[发明专利]轴流式流体机械的转子

说明书

技术领域

本发明涉及一种轴流式流体机械的转子，包括多个成叠排列的转子盘，它们借助至少一个贯穿螺栓互相夹紧以及分别有一个外径。 

背景技术

长期以来由普通的现有技术已知此类转子。在转子中使用的转子盘已知在其外侧携带成圈排列的工作叶片，借助它们可以压缩工质或借助它们可以将工质内含有的能量转换为转子的旋转运动。在这里，彼此贴靠的成叠转子盘用至少一个贯穿螺栓互相夹紧。为此，贯穿螺栓延伸穿过转子盘并通过旋在端侧的螺母压紧。贯穿螺栓保证转子盘牢固地互相贴靠。 

此外由DE19914227B4已知，焊接而成的转子可以有一个在外部的圆筒状隔热套，用于保护转子的内部区。 

此外由专利文件DE898100已知一种冷却式燃气轮机转子。它的外圆周由环形的叶片支架构成，这些叶片支架朝轴的方向设有互相对置的槽。在每个这种槽内分别插入转子盘的一个凸出的边缘，从而将各自的叶片支架形状封闭地夹紧在两个转子盘之间。 

除此之外由专利文件CH238207已知一种由多个部分组成的燃气轮机筒式转子。在这里，筒式转子包括一个由多个环沿轴向组合而成的圆筒，它们在圆筒的外圆周的对接位置互相焊接。在两个相邻环之间对接位置的区域内状形封闭地镶嵌转子盘的边缘。 

由专利文件DE972310已知一种圆盘结构方式的涡轮机模件式转子。由转子携带的工作叶片具体固定在环上。这些环在其端侧通过形状封闭被设在两侧的转子盘固定。 

发明内容

为了努力提高用于生产能量的汽轮机的效率和功率，在高的压气机压力比的同时需要比较大的压气机质量流量。大的压气机质量流量例如出现在其额定功率大于50MW的汽轮机的压气机中。在这里压气机的压力比大于1∶16。基于比较高的压力比，压缩空气的温度提高到摄氏好几百度。高 的空气温度加热了压气机相邻的部分，尤其在后面的几个压气机级的区域内，所以如今基于高的压力比，迄今使用的材料不再能足够地经受住现在出现的温度。基于有大质量流量的压气机的结构尺寸，在转子盘所使用的耐热材料中产生了另一些在强度和可加工性方面的缺点，从而使这些压气机仅能有条件地适用和仅能有条件地使用。此外耐热材料还比较昂贵。 

因此本发明要解决地技术问题是提供一种用于轴流式流体机械的转子，优选地用于压力比大于1∶16和压气机质量流量比较大的高压压气机的转子，其中为了保持转子盘彼此贴靠成叠的设计方案，可以提供一种低成本的结构。与此同时，转子应有特别长的使用寿命。此外应进一步提高压气机的效率。 

上述技术问题通过一种前言所述类型的转子得以解决，其中转子的至少一个转子盘有比相邻转子盘小的外径，以及存在的直径差通过一个环形地围绕外径较小的转子盘的圆筒来补偿，该圆筒沿所述直径较小的转子盘的全部轴向长度围绕所述直径较小的转子盘，并具有在其内表面上的连续的环形的腹板，该腹板沿轴向夹紧在被围绕的直径较小的转子盘之间。 

因此按照本发明建议了一种沿其径向看分成多个部分的转子，其中，在内部的转子盘可以用与设在外部的圆筒不同的材料制造。由此可以根据圆筒和转子盘承受的不同的负荷来选择最适用的材料。不仅圆筒而且被围绕的直径较小的转子盘可以分别用一种材料制造，采用这种材料可以达到构件特别长的使用寿命。与此同时提供一种设备，借助它可使圆筒与直径较小的转子盘防旋转地连接。因此在处于外部的圆筒与沿径向设在更靠里的转子盘之间不可能造成有滑动的相对运动，从而在总体上要在有关构件之间传递的扭矩和力可以无损失地传输。此外圆筒可以密封两个转子盘之间的间隙，从而在此位置可以抑制在现有技术中可能存在的漏流。其结果是提高压气机的效率。 

此外，与由现有技术已知的大直径的转子盘相比，转子盘基于其直径较小，还可以借助已知的超声波方法更好地探测可能存在的材料夹杂、缺陷位置和/或裂纹。 

在从属权利要求中给出一些有利的扩展设计。 

按第一项有利的扩展设计，外径较大的转子盘直接装在外径较小的转子盘旁。因此工作叶片直接与直径较大的转子盘钩连，而在转子的设置有直径较小的转子盘的轴向部分内，工作叶片直接与圆筒钩连。可以说，转子包括具有盘式转子的第一部分和具有筒式转子及在内部的转子盘的第二部分。 

按另一项有利的扩展设计，圆筒的腹板沿径向向内延伸超过外径较小的转子盘并在这种情况下有这样的轴向宽度，亦即使腹板至少部分一直延伸到外径较小的转子盘的轮毂孔内。这种设计导致一种特别能承受不仅机械载荷而且热负荷的圆筒。