EP3165772A1 - Inner part for a turbomachine, turbomachine and method for mounting - Google Patents
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- EP3165772A1 EP3165772A1 EP15193213.4A EP15193213A EP3165772A1 EP 3165772 A1 EP3165772 A1 EP 3165772A1 EP 15193213 A EP15193213 A EP 15193213A EP 3165772 A1 EP3165772 A1 EP 3165772A1
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- F05D2260/02—Transport and handling during maintenance and repair
Definitions
- the invention relates to an inner part of a turbomachine for mounting in an outer casing of the turbomachine, the inner part having parts of a rotor provided for rotation in operation and elements of a stator formed as operating parts, the rotor extending along an axis.
- the invention relates to a turbomachine with the inner part and a method for mounting the turbomachine.
- Turbo compressor and method of the type defined above are already in the patent application EP 2 045 472 A1 known.
- the method of assembling the turbomachine described in this patent application provides that an inner part of the turbomachine comprising the rotor and a stator as a finished assembled module is axially inserted into a circumferentially undivided outer casing.
- the insertion opening into the pot-shaped outer housing which may also be referred to as a pot housing, is closed axially after reaching the end position of the inner part by means of a frontal lid.
- the axial end faces of the outer housing or frontal cover are each provided with a passage opening through which one shaft end of the rotor is axially led out of the outer housing.
- This shaft end can serve on the one hand for supporting the rotor and on the other hand for transmitting torques in front of or on the rotor of the turbomachine.
- a shaft seal is usually provided for sealing the gap between the opening contour and the shaft surface of the rotor or rotor.
- the shaft end is used on an axial side of the attachment of a so-called horsetail, which can also be referred to as an extension.
- the horsetail is essentially an axial extension of the rotor at an axial shaft end. This extension is the support of the inner part against gravity in the phase of axial insertion into the cup-shaped outer housing, in which the inner part is already partially inserted into the outer housing, but the axial shaft end (without extension), which leads the insertion, not yet the axial frontal opening of the outer housing protrudes.
- this extension which can be designed as a so-called horsetail (axially divisible) takes this vertically oriented load, so that the inner housing largely acting without friction normal force acting on the outer housing can be inserted axially. It is also conceivable that only a partial relief of the contact surface between the outer housing and the inner part takes place and the normal force between these two components by means of the horsetail is lowered only in the sense of a reduction in friction.
- the term "horsetail” results from the fact that this axial extension can be disassembled into axial sections. This extension serves to support the inner part until the leading end of the shaft exits axially from the opposite housing outlet or opening. After exiting the shaft or the runner can be caught directly.
- a disadvantage of the known method is that a special effort must be made to support the stator relative to the rotor of the inner part, so that it does not come to uncontrolled contacts and power transmissions between the rotor and the stator.
- there is a large number of shaft seals in each turbomachine which can be designed, for example, as labyrinth seals.
- the shaft seals in particular are components that are very sensitive, since, for example, in the case of the labyrinth seal, narrow sealing strips-or, in a two-dimensional view, sealing tips-are often used which are not suitable for transmitting large forces.
- Other components of the stator and the rotor are not designed to accommodate the large weight forces of each adjacent module in the rule.
- the invention has set itself the task, the cost and effort in the context of assembly for the purpose of supporting the stator relative to the rotor of the inner part of a turbomachine while not increasing the risk of damage.
- the invention proposes a turbomachine and a method for assembling the turbomachine according to the respective claims.
- the respective dependent claims contain advantageous developments of the invention.
- the inner part of a turbo-machine is a component which can generally include all parts of the rotor, but need not necessarily comprise.
- the inner part includes next to some of the rotor surrounded standing components, which are referred to here as a stator.
- a preferred application of the invention relates to turbomachines designed as radial machines, in which a radial deflection takes place between the individual stages of the rotor in the stator. This radial deflection takes place by means of a circumferentially extending channel surrounding the rotor. These deflections are collectively referred to as return stages and usually include so-called intermediate floors, which are formed divided at least in an axially non-divisible rotor in the circumferential direction in a parting line.
- shaft seal means in the context this document sealing elements of the stator and / or the rotor, such as a labyrinth seal, this term refers to the shaft seal as a whole, continuem means "shaft seal” sealing a gap between a rotor and a stator, not only on a housing outlet but possibly also on others Axial sections of the machine) that prevent flow of process fluid that is either compressed or expanded by the turbomachine toward lower pressure conditions.
- the quality of this shaft seal directly affects the extent of unwanted secondary flows, so that, for example, the radial clearance of this shaft seal is a primary factor influencing the efficiency of such a turbomachine.
- the individual intermediate floors may be combined axially and radially by means of a shell divided over circumferentially in the circumferential direction or shared by adjacent intermediate floors, so that the stator of the inner part forms a unit which is firmly joined together and attached to one another.
- the individual intermediate floors may be fastened to one another in their part-joint plane by means of fastening elements and be combined axially relative to one another in another, if appropriate, manner.
- the inner part has an at least provisionally firmly assembled stator, so that the inner part forms a transportable unit for itself.
- the rotor is in this case in the inner part therefore arranged positively, because the wheels (this document uses the terms “impeller” and “wheels” synonym both individually and in compound terms) of the rotor in the return stages of the stator prevent an axial unlimited mobility.
- the stator is axially movable from a first axial position to a second axial position relative to the stator.
- a support shoulder extending in the circumferential direction is respectively provided on the stator and on the rotor radially concentrically opposite at two axially spaced locations, so that the rotor and the stator can be supported radially relative to one another by means of this support shoulder.
- these support shoulders should be rotationally symmetrical, so that the support of the stator by means of the rotor relative to the weight of the stator is possible regardless of the circumferential position of the rotor.
- the support shoulder extends in the circumferential direction rotationally symmetric in the stator, so that, for example, a lifting of the entire inner part while attaching the stop means on the stator is possible, so that the rotor can be raised indirectly via the stator of the inner part.
- the abutment shoulders on the rotor are each located on a hub-side wheel disc of an impeller.
- the blades act on the wheel disc as stiffening ribs and prevent buckling of the wheel disc under the load.
- the abutment shoulder can also be provided on a cover plate of the impeller, in which case the forces must be transferred from the weight of the stator via impeller blades between the wheel disc and the cover plate of the respective impeller. This must be taken into account when designing the blades.
- the support shoulder is provided at each of the outermost radial end of the wheel disc or the cover plate, so that does not create a separate paragraph in example, the wheel disc additional axial space requirement.
- the axial displaceability from the first axial position to the second axial position of the rotor relative to the stator of the inner part is expediently also made possible by an axially wider wheel side space, so that the wheel disk axially engages in the extended width of the Radutzraums axial displacement, so that the 6.3schulter in the first axial position when engaged in the Radprocessraum wheel disc of the stator relative to the contact shoulder of the rotor is preferably located at the radially outer end of the wheel disc of the impeller.
- This procedure also has the advantage that in the case of a stepped cover labyrinth, this shaft seal provides sufficient axial play in the case of the wheel-disk-side displacement direction.
- the wheel disc in the region of the abutment shoulder rotationally symmetrical - convex in cross-section - be formed so that it comes over a part of the circumference slight force-induced elastic deformations of the wheel or the stator in the region of the respective abutment shoulder to a substantially linear support.
- Line-shaped here means that the extent of the support surface is longer in the circumferential direction than in the axial direction.
- the abutment shoulder can also be rotationally symmetrical conical - in cross section obliquely to the axis or axis of rotation - each be formed, so that the two abutment shoulder surfaces are oriented parallel to each other in axially parallel alignment of the stator and the rotor.
- the cone bevel should in this case preferably be oriented such that the rotor is pressed against the stator with a pressure force perpendicular to the axis in the direction of an axial stop of the slope of the cone, so that an uncontrolled sliding of the abutment shoulders is excluded.
- an advantageous development of the invention provides that the axial relative position of the stator and the rotor of the inner part can be fixed to each other by means of at least one fastening element.
- the axial Relative position on an axial side by means of a securing element in a boundary region between the stator and the rotor, which is accessible from the outside, is fixed to at least one circumferential position by means of the securing element.
- the rotor or the shaft of the rotor can be radially clamped by the fastening element, wherein the fastening element simultaneously contacts an axial reference surface of the stator, so that an axial movement is blocked at least unidirectionally, preferably bidirectionally, between the rotor and the stator.
- a complete backup of the axial position can also follow by means of two such fasteners.
- the axial end faces of the outer housing or frontal cover are each provided with a passage opening, through which in each case a shaft end of the rotor can be axially guided out of the outer housing.
- This shaft end can serve on the one hand for permanent or transitional mounting of the rotor and on the other hand for transmitting torques in front of or on the rotor of the turbomachine.
- the inventive method provides that initially the outer housing is provided. Subsequently, an axial extension in the sense of the above-mentioned horsetail to the rotor at a shaft end is mounted rigidly so that the inner part raised by the extension - or intercepted in terms of weight - can be.
- the inner part can be raised at least on one axial side. It is not necessary that the entire inner part can be raised as a free end of this axial extension.
- the connection between the extension and the shaft end must be rigid, so that the torques or bending moments arising from the transverse force can be transmitted to an axially spaced support of the extension.
- the inner part is inserted by means of the extension in the outer housing, wherein the rotor is located to the stator of the inner part in the first axial position.
- the axial extension or the horsetail guides this insertion movement and is axially supported by a frontal axial opening of the outer housing of this extension, so that a normal force between the inner part and the outer housing is at least reduced during the insertion process.
- the rotor can be offset axially relative to the stator of the inner part in the second axial position.
- This axial displacement of the rotor relative to the stator can take place with the aid of the horsetail, wherein the stator of the inner part in the outer housing, the rotor is relieved of the weight and the rotor can be maneuvered without this additional load in the second axial position.
- FIG. 1 shows a part of a turbomachine TCO with an inner part IP.
- the inner part IP is in FIG. 1 by means of an axial extension EXT mounted on a shaft end SHE of the rotor RO in an outer housing OC introduced in the axial direction.
- the inner part IP comprises parts of a rotor RO provided for rotation during operation of the turbo-machine TCO and elements of a stator STA designed as stationary parts during operation.
- the inner part IP is a transportable unit, which is preferably assembled at the point of commissioning of the turbomachine TCO with the outer housing OC.
- the outer housing OC is formed as a circumferentially undivided so-called pot housing.
- On at least one axial side of the outer housing is frontally provided with an axial opening, so that the inner part IP can be axially inserted into the outer housing OC.
- a cover COV is preferably pushed axially onto a shaft end SHE of the rotor RO and attached there, so that this cover COV is also positioned with the axial insertion of the inner part IP for the purpose of attachment to the outer housing OC.
- the rotor RO comprises a shaft SH and a plurality of impellers IMP or impeller shrunk onto the shaft.
- the stator STA comprises a plurality of return stages BST, which are provided between the individual impellers IMP designed as radial impellers and which each have a fluidic return channel which extends radially outward from the latter Impeller IMP deflected flow of a process fluid back to radially inward deflected.
- the return stages are equipped with aerodynamic guiding means, guide vanes for directing the flow of the process fluid.
- the return stages BST which are also referred to as intermediate floors, provided with a parting line, which in a level which is substantially parallel to the axis X.
- the return stages BST is also provided with a parting line holder CR (this holder may also be referred to as an inner housing) is provided, the return stages BST in the desired axial and Secures radial position to each other.
- the return stages BST are attached directly to each other or attached, eg. screwed together.
- the individual stages of the turbomachine TCO are sealed to one another by means of at least one shaft seal SSL.
- the shaft seal seals SSL between a cover plate CW of the impeller IMP and the stator STA.
- the impeller IMP has, in addition to the cover plate on blades BL and a wheel HW. By means of the wheel disc HW, the impeller IMP is fixed to the shaft SH of the rotor RO with a shaft-hub connection. The attachment secures the impeller IMP in axial, radial and tangential (against twisting) direction.
- the rotor RO is designed to be displaceable relative to the stator STA between a first axial position AP1 and a second axial position AP2.
- a corresponding Axialspielausteil the shaft seals SSL is provided and the Radreteippo WSR, which are fixed an axial clearance between the wheels IMP and the stator STA, are axially prepared accordingly.
- the first axial position AP1 are located at two axially spaced locations (AL1, AL2) each extending in the circumferential direction CD Support shoulder SPS respectively on the stator STA and on the rotor RO each radially concentrically opposite, so that the rotor RO and the stator STA are supportable radially to each other by means of the support shoulders SPS.
- FIGS. 5, 6 and 7 steps of the method according to the invention for mounting the turbomachine TCO are reproduced.
- FIG. 5 shows the provision of the outer housing OC.
- FIG. 6 shows how in the context of step b) an extension EXT has been attached axially to a shaft end SHE of the rotor RO of the inner part IP.
- the inner part IP has already been partially inserted axially into the outer housing OC, wherein the axial extension EXT leads the insertion movement axially.
- Step d) is in the FIG. 7 shown schematically, wherein the Figures 3 .
- FIG. 7 also shows that the cover COV of the outer housing OC is moved axially together with the inner part IP in its end position before it is fastened by means of fastening elements to the outer housing OC.
- the shaft end SHE which follows the axial movement, is held in the radial position by means of a support SUP '.
- the inner part can also be supported by the stator STA by means of a support SUP '. Because it becomes complex in heavier designs to absorb the torque from the weight force over the shaft, As a rule, the support via the inner part IP is then preferred.
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Innenteil (IP) einer Turbomaschine (TCO) zur Anordnung in einem Außengehäuse (OC) der Turbomaschine (TCO), wobei das Innenteil (IP) zur Rotation im Betrieb vorgesehene Teile eines Rotors (RO) und als im Betrieb stehende Teile ausgebildete Elemente eines Stators (STA) aufweist, wobei der Rotor (RO) sich entlang einer Achse (X) erstreckt. Daneben betrifft die Erfindung eine Turbomaschine mit dem Innenteil und ein Verfahren zur Montage der Turbomaschine. Im Interesse einer vereinfachten und beschädigungsfreien Montage schlägt die Erfindung vor, dass das Innenteil (IP) derart ausgebildet ist, dass der Rotor (RO) axial gegenüber dem Stator (STA) beweglich von einer ersten Axialposition (AP1) in eine zweite Axialposition (AP2) ist, wobei in der ersten Axialposition (AP1) an mindestens zwei axial voneinander beabstandeten Stellen jeweils eine sich in Umfangsrichtung (CD) erstreckende Auflageschulter (SPS) jeweils an dem Stator (STA) und an dem Rotor (RO) jeweils radial konzentrisch gegenüberliegend vorgesehen sind, so dass der Rotor (RO) und der Stator (STA) mittels der Auflageschultern (SPS) radial zueinander abstützbar sind, wobei die Auflageschultern (SPS) derart ausgebildet sind, dass in der zweiten Axialposition (AP2) die Auflageschultern (SPS) des Rotors (RO) und des Stators (STA) sich nicht radial gegenüberliegend befinden.The invention relates to an inner part (IP) of a turbomachine (TCO) for arrangement in an outer housing (OC) of the turbomachine (TCO), the inner part (IP) having parts of a rotor (RO) provided for rotation in operation and elements of a stator (STA) formed as operating parts; wherein the rotor (RO) extends along an axis (X). In addition, the invention relates to a turbomachine with the inner part and a method for mounting the turbomachine. In the interest of a simplified and damage-free mounting, the invention proposes that the inner part (IP) is designed such that the rotor (RO) moves axially relative to the stator (STA) from a first axial position (AP1) to a second axial position (AP2). is wherein in the first axial position (AP1) at at least two axially spaced locations each extending in the circumferential direction (CD) support shoulder (SPS) respectively on the stator (STA) and on the rotor (RO) are each provided radially concentrically opposite, so the rotor (RO) and the stator (STA) can be supported radially relative to one another by means of the support shoulders (SPS), wherein the support shoulders (SPS) are designed such that in the second axial position (AP2) the support shoulders (SPS) of the rotor (RO) and the stator (STA) are not radially opposite one another.
Description
Die Erfindung betrifft ein Innenteil einer Turbomaschine zur Anordnung in einem Außengehäuse der Turbomaschine, wobei das Innenteil zur Rotation im Betrieb vorgesehene Teile eines Rotors und als im Betrieb stehende Teile ausgebildete Elemente eines Stators aufweist, wobei der Rotor sich entlang einer Achse erstreckt. Daneben betrifft die Erfindung eine Turbomaschine mit dem Innenteil und ein Verfahren zur Montage der Turbomaschine.The invention relates to an inner part of a turbomachine for mounting in an outer casing of the turbomachine, the inner part having parts of a rotor provided for rotation in operation and elements of a stator formed as operating parts, the rotor extending along an axis. In addition, the invention relates to a turbomachine with the inner part and a method for mounting the turbomachine.
Turboverdichter und Verfahren der eingangs definierten Art sind bereits aus der Patentanmeldung
In der Regel sind die axialen Stirnseiten des Außengehäuses bzw. stirnseitigen Deckel jeweils mit einer Durchführ-Öffnung versehen, durch die jeweils ein Wellenende des Rotors axial aus dem Außengehäuse hinausgeführt wird. Dieses Wellenende kann einerseits zur Lagerung des Rotors dienen und anderseits zur Übertragung von Drehmomenten vor oder auf den Rotor der Turbomaschine. In dem Bereich der Herausführung der Welle ist in der Regel eine Wellendichtung zur Abdichtung des Spaltes zwischen der Öffnungskontur und der Wellenoberfläche des Rotors bzw. Läufers vorgesehen.In general, the axial end faces of the outer housing or frontal cover are each provided with a passage opening through which one shaft end of the rotor is axially led out of the outer housing. This shaft end can serve on the one hand for supporting the rotor and on the other hand for transmitting torques in front of or on the rotor of the turbomachine. In the region of the lead out of the shaft, a shaft seal is usually provided for sealing the gap between the opening contour and the shaft surface of the rotor or rotor.
Im Rahmen der Montage dient das Wellenende auf einer axialen Seite der Anbringung eines sogenannten Schachtelhalms, der auch als Verlängerung bezeichnet werden kann. Der Schachtelhalm ist im Wesentlichen eine Axialverlängerung des Rotors an einem axialen Wellenende. Diese Verlängerung dient der Abstützung des Innenteils gegenüber der Schwerkraft in der Phase des axialen Einführens in das topfförmige Außengehäuse, in der das Innenteil bereits teilweise in das Außengehäuse eingeführt ist, aber das axiale Wellenende (ohne Verlängerung), das die Einführbewegung anführt, noch nicht aus der axial stirnseitigen Öffnung des Außengehäuses hinausragt. Um das Innenteil dennoch hinsichtlich der Gewichtskraft gegenüber dem Außengehäuse abzufangen, damit das Innenteil beschädigungsfrei in das Außengehäuse eingeführt werden kann, nimmt diese Verlängerung, der als sogenannter Schachtelhalm (axial teilbar) ausgeführt sein kann, diese vertikal orientierte Last auf, so dass das Innengehäuse weitestgehend ohne reibungserhöhende Normalkraft wirkend auf das Außengehäuse axial eingeschoben werden kann. Es ist hierbei auch denkbar, dass nur eine teilweise Entlastung der Kontaktfläche zwischen dem Außengehäuse und dem Innenteil stattfindet und die Normalkraft zwischen diesen beiden Bauteilen mittels des Schachtelhalms nur im Sinne einer Reibungsreduktion erniedrigt wird. Der Begriff "Schachtelhalm" ergibt sich daraus, dass diese axiale Verlängerung in axiale Abschnitte zerlegbar ist. Diese Verlängerung dient dazu, das Innenteil so lange zu unterstützen, bis das anführende Wellenende axial aus der gegenüberliegenden Gehäuseaustritt bzw. Öffnung austritt. Nach dem Austritt kann die Welle bzw. der Läufer direkt abgefangen werden.As part of the assembly, the shaft end is used on an axial side of the attachment of a so-called horsetail, which can also be referred to as an extension. The horsetail is essentially an axial extension of the rotor at an axial shaft end. This extension is the support of the inner part against gravity in the phase of axial insertion into the cup-shaped outer housing, in which the inner part is already partially inserted into the outer housing, but the axial shaft end (without extension), which leads the insertion, not yet the axial frontal opening of the outer housing protrudes. In order to still intercept the inner part in terms of weight with respect to the outer housing, so that the inner part can be inserted without damage into the outer housing, this extension, which can be designed as a so-called horsetail (axially divisible) takes this vertically oriented load, so that the inner housing largely acting without friction normal force acting on the outer housing can be inserted axially. It is also conceivable that only a partial relief of the contact surface between the outer housing and the inner part takes place and the normal force between these two components by means of the horsetail is lowered only in the sense of a reduction in friction. The term "horsetail" results from the fact that this axial extension can be disassembled into axial sections. This extension serves to support the inner part until the leading end of the shaft exits axially from the opposite housing outlet or opening. After exiting the shaft or the runner can be caught directly.
Ein Nachteil des bekannten Verfahrens liegt darin, dass ein besonderer Aufwand betrieben werden muss, den Stator gegenüber dem Rotor des Innenteils abzustützen, so dass es nicht zu unkontrollierten Kontakten und Kraftübertragungen zwischen dem Rotor und dem Stator kommt. Wird das Innenteil mittels des Schachtelhalms zumindest an einer axialen Seite mittelbar über den Rotor in seiner Gesamtheit zumindest auf einer Seite unterstützt bzw. angehoben, lastet zumindest ein Teil der Gewichtskraft des Stators des Innenteils auf den Stellen des Rotors, an denen es gegenüber dem Stator in Folge geringen Spiels zuerst zu einer kontaktierenden Auflage kommt. In der Regel befindet sich in jeder Turbomaschine eine Vielzahl an Wellendichtungen, die zum Beispiel als Labyrinthdichtungen ausgeführt sein können. Unabhängig von dem jeweils ausgeführten Wellendichtungstyp in der Turbomaschine kommt es in dem Bereich der Wellendichtungen meist am ehesten zur Kontaktauflage, weil dort im Interesse möglichst geringer Sekundärströmungen die Radialspiele am geringsten ausgeführt sind. Gleichzeitig handelt es sich insbesondere bei den Wellendichtungen um Bauteile, die sehr empfindlich sind, da beispielsweise im Falle der Labyrinthdichtung häufig schmale Dichtbänder - bzw. in zweidimensionaler Sichtweise Dichtspitzen - eingesetzt werden, die zur Übertragung großer Kräfte nicht geeignet sind. Auch andere Bauteile des Stators und des Rotors sind in der Regel nicht zur Aufnahme der großen Gewichtskräfte des jeweils benachbarten Moduls ausgelegt. Um diese unkontrollierte teilweise punktförmige zumindest linienförmige Auflage zwischen diesen schweren Bauteilen des Innenteils zu vermeiden, wird in der Regel eine Fixierung in radialer Richtung zwischen dem Rotor und dem Stator vorgesehen, die geeignet ist, die Gewichtskraft des Stators gegenüber dem Rotor kontrolliert abzufangen. Diese Vorkehrungen sind aufwändig und teilweise in der Montage umständlich. Diese Vorkehrungen müssen beispielsweise so ausgeführt sein, dass auf der die Einführbewegung anführenden Seite des Innenteils diese Vorkehrungen durch die axial stirnseitige Öffnung des Außengehäuses entfernt werden können. Diese Notwendigkeit kann besondere Vorkehrungen an dem Außengehäuse erforderlich machen, die kostspielig in der Fertigung und aufwändig in der Installation und Handhabung sein können.A disadvantage of the known method is that a special effort must be made to support the stator relative to the rotor of the inner part, so that it does not come to uncontrolled contacts and power transmissions between the rotor and the stator. Is the inner part by means of the horsetail at least on one axial side indirectly over the rotor in its entirety at least on one side supported or raised, loads at least a part of the weight of the stator of the inner part on the points of the rotor, where it comes opposite the stator as a result of small game first to a contacting pad. As a rule, there is a large number of shaft seals in each turbomachine, which can be designed, for example, as labyrinth seals. Regardless of the respectively executed shaft seal type in the turbomachine, it is most likely to contact the contact area in the area of the shaft seals, because the radial clearances are the least executed in the interest of the lowest possible secondary flows. At the same time, the shaft seals in particular are components that are very sensitive, since, for example, in the case of the labyrinth seal, narrow sealing strips-or, in a two-dimensional view, sealing tips-are often used which are not suitable for transmitting large forces. Other components of the stator and the rotor are not designed to accommodate the large weight forces of each adjacent module in the rule. In order to avoid this uncontrolled partially punctiform at least line-shaped support between these heavy components of the inner part, a fixation in the radial direction between the rotor and the stator is usually provided, which is adapted to control the weight of the stator relative to the rotor controlled. These precautions are complex and sometimes cumbersome in the assembly. These precautions must be carried out, for example, that on the introductory movement leading side of the inner part of these precautions can be removed through the axially frontal opening of the outer housing. This need may require special precautions on the outer housing, which can be costly to manufacture and expensive to install and handle.
Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, die Kosten und den Aufwand im Rahmen der Montage zum Zwecke der Abstützung des Stators gegenüber dem Rotor des Innenteils einer Turbomaschine zu reduzieren und trotzdem das Risiko einer Beschädigung nicht zu erhöhen.The invention has set itself the task, the cost and effort in the context of assembly for the purpose of supporting the stator relative to the rotor of the inner part of a turbomachine while not increasing the risk of damage.
Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe wird ein Innenteil der eingangs definierten Art mit den zusätzlichen Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Daneben schlägt die Erfindung eine Turbomaschine und ein Verfahren zur Montage der Turbomaschine nach den jeweils diesbezüglichen Ansprüchen vor. Die jeweils rückbezogenen Unteransprüche beinhalten vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.To achieve the object of the invention, an inner part of the type defined above is proposed with the additional features of claim 1. In addition, the invention proposes a turbomachine and a method for assembling the turbomachine according to the respective claims. The respective dependent claims contain advantageous developments of the invention.
Angaben, wie radial, axial oder tangential bzw. Umfangsrichtung beziehen sich - wenn nicht anders angegeben - stets auf eine Achse des Rotors, die mit der Drehachse des Rotors im Betrieb zusammenfällt. Bauteile mit identischer Funktion und im Wesentlichen identischer Gestaltung werden identisch bezeichnet und in den Ausführungsbeispielen in der Regel identisch referenziert.Information such as radial, axial or tangential or circumferential direction always relate to an axis of the rotor, which coincides with the axis of rotation of the rotor during operation, unless stated otherwise. Components with identical function and essentially identical design are identically denoted and in the exemplary embodiments generally identically referenced.
Bei dem Innenteil einer Turbomaschine nach der Terminologie der Erfindung handelt es sich um ein Bauteil, das in der Regel alle Teile des Rotors umfassen kann, aber nicht zwingend umfassen muss. Das Innenteil umfasst daneben einige den Rotor umgegebene stehende Bestandteile, die hier als Stator bezeichnet werden.The inner part of a turbo-machine according to the terminology of the invention is a component which can generally include all parts of the rotor, but need not necessarily comprise. The inner part includes next to some of the rotor surrounded standing components, which are referred to here as a stator.
Eine bevorzugte Anwendung der Erfindung bezieht sich auf als Radialmaschinen ausgeführte Turbomaschine, bei denen zwischen den einzelnen Stufen des Rotors in dem Stator eine radiale Umlenkung stattfindet. Diese radiale Umlenkung erfolgt mittels eines sich in Umfangsrichtung erstreckenden Kanals, der den Rotor umgibt. Diese Umlenkungen werden insgesamt als Rückführstufen bezeichnet und umfassen in der Regel sogenannte Zwischenböden, die zumindest bei einem axial nicht teilbaren Rotor in Umfangsrichtung in einer Teilfuge geteilt ausgebildet sind. Diese axial zwischen den einzelnen Laufrädern des Rotors angeordneten Zwischenböden weisen meist Wellendichtungen (der Begriff "Wellendichtung" bedeutet in dem Zusammenhang dieses Dokumentes Dichtungselemente des Stators und/oder des Rotors, z.B. einer Labyrinthdichtung, dieser Begriff bezeichnet die Wellendichtung als Ganzes, weiterhinm bedeutet "Wellendichtung" die Abdichtung eines Spaltes zwischen einem Rotor und einem Stator, nicht nur an einem Gehäuseaustritt sondern ggf. auch an anderen Axialabschnitten der Maschine) auf, die eine Strömung eines Prozessfluids, das von der Turbomaschine entweder verdichtet oder expandiert wird zu Zuständen niedrigeren Druckes hin vermeiden. Die Güte dieser Wellendichtung beeinflusst direkt das Ausmaß ungewollter Sekundärströmungen, so dass beispielsweise die Radialspielauslegung dieser Wellendichtung ein primärer Einflussfaktor für den Wirkungsgrad einer solchen Turbomaschine ist.A preferred application of the invention relates to turbomachines designed as radial machines, in which a radial deflection takes place between the individual stages of the rotor in the stator. This radial deflection takes place by means of a circumferentially extending channel surrounding the rotor. These deflections are collectively referred to as return stages and usually include so-called intermediate floors, which are formed divided at least in an axially non-divisible rotor in the circumferential direction in a parting line. These intermediate floors arranged axially between the individual wheels of the rotor usually have shaft seals (the term "shaft seal" means in the context this document sealing elements of the stator and / or the rotor, such as a labyrinth seal, this term refers to the shaft seal as a whole, continuem means "shaft seal" sealing a gap between a rotor and a stator, not only on a housing outlet but possibly also on others Axial sections of the machine) that prevent flow of process fluid that is either compressed or expanded by the turbomachine toward lower pressure conditions. The quality of this shaft seal directly affects the extent of unwanted secondary flows, so that, for example, the radial clearance of this shaft seal is a primary factor influencing the efficiency of such a turbomachine.
Bei einem axial zerlegbaren Rotor ist es auch möglich, die Rückführstufen bzw. Zwischenböden in Umfangsrichtung nicht geteilt auszubilden und den Stator mit dem Rotor zu einem Innenteil in einem stapelnden Arbeitsprozess schrittweise zusammen zu fügen.In the case of an axially separable rotor, it is also possible not to form the return stages or intermediate floors in the circumferential direction and to gradually join together the stator with the rotor to form an inner part in a stacking working process.
Die einzelnen Zwischenböden können mittels einer axial über benachbarte Zwischenböden übergreifende in Umfangsrichtung geteilte oder ungeteilte Schale, axial und radial zusammengefasst sein, so dass der Stator des Innenteils eine fest zusammengefügte und aneinander befestigte Einheit bildet. Alternativ können die einzelnen Zwischenböden in ihrer Teilfugenebene mittels Befestigungselementen aneinander befestigt sein und axial zueinander auf eine andere ggf. ähnliche Weise zusammengefasst werden. Jedenfalls weist das Innenteil einen zumindest provisorisch fest zusammengefügten Stator auf, so dass das Innenteil eine für sich transportierbare Einheit bildet. Der Rotor ist hierbei in dem Innenteil deshalb formschlüssig angeordnet, weil die Laufräder (dieses Dokument benutzt die Begriffe "Impeller" und "Laufräder" synonym sowohl einzeln als auch in zusammengesetzten Begriffen) des Rotors in den Rückführstufen des Stators eine axial unbegrenzte Verschieblichkeit verhindern.The individual intermediate floors may be combined axially and radially by means of a shell divided over circumferentially in the circumferential direction or shared by adjacent intermediate floors, so that the stator of the inner part forms a unit which is firmly joined together and attached to one another. Alternatively, the individual intermediate floors may be fastened to one another in their part-joint plane by means of fastening elements and be combined axially relative to one another in another, if appropriate, manner. In any case, the inner part has an at least provisionally firmly assembled stator, so that the inner part forms a transportable unit for itself. The rotor is in this case in the inner part therefore arranged positively, because the wheels (this document uses the terms "impeller" and "wheels" synonym both individually and in compound terms) of the rotor in the return stages of the stator prevent an axial unlimited mobility.
In den Grenzen der Axialbeweglichkeit ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Stator von einer ersten Axialposition in eine zweite Axialposition gegenüber dem Stator axial beweglich ist. In der ersten Axialposition sind an zwei axial voneinander beabstandeten Stellen jeweils eine sich in Umgangsrichtung erstreckende Auflageschulter jeweils an dem Stator und an dem Rotor jeweils radial konzentrisch gegenüberliegend vorgesehen, so dass der Rotor und der Stator mittels dieser Auflageschulter radial zueinander abstützbar sind. Zumindest an dem Rotor sollten diese Auflageschultern rotationssymmetrisch ausgebildet sein, so dass die Abstützung des Stators mittels des Rotors gegenüber der Gewichtskraft des Stators unabhängig von der Umfangsposition des Rotors möglich ist. Besonders bevorzugt erstreckt sich auch im Stator die Auflageschulter in Umfangsrichtung rotationsymmetrisch, so dass beispielsweise auch ein Anheben des gesamten Innenteils unter Anbringung der Anschlagmittel an dem Stator möglich ist, so dass der Rotor mittelbar über den Stator des Innenteils angehoben werden kann.Within the limits of the axial mobility, it is provided according to the invention that the stator is axially movable from a first axial position to a second axial position relative to the stator. In the first axial position, a support shoulder extending in the circumferential direction is respectively provided on the stator and on the rotor radially concentrically opposite at two axially spaced locations, so that the rotor and the stator can be supported radially relative to one another by means of this support shoulder. At least on the rotor, these support shoulders should be rotationally symmetrical, so that the support of the stator by means of the rotor relative to the weight of the stator is possible regardless of the circumferential position of the rotor. Particularly preferably, the support shoulder extends in the circumferential direction rotationally symmetric in the stator, so that, for example, a lifting of the entire inner part while attaching the stop means on the stator is possible, so that the rotor can be raised indirectly via the stator of the inner part.
Besonders bevorzugt befinden sich die Anlageschultern an dem Rotor jeweils an einer nabenseitigen Radscheibe eines Impellers. Hierbei wirken die Schaufeln an der Radscheibe als Versteifende Rippen und verhindern ein Wegknicken der Radscheibe unter der Last.Particularly preferably, the abutment shoulders on the rotor are each located on a hub-side wheel disc of an impeller. Here, the blades act on the wheel disc as stiffening ribs and prevent buckling of the wheel disc under the load.
Alternativ kann die Anlageschulter auch an einer Deckscheibe des Impellers vorgesehen sein, wobei in diesem Falle die Kräfte aus dem Gewicht des Stators über Impellerschaufeln zwischen der Radscheibe und der Deckscheibe des jeweiligen Impellers übertragen werden müssen. Dies ist bei der Auslegung der Schaufeln zu berücksichtigen.Alternatively, the abutment shoulder can also be provided on a cover plate of the impeller, in which case the forces must be transferred from the weight of the stator via impeller blades between the wheel disc and the cover plate of the respective impeller. This must be taken into account when designing the blades.
Besonders bevorzugt ist die Auflageschulter an jeweils dem äußersten radialen Ende der Radscheibe oder der Deckscheibe vorgesehen, so dass nicht ein gesonderter Absatz in beispielsweise der Radscheibe zusätzlichen axialen Bauraumbedarf schafft.Particularly preferably, the support shoulder is provided at each of the outermost radial end of the wheel disc or the cover plate, so that does not create a separate paragraph in example, the wheel disc additional axial space requirement.
Die axiale Verschieblichkeit von der ersten Axialposition in die zweite Axialposition des Rotors gegenüber dem Stator des Innenteils ist zweckmäßig auch durch einen axial breiter gestalteten Radseitenraum ermöglicht, so dass die Radscheibe im Rahmen der Axialverschiebung in die erweiterte Breite des Radseitenraums axial einrückt, so dass sich die Anlageschulter in der ersten Axialposition bei in den Radseitenraum eingerückter Radscheibe des Stators gegenüber der Anlageschulter des Rotors bevorzugt am radial äußeren Ende der Radscheibe des Laufrades befindet. Dieses Vorgehen hat auch den Vorteil, dass bei einem gestuft ausgeführten Deckscheibenlabyrinth diese Wellendichtung bei der Radscheiben-seitigen Verschieberichtung genügend Axialspiel zur Verfügung stellt.The axial displaceability from the first axial position to the second axial position of the rotor relative to the stator of the inner part is expediently also made possible by an axially wider wheel side space, so that the wheel disk axially engages in the extended width of the Radseitenraums axial displacement, so that the Anlageschulter in the first axial position when engaged in the Radseitenraum wheel disc of the stator relative to the contact shoulder of the rotor is preferably located at the radially outer end of the wheel disc of the impeller. This procedure also has the advantage that in the case of a stepped cover labyrinth, this shaft seal provides sufficient axial play in the case of the wheel-disk-side displacement direction.
Besonders bevorzugt kann die Radscheibe im Bereich der Anlageschulter rotationssymmetrisch - im Querschnitt konvex - ausgebildet sein, so dass es über einen Teil des Umfangs geringfügige kraftbedingte elastische Verformungen der Radscheibe bzw. des Stators im Bereich der jeweiligen Anlageschulter vorausgesetzt zu einer im Wesentlichen linienförmigen Auflage kommt. Linienförmig meint hierbei, dass die Erstreckung der Auflagefläche in Umfangsrichtung länger ist als in Axialrichtung. Alternativ kann die Anlageschulter auch rotationssymmetrisch konisch - im Querschnitt schräg zur Achse bzw. Rotationsachse - jeweils ausgebildet sein, so dass die beiden Anlageschulterflächen bei axial paralleler Ausrichtung des Stators und des Rotors im Wesentlichen parallel zueinander orientiert sind. Die Konusschräge sollte hierbei bevorzugt derart ausgerichtet sein, dass der Rotor gegenüber dem Stator bei einer Andruck-Kraft senkrecht zur Achse in Richtung eines axialen Anschlags gedrückt wird von der Schräge des Konus, so dass ein unkontrolliertes Abgleiten der Anlageschultern aneinander ausgeschlossen ist.Particularly preferably, the wheel disc in the region of the abutment shoulder rotationally symmetrical - convex in cross-section - be formed so that it comes over a part of the circumference slight force-induced elastic deformations of the wheel or the stator in the region of the respective abutment shoulder to a substantially linear support. Line-shaped here means that the extent of the support surface is longer in the circumferential direction than in the axial direction. Alternatively, the abutment shoulder can also be rotationally symmetrical conical - in cross section obliquely to the axis or axis of rotation - each be formed, so that the two abutment shoulder surfaces are oriented parallel to each other in axially parallel alignment of the stator and the rotor. The cone bevel should in this case preferably be oriented such that the rotor is pressed against the stator with a pressure force perpendicular to the axis in the direction of an axial stop of the slope of the cone, so that an uncontrolled sliding of the abutment shoulders is excluded.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die axiale Relativposition des Stators und des Rotors des Innenteils zueinander mittels mindestens eines Befestigungselementes fixierbar ist. Hierzu ist es möglich, dass die axiale Relativposition auf einer axialen Seite mittels eines Sicherungselementes in einem Grenzbereich zwischen dem Stator und dem Rotor, der von außen zugänglich ist, an mindestens einer Umfangsposition mittels des Sicherungselementes festgelegt ist. Zu diesem Zweck kann beispielsweise der Rotor bzw. die Welle des Rotors von dem Befestigungselement radial eingeklemmt sein, wobei das Befestigungselement gleichzeitig eine axiale Referenzfläche des Stators kontaktiert, so dass eine Axialbewegung zumindest unidirektional, bevorzugt bidirektional zwischen dem Rotor und dem Stator blockiert ist. Eine vollständige Sicherung der Axialposition kann auch mittels zweier derartiger Befestigungselemente efolgen.An advantageous development of the invention provides that the axial relative position of the stator and the rotor of the inner part can be fixed to each other by means of at least one fastening element. For this it is possible that the axial Relative position on an axial side by means of a securing element in a boundary region between the stator and the rotor, which is accessible from the outside, is fixed to at least one circumferential position by means of the securing element. For this purpose, for example, the rotor or the shaft of the rotor can be radially clamped by the fastening element, wherein the fastening element simultaneously contacts an axial reference surface of the stator, so that an axial movement is blocked at least unidirectionally, preferably bidirectionally, between the rotor and the stator. A complete backup of the axial position can also follow by means of two such fasteners.
Bevorzugt sind die axialen Stirnseiten des Außengehäuses bzw. stirnseitigen Deckel jeweils mit einer Durchführ-Öffnung versehen, durch die jeweils ein Wellenende des Rotors axial aus dem Außengehäuse hinausführbar ist. Dieses Wellenende kann einerseits zur dauerhaften oder übergangsweisen Lagerung des Rotors dienen und anderseits zur Übertragung von Drehmomenten vor oder auf den Rotor der Turbomaschine.Preferably, the axial end faces of the outer housing or frontal cover are each provided with a passage opening, through which in each case a shaft end of the rotor can be axially guided out of the outer housing. This shaft end can serve on the one hand for permanent or transitional mounting of the rotor and on the other hand for transmitting torques in front of or on the rotor of the turbomachine.
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, dass zunächst das Außengehäuse bereitgestellt wird. Anschließend wird eine axiale Verlängerung im Sinne des bereits eingangs erwähnten Schachtelhalms an dem Rotor an einem Wellenende biegesteif angebracht, so dass das Innenteil mittels der Verlängerung angehoben - bzw. hinsichtlich der Gewichtskraft abgefangen - werden kann. Hier ist es ausreichend, wenn das Innenteil zumindest auf einer Axialseite angehoben werden kann. Es ist nicht erforderlich, dass das gesamte Innenteil als ein freies Ende dieser axialen Verlängerung angehoben werden kann. Jedenfalls muss die Verbindung zwischen der Verlängerung und dem Wellenende biegesteif sein, so dass die aus der Querkraft entstehenden Drehmomente bzw. Biegemomente auf eine axial beabstandete Unterstützung der Verlängerung übertragen werden können. Anschließend wird das Innenteil mittels der Verlängerung in das Außengehäuse eingeführt, wobei der Rotor zu dem Stator des Innenteils sich in der ersten Axialposition befindet. Hierbei ist es zweckmäßig, wenn die axiale Verlängerung bzw. der Schachtelhalm diese Einführbewegung anführt und durch eine stirnseitig axiale Öffnung des Außengehäuses dieser Verlängerung axial außen abgestützt wird, so dass eine Normalkraft zwischen dem Innenteil und dem Außengehäuse während des Einführvorgangs zumindest reduziert wird. Nach vollständiger Einführbewegung kann der Rotor gegenüber dem Stator des Innenteils in die zweite Axialposition axial versetzt werden. Dieses Axialversetzen des Rotors gegenüber dem Stator kann unter Zuhilfenahme des Schachtelhalms erfolgen, wobei der Stator des Innenteils im Außengehäuse den Rotor von der Gewichtskraft entlastend abgelegt wird und der Rotor ohne diese Zusatzlast in die zweite Axialposition manövriert werden kann.The inventive method provides that initially the outer housing is provided. Subsequently, an axial extension in the sense of the above-mentioned horsetail to the rotor at a shaft end is mounted rigidly so that the inner part raised by the extension - or intercepted in terms of weight - can be. Here it is sufficient if the inner part can be raised at least on one axial side. It is not necessary that the entire inner part can be raised as a free end of this axial extension. In any case, the connection between the extension and the shaft end must be rigid, so that the torques or bending moments arising from the transverse force can be transmitted to an axially spaced support of the extension. Subsequently, the inner part is inserted by means of the extension in the outer housing, wherein the rotor is located to the stator of the inner part in the first axial position. It is expedient here if the axial extension or the horsetail guides this insertion movement and is axially supported by a frontal axial opening of the outer housing of this extension, so that a normal force between the inner part and the outer housing is at least reduced during the insertion process. After complete insertion, the rotor can be offset axially relative to the stator of the inner part in the second axial position. This axial displacement of the rotor relative to the stator can take place with the aid of the horsetail, wherein the stator of the inner part in the outer housing, the rotor is relieved of the weight and the rotor can be maneuvered without this additional load in the second axial position.
Im Folgenden ist die Erfindung anhand eines speziellen Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
- Figur 1
- einen schematischen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Turbomaschine beim axialen Einführen des Innenteils in das Außengehäuse,
- Figur 2
- eine schematische Darstellung von Auflageschultern zwischen einem Rotor und einem Stator eines Innenteils in einem Längsschnitt an der Radscheibenseite,
- Figur 3
- ein Detail der
Figur 2 , dort mit III bezeichnet, - Figur 4
- ein Ausschnitt aus der
Figur 2 , in dem der Rotor sich gegenüber dem Stator in einer zweiten Axialposition befindet, - Figuren 5 bis 7
- jeweils eine schematische Darstellung von Schritten des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Montage einer erfindungsgemäßen Turbomaschine mit einem erfindungsgemäßen Innenteil.
- FIG. 1
- a schematic longitudinal section through a turbomachine according to the invention during the axial insertion of the inner part in the outer housing,
- FIG. 2
- a schematic representation of support shoulders between a rotor and a stator of an inner part in a longitudinal section on the Radscheibenseite,
- FIG. 3
- a detail of
FIG. 2 , labeled III there, - FIG. 4
- a section of the
FIG. 2 in that the rotor is in a second axial position with respect to the stator, - FIGS. 5 to 7
- in each case a schematic representation of steps of the method according to the invention for mounting a turbomachine according to the invention with an inner part according to the invention.
Die Figuren zeigen jeweils Längsschnitte in schematischer Wiedergabe, wobei sich die Schnittebene jeweils entlang einer Achse X erstreckt, die mit der Rotationsachse eines Rotors RO identisch ist. Geometrische Angaben beziehen sich in der Regel auf die Achse X, wenn nicht anders angegeben. Die Figurenbeschreibung gilt figurenübergreifend, es sei denn, es wird auf eine spezielle Figur Bezug genommen.The figures each show longitudinal sections in a schematic representation, wherein the sectional plane extends along an axis X which is identical to the axis of rotation of a rotor RO. Geometrical data usually refer to axis X unless otherwise stated. The description of the figures applies across all figures, unless reference is made to a specific figure.
Die einzelnen Stufen der Turbomaschine TCO sind zueinander mittels mindestens einer Wellendichtung SSL abgedichtet. In dem Ausführungsbeispiel dichtet die Wellendichtung SSL zwischen einer Deckscheibe CW des Laufrades IMP und dem Stator STA. Das Laufrad IMP weist neben der Deckscheibe noch Schaufeln BL und eine Radscheibe HW auf. Mittels der Radscheibe HW ist das Laufrad IMP mit einer Welle-Nabe-Verbindung an der Welle SH des Rotors RO befestigt. Die Befestigung sichert das Laufrad IMP in axialer, radialer und tangentialer (gegen Verdrehen) Richtung.The individual stages of the turbomachine TCO are sealed to one another by means of at least one shaft seal SSL. In the exemplary embodiment, the shaft seal seals SSL between a cover plate CW of the impeller IMP and the stator STA. The impeller IMP has, in addition to the cover plate on blades BL and a wheel HW. By means of the wheel disc HW, the impeller IMP is fixed to the shaft SH of the rotor RO with a shaft-hub connection. The attachment secures the impeller IMP in axial, radial and tangential (against twisting) direction.
Der Rotor RO ist gegenüber dem Stator STA zwischen einer ersten Axialposition AP1 und einer zweiten Axialposition AP2 verschieblich ausgebildet. Hierzu ist eine entsprechende Axialspielauslegung der Wellendichtungen SSL vorgesehen und die Radseitenräume WSR, die ein axiales Spiel zwischen den Laufrädern IMP und dem Stator STA festgelegen, sind axial entsprechend bereit ausgebildet. In der ersten Axialposition AP1 befinden sich an zwei axial voneinander beabstandeten Stellen (AL1, AL2) jeweils eine sich in Umfangsrichtung CD erstreckende Auflageschulter SPS jeweils an dem Stator STA und an dem Rotor RO jeweils radial konzentrisch gegenüberliegend, so dass der Rotor RO und der Stator STA mittels der Auflageschultern SPS radial zueinander abstützbar sind. In der zweiten Axialposition SPS des Rotors RO und des Stators STA nicht mehr radial gegenüberliegend, so dass ein ausreichendes Radialspiel für den Betrieb unter Berücksichtigung der Rotordynamik der Turbomaschine TCO gegeben ist. Im Falle der Anlage der Auflageschultern SPS des Rotors RO und des Stators STA aneinander befindet sich der Rotor RO gegenüber seiner Drehachse im Betrieb im Wesentlichen konzentrisch ggf. etwas exzentrisch, weil es zwischen den Auflageschultern SPS des Stators STA und des Rotors RO ein bestimmtes Radialspiel bezogen auf den Durchmesser gibt.The rotor RO is designed to be displaceable relative to the stator STA between a first axial position AP1 and a second axial position AP2. For this purpose, a corresponding Axialspielauslegung the shaft seals SSL is provided and the Radseitenräume WSR, which are fixed an axial clearance between the wheels IMP and the stator STA, are axially prepared accordingly. In the first axial position AP1 are located at two axially spaced locations (AL1, AL2) each extending in the circumferential direction CD Support shoulder SPS respectively on the stator STA and on the rotor RO each radially concentrically opposite, so that the rotor RO and the stator STA are supportable radially to each other by means of the support shoulders SPS. In the second axial position SPS of the rotor RO and the stator STA no longer radially opposite, so that a sufficient radial clearance for the operation taking into account the rotor dynamics of the turbomachine TCO is given. In the case of the bearing of the support shoulders SPS of the rotor RO and the stator STA together, the rotor RO is in its operation substantially concentric with respect to its axis of rotation, possibly somewhat eccentric, because it related a certain radial play between the support shoulders SPS of the stator STA and the rotor RO on the diameter there.
In den
Das Wellenende SHE, das der Axialbewegung nachfolgt, ist mittels einer Unterstützung SUP' in radialer Position gehalten. Zusätzlich, oder alternativ kann das Innenteil auch seitens des Stators STA mittels einer Unterstützung SUP' unterstützt sein. Weil es bei schwereren Ausführungen aufwändig wird, das Drehmoment aus der Gewichtskraft über die Welle abzufangen, ist dann in der Regel die Abstützung über das Innenteil IP bevorzugt.The shaft end SHE, which follows the axial movement, is held in the radial position by means of a support SUP '. In addition, or alternatively, the inner part can also be supported by the stator STA by means of a support SUP '. Because it becomes complex in heavier designs to absorb the torque from the weight force over the shaft, As a rule, the support via the inner part IP is then preferred.
Claims (6)
wobei das Innenteil (IP) zur Rotation im Betrieb vorgesehene Teile eines Rotors (RO) und als im Betrieb stehende Teile ausgebildete Elemente eines Stators (STA) aufweist, wobei der Rotor (RO) sich entlang einer Achse (X) erstreckt,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Innenteil (IP) derart ausgebildet ist, dass der Rotor (RO) axial gegenüber dem Stator (STA) beweglich von einer ersten Axialposition (AP1) in eine zweite Axialposition (AP2) ist,
wobei in der ersten Axialposition (AP1) an mindestens zwei axial voneinander beabstandeten Stellen jeweils eine sich in Umfangsrichtung (CD) erstreckende Auflageschulter (SPS) jeweils an dem Stator (STA) und an dem Rotor (RO) jeweils radial konzentrisch gegenüberliegend vorgesehen sind, so dass der Rotor (RO) und der Stator (STA) mittels der Auflageschultern (SPS) radial zueinander abstützbar sind, wobei die Auflageschultern (SPS) derart ausgebildet sind, dass in der zweiten Axialposition (AP2) die Auflageschultern (SPS) des Rotors (RO) und des Stators (STA) sich nicht radial gegenüberliegend befinden.Inner part (IP) of a turbomachine (TCO) for arrangement in an outer casing (OC) of the turbomachine (TCO),
the inner part (IP) having parts of a rotor (RO) provided for rotation in operation and elements of a stator (STA) formed as operating parts, the rotor (RO) extending along an axis (X),
characterized in that
the inner part (IP) is formed such that the rotor (RO) is movable axially relative to the stator (STA) from a first axial position (AP1) to a second axial position (AP2),
wherein in the first axial position (AP1) at at least two axially spaced locations each extending in the circumferential direction (CD) support shoulder (SPS) respectively on the stator (STA) and on the rotor (RO) are each provided radially concentrically opposite, so the rotor (RO) and the stator (STA) can be supported radially relative to one another by means of the support shoulders (SPS), wherein the support shoulders (SPS) are designed such that in the second axial position (AP2) the support shoulders (SPS) of the rotor (RO ) and the stator (STA) are not radially opposite one another.
wobei die radial sich gegenüberliegenden Paarungen von Auflageschultern (SPS) mindestens eine Auflageschulter (SPS) aufweisen, die konvex ballig oder konisch ausgebildet ist.Inner part (IP) according to claim 1,
wherein the radially opposite pairs of support shoulders (SPS) have at least one support shoulder (SPS), which is convexly spherical or conical.
wobei mindestens eine Auflageschulter (SPS) an dem Rotor an einer nabenseitigen Radscheibe (HW) oder einer Deckscheibe (CW) eines Impellers (IMP) ausgebildet ist.Inner part (IP) according to claim 1,
wherein at least one support shoulder (SPS) on the rotor on a hub-side wheel disc (HW) or a cover plate (CW) of an impeller (IMP) is formed.
umfassend das Außengehäuse (OC).Turbomachine (TCO) with an inner part (IP) according to claim 1,
comprising the outer housing (OC).
wobei das Außengehäuse (OC) in Umfangsrichtung ungeteilt mit einer Teilfuge (SP) im Wesentlichen senkrecht zu Achse (X) als Topfgehäuse ausgebildet ist.Turbomachine (TCO) according to claim 2,
wherein the outer housing (OC) in the circumferential direction undivided with a parting line (SP) substantially perpendicular to the axis (X) is designed as a pot housing.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PUAI | Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase |
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