[发明专利]用于流体机械的转子

说明书

本发明涉及一种用于流体机械的转子，其包括：多个转子区段，所述转子区段分别设有居中的开口并且轴向彼此相邻地设置；穿过转子区段的开口延伸的单一的拉杆和两个夹紧机构，所述夹紧机构设置在拉杆的轴向相对置的端部处并且将转子区段相互夹紧，其中转子区段形成至少两个转子区段组，在所述转子区段组之间设置有至少一个另外的夹紧机构。

技术领域

本发明涉及一种用于流体机械的转子，其包括：多个转子区段，所述转子区段分别设有居中的开口并且轴向彼此相邻地设置；穿过转子区段的开口延伸的单一的拉杆；和两个夹紧机构，所述夹紧机构设置在拉杆的轴向相对置的端部处并且将转子区段相互夹紧。

背景技术

这种转子在现有技术中以不同的设计方案已知，并且在流体机械中用于：将能量形式相互变换。例如，做功流体的焓和/或流动能量在蒸汽轮机/燃气轮机中变换成转子的旋转能量(涡轮机转子)。替选地，能够使用旋转驱动的转子，以便抽吸任意的气体并且为了进一步使用而在工业过程中压缩(压缩机转子)。

已知的转子包括多个转子区段，所述转子区段分别设有居中的开口并且轴向彼此相邻地设置。在此，转子区段中的一些构成为所谓的轮盘，所述轮盘分别承载径向延伸的叶片的凸缘(转子叶片)。此外，这种转子大多包括延伸穿过转子区段的开口的中央的单一的拉杆。在拉杆的轴向相对置的端部处设置有两个夹紧机构，所述夹紧机构将转子区段相互夹紧。

在流体机械运行期间，激励拉杆振动。在此，避免拉杆固有频率的大小的振动频率或拉杆固有频率附近的振动频率，因为拉杆的这种共振能够损害流体机械的功能或导致拉杆的损坏/破坏。

涡轮机转子通常以低的旋转频率运行，所述旋转频率基本上对应于相应的电网的网络频率。在涡轮机转子中构建的拉杆的固有频率相应地通常显著高于该旋转频率，因此在涡轮机级中几乎无法出现拉杆的有害的共振。

对于压缩机转子的情况是不同的，因为所述压缩机转子以尽可能高的旋转频率运行。因为旋转频率越高，可实现的压缩机功率就越大。只要压缩机转子的拉杆的固有频率不允许低于压缩机转子的旋转频率，那么因此所述固有频率就是对于压缩机功率的限制功率的因素。

在该背景下期望的是：提高尤其压缩机转子的拉杆的固有频率，所述固有频率原则上通过拉杆的尺寸和材料特性以及通过借助于夹紧机构施加到拉杆上的拉力确定。在此，所提到的因素不同地影响拉杆的固有频率。

拉杆的固有频率越低，拉杆的自由振动长度就越长。由于多个轮盘和其它的转子区段，对于压缩机转子——进而也对于穿过其的拉杆——能够完全得到如下长度，所述长度伴随拉杆的相对低的固有频率，这强烈地限制压缩机转子的可行的旋转频率。

相反，拉杆的固有频率越高，经由夹紧机构施加到拉杆上的拉力就越高。由于此，能够通过如下方式提高拉杆的固有频率：转子区段相对彼此更强地夹紧。但是，拉杆的拉力不能够任意地提高，因为对于拉杆而言由材料和尺寸所决定不应超过最大允许的拉力，以便防止拉杆的损坏或撕裂。

因此，在实践中总是不可行的是：结构上设定拉杆的足够高的固有频率，以便达到期望的压缩机功率。

该问题至今为止通过如下方式克服：使用不同的拉杆装置，所述拉杆装置通常由多个较短的、偏心设置的拉杆构成。然而，该解决方案的缺点是：不再能够实现与单一的中央的拉杆关联的优点，例如简单的制造和安装。

上述类型的其它的转子在参考文献WO 2015/091436 A1、WO 2014/037521 A1和JP2006 138 255 A中描述。

发明内容

因此，本发明的目的是，实现一种改进的转子，所述转子克服上述缺点并且允许更高的旋转频率。

为了实现所述目的，本发明提出上述类型的转子，所述转子的转子区段形成至少两个转子区段组，在所述转子区段组之间设置有至少一个另外的夹紧机构。