專利名稱：在壓氣機(jī)中設(shè)置不均勻定子葉片間距的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在壓氣機(jī)中不均勻定子葉片間距并具體地涉及在一個壓氣機(jī)級的上及下半部壓氣機(jī)殼體中定子葉片的不均勻葉片數(shù)以便減小或消除相鄰旋轉(zhuǎn)葉片的振動響應(yīng)。
背景技術(shù)：
在軸流式壓氣機(jī)中，定子葉片是在壓氣機(jī)之不同級中與旋轉(zhuǎn)葉片或輪葉交替設(shè)置的。該定子葉片是圍繞壓氣機(jī)軸線沿周向相互間隔地安置的并且被固定在上與下半部壓氣機(jī)殼體上。該上與下半部殼體是在壓氣機(jī)中線上被相互連接的并且對于每個壓氣機(jī)級提供一套沿周圍排列的定子葉片。當(dāng)安裝在轉(zhuǎn)子上的每個旋轉(zhuǎn)葉片以設(shè)定轉(zhuǎn)速完成每個旋轉(zhuǎn)時，該旋轉(zhuǎn)葉片將從每個定子葉片接受空氣動力的激勵脈沖。這種脈沖可能是由于上游定子葉片的尾流或下游定子葉片的拱形波造成的。由此還可能在旋轉(zhuǎn)葉片中由于在上游和下游定子葉片數(shù)目之間的不同而產(chǎn)生擾動。這些脈沖就在旋轉(zhuǎn)葉片中誘發(fā)振動響應(yīng)，其對旋轉(zhuǎn)葉片會是有害的，由于高的周期性疲勞將導(dǎo)致(其)損壞。
一般地，在一個給定級的上與下半部壓氣機(jī)殼體中的定子葉片數(shù)或輪葉片數(shù)是相互間等同數(shù)目的。例如，在一個給定壓氣機(jī)的初始級S0中，在上與下半部壓氣機(jī)殼體之每個中定子葉片的葉片數(shù)是24/24。在下一級S1中，葉片數(shù)是22/22。第一個數(shù)字代表在上半部殼體中的定子葉片數(shù)和第二個數(shù)字代表在這同一級之下半部殼體中的定子葉片數(shù)。因此在級S0和級S1中總的定子葉片數(shù)分別是48和44個。然而，由于旋轉(zhuǎn)葉片的振動響應(yīng)，在過去已經(jīng)應(yīng)用了上與下半部殼體之間的不均勻葉片間距。因此，已經(jīng)在連續(xù)級中設(shè)置了不同的與交替的上與下半部的葉片數(shù)以減小或消除所述振動響應(yīng)。例如在一種壓氣機(jī)中，級S0和級S1中已分別采用24/23和23/24葉片數(shù)。這些不均勻葉片數(shù)已被應(yīng)用在原始的設(shè)備制造中。
然而，還有在用的相當(dāng)數(shù)量的壓氣機(jī)是，在給定級的上與下半部壓氣機(jī)中是相同數(shù)量的定子葉片數(shù)。在現(xiàn)場中確有另一些壓氣機(jī)是在上與下半部壓氣機(jī)中具有不同數(shù)目的定子葉片，同時相鄰級亦即級S0和級S1具有等同葉片數(shù)但在該壓氣機(jī)殼體之上與下半部中為交替的葉片數(shù)。在現(xiàn)場中改變?nèi)~片數(shù)以前在實(shí)踐中是未被考慮的，因?yàn)樵诂F(xiàn)場中轉(zhuǎn)子的拆卸是需要成本花費(fèi)的。從而，所產(chǎn)生的一個需求是，將現(xiàn)場中的壓氣機(jī)改裝為在相同級的上與下半部壓氣機(jī)中具有不均勻葉片數(shù)以減小振動響應(yīng)并且無需拆卸轉(zhuǎn)子。

發(fā)明內(nèi)容
按照本發(fā)明的一個優(yōu)選方面，提供一個在現(xiàn)場中設(shè)置定子葉片的方法，其能夠改變在上半部壓氣機(jī)殼體中的葉片數(shù)以允許壓氣機(jī)在原地或現(xiàn)場被升級為具有不均勻上與下半部壓氣機(jī)殼體葉片數(shù)的壓氣機(jī)以減小旋轉(zhuǎn)葉片的振動響應(yīng)。例如，對于一個在現(xiàn)場中具有給定定子葉片數(shù)的具體的壓氣機(jī)，在壓氣機(jī)殼體之上半部中相鄰定子級被設(shè)置為增大的定子葉片數(shù)，亦即，級S0為26/23和級S1為24/23以獲得級S0為49個定子葉片數(shù)和級S1為47個定子葉片數(shù)。因此，只有壓氣機(jī)殼體的上半部需要在現(xiàn)場拆去以改變定子葉片數(shù)，同時在每級之下半部壓氣機(jī)中仍保持相同數(shù)目的定子葉片。這種定子葉片數(shù)的改變就產(chǎn)生了重要的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)椴恍枰獮榱烁淖內(nèi)~片數(shù)而拆除轉(zhuǎn)子以及(不需要)進(jìn)入下半部殼體了。僅僅通過改變上半部壓氣機(jī)中定子葉片的數(shù)目以及改變相鄰定子級之葉片數(shù)，該旋轉(zhuǎn)葉片就不會陷入一個同步振動響應(yīng)中，因此的周期性疲勞被最小化或被避免了。
在其的一個優(yōu)選實(shí)施例中，設(shè)置一個改型翻新壓氣機(jī)的方法，包括步驟(a)，在原地拆下壓氣機(jī)殼體的上半部以打開該壓氣機(jī)；(b)，從這壓氣機(jī)殼體之被拆下的上半部中拆除該套列中具有最初葉片數(shù)的第一組定子葉片；(c)，代替該被拆下的第一組定子葉片，在壓氣機(jī)殼體之被拆下的上半部中安裝第二組定子葉片，其具有不同于第一組定子葉片之葉片數(shù)的第二葉片數(shù)；和(d)，通過將具有第二組葉片的壓氣機(jī)殼體之上半部固定到壓氣機(jī)殼體之下半部上以封閉該壓氣機(jī)。作為優(yōu)選，壓氣機(jī)是在原地被改裝的，以便減小一套旋轉(zhuǎn)壓氣機(jī)葉片對由至少一套相鄰于該套旋轉(zhuǎn)壓氣機(jī)葉片的定子葉片所產(chǎn)生的空氣動力擾動脈沖的振動響應(yīng)。


圖1是一個示出了不同壓氣機(jī)級的上半部壓氣機(jī)為了簡明起見，圖中刪去了一些構(gòu)件；
圖2是其間具有轉(zhuǎn)動的輪葉或葉片的級S0和級S1的透視圖，圖中示出了在這些級的上及下半部壓氣機(jī)中的不同葉片數(shù)；圖3是一個示意的端視圖，圖中示出了一個壓氣機(jī)在該壓氣機(jī)級的上及下半部中都具有相同定子葉片數(shù)；和圖4是該上半部壓氣機(jī)被拆出后的示意圖和在該被拆出的上半部(壓氣機(jī))中葉片數(shù)的改變。
具體實(shí)施例方式
參考圖1，其中描述了一個總體標(biāo)為10的上半部壓氣機(jī)。壓氣機(jī)10包括一個安裝葉片或輪葉14以圍繞該壓氣機(jī)的軸線旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子12和被固定在上半部殼體18上的定子葉片16。可以理解，轉(zhuǎn)子的葉片14是圍繞轉(zhuǎn)子軸線沿周向相互間隔地安置的并且定子葉片16是類似地圍繞該軸線沿周向相互間隔地安置的。這些葉片及輪葉構(gòu)成壓氣機(jī)之不同的級。例如，葉片20和輪葉22構(gòu)成壓氣機(jī)級S0，同時葉片24和輪葉26構(gòu)成級S1。進(jìn)(氣)口導(dǎo)流葉片28也描述在圖1中。
參見圖2，其中示意地描述了級S0的定子葉片20和級S1的定子葉片24。安裝在轉(zhuǎn)子12上的輪葉22安置在定子葉片20和24之間。定子葉片20和24以及其他級的定子葉片一般是安裝在上及下半部殼體上，如分別在圖3和4中以30和32示意表明的那樣。眾所周知，壓氣機(jī)殼體的上及下半部是在水平中線上通過螺栓連接的法蘭34而相互固定的，該螺栓連接的法蘭可實(shí)現(xiàn)將殼體的上半部30從下半部32上拆除，同時轉(zhuǎn)子保持在下半部殼體中。在圖2中描述的定子葉片20及24之上與下半部是為了圖形清楚起見而相互分開地示出的。
在圖3中描述的現(xiàn)有壓氣機(jī)定子葉片的配置方案中，每個上與下半部壓氣機(jī)安裝了相同數(shù)目或總數(shù)的定子葉片。在這個展示的方案中，上與下半部壓氣機(jī)的每個包含了23個定子葉片。為了減小安裝在轉(zhuǎn)子上的葉片或輪葉由于來自上游及下游定子葉片之氣流脈動的激勵所導(dǎo)致的振動響應(yīng)，本發(fā)明的一個方面是只在壓氣機(jī)殼體的上半部中用一個另外數(shù)目的葉片來置換該定子葉片，從而分別在壓氣機(jī)殼體的上與下半部中設(shè)置有不同數(shù)目的葉片。另外，第二級S1同樣也在上與下半部之間設(shè)置有不等數(shù)目的定子葉片。在兩種情況下，壓氣機(jī)殼體的上半部都是在施工現(xiàn)場被改裝的，亦即在現(xiàn)場提供另外數(shù)目的定子葉片，從而不用從下半部殼體中拆除轉(zhuǎn)子。
安裝程序示意地表明在圖4中。首先，將殼體的上半部拆去，因此獲得到達(dá)由壓氣機(jī)上半部所支承的定子葉片的通路。此后，其具有最初葉片數(shù)目的這個原始套列之原始第一組定子葉片31被從壓氣機(jī)殼體之拆下的上半部中拆出。在該殼體之上半部中的定子葉片數(shù)目優(yōu)選地被增加例如到26個葉片而不是原始的23個葉片。于是，第二組定子葉片33被安裝在殼體之已拆下的上半部中。在圖4的示意圖中，最后的定子葉片36就被安裝在壓氣機(jī)殼體之上半部中，因此殼體的上半部現(xiàn)在裝有第二組的26個定子葉片33(而非原始的23個定子葉片)并且下半部23繼續(xù)裝有原始的23個定子葉片?？梢岳斫猓瑸榱嗽黾恿硗舛ㄗ尤~片而將殼體上半部拆下就不再需要再將轉(zhuǎn)子從殼體下半部中拆除了。這樣就能實(shí)現(xiàn)壓氣機(jī)在現(xiàn)場或原地的改裝了。
因此也將可以想到，級S1定子葉片的數(shù)目是被改變的。作為優(yōu)選，級S1之第三組原始定子葉片被改變?yōu)樵诒徊鹣碌臍んw上半部中設(shè)置一個第四組的24個定子葉片35，同時在殼體下半部中維持原始的23個定子葉片。作為上述改型的結(jié)果，在修改之后的級S0具有一個總?cè)~片數(shù)為49個葉片的26/23的葉片數(shù)，同時級S1具有一個總數(shù)為47個葉片的24/23的葉片數(shù)。這種在上與下半部殼體中不同的葉片數(shù)和級S0與級S1的相鄰配置減小了該轉(zhuǎn)子之輪葉或葉片22的振動響應(yīng)。另外，49和47的葉片數(shù)是基于這種事實(shí)來選擇的，即，它們是原始的或接近原始的數(shù)目并且它們不是一般發(fā)動機(jī)有規(guī)律激勵，2/轉(zhuǎn)，3/轉(zhuǎn)和4/轉(zhuǎn)之整倍數(shù)。這種情況一般是源于進(jìn)氣口空氣的形態(tài)。發(fā)動機(jī)進(jìn)氣一般具有大量的發(fā)動機(jī)級。通過應(yīng)用最優(yōu)的葉片數(shù)目，就避免了這些激勵級的諧振蕩。
雖然已經(jīng)結(jié)合目前被認(rèn)為是最實(shí)際并優(yōu)選的實(shí)施例描述了本發(fā)明，但可以理解，本發(fā)明并非被局限到所揭示的實(shí)施例上，而是相反，本發(fā)明意圖是覆蓋在附加權(quán)利要求書的構(gòu)思及保護(hù)范圍內(nèi)包含的各種修改變型及等同配置方案。
權(quán)利要求
1.一種改型翻新壓氣機(jī)的方法，包括如下步驟(a)在原地拆下該壓氣機(jī)殼體的上半部(30)以打開該壓氣機(jī)；(b)從壓氣機(jī)殼體之被拆下的上半部中拆出該套列中具有最初葉片數(shù)的第一組定子葉片(31)；(c)代替該被拆除的第一組定子葉片，在壓氣機(jī)殼體之被拆下的上半部中安裝第二組定子葉片(33)，其具有不同于所述第一組定子葉片之葉片數(shù)的第二葉片數(shù)；和(d)通過將具有第二組(33)葉片的壓氣機(jī)殼體之上半部(30)固定到壓氣機(jī)殼體之下半部(32)上以封閉該壓氣機(jī)。
2.按權(quán)利要求1的方法，其特征在于步驟(b)包括，從壓氣機(jī)殼體之被拆下的上半部(30)中拆下其中另一套列的第三組定子葉片，該另一套列的第三組定子葉片位于旋轉(zhuǎn)的壓氣機(jī)葉片與上述一個套列的定子葉片之相反的軸向側(cè)；以及，代替這被拆下的第三組定子葉片，在壓氣機(jī)殼體之被拆下的上半部中安裝第四組定子葉片(35)，其具有不同于第三組定子葉片之葉片數(shù)的葉片數(shù)。
3.按權(quán)利要求1的方法，其特征在于步驟(c)包括，將第二組定子葉片(33)安裝在該壓氣機(jī)殼體之被拆下的上半部(30)中，該第二組定子葉片(33)具有一個比同一壓氣機(jī)級之對應(yīng)的壓氣機(jī)殼體下半部(32)之定子葉片的葉片數(shù)要大的葉片數(shù)。
4.按權(quán)利要求3的方法，其特征在于第二組定子葉片(33)具有26個葉片和對應(yīng)的壓氣機(jī)殼體下半部之定子葉片具有23個葉片。
5，按權(quán)利要求1的方法，其特征在于步驟(b)包括，從壓氣機(jī)殼體之被拆下的上半部(30)中拆下其中另一套列的第三組定子葉片，該另一套列的第三組定子葉片位于旋轉(zhuǎn)的壓氣機(jī)葉片與上述一個套列的定子葉片之相反的軸向側(cè)；以及，代替這被拆下的第三組定子葉片，在壓氣機(jī)殼體之被拆下的上半部中安裝第四組定子葉片(35)，其具有大于同一壓氣機(jī)級之對應(yīng)的壓氣機(jī)殼體下半部之定子葉片數(shù)的葉片數(shù)。
6.按權(quán)利要求5的方法，其特征在于第四組定子葉片(35)具有24個葉片和對應(yīng)的壓氣機(jī)殼體下半部之定子葉片具有23個葉片。
7.按權(quán)利要求1的方法，其特征在于執(zhí)行步驟(a)-(d)以減小一套旋轉(zhuǎn)壓氣機(jī)葉片對由相鄰于該一套旋轉(zhuǎn)壓氣機(jī)葉片的至少一個套列的定子葉片所產(chǎn)生的空氣動力激勵脈沖的振動響應(yīng)。
全文摘要
上部壓氣機(jī)殼體中用于相鄰的級S0和級S1的定子葉片數(shù)被在現(xiàn)場改變以設(shè)置另外的定子葉片并因此設(shè)置一個增大的葉片數(shù)。具體地說，壓氣機(jī)的殼體上半部(30)被從殼體下半部上拆下。在與該第一級葉片之相反的軸向側(cè)面上的原始定子葉片(31)被從殼體上半部(30)上拆去，并用另外一組定子葉片(33)來替換，以在壓氣機(jī)的上及下半部殼體之間以及在沿軸向相鄰的級S0和級S1之間設(shè)置了一種不均勻的葉片間距。這種不等的葉片數(shù)可以減小級S0和級S1之間的旋轉(zhuǎn)葉片的振動響應(yīng)。
文檔編號F04D29/66GK1945025SQ20061014128
公開日2007年4月11日 申請日期2006年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月6日
發(fā)明者J·C·高雷奧, S·P·瓦斯恩格 申請人:通用電氣公司