[发明专利]涡轮机转子

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于涡轮机的转子，尤其涡轮机(例如燃气涡轮或蒸汽涡轮、优选地发电设备)的压缩机转子或涡轮转子。此外，本发明涉及一种用于使涡轮机改型(Modernisieren)的方法。

背景技术

转子通常包括至少一个工作叶片排(Laufschaufelreihe)，其具有多个工作叶片，工作叶片关于转子的回转轴线在周向上彼此相间隔地布置。在此，工作叶片从转子出发伸出到气体路径(Gaspfad)中。在涡轮机的运行中在该气体路径中流动有工作气体。此外，这种转子典型地包括转子轴，其对于相应的工作叶片排具有在周向上延伸的容纳槽，工作叶片以其叶片根部(Schaufelfuβ)插入该容纳槽中。此外，可设置有多个中间件(Zwischenstueck)，其在容纳槽中相应布置在两个邻近的工作叶片之间。

此外，工作叶片相应具有叶片叶(Schaufelblatt)，其从所属的叶片根部(相应的工作叶片经由其固定在转子轴处)与转子大致径向地隔开并且因此伸入气体路径中。尤其对于压缩机，在与叶片根部相关联的内部的端部区段中可通过在转子的邻接到叶片叶处的、暴露于气体路径的外侧处的特殊的轮廓构型(Konturgebung)获得在涡轮机的运行中气体流动的稳定化。在此涉及转子的限制气体路径的端壁轮廓(Endwandkontur)，其尤其可沿着气体路径拱曲。在此，原理上可能使工作叶片在其叶片根部处在面对气体路径的外侧处在周向上在叶片叶旁边配备有这种拱曲的端壁轮廓。

例如，文件US 5 232 348 A和文件US 2 916 257 A的附图显示了拱曲的端壁轮廓，其中，中间件的气体路径侧的端壁齐平地且无台阶地过渡到叶片根部的端壁中。代替拱形的面对气体路径的凸的设计方案，也可设置直线的设计方案。

发明内容

在此提出本发明。本发明研究该问题，即为开头所提及的类型的转子说明改进的实施形式，其尤其特征在于，端壁轮廓可更容易地制造。在此也应使存在的涡轮机的相对便宜的改型成为可能。

根据本发明，该问题通过独立权利要求的内容来解决。有利的实施形式是从属权利要求的内容。

对应于有利的实施方案，相应的端壁轮廓在轴向截面中具有刚好两个转折点并且尤其在其轴向的端部处相切地过渡到转子轴的外侧中。附加地或备选地，相应的端壁轮廓可以是凹状拱曲的。附加地或备选地可能的是，在相应的端壁轮廓中拱形沿着气体路径偏离中心地布置，其中，尤其在压缩机中其可朝向流入侧移位。

根据本发明的压缩机或根据本发明的涡轮配备有之前所描述的类型的转子，并且可应用在涡轮机中、例如在发电设备的静态的涡轮机中。

在本发明中尤其设置成，不仅叶片根部的面对气体路径的外侧，而且中间件的面对气体路径的外侧配备有这种类型的端壁轮廓。由此，从相应的叶片根部的外侧的端壁轮廓至相应邻近的中间件的外侧的端壁轮廓的过渡更简单地来设计。因此，尤其不再需要对于在叶片根部处的端壁轮廓的复杂的三维造型。由此，可减小用于制造端壁轮廓的成本。因为根据本发明中间件现在也设有这种端壁轮廓，例如在改型的范围中可能更换工作叶片和中间件，以便使存在的涡轮机后来配备有拱曲的端壁轮廓。

对应于一个有利的实施形式，在叶片根部和中间件的外侧处的端壁轮廓可以是相同的。不仅在叶片根部处而且在中间件处制造相同的端壁轮廓避免了复杂的三维的过渡，这简化了端壁轮廓的制造。

对应于一个特别有利的实施形式，端壁轮廓可轴向对称地设计。这意味着，端壁轮廓关于回转轴线旋转对称地设计。换言之，在包含回转轴线的切平面中，相应的端壁轮廓在周向上保持不变地或恒定地形成轮廓。由此，将端壁轮廓施加在叶片根部的外侧处和在中间件的外侧处是特别简单的。

根据另一有利的实施形式，中间件和叶片根部可在轴向上不对称地设计，这样使得中间件仅仅在唯一的装配位置中可按规定装配。对于该情况(即拱曲的端壁轮廓在轴向上不对称地设计)，以上提出的结构形式避免了中间件的错误的装配，其将导致明显损害相应的工作叶片在叶片根部的区域中的环流。

根据一个特别的实施形式，容纳槽在轴向上相对的槽壁处可具有径向向内指向的支撑轮廓(Stuetzkontur)，其中，中间件具有与容纳槽的支撑轮廓互补的、径向向外指向的支撑轮廓，其在装配的状态中径向地支撑在容纳槽的支撑轮廓处。由此，中间件通过彼此贴靠的支撑轮廓之间的强化的形状配合径向向外固定在容纳槽中。为了可将中间件引入相应的容纳槽中，转子轴可在轴向平面中分开。