CN102985640A - 压缩机和相关联的燃气轮机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有环形的流动通道（36）的轴流式压缩机（10），导向叶片环的穿过流动通道（36）延伸的可调节的导向叶片（14）以转动支承的方式固持在所述流动通道中，其中每个导向叶片（14）在其叶身（16）处在转子侧具有枢轴（26）以用于固持内环（32）。为了提供低磨损的、自定心的内环（32），所述内环构成为具有两个相互对置的端部（44）的开口环并且设有弹簧元件（52）以用于撑开开口环。

Description

压缩机和相关联的燃气轮机

技术领域

本发明涉及一种压缩机，所述压缩机具有从径向外部对环形的流动通道限界的壳体，导向叶片环的径向地穿过流动通道延伸的导向叶片以转动支承的方式固持在所述壳体中，其中每个导向叶片在壳体侧具有穿过壳体延伸的第一枢轴和在转子侧伸入到内环中的第二枢轴。

背景技术

现代燃气轮机的已知的压缩机具有一个或多个压缩机级，所述压缩机级的导向叶片是可调节的。在此，配设给相应的环的导向叶片能够围绕其纵轴线调节，以便调节质量流。压缩机通过调节质量流而具有扩大的工作范围。为了将这种压缩机级的导向叶片以转动支承的方式固定，分别在导向叶片的两个叶身端部上设置有枢轴。在此，外部的枢轴支承在环形的壳体中并且内部的枢轴支承在所谓的内环中。在此，内环由全部导向叶片保持。通过外部的枢轴在壳体中的径向定位进行内环相对于转子轴线的定心定位。然而在此，借助径向地调节叶片不仅相对于转子定位内环，而且同时也调整在可调节的导向叶片的叶身和外壳体或者内环之间的间隙，使得在叶身的调节过程中使所述叶身不触及流动通道限界壁。

因为用于保持内环的已知的结构设有在导向叶片和内环之间的径向的形状接合，所以能够造成在相应的内环支座之内的提高的机械应力，这能够导致在那里应用的轴承套的显著的磨损。在此，在工作期间的机械应力还能够由于热应力而加强。

可调节的导向叶片的支承的替选的变型形式从US2,671,634中已知。在其中示出的装置包括通常对半分成两个区段的内环。在此，区段的端部相互松弛地位于槽榫连接部中，其中可调节的导向叶片的内枢轴直接地支承在内环的径向孔中。由此，每个区段在待配设的导向叶片中由所述内枢轴承载，这也能够导致提高的磨损。

发明内容

因此，本发明的目的是，提供一种压缩机，所述压缩机具有用于可围绕固定装置的中轴线枢转的导向叶片的固定装置，所述压缩机的内环支撑部是低磨损的并且同时允许内环相对于转子简单地定位。

基于本发明的目的通过根据权利要求1的前序部分所述的压缩机来实现，其中内环构成为具有两个相互对置的端部的开口环并且设有用于撑开开口环的弹簧元件。为此提出，在开口环的区域中装入优选被封装的弹簧元件。由此，在壳体上部件和壳体下部件已组装的状态下实现内环的径向预张紧。通过径向预张紧将内环按压到导向叶片的第二枢轴上。由此，能够取消内环在全部导向叶片上的径向固定。这就是说，将伸入到内环中的第二枢轴从外部仅插入到相应的孔或者凹部中——能够取消至今存在的径向的形状接合。因此导向叶片能够配设有设置在径向内部的第二枢轴，所述第二枢轴构成为纯圆柱形的。相同地适用于在内环中的容纳枢轴的孔，从现在开始根据本发明，所述孔不再具有用于形状接合的连续环绕的凸缘。在此尤其有利的是，由于从现在开始缺少径向的锚固而避免内环潜在的张力。此外，导向叶片的内部支承的简化的实施方式降低了装配时间。

此外，在热瞬变的工作中由弹簧元件补偿全部导向叶片和内环的热膨胀，这降低在内环和导向叶片的内部的支承部位之间的应力并且减少在轴承上的磨损。

因此，通过引入弹簧元件能够将内环构成为自承载的并且自定心的系统，其中仅设置在导向叶片环的下半部中的可调节的导向叶片可以说是浮动地承载内环。

本发明的另一优点在于，由于内环自承载地支承，必要时甚至能够取消用于将导向叶片径向定位在壳体中的调节装置。这由于所应用的部件的更少的数量而简化了压缩机并且降低压缩机的故障概率。

在从属权利要求中说明有利的实施方式。

根据本发明的第一有利的实施方式，开口环的两个端部具有相互对置的第一容纳部，所述第一容纳部是盲孔状的并且弹簧元件置入到所述容纳部中。因此，能够提供用于撑开开口环的相对简单的结构，其中例如弹簧元件构成为螺旋弹簧。由于螺旋弹簧安置在容纳部中而排除所述螺旋弹簧的打滑。

为了保护弹簧元件不被弄脏，以封装的方式构成所述弹簧元件是有利的。

当轴向地锁定两个端部时，能够避免内环的所述两个端部在轴向方向上相对移动。这例如能够借助于键实现，所述键预设开口环的两个相互对置的端部的轴向定位。为此，例如同样将键在内环的间隙中在两侧设置在为之设有的容纳部中。

根据另一有利的实施方式，内环包括至少两个区段。在此，区段优选在180°的弧长上延伸。这允许将导向叶片相对简单地装配在压缩机中。

在第二枢轴和内环的容纳枢轴的孔之间能够分别设有轴套作为可磨损的滑动机构。为了避免枢轴的滑动轴承在内环的相应的孔中被弄脏而提出，在第二枢轴上设有连续环绕的槽，在所述槽中设置有置于其中的例如O形环的密封环。这降低设置在径向内部的轴承的磨损。

当内环或者区段能够轴向地分开时，能够提供可相对简单制造的所述内环或者区段。所述区段的或者内环的部分例如能够相互旋紧也或者相互焊接在一起。然而优选的是，区段或者内环轴向未分开。

根据本发明，具有通常可分开的壳体的、设计用于产生能量的静态燃气轮机尤其配设有根据上述实施方式所述的根据本发明的压缩机。

附图说明

根据在附图中示出的实施例进一步阐明本发明。详细地示出：

图1示出横贯具有在两侧围绕压缩机的纵轴线转动支承的、可枢转的压缩机导向叶片的压缩机的断面的横截面；

图2示意示出构成为开口环的内环；并且

图3举例示出设置在开口环的两个相互对置的端部之间的间隙中的弹簧元件。

具体实施方式

图1示出在可围绕纵轴线12枢转的导向叶片14的轴向部段中的横贯轴流式结构类型的压缩机10的横截面。导向叶片14例如能够是压缩机10的进气导向叶片。但是所述导向叶片也能够属于下级压缩机级的位于所述导向叶片下游的导向叶片环。导向叶片14具有仅部分示出的、根据空气动力学弯曲的叶身16，在所述叶身的径向内部的端部18上设置有圆形的平台20。平台20逐渐变为第一圆柱形的部段22，在所述部段中设置有环绕的槽24以用于容纳密封的O形环。具有更小直径的同心的第二部段23连接到第一部段22上。两个部段22、23是枢轴26的一部分并且分别构成为圆柱形。环绕第二部段23设置有轴套28。第一部段22以及轴套28安置在与其轮廓相对应的容纳部30中，所述容纳部构成为台阶孔。在此，孔设置在所谓的内环32中，内环32的外环周表面34在径向内部限定压缩机10的环形的流动通道36。在此，内环32包围压缩机10的转子35。在导向叶片14的没有示出的、径向外部的端部上，以与内部的端部18类似的方式将枢轴设置在从外部限定流动通道36的壳体中。

原则上，由于所选择的构造而将导向叶片14仅从外部径向地装入到容纳部30中。在此，径向方向涉及压缩机10的机器轴线38，所述压缩机沿着所述机器轴线延伸。

在图2中示意地示出由两个区段40组成的内环32。两个区段40分别具有180°的弧长。在第一连接区域42中，两个区段40在端侧相互无间隙地旋紧。区段40的两个另外的端部44在第二连接区域46中相互对置，以形成环间隙。环间隙在下面简称为间隙48。在图3中详细地示出第二连接区域46。在两个端部44中分别设有第一容纳部50，所述第一容纳部分别由盲孔形成。两个第一容纳部50相互对置，使得被封装的弹簧元件52置入所述容纳部中。弹簧元件52在示出的实施例中构造成具有封壳53的螺旋弹簧。弹簧元件52预张紧地置于间隙48中，使得两个端部44相互压离。在装入的状态下，由此内环32压靠到导向叶片14的枢轴26上。由此，能够实现内环32的自定心。

以与第一容纳部50类似的方式，在两个端部44中设有第二容纳部54，所述第二容纳部同样相互对齐地对置。定心元件56置于第二容纳部54中，所述定心元件例如能够构造成键。该布置方式能够避免两个端部44在轴向方向上的相对移动，由此锁定两个端部44。由此避免弹簧元件52的剪应力。

因此整体上，本发明涉及一种具有环形的流动通道36的轴流式压缩机10，导向叶片环的穿过流动通道36延伸的可调节的导向叶片14以转动支承的方式固持在所述流动通道中，其中每个导向叶片14在其叶身16处在转子侧具有枢轴26以用于固持内环32。为了提供低磨损的、自定心的内环32，所述内环构成为具有两个相互对置的端部44的开口环并且设有弹簧元件52以用于撑开开口环。

Claims (9)

1.压缩机（10），具有从径向外部对环形的流动通道（36）限界的壳体，导向叶片环的径向地穿过所述流动通道（36）延伸的导向叶片（14）以转动支承的方式固持在所述壳体中，其中每个导向叶片（14）在壳体侧具有穿过所述壳体延伸的第一枢轴（26），并且在转子侧具有伸入到内环（32）中的第二枢轴（26），

其特征在于，

所述内环（32）构成为具有两个相互对置的端部（44）的开口环并且设有弹簧元件（52）以用于撑开所述开口环。

2.根据权利要求1所述的压缩机（10），其中所述开口环的两个所述端部（44）具有相互对置的第一容纳部（50），所述弹簧元件（52）安置在所述第一容纳部中。

3.根据权利要求1或2所述的压缩机（10），其中所述弹簧元件（52）被封装。

4.根据权利要求1、2或3所述的压缩机（10），其中所述端部（44）被轴向锁定。

5.根据上述权利要求之一所述的压缩机（10），其中所述内环（32）包括至少两个区段（40）。

6.根据上述权利要求之一所述的压缩机（10），其中在所述第二枢轴（26）上分别设置有轴套（28）。

7.根据上述权利要求之一所述的压缩机（10），其中所述第二枢轴（26）具有连续环绕的槽（24），所述槽安置有密封环。

8.根据上述权利要求之一所述的压缩机（10），其中所述内环（32）或者所述区段（40）能够轴向地分开。

9.具有根据上述权利要求之一所述的压缩机（10）的燃气轮机。

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