可变轮叶设备制造技术

一种可变轮叶设备，包括：包括两个或更多个间隔开的壳体枢轴的壳体；可枢转地连接至每个壳体枢轴的曲柄，每一个曲柄具有输入臂和输出臂；主杆，包括在杆枢轴处彼此可枢转地连接的两个或更多个段；并且其中每个曲柄的输入臂可枢转地连接到一个杆枢轴。可枢转地连接到一个杆枢轴。可枢转地连接到一个杆枢轴。

【技术实现步骤摘要】
可变轮叶设备
[0001]关于联邦政府资助的研究和开发的声明
[0002]本专利技术是在美国政府的支持下完成的。政府对本专利技术享有一定的权利。


[0003]本专利技术总体上涉及燃气涡轮发动机，并且更具体地，涉及用于致动这种发动机的可变硬件的方法和设备。

技术介绍

[0004]燃气涡轮发动机包括用于对进气加压的压缩机，该进气然后流向下游燃烧器和一个或多个涡轮。典型的压缩机包括一系列级，每个级包括一排静止定子轮叶和一排旋转压缩机叶片。
[0005]在一些燃气涡轮发动机中，定子轮叶的一级或多级被可变地致动——称为可变定子轮叶(VSV)。VSV是静止或静态(即非旋转)翼型件。每个级都设有多个翼型件的环形阵列，例如25
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50个翼型件。翼型件是“可变的”，因为它们的内侧端和外侧端是枢转的，并且它们可以围绕大致径向轴线旋转以改变它们的交错角。改变这个角度的原因是为了节流通过发动机的气流和/或优化通过翼型件的气流角度。这有助于让发动机在不同的操作条件下高效操作(例如，低速操作与高功率操作)。
[0006]通常，在现有技术中，每个VSV在其外侧端具有耳轴，该耳轴穿过定子壳体并联接到杆。每一级翼型件的所有杆通常都连接到环绕发动机壳体的协调环。VSV使用衬套组件保持到定子壳体。
[0007]围绕发动机中心线轴线顺时针或逆时针旋转该环将导致所有连接的VSV一致地打开或关闭。协调环最终由致动器操作，例如液压、气动或电动致动器。致动器和协调环之间的各种类型的机械连接是已知的。
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技术实现思路

[0008]根据本文所述技术的一个方面，一种可变轮叶设备，包括：壳体，所述壳体包括两个或更多个间隔开的壳体枢轴；曲柄，所述曲柄可枢转地连接至每一个壳体枢轴，每一个所述曲柄具有输入臂和输出臂；主杆，所述主杆包括在杆枢轴处彼此可枢转地连接的两个或更多个段；并且其中每一个所述曲柄的所述输入臂可枢转地连接到一个所述杆枢轴。
[0009]根据本文所述技术的另一方面，一种燃气涡轮发动机，包括：涡轮机械核心，所述涡轮机械核心包括处于串联流动关系的压缩机、燃烧器和涡轮；所述核心包括壳体，所述壳体包括两个或更多个间隔开的壳体枢轴；曲柄，所述曲柄可枢转地连接到每一个壳体枢轴，每一个所述曲柄具有输入臂和输出臂；主杆，所述主杆包括在杆枢轴处彼此可枢转地连接的两个或更多个段；并且其中每一个所述曲柄的所述输入臂可枢转地连接到一个所述杆枢轴。
附图说明
[0010]本专利技术可以通过参考以下结合附图的描述得到最好的理解，其中：
[0011]图1是结合有可变轮叶设备的燃气涡轮发动机的横截面示意图；
[0012]图2是图1的发动机的单可变轮叶组件的示意性局部视图；
[0013]图3是结合现有技术可变轮叶设备的燃气涡轮发动机壳体的一部分的示意性平面图；
[0014]图4是结合有根据本专利技术一方面的示例性可变轮叶设备的燃气涡轮发动机壳体的一部分的示意性平面图；
[0015]图5是图4的一部分的放大图；
[0016]图6是示出了替代的曲柄(bellcrank)的燃气涡轮发动机壳体的一部分的示意性平面图；
[0017]图7是示出了另一种替代的曲柄的燃气涡轮发动机壳体的一部分的示意性平面图；和
[0018]图8是示出了另一种替代的曲柄的燃气涡轮发动机壳体的一部分的示意性平面图。
具体实施方式
[0019]参考附图，其中相同的附图标记在各个视图中表示相同的元件，图1描绘了示例性燃气涡轮发动机10。虽然所示示例是高旁通涡轮风扇发动机，但本专利技术的原理也适用于其他类型的发动机，例如低旁通涡轮风扇发动机、涡轮喷气发动机、涡轮螺旋桨发动机、非管道式风扇发动机或开式转子发动机等，以及具有任意数量的压缩机
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涡轮线轴的涡轮发动机。或者，本文所述的可变轮叶设备可结合在另一种类型的涡轮机械中，例如由外部原动机驱动的风扇、泵或压缩机。发动机10具有纵向中心线或轴线11。发动机10的操作可以全部或部分地由在12处示意性地示出的电子发动机控制器控制。这种电子发动机控制器12的一个示例是全权限数字发动机控制(“FADEC”)。
[0020]注意，如本文所用，术语“轴向”和“纵向”均指平行于中心线轴线11的方向，而“径向”指垂直于轴向方向的方向，而“切向
””
或“周向”是指与轴向方向和径向方向相互垂直的方向。如本文所用，术语“向前”或“前”是指在通过或围绕部件的气流中相对上游的位置，而术语“向后”或“后”是指在通过或围绕部件的气流中相对下游的位置。该流动的方向由图1中的箭头“FL”表示。这些方向性术语仅用于描述方便，并不要求由此描述的结构的特定取向。
[0021]发动机10具有以串联流动关系布置的风扇14、增压器16、高压压缩机或“HPC”18、燃烧器20、高压涡轮或“HPT”22和低压涡轮或“LPT”24。风扇14、增压器16和LPT 24共同限定了发动机的低压系统或低压线轴。HPC 18、燃烧器20和HPT 22共同限定了发动机10的高压线轴，也称为“核心”或“核心发动机”。
[0022]在操作中，离开HPC 18的加压空气在燃烧器20中与燃料混合并被点燃，从而产生燃烧气体。HPT 22从这些气体中提取一些功，HPT 22通过外轴26驱动HPC 18。然后燃烧气体流入LPT 24，LPT 24通过内轴28驱动风扇14和增压器16。如本文所用，当燃料被供应到燃烧器20并在燃烧器20中燃烧时，发动机10被认为是“操作的”，并且产生的燃烧气体正在驱动
至少核心的旋转。
[0023]HPC 18包括多级旋转叶片和静止轮叶(定子轮叶)，它们都被压缩机壳体或壳体30包围。HPC 18可以结合可变轮叶组件，在32处示意性地示出。
[0024]图2示出了固定到诸如压缩机壳体30的壳体的可变轮叶组件32。应当理解，可变轮叶组件32可以作为可变定子轮叶并入HPC 18中，或者可以用于提供发动机10中的任何其他静止翼型件的可变致动。这种可变翼型件的示例包括可变入口轮叶、可变出口轮叶和可变涡轮喷嘴。可变轮叶组件32包括围绕中心线11排列的多个周向隔开的可变定子轮叶34(仅示出了一个轮叶34)。每个轮叶34包括具有前缘、下游后缘以及在其间延伸的压力侧和吸力侧的常规翼型件36。
[0025]每个轮叶34还包括径向外耳轴38，该耳轴38从翼型件36的末端或外侧范围同轴且一体地向外延伸，用于将轮叶34枢转地安装在形成于壳体30中的对应安装凸台40中。耳轴衬套42设置在外耳轴38和安装凸台40之间以减少它们之间的摩擦和磨损。在图2所示的示例性实施例中，每个轮叶34还包括安装在密封环46中的径向内耳轴44，尽管可以使用其他布置。
[0026]一体形成的安装杆48从外耳轴38的外远端径向向外延伸。安装杆48具有螺纹部分和形成在其上的底座部分。杆臂50在其一端放置在安装杆48上，用于与其底座部分接合。螺母52拧到安装杆48的螺纹部分上以将本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可变轮叶设备，其特征在于，包括：壳体，所述壳体包括两个或更多个间隔开的壳体枢轴；曲柄，所述曲柄可枢转地连接至每一个壳体枢轴，每一个所述曲柄具有输入臂和输出臂；主杆，所述主杆包括在杆枢轴处彼此可枢转地连接的两个或更多个段；并且其中每一个所述曲柄的所述输入臂可枢转地连接到一个所述杆枢轴。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，其中每一个所述曲柄的输出比定义为其输出臂的长度除以其输入臂的长度，并且两个或更多个所述曲柄的所述输出比彼此不同。3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，其中每一个所述曲柄的输出比定义为其输出臂的长度除以其输入臂的长度，并且至少一个所述曲柄的所述输出比小于1。4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，其中每一个所述曲柄的输出比定义为其输出臂的长度除以其输入臂的长度，并且至少一个所述曲柄的所述输出比约为0.5。5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，其中：每一个所述曲柄的输出比定义为其输出臂的长...

【专利技术属性】
技术研发人员：马修，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：