[发明专利]芯管组件

说明书

本公开涉及芯管组件。公开了一种用于气体涡轮引擎(10)的芯管组件(43)，该芯管组件(43)包括：包括外壁(48)和内壁(46)的芯管(44)，该外壁具有内表面(52)，该芯管限定气体流动路径；至少部分地在该内壁(46)和该外壁(48)之间跨该气体流动路径延伸的气体流动路径构件(54)；在该气体流动路径内位于该气体流动路径构件(54)下游的至少一个转子叶片(56)，该转子叶片(56)具有从叶片平台(56c)延伸到叶片末端(56d)的径向跨度，其中上游壁轴线(102)被定义为与该芯管(44)的该外壁(52)的内表面(52)的从该气体流动路径构件(54)的下游延伸的第一部分(62)上的点相切的轴线，该上游壁轴线(102)位于气体涡轮引擎(10)的包含引擎的旋转轴线(9)的纵向平面中。

本公开涉及芯管组件。具体地讲，涉及用于气体涡轮引擎的芯管组件。

当气体涡轮引擎在结冰条件下工作时，冰可以积在各种引擎部件上。所形成的冰可以包括过冷水冰或高海拔冰晶。具体地讲，冰可能积在静止叶上，该静止叶位于设置在气体涡轮引擎中的压缩机的前部附近的芯管内。任何所积的冰可能在引擎工作期间由于气动载荷或振动而脱落。任何脱落的冰沿气体路径流动通过芯管。就形成在压缩机静止叶上的冰而言，冰被静止叶的下游紧接着的压缩机转子级吸入。这可能导致对压缩机转子级的转子叶片的损害。如果从静止叶释放的冰沿芯管的内壁推进并撞击转子叶片的远侧末端，则这可能尤其是一个问题。

为了减轻由冰冲击导致的损害，存在两种已知的方法。第一已知方法涉及将压缩机的转子叶片设计为承受冲击事件而不发生任何显著损坏。第二已知方法涉及减少积冰威胁。这可以通过加热静止叶以减少能形成的冰的量来实现。

尽管有这些已知的方案，但是期望在减轻所吸入的冰导致的损害方面有进一步的改进。

根据第一方面，提供了一种用于气体涡轮引擎的芯管组件，该芯管组件包括：

芯管，该芯管包括外壁和内壁，该外壁具有内表面，该芯管限定气体流动路径；

气体流动路径构件，该气体流动路径构件至少部分地在该内壁和该外壁之间跨气体流动路径延伸；

至少一个转子叶片，该至少一个转子叶片在该气体流动路径内位于该气体流动路径构件的下游，该转子叶片具有从叶片平台延伸至叶片末端的径向跨度，

其中上游壁轴线被定义为与从该气体流动路径构件下游延伸的该芯管的外壁的内表面的第一部分上的点相切的轴线，该上游壁轴线位于该气体涡轮引擎的包含该引擎的旋转轴线的纵向平面中，并且

其中该上游壁轴线在从转子叶片的该叶片末端径向向内间隔开的点处与该转子叶片相交。

通过对旁路管道的内表面成形使得上游壁轴线与转子叶片远离其末端相交，可以形成该内表面的形状中的转点(例如，凸形轮廓)。这可以帮助导致已经在气体流动路径构件处脱落的冰随着其沿芯管行进而从内表面分离，并且在更远离其径向末端的点处冲击转子叶片。这可以帮助降低由冰撞击转子叶片而导致的损坏风险。

该至少一个转子叶片和该气体流动路径构件二者可以被提供作为气体涡轮引擎的压缩机(例如，如果存在多于一个压缩机，则相同压缩机)的一部分。因此，该至少一个转子叶片可以是压缩机转子叶片，并且气体流动路径构件可以是(可变或静止)定子叶。

该压缩机可以包括多个级，每个级包括沿气体流动路径相对于彼此偏移设置的一排转子叶片和一排定子叶。气体流动路径构件可以形成设置在压缩机的第一级中的叶之一(例如，可变叶或静止叶)，并且该至少一个转子叶片可以设置在压缩机的第二级中(例如，使得第二级是第一级的下游)。因此，芯管的外壁的内表面的第一部分可以设置在压缩机的不同级之间。

相交距离可以被定义为以下两者之间的径向距离：在径向上与上游壁轴线和转子叶片的前缘的交点一样高的点；和转子叶片的前缘的径向末端。

该相交距离可以为转子叶片的径向跨度的至少10％。更具体地讲，相交距离可以在转子叶片的径向跨度的10％和50％之间的范围内。