CN102686831A - 用于涡轮机的转子 - Google Patents

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Abstract

本发明基于一种用于涡轮机（2）的转子（6），所述转子具有：轴（4）、设置在所述轴上的叶轮（8）和轴承（12）。当所述叶轮（8）朝向所述轴（4）具有凹部（20），所述轴承（12）至少部分地设置在所述凹部中时，可获得改进的转子动力。

Description

用于涡轮机的转子
技术领域
本发明涉及一种用于涡轮机的转子，所述转子具有轴、设置在所述轴上的叶轮和轴承。
背景技术
在用于工业设备的涡轮机中，一个或多个叶轮作为流体动力做功的转动轮在轴上转动，例如在压缩器中用于压缩气态介质，或者在蒸汽轮机中用于驱动发电机。在这种情况下，所述轴支承在至少两个部位上。作为例子可提出一种径流式压缩机，其中，叶轮设置在支承部位之间，并且在需要时也作为悬伸级设置在自由的轴端部上。由于高的悬伸力矩可能导致显著的振动，从而使得最高可能转速可能不期望地低。
发明内容
本发明的目的是，提出一种用于涡轮机的转子，所述转子能够以高转速运动。
所述目的通过前述类型的转子来实现，其中，根据本发明，叶轮朝向轴具有凹部，轴承至少部分地设置在所述凹部中。将轴靠近地支承在叶轮上是可实现的。由于支承部与承重的叶轮的小的距离，转子对振动不敏感，从而使得所述转子能够以高转速运动。
当涡轮机是径流式压缩机且尤其叶轮是悬伸级的部分时，可特别有利地应用本发明。相对于在具有相同的直径的叶轮中径向吸入空气，在悬伸级中可通过在轴的轴线区域中的不足的闭锁获得变大的吸气横截面。
因为所述轴适宜地终止在叶轮中，所以不可避免地形成自由的、即不支承的轴端部。在将叶轮设置在自由的轴端部上时，轴的弯折部在那里不能通过轴承特别是径向轴承来支撑。相应地可获得临界弯矩，并且因此获得不利地限制涡轮机的工作范围的弯曲临界转速。通过本发明能够减少相应的振动，并且使可达到的转速保持得高。在这种情况下，轴的支承部的根据本发明的设计方案的优点额外在于在结构上实现轴的缩短，并且特别在于自由的轴端部的缩短，因此能够获得有利的转子动力。
有利的是，凹部在轮盘侧设置在叶轮中。在这种情况下，叶轮的轮盘侧是背离流动导向装置的那一侧。与此不同的是，叶轮具有相对置的盖盘侧，所述盖盘侧沿轴向朝外。在这样的实施形式中，与短的轴端部和良好的转子动力相关联，叶轮的大的吸气横截面保持不变。
适宜的是，轴承的轴向延伸部的部分和尤其轴承的轴向中点设置在凹部中，从而将支承面的大部分放置在凹部内，进而可实现自由的轴端部的显著的缩短。
特别是在径流式压缩机中，在轴承和叶轮之间设置有密封件，所述密封件以有利的方式设置在凹部中，特别是完全地设置在凹部内。密封件能够是用于向外密封轴承润滑油的和/或用于向外密封在压缩机的内部中形成的工作压力的迷宫式密封件。
所述凹部的尺寸适宜地设定成，使得轴承的定子侧轴承容纳部伸入到凹部中。因此能够实现将轴在轴端部附近稳定地支承。
当定子侧轴承容纳部除了轴承之外也承载密封件时，可实现稳定的结构和可靠的密封。
具体实施方式
借助于在图中示出的实施例详细阐述本发明。在图的唯一的附图中示出构成为径流式压缩机的涡轮机2的断面。该图示出涡轮机2的沿着轴4的剖面的示意的实施形式。轴4是涡轮机2的转子6的部件，并且在其一端上支承有叶轮8，以用于在轴向方向10上吸入外界空气，并且在径向方向上向外压缩所吸入的空气。
涡轮机2是径流式压缩机，所述径流式压缩机具有悬伸级即带有叶轮8的压缩机级，所述叶轮设置在轴4的轴向端部上。径流式压缩机构造成特别大，并且用于以在100,000m3/h和800,000m3/h之间的体积流进行空气压缩并且将大气压力压缩到4bar和8bar之间。
轴4通过构成为径向轴承的第一轴承12和构成为轴向轴承的第二轴承14来支承。轴4还由另一径向轴承支承，但是所述径向轴承设置在附图的绘图区域外且因此未示出。在径向轴承12和叶轮8之间设置有呈迷宫式密封件形式的轴密封件16，以用于向外密封轴承润滑油。
叶轮8径向向外延伸成叶片段18，所述叶片段朝向轴4形成凹部20。所述凹部20的轮盘侧边界通过虚线22示出。径向轴承12部分地设置在所述凹部20内，也就是说使得轴承12的轴向中线24设置在凹部20中。在这种情况下，轴向中线24通过平行于轴4延伸的剖面形成在轴承12的假想的轴向中面中，所述轴向中面沿轴向方向10居中地分割轴承12。因此，径向轴承12的多于一半的支承面位于叶轮8的凹部20中。轴密封件16围绕轴4完全设置在凹部20中。
在这种情况下，凹部在轮盘侧设置在叶轮8中，即设置在背离吸入待压缩的介质、在所述实施例中为外部空气的侧的那一侧上。相应地，术语“轮盘侧”意味着在毂的侧上，并且背离叶轮的具有流动导向装置的轴向侧。
轴密封件16和径向轴承12通过定子侧轴承容纳部26固定在涡轮机2的定子处，从而由此将轴4定位在定子内其所期望的位置上。在这种情况下，轴承容纳部26还伸入到叶轮8的凹部20中一段，并且至少部分地从外部包围轴承12和轴密封件16，以用于定位。在这种情况下，轴容纳部26借助一体地构成的元件既承载径向轴承12也承载轴密封件16。
通过将径向轴承12至少部分地设置在凹部20内，相对于已知的轴，轴4能够在结构上缩短地构成，因此，可获得在振动方面有利的转子动力。在这种情况下，叶轮8的沿圆周方向环绕的并且径向外置的突起部以在轮盘侧上的叶片段18至少部分伸出经过径向轴承12，从而使得径向轴承12的固定在侧向避开叶轮8地从凹部20中引出。相应地，轴承12的轴承容纳部26与轴承12一起伸入到凹部20中。
通过将轴承部分地设置在凹部20中可实现悬伸部的缩短，并且因此降低振动敏感度。因此，借助提高在自由端上的弯曲临界转速来特别地改善转子动力，从而使得该径流式压缩机与悬伸级的传统构造相比能够以更高的转速工作。

Claims (9)

1.用于涡轮机（2）的转子（6），具有轴（4）、设置在所述轴上的叶轮（8）和轴承（12），
其特征在于，所述叶轮（8）朝向所述轴（4）具有凹部（20），所述轴承（12）至少部分地设置在所述凹部中。
2.如权利要求1所述的转子（6），其特征在于，所述涡轮机（2）是径流式压缩机。
3.如权利要求1或2所述的转子（6），其特征在于，所述叶轮（8）是悬伸级的部分。
4.如上述权利要求之一所述的转子（6），其特征在于，所述轴承（12）是径向轴承。
5.如上述权利要求之一所述的转子（6），其特征在于，所述凹部（20）在轮盘侧设置在所述叶轮（8）中。
6.如上述权利要求之一所述的转子（6），其特征在于，所述轴承（12）的轴向中点设置在所述凹部（20）中。
7.如上述权利要求之一所述的转子（6），其特征在于，在所述轴承（12）和所述叶轮（8）之间，在所述凹部（20）中设置有密封件（16）。
8.如上述权利要求之一所述的转子（6），其特征在于，所述轴承（12）的定子侧轴承容纳部（26）伸入到所述凹部（20）中。
9.如权利要求7和8所述的转子（6），其特征在于，所述定子侧轴承容纳部（26）也承载所述密封件（16）。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107002703A (zh) * 2014-10-09 2017-08-01 克里奥斯塔股份有限公司 以高速旋转的涡轮机构
CN107532608A (zh) * 2015-06-11 2018-01-02 株式会社Ihi 旋转机械

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE966394C (de) * 1951-11-18 1957-08-01 Bayerische Motoren Werke Ag Abgasturbolader fuer Brennkraftmaschinen
US3219260A (en) * 1962-01-18 1965-11-23 Marion E Lamkin Propellant driven fan
US6430917B1 (en) * 2001-02-09 2002-08-13 The Regents Of The University Of California Single rotor turbine engine
US20030118461A1 (en) * 2000-01-26 2003-06-26 Josef Hodapp Radial turbo-blower

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH201075A (de) * 1937-03-23 1938-11-15 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Abgasturbogebläse.
US2939626A (en) * 1957-12-27 1960-06-07 Laval Steam Turbine Co Turbo-compressor
US3102490A (en) * 1961-07-18 1963-09-03 Thompson Ramo Wooldridge Inc Turbo pumping apparatus
US3115841A (en) * 1961-11-16 1963-12-31 Thompson Ramo Wooldridge Inc Pump assembly
US3692436A (en) * 1971-05-20 1972-09-19 Caterpillar Tractor Co Thermal compensating support for turbocharger shafts
NO138608C (no) * 1973-07-05 1978-10-04 Thune Eureka As Neddykkbar vaeskepumpe.
US4756664A (en) * 1985-10-03 1988-07-12 Sundstrand Corporation Scavenge oil system
JPH0681884B2 (ja) * 1988-07-25 1994-10-19 いすゞ自動車株式会社 翼車軸の軸受構造
US4878805A (en) * 1988-10-20 1989-11-07 Sundstrand Corporation Blower for use in particle contaminated environments

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE966394C (de) * 1951-11-18 1957-08-01 Bayerische Motoren Werke Ag Abgasturbolader fuer Brennkraftmaschinen
US3219260A (en) * 1962-01-18 1965-11-23 Marion E Lamkin Propellant driven fan
US20030118461A1 (en) * 2000-01-26 2003-06-26 Josef Hodapp Radial turbo-blower
US6430917B1 (en) * 2001-02-09 2002-08-13 The Regents Of The University Of California Single rotor turbine engine

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107002703A (zh) * 2014-10-09 2017-08-01 克里奥斯塔股份有限公司 以高速旋转的涡轮机构
CN107002703B (zh) * 2014-10-09 2020-03-03 克里奥斯塔股份有限公司 以高速旋转的涡轮机构
CN107532608A (zh) * 2015-06-11 2018-01-02 株式会社Ihi 旋转机械

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Publication number Publication date
DE102009052931A1 (de) 2011-05-26
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WO2011058042A3 (de) 2012-03-01
US20120275923A1 (en) 2012-11-01

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