CN105387004A - 用于可变几何形状静叶的旋转致动器 - Google Patents

Abstract

本发明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。

Description

用于可变几何形状静叶的旋转致动器

相关申请的交叉引用

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。

技术领域

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。

背景技术

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。

发明内容

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。本发明的特征、细节、效用、以及优点的更广泛的陈述在本发明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。

本发明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。

本发明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。

本发明的第三技术方案是在第一技术方案中，还包括第二壳体。

本发明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。

本发明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。

本发明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。

本发明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。

本发明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。

本发明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。

本发明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。

本发明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。

本发明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。

本发明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。

本发明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。

本发明的第十五技术方案是在第一技术方案中，所述多级静叶定位在压缩机内。

本发明的第十六技术方案是在第三技术方案中，所述第一致动器环路的所述第一壳体和第二致动器环路的第二壳体与所述第一致动器环路的所述第一壳体独立地旋转。

附图说明

这些示例性实施例的上述和其它特征和优点以及获得它们的方式将变得更显而易见，并且通过参考结合附图做出的实施例的下列说明，用于可变几何形状静叶的控制的旋转致动器将被更好地理解，其中：

图1是示例性燃气涡轮发动机的剖视图，其中，可利用用于可变几何形状静叶的控制的旋转致动器；

图2是具有多级静叶和叶片的示例性压缩机的剖面图；

图3是可操作地连接至示例性旋转致动器的多个静叶级的透视图；

图4是包括连接旋转致动器和一级静叶的连接件的旋转致动器的端视剖视图；

图5是代表用来移动静叶发生的旋转和线性运动的自由体示意图；

图6是用于安装在可移除线单元上的可变几何形状静叶的控制的旋转致动器的实施例的轴向剖视图；以及

图7是其中两个旋转致动器安装作为单个组件的实施例的轴向剖视图的第二实施例，该单个组件安装在可移除线单元上。

附图标记

10燃气涡轮发动机

12发动机入口

13芯推进器

14高压压缩机

15发动机外壳

16燃烧器

17低压压缩机

18风扇

20高压涡轮

21低压涡轮

24高压轴

25空气流

26发动机轴线

27初级空气流

28低压轴

29旁路空气流

32组

33入口导向静叶

34第一组

35叶片

36组

37第一级静叶

38第二组

39叶片

40组

41第二级静叶

43叶片

44转子

46枢转安装件

48枢转安装件

50调和环

52臂部

60旋转致动器组件

62致动器连接件

64旋转壳体

66挂钩

68轴安装件

72安装件

74安装件

75控制端口

77控制端口

78转子

79表面

80方向箭头

81表面

82方向箭头

F₁燃料管线

F₂燃料管线

H高压

L低压。

具体实施方式

现在将详细地参照在附图中示出一个或更多个实例的提供的实施例。以说明而不是对公开实施例的限制的方式提供各个实例。事实上，在本发明中可进行各种更改和变化而不脱离本公开的精神和范畴这点对于本领域专业人员是显而易见的。例如，示出或描述作为一个实施例的部分的特征可用于在另一实施例以仍产生其它实施例。因此，意图使本公开覆盖进入所附权利要求的范围内的这样的更改和变化，以及它们的等同物。

参照图1至7，提供了用于可变几何形状静叶的旋转致动器组件的各种实施例。旋转致动器组件提供了一种独立硬件单元，其可从燃气涡轮发动机移除而不需要燃料系统构件的额外的移除。旋转致动器还提供了内在化硬件，其在致动器的操作期间防止污染。一个或更多个致动器可在单个组件中形成来共同或独立地致动一组或更多组静叶。最终，致动器可提供难以实现的在旋转运动的两个方向上的相等的扭矩。

首先参照图1，燃气涡轮发动机10的示意侧视剖视图显示为具有发动机入口端部12，空气从该发动机入口端部12进入芯推进器13，其大体由高压压缩机14、燃烧器16以及多级高压涡轮20限定。共同地，在操作期间芯推进器13提供功率。尽管燃气涡轮发动机10在航空实施例中显示，但是这样的实例不应当被认为是限制，因为燃气涡轮发动机10可用于航空、发电、工业、航海等。

燃气涡轮发动机10绕发动机轴线26轴对称，使得各种发动机构件绕其旋转。轴对称高压轴24在燃气涡轮发动机10的前端部和后端部之间延伸，并且通过沿着轴结构的轴向长度的轴承而被可旋转地支撑。高压轴24绕燃气涡轮发动机10的发动机轴线26旋转。高压轴24可为中空的来允许在其中且与高压轴24的旋转独立的低压轴28的旋转。低压轴28还可绕发动机的发动机轴线26旋转，并且在低压涡轮21和低压压缩机17之间延伸。在操作期间，高压和低压轴24、28随同连接至轴的其它结构(例如高压和低压涡轮20、21和高压和低压压缩机14、17的转子组件)旋转，以便产生用于各种类型的操作的功率。

在操作中，初级空气流27进入穿过燃气涡轮发动机10的发动机入口端部12并且分离限定两个流中的任一项。在一个路径中，旁路空气流29在芯推进部13外移动，例如来提供航空实施例的推力。备选地，初级空气流27的较小的部分限定空气流25，其中，空气移动穿过至少一级压缩，使得空气压力增加并且被引导至燃烧器16。将压缩空气与燃料混合并燃烧，从而提供朝向高压涡轮20排出燃烧器16的热燃烧气体。在高压涡轮20处，能量被从引起转子和涡轮叶片的旋转的热燃烧气体抽出，该旋转继而引起高压轴24的旋转。高压轴24朝向燃气涡轮发动机10的前方向前延伸，来继续高压压缩机14的一级或更多级的叶片的旋转。也可利用低压涡轮21来抽取进一步的能量，并且推动低压压缩机17的一级或更多级。风扇18通过低压轴28连接至低压涡轮21和低压压缩机17，来产生用于燃气涡轮发动机10的推力。该连接可为直接连接或间接通过齿轮箱或其它传递件。加压空气也可用来有助于冷却燃气涡轮发动机10的构件。

现参照图2，显示了示例性高压压缩机14的轴向剖面。静叶和叶片的组或级共心地绕燃气涡轮发动机10的发动机轴线26(图1)定位。在高压压缩机14的前端部处，空气流25首先在入口导向静叶33的组32处连续流连通地接合，接着接合叶片35的第一组34、第一级静叶37的组36、叶片39的第二组38、第二级静叶41的组40以及叶片43的第三组42。静叶33、37、41由于它们相对空气流25枢转或旋转的能力而被称为可变几何形状静叶，并且因而，改变由空气流25观察到的几何形状。

独立叶片被装载入在转子44中形成的大体轴向朝向的狭槽和凹槽。例如，关于叶片35的第一组34，各个叶片35可保持在狭槽或凹槽中，以便防止在高压压缩机14的操作期间叶片35的任何径向或轴向移动。例如，在叶片上的楔形榫头安装件和在转子44中的互补楔形榫头狭槽可用来防止叶片的径向移动。备选地，在工业上称为整体叶盘的布置中，叶片可与盘一体地形成。压缩机叶片可由超级合金(例如镍基合金)锻造，但是这仅仅是一个非限制性实例，因为可使用其它材料。

可变几何形状静叶33、37、41的组32、36、40在叶片35、39、43的组34、38、42的前侧和后侧上。空气流25连续地移动穿过入口导向静叶33、叶片35的第一组34、第一级导向静叶37、叶片39的第二组38、第二级静叶41以及叶片43的第三组42等。组32、36、40分别由导向静叶33、37、41限定。各个组32、36、40绕燃气涡轮发动机10周向地延伸。

静叶33、37、41枢转地安装在高压压缩机14内，使得静叶33、37、41中的每一个可绕如以虚线显示的轴线枢转，该虚线从燃气涡轮发动机10内径向地延伸。轴线可备选地相对完全径向的轴线成某一角度。示例性静叶33、37、41的枢转安装件46、48定位在静叶33、37、41的径向内部和外部端部。枢转安装件允许静叶33、37、41的组32、36、40的可变几何形状。期望的是，静叶几何形状是可调整的或可改变的来改变移动穿过芯推进器13的空气流25的流速或流体积中的任一者或两者。例如，在一些操作条件下，可期望例如在启动时限制穿过芯推进器13的空气流，以便不向发动机16(图1)引入过多的空气从而引起燃烧熄灭情况。相似地，在飞行中，如在飞行中果燃气涡轮发动机10燃烧熄灭并且必须重启，可期望限制到燃烧器16(图1)的空气流25，来允许重启并且防止燃烧熄灭。备选地，一旦燃气涡轮发动机10升温至操作温度或处于巡航条件下，那么可期望更高的空气流25。此外，在起飞条件下，可期望更多的空气流25。用于控制向燃烧器16和穿过高压压缩机14的空气流25的流动的一个方法为调整静叶33、37、41的位置。而且，可期望挑战穿过高压压缩机14的流速，并且其可利用静叶33、37、41的调整被控制。位置调整为绕从静叶33、37、41中的每一个的径向外端部向径向内端部延伸的轴线枢转。

在静叶33、37、41的径向外端部的是部分地提供静叶的枢转运动的枢转安装件46。连接至调和环50的臂部52从安装件46延伸。调和环50周向地移动入或移动出绘出的视图，从而引起臂部52的移动。臂部52在臂部52的第一端部处，在调和环50处平移。臂部52在相反的端部处在与静叶33、37、41的连接点处旋转。因而，各个臂部52连接至静叶33、37、41来借助于调和环50的移动旋转静叶。静叶33、37、41的该可调整性提供了变化的几何形状。

现参照图3，结合入口导向静叶33的组32、第一级静叶37的组36、以及第二级静叶41的组40的部分显示了旋转致动器组件60的透视图。调和环50与各绕发动机轴线(图1)周向地延伸的组32、36、40中的每一个相邻。调和环50从旋转致动器组件60接纳输入运动，并且引起静叶33、37、41的组32、36、40的运动。各个调和环50通过至少一个致动器连接件62连接至旋转致动器组件60。旋转致动器组件60移动致动器连接件62，从而引起调和环50的移动。依次，调和环50的平移引起连接至调和环50的臂部52的一个端部的平移和在静叶33、37、41处的臂部52的相反端部的旋转移动。这进一步产生了静叶33、37、41的旋转。连接件62可由一个结构或多个结构限定，来将旋转壳体64与调和环50连接。示例性连接件62在端部处包括小孔，来连接至旋转壳体64和调和环50的相对应的挂钩。但是，这不是限制性的，因为可利用其它连接结构。

旋转致动器组件60包括至少一个旋转壳体64。在示例性实施例中，显示了两个旋转壳体64。旋转壳体64包括至少一个挂钩66，其连接至致动器连接件62。在示例性实施例中，旋转致动器组件60可包括一个或更多个壳体64，其旋转来控制静叶的一个或更多个组32、36、40。各个旋转壳体64可与一组或更多组静叶相对应。组32、36、40可在两组或更多组被控制的实施例中在距离和方向上独立地被控制，或它们可在相同的距离和方向上被控制。例如，多个挂钩66可放置在一个旋转壳体64或多个旋转壳体64上。

至少一个旋转壳体64操作地连接至轴安装件68，使得轴65延伸穿过旋转壳体64并进入轴安装件68。轴65被固定，使得旋转壳体64绕轴65旋转。如之前所描述，在旋转壳体64旋转时，挂钩66与旋转壳体64一起移动，来引起静叶33、37、41的组32、36、40的旋转。如在该图中还注意到，旋转壳体64的旋转与静叶33、37、41的旋转不同轴。例如，旋转壳体64的旋转围绕平行于发动机轴线26的轴线。但是，静叶33、37、41围绕其转动的轴线径向延伸或相对存粹的径向方向成某一角度。轴安装件68可进一步包括连接至固定结构且防止轴安装件68的旋转的安装件72、74。可提供一个或更多个附加安装件72、74。

旋转致动器组件60还包括多个控制端口75、77，其从燃料管线F₁、F₂接纳燃料、或其它液压流体。燃料管线F₁、F₂与远侧燃料计量单元(FMU)或与旋转致动器组件60分离的其它这样的燃料供应流体连通。本实施例可利用用于驱动旋转致动器组件60的燃料，并且将描述出于简明性而同样地描述，但是可使用其它流体。由于控制端口75、77接纳输入燃料并流过输出燃料，因而燃料行进穿过多个隔室、导管、配管或否则穿过通路，以便将燃料从控制端口75、77移动至旋转壳体64的内部。控制端口75、77可定位在旋转致动器组件60的各种位置处。例如，端口75、77可如图3所示定位在旋转致动器组件60的轴向端部处，或备选地，可定位在其它位置处。例如，简要参照图6，端口75、77被示意地表示为沿着旋转致动器组件60的长度，但不在轴向端部处，其相对于旋转致动器组件60在径向方向上延伸。从电液伺服阀(EHSV)(未显示)流连通地提供燃料。EHSV将一定量的燃料从燃料计量单元引导至旋转致动器组件60以用于在调整静叶33、37、41中的旋转壳体64的旋转。

现参照图4，其为显示旋转壳体64的内部的旋转致动器组件60的剖视示意图。至少一个转子78在旋转壳体64内，该转子78连接至旋转壳体64。在示例性实施例中，两个转子78显示为各具有两个表面79、81。各个表面79、81具有同等的表面区域，使得在任一表面上的力在任一方向上提供同等的力矩。当燃料移动穿过旋转致动器组件60时，燃料从隔室、导管、配管或其它通路进入旋转壳体64，接合转子78并引起旋转壳体64的旋转。

在剖视图中，转子78接纳引起转子78和旋转壳体64的旋转的燃料。旋转壳体64可包括至少两个内部端口，来将燃料接纳入旋转壳体64，并且至少一个端口用来从旋转壳体64输出燃料。至少两个内部端口可在不同方向上被引导，以便引起如通过箭头80、82所显示在两个相反方向上的旋转。在附图中还显示了代表高压和低压的H、L标签。在方向80上旋转旋转壳体64中，燃料的高压施加到最接近H的转子78的表面81。在相反方向82上旋转旋转壳体64中，高压燃料将接合转子78的相反的表面79。

如在图4中所显示的，第一和第二内部端口75、77(图3)通过配管83、85将燃料引导入旋转壳体64。第一配管83使燃料行进，来引起在转子78的表面81上的更高的压力H和在第一方向(例如，如所显示的方向80)上的旋转。横跨各个转子78产生压力差，使得在与表面79相邻的各个转子78的相反侧上发展出低压L。这引起转子78和依次的壳体64的移动。备选地(未显示)，第二配管85可引导燃料，来引起在转子78的相反表面79上的更高的压力，以在相反方向(例如，方向82)上旋转转子78。

燃料可通过在轴65中形成的一个或更多个配管被运输穿过轴65。备选地，燃料可移动穿过在旋转壳体64内但未在轴65内的配管或导管。在又一实施例中，燃料可移动穿过旋转壳体64外的导管或配管，并在穿过或邻近旋转壳体64的一些位置处移动入旋转壳体64。换而言之，燃料的管道可穿过轴65或穿过其它路线，并且不应当被认为限制于绘出的实施例。

在操作中，燃料流被例如从全权限数字发动机控制(FADEC)(图4)或与FADEC连通并且还与ESHV连通的补充控制系统命令，来向旋转致动器组件60提供燃料流。燃料然后前进至轴65的一侧或另一侧。这在成对的表面79或成对的表面81上产生了力，以分别引起在方向82或在方向80上的旋转。旋转壳体64和转子78接着移动至期望的位置，从而引起一组或更多组静叶32、36、40的期望的致动。一旦到达旋转壳体64的期望的位置，那么燃料的压力平衡，并且旋转位置传感器86确定旋转壳体64的位置。

如在图4的图中所显示，挂钩66从旋转壳体64延伸。旋转壳体64提供某一布置，使得引起挂钩66的移动的所有的构件内在化。与现有技术线性致动器相反，旋转致动器组件60防止当这些装置处于延伸位置中时燃料和例如活塞或旋转线性致动器(例如，有螺纹杆)的致动构件的污染。本实施例保持构件(例如，转子78)。

此外，转子78在被加压燃料作用于其上的各个表面79、81上具有相等的表面区域。由此，转子78提供了，在任一方向80、82上施加相等的力矩。如之前所讨论，利用活塞和头部，活塞头的一个表面区域完全暴露于燃料。但是，由于被活塞的剖面区域覆盖的表面区域，因而相反侧具有较小的暴露区域。备选地，本实施例为燃料提供了同等的表面区域，从而在任一方向上提供相等的力矩而不以其它方式补偿。

旋转致动器组件60还包括旋转位置传感器86。旋转位置传感器86可为单通道或多通道旋转电压换能器，其在旋转壳体64的旋转期间提供根据旋转壳体64的位置的例如输出电压的阅读。旋转位置传感器86可向全权限数字发动机控制(FADEC)或其它飞行控制器提供反馈信号或信息，使得在对静叶位置进行调整时，反馈环路向计算机提供信息以用于根据旋转壳体64的位置确认静叶的位置。

现参照图5，显示了自由体图，来绘出旋转致动器组件60的简化运动。附图还绘处了多个双头箭头，其与与箭头相邻的构件的移动相对应。旋转致动器组件60提供了用相邻的弯曲双头箭头显示的旋转壳体64的旋转运动。当挂钩66以部分圆形运动移动时，致动器连接件62如通过相邻的双头箭头所显示线性地平移。致动器连接件62的运动或平移如用双头箭头所显示地周向地移动调和环50，其随后转换成静叶33、37、41的旋转运动。静叶33、37、41的旋转通过绕安装件46的轴线延伸的双头箭头显示。在绘出的图中，旋转壳体64被显示并且其固定在一个或更多个位置处。致动器连接件62从旋转壳体64延伸至调和环50。调和环50包括环挂钩51或其它连接件，以连接致动器连接件62。调和环50通过臂部52连接至示例性静叶。旋转壳体64的旋转运动被转换成致动器连接件62的线性平移和随后的静叶33、37、41的旋转。

现参照图6，显示了旋转致动器组件60的一个实施例的轴向剖面。在该实施例中，提供了单个致动环路，其包括一个旋转壳体64，来产生旋转运动。轴65被固定，并且提供轴承67来允许旋转壳体64相对固定的轴65旋转。密封件69可定位在旋转壳体64的轴向端部处，来防止燃料沿着轴65从旋转壳体64溢出。控制端口75、77提供相对旋转致动器组件60的燃料的输入和输出。燃料可以多种方式(例如，导管、配管、隔室或其它通路83、85)从控制端口75、77行进入旋转壳体64，来接合转子78并引起旋转壳体64绕轴65的旋转。在引起旋转壳体64的旋转之后，燃料通过控制端口75、77中的另一个排出。本领域技术人员将理解的是，控制端口75、77两者可为在燃料管线F₁、F₂处的输入和输出，并且燃料的流动方向取决于旋转壳体64的期望的运动。挂钩66显示为用于静叶的一个组(例如，组32)的移动。但是，可提供两个或更多个挂钩以控制两组或更多组静叶。

在轴65的端部处，发现旋转位置传感器86。旋转位置传感器86显示为具有导线，其向FADEC或其它飞行控制系统提供反馈信息。

现参照图7，提供了第二实施例，其中，旋转致动器组件160可向两组或更多组静叶提供输入。在该实施例中，与之前的实施例相反，旋转致动器组件160包括两个致动环路，其包括两个或更多个壳体164、194来为两组或更多组静叶提供运动。例如，在绘出的实施例中，提供两个挂钩166、168以产生两组静叶的移动。此外，并且与之前的实施例不同，该实施例提供了两组静叶的独立运动。例如，一个挂钩166可控制入口导向静叶33的组32，同时第二挂钩168可控制第一级静叶37的组36。

根据本实施例，第一轴165在中间安装件173和第一安装件172之间延伸。第二轴171从中间安装件173延伸至第二安装件174。第一、第二以及中间安装件172、173、174均固定至静止结构，例如发动机外壳15(图4)。轴165、171固定在安装件172、173、174内，并且因而虽然绘出了两个轴165、171，但是根据备选实施例可将一个轴165、171利用于两个壳体164、194。而且，备选实施例可包括其中一个或更多个轴165、171与壳体164、194一起旋转的实施例。

而且，如在之前的实施例的情况下，壳体164、194各包括轴承167，其允许相对固定的轴165、171的壳体164、194的旋转。壳体164、194还包括密封件169来防止从壳体164、169内的燃料泄漏。密封件169不暴露于延伸或收缩的轴，该轴可将污染物拉回到壳体164、194内。在现有技术线性致动器中，如果存在密封件的任何故障，那么活塞的延伸将活塞暴露于污染物，并且活塞的收缩可将污染物拉入到致动器内部。作为本实施例的结果，存在较少的由污染物引起的磨损的可能，和致动器的内部污染的较少的可能性。

各个壳体164、194显示为带有挂钩166、168。在一些实施例中，各个壳体164、169可具有一个挂钩166、168或者可具有多于一个挂钩166、168。例如，在图3中显示的实施例中，一个旋转壳体64可控制入口引导静叶33的组32，同时第二旋转壳体64可控制第一级静叶37和第二级静叶41的组36、40。为了提供这样的功能性，定位在一个壳体(例如，壳体194)上的两个或更多个挂钩166、168可需要在发动机轴向方向上分开。该非限制性布置的变型也在本实施例的范围内。

而且，位置传感器186、187在安装件172、174附近的轴165、171的端部处。如之前所描述，位置传感器186、187监测壳体位置并且向控制器提供反馈来确定壳体164、194的位置，并因而确定静叶的角位置。反馈可被提供至FADEC或与FADEC连通的其它控制器控制端口175、177沿着旋转致动器组件160定位来向壳体164、194提供燃料，并引起旋转致动器组件的旋转。控制端口175、177与配管183、185流体连通，来接合在壳体164、194内的转子并引起期望的弓形运动。

而且，虽然在本文中已经描述和示出了多个发明性实施例，但是本领域技术人员将容易想象用于执行功能和/或获得在本文中描述的结果和/或一个或更多个优点的多种其它机构和/或结构，并且认为各个这种变型和/或修改在本文中描述的实施例的发明的范围内。更一般而言，本领域技术人员将容易理解，在本文中描述的所有参数、尺度、材料和构造仅仅意图为示范，并且实际参数、尺度、材料和/或构造将取决于(一个/多个)本发明性教导用于的具体应用或多个应用。本领域技术人员将理解或能够确定仅仅使用常规实验、在本文中描述的具体发明性实施例的许多等同。因而，应当理解的是，前述实施例仅仅经由实例呈现，并且在所附权利要求和其等同的范围内，可与具体描述和主张不同地实践发明性实施例。本公开的发明性实施例针对在本文中描述的各个单独的特征、系统、物品、材料、工具包和/或方法。此外，如果这些特征、系统、物品、材料、工具包和/或方法不互相矛盾，那么两个或更多个这些特征、系统、物品、材料、工具包和/或方法的任何结合均包括在本公开的发明性范围内。

实例用以公开包括最佳实施方式的本实施例，并且还使本领域技术人员能够实践装置和/或方法，包括制造和使用任何装置或系统并且实行任何合并的方法。这些实例不意图为详尽的或将本公开限制为公开的准确步骤和/或形式，并且根据上述教导许多修改和变型是可能的。在本文中描述的特征可结合在任何组合中。在本文中描述的方法的步骤可以物理上可能的任何顺序执行。

在本文中限定和使用的所有定义应当理解为，控制词典定义、通过引用并入的文档中的定义、和/或限定项的普遍含义。如在本文中使用的不定冠词"一"和"一个"在说明书中和在权利要求中，除非相反地清楚滴指出，应当理解为指"至少一个"。在本文中使用的短语"和/或"在说明书中和在权利要求中应当理解为指如此结合的元件中的"任一或两者"，即在一些情况下位连接地呈现，并且在其它情况下不连接地呈现。

还应当理解的是，除非相反地清楚地指出，在包括多于一个步骤或行动的在本文中主张的任何方法中，该方法的步骤或行动的顺序不必限于叙述的本方法的步骤或行动的顺序。

Claims (10)

1.一种旋转致动器组件(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)。

2.根据权利要求1所述的旋转致动器组件(60)，其特征在于，所述致动器组件(60)在发动机轴向方向上安装。

3.根据权利要求1所述的旋转致动器组件(60)，其特征在于，还包括第二壳体(64)。

4.根据权利要求3所述的旋转致动器组件(60)，其特征在于，所述至少一级静叶(33、37、41)是被所述第一壳体(64)和所述第二壳体(64)独立地控制的多个静叶级。

5.根据权利要求3所述的旋转致动器组件(60)，其特征在于，所述第一壳体(64)和所述第二壳体(64)中的一者引起入口导向静叶(33)的移动，并且所述第一和第二壳体(64)中的另一者引起第一和第二级导向静叶(37、41)中的至少一者的移动。

6.根据权利要求3所述的旋转致动器组件(60)，其特征在于，所述第一壳体(64)和所述第二壳体(64)具有弓形移动路径。

7.根据权利要求1所述的旋转致动器组件(60)，其特征在于，还包括第一旋转位置传感器。

8.根据权利要求7所述的旋转致动器组件(60)，其特征在于，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。

9.根据权利要求7所述的旋转致动器组件(60)，其特征在于，所述第一电压换能器旋转位置传感器提供用于所述壳体(64)的位置反馈。

10.根据权利要求1所述的旋转致动器组件(60)，其特征在于，所述第一致动器连接件(62)利用所述壳体(64)的旋转在第一平移方向(80)和第二平移方向(82)上可移动。