專利名稱：具有至少一個由轉子盤和錨桿組成的轉子的渦輪機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種按專利權利要求1前序部分所述的燃氣輪機。
背景技術：
包括至少 一 個轉子的多級燃氣輪機原則上已公知各種不同的實施形 式，所述轉子具有布設在多個徑向平面內的在轉子盤圓周上的工作葉片。
此外還至少已知一些燃氣輪機，它們將各個轉子盤在端面形狀封閉地 設計為，使它們可以借助穿過轉子盤延伸的錨桿接合為單元。當然，隨著 結構長度的增加，增大了自由振動的長度，亦即錨桿未支承部分的長度。 由此將固有頻率轉移到一個接近轉子旋轉頻率的水平，從而在運行時或在 離心機中可能產生不允許的大振幅。這不僅會破壞錨桿，而且也可能損壞 整個燃氣輪機。這種情況還尤其發(fā)生在那些錨桿穿過壓氣機，然后通過中 央空心軸和在那里沿徑向處于外部的燃燒室，以及最后穿過渦輪機延伸的 燃氣輪機。
此外US3749516公開了兩級離心式壓氣機的一種結構類似的轉子。由 此已知的轉子包括多個轉子盤和一根設在中央的空心軸。錨桿在中心通過 空心軸和穿過轉子盤延伸，它通過在端側螺紋連接的端段，將轉子盤與空 心軸互相牢固地夾緊。為了將錨桿在轉子內部固定在其位置上，在錨桿上 設有套筒，它有固定在一側的彈性斜撐，斜撐借助螺釘支承在空心軸上。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是，采取措施，尤其防止錨桿與固定式燃氣 輪機運行時恒定的轉速無關地出現(xiàn)的固有振動。在這里燃氣輪機所有的旋 轉部分應構成一個盡可能剛性的單元。
為解決上述技術問題，具有專利權利要求1特征部分所述特征的本發(fā) 明規(guī)定，通道設計為環(huán)形的和用于導流冷卻劑，以及由套管(Trennrohr)構成 沿徑向的外邊界，其中， 一些開槽用作冷卻劑的通流孔。
4按照本發(fā)明的定距器基本上是一個彈性環(huán)，它帶有一些同軸延伸的通 流孔。該彈性環(huán)使錨桿在轉子內的減振性或剛性得以增強，并有足夠的穩(wěn) 定性，以便與轉速無關地將錨桿保持在其額定位置上。它可以方便地裝配， 與此同時盡管其具有彈性特性仍能提供足夠的預緊力。因此即使在高轉速 時也能保證其工作能力。
此外，采用定距器不僅提高了錨桿本身的固有頻率，而且也提高了所 有部分的固有剛度。
屬于這方面的還有，按照本發(fā)明的定距器原則上也使用于冷卻管和套 管區(qū)域內，它們在規(guī)定的軸向區(qū)段內間隔距離地圍繞所述錨桿。定距器在 這里處于錨桿與構成環(huán)形通道外邊界并導引冷卻劑的套管之間。就此而言 必要時，可以在內管或第一套管與外管或第二套管之間構成另一個環(huán)形通 道，從而一方面第一定距器布設在錨桿與內套管之間，以及必要時第二定 距器布設在內套管與外套管之間，借助它們可以使錨桿局部支靠在屬于轉 子的沿徑向更靠外的轉子組成部分上。通過必要時還沿其長度的多重支承， 可以顯著縮短錨桿能自由振動的長度。通過此項措施可以增大錨桿的固有 頻率與轉子的旋轉頻率之間的差距，由此顯著降低其振動傾向。其結果是
可以保證燃氣輪機更加可靠地運行。
因此采用簡單的裝置可以卓有成效地解決上述技術問題。 由從屬權利要求和附圖并結合說明，可知本發(fā)明的其他特征。


下面借助附圖表示的實施例詳細說明本發(fā)明。其中 圖1表示多級燃氣輪機部分轉子的局部剖面； 圖2用另一種尺寸比例表示從斜下方看定距器的透視圖； 圖3表示如圖2的透視圖，但是從斜上方看；
圖4表示在錨桿和在用于構成冷卻劑環(huán)形通道的內、外套管上定距器 的局部端面^L圖；以及
圖5表示沿圖4中直線V-V的剖面。
具體實施例方式
多級燃氣輪機1的轉子2，按圖1中的局部剖視圖，包括布設在多個平面3內的轉子盤5，它們在圓周上帶有工作葉片4。錨桿6沿設置在轉子盤 5內的中心孔7，延伸穿過燃氣輪機1的處于圖1左邊的壓氣機部分，以及 在一個圖中沒有表示的轉子盤內或在一個恰當?shù)霓D子端部件內，以沒有表 示的方式錨固。
預緊的錨桿6將轉子盤5和渦輪機單元的其他轉子件，按原則上已知 的方式形狀封閉地壓緊。
中央空心軸9沿軸向處在屬于燃氣輪機的壓氣機的轉子盤5旁，空心 軸以其未示出的對置端支靠在渦輪機單元的其中一個轉子部分上。沿徑向 在此中央空心軸9的外部，燃燒室處于燃氣輪機的機匣內。
至少一個環(huán)形通道10或11處在中央空心軸9與錨桿6之間。該通道 10、 11分別用于從轉子2在壓氣機側的區(qū)段向渦輪機側的區(qū)段導？ 1冷卻劑 12。在圖1中借助箭頭象征性地表示出冷卻劑12。
導引冷卻劑12的橫截面為環(huán)形的通道11可以被第 一或內套管13圍繞， 錨桿6在中心延伸通過它。此外，可以設有另一個環(huán)形冷卻通道10，用于 在第一或內套管13與第二或外套管14之間導引冷卻劑12。為了使錨桿6 在內套管13中準確定位，設置至少一個定距器15。該定距器15是一種彈 性的環(huán)形件，以及至少由一個支承環(huán)16組成，該支承環(huán)具有沿徑向延伸的 支承臂17，以及，在每個支承臂17的端部各有一個支腳18,這些可以由 圖2至圖6并結合圖l看出。
按圖示的實施例，定距器15或彈性的環(huán)形件是一體式的，其中，支承 臂17相對于支承環(huán)16沿徑向延伸并終止在支腳18處。按此實施例，每個 支腳18在其端部有一個支承面20，定距器15或其支承臂17分別通過該支 承面支靠在套管13的內側上。
支承臂17相對于轉子2的中心線M傾斜地分別從支承環(huán)16向支腳延 伸。因此支承臂17在環(huán)上的端部構成一個假想的鉸接點，當支承臂17在 離心力作用下相應地彎曲時，它可以繞此假想的鉸接點沿徑向回轉。離心 力促使支腳18通過離心力不脫開其支靠面，而是相應于轉子2的高轉速用 更大的外撐力支靠在其支靠面上，與此同時保證不會減小支承環(huán)16與支腳 18之間的徑向尺寸。這至少適用于在裝入狀態(tài)支承環(huán)處于沿徑向的內部以 及支腳18處于沿徑向外部的情況。
由圖l可以看出，為了確定用于冷卻劑的環(huán)形通道10，還設置結構基本相同、必要時僅尺寸略有不同的定距器15'。在這里支承環(huán)16 '支靠在第 一或內套管13的外面，以及將其支腳18'支承在第二或外套管14的里面。
由圖l可以看出，套管14在這里還用作相對于中央空心軸9沿徑向的 內邊界。
定距器15基于支承臂17而有一些開槽21，在裝入狀態(tài)它們沿相對于 錨桿6或相對于其中心線M沿徑向以及再與錨桿6同軸延伸。因此，定距 器15不僅相對于轉子2和錨桿6的中心線M固定錨桿6和/或兩個套管13 及14，而且它們還可以實現(xiàn)冷卻劑12自由和無阻礙地同軸流動。在裝入狀 態(tài)，開槽21分別形成通流孔。
定距器15、 15'不僅基本上是一體式的，而且基于其結構設計和所使用 的材料它們也是有彈性的。
按圖4中表示的實施例，通過定距器15及其支承臂17和它們的支腳 18，大體留出二分之一環(huán)形截面用于構成自由的通流孔21。因此還有約一 半的通道截面可供冷卻劑通流使用。
與此無關，定距器15、 15'沿徑向不可運動地固定在錨桿6圓周22上 或在其中一個套管13的圓周23上。為此定距器15、 15'將其支承環(huán)16、 16' 相宜地熱壓配合在支承它的錨桿6和套管13上。
最后，錨桿6和必要時還有內套管13 (它們分別支承定距器15、 15，) 具有用于定距器15、 15'的止擋24、 25。這些止擋24、 25按圖示的實施例 分別是一個環(huán)形凸塊，它們確定定距器15、 15'在熱壓配合時沿軸向應支靠 在此的那個準確的位置。
原則上還可以在其圓周上帶有工作葉片4的轉子盤5與錨桿6之間布 設定距器15或15'。圖1中在孔7的區(qū)域內借助交叉的虛線象征性地表示了 這種情況。尤其是靠近中央空心軸的第一轉子盤，可以相宜地與一個或多 個在這里感興趣的類型的定距器15具體連接。但原則上這同樣也可以適用 于其他轉子盤5,因此它們直接地或與錨桿6連接，或與第一或內套管13 連接。
權利要求
1.一種燃氣輪機(1)，包括至少一個轉子(2)，該轉子具有布設在多個平面(3)內的在轉子盤(5)圓周上的工作葉片(4)，其中，錨桿(6)沿轉子盤(5)中的孔(7)延伸，并將轉子盤接合為單元(8)，以及其中，所述轉子(2)原則上還有另一些轉子組成部分，包括至少一個圍繞所述錨桿(6)的環(huán)形通道(10、11)，在至少一個通道(10、11)中布設至少一個環(huán)形結構的定距器(15、15′)，用于相對于轉子(5)的中心線(M)來固定錨桿(6)的位置，以及定距器(15、15′)具有開槽(21)，這些開槽相對于錨桿(6)或相對于其中心線(M)沿徑向設置且同軸地延伸，其特征為所述通道(10、11)設計為用于流過冷卻劑(12)，以及由套管(13、14)構成沿徑向的外邊界，其中，所述開槽(21)用作冷卻劑(12)的通流孔。
2. 按照權利要求1所述的燃氣輪機，其特征為，所述定距器(15、 15') 是一體式的。
3. 按照權利要求1或2所述的燃氣輪機，其特征為，所述定距器(15、 15')是彈性的。
4. 按照權利要求1 、 2或3所述的燃氣輪機，其特征為，在所述轉子(2 ) 內布設多個通道(IO、 11)，它們分別由一個套管(13、 14)或由中央空心 軸(9)構成沿徑向的外邊界。
5. 按照前列諸權利要求之一所述的燃氣輪機，其特征為，所述定距器 (15、 15')至少沿徑向不能運動地固定在所述錨桿(6)和/或構成冷卻劑通道(10、 11 )邊界的套管(13、 14)的圓周(22、 23)上。
6. 按照前列諸權利要求之一所述的燃氣輪機，其特征為，在所述錨桿 (6)上和/或在所述套管(13、 14)上布設至少一個止擋(24、 25)，用于所述定距器(15、 15')的軸向定位。
7. 按照權利要求6所述的渦輪機，其特征為，在所述錨桿(6)和/或 內套管(13)上布i殳凸塊，作為定位用的止擋(24、 25)。
8. 按照前列諸權利要求之一所述的燃氣輪機，其特征為，所述錨桿(6) 構成環(huán)形內通道(ll)沿徑向的內邊界，以及第一套管或內管(13)構成 該通道(11)的外邊界。
9. 按照前列諸權利要求之一所述的燃氣輪機，其特征為，所述環(huán)形外 通道(IO)圍繞內部的第一套管或內管(13),以及由第二套管或外管(14) 構成其外邊界。
10. 按照前列諸權利要求之一所述的燃氣輪機，其特征為，在所述環(huán)形 冷卻通道(10)的內管(13)與外管(14)之間，也布設與用于錨桿(6) 同樣類型的定距器(15、 15')。
11. 按照前列諸權利要求之一所迷的燃氣輪機，其特征為，所述定距器 (15，)在所述環(huán)形冷卻通道(10)內設在并定位在內管上。
12. 按照前列諸權利要求之一所述的燃氣輪機，其特征為，所述定距器 (15)是環(huán)形件，以及包括至少一個帶有一些徑向延伸的支承臂(17)的支承環(huán)(16)，在支承臂端部有支承面(20)。
13. 按照權利要求12所述的燃氣輪機，其特征為，在所述支承環(huán)(16) 的相鄰支承臂(17)之間以這樣的方式布設用于冷卻劑(12)的通流孑L(21 )， 亦即能提供所述通道(10、 11)的約一半環(huán)形截面用于供冷卻劑流通用。
14. 按照權利要求12或13所述的渦輪機，其特征為，所述支承面(20) 布設在所述支承臂(17)自由端的支腳(18)上。
15. 按照權利要求12、 13或14所述的渦輪機，其特征為，所述支承臂 (17)相對于轉子(2)的中心線(M)傾斜地從所述支承環(huán)(16)延伸到支腳(18)。
16. 按照前列諸權利要求之一所述的渦輪機，其特征為，所述定距器 (15、 15')熱壓配合在支承它的錨桿(6)和/或套管(13)上。
17. 按照前列諸權利要求之一所迷的渦輪機，其特征為，至少一個定距 器(15 )布設在錨桿(6 )與至少一個在其圓周上帶有工作葉片的轉子盤(5 ) 之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種渦輪機，尤其一種熱流體機械，包括至少一個轉子(2)，該轉子具有布設在多個徑向平面(3)內的在轉子盤(5)圓周上的工作葉片(4)，其中，錨桿(6)沿轉子盤(5)中的孔(7)延伸并將所述轉子盤接合為單元(8)，以及其中，原則上還設有另一些轉子和渦輪機組成部分。本發(fā)明的特征在于，具有至少一個環(huán)形結構的定距器(15、15′)，用于相對于轉子(5)的中心線(M)固定所述錨桿(6)的位置，以及該定距器(15、15′)具有通流孔(21)，這些通流孔相對于錨桿(6)或相對于其中心線(M)沿徑向設置且同軸地延伸。
文檔編號F01D5/06GK101631931SQ200880008307
公開日2010年1月20日 申請日期2008年2月15日 優(yōu)先權日2007年3月12日
發(fā)明者烏爾里克·埃赫豪特, 哈拉爾德·霍伊爾, 弗朗索瓦·本克勒, 彼得-安德烈亞斯·施耐德, 沃爾特·洛克 申請人:西門子公司