用于可变几何形状静叶的旋转致动器制造技术

本发明专利技术提供了一种用于可变几何形状静叶(33、37、41)的控制的旋转致动器(60)。致动器是旋转的，使得操作构件被内在化以保护燃料不受污染。旋转致动器(60)是独立单元，使得装置可从燃气涡轮发动机(10)移除而不需要附加的燃料系统构件的移除。最终，旋转致动器(60)的一些实施例可包括多个致动器环路，来为两组或更多组静叶独立地提供调整。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】用于可变几何形状静叶的旋转致动器 相关申请的夺叉引用本非临时申请根据美国法典35U. S. C. § 119(e)主张对在2014年8月28日提交的题为〃用于可变几何形状静叶的旋转致动器〃的美国临时专利申请No. 62/043131的优先权的益处，通过引用将其全部并入本文。
本实施例大体涉及在燃气涡轮发动机中的静叶的致动。更具体地，本实施例涉及但不限于用于燃气涡轮发动机的一组或更多组导向静叶的致动的旋转致动器。
技术介绍
在燃气涡轮发动机中，空气在压缩机中加压并且在燃烧器中与燃料混合以用于产生向下游流过涡轮级的热燃烧气体。燃气涡轮发动机通常拥有前端部和后端部，其中数个芯部或推进构件轴向地定位在它们之间。空气入口或进口定位于发动机的前端部处。朝向后端部移动，空气入口连续流连通地跟随有：压缩机、燃烧室以及涡轮。本领域技术人员将易于理解，附加构件也可包括在发动机中，例如低压与高压压缩机，和高压与低压涡轮。但是，这不是详尽的列表。 压缩机和涡轮通常包括按级轴向堆叠的翼形件的组。各级包括一组周向分开的定子静叶和一组围绕涡轮发动机的中心轴或轴线旋转的转子叶片。压缩机可包括通常称为静叶的一系列的可调整翼形件，来改变移动穿过压缩机叶片的压缩空气的流动特性。相似地，涡轮可包括成组的可调整或静止静叶或它们的组合，其在通常称为叶片的旋转翼形件之间在发动机轴向方向上间隔开。发动机还典型地具有第一高压轴，其沿着发动机的中心纵轴线轴向地布置。高压轴在高压涡轮和高压空气压缩机之间延伸，使得涡轮向空气压缩机提供旋转输入来驱动压缩机叶片。第二低压轴结合低压涡轮和低压压缩机。低压第二轴还可驱动风扇，其在飞行中产生用于航空器的推力。与低压轴的该连接可能是直接的或间接的（例如，通过齿轮箱）。 在操作中，空气在压缩机中被加压并且在燃烧器中与燃料混合以用于产生向下游流动穿过涡轮级的热燃烧气体。高压涡轮首先从燃烧器接收热燃烧气体。由于燃烧气体向下游流过涡轮级，所以能量被从燃烧气体取出并且燃烧气体的压力降低。涡轮级通过将燃烧气体能转换成机械能而从燃烧气体取出气体能量。继而，涡轮向空气压缩机提供旋转输入以驱动压缩机叶片。这在操作期间推动了压缩机，并接着继续驱动涡轮。 在燃气涡轮发动机的区域中，各种静叶级被用来向压缩机和涡轮转子叶片提供期望的流动特性。一些静叶可为可变的几何形状，意味着，它们在多个位置之间是可致动的，来调整进入压缩机和/或涡轮的空气流。例如，在启动和短暂的之后，可期望限制进入压缩机的空气流，使得出现正确量的空气流以用于在燃烧器中的点燃。但是，在巡航条件下，一旦发动机处于更高的操作温度并且燃烧更大量的燃料，那么可备选地期望增加到压缩机和燃烧器的空气流的量。相似地，在起飞时可期望又一其它量的空气流。现有技术已经使用线性活塞致动以用于静叶的调整。现有技术静叶致动器在许多情况下与燃料计量系统合并，使得接近致动器将首先需要燃料计量单元的移除。此外，在活塞致动器的情况下，活塞的延伸导致活塞的暴露，这必须依靠活塞密封件来防止致动器的污染。而且，活塞致动器已经被典型地布置有用于多个级的单个致动器。因而，级的独立的致动是更加复杂的。如通过前述可看出，将期望改善这些功能和在燃气涡轮发动机构件内的结构。包括在本文中提到的任何标号和其任何描述或讨论的在说明书的该背景部分中包括的信息被包括为仅仅用于技术参考目的并且不被看作本实施例将被界定的范围的主题。
技术实现思路
根据本实施例的方面，提供用于可变几何形状静叶的控制的旋转致动器。致动器是旋转的，使得操作构件被内在化以保护燃料不受这样的污染。旋转致动器与燃料计量单元分离，使得旋转致动器可从燃气涡轮发动机移除，而不需要燃料计量单元的移除。最终，旋转致动器的一些实施例可包括多个致动器环路，来为两组或更多组静叶独立地提供调整。根据一些实施例，用于在燃气涡轮发动机内的至少一级静叶的旋转可变几何形状(VG)致动器组件包括至少一个致动器环路，其具有至少一个第一燃料控制端口和至少一个第二燃料控制端口以用于与至少一个燃料供应流体连通。至少一个第一致动器环路可具有多个流体管，转子以及至少一个第一壳体，它们与至少一个第一燃料控制端口和至少一个第二燃料控制端口流体连通。壳体可具有在第一方向或第二方向中的任一者上被燃料驱动的旋转运动。第一致动器连接件可可操作地连接至第一致动器环路，其中，燃料发展出了横跨至少一个第一致动器环路的压力差异，来驱动壳体并致动至少一级静叶。该总结提供为以将在下面在详细描述中进一步描述的简化的形式引入内容的选择。该总结不意图鉴别主张的主题的关键特征或基本特征，也不意图用来限制主张的主题的范围。所有上述概括的特征应理解为仅作为示范，并且可从本文中的公开收集用于各种几何形状静叶的控制的旋转致动器的更多的特征和目的。因此，没有对整个说明书、权利要求以及在此包括的附图的进一步阅读，就不能理解本总结的限制性阐述。本专利技术的特征、细节、效用、以及优点的更广泛的陈述在本专利技术的各种实施例的下列书面描述中提供，该实施例在附图中示出，并且在所附权利要求中限定。本专利技术的第一技术方案提供了一种旋转致动器组件，其用于在燃气涡轮发动机内的至少一级静叶，包括:至少一个致动器环路，其具有至少一个第一燃料控制端口和至少一个第二燃料控制端口以用于与至少一个燃料供应流体连通；所述至少一个第一致动器环路具有转子和至少一个第一壳体，所述壳体具有由燃料驱动的在第一方向或第二方向中的任一者上的旋转运动；第一致动器连接件，其可操作地连接至所述第一致动器环路；其中，所述燃料跨过所述至少一个第一致动器环路发展出压力差，来驱动所述壳体并致动所述至少一级静叶。本专利技术的第二技术方案是在第一技术方案中，所述致动器组件在发动机轴向方向上安装。本专利技术的第三技术方案是在第一技术方案中，还包括第二壳体。本专利技术的第四技术方案是在第三技术方案中，所述至少一级静叶是被所述第一壳体和所述第二壳体独立地控制的多个静叶级。本专利技术的第五技术方案是在第三技术方案中，所述第一壳体和所述第二壳体中的一者引起入口导向静叶的移动，并且所述第一和第二壳体中的另一者引起第一和第二级导向静叶中的至少一者的移动。本专利技术的第六技术方案是在第三技术方案中，所述第一壳体和所述第二壳体具有弓形移动路径。本专利技术的第七技术方案是在第一技术方案中，还包括第一旋转位置传感器。本专利技术的第八技术方案是在第七技术方案中，所述第一电压换能器旋转位置传感器向全权限数字发动机控制器FADEC提供反馈。本专利技术的第九技术方案是在第七技术方案中，所述第一电压换能器旋转位置传感器提供用于所述壳体的位置反馈。本专利技术的第十技术方案是在第一技术方案中，所述第一致动器连接件利用所述壳体的旋转在第一平移方向和第二平移方向上可移动。本专利技术的第十一技术方案是在第十技术方案中，在所述第一方向和所述第二方向上的所述第一壳体的移动提供基本相等的力矩。本专利技术的第十二技术方案是在第三技术方案中，所述第一和第二壳体在所述旋转致动器组件外移动。本专利技术的第十三技术方案是在第一技术方案中，所述壳体减少燃料的污染。本专利技术的第十四技术方案是在第三技术方案中，还包括至少一个挂钩，其连接至所述第一和第二壳体中的每一个。本专利技术的第十五技术方案是在第一技术方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转致动器组件(60)，其用于在燃气涡轮发动机(10)内的至少一级静叶(33、37、41)，包括：至少一个致动器环路，其具有至少一个第一燃料控制端口(75、77)和至少一个第二燃料控制端口(77、75)以用于与至少一个燃料供应(F1、F2)流体连通；所述至少一个第一致动器环路具有转子(44、78)和至少一个第一壳体(64)，所述壳体(64)具有由燃料驱动的在第一方向或第二方向(80、82)中的任一者上的旋转运动；第一致动器连接件(62)，其可操作地连接至所述第一致动器环路；其中，所述燃料跨过所述至少一个第一致动器环路发展出压力差，来驱动所述壳体(64)并致动所述至少一级静叶(33、37、41)。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：PM埃梅特，WJ梅兰德，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US