DE102008002867A1

DE102008002867A1 - Split span adjustable vane and associated method

Info

Publication number: DE102008002867A1
Application number: DE102008002867A
Authority: DE
Inventors: Nick Martin; Steven Mark Schirle; Stephen Paul Wassynger; Robert M. Zacharias
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2007-06-08
Filing date: 2008-05-28
Publication date: 2008-12-11
Also published as: CN101319683A; JP2008303877A; US20100260591A1; CH702692B1

Abstract

Die Erfindung betrifft in einem Aspekt eine verstellbare Leitschaufel für einen Axialströmungsverdichter, die aufweist: einen ersten radial äußeren Schaufelabschnitt; und einen zweiten radial inneren Schaufelabschnitt; wobei die ersten und zweiten Schaufelabschnitte im Winkel in Bezug zueinander um eine Längsradialachse der Schaufel einstellbar sind.The invention in one aspect relates to an adjustable vane for an axial flow compressor, comprising: a first radially outer vane section; and a second radially inner blade portion; wherein the first and second blade sections are angularly adjustable with respect to one another about a longitudinal radial axis of the blade.

Description

Diese Erfindung betrifft Gasturbinenmaschinen und insbesondere verstellbare Leitschaufelkonstruktionen des Turbinenverdichters.These This invention relates to gas turbine engines and more particularly to adjustable ones Guide vane constructions of the turbine compressor.

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Axialströmungsgasturbinen für Stromerzeugung sind für einen optimalen Betrieb bei einer konstanten Drehzahl und Abgabeleistung ausgelegt. Zusätzlich haben Verdichter von Axialströmungsgasturbinen eine eingeschränkte verstellbare Stufengeometrie und eingeschränkte Luftabsaugungen. Diese Faktoren führen zu erheblichen konstruktiv nicht vorgesehenen aerodynamischen Bedingungen wie zum Beispiel dem Phänomen des rotierenden Strömungsabrisses während Hochfahr- und Herunterfahroperationen.Axialströmungsgasturbinen for power generation are for optimal operation at a constant speed and power output designed. additionally have compressors of axial flow gas turbines a limited adjustable step geometry and limited air extraction. These factors to lead to considerable constructive not provided aerodynamic conditions such as the phenomenon of the rotating stall while Startup and shutdown operations.

Der rotierende Strömungsabriss manifestiert sich selbst als lokale Strömungsabrisszellen, die mit etwa der Hälfte der Rad oder Roterdrehzahl rotieren. Diese Zellen erzeugen kohärente unstetige aerodynamische Belastungen sowohl auf den Rotor- als auch Statorschaufeln. Da der Rotor seine Drehzahl ändert, ändert sich die Anzahl der Abrisszellen, und erzeugt dadurch unterschiedliche Anregungsordnungen oder Knotendurchmesser. Die Schwingungsantwort auf den Rotor- oder Statorschaufeln aufgrund der aerodynamischen Belastungen des rotierenden Strömungsabrisses können zu einer erhöhten Empfindlichkeit für normalen Schaufelschäden und vorzeitige Ausfälle führen.Of the rotating stall manifests itself as local stall cells, with about half rotate the wheel or rotor speed. These cells produce coherent unsteady ones Aerodynamic loads on both the rotor and stator blades. As the rotor changes its speed, it changes the number of demolition cells, thereby creating different Excitation orders or node diameter. The vibration response on the rotor or stator blades due to the aerodynamic Loads of rotating stall can to an increased sensitivity for normal scoop damage and premature failures to lead.

KURZZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGBRIEF SUMMARY OF THE INVENTION

Neuere Untersuchungen haben aufgedeckt, dass bei langsamerer Drehzahl wie gewöhnlich (wie zum Beispiel beim Hochfahren und Herunterfahren) drehzahlkonstante mehrstufige Axialströmungsverdichter mit nur einer Stufe mit Leitschaufeln mit verstellbarer Geometrie, VSV, welche als Einlassleitschaufeln (IGVs) bezeichnet werden, eine getrennte Strömung an dem Innendurchmesser-(ID)-Strömungspfad zeigen, während die Außendurchmesser-(OD)-Strömungspfadzone stabiler ist. Dieser teildrehzahl-, ID-lokalisierte Strömungsabrisseffekt wird in einer Computer-fluiddynamischen (CFD) Analyse eines typischen drehzahlkonstanten mehrstufigen Axialströmungsverdichters vorhergesagt.newer Investigations have revealed that at slower speeds like usually (such as at startup and shutdown) speed constant multi-stage axial flow compressors with only one stage with adjustable geometry vanes, VSV, referred to as inlet guide vanes (IGVs), a separate flow on the inside diameter (ID) flow path show while the outer diameter (OD) flow path zone is more stable. This partial speed, ID isolated stall effect is used in a computer fluid dynamic (CFD) analysis of a typical speed constant multistage axial flow compressor predicted.

Herkömmlicherweise behandelt die einteilige verstellbare IGV-Stufe die Verdichterströmung von dem ID bis zum OD gleichmäßig. Daher ist es nicht möglich, die Strömungssteuerung zu der ID-Zone von dem Rest des Strömungspfads abzutrennen.traditionally, The one-piece adjustable IGV stage treats the compressor flow from the ID to OD evenly. Therefore it is impossible, the flow control to separate the ID zone from the rest of the flow path.

KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNGBRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION

Gemäß einer exemplarischen, aber nicht einschränkenden Ausführungsform der Erfindung werden die IGVs unterteilt und unabhängig steuerbar, um insbesondere den ID-Strömungspfad zu steuern, wenn ein rotierender Strömungsabriss auftritt. Diese Aufteilung in der Spannenrichtung der einzelnen IGVs verbessert die Rotor- und Stator-Schaufelhaltbarkeit des Axialströmungsverdichters indem die aerodynamische Anregung der Rotor- und Statorblätter des Axialströmungsverdichters und somit der rotierende Strömungsabriss insbesondere während Hochfahr- und Herunterfahroperationen beseitigt wird. Anders gesagt, stellt die Trennung in Spannenrichtung des Verdichterströmungsmanagements ein Verfahren bereit, um zu verhindern, dass die Aerody namik des rotierenden Strömungsabriss des Axialströmungsverdichters kohärente unstetige Belastungen erzeugt, indem die Verdichterströmung in den ID- und OD-Strömungspfadzonen getrennt behandelt wird. Dieses verringert die ID-Strömungsabrissheftigkeit und schwächt die Fähigkeit des rotierenden Strömungsabrisses ab, eine kohärente unstetige Schwingungskraft auf die Verdichterschaufelblätter auszubilden. Unter normalen Betriebsbedingungen können die ID- und OD-Strömungspfadzonen vereint werden, indem die Innen- und Außenschaufel-Abschnitte vereint werden, um nur ein einziges Schaufelblattprofil zu erzeugen, das heißt. ohne erheblichen Winkel zwischen den Abschnitten.According to one exemplary, but not limiting embodiment invention, the IGVs are subdivided and independently controllable, in particular the ID flow path to control when a rotating stall occurs. These Improved distribution in the span direction of each IGVs the rotor and stator blade durability of the axial flow compressor by the aerodynamic excitation of the rotor and stator blades of the axial flow compressor and thus the rotating stall especially during start-up and shutdown operations is eliminated. In other words, poses the separation in the span direction of the compressor flow management a method ready to prevent the aerodynamics of the rotating stall of the axial flow compressor coherent unsteady loads generated by the compressor flow in the ID and OD flow path zones is treated separately. This reduces the ID stall severity and weakens the ability of the rotating stall off, a coherent one form unsteady vibration force on the compressor blades. Under normal operating conditions, the ID and OD flowpath zones may be united by the inner and outer blade sections are united, only one to produce only airfoil profile, that is. without considerable angle between the sections.

Demzufolge betrifft die Erfindung in einem Aspekt eine verstellbare Leitschaufel für einen Axialströmungsverdichter, welche aufweist: einen ersten radial äußeren Schaufelabschnitt; und einen zweiten radial inneren Schaufelabschnitt; wobei die ersten und zweiten Schaufelabschnitte im Winkel in Bezug zueinander um eine Längsradialachse der Leitschaufel einstellbar sind.As a result, In one aspect, the invention relates to an adjustable vane for one axial flow which comprises: a first radially outer blade portion; and a second radially inner blade portion; where the first and second blade sections at an angle relative to each other about a Along radial axis the guide vane are adjustable.

In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine verstellbare Leitschaufel für einen Axialströmungsverdichter, welcher aufweist: einen ersten radial äußeren Schaufelabschnitt; und einen zweiten radial inneren Schaufelabschnitt; wobei die ersten und zweiten Schaufelabschnitte im Winkel in Bezug zueinander um eine Längsradialachse der Leitschaufel einstellbar sind; und wobei die ersten und zweiten Schaufelabschnitte an entsprechenden Wellen befestigt sind, die auf der radialen Achse liegen, wobei jede von den Wellen unabhängig drehbar sind.In In another aspect, the invention relates to an adjustable vane for one axial flow which comprises: a first radially outer blade portion; and a second radially inner blade portion; where the first and second blade sections at an angle relative to each other about a Along radial axis the vane are adjustable; and wherein the first and second blade sections attached to respective shafts that are on the radial axis lie, each of which are independently rotatable by the waves.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

1 ist eine schematische Seitenaufrissansicht einer geteilten IGV gemäß einer exemplarischen, aber nicht einschränkenden Ausführungsform der Erfindung; 1 Fig. 3 is a schematic side elevational view of a split IGV according to an exemplary but not limiting embodiment of the invention;

2 ist eine schematische Vorderseitenaufrissansicht der in 1 dargestellten IGV; 2 FIG. 12 is a schematic front elevational view of FIG 1 represented IGV;

3 ist eine schematische Draufsicht auf die in den 1 und 2 dargestellte IGV; 3 is a schematic plan view of the in the 1 and 2 represented IGV;

4 ist eine schematische Vorderseitenansicht eines Betätigungsmechanismus zum Einstellen der IGVs eines Verdichterstators; und 4 Fig. 12 is a schematic front elevational view of an actuating mechanism for adjusting the IGVs of a compressor stator; and

5 ist eine schematische Ansicht ähnlich der von 1, die aber eine alternative Antriebsausführungsform für aufgeteilte IGVs darstellt. 5 is a schematic view similar to that of 1 which, however, represents an alternative drive embodiment for split IGVs.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENDETAILED DESCRIPTION THE DRAWINGS

Gemäß den 1 bis 3 ist eine Stator-IGV 10 eines Turbinenverdichters in Spannenrichtung in zwei Abschnitte, einen radial inneren Abschnitt 12 und einen radial äußeren Abschnitt 14 unterteilt, die jeweils um eine gemeinsame radiale Achse 16 drehbar sind.According to the 1 to 3 is a stator IGV 10 a turbine compressor in the span direction in two sections, a radially inner portion 12 and a radially outer portion 14 divided, each around a common radial axis 16 are rotatable.

Eine radiale Ansicht der Unterteilung in Spannenrichtung ist am besten in 3 zu sehen. Von diesem Gesichtspunkt aus ist es deutlich, dass die ID- bzw. OD-Abschnitte 12, 14 der IGV in unterschiedlichen Winkeln in Bezug auf die mit dem Strömungspfeil 18 bezeichnete ankommende axiale Strömung positioniert sind. 3 stellt auch die radial orientierte Rotationsachse 16 dar, die sich durch die IGV-Abschnitte 12, 14 erstreckt, und die für beide gemeinsam ist. In dem dargestell ten Beispiel von 1 hat der OD-IGV-Abschnitt 14 eine Vorderkante 20 und eine Hinterkante 22, während der ID-IGV-Abschnitt 12 eine Vorderkante 24 und eine Hinterkante 26 besitzt.A radial view of the division in the span direction is best in FIG 3 to see. From this point of view, it is clear that the ID or OD sections 12 . 14 the IGV at different angles with respect to the flow arrow 18 designated incoming axial flow are positioned. 3 also represents the radially oriented axis of rotation 16 that goes through the IGV sections 12 . 14 extends, and which is common to both. In the dargestell th example of 1 has the OD-IGV section 14 a leading edge 20 and a trailing edge 22 while the ID-IGV section 12 a leading edge 24 and a trailing edge 26 has.

Gemäß nochmaligem Bezug auf die 1 und 2 werden konzentrische Wellen 28, 30 verwendet, um die IGV-Abschnitte 12, 14 in Bezug zueinander um die Achse 16 zu drehen. Insbesondere ist das radial äußere Ende der Welle 28 an einem ersten Zahnrad 32 des ID-IGV-Abschnittes befestigt. Die Welle 28 erstreckt sich durch den OD-IGV-Abschnitt 14 hindurch (und ist in Bezug dazu drehbar) und ist an den ID-IGV-Abschnitt 12 befestigt. Das Zahnrad 32 steht mit einem ersten Synchronisationszahnrad 34 (2) in Eingriff, wobei die Drehung des letzteren ein Schwenken des ID-IGV-Abschnittes 12 um die Achse 16 auf einem Zapfen oder einer anderen geeigneten Lagerung 36 bewirkt.Referring again to the 1 and 2 become concentric waves 28 . 30 used to the IGV sections 12 . 14 in relation to each other about the axis 16 to turn. In particular, the radially outer end of the shaft 28 on a first gear 32 attached to the ID-IGV section. The wave 28 extends through the OD-IGV section 14 through (and is rotatable with respect thereto) and is at the ID-IGV section 12 attached. The gear 32 stands with a first synchronization gear 34 ( 2 ), wherein rotation of the latter causes pivoting of the ID-IGV portion 12 around the axis 16 on a pin or other suitable storage 36 causes.

Gleichzeitig ist der OD-IGV-Abschnitt 14 mit einer Durchführungsbuchse 38 versehen, durch welche die Welle 28 verläuft und eine Welle 30 ist über die Welle 28 geschoben und erstreckt sich zwischen der OD-IGV 14 und einem zweiten Zahnrad 40. Das Zahnrad 40 steht mit einem zweiten Synchronisationsringszahnrad 42 (2) in Eingriff. Eine unabhängige Drehung der Synchronisationsringzahnräder 34, 42 bewirkt eine unterschiedliche Drehung der IGV-Abschnitte 12, 14 so, dass die IGV-ID- und OD-Abschnitte im Winkel gemäß Darstellung in 3 verstellt werden.At the same time is the OD-IGV section 14 with a bushing bushing 38 provided by which the shaft 28 runs and a wave 30 is about the wave 28 pushed and extends between the OD-IGV 14 and a second gear 40 , The gear 40 is connected to a second sync ring gear 42 ( 2 ) engaged. An independent rotation of the synchronization ring gears 34 . 42 causes a different rotation of the IGV sections 12 . 14 so that the IGV ID and OD sections angle as shown in 3 be adjusted.

4 stellt eine exemplarische, aber nicht einschränkende Art dar, in welcher die ersten und zweiten Synchronisationsringszahnräder 32, 34 gedreht werden können, sowie einen Eingriff der Ringe mit den mehreren IGVs 10, die eine (nicht dargestellte) Rotorwelle umgeben, deren Achse bei 44 darge stellt ist. In diesem Beispiel kann ein erstes Linearbetätigungselement 46 mit einem Zylinder 48 und einem Kolben 50 so angeordnet sein, dass das ferne Ende 52 des Kolbens 50 schwenkbar an den zweiten Ring 34 befestigt ist, und die Basis 54 des Zylinders 48 schwenkbar an einem feststehenden Auflage (56) (zum Beispiel dem Verdichtergehäuse) befestigt ist. Das Ausfahren (oder Zurückziehen) des Kolbens 50 bewirkt eine Rotationsbewegung des Synchronisationsringzahnrades 34 und eine Bewegung des IGV-ID-Abschnittes 12 jeder IGV 10. In ähnlicher Weise ist ein zweites Betätigungselement 58 mit einem Zylinder 60 und Kolben 62 schwenkbar an dem ersten Ring 32 befestigt, und die Basis 64 des Zylinders ist schwenkbar an dem Gehäuse 56 befestigt. Die Betätigung der linearen Betätigungselemente kann beispielsweise mittels eines Computerprogramms oder anderen geeigneten Steuereinrichtungen koordiniert werden, um die gewünschte Bewegung der ID- und OD-Schaufelabschnitte 12, 14 zu erzielen. Bei Hochfahr- und Herunterfahroperationen werden beispielsweise die ID- und OD-Abschnitte der IGVs gemäß Darstellung in 3 gegeneinander versetzt. Wenn die Turbine unter normalen Volllastbedingungen arbeitet, werden die ID- und OD-IGV-Abschnitte 12, 14 so eingestellt, dass der Versatz beseitigt wird, das heißt, der Unterschiedswinkel zwischen den ID- und OD-IGV-Abschnitten im Wesentlichen Null wird. 4 FIG. 4 illustrates an exemplary but non-limiting manner in which the first and second sync ring gears 32 . 34 can be rotated, and engagement of the rings with the multiple IGVs 10 surrounding a rotor shaft (not shown) whose axis is at 44 is presented. In this example, a first linear actuator 46 with a cylinder 48 and a piston 50 be arranged so that the far end 52 of the piston 50 pivoted to the second ring 34 is attached, and the base 54 of the cylinder 48 pivotable on a fixed support ( 56 ) (for example, the compressor housing) is attached. The extension (or retraction) of the piston 50 causes a rotational movement of the synchronizing ring gear 34 and a movement of the IGV ID section 12 every IGV 10 , Similarly, a second actuator 58 with a cylinder 60 and pistons 62 pivotable on the first ring 32 attached, and the base 64 the cylinder is pivotable on the housing 56 attached. The actuation of the linear actuators may be coordinated, for example, by a computer program or other suitable control means, to achieve the desired movement of the ID and OD vane sections 12 . 14 to achieve. For example, during startup and shutdown operations, the ID and OD portions of the IGVs are displayed as shown in FIG 3 offset against each other. When the turbine is operating under normal full load conditions, the ID and OD IGV sections become 12 . 14 set so that the offset is eliminated, that is, the difference angle between the ID and OD IGV sections becomes substantially zero.

Man wird erkennen, dass beliebige geeignete mechanische, pneumatische oder hydraulische Betätigungselemente verwendet werden können, um die IGV-ID- und OD-Abschnitte zu drehen.you will recognize that any suitable mechanical, pneumatic or hydraulic actuators can be used to rotate the IGV ID and OD sections.

Es dürfte sich verstehen, dass die Längen in der Spannenrichtung der ID- und OD-IGVs (das heißt, die radialen Längen) auf der Basis entweder von CFD-Vorhersagen oder gemessenen Daten veränderlich sind. Die einzige Anforderung an die Schaufelspannweite besteht darin, dass die Summe der ID- und OD- Radialschaufellängen zusammen den gesamten Strömungspfad überspannt.It might understand each other's lengths in the span direction of the ID and OD IGVs (that is, the radial lengths) based on either CFD predictions or measured data mutable are. The only requirement for the blade span is in that the sum of the ID and OD radial blade lengths together the whole Spans flow path.

5 stellt eine weitere exemplarische und nicht einschränkende Ausführungsform dar, in welcher jeder IGV-Abschnitt der IGV 110 durch seinen eigenen Synchronisationsring betätigt wird. Insbesondere ist die IGV 110 so aufgeteilt, dass sie einen ID-IGV-Abschnitt 112 und einen OD-IGV-Abschnitt 114 mit einem kleinen radialen Spalt 58 an der Schnittstelle aufweist. Der ID-IGV-Abschnitt 112 ist mit einer Welle 60 versehen, die an einem Zahnrad 62 befestigt ist. Das Zahnrad 62 steht mit einem ersten Synchronisationsringzahnrad 64 in Eingriff, dessen Rotation eine Rotation des ID-IGV-Abschnittes 112 um eine radiale Rotationsachse 116 bewirkt. 5 FIG. 12 illustrates another exemplary and non-limiting embodiment in which each IGV portion of the IGV 110 through his own synchronization ring is actuated. In particular, the IGV 110 split so that they have an ID-IGV section 112 and an OD-IGV section 114 with a small radial gap 58 at the interface. The ID-IGV section 112 is with a wave 60 fitted to a gear 62 is attached. The gear 62 stands with a first sync ring gear 64 engaged, whose rotation is a rotation of the ID-IGV section 112 around a radial axis of rotation 116 causes.

Der OD-IGV-Abschnitt 114 ist in gleicher Weise mit einer Welle 66 versehen, an welcher ein zweites Zahnrad 68 befestigt ist, das mit einem zweiten Synchronisationsringzahnrad in Eingriff steht.The OD-IGV section 114 is in the same way with a wave 66 provided on which a second gear 68 is fixed, which is in engagement with a second synchronizing ring gear.

Man wird erkennen, dass durch die Verwendung getrennter linearer Betätigungselemente ähnlich den in 4 dargestellten, die Synchronisationsringe 64 und 70 unabhängig gedreht werden können, um die ID-IGV- und OD-IGV-Abschnitte an den gewünschten Winkeln in Bezug auf den ankommenden Luftstromvektor zu fixieren.It will be appreciated that by using separate linear actuators similar to those in FIG 4 shown, the synchronization rings 64 and 70 can be independently rotated to fix the ID-IGV and OD-IGV sections at the desired angles with respect to the incoming airflow vector.

In der allgemeinen Anwendung müssen die ID- und OD-Schaufelblattquerschnitte nicht dieselbe Konfiguration an der ID/OD-Schnittstelle aufweisen. Zusätzlich muss der Schnittstellenquerschnitt nicht parallel zu der Maschinenmittellinie liegen, wie es in den Figuren dargestellt ist, sondern kann einen allgemein definierten Querschnitt haben.In of the general application the ID and OD airfoil cross sections do not have the same configuration at the ID / OD interface. In addition, the interface cross section must not parallel to the machine centerline, as it is in the Figures is shown, but may be a generally defined Have cross-section.

Die Aufteilung der IGVs in ID- und OD-Abschnitte gemäß vorstehender Beschreibung hat eine Reihe von Vorzügen und Vorteilen. Beispielsweise verbessert diese in Spannenrichtung aufgeteilte IGV der Erfindung die Haltbarkeit der Rotor- und Statorschaufeln des Axialströmungsverdichters, indem die aerodynamische Anregung beseitigt wird. Durch die Aufteilung der Verdichterströmungsbehandlung in der Spannenrichtung wird ein Verfahren zum Reduzieren der Aerodynamik des rotierenden Strömungsabrisses des Axialströmungsverdichters bereitgestellt, indem die Ausbildung von kohärenten unstetigen Belastungen verhindert wird. Die in Spannenrichtung aufgeteilte IGV stellt auch ein Verfahren zum getrennten Behandeln der Verdichterströmung in den ID- und OD-Strömungspfadzonen bereit. Dieses reduziert die ID-Strömungsabrisszone und schwächt die Fähigkeit des rotierenden Strömungsabrisses ab, eine kohärente unstetige Schwingungskraft auf die Verdichterschaufelblätter auszubilden.The Distribution of IGVs in ID and OD sections as described above has a number of benefits and advantages. For example, this improves in the span direction Divided IGV of the invention, the durability of the rotor and stator blades the axial flow compressor, by removing the aerodynamic stimulation. By the division the compressor flow treatment in the span direction is a method for reducing the aerodynamics of the rotating stall of the axial flow compressor provided by the formation of coherent unsteady loads is prevented. The spanwise split IGV also faces a method for separately treating the compressor flow in the ID and OD flow path zones ready. This reduces the ID stall zone and weakens the ability of the rotating stall off, a coherent one form unsteady vibration force on the compressor blades.

Ein weiterer Vorteil der in Spannenrichtung getrennten Behandlung der Verdichterströmungen ist eine verbesserte Leistungsabwärtsregelbarkeit. Drehzahlkonstante Axialströmungsverdichter stellen eine Leistungsverringerung durch Reduzieren der Verdichterströmung bereit. Diese Strömungsreduzierung wird durch einen IGV-Verschluss erzeugt. Eine optimale Behandlung der in Spannenrichtung unterteilten IGV verbessert das Herunterfahrverhalten und den Herunterfahrbereich.One Another advantage of separate in the span direction treatment of compressor flows is an improved downshifting capability. Speed constant axial flow Provide power reduction by reducing compressor flow. This flow reduction is generated by an IGV shutter. An optimal treatment the span-split IGV improves shutdown performance and the shutdown area.

Obwohl die Erfindung in Verbindung mit dem beschrieben wurde, was derzeit als die praktikabelste und bevorzugteste IGV-Ausführungsform betrachtet wird, dürfte es sich verstehen, dass die Erfindung nicht auf die offenbarte Ausführungsform beschränkt ist, sondern im Gegenteil verschiedene ISV-Modifikationen und äquivalente Anordnungen abdecken soll, die in nerhalb des Erfindungsgedankens und Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche enthalten sind.Even though the invention has been described in connection with what is currently as the most practical and preferred IGV embodiment is considered likely it will be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiment is limited but on the contrary different ISV modifications and equivalents To cover arrangements that are within the spirit of the invention and scope of the attached claims are included.

Die Erfindung betrifft in einem Aspekt eine verstellbare Leitschaufel für einen Axialströmungsverdichter, die aufweist:
einen ersten radial äußeren Schaufelabschnitt; und einen zweiten radial inneren Schaufelabschnitt; wobei die ersten und zweiten Schaufelabschnitte im Winkel in Bezug zueinander um eine Längsradialachse der Schaufel einstellbar sind.The invention in one aspect relates to an adjustable stator vane for an axial flow compressor, comprising:
a first radially outer blade portion; and a second radially inner blade portion; wherein the first and second blade sections are angularly adjustable with respect to one another about a longitudinal radial axis of the blade.

1010: Stator-IGVStator IGV
1212: innerer Abschnittinternal section
1414: äußerer Abschnittouter section
1616: Radialachseradial axis
1818: Strömungspfeilflow arrow
22, 2622 26: HinterkantenBute
20, 2420 24: Vorderkantenleading edge
28, 3028 30: Wellenwaves
3232: erstes Zahnradfirst gear
3434: erstes Synchronisationszahnradfirst synchronization gear
3636: Lagercamp
3838: BuchseRifle
4040: zweites Zahnradsecond gear
4242: zweites Synchronisationsringzahnradsecond Synchronization ring gear
4444: Achseaxis
4646: erstes Linearbetätigungselementfirst Linear actuator
4848: Zylindercylinder
5050: Kolbenpiston
5252: fernes Endedistant The End
5454: BasisBase
5656: feststehendes Auflagerfixed In stock
5858: zweites Betätigungselementsecond actuator
6060: Zylindercylinder
6262: Kolbenpiston
6464: BasisBase
110110: IGVIGV
112112: ID-IGV-AbschnittID IGV section
114114: OD-IGV-AbschnittOD IGV section
116116: radialer Spaltradial gap
118118: Wellewave
120120: Zahnradgear
122122: erstes Synchronisationsringzahnradfirst Synchronization ring gear
124124: Achseaxis
126126: Wellewave
128128: zweites Zahnradsecond gear
130130: zweites Synchronisationsringzahnradsecond Synchronization ring gear

Claims

Adjustable vane ( 10 ) for an axial flow compressor, comprising: a first radially outer blade section (11); 14 ); and a second radially inner blade portion (FIG. 12 ); wherein the first and second blade sections are angled relative to each other about a longitudinal radial axis (Fig. 16 ) of the vane are adjustable.

The adjustable vane of claim 1, wherein the first and second vane sections (16) 14 . 12 ) form an interface along a horizontal dividing line which is substantially perpendicular to the longitudinal axis.

The adjustable vane of claim 2, wherein the horizontal dividing line approximately in the middle along a radial longitudinal dimension the bucket is positioned.

The adjustable vane of claim 1, wherein the first and second vane sections (16) 14 . 12 ) on corresponding shafts ( 30 . 28 ), which lie on the radial axis, each of which is independently rotatable.

An adjustable vane according to claim 4, wherein each of the shafts ( 30 . 28 ) a gear fixed to its respective end ( 40 . 32 ), which with a corresponding synchronization ring gear ( 42 . 34 ) can be engaged.

The adjustable vane of claim 1, wherein the first and second vane sections (16) 14 . 12 ) on a common shaft lying on the longitudinal axis ( 28 ), wherein the one of the blade sections ( 12 ) is attached to the shaft and the other of the blade sections ( 14 ) is rotatable with respect to the shaft.

The adjustable vane of claim 1, wherein the first and second vane sections (16) 114 . 112 ) on the corresponding shafts ( 126 . 118 ), each of which is attached to a gear ( 128 . 120 ) is secured to the respective opposite end of the vane.

Adjustable vane according to claim 5, wherein the corresponding synchronization gears ( 42 . 34 ) each by a hydraulic actuator ( 46 . 58 ) can be operated.

Adjustable vane 110 for an axial flow compressor, comprising: a first radially outer blade section (10); 114 ); a second radially inner blade section (FIG. 112 ); wherein the first and second blade sections are angled relative to each other about a longitudinal radial axis (Fig. 124 ) of the guide vane are adjustable, and wherein the first and second vane sections on respective shafts ( 126 . 118 ), which lie on the radial axis, each of which is independently rotatable.

The adjustable vane of claim 9, wherein the first and second blade sections along an interface form a horizontal dividing line, which is substantially vertical to the longitudinal axis is.

The adjustable vane of claim 9, wherein the horizontal dividing line approximately in the middle along a radial longitudinal dimension the bucket is positioned.

The adjustable vane of claim 9, wherein the first and second blade sections on respective shafts are fixed, which lie on the radial axis, each of independent of the waves is rotatable.

A method for eliminating aerodynamic excitation of a rotating stall associated with inlet guide vanes ( 10 ) of an axial flow compressor, comprising the steps of: (a) dividing each adjustable guide vane ( 10 ) in a series of such inlet guide vanes to a radially inner portion ( 12 ) and a radially outer portion ( 14 ) to create; and (b) adjusting relative angular positions of the radially inner and radially outer portions with respect to a direction of the airflow through the vanes.

The method of claim 13, wherein the radially inner and radially outer sections by separate ring gears be set.

The method of claim 13, including Selection of a radial length for each Section based on computer fluid dynamics predictions.

The method of claim 13, including the step of Angular displacement of the radially inner and radially outer portions during the Startup and shutdown.

The method of claim 16, including the step reducing the angular offset between the radially inner and radially outer portions to substantially zero during normal full load operation.