BR112012012124B1 - MOTOR DE TURBINA TENDO UM ESTAGIO DE PAS DE ESTATOR DE PASSO VARlAVEL COM CONTROLE INDEPENDENTE - Google Patents

Abstract

MOTOR DE TURBINA TENDO UM ESTAGIO DE PALHETAS DE ESTATOR DE PASSO VARIAVEL COM CONTROLE INDEPENDENTS. Um motor de turbina incluindo um estator tendo palhetas de passo varidvel que sao controladas estagio por estagio. O anel acionador (18) conectado por brapos de manivela (26) as palhetas de passo variavel e acoplado a pelo menos uma unidade de acionamento especffica adjacente (32) na forma geral de um acionador.

Description

[0001] A invenção refere-se a um motor de turbina compreendendo um involucre alojando pelo menos um estagio de estator tendo pas de passo variavel controladas por um anel acionador coaxialmente circundando o involucre e sendo conectado por barras as pas de passo variavel. A invenção refere-se mais particularmente a controle individualizado de tai anel acionador. A invenção aplica em particular ao campo de jatos de aviao, e mais particularmente a um compressor em tai jato.

[0002] Em um motor de turbina do tipo acima especificado, um estator de compressor e adaptado com pelo menos um estagio de pas de bocal de passo variavel, cuja orientagao e ajustavel na passagem de fluxo. Desse modo, o angulo de ataque das pas pode ser controlado como uma fungao das condigoes operacionais do aviao, por um sistema de servo-controle que controla o movimento do anel.

[0003] Em avioes, as relagoes para variar o passo de pas de passo variavel estao se tornando cada vez mais complexas, ate tai ponto que esta se tornando cada vez mais desejavel ser capaz de controlar pas de passo variavel em uma base de estagio por estagio. Como resultado, o acionamento por meio de um atuador (do frances “verin”) comum associado a uma ligagao de transmissao que e complexa, cara, volumosa e pesada esta se tornando cada vez menos desejavel.

[0004] O documento EP 0 527 593 descreve uma estrutura de motor eletrico linear adaptada para acionar um anel acionador. O sistema descrito faz uso de elementos de indugao eletrica situados radialmente fora do anel acionador. Esses elementos de indugao sao volumosos e d if ice is de incorporar no espago disponivel dentro do involucre. Alem disso, o anel acionador nao e centrado em modo satisfatorio, particularmente ao considerar variagoes em potencial de diametro (devido a elevagao em temperatura) entre o anel e o involucre que o sustenta.

[0005] A invenção permite que todos esses problemas sejam resolvidos.

[0006] Mais particularmente, a invenção prove um motor de turbina compreendendo um involucre que aloja pelo menos um estagio de estator tendo pas de passo variavel controladas por um anel acionador coaxialmente circundando o involucro, o anel sendo limitado de se mover girando somente aproximadamente um eixo do involucro e sendo conectado por barras as pas de passo variavel, o motor de turbina sendo caracterizado pelo fato de que o anel acionador e acoplado a pelo menos uma unidade motriz especifica adjacente genericamente na forma de um atuador e compreendendo duas porgoes formando um corpo e uma haste, em que uma das porgoes e articulada no involucro, e em que a outra porgao e articulada em uma extensao lateral do anel.

[0007] O termo “unidade motriz especifica” e utilizado para significar que cada anel acionador e realmente operado independentemente dos outros se o motor de turbina incluir uma pluralidade de estagios de estator adaptados com pas de passo variavel, como e genericamente o caso. Esse tipo de controle envolve, desse modo, pelo menos uma e preferivelmente duas unidades de acionamento para cada anel. Tai unidade motriz e compacta e colocada tao proxima quanto possfvel do anel acionador, desse modo simplificando e aliviando o peso do sistema por meio de uma conexao articulada direta entre o anel e a unidade motriz. E mais facil distribuir uma pluralidade de unidades de acionamento em volta do involucro, cada unidade tendo potencia media que e suficiente para acionar somente um anel em contraste com uma unidade motriz de potencia elevada unica que e, portanto, de peso e tamanho radial grande e que e conectada por um mecanismo complicado aos varies aneis. Alem disso, como mencionado acima, a capacidade de controlar cada anel acionador (e desse modo cada estagio de pas de passo variavel) independentemente dos outros e ela propria vantajosa para bom controle em relagao as condigoes operacionais do turbojato.

[0008] Em modo simples e vantajoso, a haste da unidade motriz que forma atuador estende ao longo de um eixo situado em um piano paralelo a um piano medio do anel acionador. Por exemplo, a haste e articulada com o anel e corpo e articulado com o involucro.

[0009] Em modo simples, a extensao lateral inclui uma forquilha, e uma extremidade da haste e articulada com a forquilha em torno de um eixo paralelo ao eixo do involucro.

[0010] Preferivelmente, o corpo inclui uma lingueta lateral articulada com uma forquilha fixada no involucro. Nao obstante, o arranjo inverso tambem e possivel.

[0011] De acordo com uma caractenstica muito vantajosa, o acionador e do tipo de motor eletrico de movimento linear. E possivel utilizar motores lineares do tipo sem contato como desenvolvido, por exemplo, pelo fornecedor “Copley Controls Corp.” como exemplo, e possfvel utilizar um motor tendo a referencia XTB3810. Beneficia de ser compacto, com um corpo tendo um comprimento de 122 milfmetros (mm) para um curso de aproximadamente 75 mm.

[0012] Preferivelmente, o ou cada anel acionador e acoplado a duas unidades de acionamento especificas adjacentes acima mencionadas que sao sensivelmente diametralmente opostas.

[0013] A invenção pode ser compreendida de forma melhor e outras vantagens da mesma aparecem mais claramente a luz da seguinte descrigao de um motor de turbina de acordo com o principio da invenção, dada puramente como exemplo e feita com referencia ao desenho em anexo, no qual: - a figura unica e uma vista em perspectiva fragmentaria de um motor de turbina adaptado com um sistema de controle de pa de passo variavel da invenção.

[0014] Com referencia ao desenho, pode ser visto parte de um motor de turbina 11 e mais particularmente seu involucro 12 alojando pelo menos uma roda de rotor (nao mostrada) e pelo menos um estagio de estator 14 tendo um anel de pas de passo variavel 16. Essas pas sao controladas por um anel acionador 18 coaxialmente circundando o involucro 12. Se o involucro circundar um compressor, entao aloja varios estagios de compressao, cada compreendendo uma roda de rotor e um estagio de estator 14, como mostrado. Na invenção, pelo menos um e preferivelmente varios estagios de estator sao controlados independentemente entre si. Para essa finalidade, as pas de passo variavel de um dado estagio de estator sao dotadas de pivos 22 que passam atraves de mancais lisos 24 definidos radialmente atraves da parede do involucro 12. Cada desses pivos e conectado em modo articulado por uma barra 26 a um anel acionador comum 18 coaxialmente circundando o involucro. O anel e limitado de se mover girando somente aproximadamente o eixo X do involucro. Para essa finalidade, o involucro tern segmentos de trilho de guia 28 estendendo anularmente em cada lado das bordas do anel 18. O anel porta rodas entalhadas 30 que engatam com nervuras laterals 31 nos trilhos. O arranjo acima descrito e conhecido.

[0015] De acordo com caracteristicas importantes da invenção, o anel acionador 18 e acoplado a pelo menos uma unidade motriz especifica adjacente 32, genericamente na forma de um atuador, compreendendo duas porgoes formando um corpo 33 e uma haste 34. Uma das porgoes e articulada com o involucro 12 e a outra porgao e articulada com uma extensao lateral 36 do anel. O arranjo como definido acima e suficiente para girar o anel 18 e consequentemente modificar a orientagao das pas estacionarias 16 do estagio de estator. Nao obstante, por motivos de equilibrio e tambem para utilizar unidades de acionamento que sao mais compactas, o ou cada anel acionador pode ser vantajosamente acoplado a duas das unidades de acionamento especificas adjacentes, acima mencionadas, que sao sensivelmente diametralmente opostas. Por exemplo, o anel acionador 18 como mostrado pode ser dotado de duas extensdes laterals diametralmente opostas 36 e, sob tais circunstancias, o involucro carrega duas unidades de acionamento dispostas de modo a combinar suas forgas para girar o anel 18 em uma diregao ou na outra.

[0016] O acionador 32 que e genericamente na forma de um atuador e vantajosamente do tipo de motor eletrico de movimento linear como definido acima. A haste 34 da unidade motriz que forma atuador estende ao longo de um eixo que se situa em um piano paralelo a um piano medio do anel acionador 18. No exemplo mostrado, a haste 34 e articulada com o anel 18, e o corpo 33 e articulado com o involucro 13.

[0017] Mais precisamente, a extensao lateral 36 inclui uma forquilha 40 e a extremidade da haste inclui uma porgao achatada formando uma cabega de haste de conexao que e perfurada e que e articulada com a forquilha em torno de um eixo 41 paralelo ao eixo X do involucro. Alem disso, o corpo 33 tern uma lingueta lateral 44 que e articulada com uma forquilha 46 fixada ao involucro.

[0018] Vantajosamente, a articulagao entre o corpo 33 o involucre 12 e disposta nas proximidades da extremidade do corpo do qual a haste 34 estende. Em outras palavras, a lingueta lateral 44 estende proxima a extremidade do corpo 33 do qual a haste 34 emerge.

[0019] Vantajosamente, a articulagao entre o corpo e o involucre (elementos 46, 44) e situada sensivelmente no meio do acionador 32 quando a haste e desdobrada para seu curso maximo. Essa configuragao minimiza o movimento angular do acionador 32 durante o curso do anel acionador, desse modo permitindo que o acionador seja alojado em uma quantidade de espago relativamente pequena em torno do involucre.

Claims (7)

1. Motor de turbina compreendendo um involucro (12) alojando pelo menos um estagio de estator tendo pas de passo variavel (16) comandadas por um anel acionador (18) coaxialmente circundando dito involucro, o anel sendo limitado de se mover em torno de uma simples rotagao centrada sobre um eixo (X) do dito involucro e sendo conectado por barras (26) a ditas pas de passo variavel, em que dito anel acionador (18) e acoplado a pelo menos uma unidade motriz especifica adjacente (32) genericamente na forma de um atuador, compreendendo duas porgoes formando um corpo (33) e uma haste (34), caracterizado pelo fato de que dita haste (34) e articulada com o anel (18) e dito corpo (33) e articulado a dito involucro (12), e em que a articulagao (44, 46) entre o corpo e o involucro e disposta nas proximidades da extremidade do corpo a partir do qual a haste estende.

2. Motor de turbina, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o eixo de extensao da haste (34) da unidade motriz que forma atuador se situa em um piano paralelo a um piano medio do dito anel acionador.

3. Motor de turbina, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita articulagao esta situada sensivelmente no meio do dito acionador (32) quando a dita haste e desdobrada ate seu curso maximo.

4. Motor de turbina, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita extensao lateral comporta uma forquilha (40), e em que a extremidade da dita haste (34) e articulada com a forquilha em torno de um eixo (41) paralelo ao eixo do dito involucro.

5. Motor de turbina, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito corpo (33) comporta uma lingueta lateral (44) articulada com uma forquilha (46) fixada ao dito involucro.

6. Motor de turbina, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito acionador (32) e do tipo de motor eletrico de movimento linear.

7. Motor de turbina, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o ou cada anel acionador (18) e acoplado a duas unidades motriz (32) especificas adjacentes acima mencionadas que sao sensivelmente diametralmente opostas.

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