FR2832177A1 - Rotor de turbine d'expansion - Google Patents
Rotor de turbine d'expansion Download PDFInfo
- Publication number
- FR2832177A1 FR2832177A1 FR0214167A FR0214167A FR2832177A1 FR 2832177 A1 FR2832177 A1 FR 2832177A1 FR 0214167 A FR0214167 A FR 0214167A FR 0214167 A FR0214167 A FR 0214167A FR 2832177 A1 FR2832177 A1 FR 2832177A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- rotor
- turbine
- nut
- spindle
- shaft
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
- F01D25/08—Cooling; Heating; Heat-insulation
- F01D25/12—Cooling
- F01D25/125—Cooling of bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
- F01D5/025—Fixing blade carrying members on shafts
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
- F01D5/04—Blade-carrying members, e.g. rotors for radial-flow machines or engines
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T50/00—Aeronautics or air transport
- Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Rotor de turbine d'expansion pour des applications à basses températures comportant un rotor (1) de turbine exposé au gaz froid et traversé par celui-ci dans la direction centripète, un arbre de turbine (4) et une broche filetée (2) vissée dans un taraudage dans la face frontale de l'arbre de turbine (4) et traversant le rotor (1). L'extrémité en saillie (2') de la broche filetée (2) porte un écrou de rotor (5). Le rotor (1) est fixé de manière flottante à l'extrémité de l'arbre de turbine (4) par l'écrou (3) et la broche à vis précontrainte (2). L'extrémité libre (2') de la broche à vis (2) en saillie, exposée au gaz froid qui s'écoule, et l'écrou (3) sont couverts par un capuchon de moyeu de rotor (5) en une matière isolante thermique.
Description
que la pièce de verrouillage présente au moins une partie souple.
Domaine de l'invention La présente invention concerne un rotor d'une turbine d'expansion pour des applications à basses températures comprenant un rotor de turbine exposé à un gaz froid et traversé par celui-ci dans la di s rection centripète, un arbre de turbine, une broche à vis vissée dans un taraudage de la face frontale de l'arbre de turbine et qui traverse le rotor
de turbine et un écrou de rotor installé sur l'extrémité en saillie de la bro-
che à vis.
Dans les applications à basses températures, par exemple o dans les installations de séparation de gaz ou de préparation de gaz, on peut avoir dans le gaz froid qui s'écoule, des températures d'expansion extrêmement basses de l'ordre de -80 Cà -200 C. Dans le cas de telles températures extrêmement basses, la difficulté est celle d'une évacuation puissante de chaleur de l'arbre chaud de la turbine par la fixation du rotor s de turbine vers le gaz froid qui s'écoule. Le flux thermique passant par la
fixation du rotor de turbine se répercute d'une manière extrêmement né-
gative sur le fonctionnement global de la turbine d'expansion dans des applications à basses températures. Ainsi, le gaz refroidi par l'expansion se réchauffage de nouveau, ce qui est directement à l'opposé d'une expan o sion froide, aussi idéale que possible, c'est-à-dire isotrope. Cela réduit le rendement de la turbine. En méme temps, l'arbre de la turtine est très
fortement refroidi, ce qui se répercute de manière négative sur la lubrifi-
cation des paliers de l'arbre de turbine. En particulier lorsqu'on utilise des paliers à roulement avec une lubrification minimale ou un graissage mi
nimum, qui même aux vitesses de rotation élevoes des turtines ne doga-
gent que très peu de chaleur par friction, on risque le blocage du lubrifiant et la défaillance spontanée des paliers de l'arbre de turbine pour défaut de lubrification. La présente invention a ainsi pour but, dans le cas d'une turbine d'expansion destinée à des applications à basses températures, de réduire efficacement le flux thermique sortant de l'arbre de la turbine pour
passer dans le gaz froid qui passe, pour conserver, d'une part, un rende-
ment aussi élevé que possible de la turbine, et, d'autre part, une alimen-
tation suffisante en lubrifiant, en particulier dans le cas de paliers à
3s roulement avec une lubrification minimale en huile ou un graissage mini-
mum. A cet effet, l'invention concerne un rotor d'une turbine d'expansion pour les applications à basses températures du type défini ci
- 28321 77
dessus, caractérisé en ce que le rotor de turbine est monté de manière flottante à l'extrémité de l'arbre de turbine à l'aide de l'écrou de rotor et de la broche à vis précontrainte et l'extrémité libre de la broche à vis en saillie dans le gaz froid qui s'écoule et l'écrou de rotor sont coiffés par un capu
s chon de moyeu de rotor en une matière isolante thermique.
L'extrémité du filetage de la broche filetée et l'écrou du rotor sont en saillie dans la veine de gaz froid qui passe. Du fait de la compres sion surfacique élevoe au niveau des flancs du filetage de la broche à vis, de l'écrou de rotor et de l'arbre de turbine, entre ces composants le trans to fert de chaleur est excellent. Pour éviter une évacuation perturbatrice de chaleur, ces pièces sont munies d'un capuchon de moyeu de rotor dont la
matière présente une faible conductivité thermique.
De manière préférentielle, on choisit des matières ayant une conductivité thermique comprise entre 0,19 et 0,30 W/(mK) et en particu lier des matières à rendement élevé, notamment des polyamide-mide ou des matières composites renforcées par des fibres, par exemple une résine
de polyimide modifiée et un insert de tissu, tel qu'un tissu de verre.
Dessin La présente invention sera décrite ci-après à l'aide d'un o exemple de réalisation représenté dans le dessin annexé dont l'unique fi gure montre schématiquement une coupe longitudinale du rotor d'une turbine d'expansion pour des applications à basses températures avec des
températures d'entrée comprises entre-80 C et-200 C.
Description de l'exemple de réalisation
La structure de base du rotor représenté à la figure com prend un rotor de turbine, monté de manière flottante, et traversé par le fluide suivant une direction centripète, une broche à vis 2, un écrou de rotor 3 et un arbre de turbine 4. La broche à vis 2 est logée dans un ta raudage de la face frontale de l'arbre de turbine 4 et cette broche traverse le rotor 1 de la turbine. Le rotor 1 de la turbine est fixé à l'aide d'un écrou de rotor 3 monté sur l'extrémité en saillie de la broche à vis 2 et de la bro che à vis 2, précontrainte, à l'extrémité de l'arbre 4 de la turbine. A la fois à l'extrémité de filetage 2' de la broche à vis 2 qui est en amont et les sur faces de contact du filetage entre la broche à vis 2 et l'écrou de rotor 3 ainsi qu'entre la broche à vis 2 et l'artre de turbine 4 on a des ponts thermiques par lesquels un flux de chaleur peut passer de l'arbre de tur bine 4, chaud, dans le gaz froid qui sort. Pour l'isolation et la réduction de ce flux thermique, l'extrémité libre 2' de la broche à vis 2, en saillie dans le gaz froid qui s'échappe et par- dessus l'écrou de rotor 3 on a un capuchon de moyeu de rotor 5 en une matière d'isolation thermique. Comme matière
on utilisera des matières à faible conductivité thermique.
Dans l'exemple de réalisation, le capuchon du rotor 5 est en une matière plastique très résistante, par exemple en un polyamide-imide
connu sous la dénomination commerciale de " Torlon(D ". On peut égale-
ment envisager des matières plastiques renforcées par des fibres, par exemple une résine de polyimide modifiée et un tissu de verre. Une telle matière est connue sous la dénomination commerciale de " Frathernit
AP N.
Claims (5)
1 ) Rotor d'une turbine d'expansion pour des applications à basses tempé ratures comprenant: - un rotor de turbine (1) exposé à un gaz froid et traversé par celui-ci dans la direction centripète, - un arbre de turbine (4), - une broche à vis (2) vissée dans un taraudage de la face frontale de l'arbre de turbine (4) et qui traverse le rotor de turbine (1) et - un écrou de rotor (3) installé sur l'extrémité en saillie (2') de la broche à o vis (2), dans lequel le rotor de turbine (1) est monté de manière flottante à l'extrémité de l'arbre de turbine (4) à l'aide de l'écrou de rotor (3) et de la broche à vis précontrainte (2), et l'extrémité libre de la broche à vis (2) en saillie dans le gaz froid qui s'écoule et l'écrou de rotor (3) sont coiffés par un capuchon de moyeu de
rotor (5) en une matière isolante thermique.
2 ) Rotor selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière du capuchon de moyeu de rotor (5) a une conductivité thermi
que comprise entre 0,19-0,30 W/(mK).
3 ) Rotor selon la revendication 1, caractérisé en ce que
le capuchon de moyeu de rotor (5) est en matière plastique.
4 ) Rotor selon l'une quelconque des revendications 1 à 3,
., caracterse en ce que
so le capuchon de moyeu de rotor (5) est en un polyamide-imide.
) Rotor selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capuchon de moyeu de rotor (5) est en une matière plastique renforcce
s5 par des fibres.
6 ) Rotor selon la revendication 5, caractérisé en ce que s la matière plastique renforcée par des fibres est constitué d'une résine de
polyimide, modifiée, et d'un tissu de verre.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10156228.4A DE10156228B4 (de) | 2001-11-15 | 2001-11-15 | Rotor einer Expansionsturbine für Tieftemperaturanwendungen |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2832177A1 true FR2832177A1 (fr) | 2003-05-16 |
| FR2832177B1 FR2832177B1 (fr) | 2005-09-30 |
Family
ID=7705919
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR0214167A Expired - Fee Related FR2832177B1 (fr) | 2001-11-15 | 2002-11-13 | Rotor de turbine d'expansion |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6764281B2 (fr) |
| DE (1) | DE10156228B4 (fr) |
| FR (1) | FR2832177B1 (fr) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2860576A1 (fr) * | 2003-10-01 | 2005-04-08 | Air Liquide | Appareil et procede de separation d'un melange gazeux par distillation cryogenique |
| CN102405337B (zh) * | 2009-05-19 | 2015-11-25 | 博格华纳公司 | 涡轮增压器 |
| DE102012207271A1 (de) * | 2012-05-02 | 2013-11-07 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Verbinden einer Welle mit einem Rotationsbauteil und nach diesem Verfahren hergestellte Turboladerwelle |
| DE102012218692B4 (de) * | 2012-10-15 | 2014-11-20 | Continental Automotive Gmbh | Abgasturboladerwelle mit dieser verbundenem Laufrad |
| JP6639264B2 (ja) * | 2016-02-22 | 2020-02-05 | 三菱重工業株式会社 | コンプレッサインペラ固定用ナット、インペラ組立体及び過給機 |
| US11401942B2 (en) * | 2020-05-15 | 2022-08-02 | Garrett Transportation I Inc | Fastener arrangement for rotating group of turbomachine |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB740905A (en) * | 1952-12-30 | 1955-11-23 | Mini Of Supply | Gas turbine rotor assembly |
| DE1036273B (de) * | 1955-12-21 | 1958-08-14 | Kopp & Kausch | Befestigung eines fliegend angeordneten Turbomaschinen-Laufrades auf der Welle |
| US3642383A (en) * | 1968-11-25 | 1972-02-15 | Kongsberg Vapenfab As | Arrangement for holding together a turbine rotor and other aligned members of a gas turbine |
| EP0575017A1 (fr) * | 1992-06-17 | 1993-12-22 | MANNESMANN Aktiengesellschaft | Arbre liant une roue dentée à la roue d'une turbomachine |
| RU2027957C1 (ru) * | 1990-08-27 | 1995-01-27 | Всесоюзный научно-исследовательский институт гелиевой техники | Турбодетандер высокого давления |
| US5460003A (en) * | 1994-06-14 | 1995-10-24 | Praxair Technology, Inc. | Expansion turbine for cryogenic rectification system |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1665458A (en) * | 1926-05-03 | 1928-04-10 | Byron Jackson Pump Mfg Co | Acid pump |
| US3904301A (en) * | 1974-07-24 | 1975-09-09 | Allis Chalmers | Hub locking arrangement |
| JPS55107003A (en) * | 1979-02-13 | 1980-08-16 | Nissan Motor Co Ltd | Radial turbine rotor |
| EP0093990B1 (fr) * | 1982-05-11 | 1988-04-27 | A.G. Kühnle, Kopp & Kausch | Turbine à vapeur |
| DE50107285D1 (de) * | 2001-07-06 | 2005-10-06 | Atlas Copco Energas | Expansionsturbine für Tieftemperaturanwendungen |
-
2001
- 2001-11-15 DE DE10156228.4A patent/DE10156228B4/de not_active Expired - Fee Related
-
2002
- 2002-10-31 US US10/285,333 patent/US6764281B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-11-13 FR FR0214167A patent/FR2832177B1/fr not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB740905A (en) * | 1952-12-30 | 1955-11-23 | Mini Of Supply | Gas turbine rotor assembly |
| DE1036273B (de) * | 1955-12-21 | 1958-08-14 | Kopp & Kausch | Befestigung eines fliegend angeordneten Turbomaschinen-Laufrades auf der Welle |
| US3642383A (en) * | 1968-11-25 | 1972-02-15 | Kongsberg Vapenfab As | Arrangement for holding together a turbine rotor and other aligned members of a gas turbine |
| RU2027957C1 (ru) * | 1990-08-27 | 1995-01-27 | Всесоюзный научно-исследовательский институт гелиевой техники | Турбодетандер высокого давления |
| EP0575017A1 (fr) * | 1992-06-17 | 1993-12-22 | MANNESMANN Aktiengesellschaft | Arbre liant une roue dentée à la roue d'une turbomachine |
| US5460003A (en) * | 1994-06-14 | 1995-10-24 | Praxair Technology, Inc. | Expansion turbine for cryogenic rectification system |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| DATABASE WPI Derwent World Patents Index; AN 95-262485 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE10156228A1 (de) | 2003-06-05 |
| FR2832177B1 (fr) | 2005-09-30 |
| US20030108428A1 (en) | 2003-06-12 |
| DE10156228B4 (de) | 2015-02-19 |
| US6764281B2 (en) | 2004-07-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1282533B1 (fr) | Dispositif optimise de regulation thermique a pompe a chaleur pour vehicule automobile | |
| FR2569771A1 (fr) | Dispositif de support pour turbochargeur pour permettre d'obtenir une rotation stable d'un arbre de turbine | |
| FR2752879A1 (fr) | Joints annulaires a air pour moteur a turbine a gaz | |
| EP3355019B1 (fr) | Dispositif de refroidissement | |
| FR2852678A1 (fr) | Systeme de refroidissement a basse temperature d'un equipement, notamment d'un equipement de vehicule automobile, et echangeurs de chaleur associes | |
| FR2832177A1 (fr) | Rotor de turbine d'expansion | |
| FR3052236A1 (fr) | Circuit de climatisation de vehicule automobile | |
| EP3493373B1 (fr) | Dispositif de compression d'un fluide entraine par une machine electrique avec un arbre de rotor ayant une frette amagnetique | |
| FR2518662A1 (fr) | Dispositif d'approvisionnement en huile pour compresseur a vis | |
| FR2889862A1 (fr) | Turbomachine pour des applications a basse temperature | |
| FR2503335A1 (fr) | Installation pour utiliser la chaleur perdue de faible potentiel d'une station de compression pour pipelines de gaz | |
| EP3359794A1 (fr) | Dispositif de lubrification d'un palier recevant un arbre rotatif d'un élément d'un circuit fermé fonctionnant selon un cycle de rankine et procédé utilisant un tel dispositif | |
| FR2995497A1 (fr) | Systeme de refroidissement d'au moins un dispositif electronique d'un turbomoteur d'aeronef. | |
| FR3056289A1 (fr) | Circuit de gestion thermique pour vehicule automobile | |
| FR2509396A1 (fr) | Structure de palier pour un vilebrequin de laminoir a pas de pelerin a froid | |
| FR2937304A1 (fr) | Actionneur de gouverne d'aeronef a refroidissement statique. | |
| FR2852462A1 (fr) | Turbomachine incorporant une machine electrique, et comportant des paliers isoles thermiquement | |
| FR2888882A3 (fr) | Systeme de refroidissement pour turbocompresseur | |
| FR3001794B1 (fr) | Sous-refroidisseur actif pour systeme de climatisation | |
| EP4101058A1 (fr) | Dispositif de refroidissement de rotor et machine tournante le comportant | |
| FR2842783A1 (fr) | Methanier equipe d'une helice de propulsion | |
| WO2016128527A1 (fr) | Système thermodynamique | |
| FR2852353A1 (fr) | Etage de turbine d'expansion | |
| FR2498696A1 (fr) | Pompe de circulation d'huile pour transformateur | |
| WO2023025664A1 (fr) | Système de refroidissement d'un fluide réfrigérant pour aéronef comportant un dispositif de chauffage sécuritaire et procédé d'utilisation d'un tel système |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20160729 |