DE102012019950A1

DE102012019950A1 - Adjusting device for guide vane adjustment in multi-stage turbo-engine, such as axial compressor and axial turbine, has two adjusting elements for moving guide vanes and drive for transmission, where transmission is hydraulic transmission

Info

Publication number: DE102012019950A1
Application number: DE201210019950
Authority: DE
Inventors: Lutz Itter; Dirk Sauer
Original assignee: MAN Diesel and Turbo SE
Current assignee: MAN Energy Solutions SE
Priority date: 2012-10-11
Filing date: 2012-10-11
Publication date: 2014-04-17

Abstract

The adjusting device has two adjusting elements (2) for moving the guide vanes (4) and a drive for a transmission. The adjusting elements are moved by the transmission from a position, in which the guide vanes capture an initial position into another position, in which the guide vanes capture a rotational position. The transmission is a hydraulic transmission. The hydraulic transmission consists of a hydraulic active cylinder which exerts a linear movement on the adjusting elements by a piston rod.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verändern des Leitschaufelwinkels bei axialen Strömungsmaschinen, wie einen Axialkompressor, einen Axialexpander, eine Axialturbine oder dergleichen, nach dem Oberbegriff des Patentanspruch 1.The invention relates to a device for changing the vane angle in axial flow machines, such as an axial compressor, an axial expander, an axial turbine or the like, according to the preamble of patent claim 1.

Zur Verbesserung von Teillastbetriebscharakteristika oder zum Vergrößern des Arbeitsbereichs beispielsweise eines Axialkompressors ist es üblich, eine Vorrichtung zum Verändern des Leitschaufelwinkels vorzusehen. Diese nimmt eine fluiddynamische Kraft, die von dem in der Maschine während des Betriebs strömenden Fluid auf die stationären Leitschaufeln ausgeübt wird, sowie eine äußere Kraft auf, die beispielsweise von einem Arbeitszylinder erzeugt wird, um die ortsfesten Leitschaufeln zu drehen und dabei die fluiddynamische Kraft zu überwinden.To improve partial load operating characteristics or to increase the working range of, for example, an axial compressor, it is common to provide a vane angle varying device. This takes a fluid dynamic force exerted on the stationary vanes by the fluid flowing in the machine during operation and an external force generated, for example, by a power cylinder to rotate the fixed vanes, thereby increasing the fluid dynamic force overcome.

Axialkompressoren mit Vorrichtungen zum Verändern des Leitschaufelwinkels der vorgenannten Art sind aus der WO 2008/107280 A1 bekannt; diese Konstruktion betrifft eine Strömungsmaschine mit Leitschaufeln als Eintrittsleitapparat, sowie einen durch eine Antriebswelle angetriebenenn Stellring zur Verstellung der Leitschaufeln. Nicht weiter erläutert ist die Art des Antriebes für die Antriebswelle, hierzu sind im Stand der Technik allerdings zahlreiche Antriebsmöglichkeiten bekannt.Axial compressors with devices for changing the vane angle of the aforementioned type are known from WO 2008/107280 A1 known; this construction relates to a turbomachine with guide vanes as Eintrittsleitapparat, and driven by a drive shaft adjusting ring for adjusting the guide vanes. Not further explained is the type of drive for the drive shaft, this, however, numerous drive options are known in the art.

Ferner ist aus der DE 14 28 030 eine Verstelleinrichtung für die Leitschaufeln eines Axialkompressors bekannt, bei der eine Verstellhülse über ein Ritzel, einer Zahnstange sowie von einem Drehservomotor angetrieben axial verschoben wird.Furthermore, from the DE 14 28 030 an adjusting device for the guide vanes of an axial compressor, in which an adjusting sleeve via a pinion, a rack and driven by a Drehservomotor is moved axially.

Aus der DE 2255 853 ist eine Verstelleinrichtung bekannt, bei der für jede Stufe ein drehbarer Verstellring vorgesehen ist. Die einzelnen Verstellringe sind untereinander durch drei über den Umfang verteilte Federbänder verbunden, die ihrerseits am Schaufelträger drehbar gelagert sind. Beim Verdrehen eines angetriebenen Verstellringes verdrehen sich alle anderen Verstellringe in Richtung zu einem Fixpunkt am Schaufelträger linear abnehmend, wobei die Federbänder verwinden werden. Wegen der Torsionsbeanspruchung der Federbänder sind der Drehung der Verstellringe und damit einer Verstellung der Leitschaufeln enge Grenzen gesetzt; darüber hinaus ist der Verstellwinkel umso kleiner, je näher die Stufe dem Auflagepunkt der Federbänder auf dem Schaufelträger liegt.From the DE 2255 853 An adjusting device is known in which a rotatable adjusting ring is provided for each stage. The individual adjusting rings are interconnected by three circumferentially distributed spring bands, which in turn are rotatably mounted on the blade carrier. When turning a driven adjusting ring, all other adjusting rings rotate in the direction of a fixed point on the blade carrier linearly decreasing, wherein the spring bands are twisting. Because of the torsional stress of the spring bands of the rotation of the adjusting rings and thus an adjustment of the vanes are narrow limits; Moreover, the closer the step is to the contact point of the spring strips on the blade carrier, the smaller the adjustment angle.

Die WO 2011/061450 zeigt eine Verstellvorrichtung, bei der am Unfang des Kompressorgehäuses ein drehbarer Verstellring für eine Stufe angeordnet ist. Der Verstellring wird über einen Motor angesteuert, wobei eine radiale Verdrehung des Verstellringes die damit in Verbindung stehenden Leitschaufeln verstellt.The WO 2011/061450 shows an adjusting device, in which at the beginning of the compressor housing, a rotatable adjusting ring is arranged for a stage. The adjusting ring is driven by a motor, wherein a radial rotation of the adjusting adjusts the associated guide vanes.

Der Nachteil aller Verstellvorrichtungen des vorgenannten Stands der Technik liegt darin, dass diese aufgrund ihrer Vielzahl von mechanisch zusammenwirkenden Bauteilen viel Platz im Bereich der Gehäuse beziehungsweise der daran angebrachten Leitschaufelträger der Strömungsmaschine einnehmen und sehr passgenau daran angebunden werden müssen. Eine flexible Verwendung für unterschiedliche Typen von Kompressoren ist somit in der Regel nicht möglich und es sind überwiegend Einzelkonstruktionen notwendig. Bei allen vorgenannten Anordnungen aus dem Stand der Technik besteht zudem nicht die Möglichkeit die Funktionsweise der einzelnen Stufen individuell zu überwachen, so dass beispielsweise Fehlfunktionen für eine bestimmte Stufe bei einer mehrstufigen Verstellvorrichtung nicht differenziert lokalisiert werden können.The disadvantage of all adjustment devices of the aforementioned prior art is that they occupy a lot of space in the area of the housing or the guide blade carrier attached thereto of the turbomachine due to their large number of mechanically interacting components and must be very accurately connected to it. Flexible use for different types of compressors is therefore generally not possible and it is mainly individual structures necessary. In all of the above-mentioned arrangements of the prior art, moreover, it is not possible to individually monitor the mode of operation of the individual stages, so that, for example, malfunctions for a specific stage can not be differentiated in a multi-stage adjusting device.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, die Vorrichtung zum Verändern des Leitschaufelwinkels bei axialen Strömungsmaschinen der eingangs genannten Art so auszubilden, dass die vorgenannten Nachteile vermieden werden und andererseits eine für alle Stufen der Strömungsmaschine individuelle und gut zu überwachende Verstellung der Leitschaufeln zu gewährleisten.Therefore, the object underlying the invention is to provide the device for changing the vane angle in axial flow machines of the type mentioned in such a way that the aforementioned disadvantages are avoided and on the other hand to ensure an individual and easy to monitor for all stages of the turbomachine adjustment of the vanes ,

Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, dass die Verstellung über ein von einem hydraulischen Getriebe angesteuerten Verstellelement erfolgt, das Getriebe in seiner Funktion überwacht werden kann und räumlich sehr flexible sowie raumsparende Anordnungen möglich sind.This object is achieved according to the present invention in that the adjustment takes place via a controlled by a hydraulic transmission adjustment, the transmission can be monitored in its function and spatially very flexible and space-saving arrangements are possible.

Bei der neuen Verstelleinrichtung werden die Verstellelemente zur Veränderung des Leitschaufelwinkels von hydraulischen Zylindern bewegt, die eine für jede Leitschaufelstufe der Strömungsmaschine definierte Kolbenfläche haben können und somit einen definierten Weg auf das Verstellelement ausüben können.In the new adjusting the adjusting elements for changing the vane angle of hydraulic cylinders are moved, which can have a defined for each vane stage of the turbomachine piston surface and thus can exercise a defined path to the adjustment.

Das vorgenannte Grundprinzip kann für nur eine Leitschaufelstufe einer Strömungsmaschine aber auch besonders vorteilhaft für mehrere Leitschaufelstufen angewandt werden, je nach Verwendung wird dem hydraulischen Zylinder, bei beispielsweise nur einer Leitschaufelstufe, am Verstellelement direkt ein extern vom Kompressorgehäuse angeordneter hydraulischer Antriebszylinder vorgeschaltet oder es werden, bei mehreren Leitschaufelstufen, zwischen den hydraulischen Zylindern und dem Antrieb noch jeweils hydraulische Zwischenzylinder zwischengeschaltet. Durch die Anordnungsmöglichkeiten sind individuelle Einstellmöglichkeiten der Wege auf die Verstellelemente möglich und zudem ist eine Überwachung der gewünschten Funktionsweise möglich, so dass Fehlfunktionen lokalisiert sowie geeignete Maßnahmen für den Betrieb des Kompressors ergriffen werden können. Aufgrund der jetzt hydraulischen Wirkverbindungen über variabel einsetzbare Hydraulikleitungen ist es gegenüber dem Stand der Technik möglich, die Anordnung zu entkoppeln und den Antrieb raumsparend außerhalb des Gehäuses der Strömungsmaschine, beispielsweise am Grundrahmen oder Fundament, anzubringen und somit vom hydraulischen Wirkzylinder, der am Verstellelement wirkt, getrennt anzuordnen.The aforementioned basic principle can be applied for only one vane stage of a turbomachine but also particularly advantageous for multiple vane stages, depending on the use of the hydraulic cylinder, for example, only one vane stage, the adjustment directly upstream of an external compressor housing arranged hydraulic drive cylinder or it will be at several Leitschaufelstufen, between the hydraulic cylinders and the drive still intermediate hydraulic cylinder interposed. The arrangement possibilities are individual adjustment of ways to the adjustment possible and In addition, a monitoring of the desired operation is possible so that malfunction can be located and appropriate measures for the operation of the compressor can be taken. Due to the now hydraulic active connections via variable hydraulic lines it is possible over the prior art to decouple the arrangement and the drive space-saving outside the housing of the turbomachine, for example, to the base frame or foundation, and thus from the hydraulic active cylinder acting on the adjustment, to arrange separately.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnungen erläutert.An embodiment of the invention will be explained with reference to the drawings.

1 zeigt den Ausschnitt eines Axialkompressors mit Lauf- und Leitschaufeln sowie der am Gehäuse befestigten Verstelleinrichtung für die Leitschaufeln 1 shows the section of an axial compressor with blades and vanes and attached to the housing adjusting device for the vanes

2 zeigt im Wesentlichen das schematisch dargestellte hydraulische Getriebe einer ersten Ausführungsform für die Verstellung der Leitschaufeln eines Axialkompressors 2 shows essentially the schematically illustrated hydraulic transmission of a first embodiment for the adjustment of the guide vanes of an axial compressor

3 zeigt im Wesentlichen das schematisch dargestellte hydraulische Getriebe einer, auf Basis der ersten Ausführungsform basierenden, zweiten Ausführungsform für die Verstellung der Leitschaufeln eines Axialkompressors 3 Fig. 1 shows essentially the schematically illustrated hydraulic transmission of a second embodiment based on the first embodiment for the adjustment of the guide vanes of an axial compressor

Der in 1 teilweise ersichtliche mehrstufige Axialkompressor hat einen Rotor (6), der mehrere Reihen von Laufschaufeln (7) trägt, die die von einem nicht gezeigten Antrieb dem Rotor (6) erteilte Rotationsenergie in einen Drehimpuls umsetzt und dieses an ein Fluid abgibt, das zwischen den Laufschaufeln (7) und den drehbar am Gehäuse (5) gehaltenen Leitschaufeln (4) umgelenkt wird, um den statistischen Druckanteil des Fluids zu erhöhen. Das Fluid strömt durch einen zwischen der äußeren Umfangsfläche des Rotors (6) und der inneren Umfangsfläche des Gehäuses (5) gebildeten Kanal von dem axialen Anfang „A” zum Ende „B”. Die stationären Leitschaufeln (4) jeder Stufe (8) des Axialkompressors sind mittels eines um das Gehäuse (5) beweglichen Verstellelementes (2) derart verdrehbar, dass eine Bewegung in Umfangsrichtung des Verstellelementes (2) die Verdrehung der Leitschaufeln (4) über Stellhebel (3) bewirkt.The in 1 partly visible multi-stage axial compressor has a rotor ( 6 ), which has several rows of blades ( 7 ) carrying the drive (not shown) to the rotor ( 6 ) converts rotational energy into an angular momentum and delivers this to a fluid which is present between the moving blades ( 7 ) and the rotatable on the housing ( 5 ) held guide vanes ( 4 ) is deflected to increase the statistical pressure component of the fluid. The fluid flows through one between the outer peripheral surface of the rotor ( 6 ) and the inner peripheral surface of the housing ( 5 ) formed from the axial beginning "A" to the end "B". The stationary vanes ( 4 ) of each stage ( 8th ) of the axial compressor are by means of a housing ( 5 ) movable adjusting element ( 2 ) such that a movement in the circumferential direction of the adjusting element ( 2 ) the rotation of the guide vanes ( 4 ) via lever ( 3 ) causes.

Erfindungsgemäß erfolgt die Bewegung in Umfangsrichtung des Verstellelementes (2) über eine Krafteinwirkung des in 2 dargestellten hydraulischen Wirkzylinders (11), der Teil eines hydraulischen Getriebes (9) ist und dessen lineare Bewegung (x) auf das Verstellelement (2) wirkt.According to the invention, the movement in the circumferential direction of the adjusting element ( 2 ) via a force of the in 2 shown hydraulic action cylinder ( 11 ), the part of a hydraulic transmission ( 9 ) and its linear movement (x) on the adjusting element ( 2 ) acts.

Soll jede Stufe (8) des Axialkompressors individuell verstellbare Laufschaufeln (4) erhalten, so hat jede Stufe (8) ein auf die Leitschaufeln (4) wirkendes Verstellelement (2) zur Einstellung einer definierten Verdrehstellung (L') der Leitschaufeln und dementsprechend wird jeder Stufe (8) ein speziell ausgelegter hydraulischer Wirkzylinder (11) zugeordnet. Neben den hydraulischen Wirkzylindern (11) für jede Stufe (8) sind zusätzlich hydraulische Zwischenzylinder (21) für jede Stufe (8) und ein hydraulischer Antriebszylinder (31) für sämtliche Stufen (8) wesentliche Bestandteile des hydraulischen Getriebes (9).Should each stage ( 8th ) of the axial compressor individually adjustable blades ( 4 ), each stage has ( 8th ) on the vanes ( 4 ) acting adjusting element ( 2 ) for setting a defined rotational position (L ') of the guide vanes and, accordingly, each stage ( 8th ) a specially designed hydraulic working cylinder ( 11 ). In addition to the hydraulic action cylinders ( 11 ) for each stage ( 8th ) are hydraulic intermediate cylinders ( 21 ) for each stage ( 8th ) and a hydraulic drive cylinder ( 31 ) for all levels ( 8th ) essential components of the hydraulic transmission ( 9 ).

Das Wirkprinzip des hydraulischen Getriebes (9) basiert auf einen, ausserhalb des Gehäuses des Axialkompressors angebrachten linearen Antrieb (31), beispielsweise ein hydraulischer Antriebszylinders (31), der über eine Koppelstange (34) in Wirkverbindung mit den jeder einzelnen Stufe (8) der Leitschaufeln (4) zugeordneten hydraulischen Zwischenzylindern (21) steht. Durch die axiale Bewegung des linearen Antriebs (31) erfahren die Kolbenstangen (13) der hydraulischen Zwischenzylinder (21) eine axiale Bewegung (y), diese erfolgt über die Koppelstange (34) gemeinsam. Die hydraulischen Zwischenzylinder (21) stehen über hydraulische Vorleitungen (14) und Rückleitungen (15) in Wirkverbindung mit den hydraulischen Wirkzylindern (11) jeder Stufe (8), wobei diese Wirkverbindung ein geschlossenes System darstellt. Die axiale Bewegung der Kolbenstangen (23) der hydraulischen Zwischenzylinder (21) bewirken eine axiale Bewegung (x) der Kolbenstangen (13), der hydraulischen Wirkzylinder (11), wobei diese die Verstellung des Verstellelementes (2) für die Verdrehung der Leitschaufeln (4) bewirkt. Die hydraulischen Zwischenzylinder (21) jeder Stufe sind bei diesem Ausführungsbeispiel baugleich und erzeugen durch ihren gemeinsamen linearen Antrieb (31) in Verbindung mit der Koppelstange (34) einen gleichen Weg, welcher auf die, individuell für jede Stufe (8) auszulegenden, hydraulischen Wirkzylinder (11) übertragen wird.The operating principle of the hydraulic transmission ( 9 ) is based on a linear drive mounted outside the housing of the axial compressor ( 31 ), for example a hydraulic drive cylinder ( 31 ), which via a coupling rod ( 34 ) in operative connection with each individual stage ( 8th ) of the guide vanes ( 4 ) associated hydraulic intermediate cylinders ( 21 ) stands. Due to the axial movement of the linear drive ( 31 ) experience the piston rods ( 13 ) of the hydraulic intermediate cylinder ( 21 ) an axial movement (y), this takes place via the coupling rod ( 34 ) together. The hydraulic intermediate cylinders ( 21 ) are connected via hydraulic forerunners ( 14 ) and returns ( 15 ) in operative connection with the hydraulic action cylinders ( 11 ) of each stage ( 8th ), whereby this active compound represents a closed system. The axial movement of the piston rods ( 23 ) of the hydraulic intermediate cylinder ( 21 ) cause an axial movement (x) of the piston rods ( 13 ), the hydraulic working cylinder ( 11 ), this being the adjustment of the adjusting element ( 2 ) for the rotation of the guide vanes ( 4 ) causes. The hydraulic intermediate cylinders ( 21 ) of each stage are identical in this embodiment and generate by their common linear drive ( 31 ) in conjunction with the coupling rod ( 34 ) a same way, which on the, individually for each stage ( 8th ) to be interpreted, hydraulic active cylinder ( 11 ) is transmitted.

Der lineare Antrieb (31) kann im Rahmen der Erfindung ein elektrischer, pneumatischer oder hydraulischer Antrieb sein; dieses Ausführungsbeispiel beinhaltet einen hydraulischer Antriebszylinder (31), so dass die notwendige axiale Bewegung der Kolbenstange (33) auf die Koppelstange (34) erzeugt wird.The linear drive ( 31 ) may be within the scope of the invention, an electric, pneumatic or hydraulic drive; this embodiment includes a hydraulic drive cylinder ( 31 ), so that the necessary axial movement of the piston rod ( 33 ) on the coupling rod ( 34 ) is produced.

Um unterschiedliche Verdrehstellungen (L') der Leitschaufelstufen (8) zu erzeugen, sind die jeweiligen hydraulischen Wirkzylinder (11) einer Stufe (8) und/oder die hydraulischen Zwischenzylinder (21) einer Stufe (8) unterschiedlich ausgelegt und demnach sind die Kolbenflächen (12, 22) jeweils unterschiedlich groß. Somit sind die Verstellwege der jeweiligen Kolbenstangen (13, 23) unterschiedlich, was eine unterschiedliche Verstellung der Verstellelemente (2) jeder Stufe bewirkt und im Ergebnis eine einheitliche Verdrehstellung (L') der Leitschaufeln (4) einer Stufe (8) sowie eine unterschiedliche Verdrehstellung (L') aller Leitschaufelstufen (8) zur Folge hat.To different twist positions (L ') of the vane stages ( 8th ), the respective hydraulic action cylinders ( 11 ) of a stage ( 8th ) and / or the hydraulic intermediate cylinders ( 21 ) of a stage ( 8th ) designed differently and therefore the piston surfaces ( 12 . 22 ) each vary in size. Thus, the adjustment of the respective piston rods ( 13 . 23 ), which results in a different adjustment of the adjusting elements ( 2 ) causes each stage and in the result a uniform rotational position (L ') of the guide vanes ( 4 ) of a stage ( 8th ) and a different rotational position (L ') of all guide blade stages ( 8th ).

Vorteilhaft ist es, wenn die Anordnung der hydraulischen Wirkzylinder (11) so gewählt ist, dass diese ortsnah am Gehäuse (5) des Axialkompressors befestigt werden, während die hydraulischen Zwischenzylinder (21), die Koppelstange (34) sowie der hydraulische Antrieb (31) ortsfern vom Axialkompressor angeordnet sind. Zweckmäßig ist es demnach, die vorgenannten ortsfernen Aggregate, zusammen mit beispielsweise anderen Mess- und Regelinstrumenten (16), zentral an einem nicht dargestellten Grundrahmen oder Fundament des Axialkompressors anzuordnen. Ermöglicht wird diese ortsferne Anordnung durch das hydraulische Grundprinzip, denn durch die Verwendung von hydraulischen Vor- und Rückleitungen (14, 15) können Kräfte, einfacher als bei mechanischen Wirkverbindungen, beispielsweise über Distanzen im Größenbereich von Axialkompressoren übertragen werden.It is advantageous if the arrangement of the hydraulic active cylinder ( 11 ) is chosen so that these close to the housing ( 5 ) of the axial compressor, while the hydraulic intermediate cylinder ( 21 ), the coupling rod ( 34 ) as well as the hydraulic drive ( 31 ) are arranged remotely from the axial compressor. It is therefore expedient to use the abovementioned remote units together with, for example, other measuring and control instruments ( 16 ), centrally to a base frame, not shown, or foundation of the axial compressor. This location-remote arrangement is made possible by the hydraulic basic principle, because through the use of hydraulic supply and return lines ( 14 . 15 ) forces can be transmitted, easier than with mechanical active compounds, for example, over distances in the size range of axial compressors.

Wie bereits vorgenannt erwähnt, ist es möglich Funktionsüberwachungen (16) in das hydraulische Leitungssystem (14, 15) zu integrieren und zentral anzuordnen, hierzu bieten sich die geschlossenen Systeme, bestehend aus den hydraulischen Wirkzylindern (11) und hydraulischen Zwischenzylindern (21), in vorteilhafter Weise an. Möglich ist somit die getrennte Funktionsüberwachung (16) jedes der geschlossenen Systeme für die jeweilige Stufe (8), da sich Fehlfunktionen des geschlossenen Systems oder auch im Mechanismus der Leitschaufelverdrehung sofort in der Auswerteeinheit (16) niederschlagen. Bei hydraulischen Systemen ist es üblich eine Drucküberwachung (16) vorzunehmen, über den Kolbendurchmesser (12, 22) sind durch Umrechnung die wirkenden Kräfte bestimm- sowie überwachbar.As already mentioned above, it is possible to monitor function ( 16 ) in the hydraulic line system ( 14 . 15 ) and to arrange them centrally, the closed systems, consisting of the hydraulic action cylinders ( 11 ) and hydraulic intermediate cylinders ( 21 ), in an advantageous manner. Thus, the separate function monitoring is possible ( 16 ) each of the closed systems for each stage ( 8th ), because malfunction of the closed system or in the mechanism of the vane twist immediately in the evaluation ( 16 ) knock down. In hydraulic systems, it is common to pressure monitoring ( 16 ), over the piston diameter ( 12 . 22 ) the acting forces can be determined and monitored by conversion.

Eine spezielle Ausführungsform des Erfindungsgedanken ist in 3 dargestellt. wobei, im Gegensatz zur ersten Ausführungsform, nicht jeder hydraulische Wirkzylinder (11) für jede Stufe (8) mit einem hydraulischen Zwischenzylinder (21) für jede Stufe (8) direkt in Wirkverbindung steht.A specific embodiment of the inventive concept is in 3 shown. wherein, in contrast to the first embodiment, not every hydraulic active cylinder ( 11 ) for each stage ( 8th ) with a hydraulic intermediate cylinder ( 21 ) for each stage ( 8th ) is directly in operative connection.

Beispielsweise kann, bei Beibehaltung des im ersten Ausführungsbeispiel erläuterten Grundprinzips, ein hydraulischer Zwischenzylinder (21) derart mit mehr als einem hydraulischen Wirkzylindern (11) in Wirkverbindung stehen, dass ein hydraulischer Zwischenzylinder (21) die Leitschaufelverstellung für zwei oder mehrere Stufen (8) steuert. Der hydraulische Zwischenzylinder (21) steuert zunächst über hydraulische Vorleitungen (14) den hydraulischen Wirkzylinder (11) der ersten Stufe (8) an, wobei dessen hydraulische Rückleitung (15) dann als hydraulische Vorleitung (14) für den hydraulischen Wirkzylinder (11) der zweiten Stufe (8) wirkt und dessen hydraulische Rückleitung (15), als Teil eines geschlossenen Systems, wieder den hydraulischen Zwischenzylinder (21) ansteuert.For example, while maintaining the basic principle explained in the first exemplary embodiment, a hydraulic intermediate cylinder ( 21 ) with more than one hydraulic effective cylinder ( 11 ) are in operative connection that a hydraulic intermediate cylinder ( 21 ) the vane adjustment for two or more stages ( 8th ) controls. The hydraulic intermediate cylinder ( 21 ) first controls via hydraulic pre-pipes ( 14 ) the hydraulic active cylinder ( 11 ) of the first stage ( 8th ), wherein its hydraulic return ( 15 ) then as a hydraulic precursor ( 14 ) for the hydraulic active cylinder ( 11 ) of the second stage ( 8th ) and its hydraulic return ( 15 ), as part of a closed system, again the hydraulic intermediate cylinder ( 21 ).

Wie beim ersten Ausführungsbeispiel ausführlich erläutert, so können auch beim zweiten Ausführungsbeispiel die Verdrehstellungen (L') über unterschiedlich ausgelegte Kolbenflächen (12) der hydraulischen Wirkzylinder erzeugt werden.As explained in detail in the first embodiment, so also in the second embodiment, the rotational positions (L ') on differently designed piston surfaces ( 12 ) of the hydraulic active cylinder are generated.

Im Rahmen des Erfindungsgedankens sind noch weitere Abwandlungen möglich, so kann das erste Ausführungsbeispiel mit dem zweiten Ausführungsbeispiel kombiniert werden und so sind auch nicht dargestellte Verstelleinrichtungen (4) für die Verstellung von Leitschaufeln, auch bei nur einstufigen Axialkompressoren, denkbar.In the context of the inventive concept, further modifications are possible, the first embodiment can be combined with the second embodiment and so are not shown adjusting ( 4 ) for the adjustment of vanes, even with single-stage axial compressors conceivable.

Während die Verstellung für die Leitschaufeln (4) bei mehrstufigen Anordnungen im Ergebnis individuell, durch die verschieden dimensionierten hydraulischen Wirkungszylinder (11) und/oder hydraulischen Zwischenzylinder (21), ist, aber in der Aufbringung der benötigten Kräfte einheitlich, durch den gemeinsamen Antrieb (3), ist, können bei einstufigen Anordnungen die hydraulischen Zwischenzylinder (21) und die Koppelstange (34) entfallen.While the adjustment for the vanes ( 4 In the case of multi-stage arrangements the result is individually, by the differently dimensioned hydraulic effect cylinders ( 11 ) and / or hydraulic intermediate cylinder ( 21 ), but uniform in the application of the required forces, by the common drive ( 3 ), in single-stage arrangements, the hydraulic intermediate cylinders ( 21 ) and the coupling rod ( 34 ) accounted for.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Verstelleinrichtungadjustment
22: Verstellelementadjustment
33: Stellhebellever
44: Leitschaufelvane
55: Gehäusecasing
66: Rotorrotor
77: Laufschaufelnblades
88th: Statorstufenstator stages
99: Getriebetransmission
1111: hydraulischer Wirkzylinderhydraulic working cylinder
1212: Kolbenfläche des hydraulischen WirkzylindersPiston surface of the hydraulic action cylinder
1313: Kolbenstange des hydraulischen WirkzylindersPiston rod of the hydraulic action cylinder
1414: Vorleitungforeline
1515: Rückleitungreturn
1616: Funktionsüberwachung/Auswerteeinheit/DrucküberwachungFunction monitoring / evaluation / pressure monitoring
2121: hydraulischer Zwischenzylinderhydraulic intermediate cylinder
2222: Kolbenfläche des hydraulischen ZwischenzylindersPiston surface of the hydraulic intermediate cylinder
2323: Kolbenstange des hydraulischen ZwischenzylindersPiston rod of the hydraulic intermediate cylinder
3131: Antriebdrive
3232: Hydraulik-FluidHydraulic fluid
3333: Kolbenstange des hydraulischen AntriebszylindersPiston rod of the hydraulic drive cylinder
3434: Koppelstangecoupling rod
AA: axialer Anfang des Strömungskanalsaxial beginning of the flow channel
BB: axiales Ende des Strömungskanalsaxial end of the flow channel
L L: Ausgangsstellung für LeitschaufelStarting position for guide vane
L'L ': Verdrehstellung für LeitschaufelTwist position for guide vane
xx: lineare Bewegung der Kolbenstange des Wirkzylinderslinear movement of the piston rod of the active cylinder
yy: lineare Bewegung des Antriebslinear movement of the drive

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2008/107280 A1 [0003]
DE 1428030 [0004]
DE 2255853 [0005]
WO 2011/061450 [0006]

Claims

Adjusting device ( 1 ) for the vane adjustment in multi-stage turbomachinery, with at least two adjustment elements ( 2 ) for moving the guide vanes ( 4 ) each one stage ( 8th ), with at least one drive ( 31 ) for a transmission ( 9 ), wherein the adjusting elements ( 2 ) via the gearbox ( 9 ) from a first position, in which the guide vanes ( 4 ) of a stage ( 8th ) assume a starting position (L), in a second position, in which the guide vanes ( 4 ) of a stage ( 8th ) assume a rotational position (L '), are moved, characterized in that the transmission ( 9 ) is a hydraulic transmission.

Adjusting device according to claim 1, characterized in that the hydraulic transmission ( 9 ) of at least one hydraulic active cylinder ( 11 ) per level ( 8th ), which via its piston rod ( 13 ) a linear movement (x) on the at least one adjusting element ( 2 ) exercises.

Adjusting device according to claim 2, characterized in that the at least one hydraulic active cylinder ( 11 ) of each stage ( 8th ) by its defined piston surfaces ( 12 ) a correspondingly defined linear movement (x) on the at least one adjusting element ( 2 ) exercises.

Adjusting device ( 1 ) according to claim 3, characterized in that the hydraulic active cylinder ( 11 ) of each stage ( 8th ) with at least one of the drive ( 31 ), hydraulic intermediate cylinder ( 21 ) are in operative connection.

Adjusting device ( 1 ) according to claim 4, characterized in that the hydraulic active cylinder ( 11 ) of each stage ( 8th ) different piston surfaces ( 12 ) and the piston surface ( 22 ) of the at least one hydraulic intermediate cylinder ( 21 ) are the same.

Adjusting device ( 1 ) according to claim 4, characterized in that the hydraulic active cylinder ( 11 ) of each stage ( 8th ) equal piston surfaces ( 12 ) and the piston surface ( 22 ) of the at least one hydraulic intermediate cylinder ( 21 ) are different.

Adjusting device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the hydraulic active cylinder ( 11 ) of each stage ( 8th ) and the hydraulic intermediate cylinders ( 21 ) of each stage ( 8th ) a closed system with flow and return ( 14 . 15 ), with the flow ( 14 ) the hydraulic fluid ( 32 ) from the hydraulic intermediate cylinder ( 21 ) to the hydraulic active cylinder ( 11 ) and on the return ( 15 ) the hydraulic fluid ( 32 ) from the hydraulic active cylinder ( 11 ) in the hydraulic intermediate cylinder ( 21 ) flows.

Adjusting device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at least two hydraulic active cylinders ( 11 ) for at least two stages ( 8th ) and a hydraulic intermediate cylinder ( 21 ) a closed system with flow and return ( 14 . 15 ), with the flow ( 14 ) the hydraulic fluid ( 32 ) from the hydraulic intermediate cylinder ( 21 ) to the first hydraulic active cylinder ( 11 ) a first stage ( 8th ) and its return ( 15 ) the flow ( 14 ) to the second hydraulic active cylinder ( 11 ) a second stage ( 8th ) and the hydraulic fluid ( 32 ) via its hydraulic return ( 15 ) either in the hydraulic intermediate cylinder ( 21 ) or in the forerun ( 14 ) of a third hydraulic action cylinder ( 11 ) flows.

Adjusting device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that more than two hydraulic active cylinders ( 11 ) through their flow and return ( 14 . 15 ) are operatively connected in such a way that the respective return ( 15 ) one of the hydraulic active cylinder ( 11 ) the flow ( 14 ) one of the further hydraulic active cylinder ( 11 ) and that the hydraulic fluid ( 32 ) of the last of the further hydraulic active cylinder ( 11 ) about its return ( 15 ) in the hydraulic intermediate cylinder ( 21 ) flows

Adjusting device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that in each flow ( 14 ) and / or in each return ( 15 ) a pressure monitor ( 16 ) of the hydraulic fluid ( 32 ) he follows.

Adjusting device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the hydraulic intermediate cylinders ( 21 ) of each stage ( 8th ) with the drive ( 31 ) that the linear movement (y) of the rod ( 33 ) of the linear drive ( 31 ) via a coupling element ( 34 ) on the intermediate cylinders ( 21 ) is transmitted.

Adjusting element ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the hydraulic intermediate cylinders ( 21 ) together with the drive ( 31 ) remote from the housing ( 5 ) are arranged.

Adjusting element ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that an adjusting element ( 2 ) two or more stages ( 8th ) simultaneously.

Adjusting element according to one of the preceding claims, characterized in that the adjusting element ( 2 ) an axial adjusting element ( 2 ) is and the rotation of the guide vanes ( 4 ) via an axial movement of the adjusting element ( 2 ), whereby levers ( 3 ) transmit the axial movement into a rotational movement for the guide vanes.

Adjusting element according to one of the preceding claims, characterized in that the adjusting element ( 2 ) a radial adjusting element ( 2 ) and the rotation of the guide vanes ( 4 ) via a radial movement of the adjusting element ( 2 ), whereby levers ( 3 ) transmit the radial movement into a rotational movement for the vanes.