专利名称：用于涡轮压缩机的可变静叶组件的制作方法
技术领域：
本主题大体而言涉及燃气涡轮，并且更具体地说，涉及一种用于具有多个静叶的压缩机的可变静叶组件(variable vane assembly)。
背景技术：
燃气涡轮通常包括压缩机、多个燃烧器和涡轮段。压缩机压缩流入涡轮中的空气。 从压缩机中排出的压缩空气流入燃烧器中。进入各燃烧器的空气与燃料混合并燃烧。热的燃烧气体通过过渡段从各燃烧器流至燃气涡轮的涡轮段以便驱动涡轮并产生动力。用于燃气涡轮的典型压缩机可设置为多级轴流式压缩机，并且可包括旋转构件和固定构件。轴驱动中心转子鼓轮(drum)或叶轮(wheel)，其具有许多环形转子。压缩机的转子级在相似数量的固定的定子级之间旋转，其中各转子级包括固定至转子叶轮的多个转子静叶，并且各定子级包括固定至压缩机的外壳的多个定子静叶。在操作期间，空气流穿过压缩机级，并且被顺序地压缩，其中各个相继的下游级增加压力直至以最大压力将空气从压缩机出口排出。为了改善压缩机的性能，其中一个或多个定子级可包括可变定子静叶，其设置为用以围绕其纵向轴线或径向轴线旋转。这种可变定子静叶通常允许增强压缩机的效率和可操作性，这通过使定子静叶相对于空气流所定向的角度旋转来控制流入和通过压缩机的空气量而实现。可变定子静叶的旋转通常通过将杆臂附连至各定子静叶并将各个杆连接至相对于压缩机外壳基本同心设置的协调环或同步环而实现。同步环又联接至促动器，该促动器设置为用以使环围绕压缩机的中心轴线旋转。当同步环通过促动器而旋转时，杆臂相应地旋转，从而导致各定子静叶围绕其径向轴线或纵向轴线旋转。目前的同步环和杆臂组件通常使杆臂设置为与同步环在这样的构件之间的旋转接口处具有滑动接合。具体地说，杆臂通常设置为，当环旋转时可在杆臂和同步环之间的旋转接口处径向和/或周向地滑动。这种滑动接合通常对设置在该滑动接口处的组装构件产生过度磨损。此外，在传统组件中所利用的滑动接合通常为同步环提供不恰当的支撑。具体地说，在环的旋转期间，由于发生在杆臂和同步环之间的相对滑动，设置在同步环顶部的杆臂通常不会支撑任何环重量。因此，设置在同步环底部周围的杆臂必须支撑环的全部重量。这种不恰当的支撑可导致设置在杆臂和同步环之间的附连接口处的构件甚至进一步的磨损。此外，不恰当的支撑还可导致围绕压缩机外壳周向间隔的摩擦块的过度磨损，因为必须利用摩擦块来支撑一部分环重量。因此，为同步环提供增强支撑并且还减少磨损发生的可变静叶组件在技术方面将是受欢迎的。
发明内容
本发明的方面和优点在下述描述中被部分地阐述，或者可从该描述中显而易见， 或者可通过实践本发明而被教导。
在一个方面，本主题公开了一种用于具有多个静叶的压缩机的可变静叶组件。该可变静叶组件通常可包括同步环以及固定至同步环的多个附连螺柱。该可变静叶组件还可包括多个杆臂，其中每个杆臂具有第一端和第二端。各杆臂的第一端可附连至其中一个静叶。另外，多个旋转附连装置可设置为用以使各杆臂的第二端可旋转地联接至其中一个附连螺柱，从而在其之间限定旋转接口。此外，各附连螺柱可在旋转接口处刚性地附连至其中一个旋转附连装置，从而使得在同步环的旋转期间，在同步环和杆臂之间基本上没有相对的径向和周向滑动运动。在另一方面，本主题公开了一种用于具有多个静叶的压缩机的可变静叶组件。该可变静叶组件通常可包括同步环以及固定至同步环的多个附连螺柱。该可变静叶组件还可包括多个杆臂，其中每个杆臂具有第一端和第二端。各杆臂的第一端可附连至其中一个静叶。另外，该可变静叶组件可包括多个轴承，该轴承具有内部构件以及设置为用以相对于内部构件旋转的外部构件。各轴承的外部构件可被安装到其中一个杆臂的第二端上。此外， 各附连螺柱可刚性地附连至其中一个轴承的内部构件，从而使得在同步环的旋转期间，在同步环和内部构件之间基本上没有相对运动。在还有一方面，本主题公开了一种燃气涡轮的压缩机。该压缩机通常可包括外壳以及部分地设置在外壳中的多个定子静叶。该多个定子静叶中的每个定子静叶可包括延伸穿过外壳的柱状部段。该压缩机还可包括可变静叶组件。该可变静叶组件通常可包括同步环以及固定至同步环的多个附连螺柱。该可变静叶组件还可包括多个杆臂，其中每个杆臂具有第一端和第二端。各杆臂的第一端可附连至其中一个静叶。另外，多个旋转附连装置可设置为用以使各杆臂的第二端可旋转地联接至其中一个附连螺柱，从而在其之间限定旋转接口。此外，各附连螺柱可在旋转接口处刚性地附连至其中一个旋转附连装置，从而使得在同步环的旋转期间，在同步环和杆臂之间基本上没有相对的径向和周向滑动运动。参考下面的描述和所附权利要求，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解。被包括到该说明书中并组成该说明书的一部分的附图显示了本发明的实施例， 并且与该描述一起用来说明本发明的原理。
对于本领域普通技术人员而言，在该说明书中阐述了本发明的完全和充分的公开 (包括其最佳模式)，其对附图进行了参考，在附图中图1提供了燃气涡轮的示意图；图2提供了根据本主题的方面的可变静叶组件的一个实施例的截面图，其特别地显示了联接到压缩机的多个可变定子静叶的其中一个静叶上的可变静叶组件；图3提供了图2中所示的可变静叶组件的实施例的一部分的放大图，其特别地显示了杆臂至同步环的附连；以及图4提供了可变静叶组件的一个实施例的局部透视图，其特别地显示了同步环以及联接至同步环的促动装置。项目清单
权利要求
1.一种用于具有多个静叶0 的压缩机(1 的可变静叶组件(20)，所述可变静叶组件(20)包括同步环(26)；固定至所述同步环06)的多个附连螺柱(58)；多个杆臂(M)，所述多个杆臂04)中的每个杆臂具有第一端(66)和第二端(68)，所述多个杆臂04)中的每个杆臂的所述第一端(66)附连至所述多个静叶02)的其中一个静叶；以及多个旋转附连装置(60)，所述多个旋转附连装置(60)中的每个旋转附连装置设置为用以使所述多个杆臂04)中的每个杆臂的所述第二端(68)可旋转地联接至所述多个附连螺柱(58)的其中一个附连螺柱，从而在其之间限定旋转接口(76)，其中，所述多个附连螺柱(58)中的每个附连螺柱在所述旋转接口(76)处刚性地附连至所述多个旋转附连装置(60)的其中一个旋转附连装置，从而使得在所述同步环06)的旋转期间，在所述同步环06)与所述多个杆臂04)之间基本上没有相对的径向和周向滑动运动。
2.根据权利要求1所述的可变静叶组件(20)，其特征在于，所述多个附连螺柱(58)中的每个附连螺柱刚性地附连至所述多个旋转附连装置(60)的其中一个旋转附连装置，从而使得在所述同步环06)的旋转期间，在所述同步环06)与所述旋转接口(76)之间基本上没有相对运动。
3.根据权利要求1所述的可变静叶组件(20)，其特征在于，所述多个旋转附连装置 (60)包括多个轴承(61)，所述多个轴承(61)中的每个轴承包括内部构件(96)以及设置为用以相对于所述内部构件(96)旋转的外部构件(98)。
4.根据权利要求3所述的可变静叶组件(20)，其特征在于，所述多个轴承(61)中的每个轴承的所述内部构件(96)刚性地附连至所述多个附连螺柱(58)的其中一个附连螺柱， 从而使得在所述同步环06)的旋转期间，在所述同步环06)以及所述多个轴承(61)中的每个轴承的所述内部构件(96)之间基本上没有相对运动。
5.根据权利要求4所述的可变静叶组件(20)，其特征在于，所述多个轴承(61)中的每个轴承的所述内部构件(96)使用带螺纹的止动装置(10 刚性地附连至所述多个附连螺柱(58)的其中一个附连螺柱。
6.根据权利要求1所述的可变静叶组件(20)，其特征在于，所述多个杆臂04)中的每个杆臂是悬臂式的，从而使得所述同步环06)至少部分地悬置在所述压缩机(1 的外壳 (30)上方。
7.根据权利要求1所述的可变静叶组件(20)，其特征在于，所述多个杆臂04)中的每个杆臂在其第一端(66)与第二端(68)之间径向向外地挠曲。
8.根据权利要求1所述的可变静叶组件(20)，其特征在于，所述多个杆臂04)中的每个杆臂在其长度的至少一部分上限定渐缩形的轮廓(116)。
9.一种用于具有多个静叶0 的压缩机(1 的可变静叶组件(20)，所述可变静叶组件(20)包括同步环(26)；固定至所述同步环06)的多个附连螺柱(58)；多个杆臂(M)，所述多个杆臂04)中的每个杆臂具有第一端(66)和第二端(68)，所述多个杆臂04)中的每个杆臂的所述第一端(66)附连至所述多个静叶02)的其中一个静叶；以及多个轴承(61)，所述多个轴承(61)中的每个轴承包括内部构件(96)以及设置为用以相对于所述内部构件(96)旋转的外部构件(98)，所述多个轴承(61)中的每个轴承的所述外部构件(98)被安装到所述多个杆臂04)的其中一个杆臂的所述第二端(68)上，其中，所述多个附连螺柱(58)中的每个附连螺柱刚性地附连至所述多个轴承(61)的其中一个轴承的所述内部构件(96)上，从而使得在所述同步环(26)的旋转期间，在所述同步环06)以及所述多个轴承(61)中的每个轴承的所述内部构件(96)之间基本上没有相对运动。
10.根据权利要求9所述的可变静叶组件(20)，其特征在于，所述多个轴承(61)中的每个轴承的所述内部构件(96)使用带螺纹的止动装置(10 刚性地附连至所述多个附连螺柱(58)的其中一个附连螺柱。
11.根据权利要求9所述的可变静叶组件(20)，其特征在于，所述多个杆臂04)中的每个杆臂是悬臂式的，从而使得所述同步环06)至少部分地悬置在所述压缩机(1 的外壳(30)上方。
12.根据权利要求9所述的可变静叶组件(20)，其特征在于，所述多个杆臂04)中的每个杆臂在其第一端(66)与第二端(68)之间径向向外地挠曲。
13.根据权利要求9所述的可变静叶组件(20)，其特征在于，所述多个杆臂04)中的每个杆臂在其长度的至少一部分上限定渐缩形的轮廓(116)。
14.一种用于燃气涡轮(10)的压缩机(12)，所述压缩机(12)包括外壳(30)；部分地设置在所述外壳OO)中的多个静叶(22)，所述多个静叶0 中的每个静叶包括延伸穿过所述外壳(30)的柱状部段08)；和可变静叶组件(20)，所述可变静叶组件OO)包括同步环(26)；固定至所述同步环06)的多个附连螺柱(58)；多个杆臂(M)，所述多个杆臂04)中的每个杆臂具有第一端(66)和第二端(68)，所述多个杆臂04)中的每个杆臂的所述第一端(66)附连至所述多个静叶02)的其中一个静叶的所述柱状部段G8)；以及多个旋转附连装置(60)，所述多个旋转附连装置(60)中的每个旋转附连装置设置为用以使所述多个杆臂04)中的每个杆臂的所述第二端(68)可旋转地联接至所述多个附连螺柱(58)的其中一个附连螺柱，从而在其之间限定旋转接口(76)，其中，所述多个附连螺柱(58)中的每个附连螺柱在所述旋转接口(76)处刚性地附连至所述多个旋转附连装置(60)的其中一个旋转附连装置，从而使得在所述同步环06)的旋转期间，在所述同步环06)与所述多个杆臂04)之间基本上没有相对的径向和周向滑动运动。
15.根据权利要求14所述的压缩机(12)，其特征在于，所述多个附连螺柱(58)中的每个附连螺柱刚性地附连至所述多个旋转附连装置(60)的其中一个旋转附连装置，从而使得在所述同步环06)的旋转期间，在所述同步环06)与所述旋转接口(76)之间基本上没有相对运动。
全文摘要
本发明涉及一种用于涡轮压缩机的可变静叶组件。具体而言，本发明公开了一种用于具有多个静叶(22)的压缩机(12)的可变静叶组件(20)。该可变静叶组件(20)通常可包括同步环(26)以及固定至同步环(26)的多个附连螺柱(58)。该可变静叶组件(20)还可包括多个杆臂(24)，其中各杆臂(24)具有第一端(66)和第二端(68)。各杆臂(24)的第一端(66)可附连至其中一个静叶(22)。另外，多个旋转附连装置(60)可设置为用以使各杆臂(24)的第二端(68)可旋转地联接至其中一个附连螺柱(58)，从而在其之间限定旋转接口(76)。此外，各附连螺柱(58)可在旋转接口(76)处刚性地附连至其中一个旋转附连装置(60)，从而使得在同步环(26)的旋转期间，在同步环(26)与该多个杆臂(24)之间基本上没有相对的径向和周向滑动运动。
文档编号F04D29/26GK102418712SQ20111030955
公开日2012年4月18日 申请日期2011年9月28日 优先权日2010年9月28日
发明者A·J·拉马斯, H·M·小加雷特, J·维拉姆帕蒂 申请人:通用电气公司