[发明专利]具有离心力优化的接触面的转子有效

专利信息
申请号: 201980029755.5 申请日: 2019-04-16
公开(公告)号: CN112119205B 公开(公告)日: 2022-11-11
发明(设计)人: H·霍伊尔;K·坎普卡;P·施罗德 申请(专利权)人: 西门子能源环球有限责任两合公司
主分类号: F01D5/30 分类号: F01D5/30
代理公司: 北京市金杜律师事务所 11256 代理人: 张鹏
地址: 德国*** 国省代码: 暂无信息
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摘要:
搜索关键词: 具有 离心力 优化 接触面 转子
【说明书】:

发明涉及一种燃气涡轮机的转子,该转子具有转子盘(01),在该转子盘处在圆周上分布地布置有多个转子构件(11)。为此,转子盘(11)具有环绕的固定台肩(04),固定台肩具有支撑面(05)。在支撑面(06)处分别贴靠有保持面(16),该保持面分别由相应转子构件(11)的保持台肩(15)形成并且被构造为与支撑面互补。为了优化在保持台肩(15)和固定台肩(05)之间的支承应力,规定保持面(16)的半径小于支撑面(06)的半径,即保持半径是支撑半径的至少0.99倍和至多0.995倍。此外,在转子构件(11)中设置有轴向延伸的开口(12),该开口在周向上的宽度是转子构件在周向上的宽度的25%至75%。

技术领域

本发明涉及一种转子,该转子具有转子盘和在圆周上固定在转子盘处的多个转子构件,其中转子盘具有朝向转子轴线的支撑面,并且每个转子构件具有与该支撑面互补的保持面。

背景技术

从现有技术中已知用于将转子构件安装在转子盘处的多种可能性。例如,EP1944471 B1示出了一种转子,转子具有转子盘,在转子盘的一个端面处布置有多个密封元件。在此,转子盘具有多个在周向上分布的叶片保持槽,以用于容纳叶片。为了在转子盘的一个端面上覆盖叶片保持槽,沿周向分布地设置有密封元件。在此,密封元件在转子旋转时在离心力的作用下直接支撑在转子盘处密封元件的朝向转子轴线的端部。为此,转子盘具有在端面之前轴向延伸的环绕的凸起,在该凸起处分别支撑有在密封元件处延伸到转子盘的固定台肩。在此,在转子盘的凸起处朝向转子轴线的支撑面几乎势必由绕转子轴线旋转的旋转面形成。固定台肩的贴靠在支撑面处的保持面基本上被实施为以匹配的半径与支撑面互补。

从EP 2344723 B1、EP 2414641 B1、EP 3077627 B1、EP 3090135 B1、EP 3129599、EP 3129600、EP 3167163和EP 3227532中也已知其他类似的实施方式,其中在EP 2399004B1、EP 2426315 B1、US 9109457 B2、EP 3071795、EP 3019706、WO 2017174355和WO2017174723中公开了在转子盘处的其他替代性固定方式。

尽管已证实可以通过将密封元件的固定台肩贴靠在转子盘处的保持凸起部来在转子盘处固定密封元件,但在高功率的流体机械中在保持凸起和固定台肩处会出现接近于允许材料特征值的载荷。

为了实现密封元件在转子盘处的均匀贴靠,在US 4,304,523中提出了将转子盘处贴靠面的半径实施为略大于密封元件处互补的贴靠面的半径。由于离心力将产生有利的均匀压力载荷。在此须考虑所提出解决方案的弯成角度的形状,这会产生更大的灵活性。然而,如果密封元件被实施得相对比较直,则会缺乏必要的灵活性,从而可能在构件的中间以更高的载荷产生相反的效果。

发明内容

因此,本发明的目的在于,在出现较大的离心力时实现转子构件到转子盘处的固定,其中在转子构件的支撑中力求尽可能均匀地压紧。

所提出的目的通过根据本发明的实施方式来实现。在本发明中还说明了用于根据本发明的转子的根据本发明的转子构件。

该转子特别是用于燃气涡轮机。然而,该实施方式同样可以用在其他类型的转子中,例如用在蒸汽涡轮机中。转子至少具有至少一个转子盘,在转子盘处沿周向分布地布置有多个转子构件。在此,转子限定了转子轴线,从而限定了轴向方向。

为此,转子盘具有环绕的轴向延伸的固定台肩。在此,环绕的固定台肩在朝向转子轴线的一侧形成支撑面。支撑面是环绕转子轴线的旋转面。在轴向方向上看,支撑面在转子构件与固定台肩相贴靠的长度上延伸。与旋转体的设计相对应,支撑面在相应的轴向位置处具有特定的支撑半径作为与转子轴线的距离。此外,支撑面的平均支撑半径可以被定义为沿轴向在支撑面的中间给定的半径。

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