在壓氣機中設置不均勻定子葉片間距的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種在壓氣機中設置不均勻定子葉片間距的方法。其中，上部壓氣機殼體中用于相鄰的級S0和級S1的定子葉片數被在現場改變以設置另外的定子葉片并因此設置一個增大的葉片數。具體地說，壓氣機的殼體上半部（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之間設置了一種不均勻的葉片間距。這種不等的葉片數可以減小級S0和級S1之間的旋轉葉片的振動響應。
【專利說明】在壓氣機中設置不均勻定子葉片間距的方法
[0001]本申請是2006年9月30提交的申請?zhí)枮?00610141281.8、發(fā)明名稱為“在壓氣機中設置不均勻定子葉片間距的方法”的發(fā)明專利申請的分案申請。
【技術領域】
[0002]本發(fā)明涉及在壓氣機中不均勻定子葉片間距并具體地涉及在一個壓氣機級的上及下半部壓氣機殼體中定子葉片的不均勻葉片數以便減小或消除相鄰旋轉葉片的振動響應。
【背景技術】
[0003]在軸流式壓氣機中，定子葉片是在壓氣機之不同級中與旋轉葉片或輪葉交替設置的。該定子葉片是圍繞壓氣機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殼體上。該上與下半部殼體是在壓氣機中線上被相互連接的并且對于每個壓氣機級提供一套沿周圍排列的定子葉片。當安裝在轉子上的每個旋轉葉片以設定轉速完成每個旋轉時，該旋轉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。由此還可能在旋轉葉片中由于在上游和下游定子葉片數目之間的不同而產生擾動。這些脈沖就在旋轉葉片中誘發(fā)振動響應，其對旋轉葉片會是有害的，由于高的周期性疲勞將導致(其)損壞。
[0004]一般地，在一個給定級的上與下半部壓氣機殼體中的定子葉片數或輪葉片數是相互間等同數目的。例如，在一個給定壓氣機的初始級SO中，在上與下半部壓氣機殼體之每個中定子葉片的葉片數是24/24。在下一級SI中，葉片數是22/22。第一個數字代表在上半部殼體中的定子葉片數和第二個數字代表在這同一級之下半部殼體中的定子葉片數。因此在級SO和級SI中總的定子葉片數分別是48和44個。然而，由于旋轉葉片的振動響應，在過去已經應用了上與下半部殼體之間的不均勻葉片間距。因此，已經在連續(xù)級中設置了不同的與交替的上與下半部的葉片數以減小或消除所述振動響應。例如在一種壓氣機中，級SO和級SI中已分別采用24/23和23/24葉片數。這些不均勻葉片數已被應用在原始的設備制造中。
[0005]然而，還有在用的相當數量的壓氣機是，在給定級的上與下半部壓氣機中是相同數量的定子葉片數。在現場中確有另一些壓氣機是在上與下半部壓氣機中具有不同數目的定子葉片，同時相鄰級亦即級SO和級SI具有等同葉片數但在該壓氣機殼體之上與下半部中為交替的葉片數。在現場中改變葉片數以前在實踐中是未被考慮的，因為在現場中轉子的拆卸是需要成本花費的。從而，所產生的一個需求是，將現場中的壓氣機改裝為在相同級的上與下半部壓氣機中具有不均勻葉片數以減小振動響應并且無需拆卸轉子。

【發(fā)明內容】

[0006]按照本發(fā)明的一個優(yōu)選方面，提供一個在現場中設置定子葉片的方法，其能夠改變在上半部壓氣機殼體中的葉片數以允許壓氣機在原地或現場被升級為具有不均勻上與下半部壓氣機殼體葉片數的壓氣機以減小旋轉葉片的振動響應。例如，對于一個在現場中具有給定定子葉片數的具體的壓氣機，在壓氣機殼體之上半部中相鄰定子級被設置為增大的定子葉片數，亦即，級SO為26/23和級SI為24/23以獲得級SO為49個定子葉片數和級SI為47個定子葉片數。因此，只有壓氣機殼體的上半部需要在現場拆去以改變定子葉片數，同時在每級之下半部壓氣機中仍保持相同數目的定子葉片。這種定子葉片數的改變就產生了重要的優(yōu)點，因為不需要為了改變葉片數而拆除轉子以及(不需要)進入下半部殼體了。僅僅通過改變上半部壓氣機中定子葉片的數目以及改變相鄰定子級之葉片數，該旋轉葉片就不會陷入一個同步振動響應中，因此髙的周期性疲勞被最小化或被避免了。
[0007]在其的一個優(yōu)選實施例中，設置一個改型翻新壓氣機的方法，包括步驟(a)，在原地拆下壓氣機殼體的上半部以打開該壓氣機；(b)，從這壓氣機殼體之被拆下的上半部中拆除該套列中具有最初葉片數的第一組定子葉片；(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的第二葉片數；和(d)，通過將具有第二組葉片的壓氣機殼體之上半部固定到壓氣機殼體之下半部上以封閉該壓氣機。作為優(yōu)選，壓氣機是在原地被改裝的，以便減小一套旋轉壓氣機葉片對由至少一套相鄰于該套旋轉壓氣機葉片的定子葉片所產生的空氣動力擾動脈沖的振動響應。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是一個示出了不同壓氣機級的上半部壓氣機為了簡明起見，圖中刪去了一些構件；
圖2是其間具有轉動的輪葉或葉片的級SO和級SI的透視圖，圖中示出了在這些級的上及下半部壓氣機中的不同葉片數；
圖3是一個示意的端視圖，圖中示出了一個壓氣機在該壓氣機級的上及下半部中都具有相同定子葉片數；和
圖4是該上半部壓氣機被拆出后的示意圖和在該被拆出的上半部(壓氣機)中葉片數的改變。
【具體實施方式】
[0009]參考圖1，其中描述了一個總體標為10的上半部壓氣機。壓氣機10包括一個安裝葉片或輪葉14以圍繞該壓氣機的軸線旋轉的轉子12和被固定在上半部殼體18上的定子葉片16?？梢岳斫?，轉子的葉片14是圍繞轉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。這些葉片及輪葉構成壓氣機之不同的級。例如，葉片20和輪葉22構成壓氣機級S0，同時葉片24和輪葉26構成級SI。進(氣)口導流葉片28也描述在圖1中。
[0010]參見圖2，其中示意地描述了級SO的定子葉片20和級SI的定子葉片24。安裝在轉子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現將殼體的上半部30從下半部32上拆除，同時轉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。
[0011]在圖3中描述的現有壓氣機定子葉片的配置方案中，每個上與下半部壓氣機安裝了相同數目或總數的定子葉片。在這個展示的方案中，上與下半部壓氣機的每個包含了 23個定子葉片。為了減小安裝在轉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致的振動響應，本發(fā)明的一個方面是只在壓氣機殼體的上半部中用一個另外數目的葉片來置換該定子葉片，從而分別在壓氣機殼體的上與下半部中設置有不同數目的葉片。另外，第二級SI同樣也在上與下半部之間設置有不等數目的定子葉片。在兩種情況下，壓氣機殼體的上半部都是在施工現場被改裝的，亦即在現場提供另外數目的定子葉片，從而不用從下半部殼體中拆除轉子。
[0012]安裝程序示意地表明在圖4中。首先，將殼體的上半部拆去，因此獲得到達由壓氣機上半部所支承的定子葉片的通路。此后，其具有最初葉片數目的這個原始套列之原始第一組定子葉片31被從壓氣機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就被安裝在壓氣機殼體之上半部中，因此殼體的上半部現在裝有第二組的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?，為了增加另外定子葉片而將殼體上半部拆下就不再需要再將轉子從殼體下半部中拆除了。這樣就能實現壓氣機在現場或原地的改裝了。
[0013]因此也將可以想到，級SI定子葉片的數目是被改變的。作為優(yōu)選，級SI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。作為上述改型的結果，在修改之后的級SO具有一個總葉片數為49個葉片的26/23的葉片數，同時級SI具有一個總數為47個葉片的24/23的葉片數。這種在上與下半部殼體中不同的葉片數和級SO與級SI的相鄰配置減小了該轉子之輪葉或葉片22的振動響應。另外，49和47的葉片數是基于這種事實來選擇的，即，它們是原始的或接近原始的數目并且它們不是一般發(fā)動機有規(guī)律激勵，2/轉，3/轉和4/轉之整倍數。這種情況一般是源于進氣口空氣的形態(tài)。發(fā)動機進氣一般具有大量的發(fā)動機級。通過應用最優(yōu)的葉片數目，就避免了這些激勵級的諧振蕩。
[0014]雖然已經結合目前被認為是最實際并優(yōu)選的實施例描述了本發(fā)明，但可以理解，本發(fā)明并非被局限到所揭示的實施例上，而是相反，本發(fā)明意圖是覆蓋在附加權利要求書的構思及保護范圍內包含的各種修改變型及等同配置方案。
【權利要求】
1.一種改型翻新具有壓氣機轉子的壓氣機的方法，包括如下步驟: (a)在原地拆下該壓氣機殼體的上半部以打開該壓氣機； (b)從壓氣機殼體之被拆下的上半部中拆出其套列中具有最初定子葉片數的第一組定子葉片； (C)代替該被拆除的第一組定子葉片，在壓氣機殼體之被拆下的上半部中安裝第二組定子葉片，其具有不同于所述第一組定子葉片之定子葉片數的第二葉片數，將所有原始數量的定子葉片不變地維持在壓氣機殼體的下半部中；和 (d)通過將具有第二組定子葉片的壓氣機殼體之上半部固定到壓氣機殼體之下半部上以封閉該壓氣機，使得壓氣機定子葉片的總數量從原始的葉片數改變成第二定子葉片數而不用從該壓氣機上拆下該壓氣機轉子。
2.按權利要求1的方法，其特征在于: 步驟(b)包括，從壓氣機殼體之被拆下的上半部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的壓氣機葉片與上述一個套列的定子葉片之相反的軸向側；以及，代替這被拆下的第三組定子葉片，在壓氣機殼體之被拆下的上半部中安裝第四組定子葉片，其具有不同于第三組定子葉片之葉片數的葉片數。
3.按權利要求1的方法，其特征在于: 步驟(C)包括，將第二組定子葉片安裝在該壓氣機殼體之被拆下的上半部中，該第二組定子葉片具有一個比同一壓氣機級之對應的壓氣機殼體下半部之定子葉片的葉片數要大的葉片數。
4.按權利要求3的方法，其特征在于: 第二組定子葉片具有26個葉片和對應的壓氣機殼體下半部之定子葉片具有23個葉片。
5.按權利要求1的方法，其特征在于: 步驟(b)包括，從壓氣機殼體之被拆下的上半部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的壓氣機葉片與上述一個套列的定子葉片之相反的軸向側；以及，代替這被拆下的第三組定子葉片，在壓氣機殼體之被拆下的上半部中安裝第四組定子葉片，其具有大于同一壓氣機級之對應的壓氣機殼體下半部之定子葉片數的葉片數。
6.按權利要求5的方法,其特征在于: 第四組定子葉片具有24個葉片和對應的壓氣機殼體下半部之定子葉片具有23個葉片。
7.按權利要求1的方法，其特征在于: 執(zhí)行步驟(a)_ (d)以減小一套旋轉壓氣機葉片對由相鄰于該一套旋轉壓氣機葉片的至少一個套列的定子葉片所產生的空氣動力激勵脈沖的振動響應。
【文檔編號】F04C29/00GK103982434SQ201410212625
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2006年9月30日 優(yōu)先權日: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