EP3538744A1 - Strömungsmaschinenrotor und verfahren zum herstellen desselben - Google Patents

Strömungsmaschinenrotor und verfahren zum herstellen desselben

Info

Publication number
EP3538744A1
EP3538744A1 EP17797639.6A EP17797639A EP3538744A1 EP 3538744 A1 EP3538744 A1 EP 3538744A1 EP 17797639 A EP17797639 A EP 17797639A EP 3538744 A1 EP3538744 A1 EP 3538744A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
alternative
turbomachine rotor
lauschaufeln
hub body
cover body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP17797639.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Yves Bidaut
Sascha SCHOB
Christian GOLD
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MAN Energy Solutions SE
Original Assignee
MAN Energy Solutions SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MAN Energy Solutions SE filed Critical MAN Energy Solutions SE
Publication of EP3538744A1 publication Critical patent/EP3538744A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/30Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers
    • F01D5/3061Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers by welding, brazing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23PMETAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • B23P15/006Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass turbine wheels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12Blades
    • F01D5/14Form or construction
    • F01D5/141Shape, i.e. outer, aerodynamic form
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00Manufacture
    • F05D2230/10Manufacture by removing material
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00Manufacture
    • F05D2230/20Manufacture essentially without removing material
    • F05D2230/23Manufacture essentially without removing material by permanently joining parts together
    • F05D2230/232Manufacture essentially without removing material by permanently joining parts together by welding
    • F05D2230/237Brazing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00Manufacture
    • F05D2230/20Manufacture essentially without removing material
    • F05D2230/23Manufacture essentially without removing material by permanently joining parts together
    • F05D2230/232Manufacture essentially without removing material by permanently joining parts together by welding
    • F05D2230/238Soldering
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2270/00Control
    • F05D2270/01Purpose of the control system
    • F05D2270/11Purpose of the control system to prolong engine life
    • F05D2270/114Purpose of the control system to prolong engine life by limiting mechanical stresses

Definitions

  • the invention relates to a turbomachine rotor. Furthermore, the invention relates to a method for producing such a turbomachine rotor.
  • Turbomachines such as turbines or compressors, have stator-side modules as well as rotor-side modules.
  • To the rotor-side assemblies of a turbomachine includes the so-called Strömungsmaschinenrotor having a radially inner hub body, starting from the hub body radially outwardly extending blades and closed design has a radially outwardly adjoining the blades cover body. Between see the radially inner hub body and the radially outer cover body of a closed Strömungsmaschinenrotors extend the blades of the blades.
  • Known closed turbomachinery rotors are constructed such that, according to a first alternative, the blades integral integral part of the hub body and the cover body are materially connected or according to a second alternative, the blades integral integral part of the cover body and are cohesively connected to the hub body.
  • turbomachine when the blades are an integral part of the hub body, the blades and the hub body form a monolithic assembly. Then, however, when the blades are an integral part of the cover body, the blades and the cover body form a monolithic assembly.
  • turbomachinery rotors can not be operated at increasingly higher speeds, since the cohesive connection, in particular soldered, between the blades and after the first alternative, the cover body or after the second alternative, the hub body at increasingly higher speeds can fail. There is therefore a need for a turbomachine rotor which can be operated at higher speeds.
  • the present invention has the object to provide a novel Strömungsmaschinenrotor and a method for producing the same.
  • the respective cohesive connection can be improved, in particular stresses are reduced in the area thereof, so that ultimately the turbomachine rotor operated at higher speeds and thus the performance of the turbomachine can be increased.
  • the rotor blades have a transition radius between 0.5% and 2.5%, more preferably between 1.0% and 2.0%, in a transition region between the respective blade blade and the respective base. , an outer diameter of the turbomachine rotor is. With such a transition radius between the rotor blade and the base, the strength of the respective cohesive connection and thus the maximum speed of a turbomachine rotor can be increased particularly advantageous.
  • Hub body are connected to the sockets of the blades by soldering together.
  • a turbomachine rotor can be provided which can be operated at particularly high speeds.
  • the inventive method for producing the turbomachine rotor is defined in claim 8.
  • 1 shows a highly schematic detail of a first turbomachine rotor; and 2 shows a highly schematic detail of a second turbomachine rotor.
  • the invention relates to a turbomachine rotor, namely a so-called a closed turbomachine rotor, in particular a closed turbomachine rotor of a turbine or a compressor.
  • Closed turbomachinery rotors have a cover body.
  • FIG. 1 shows a highly schematic representation of a detail of a first turbomachine rotor 10 according to the invention with a radially inner hub body 1 1, with a radially outer covering body 12, and with moving blades 13 extending between the radially inner hub body 11 and the radially outer covering body 12 each having a blade blade 14.
  • the radially inner hub body 1 1 is also referred to as a hub disc and the radially outer cover body 12 as a cover plate.
  • the blades 13 are an integral part of the hub body 1 first
  • the blades 13 and the hub body 1 1 thus form a monolithic assembly.
  • the blades 13 are materially connected to the cover body 12, in particular by soldering.
  • the rotor blades 13 in the exemplary embodiment shown in FIG. 1 are adjacent to the cover body 12, that is to say on one of the cover bodies
  • the hub body 1 1, the integral blades 13 of the hub body 1 1 and the integral base 15 of the blades 13 are preferably carried out by milling as an integral assembly.
  • the hub body 1 1, the blades 13 and the base 15 thus form a monolithic assembly.
  • the blades 13 have in the transition region 1 6 between the respective blade blade 14 and the respective base 15 over a defined transition radius which is greater than the radius in the region of the material connection 17 and between 0.5% and 2.5% of an outer diameter of Turbomachine rotor 10 is.
  • This outer diameter of the turbomachine rotor 10 is defined by the largest diameter of the cover body 12.
  • the transition radius in the transition region 16 between 0.5% and 2% or between 1, 0% and 2.5%, more preferably between 1, 0% and 2.0%, this outer diameter of the turbomachine rotor 10th
  • FIG. 2 shows an alternative embodiment of a turbomachine rotor 20 having a radially inner hub body 21, a radially outer cover body 22, and rotor blades 23 extending between the radially inner hub body 21 and the radially outer hub body 22.
  • the blades 23 are an integral part of the cover body 22 and materially connected to the hub body 21, via base 25, which constitute an integral part of the respective blade 23.
  • the blades 23, namely the blades 24 of the same, have adjacent to the hub body 21 and at an opposite end of the hub body 21 to the respective base 25 through which the blades 23 are connected to the hub body 21 cohesively.
  • FIG. 2 shows a radius in the area of the integral connection 27.
  • a defined transition radius is formed, which is greater than the radius in the region of the cohesive connection 27 and between 0.5% and 2.5%, preferably between 0.5% and 2.0% or between 1, 5% and 2.5%, more preferably between 1, 0% and 2.0%, of the outer diameter of the turbomachine rotor 20 is.
  • the present invention further relates to a method for producing such a turbomachine rotor 10 or 20.
  • a separate cover body 12 or according to the second alternative, a separate hub body 21 is provided.
  • These assemblies are preferably each executed by milling or additive manufacturing assemblies.
  • hub body 1 1, rotor blades 13 and base 15 form an integral, monolithic assembly made by milling.
  • cover body 22, the blades 23 and the base 25 form an integral, monolithic assembly made by milling.
  • hub body 1 1 or 21 and cover body 12 or 22 are connected to one another via the base 15 or 25 of the rotor blades 13 and 23, preferably by soldering.
  • a transition radius which is preferably formed by milling in the respective transitional region 16, 26 is greater than a radius in the region of the respective integral connection 17, 27. In the variant of FIG. 1, therefore, the transition radius in the transitional region 16 between the base 15 and the intercommunicating blade 14 is greater In the variant of FIG. 2, the transition radius in the transitional region 26 between the base 25 and the intercommunicating blade 24 is greater than the radius in the connection region between the base 25 and the hub body 21.
  • the stresses can be reduced by the shaping. Furthermore, speeds at the turbomachine rotor 10, 20 can be increased, whereby ultimately the performance of a turbomachine can be increased.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Non-Positive Displacement Air Blowers (AREA)

Abstract

Strömungsmaschinenrotor (10), mit einem radial inneren Nabenkörper (11), mit einem radial äußeren Deckkörper (12), mit sich zwischen dem Nabenkörper (11) und dem Deckkörper (12) erstreckenden, Laufschaufelblätter (14) aufweisenden Laufschaufeln (13), wobei die Lauschaufeln (13) nach einer ersten Alternative integraler Bestandteil des Nabenkörpers (11) und mit dem Deckkörper (12) stoffschlüssig verbunden sind oder einer zweiten Alternative integraler Bestandteil des Deckkörpers und mit dem Nabenkörper stoffschlüssig verbunden sind, und wobei die Lauschaufeln (13) nach der ersten Alternative benachbart zum Deckkörper (11) oder nach der einer zweiten Alternative benachbart zum Nabenkörper einen integralen Sockel (15) aufweisen, über den die Lauschaufeln (13) nach der ersten Alternative mit dem Deckkörper (11) oder nach der zweiten Alternative mit dem Nabenkörper stoffschlüssig verbunden sind.

Description

Strömungsmaschinenrotor und Verfahren zum Herstellen desselben
Die Erfindung betrifft einen Strömungsmaschinenrotor. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Strömungsmaschinenrotors.
Strömungsmaschinen, wie Turbinen oder Verdichter, verfügen über statorseitige Baugruppen sowie rotorseitige Baugruppen. Zu den rotorseitigen Baugruppen einer Strömungsmaschine gehört der sogenannte Strömungsmaschinenrotor, der einen radial inneren Nabenkörper, sich ausgehend vom Nabenkörper nach radial außen erstreckende Laufschaufeln sowie bei geschlossener Ausführung einen sich radial außen an die Laufschaufeln anschließenden Deckkörper aufweist. Zwi- sehen dem radial inneren Nabenkörper und dem radial äußeren Deckkörper eines geschlossenen Strömungsmaschinenrotors erstrecken sich die Schaufelblätter der Laufschaufeln.
Bekannte geschlossene Strömungsmaschinenrotoren sind derart aufgebaut, dass nach einer ersten Alternative die Laufschaufeln integraler Bestandteil des Nabenkörpers und mit dem Deckkörper stoffschlüssig verbunden sind oder nach einer zweiten Alternative die Laufschaufeln integraler Bestandteil des Deckkörpers und mit dem Nabenkörper stoffschlüssig verbunden sind.
Dann, wenn die Laufschaufeln integraler Bestandteil des Nabenkörpers sind, bilden die Laufschaufeln und der Nabenkörper eine monolithische Baugruppe. Dann hingegen, wenn die Laufschaufeln integraler Bestandteil des Deckkörpers sind, bilden die Laufschaufeln und der Deckkörper eine monolithische Baugruppe. Zur Leistungssteigerung einer Strömungsmaschine besteht Bedarf daran, den jeweiligen Strömungsmaschinenrotor mit zunehmend höherer Drehzahl zu betreiben. Aus der Praxis bekannte Strömungsmaschinenrotoren können jedoch nicht mit zunehmend höheren Drehzahlen betrieben werden, da die stoffschlüssige Verbindung, insbesondere gelötete, zwischen den Laufschaufeln und nach der ersten Alternative dem Deckkörper oder nach der zweiten Alternative dem Nabenkörper bei zunehmend größeren Drehzahlen versagen kann. Es besteht daher Bedarf an einem Strömungsmaschinenrotor, der mit höheren Drehzahlen betrieben werden kann.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen neuartigen Strömungsmaschinenrotor und ein Verfahren zum Herstellen desselben zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch einen Strömungsmaschinenrotor nach Anspruch 1 gelöst.
Erfindungsgemäß weisen die Lauschaufeln nach der ersten Alternative benachbart zum Deckkörper oder nach der zweiten Alternative benachbart zum Naben- körper einen integralen Sockel auf, über den die Lauschaufeln nach der ersten Alternative mit dem Deckkörper oder nach der zweiten Alternative mit dem Nabenkörper stoffschlüssig verbunden sind.
Durch das Vorsehen eines integralen Sockels an den Laufschaufeln und durch die stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Sockel und nach der ersten Alternative dem Deckkörper oder der zweiten Alternative dem Nabenkörper kann die jeweilige stoffschlüssige Verbindung verbessert werden, insbesondere werden Spannungen im Bereich derselben verringert, sodass letztendlich der Strömungsmaschinenrotor mit höheren Drehzahlen betrieben und so die Leistung der Strömungsmaschi- ne erhöht werden kann. Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weisen die Laufschaufeln in einem Übergangsbereich zwischen dem jeweiligen Laufschaufelblatt und dem jeweiligen Sockel eine Übergangsradius auf, der zwischen 0,5% und 2,5%, beson- ders bevorzugt zwischen 1 ,0% und 2,0%, eines Außendurchmessers des Strömungsmaschinenrotors beträgt. Mit einem solchen Übergangsradius zwischen dem Laufschaufelblatt und dem Sockel kann die Festigkeit der jeweiligen stoffschlüssigen Verbindung und damit die Maximaldrehzahl eines Strömungsmaschinenrotors besonders vorteilhaft gesteigert werden.
Vorzugsweise sind nach der ersten Alternative der Nabenkörper, die Lauschaufeln und die Sockel oder nach der zweiten Alternative der Deckkörper, die Lauschaufeln und die Sockel jeweils durch Fräsen als integrale und damit monolithische Baugruppen ausgebildet, wobei nach der ersten Alternative die Lauschaufeln und der Deckkörper oder nach der zweiten Alternative die Lauschaufeln und der
Nabenkörper an den Sockeln der Laufschaufeln durch Löten miteinander verbunden sind. Damit kann ein Strömungsmaschinenrotor bereitgestellt werden, der bei besonders hohen Drehzahlen betrieben werden kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen des Strömungsmaschinenrotors ist in Anspruch 8 definiert.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
Fig. 1 : ein stark schematisiertes Detail eines ersten Strömungsmaschinenrotors; und Fig. 2: ein stark schematisiertes Detail eines zweiten Strömungsmaschinenrotors.
Die Erfindung betrifft einen Strömungsmaschinenrotor, nämlich einen sogenann- ten einen geschlossenen Strömungsmaschinenrotor, insbesondere einen geschlossenen Strömungsmaschinenrotor einer Turbine oder eines Verdichters. Geschlossene Strömungsmaschinenrotoren weisen einen Deckkörper auf.
Fig. 1 zeigt stark schematisiert einen Ausschnitt aus einem ersten erfindungsge- mäßen Strömungsmaschinenrotor 10 mit einem radial inneren Nabenkörper 1 1 , mit einem radial äußeren Deckkörper 12, und mit sich zwischen dem radial inneren Nabenkörper 1 1 und dem radial äußeren Deckkörper 12 erstreckenden Laufschaufeln 13, die jeweils über ein Laufschaufelblatt 14 verfügen. Der radial innere Nabenkörper 1 1 wird auch als Nabenscheibe und der radial äußere Deckkörper 12 auch als Deckscheibe bezeichnet.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 sind die Laufschaufeln 13 integraler Bestandteil des Nabenkörpers 1 1 . Die Laufschaufeln 13 und der Nabenkörper 1 1 bilden demnach eine monolithische Baugruppe.
In Fig. 1 sind die Laufschaufeln 13 mit dem Deckkörper 12 stoffschlüssig verbunden, insbesondere durch Löten.
Erfindungsgemäß weisen die Laufschaufeln 13 bei dem in Fig. 1 gezeigten Aus- führungsbeispiel benachbart zum Deckkörper 12, also an einem dem Deckkörper
12 zugewandten Ende der Laufschaufeln 13, einen integralen und damit monolithischen Sockel 15 auf, über den die Laufschaufeln 13 mit dem Deckkörper stoffschlüssig verbunden sind. Zwischen dem Sockel 15 der jeweiligen Laufschaufel
13 und dem Deckkörper 12 ist demnach eine stoffschlüssige Verbindung 17 aus- gebildet, vorzugsweise eine Lötverbindung. Fig. 1 zeigt einen Radius im Bereich der stoffschlüssigen Verbindung 17.
Der Nabenkörper 1 1 , die integralen Laufschaufeln 13 des Nabenkörpers 1 1 sowie die integralen Sockel 15 der Laufschaufeln 13 sind vorzugsweise durch Fräsen als integrale Baugruppe ausgeführt. Der Nabenkörper 1 1 , die Laufschaufeln 13 sowie die Sockel 15 bilden demnach eine monolithische Baugruppe.
Die Laufschaufeln 13 verfügen im Übergangsbereich 1 6 zwischen dem jeweiligen Laufschaufelblatt 14 und dem jeweiligen Sockel 15 über einen definierten Übergangsradius, der größer ist als der Radius im Bereich der stoffschlüssigen Verbindung 17 und der zwischen 0,5% und 2,5% eines Außendurchmessers des Strömungsmaschinenrotors 10 beträgt. Dieser Außendurchmesser des Strömungsmaschinenrotors 10 wird durch den größten Durchmesser des Deckkörpers 12 defi- niert.
Bevorzugt beträgt der Übergangsradius im Übergangsbereich 16 zwischen 0,5% und 2 % oder zwischen 1 ,0% und 2,5%, besonders bevorzugt zwischen 1 ,0% und 2,0%, dieses Außendurchmessers des Strömungsmaschinenrotors 10.
Fig. 2 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel eines Strömungsmaschinenrotors 20 mit einem radial inneren Nabenkörper 21 , einem radial äußeren Deckkörper 22 sowie mit, sich zwischen dem radial inneren Nabenkörper 21 und dem radial äußeren Nabenkörper 22, erstreckenden Laufschaufeln 23, die Laufschaufelblätter 24 aufweisen.
In der Variante der Fig. 2 sind die Laufschaufeln 23 integraler Bestandteil des Deckkörpers 22 und mit dem Nabenkörper 21 stoffschlüssig verbunden, und zwar über Sockel 25, die einen integralen Bestandteil der jeweiligen Laufschaufel 23 darstellen. Die Laufschaufeln 23, nämlich die Laufschaufelblätter 24 derselben, weisen benachbart zum Nabenkörper 21 bzw. an einem dem Nabenkörper 21 gegenüberliegenden Ende den jeweiligen Sockel 25 auf, über den die Laufschaufeln 23 mit dem Nabenkörper 21 stoffschlüssig verbunden sind.
In Fig. 2 bilden der Deckkörper 22, die Laufschaufeln 23 sowie die Sockel 25 eine integrale Baugruppe, also eine monolithische Baugruppe, die vorzugsweise durch Fräsen ausgebildet ist. Diese monolithische Baugruppe ist über die Sockel 25 der Laufschaufeln 23 stoffschlüssig mit dem Nabenkörper 21 verbunden, insbesondere durch Löten. Fig. 2 zeigt einen Radius im Bereich der stoffschlüssigen Verbin- dung 27.
Im Übergangsbereich 26 zwischen dem jeweiligen Laufschaufelblatt 24 der jeweiligen Laufschaufel 23 und dem jeweiligen Sockel 25 ist ein definierter Übergangsradius ausgebildet, der größer ist als der Radius im Bereich der stoffschlüssigen Verbindung 27 und der zwischen 0,5% und 2,5%, bevorzugt zwischen 0,5% und 2,0% oder zwischen 1 ,5% und 2,5%, besonders bevorzugt zwischen 1 ,0% und 2,0%, des Außendurchmessers des Strömungsmaschinenrotors 20 beträgt.
Die hier vorliegende Erfindung weiterhin ein Verfahren zum Herstellen eines sol- chen Strömungsmaschinenrotors 10 bzw. 20.
In einem ersten Schritt wird nach der ersten Alternative ein integral mit den Laufschaufeln 13 beschaufelter Nabenkörper 1 1 oder nach der zweiten Alternative ein integral mit den Laufschaufeln 23 beschaufelter Deckkörper 22 bereitgestellt.
In einem zweiten Schritt wird nach der ersten Alternative ein separater Deckkörper 12 oder nach der zweiten Alternative ein separater Nabenkörper 21 bereitgestellt. Bei diesen Baugruppen handelt es sich vorzugsweise jeweils um durch Fräsen oder additives Manufacturing ausgeführte Baugruppen. Nach der ersten Alternati- ve bilden dabei Nabenkörper 1 1 , Laufschaufeln 13 und Sockel 15 eine integrale, monolithische, durch Fräsen hergestellte Baugruppe. Nach der zweiten Alternative bilden der Deckkörper 22, die Laufschaufeln 23 und die Sockel 25 eine durch Fräsen hergestellte, integrale, monolithische Baugruppe.
In einem dritten Schritt werden Nabenkörper 1 1 bzw. 21 und Deckkörper 12 bzw. 22 über die Sockel 15 bzw. 25 der Laufschaufeln 13 bzw. 23 stoffschlüssig miteinander verbunden, vorzugsweise durch Löten.
Ein vorzugsweise durch Fräsen ausgebildeter Übergangsradius im jeweiligen Übergangsbereich 1 6, 26 ist größer als ein Radius im Bereich der jeweiligen stoffschlüssigen Verbindung 17, 27. In der Variante der Fig. 1 ist demnach der Übergangsradius im Übergangsbereich 1 6 zwischen Sockel 15 und Lauschaufelblatt 14 größer als der Radius im Verbindungsbereich zwischen dem Sockel 15 und dem Deckkörper 12. In der Variante der Fig. 2 ist der Übergangsradius im Übergangs- bereich 26 zwischen Sockel 25 und Lauschaufelblatt 24 größer als der Radius im Verbindungsbereich zwischen dem Sockel 25 und dem Nabenkörper 21 .
Bei dem erfindungsgemäßen Strömungsmaschinenrotor 10, 20 können die Spannungen durch die Formgebung reduziert werden. Ferner können Drehzahlen an dem Strömungsmaschinenrotor 10, 20 erhöht werden, wodurch letztendlich die Leistung einer Strömungsmaschine gesteigert werden kann.
Bezugszeichenliste
10 Strömungsmaschinenrotor
1 1 Nabenkörper
12 Deckkörper
13 Laufschaufel
14 Laufschaufelblatt
15 Sockel
16 Übergangsbereich
17 stoffschlüssige Verbindung
20 Strömungsmaschinenrotor
21 Nabenkörper
22 Deckkörper
23 Laufschaufel
24 Laufschaufelblatt
25 Sockel
26 Übergangsbereich
27 stoffschlüssige Verbindung

Claims

Ansprüche
Strömungsmaschinenrotor (10, 20),
mit einem radial inneren Nabenkörper (1 1 , 21 ),
mit einem radial äußeren Deckkörper (12, 22),
mit sich zwischen dem Nabenkörper (12, 21 ) und dem Deckkörper (12, 22) erstreckenden, Laufschaufelblätter (14, 24) aufweisenden Laufschaufeln (13, 23),
wobei die Lauschaufeln (13, 23) nach einer ersten Alternative integraler Bestandteil des Nabenkörpers (1 1 ) und mit dem Deckkörper (12) stoffschlüssig verbunden sind oder nach einer zweiten Alternative integraler Bestandteil des Deckkörpers (22) und mit dem Nabenkörper (21 ) stoffschlüssig verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass
die Lauschaufeln (13, 23) nach der ersten Alternative benachbart zum Deckkörper (12) oder nach der einer zweiten Alternative benachbart zum Nabenkörper (21 ) einen integralen Sockel (15, 25) aufweisen, über den die Lauschaufeln nach der ersten Alternative mit dem Deckkörper (12) oder nach der zweiten Alternative mit dem Nabenkörper (21 ) stoffschlüssig verbunden sind.
Strömungsmaschinenrotor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Lauschaufeln (13, 23) in einem Übergangsbereich zwischen dem jeweiligen Laufschaufelblatt (14, 24) und dem jeweiligen Sockel (15, 25) einen Übergangsradius aufweisen, der zwischen 0,5% und 2,5% eines Außendurchmessers des Strömungsmaschinenrotors beträgt.
3. Strömungsmaschinenrotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergangsradius zwischen 0,5% und 2,0% des Außendurchmessers des Strömungsmaschinenrotors beträgt. Strömungsmaschinenrotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergangsradius zwischen 1 ,0% und 2,5% des Außendurchmessers des Strömungsmaschinenrotors beträgt.
Strömungsmaschinenrotor nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergangsradius zwischen 1 ,0% und 2,0% des Außendurchmessers des Strömungsmaschinenrotors beträgt.
Strömungsmaschinenrotor nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergangsradius im jeweiligen Übergangsbereich (1 6, 26) größer als ein Radius im Bereich der jeweiligen stoffschlüssigen Verbindung (17, 27) ist.
Strömungsmaschinenrotor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass nach der ersten Alternative der Nabenkörper (1 1 ), die Lauschaufeln (13) und die Sockel (15) oder nach der zweiten Alternative der Deckkörper (22), die Lauschaufeln (23) und die Sockel (25) jeweils durch Fräsen als integrale Baugruppen hergestellt sind.
Strömungsmaschinenrotor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass nach der ersten Alternative die Lauschaufeln (13) und der Deckkörper (12) oder nach der zweiten Alternative die Lauschaufeln (23) und der Nabenkörper (21 ) durch Löten stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
9. Verfahren zum Herstellen eines Strömungsmaschinenrotors nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit zumindest folgenden Schritten:
Bereitstellen eines nach der ersten Alternative integral mit den Laufschaufeln (13) beschaufelten Nabenkörpers (1 1 ) oder nach der zweiten Al- ternative eines integral mit den Laufschaufeln (23) beschaufelten Deckkörpers (22),
Bereitstellen eines nach der ersten Alternative separaten Deckkörpers (12) oder nach der zweiten Alternative eines separaten Nabenkörpers (21 ), stoffschlüssiges Verbinden von Nabenkörper (1 1 , 21 ) und Deckkörper (12, 22) über die Sockel (15, 25) der Laufschaufeln (13, 23).
Strömungsmaschinenrotor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass nach der ersten Alternative der Nabenkörper (1 1 ), die Lauschaufeln (13) und die Sockel (15) oder nach der zweiten Alternative der Deckkörper (22), die Lauschaufeln (23) und die Sockel (25) jeweils durch Fräsen als integrale Baugruppen bereitgestellt werden.
Strömungsmaschinenrotor nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass nach der ersten Alternative die Lauschaufeln (13) und der Deckkörper (12) oder nach der zweiten Alternative die Lauschaufeln (23) u der Nabenkörper (21 ) durch Löten im Bereich der Sockel (15, 25) der die Lauschaufeln (13, 23) miteinander verbunden werden.
EP17797639.6A 2016-11-14 2017-11-13 Strömungsmaschinenrotor und verfahren zum herstellen desselben Withdrawn EP3538744A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016222312.7A DE102016222312A1 (de) 2016-11-14 2016-11-14 Strömungsmaschinenrotor und Verfahren zum Herstellen desselben
PCT/EP2017/079077 WO2018087370A1 (de) 2016-11-14 2017-11-13 Strömungsmaschinenrotor und verfahren zum herstellen desselben

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3538744A1 true EP3538744A1 (de) 2019-09-18

Family

ID=60320892

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP17797639.6A Withdrawn EP3538744A1 (de) 2016-11-14 2017-11-13 Strömungsmaschinenrotor und verfahren zum herstellen desselben

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11078800B2 (de)
EP (1) EP3538744A1 (de)
JP (1) JP6915052B2 (de)
KR (1) KR102270498B1 (de)
CN (1) CN109923283B (de)
DE (1) DE102016222312A1 (de)
WO (1) WO2018087370A1 (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016222312A1 (de) * 2016-11-14 2018-05-17 Man Diesel & Turbo Se Strömungsmaschinenrotor und Verfahren zum Herstellen desselben
US10774658B2 (en) * 2017-07-28 2020-09-15 General Electric Company Interior cooling configurations in turbine blades and methods of manufacture relating thereto
CN110893533B (zh) * 2019-12-07 2020-11-06 湖州师范学院 一种空气悬浮轴承高速变频电机叶轮生产工艺

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2888239A (en) * 1954-03-15 1959-05-26 Chrysler Corp Turbine wheel construction
US3590454A (en) * 1969-03-03 1971-07-06 Us Air Force Turbine assembly fabrication
JPH04123881A (ja) * 1990-09-11 1992-04-23 Hitachi Ltd 羽根車およびその電子ビーム溶接方法
JP2007125590A (ja) * 2005-11-04 2007-05-24 Denso Corp 熱交換器および熱交換器の製造方法
EP1785590A1 (de) * 2005-11-10 2007-05-16 Sulzer Markets and Technology AG Werkstück sowie Schweissverfahren zur Herstellung eines Werkstücks
US7637010B2 (en) * 2005-12-01 2009-12-29 General Electric Company Methods for machining turbine engine components
JP4458109B2 (ja) * 2007-03-27 2010-04-28 株式会社日立プラントテクノロジー 溶接溝封止構造
EP2183467B2 (de) * 2007-08-08 2023-10-18 Ansaldo Energia IP UK Limited Rotoranordnung von einer turbine
DE102009052882A1 (de) * 2009-11-13 2011-05-19 Mtu Aero Engines Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines integral beschaufelten Rotors sowie mittels des Verfahrens hergestellter Rotor
KR101241669B1 (ko) * 2009-12-24 2013-03-08 한국항공우주연구원 쉬라우드 타입의 원심 임펠러 및 그 제작방법, 제작 공구
JP2011157867A (ja) * 2010-02-01 2011-08-18 Panasonic Corp 電動送風機及びそれを用いた電気掃除機
US8727729B2 (en) * 2010-06-29 2014-05-20 Turbocam, Inc. Method for producing a shrouded impeller from two or more components
WO2012114404A1 (ja) * 2011-02-22 2012-08-30 三菱重工業株式会社 インペラの製造方法
FR2984428B1 (fr) * 2011-12-19 2018-12-07 Safran Aircraft Engines Redresseur de compresseur pour turbomachine.
KR101871942B1 (ko) * 2012-02-15 2018-07-02 한화에어로스페이스 주식회사 회전 기계의 회전체 및 회전 기계의 회전체 제조 방법
US10337401B2 (en) * 2015-02-13 2019-07-02 United Technologies Corporation Turbine engine with a turbo-compressor
US20160237822A1 (en) * 2015-02-16 2016-08-18 United Technologies Corporation Blade restoration using shroud plating
DE102016222312A1 (de) * 2016-11-14 2018-05-17 Man Diesel & Turbo Se Strömungsmaschinenrotor und Verfahren zum Herstellen desselben
US10605101B2 (en) * 2017-09-12 2020-03-31 United Technologies Corporation Process of making integrally bladed rotor
US10792771B2 (en) * 2017-09-12 2020-10-06 Raytheon Technologies Corporation Method of making integrally bladed rotor

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190073574A (ko) 2019-06-26
JP2019534969A (ja) 2019-12-05
US20190264570A1 (en) 2019-08-29
CN109923283B (zh) 2022-03-18
US11078800B2 (en) 2021-08-03
CN109923283A (zh) 2019-06-21
DE102016222312A1 (de) 2018-05-17
KR102270498B1 (ko) 2021-06-30
JP6915052B2 (ja) 2021-08-04
WO2018087370A1 (de) 2018-05-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3538744A1 (de) Strömungsmaschinenrotor und verfahren zum herstellen desselben
EP2604792B1 (de) Verfahren zur Reparatur eines Bauteils einer Turbomaschine und ein gemäß diesem Verfahren repariertes Bauteil
DE102006004090A1 (de) Leitschaufelsegment einer Gasturbine
CH711981A2 (de) Kühlsystem für eine mehrwandige Schaufel.
WO2006005296A1 (de) Verfahren zum verbinden von schaufelblättern mit schaufelfüssen oder rotorscheiben bei der herstellung und/oder reparatur von gasturbinenschaufeln oder integral beschaufelten gasturbinenrotoren
DE102015101156A1 (de) Laufschaufel mit hoher Sehnenlänge, zwei Teilspannweiten-Dämpferelementen und gekrümmtem Schwalbenschwanz
EP3287608B1 (de) Innenring für einen leitschaufelkranz einer strömungsmaschine
EP2378065A2 (de) Verfahren zur Reparatur einer Rotoranordnung einer Turbomaschine, Ringelement für eine Rotoranordnung einer Turbomaschine sowie Rotoranordnung für eine Turbomaschine
DE102016113568A1 (de) Verfahren zum Herstellen eines Tandem-Leitschaufelsegments
EP3204187A1 (de) Verfahren zur montage von laufschaufeln an einer rotorscheibe sowie spannvorrichtung zur durchführung eines solchen verfahrens
EP2806107A1 (de) Geteilter Innenring
DE102008057190A1 (de) Schaufelcluster mit versetztem axialem Montagefuß
EP1957755A1 (de) Turbomaschine mit axialer laufschaufelsicherung
DE102016202519A1 (de) Leitschaufelsegment für eine Strömungsmaschine
DE60002781T2 (de) Nabe-Achse Verbindung
EP3290649A1 (de) Einlaufbelag und verfahren zum herstellen eines einlaufbelags zum abdichten eines spaltes zwischen einem rotor und einem stator einer strömungsmaschine
DE102015219513A1 (de) Reparaturverfahren für Dichtsegmente
EP3015652A1 (de) Laufschaufel für eine Turbine
EP2454451B1 (de) Rotor mit kopplungselementen zur mechanischen kopplung von schaufeln
EP2118498B1 (de) Verdichter einer gasturbine
DE10340823A1 (de) Schaufel für einen Verdichter oder eine Turbinenscheibe einer Gasturbine
DE102011121223A1 (de) Turboverdichter
DE102008034738A1 (de) Verdichterrotor für eine Turbomaschine für den Einsatz im Flugzeugbau
EP3717748A1 (de) Laufschaufel einer strömungsmaschine und verfahren zum herstellen derselben
DE102004016977B4 (de) Rotor für eine Turbomaschine

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20190527

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20200724

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20201204