WO2020025406A1 - Rotor mit zwischen zwei rotorscheiben angeordnetem rotorbauteil - Google Patents

Rotor mit zwischen zwei rotorscheiben angeordnetem rotorbauteil Download PDF

Info

Publication number
WO2020025406A1
WO2020025406A1 PCT/EP2019/069866 EP2019069866W WO2020025406A1 WO 2020025406 A1 WO2020025406 A1 WO 2020025406A1 EP 2019069866 W EP2019069866 W EP 2019069866W WO 2020025406 A1 WO2020025406 A1 WO 2020025406A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
rotor
disk
recesses
ring projection
radially
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/069866
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Kury
Harald Hoell
Karsten Kolk
Vyacheslav Veitsman
Yulia Bagaeva
Christopher W. Ross
Peter Schröder
Andrew R. Waddell
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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 Siemens Aktiengesellschaft filed Critical Siemens Aktiengesellschaft
Priority to JP2021505690A priority Critical patent/JP7092938B2/ja
Priority to CN201980050916.9A priority patent/CN112534119B/zh
Priority to US17/261,044 priority patent/US11339662B2/en
Priority to KR1020217005572A priority patent/KR102537955B1/ko
Priority to EP19752935.7A priority patent/EP3788236B1/de
Publication of WO2020025406A1 publication Critical patent/WO2020025406A1/de

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
    • F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/001—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between stator blade and rotor
    • 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
    • F01D5/30—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers
    • F01D5/3007—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers of axial insertion type
    • F01D5/3015—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers of axial insertion type with side plates
    • 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
    • F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/005—Sealing means between non relatively rotating elements
    • F01D11/006—Sealing the gap between rotor blades or blades and rotor
    • 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
    • F01D5/06—Rotors for more than one axial stage, e.g. of drum or multiple disc type; Details thereof, e.g. shafts, shaft connections
    • F01D5/066—Connecting means for joining rotor-discs or rotor-elements together, e.g. by a central bolt, by clamps
    • 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
    • F01D5/30—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers
    • F01D5/3007—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers of axial insertion type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/30—Application in turbines
    • F05D2220/32—Application in turbines in gas turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/30—Retaining components in desired mutual position
    • F05D2260/36—Retaining components in desired mutual position by a form fit connection, e.g. by interlocking

Definitions

  • the basic purpose of the rotor component is to prevent the entry of hot gas. There is usually no other function.
  • the storage of the rotor component is kept simple in a usual manner, with only an annular, axially extending portion engaging in a corresponding annular groove.
  • An unwanted rotation of the rotor component relative to the rotor disks is generally prevented by a press fit between the rotor component and one of the rotor disks in the engagement of the ring-shaped shoulder in the annular groove being present at at least one point.
  • An annular rotor component is arranged between the two rotor disks in the area of the blade holding grooves and / or radially below the blade holding grooves. This encloses the rotor located in sections within the rotor component, or sections of the two rotor disks.
  • the rotor component has a circumferential support section at both of its axial ends.
  • the first support section is located on the side facing the rotor axis below the first ring projection and the second support section is located radially below the second ring projection. It can be provided that the respective support section rests with a press fit on the ring projection or leaves a slight gap - with Ge ensuring the centering - to the ring projection.
  • the first rotor disk has at least two first recesses arranged distributed around the circumference.
  • the rotor component has complementary second engagement shoulders, each of which engages in a corresponding first recess.
  • the first rotor disk has at least two first engagement shoulders distributed around the circumference.
  • the rotor component has complementary second recesses, so that the first engagement sections engage in the second recesses.
  • the rotor component has at one axial end an axially opening first ring groove surrounding the first ring projection and opposite at the other axial end axially opening second ring groove surrounding the second ring projection.
  • the flanks of the respective annular groove located on the side facing the rotor axis are formed by the support sections.
  • the centering of the rotor component relative to the rotor disks ben under the various operating states can be improved if a radially outer flank of the first annular groove is present on the first annular projection or a radially outer flank of the second annular groove is present on the second annular projection.
  • the rotor component also has at least one circumferential, radially extending disk section. This is arranged at an axial end and can cover sections of the rotor disk and the blade holding grooves.
  • An advantageous stabilization of the rotor component, in particular the disk section and an advantageous securing of the connection between the rotor component and the rotor disks, is achieved when the disk section has a second area with a first material thickness in the axial direction and radially outside the first area an increased and at least 2 times material strength.
  • FIG. 2 shows the first rotor disk for the embodiment from FIG. 1;
  • FIG. 5 shows the rotor component for the embodiment from FIG. 4;
  • a rotor is sketched in a first exemplary embodiment in longitudinal section only in the area of the ro door component 11.
  • the further design of the rotor can be selected on the basis of customary embodiments.
  • At least the rotor has a first rotor disk 01 and a second rotor disk 06.
  • a circumferential, axially extending ring projection 03, 08 is arranged on each of these 01, 06.
  • Between the rotor disks 01, 06 is the rotor construction part 11, which 11 for attachment to the rotor disks 01,
  • the rotor component 11 has a radially extending disk section 20 around it.
  • the coupling between the rotor component 11 and the first ro tor disc 01 is in this embodiment in the radially outer region.
  • first rotor disk 01 in a perspective view. You can see the circumferential ring projection 03 and radially outside the blade retaining grooves 02 penetrating axially through the first rotor disk 01. Between two blade retaining grooves 02 there is a first engagement shoulder 05. Between two engagement portions 05 there is a corresponding first recess.
  • FIG. 4 shows a rotor in a two exemplary embodiment.
  • the rotor has a first rotor disk 21 and a second rotor disk 26.
  • a circumferential, axially extending ring projection 23, 28 is arranged on each of these 21, 26.
  • the rotor construction part 31 which 31 for attachment to the rotor disks 21,
  • the rotor component 31 has a radially extending disk section 40 around it.
  • the coupling between the rotor component 31 and the first rotor disk 21 is located immediately radially outside the first ring projection 23.
  • FIG. 5 shows the rotor component 31 in perspective view. Again, the circumferential first annular groove 32 can be seen with the support sections arranged on the side facing the rotor axis. The one at one axial end un directly adjacent to the second rotor disk 26 radially he extending disk section 40 is analogous as previously leads.
  • the rotor component has a circumferential ring shoulder 35 on the radially outer side of the flank of the first annular groove 32 on the side facing the rotor axis.
  • This 35 is interrupted several times by in each case arranged circumferentially arranged second recesses 34.
  • 6 shows the first rotor disk 21 in a perspective view. The circumferential ring projection 23 and the blade retaining grooves 02 can be seen.
  • the first rotor disk 21 on the radially outer side on the first ring projection 23 has the first engagement shoulders 25 complementary to the second recesses 34.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Rotor einer Gasturbine zwei benachbarten Rotorscheiben (01, 06), welche am Umfang verteilt eine Mehrzahl Schaufelhaltenuten (02) zur Aufnahme von Laufschaufeln und radial unterhalb der Schaufelhaltenuten (02) einen sich axial erstreckenden umlaufenden Ringvorsprung (03, 08) aufweisen. Zwischen den Rotorscheiben (01,06) an den Ringvorsprüngen (03, 08) befestigt befindet sich ein umlaufendes Rotorbauteil (11). Zur Umfangssicherung weist die Rotorscheibe (01) oder das Rotorbauteil (11) zumindest zwei am Umfang verteilt angeordnete Ausnehmungen (14) auf, in denen jeweils Eingriffsabsätze (15) des Rotorbauteils (11) bzw. der Rotorscheibe (01) eingreifen.

Description

Beschreibung
Rotor mit zwischen zwei Rotorscheiben angeordnetem Rotorbau teil
Die Erfindung betrifft einen Rotor einer Gasturbine, welcher zumindest zwei miteinander verbundene Rotorscheiben aufweist, zwischen denen ein ringförmiges Rotorbauteil angeordnet ist.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Ausführungen von Rotoren zur Verwendung bei Gasturbinen mit miteinander ver bundenen Rotorscheiben bekannt, wobei zwischen den Rotor scheiben ein ringförmiges Rotorbauteil zur Abschirmung des inneren Bereichs des Rotors gegenüber dem die Gasturbine durchströmenden Heißgas angeordnet ist. Hierbei weisen die beiden Rotorscheiben jeweils am Außenumfang verteilt eine Mehrzahl Laufschaufeln auf. Zwischen den beiden Reihen an Laufschaufeln befindet sich eine Reihe mit im Umfang verteilt angeordneten Leitschaufein, welche jeweils am ruhenden Gehäu se befestigt sind. Zwischen den Leitschaufein und den Lauf schaufeln ist hierbei aufgrund der Rotation des Rotors zwangsläufig ein Spalt vorhanden. Dieser ermöglichte grund sätzlich das Eintreten von Heißgas in den Bereich radial in nerhalb der Leitschaufein . Um das Heißgas vom inneren des Ro tors abzuhalten wird bei einigen Gasturbinen zwischen den beiden benachbarten Rotorscheiben ein ringförmiges Rotorbau teil angeordnet wird. Hierzu wird dieses Rotorbauteil beid seitig an der Rotorscheibe gelagert.
Das Rotorbauteil hat dem Grunde nach nur die Aufgabe, das Eindringen von Heißgas zu verhindern. Eine weitere Funktion ist in der Regel nicht vorhanden. Entsprechend wird in übli cher Weise die Lagerung des Rotorbauteils einfach gehalten wobei lediglich ein ringförmiger, sich axial erstreckende Ab satz in eine entsprechende ringförmige Nut eingreift. Eine ungewollte Rotation des Rotorbauteils relativ zu den Ro torscheiben wird in aller Regel dadurch verhindert, dass an zumindest einer Stelle eine Presspassung zwischen dem Rotor bauteil und einer der Rotorscheiben im Eingriff des ringför migen Absatzes in der ringförmigen Nut vorhanden ist.
Wenngleich die bekannten Ausführungen in aller Regel sich als tauglich erwiesen haben kann es jedoch zu Betriebszuständen kommen, bei denen die Presspassung nicht hinreichend eine re lative Drehung des Rotorbauteils verhindern kann. Sofern hierbei keinerlei Schäden auftreten, wird dieses bei dem ro tationsförmigen Rotorbauteil üblicherweise toleriert.
Mit der Forderung der Erhöhung der Lebensdauer des Rotors wird jedoch eine ungewollte Relativbewegung zwischen dem Ro torbauteil und den Rotorscheiben kritisch gesehen, als dass hierdurch das Ziel einer Steigerung der Lebensdauer nicht ge fährdet werden darf.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die Relativ bewegung zwischen dem Rotorbauteil und den Rotorscheiben zu mindest soweit auszuschließen, als dass diese nicht die Le bensdauer des Rotors begrenzt.
Die gestellte Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Aus führungsform nach der Lehre des Anspruchs 1 gelöst. Vorteil hafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Der gattungsgemäße Rotor dient zunächst mal zur Verwendung bei einer Gasturbine. Unabhängig hiervon ist es jedoch ebenso möglich, die Ausführungsform des Rotors bei einer anderen Strömungsmaschine, beispielsweise bei einer Dampfturbine, zur Anwendung zu bringen.
Zumindest weist der Rotor eine erste Rotorscheibe und eine mit der ersten Rotorscheibe unmittelbar und fest verbundene zweite Rotorscheibe auf. Hierbei besitzen die Rotorscheiben am Außenumfang verteilt jeweils eine Mehrzahl von die jewei- lige Rotorscheibe jeweils axial durchdringende Schaufelhalte- nuten. Die Schaufelhaltenuten dienen hierbei zur Aufnahme von Laufschaufein .
Weiterhin weist die erste Rotorscheibe radial unterhalb der Schaufelhaltenuten einen umlaufenden, sich axial zur zweiten Rotorscheibe hin erstreckenden ersten Ringvorsprung auf. Ana log weist die zweite Rotorscheibe radial unterhalb der Schau- felhaltenuten einen umlaufenden, sich axial zur ersten Rotor scheibe hin erstreckenden zweiten Ringvorsprung auf.
Zwischen den beiden Rotorscheiben im Bereich der Schaufelhal- tenuten und/oder radial unterhalb der Schaufelhaltenuten ist ein ringförmiges Rotorbauteil angeordnet. Dieses umschließt den sich abschnittsweise innerhalb des Rotorbauteils befin denden Rotor, bzw. Abschnitte der beiden Rotorscheiben. Zur Zentrierung des Rotorbauteils relativ zu den Rotorscheiben sowie zugleich zur Befestigung weist das Rotorbauteil an sei nen beiden axialen Enden jeweils einen umlaufenden Stützab schnitt auf. Hierbei befinden sich der erste Stützabschnitt auf der zur Rotorachse weisenden Seite unterhalb des ersten Ringvorsprungs und der zweite Stützabschnitt radial unterhalb des zweiten Ringvorsprungs. Dabei kann vorgesehen sein, dass der jeweilige Stützabschnitt mit einer Presspassung am Ring vorsprung anliegt oder einen geringfügigen Spalt - bei Ge währleistung der Zentrierung - zum Ringvorsprung lässt.
Zur Gewährleistung der Lebensdauer in der Verbindung zwischen dem Rotorbauteil und den Rotorscheiben wird erfindungsgemäß radial außerhalb des Ringvorsprunges eine Kopplung zwischen dem Rotorbauteil der ersten Rotorscheibe hergestellt, welche eine relative Verschiebung in Umfangsrichtung verhindert.
Hierzu weist in einer ersten Ausführung die erste Rotorschei be zumindest zwei am Umfang verteilt angeordnete erste Aus nehmungen auf. Demgegenüber besitzt das Rotorbauteil komple mentäre zweite Eingriffsabsätze, welche jeweils in eine ent sprechende erste Ausnehmung eingreifen. In einer zweiten Ausführung besitzt die erste Rotorscheibe zumindest zwei am Umfang verteilt angeordnete erste Ein griffsabsätze auf. Hierzu weist das Rotorbauteil komplementä re zweite Ausnehmungen, sodass die ersten Eingriffsabschnitts in den zweiten Ausnehmungen eingreifen.
Durch die erfindungsgemäße Ausführungsform wird eine zuver lässige Kopplung zwischen dem Rotorbauteil und den Rotor scheiben bewirkt, so dass eine Relativbewegung auch bei Ver lust einer Presspassung verhindert wird. Insofern kann keine Reibung zwischen den Bauteilen auftreten und die Lebensdauer negativ beeinflussen.
Zur vorteilhaften Verbindung des Rotorbauteils mit den Rotor scheiben weist das Rotorbauteil an einem axialen Ende eine sich axial öffnende, den ersten Ringvorsprung umschließende erste Ringnut und gegenüberliegend am anderen axialen Ende sich axial öffnende, den zweiten Ringvorsprung umschließende zweite Ringnut auf. Hierbei werden die sich auf der zur Ro torachse weisenden Seite befindenden Flanken der jeweiligen Ringnut von den Stützabschnitten gebildet.
Die Zentrierung des Rotorbauteils relativ zu den Rotorschei ben unter den verschiedenen Betriebszuständen kann verbessert werden, wenn weiterhin eine radial äußere Flanke der ersten Ringnut am ersten Ringvorsprung anliegt bzw. eine radial äu ßere Flanke der zweiten Ringnut am zweiten Ringvorsprung an liegt .
Die ersten Ausnehmungen in der ersten Rotorscheibe und/oder die zweiten Ausnehmungen im Rotorbauteil können unterschied lich realisiert werden. In einer einfachen Ausführungsform weist hierzu die erste Rotorscheibe bzw. das Rotorbauteil ei nen umlaufenden Ringabsatz auf. Entsprechend unterbricht hierbei die Ausnehmung den umlaufenden Ringabsatz. In einer alternativen Ausführungsform wird die Ausnehmung beidseitig von sich abschnittsweise in Umfangsrichtung er streckenden Vorsprüngen begrenzt.
Besonders vorteilhaft ist es hierbei, wenn beidseitig einer jeweiligen Ausnehmung ein Eingriffsabsatz angeordnet ist. In sofern greifen somit wechselseitig in Umfangsrichtung benach bart ein erster Eingriffsabsatz der ersten Rotorscheibe in eine zweite Ausnehmung des Rotorbauteils und ein zweiter Ein griffsabsatz des Rotorbauteils in eine erste Ausnehmung der ersten Rotorscheibe ein.
Zur vorteilhaften Anordnung der ersten Eingriffsabschnitte bei der ersten Rotorscheibe werden diese jeweils mittig zwi schen zwei Schaufelhaltenuten positioniert. Entsprechend ist es vorteilhaft, wenn die ersten Ausnehmungen jeweils in Ver längerung der Schaufelhaltenuten angeordnet sind.
Unabhängig von der radialen Positionierung der ersten Ein griffsabschnitte weisen diese vorteilhaft in Umfangsrichtung eine Länge geringer als der kleinste Abstand zwischen zwei Schaufelhaltenuten auf.
In einer alternativen Ausführung wird die Verbindung unmit telbar oberhalb des Ringvorsprungs angeordnet. Hierzu weist die erste Rotorscheibe auf der radial nach außen weisenden Seite des Ringvorsprungs die ersten Eingriffsabsätze auf. Komplementär hierzu sind die zweiten Ausnehmungen im Rotor bauteil erforderlich. Vorteilhaft besitzt in dieser Ausfüh rungsform das Rotorbauteil eine erste Ringnut, in welcher der erste Ringvorsprung eingreift. Folglich ist die Ausnehmung an der radial außen liegenden Flanke der Ringnut anzuordnen. Da bei ist der erste Eingriffsabsatz und somit die zweite Aus nehmung vorzugsweise beabstandet vom axial freien Ende des Ringvorsprungs anzuordnen. Somit wird eine zusätzliche Belas tung durch die zweite Ausnehmung im Bereich des Nutgrunds der ersten Ringnut vermieden. Die Eingriffsabsätze können auf unterschiedliche Weise reali siert werden. Eine zuverlässige Verbindung mit den Eingriffs absätzen wird geschaffen, wenn diese einstückig mit der ers ten Rotorscheibe bzw. einstückig mit dem Rotorbauteil gebil det sind.
In einer alternativen Ausführung kommt es jedoch auch in Be tracht, die Eingriffsabsätze unlösbar, bzw. durch Schweißen oder Löten, oder lösbar zu montieren. Hierbei ist jedoch zu berücksichtigen, dass die Lage des montierten Eingriffsabsat zes in jedem Fall sichergestellt ist. Weiterhin kann hiermit ggf. eine Schwächung des Bauteils (erste Rotorscheibe bzw. Rotorbauteil) mit dem Eingriffsabsatz einhergehen. Auch ist zu bedenken, dass mit einem montierten Eingriffsabsatz dieses eine andere Belastung unter Fliehkraft verursacht als ein einstückig gebildeter Eingriffsabsatz.
Eine vorteilhafte Abschirmung gegen das Heißgas wird dadurch verbessert, wenn das Rotorbauteil weiterhin zumindest einen umlaufenden, sich radial erstreckenden Scheibenabschnitt auf weist. Dieser wird hierbei an einem axialen Ende angeordnet und kann abschnittsweise die Rotorscheibe und die Schaufel- haltenuten abdecken.
Eine vorteilhafte Stabilisierung des Rotorbauteils, insbeson dere der Scheibenabschnitts sowie eine vorteilhafte Sicherung der Verbindung zwischen dem Rotorbauteil und den Rotorschei ben wird erreicht, wenn der Scheibenabschnitt einen ersten Bereich mit einer ersten Materialstärke in axialer Richtung und radial außerhalb des ersten Bereichs einen zweiten Be reich mit einer erhöhten und hierbei zumindest 2-fachen Mate rialstärke aufweist.
Vorteilhafte wird hierzu zur Bildung des zweiten Bereichs auf der von der unmittelbar benachbarten wegweisenden Seite eine Aufdickung angeordnet. Dieses führt bei den auftretenden Fliehkräften aufgrund der ungleichmäßigen Masseverteilung zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich zu einem geringfügigen Biegemoment des freien Endes des Scheibenab schnitts zur unmittelbar benachbarten Rotorscheibe weisend.
Die Anordnung der zweiten Ausnehmungen und/oder der zweiten Eingriffsabätze an dem Rotorbauteil erfolgt hierbei in beson ders vorteilhafter Weise im zweiten Bereich des Scheibenab schnitts .
In den nachfolgenden Figuren werden zwei Ausführungsbeispiele für einen erfindungsgemäßen Rotor abschnittsweise im Bereich des Rotorbauteils skizziert. Es zeigen:
Fig. 1 abschnittsweise den Rotor im Längsschnitt im Be
reich des Rotorbauteils in einer ersten Ausfüh rungsform;
Fig. 2 die erste Rotorscheibe zur Ausführung aus Fig. 1;
Fig. 3 das Rotorbauteil zur Ausführung aus Fig. 1;
Fig. 4 abschnittsweise den Rotor im Längsschnitt im Be
reich des Rotorbauteils in einer zweiten Ausfüh rungsform;
Fig. 5 das Rotorbauteil zur Ausführung aus Fig. 4;
Fig. 6 die erste Rotorscheibe zur Ausführung aus Fig. 4;
In der Fig. 1 wird ein Rotor in einer ersten beispielhaften Ausführungsform im Längsschnitt lediglich im Bereich des Ro torbauteils 11 skizziert. Die weitere Ausführung des Rotors kann anhand üblicher Ausführungsformen gewählt werden. Zumin dest weist der Rotor eine erste Rotorscheibe 01 und eine zweite Rotorscheibe 06 auf. An diesen 01, 06 ist jeweils ein umlaufender, sich axial erstreckender Ringvorsprung 03, 08 angeordnet . Zwischen den Rotorscheiben 01, 06 befindet sich das Rotorbau teil 11, welches 11 zur Anbringung an den Rotorscheiben 01,
06 jeweils eine umlaufende Ringnut 12, 17 aufweist, wobei der erste Ringvorsprung 03 in die erste Ringnut 12 und der zweite Ringvorsprung 08 in die zweite Ringnut 17 eingreift. Radial unterhalb des jeweiligen Ringvorsprung 03, 08 befindet sich ein vom Rotorbauteil 11 gebildeter Stützabschnitt 13, 18. Diese 13, 18 stützen sich zumindest bei Fliehkraft am jewei ligen Ringvorsprung 03, 08 ab.
Weiterhin zu erkennen ist, dass das Rotorbauteil 11 einen um laufenden sich radial erstreckenden Scheibenabschnitt 20 auf weist.
Die Kopplung zwischen dem Rotorbauteil 11 und der ersten Ro torscheibe 01 befindet sich in diesem Ausführungsbeispiel im radial äußeren Bereich.
Hierzu skizziert die Fig. 2 die erste Rotorscheibe 01 in per spektivischer Ansicht. Zu erkennen ist der umlaufende Ring vorsprung 03 sowie radial außerhalb die die erste Rotorschei be 01 axial durchdringenden Schaufelhaltenuten 02. Zwischen jeweils 2 Schaufelhaltenuten 02 befindet sich ein erster Ein- griffsabsatz 05. Zwischen jeweils zwei Eingriffsabschnitte 05 befindet sich eine entsprechende erste Ausnehmung.
Die Fig. 3 zeigt das hierzu komplementäre Rotorbauteil 11. Zu erkennen sind wiederum die umlaufenden Ringnuten 12, 17 mit denen sich auf der zur Rotorachse weisenden Seite angeordne ten Stützabschnitte 13, 18. Der sich am einem axialen Ende unmittelbar benachbart zur ersten Rotorscheibe 01 radial er streckende Scheibenabschnitt 20 wird unterteilt in einen ra dial inneren ersten Bereich und einen radial äußeren zweiten Bereich, wobei der zweite Bereich eine Aufdeckung 19 aufweist und hierdurch die zumindest doppelte Materialstärke des ers ten Bereichs erreicht. Um bei auftretenden Fliehkräften eine sichere Kopplung zwischen dem Rotorbauteil 11 und der ersten Rotorscheibe 01 zu gewährleisten, werden in diesem Ausfüh- rungsbeispiel die am Rotorbauteil 11 angeordneten zweiten Eingriffsabätze 15 sowie die dazwischenliegenden zweiten Aus nehmungen 14 gegenüberliegend zur Aufdeckung 19 im radial äu ßeren Bereich angeordnet.
Analog der Fig. 1 zeigt die Fig. 4 einen Rotor in einer zwei ten beispielhaften Ausführungsform. Hierbei weist der Rotor eine erste Rotorscheibe 21 und eine zweite Rotorscheibe 26 auf. An diesen 21, 26 ist jeweils ein umlaufender, sich axial erstreckender Ringvorsprung 23, 28 angeordnet.
Zwischen den Rotorscheiben 21, 26 befindet sich das Rotorbau teil 31, welches 31 zur Anbringung an den Rotorscheiben 21,
26 jeweils eine umlaufende Ringnut 32, 37 aufweist.
Weiterhin zu erkennen ist, dass das Rotorbauteil 31 einen um laufenden sich radial erstreckenden Scheibenabschnitt 40 auf weist.
Die Kopplung zwischen dem Rotorbauteil 31 und der ersten Ro torscheibe 21 befindet sich unmittelbar radial außerhalb des ersten Ringvorsprungs 23.
Die Fig. 5 zeigt das Rotorbauteil 31 in perspektivischer An sicht. Zu erkennen ist wiederum die umlaufende erste Ringnut 32 mit dem sich auf der zur Rotorachse weisenden Seite ange ordneten Stützabschnitte. Der sich am einem axialen Ende un mittelbar benachbart zur zweiten Rotorscheibe 26 radial er streckende Scheibenabschnitt 40 ist analog wie zuvor ausge führt .
Im Gegensatz zur vorherigen Ausführung ist in diesem Fall vorgesehen, dass das Rotorbauteil an der radial außen liegen den Flanke der ersten Ringnut 32 auf der zur Rotorachse wei senden Seite einen umlaufenden Ringabsatz 35 aufweist. Dieser 35 wird mehrfach unterbrochen durch jeweils im Umfang ver teilt angeordnete zweite Ausnehmungen 34. Die Fig. 6 zeigt hierzu die erste Rotorscheibe 21 in perspek tivischer Ansicht. Zu erkennen ist der umlaufende Ringvor sprung 23 sowie die Schaufelhaltenuten 02. Zur Realisierung der Kopplung weist die erste Rotorscheibe 21 auf der radial außen liegenden Seite am ersten Ringvorsprung 23 die zu den zweiten Ausnehmungen 34 komplementäre erste Eingriffsabsätze 25.

Claims

Patentansprüche
1. Rotor, insbesondere einer Gasturbine,
mit einer ersten Rotorscheibe (01, 21), welche (01, 21) am Umfang verteilt eine Mehrzahl die erste Rotorscheibe (01, 21) axial durchdringender Schaufelhaltenuten (02,
22) zur Aufnahme von Laufschaufein und radial unterhalb der Schaufelhaltenuten (02, 22) einen sich axial erstre ckenden umlaufenden ersten Ringvorsprung (03, 23) auf weist, und
mit einer an der ersten Rotorscheibe (01, 21) befestig ten zweiten Rotorscheibe (06, 26), welche (06, 26) am Umfang verteilt eine Mehrzahl die zweite Rotorscheibe (06, 26) axial durchdringender Schaufelhaltenuten zur Aufnahme von Laufschaufein und radial unterhalb der Schaufelhaltenuten einen sich axial zum ersten Ringvor sprung (03, 23) erstreckenden umlaufenden zweiten Ring vorsprung (08, 28) aufweist, und
mit einem zwischen den Rotorscheiben (01,06, 21,26) an geordneten umlaufenden Rotorbauteil (11, 31), welches (11, 31) einen auf der zur Rotorachse weisenden Seite am ersten Ringvorsprung (03, 23) zur Anlage kommenden ers ten Stützabschnitt (13) und einen auf der zur Rotorachse weisenden Seite am zweiten Ringvorsprung (08, 28) zur Anlage kommenden zweiten Stützabschnitt (18) aufweist, dadurch gekennzeichnet,
dass die erste Rotorscheibe (01) radial außerhalb und/oder auf der radial nach außen weisenden Seite des ersten Ringvorsprunges (03) zumindest zwei am Umfang verteilt angeordnete erste Ausnehmungen und das Rotor bauteil (11) jeweils in den ersten Ausnehmungen eingrei fende zweite Eingriffsabsätze (15) aufweist; und/oder dass das Rotorbauteil (11, 31) radial außerhalb und/oder auf der radial nach außen weisenden Seite des ersten Ringvorsprunges (03, 23) zumindest zwei am Umfang ver teilt angeordnete zweite Ausnehmungen (14, 34) und die erste Rotorscheibe (01, 21) jeweils in den zweiten Aus nehmungen (14, 34) eingreifende erste Eingriffsabsätze (05, 25) aufweist.
2. Rotor nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Rotorbauteil (11, 31) eine sich axial öffnende den ersten Ringvorsprung (03, 23) umschließende erste Ringnut (12, 32) und/oder eine sich axial öffnende den zweiten Ringvorsprung (08, 28) umschließende zweite Ringnut (17, 37) aufweist.
3. Rotor nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine radial äußere Flanke der ersten Ringnut (12, 32) am ersten Ringvorsprung (03, 23) und/oder eine radi al äußere Flanke der zweiten Ringnut (17, 37) am zweiten Ringvorsprung (08, 28) anliegt.
4. Rotor nach einer der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass beidseitig der Ausnehmungen sich axial und ab schnittsweise in Umfangsrichtung erstreckende Vorsprün ge, insbesondere Eingriffsabsätze (05) angeordnet sind; und/oder
dass die Ausnehmungen (34) in einem umlaufenden Ringab satz (35) angeordnet sind.
5. Rotor nach einer der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass an der ersten Rotorscheibe (01) die ersten Ein griffsabsätze (05) jeweils in Umfangsrichtung, insbeson dere mittig, zwischen zwei Schaufelhaltenuten (02) ange ordnet sind; und/oder
dass an der ersten Rotorscheibe (01) die ersten Ausneh mungen jeweils in Verlängerung der Schaufelhaltenuten (02) angeordnet sind.
6. Rotor nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der ersten Eingriffsabsätze (05) in Um fangsrichtung jeweils kleiner oder gleich dem kleinsten Abstand zwischen zwei Schaufelhaltenuten (02) ist.
7. Rotor nach einer der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass an der ersten Rotorscheibe (21) die ersten Ein griffsabsätze (25) auf der radial nach außen weisenden Seite des Ringvorsprungs (23) beabstandet vom axial freien Ende des Ringvorsprungs (23) angeordnet sind.
8. Rotor nach einer der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Rotorbauteil (11, 31) an zumindest einem axia len Ende einen sich radial erstreckenden Scheibenab schnitt (20, 40) aufweist, welcher (20, 40) die Schau- felhaltenuten (02, 22) einer Rotorscheibe (01, 26) zu mindest abschnittsweise abdeckt.
9. Rotor nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Scheibenabschnitt (20, 40) einen ersten Bereich mit einer ersten Materialstärke und radial außerhalb des ersten Bereichs einen zweiten Bereich mit einer zur ers ten Materialstärke zumindest 2-fachen Materialstärke aufweist, wobei insbesondere der zweite Bereich durch eine Aufdickung (19) auf der von der unmittelbar benach barten Rotorscheibe (01, 26) wegweisenden Seite gebildet wird .
10. Rotor nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Eingriffsabsätze (15) und/oder die Ausnehmungen (14) im zweiten Bereich angeordnet sind.
PCT/EP2019/069866 2018-08-02 2019-07-24 Rotor mit zwischen zwei rotorscheiben angeordnetem rotorbauteil WO2020025406A1 (de)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021505690A JP7092938B2 (ja) 2018-08-02 2019-07-24 ２つのロータディスクの間にロータ組立要素を配置したロータ
CN201980050916.9A CN112534119B (zh) 2018-08-02 2019-07-24 具有设置在两个转子盘之间的转子构件的转子
US17/261,044 US11339662B2 (en) 2018-08-02 2019-07-24 Rotor comprising a rotor component arranged between two rotor disks
KR1020217005572A KR102537955B1 (ko) 2018-08-02 2019-07-24 2개의 회전자 디스크 사이에 배치된 회전자 구성요소를 포함하는 회전자
EP19752935.7A EP3788236B1 (de) 2018-08-02 2019-07-24 Rotor mit zwischen zwei rotorscheiben angeordnetem rotorbauteil

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201862713572P 2018-08-02 2018-08-02
US62/713,572 2018-08-02

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020025406A1 true WO2020025406A1 (de) 2020-02-06

Family

ID=67620379

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2019/069866 WO2020025406A1 (de) 2018-08-02 2019-07-24 Rotor mit zwischen zwei rotorscheiben angeordnetem rotorbauteil

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11339662B2 (de)
EP (1) EP3788236B1 (de)
JP (1) JP7092938B2 (de)
KR (1) KR102537955B1 (de)
CN (1) CN112534119B (de)
WO (1) WO2020025406A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20240084708A1 (en) * 2016-02-05 2024-03-14 Siemens Energy Global GmbH & Co. KG Rotor comprising a rotor component arranged between two rotor discs

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0169800A1 (de) * 1984-07-23 1986-01-29 United Technologies Corporation Zusammenbau einer Turbinenabdichtung
US5320488A (en) * 1993-01-21 1994-06-14 General Electric Company Turbine disk interstage seal anti-rotation system
EP1079070A2 (de) * 1999-08-26 2001-02-28 Asea Brown Boveri Ag Wärmestaueinheit für eine Rotoranordnung
DE102014115197A1 (de) * 2013-10-28 2015-04-30 General Electric Company Dichtungsbauteil zur Reduktion von sekundärer Luftströmung in einem Turbinensystem
EP3287595A1 (de) * 2016-08-25 2018-02-28 Siemens Aktiengesellschaft Rotor mit segmentiertem dichtungsring
EP3318724A1 (de) * 2016-11-04 2018-05-09 Siemens Aktiengesellschaft Dichtsegment eines rotors sowie rotor

Family Cites Families (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB612097A (en) * 1946-10-09 1948-11-08 English Electric Co Ltd Improvements in and relating to the cooling of gas turbine rotors
GB802476A (en) 1955-09-29 1958-10-08 Rolls Royce Improvements in or relating to rotors of axial-flow fluid machines for example compressors and turbines
US3343806A (en) * 1965-05-27 1967-09-26 Gen Electric Rotor assembly for gas turbine engines
US4507052A (en) * 1983-03-31 1985-03-26 General Motors Corporation End seal for turbine blade bases
US4645424A (en) * 1984-07-23 1987-02-24 United Technologies Corporation Rotating seal for gas turbine engine
US4669959A (en) * 1984-07-23 1987-06-02 United Technologies Corporation Breach lock anti-rotation key
US4659289A (en) * 1984-07-23 1987-04-21 United Technologies Corporation Turbine side plate assembly
US4664599A (en) * 1985-05-01 1987-05-12 United Technologies Corporation Two stage turbine rotor assembly
US4743164A (en) * 1986-12-29 1988-05-10 United Technologies Corporation Interblade seal for turbomachine rotor
US5236302A (en) * 1991-10-30 1993-08-17 General Electric Company Turbine disk interstage seal system
DE69305326T2 (de) * 1992-02-10 1997-05-07 United Technologies Corp Ejektor für kühlfluid
US5318405A (en) * 1993-03-17 1994-06-07 General Electric Company Turbine disk interstage seal anti-rotation key through disk dovetail slot
US5338154A (en) * 1993-03-17 1994-08-16 General Electric Company Turbine disk interstage seal axial retaining ring
JPH07139305A (ja) * 1993-11-16 1995-05-30 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ラビリンスシール固定構造
JPH07324632A (ja) * 1994-05-30 1995-12-12 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスタービン動翼の冷却空気シール装置
US6190131B1 (en) * 1999-08-31 2001-02-20 General Electric Co. Non-integral balanced coverplate and coverplate centering slot for a turbine
DE19950109A1 (de) * 1999-10-18 2001-04-19 Asea Brown Boveri Rotor für eine Gasturbine
US6769865B2 (en) * 2002-03-22 2004-08-03 General Electric Company Band cooled turbine nozzle
US6899520B2 (en) * 2003-09-02 2005-05-31 General Electric Company Methods and apparatus to reduce seal rubbing within gas turbine engines
CN101258305B (zh) * 2005-09-07 2011-06-15 西门子公司 用于对转子中的动叶片进行轴向固定的装置、用于一种这样的装置的密封件以及一种这样的装置的应用
US7500832B2 (en) * 2006-07-06 2009-03-10 Siemens Energy, Inc. Turbine blade self locking seal plate system
PL1944471T3 (pl) * 2007-01-09 2010-02-26 Siemens Ag Osiowy segment wirnika dla wirnika turbiny
EP2025867A1 (de) * 2007-08-10 2009-02-18 Siemens Aktiengesellschaft Rotor für eine axial durchströmbare Strömungsmaschine
US8221062B2 (en) * 2009-01-14 2012-07-17 General Electric Company Device and system for reducing secondary air flow in a gas turbine
US8206119B2 (en) * 2009-02-05 2012-06-26 General Electric Company Turbine coverplate systems
EP2239419A1 (de) * 2009-03-31 2010-10-13 Siemens Aktiengesellschaft Axialturbomaschinenrotor mit Dichtscheibe
US8608436B2 (en) * 2010-08-31 2013-12-17 General Electric Company Tapered collet connection of rotor components
EP2873807A1 (de) * 2013-11-18 2015-05-20 Siemens Aktiengesellschaft Abdeckplatte, Laufschaufel, Radscheibe, Bolzen und Gasturbine
GB201417039D0 (en) * 2014-09-26 2014-11-12 Rolls Royce Plc A bladed rotor arrangement and a lock plate for a bladed rotor arrangement
GB201417038D0 (en) * 2014-09-26 2014-11-12 Rolls Royce Plc A bladed rotor arrangement
GB201504725D0 (en) * 2015-03-20 2015-05-06 Rolls Royce Plc A bladed rotor arrangement and a lock plate for a bladed rotor arrangement
US10724375B2 (en) * 2016-02-12 2020-07-28 General Electric Company Gas turbine engine with ring damper
GB201604473D0 (en) * 2016-03-16 2016-04-27 Rolls Royce Plc A bladed rotor arrangement and a lock plate for a bladed rotor arrangement
US10196916B2 (en) * 2016-04-08 2019-02-05 Siemens Aktiengesellschaft Rotor disk having an end-side sealing element
US10557356B2 (en) * 2016-11-15 2020-02-11 General Electric Company Combined balance weight and anti-rotation key
US10920598B2 (en) * 2017-05-02 2021-02-16 Rolls-Royce Corporation Rotor assembly cover plate

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0169800A1 (de) * 1984-07-23 1986-01-29 United Technologies Corporation Zusammenbau einer Turbinenabdichtung
DE169800T1 (de) * 1984-07-23 1986-07-24 United Technologies Corp., Hartford, Conn. Zusammenbau einer turbinenabdichtung.
US5320488A (en) * 1993-01-21 1994-06-14 General Electric Company Turbine disk interstage seal anti-rotation system
EP1079070A2 (de) * 1999-08-26 2001-02-28 Asea Brown Boveri Ag Wärmestaueinheit für eine Rotoranordnung
DE102014115197A1 (de) * 2013-10-28 2015-04-30 General Electric Company Dichtungsbauteil zur Reduktion von sekundärer Luftströmung in einem Turbinensystem
EP3287595A1 (de) * 2016-08-25 2018-02-28 Siemens Aktiengesellschaft Rotor mit segmentiertem dichtungsring
EP3318724A1 (de) * 2016-11-04 2018-05-09 Siemens Aktiengesellschaft Dichtsegment eines rotors sowie rotor

Also Published As

Publication number Publication date
US11339662B2 (en) 2022-05-24
CN112534119A (zh) 2021-03-19
JP7092938B2 (ja) 2022-06-28
EP3788236A1 (de) 2021-03-10
KR20210031984A (ko) 2021-03-23
US20210310359A1 (en) 2021-10-07
CN112534119B (zh) 2023-04-14
KR102537955B1 (ko) 2023-05-31
EP3788236B1 (de) 2023-06-21
JP2021533304A (ja) 2021-12-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1728010B1 (de) Zahnrad für eine spielfreie stirnradstufe
EP2703661B1 (de) Zug-druck-stange
WO2014079419A1 (de) Elastisch abgestützte wälzlageranordnung
EP1584793B1 (de) Turbinenschaufelarretiervorrichtung zur axialen Sicherung einer Turbinenschaufel
EP1148209A2 (de) Zwischenstufendichtungsanordnung
DE102015116935A1 (de) Sicherungsvorrichtung zur axialen Sicherung einer Laufschaufel und Rotorvorrichtung mit einer derartigen Sicherungsvorrichtung
EP1092081A1 (de) Rotor für eine turbomaschine
EP2464831B1 (de) Befestigungselemente für einen leitschaufelkranz einer strömungsmaschine
EP1524409B1 (de) Schaufelrückhaltevorrichtung
EP3788236A1 (de) Rotor mit zwischen zwei rotorscheiben angeordnetem rotorbauteil
EP2602495B1 (de) Baugruppe für ein Baukastengetriebe
DE4416320A1 (de) Axialwinkelscheibe
DE102012207140A1 (de) Anordnung zur Befestigung einer Stütz- oder Kurvenrolle
EP3181932A1 (de) Kupplungsanordnung mit verbesserter montage
WO2011110457A1 (de) Ringförmiges, axiales sicherungselement
EP3724456B1 (de) Rotor mit fliehkraft-optimierten kontaktflächen
EP3695100B1 (de) Rotor mit dichtelement und dichtring
EP3613952B1 (de) Verstellbare leitschaufelanordnung, leitschaufel, dichtungsträger und turbomaschine
EP3423679A1 (de) Rotorscheibe mit stirnseitigem dichtelement
EP3885535A1 (de) Dichtring für einen rotor und rotor mit einem solchen
EP2816198B1 (de) Leitschaufelanordnung, Leitschaufel und Verfahren zum Montieren einer Leitschaufel
DE102005040575A1 (de) Wirbelgleichrichter
DE102015112027B4 (de) Rotierende Arbeitseinheit
DE4408881A1 (de) Kupplungsscheibe mit zentriertem Steuerblech
EP3064705B1 (de) Rotor mit einem Sicherungsblech zur Sicherung einer Drehverriegelung gegen ein Losdrehen

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19752935

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019752935

Country of ref document: EP

Effective date: 20201204

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2021505690

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20217005572

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A