定位在流動通道內并且基本上沿徑向方向延伸，該探針沿軸向方向定位在輪葉的上游并且定位在周向位置處，該周向位置是相鄰輪葉的前緣之間的周向距離的30％和70％之間。

在本公開的另一示例性方面，提供了一種入口管道，該入口管道限定軸向方向、徑向方向以及周向方向。該入口管道包括內環形壁和外環形壁，該外環形壁與該內環形壁間隔開以限定環形流動通道。周向間隔開的多個輪葉定位在流動通道內并在內環形壁和外環形壁之間延伸，每個輪葉限定前緣，并且在相鄰前緣之間限定周向距離。探針定位在流動通道內并且基本上沿徑向方向延伸，探針沿軸向方向定位在輪葉的上游并且定位在周向位置，該周向位置是相鄰輪葉的前緣之間的周向方向距離的30％和70％之間。

根據另一方面，流動通道的管道高度沿徑向方向限定在內環形壁和外環形壁之間，并且其中該探針的遠端定位在管道高度的大約30％的浸入深度處。

在另一方面，該探針定位成使得沿軸向方向在該探針和該前緣之間限定軸向間隙，軸向間隙大于沿軸向方向測量的輪葉的軸向長度的一半。