[發(fā)明專利]渦輪機械促動系統(tǒng)和方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110268793.1
• 申請日: 2011-08-31
• 公開（公告）號: CN102400948A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發(fā)明（設計）人: F·薩里;M·佩勒拉;G·尤里斯奇
• 申請（專利權(quán)）人: 諾沃皮尼奧內(nèi)有限公司
• 主分類號: F04D29/22
• 分類號: F04D29/22
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 嚴志軍;譚祐祥

技術領域

本文所公開的主題的實施例大體上涉及方法和裝置，并且更具體而言，涉及用于促動可變?nèi)肟趯~系統(tǒng)的一個或多個靜葉的機構(gòu)和技術。

背景技術

用于調(diào)整導葉的促動系統(tǒng)被用在渦輪機械設備中，渦輪機械設備包括(但不限于)壓縮機、泵和擴張器。具體而言，可變?nèi)肟趯~(IGV)可被用于壓縮機應用中以調(diào)整進入第一壓縮機轉(zhuǎn)子的進氣的入射角并控制進氣量，以確保合適的縱蕩(surge)，以及最大限度地提高效率。

促動系統(tǒng)可被用于例如回收甲烷、天然氣和/或液化天然氣(LNG)。回收的氣體可以氣化氣體(BOG)的形式源自導堤管道(jetty?pipeline)。這種氣體的回收將減少排放，并在將LNG裝載到船舶上期間減少突然燃燒操作。促動系統(tǒng)的其它應用是本領域中已知的。

可變IGV系統(tǒng)提供帶有更大容量控制的壓縮機，并基于操作條件通過改變進入壓縮機的空氣和/或流體的流量和壓力比而減少能量損失。在這方面，應當注意，壓縮機在起動時應輕載，而后隨著壓縮機變成滿負荷操作而逐漸加載。IGV系統(tǒng)有助于在這些階段期間控制氣流。可變IGV系統(tǒng)設置在壓縮機的入口處，并且靜葉葉片可圍繞其空氣動力學中心旋轉(zhuǎn)以促進渦流。此外，通過使靜葉葉片旋轉(zhuǎn)而關于壓縮機葉輪的前緣具有最佳入射角，可最大限度地降低入口損失。

圖1中顯示了可調(diào)整的IGV系統(tǒng)的一個示例，其復制于出自美國機械工程師學會渦輪博覽會2008：為陸海空提供動力(2008年6月9日-13日)的論文集“用于工業(yè)渦輪壓縮機的可調(diào)整的入口導葉的模擬和優(yōu)化”(M.Hensges)，其全部內(nèi)容通過引用而被包括在本文中。圖1顯示了一種可調(diào)整的IGV促動系統(tǒng)100，其包括直接連接至第一靜葉104的促動桿102。第一靜葉104經(jīng)由驅(qū)動臂106連接在傳動環(huán)108上。第一靜葉104可旋轉(zhuǎn)地附連至導葉托架110。多個其它靜葉112可旋轉(zhuǎn)地附連至導葉托架110。所述多個靜葉112被連接至傳動環(huán)108的多個連桿114促動。因而，當促動桿102旋轉(zhuǎn)時，其確定第一靜葉104的旋轉(zhuǎn)以及傳動環(huán)108的移位，這導致所述多個連桿114的運動以及所述多個靜葉110的旋轉(zhuǎn)。

在操作中，當促動力被施加至促動桿102時，該力被傳遞至傳動環(huán)108，作為導致傳動環(huán)108偏心地旋轉(zhuǎn)的非對稱力。這由于所述多個連桿114在傳動環(huán)的單側(cè)鏈接至傳動環(huán)108而發(fā)生，其使得傳動環(huán)108的相對側(cè)沒有任何作用力，并因而失衡。非對稱的力產(chǎn)生彎曲扭矩，其可導致靜葉組件變形，使其容易錯位和振動。另外，需要高的促動力來驅(qū)動促動桿102以使傳動環(huán)108旋轉(zhuǎn)，其加劇彎曲扭矩。

另一方法是在傳動環(huán)和導葉托架之間具有齒輪傳動配置，即，齒輪傳動機構(gòu)。然而，這種方法是不受用戶偏愛的，因為其需要高精密的機械加工、高的促動力以及考慮齒的溫度變化的設計。

在傳統(tǒng)IGV中發(fā)現(xiàn)的還有另一問題是，在靜葉組件經(jīng)受低溫的應用中關于可調(diào)整靜葉的卡住問題。這發(fā)生在當傳動環(huán)與其殼之間的間隙較小并且傳動環(huán)和殼的熱膨脹不同時。

所發(fā)現(xiàn)的還有另一問題是，促動桿102在可變IGV的側(cè)面上的定位會增加組件的整體寬度，從而使它們不適合于應用和安裝在壓縮機的第一級之外。

因此，需要提供避免之前所述問題和缺陷的方法和裝置。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)一個示例性實施例，渦輪機械包括：殼體；附連至殼體的導葉托架，該導葉托架具有配置成用以容納軸的孔；傳動環(huán)，其面向?qū)~托架并配置成用以相對于導葉托架旋轉(zhuǎn)，該傳動環(huán)在面向軸的面上具有凹槽；至少一個連桿，其利用第一端附連至凹槽的內(nèi)部；至少一個桿臂，其附連至該至少一個連桿的第二端；以及，至少一個靜葉，其被導葉托架支持，其被附連至該至少一個桿臂并配置成用以在傳動環(huán)旋轉(zhuǎn)時相對于導葉托架旋轉(zhuǎn)。當傳動環(huán)旋轉(zhuǎn)時，該至少一個連桿的至少一部分保持在凹槽內(nèi)。

根據(jù)還有另一示例性實施例，促動系統(tǒng)包括傳動環(huán)、至少一個連桿和至少一個桿臂，該傳動環(huán)配置成用以旋轉(zhuǎn)并在面向傳動環(huán)的中心點的內(nèi)部面上具有凹槽；該至少一個連桿利用第一端附連至凹槽的內(nèi)部；并且該至少一個桿臂被附連至該至少一個連桿的第二端。當傳動環(huán)旋轉(zhuǎn)時，該至少一個連桿的至少一部分保持在凹槽內(nèi)。

根據(jù)還有另一示例性實施例，提供了一種用于組裝促動系統(tǒng)的方法。該方法包括：將至少一個連桿的第一端附連至形成于傳動環(huán)中的凹槽的內(nèi)部，傳動環(huán)配置成用以旋轉(zhuǎn)，凹槽位于面向傳動環(huán)的中心點的內(nèi)部面上；以及，將至少一個桿臂連接至該至少一個連桿的第二端。當傳動環(huán)旋轉(zhuǎn)時，該至少一個連桿的至少一部分保持在凹槽內(nèi)。

附圖說明