[发明专利]用于内径叶片围带的同步环可变叶片同步机构

说明书

本发明是在美国政府的支持下根据美国海军所授权的合同号N00019-02-C-3003完成的，美国政府对本发明享有一定的权利。

相关申请的参考

本申请与下面列出的与本申请同一日提交的共同未决的申请相关：发明人J.Giaimo和J.Tirone III的“SYNCH RING VARIABLE VANE SYNCHRONIZINGMECHANISM FOR INNER DIAMETER VANE SHROUD”(代理人案卷号U73.12-003)；发明人J.Giaimo和J.Tirone III的“GEAR TRAIN VARIABLE VANESYNCHRONIZING MECHANISM FOR INNER DIAMETER VANE SHROUD”(代理人案卷号U73.12-004)；发明人J.Giaimo和J.Tirone III的“INNERDIAMETER VARIABLE VANE ACTUATION MECHANISM”(代理人案卷号U73.12-005)；和发明人J.Giaimo和J.Tirone III的“LIGHTWEIGHT CAST INNERDIAMETER VANE SHROUD FOR VARIABLE STATOR VANES”(代理人案卷号U73.12-006)。所有这些申请结合于此作为本申请的参考。

技术领域

本发明通常涉及燃气轮机(或燃气轮发动机)，尤其涉及用于这类燃气轮机中的可变静叶片(或可变定子叶片)组件。

背景技术

燃气轮机通过燃烧压缩空气中的燃料源来运行，以产生压力和密度提高了的加热后的燃气。此经加热后的燃气最终受压迫通过排气喷嘴，该排气喷嘴用来使排出的燃气速度逐级升高，且进而依次为驱动飞行器提供推力。此经加热后的燃气还可以用来驱动涡轮机使风扇转动，以向燃气轮发动机的压缩机部分提供空气。此外，此经加热后的燃气用来驱动涡轮，用以驱动压缩机部分内部的转子叶片，以提供用于燃烧的压缩空气。一个燃气轮机的压缩机部分典型地包括一系列转子叶片级和静叶片级。在每一级中，转子叶片推动空气经过静叶片。每个动叶片/静叶片级均使空气的压力和密度提高。静子(或定子)用于两个目的：它们将空气动能转化为压力能，和它们改变空气离开动叶片(或转子)的运动轨道以使其流入下一压缩级。

由燃气轮发动机驱动的飞行器的速度范围与压缩机部分内所产生的空气压力的程度直接相关。对于不同的飞行器的速度，通过燃气轮发动机中的空气流速也不相同。这样，在下级各压缩级的转子叶片上的空气入射角随着飞行器的速度的不同而变化。一种使燃气轮发动机在全速范围下，尤其是高速/高压范围内，实现更具效率的一个途径是使用能够优化在下级各压缩级转子上的空气流的入射角的可变静叶片。

可变静叶片典型地周向上设置在外径风扇缸和内径叶片围带之间。传统地，用来调节可变静叶片同步运动的机构一直设置于风扇缸之外。这些系统增大了压缩部分的总外径，而有时并不期望或允许这样做。对使用与可变静叶片一起使用来的固定静叶片的燃气轮机进行改型也并不总是可行的。对定位于风扇缸之外的可变叶片机构的改型会干扰设置于风扇缸外部的燃气轮机的其他外部部件。将这些外部部件重新设置常常是不可能或花费很高的。同步机构也给燃气轮机增加了相当的重量。这样就需要一种质量轻的可变叶片同步机构，其不增加压缩部分的径向尺寸并且不与燃气轮发动机的外部部件发生干扰。

发明内容

本发明涉及一种用于同步地使可变叶片阵列旋转的可变叶片组。可变叶片组包括主动叶片(或驱动叶片)、同步环、叶片臂和多个从动叶片和从动臂。主动叶片的内径端部在内径叶片围带中旋转。同步环在内径叶片围带中的内通道中旋转。叶片臂连接主动叶片的内径端部和同步环。多个从动叶片通过从动臂与同步环相连。当驱动源使主动叶片转动时，通过同步环和从动臂使多个从动叶片旋转相同的量。

附图说明

图1示出的是应用本发明的燃气轮机的静叶片部分的局部剖视图；

图2示出的是定位于本发明风扇缸与内径叶片围带之间的静叶片阵列段的一部分的近视图；以及

图3示出的是图2的截面3-3，表示叶片槽处的内径叶片围带的横截面。

具体实施方式