專利名稱：可變位置導向葉片致動系統(tǒng)和方法
技術領域：
所公開的發(fā)明涉及一種用于致動渦輪發(fā)動機中的可變位置導向葉片的系統(tǒng)。 更具體而言，本發(fā)明涉及通過移動與多個可變位置導向葉片處于可操作連通的結(jié)構(gòu)件 (structure)來致動可變位置導向葉片。渦輪發(fā)動機的葉片的空氣動力效率是發(fā)動機的總運行效率中的重要因素。操作員 使葉片轉(zhuǎn)動力圖在渦輪機的不同的功率調(diào)定(power setting)下改進空氣動力性能。在工 業(yè)中，改進渦輪發(fā)動機中的多個葉片的轉(zhuǎn)動的控制和精確度的系統(tǒng)和方法對于操作員來說 具有價值。
發(fā)明內(nèi)容
本文中公開了一種渦輪可變位置導向葉片致動系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括多個可變位置 導向葉片；多個致動器，各致動器與多個可變位置導向葉片中的一個處于可操作連通，并且 多個致動器中的每一個具有銷。該系統(tǒng)還具有至少一個結(jié)構(gòu)件，該至少一個結(jié)構(gòu)件可平行 于渦輪的軸線而移動、具有多個槽，并且多個槽中的每一個與銷中的一個處于可操作連通。
下文的描述不應被視為以任何方式起限制作用。關于附圖，相似元件相似地被編 號圖1示出了本文中所公開的渦輪可變位置導向葉片致動系統(tǒng)的局部透視圖；圖2示出了沿著箭頭2-2所剖開的圖1的渦輪可變位置導向葉片致動系統(tǒng)的一部 分的截面圖；圖3示出了本文中所公開的備選的可變位置導向葉片致動系統(tǒng)的局部透視圖；以 及圖4示出了本文中所公開的另一個備選的可變位置導向葉片致動系統(tǒng)的局部透 視圖。部件清單10渦輪可變導向葉片致動系統(tǒng)14可變導向葉片18桿22板26渦 輪30軸承34殼體38銷42槽46套管50壁部210渦輪可變導向葉片致動系統(tǒng) 222板
具體實施例方式本文中通過參看附圖舉例而非起限制作用來介紹所公開的裝置和方法的一個或 多個實施例的詳細描述。渦輪發(fā)動機(例如，用于發(fā)電的燃氣渦輪發(fā)動機)例如具有靜導向葉片和轉(zhuǎn)動導 向葉片。在渦輪的運行期間，壓縮的空氣流經(jīng)這兩種類型的導向葉片。渦輪的性能可尤其 取決于靜導向葉片的角度而變化。然而，在不同的運行狀態(tài)期間，可優(yōu)選不同的導向葉片角 度。因而，具有這樣的導向葉片(即，其中，導向葉片的角度是可變的)對渦輪操作員來說 具有益處。下文將詳細描述用于調(diào)節(jié)可變的導向葉片的系統(tǒng)和方法。
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參看圖1，示出了本文中所公開的渦輪可變位置導向葉片致動系統(tǒng)10的實施例。 系統(tǒng)10包括多個帶有致動器18的可變位置導向葉片14，該致動器18在本文中顯示為桿、 附接至每一個可變位置導向葉片14 ；和至少一個結(jié)構(gòu)件22，該結(jié)構(gòu)件22在本文中顯示為 板、與多個桿18相接合。板22構(gòu)造成在與渦輪26的軸線平行的方向中移動，以引起與板 22相接合的各桿18的旋轉(zhuǎn)運動，并且從而使附接至桿18的可變位置導向葉片14轉(zhuǎn)動。參看圖2，顯示了沿著箭頭2-2穿過圖1的板22、桿18以及可變位置導向葉片14 中的一個的截面圖。襯套或軸承30轉(zhuǎn)動地把各可變位置導向葉片14安裝至渦輪26的殼 體34。銷38自各桿18延伸以與板22的槽42相接合?？蛇x地，套管46可轉(zhuǎn)動地與各銷 38相接合，以減少銷38和槽42的壁部50之間的摩擦接合。通過平行于渦輪26的軸線而移動板22，可降低在使板22相對于渦輪26周向移 動的典型的系統(tǒng)中所發(fā)生的橫向或徑向不穩(wěn)定性(視具體情況而定)。與典型系統(tǒng)相比， 本文中所公開的實施例除了減少套管46和板22之間的摩擦之外，還可更容易地控制可變 位置導向葉片14的旋轉(zhuǎn)運動的精確度。這種控制的簡易性是由于與板的周向運動相比，板 22的線性運動和可變位置導向葉片14的旋轉(zhuǎn)運動之間的偏移減少。在將在下文所描述的 備選實施例中可保持這種控制精確度。參看圖3，示出了本文中所公開的帶有板222的渦輪可變位置導向葉片致動系統(tǒng) 210的一個備選實施例。不同于上文中所示各自與少數(shù)桿18起作用地相接合的板22，板222 形成周長上(perimetrically)圍繞渦輪26的相當大的部分的環(huán)形物。實際上，板222可 為環(huán)繞殼體34且致動所有桿18的連續(xù)的環(huán)形物，或被分割以致動所期望的任意選擇的數(shù) 目的桿18。為了裝配和拆卸目的，將板222分為至少兩部分(各自環(huán)繞殼體34的近一半) 可為有利的。參看圖4，示出了本文中所公開的帶有板322的可變位置渦輪導向葉片致動系 統(tǒng)310的又一個備選實施例。板322是結(jié)構(gòu)件22的變型。板322構(gòu)造成同時致動多個級 (stage)上的桿18。板322致動來自渦輪26的不同級312A、312B以及312C的可變位置導 向葉片14。這樣的“成組”系統(tǒng)可顯著地簡化所需用于同時致動多個可變位置渦輪導向葉 片的聯(lián)接。例如，兩個或更多級可被“成組”到一起形成一個或更多的“組”?！俺山M”系統(tǒng)的 這種變型也可用于板222。雖然已參照示例性的實施例或多個實施例描述本發(fā)明，但本領域中的技術人員將 理解的是，在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，可進行各種變化并且可用等同物替代其中的 元件。另外，可進行許多改型以使特定的情形或材料適合本法明的教導，而不背離本發(fā)明的 本質(zhì)范圍。因此，意圖是，本發(fā)明不限于如用于實施本發(fā)明而計劃的最佳模式所公開的具體 實施例，但是本發(fā)明將包括落在權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有實施例。同樣，在附圖和描述中， 已有本發(fā)明的所公開的示范性的實施例，并且，盡管已可使用專用術語，但除非另做說明這 些專用術語只以一般的且描述性的意義而使用并且不用于限制的目的，因此，未如此地限 制本發(fā)明的范圍。再者，第一、第二等術語的使用不表示任何順序或重要性，而是第一、第二 等術語用來將一個元件與另一個區(qū)分開。此外，一、一個等術語的使用不表示數(shù)量的限制， 而是表示存在至少一個所提及的物件。
權(quán)利要求
一種渦輪可變位置導向葉片致動系統(tǒng)(10)，包括多個可變位置導向葉片(14)；多個致動器(18)，各致動器(18)與所述多個可變位置導向葉片(14)中的一個處于可操作連通，并且所述多個致動器(18)中的每一個具有銷(38)；以及至少一個結(jié)構(gòu)件(22)，所述至少一個結(jié)構(gòu)件(22)可平行于渦輪(26)的軸線而移動、具有多個槽(42)，所述多個槽(42)中的每一個與所述銷(38)中的一個處于可操作連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪可變位置導向葉片致動系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述至 少一個結(jié)構(gòu)件(22)成弓形，并且與所述渦輪(26)的殼體(34)基本上同心。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪可變位置導向葉片致動系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述至 少一個結(jié)構(gòu)件(22)在平行于所述渦輪(26)的軸線的方向中的運動引起與所述至少一個結(jié) 構(gòu)件(22)處于可操作連通的各致動器(18)的轉(zhuǎn)動。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的渦輪可變位置導向葉片致動系統(tǒng)(10)，其特征在于，各致動 器(18)的轉(zhuǎn)動引起與各致動器(18)處于可操作連通的所述可變位置導向葉片(14)中的 一個的轉(zhuǎn)動。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪可變位置導向葉片致動系統(tǒng)(10)，其特征在于，各銷 (38)具有轉(zhuǎn)動地安裝在其上的套管(46)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪可變位置導向葉片致動系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述多 個致動器(18)為多個桿(18)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪可變位置導向葉片致動系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述至 少一個結(jié)構(gòu)件(22)為至少一個板(22)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪可變位置導向葉片致動系統(tǒng)(10)，其特征在于，與所述 至少一個結(jié)構(gòu)件(22)中的一個處于可操作連通的多個致動器(18)與來自所述渦輪(26) 的多于一個級的可變位置導向葉片(14)處于可操作連通。
全文摘要
本發(fā)明涉及可變位置導向葉片致動系統(tǒng)和方法，具體而言，本文中公開了一種渦輪可變位置導向葉片致動系統(tǒng)(10)。該系統(tǒng)(10)包括多個可變位置導向葉片(14)；多個致動器(18)，各致動器(18)與多個可變位置導向葉片(14)中的一個處于可操作連通，并且多個致動器(18)中的每一個具有銷(38)。系統(tǒng)(10)還具有至少一個結(jié)構(gòu)件(22)，該結(jié)構(gòu)件(22)可平行于渦輪(26)的軸線而移動并具有多個槽(42)，并且多個槽(42)中的每一個與銷(38)中的一個處于可操作連通。
文檔編號F01D17/16GK101892874SQ20101000382
公開日2010年11月24日 申請日期2010年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月6日
發(fā)明者S·巴特納加 申請人:通用電氣公司