[发明专利]可变位置导向叶片致动系统和方法

说明书

技术领域

所公开的发明涉及一种用于致动涡轮发动机中的可变位置导向叶片的系统。更具体而言，本发明涉及通过移动与多个可变位置导向叶片处于可操作连通的结构件(structure)来致动可变位置导向叶片。

涡轮发动机的叶片的空气动力效率是发动机的总运行效率中的重要因素。操作员使叶片转动力图在涡轮机的不同的功率调定(power setting)下改进空气动力性能。在工业中，改进涡轮发动机中的多个叶片的转动的控制和精确度的系统和方法对于操作员来说具有价值。

发明内容

本文中公开了一种涡轮可变位置导向叶片致动系统。该系统包括：多个可变位置导向叶片；多个致动器，各致动器与多个可变位置导向叶片中的一个处于可操作连通，并且多个致动器中的每一个具有销。该系统还具有至少一个结构件，该至少一个结构件可平行于涡轮的轴线而移动、具有多个槽，并且多个槽中的每一个与销中的一个处于可操作连通。

附图说明

下文的描述不应被视为以任何方式起限制作用。关于附图，相似元件相似地被编号：

图1示出了本文中所公开的涡轮可变位置导向叶片致动系统的局部透视图；

图2示出了沿着箭头2-2所剖开的图1的涡轮可变位置导向叶片致动系统的一部分的截面图；

图3示出了本文中所公开的备选的可变位置导向叶片致动系统的局部透视图；以及

图4示出了本文中所公开的另一个备选的可变位置导向叶片致动系统的局部透视图。部件清单：10  涡轮可变导向叶片致动系统14  可变导向叶片18  杆22  板26  涡轮30  轴承34  壳体38  销42  槽46  套管50  壁部210 涡轮可变导向叶片致动系统222 板

具体实施方式

本文中通过参看附图举例而非起限制作用来介绍所公开的装置和方法的一个或多个实施例的详细描述。

涡轮发动机(例如，用于发电的燃气涡轮发动机)例如具有静导向叶片和转动导向叶片。在涡轮的运行期间，压缩的空气流经这两种类型的导向叶片。涡轮的性能可尤其取决于静导向叶片的角度而变化。然而，在不同的运行状态期间，可优选不同的导向叶片角度。因而，具有这样的导向叶片(即，其中，导向叶片的角度是可变的)对涡轮操作员来说具有益处。下文将详细描述用于调节可变的导向叶片的系统和方法。

参看图1，示出了本文中所公开的涡轮可变位置导向叶片致动系统10的实施例。系统10包括：多个带有致动器18的可变位置导向叶片14，该致动器18在本文中显示为杆、附接至每一个可变位置导向叶片14；和至少一个结构件22，该结构件22在本文中显示为板、与多个杆18相接合。板22构造成在与涡轮26的轴线平行的方向中移动，以引起与板22相接合的各杆18的旋转运动，并且从而使附接至杆18的可变位置导向叶片14转动。

参看图2，显示了沿着箭头2-2穿过图1的板22、杆18以及可变位置导向叶片14中的一个的截面图。衬套或轴承30转动地把各可变位置导向叶片14安装至涡轮26的壳体34。销38自各杆18延伸以与板22的槽42相接合。可选地，套管46可转动地与各销38相接合，以减少销38和槽42的壁部50之间的摩擦接合。

通过平行于涡轮26的轴线而移动板22，可降低在使板22相对于涡轮26周向移动的典型的系统中所发生的横向或径向不稳定性(视具体情况而定)。与典型系统相比，本文中所公开的实施例除了减少套管46和板22之间的摩擦之外，还可更容易地控制可变位置导向叶片14的旋转运动的精确度。这种控制的简易性是由于与板的周向运动相比，板22的线性运动和可变位置导向叶片14的旋转运动之间的偏移减少。在将在下文所描述的备选实施例中可保持这种控制精确度。

参看图3，示出了本文中所公开的带有板222的涡轮可变位置导向叶片致动系统210的一个备选实施例。不同于上文中所示各自与少数杆18起作用地相接合的板22，板222形成周长上(perimetrically)围绕涡轮26的相当大的部分的环形物。实际上，板222可为环绕壳体34且致动所有杆18的连续的环形物，或被分割以致动所期望的任意选择的数目的杆18。为了装配和拆卸目的，将板222分为至少两部分(各自环绕壳体34的近一半)可为有利的。