用于涡轮机的转子的制作方法
【技术领域】
[0001]发明涉及用于涡轮机的转子，包括在轴向方向上被布置在一行中且借助于系杆连接的若干转子组件，其中在转子组件中的一个中布置有在周向方向上延伸且在轴向方向上开口的槽，其中包围着系杆的联接元件被布置在槽中以支撑系杆。
【背景技术】
[0002]涡轮机是将流动的流体(液体或气体)的内部能量(焓)转换成转动能量并最终转换成机械驱动能量的流体流机器。流体流的内部能量的一部分比例通过围绕涡轮机叶片的最大无涡的层流被从中去除并被传递至涡轮机的转子叶片。这接着将涡轮机轴设定为转动，并且有用的动力被输出至联接上的工作机器，诸如例如发电机。转子叶片和轴是被布置在壳体内的移动涡轮机转子或轮的部件。
[0003]按照惯例，多个叶片被安装在轴上。被安装在平面中的转子叶片在各情况中形成叶片轮或叶轮。叶片具有稍微弯曲的轮廓。类似于飞机机翼。定子传统上位于各叶轮的上游。定子引导翼片从壳体突出到流动介质内并引起其旋动。定子中产生的旋动(动能)被用在随后的叶轮中以使叶轮叶片安装于其上的轴设定为转动。定子和叶轮一起被称作级。多个这样的级通常串联连接。
[0004]涡轮机的转子按照惯例借助于系杆在轴向方向上被保持在一起。诸如涡轮机轮盘、转子盘和空心轴等的单个转子组件被布置在一行中并且通过系杆被夹紧。转子盘在这里通过端齿齿接(Hirth toothing)被互锁地连接到一起，使得扭矩可以在单个元件之间传输。
[0005]为了减少系杆的振荡，系杆在该情况中由被插在各种压气机和涡轮机轮盘中及冷却空气分离管中的支撑部件来保持。为此，传统上设置了接合在被引入各个转子组件内的槽中的环形、圆锥形地形成斜面的联接元件，所述槽在周向方向上延伸且在轴向方向上开口。联接元件在这里在组装时被加热，使得它们通过在诸如例如轮盘等的各个转子组件的槽中的收缩配合连接。归因于锥形形状，联接元件在它们的最小直径处平齐地围住系杆并且在这点同样展现出收缩配合。
[0006]然而，利用已知的支撑部件，典型地需要附加的轴向固定组件以防止任何可能的轴向行进。例如，保持元件必须总是置于两个盘之间。尽管有这些措施，接触的临时、瞬间的丧失的风险仍然存在。
[0007]此外从DE 2135088 A1已知通过周向上带齿的一对衬套将流体流机器的转子的系杆相对于外壳固定。
【发明内容】
[0008]因此发明的目的是提供上述类型的转子，其使用技术上简单的部件来获得系杆的特别稳定的支撑以防止振荡。
[0009]所述目的根据本发明通过将在系杆的相对于其他转动组件的径向支撑中起作用的联接元件布置在连接至系杆的保持元件上来实现。
[0010]本发明在这里基于如下考虑:如果联接元件的固定，即接合在各个转子组件中的槽内的部件的固定不再仅仅通过在系杆自身上收缩并因此借助非互锁连接至系杆自身来保证，则系杆的特别稳定的支撑将是可能的。而是，应该设置互锁连接。如果其上设置有连接至系杆的保持元件，联接元件布置在所述保持元件上，则这可以用技术上简单的部件来实现。
[0011]在一个有利配置中，联接元件是环形构造的。这造成系杆的制造和组装特别简单的支撑。因为联接元件被布置在系杆上的单独的保持元件上，所以锥形形状也不再是必要的；而是，联接元件可以形成呈简单柱状表面的形式的环。
[0012]各个转子组件中的槽有利地被构造成完整地围绕系杆延伸。因此，如果联接元件具有简单的环形形状，则它可以跨越完整的圆周位于槽中，所以提高了稳定性。
[0013]在进一步的有利配置中，在轴向方向上朝向第一槽开口的周向延伸的第二槽被布置在各个保持元件中，联接元件接合在所述第二槽中。换言之:保持元件中的槽与各个转子组件中的槽在轴向上相对。环形联接元件因此在第一轴向侧接合在转子组件中的槽中，并且在另一轴向侧接合在保持元件中的槽中。
[0014]有利地，多个保持元件在这里跨越系杆的圆周布置。保持元件的数量于是可以调整为与需求一致:设置的保持元件越多，系杆的支撑越好。然而较少数量的保持元件可以关于组件的重量和复杂性是有利的。
[0015]在特别简单的有利配置中，各个保持元件是与系杆旋在一起的螺母。这进一步简化组件:为此目的，仅需要使在径向方向上从系杆突出来的螺纹与系杆匹配。螺母于是可以以上述形式被旋到这些螺纹上，所述螺母于是充当保持元件以保持联接元件并因此支撑系杆。
[0016]在用于制造如上所述的转子的方法中，将联接元件和/或保持元件在预加热状态下装配。这使组装简化。在元件的冷却之后，建立了使系杆牢固地稳定的收缩配合。特别的优点在于，在收缩时，保持元件中的槽朝向系杆的轴线位移并因此相对于各个转子组件中的槽产生偏移。连同在联接元件的直径的冷却上的减少，由此产生预紧，其抵消了操作时产生的离心力并因此使得能够实现特别稳定的保持。
[0017]涡轮机有利地包括如上所述的转子。
[0018]涡轮机在这里有利地采取燃气涡轮机的形式。在燃气涡轮机中确实热和机械负载特别高，使得系杆支撑的上述配置提供了关于稳定性的特别的优点。
[0019]发电厂有利地包括这样的涡轮机。
[0020]用发明获得的优点特别包括:通过使联接元件不是收缩到系杆自身上而是固定至系杆上的单独保持元件来支撑系杆，可以以特别稳定且技术上简单的方式防止系杆的振荡。另外，使得能够与系杆的支撑组合地实现冷却空气的内部供给，因为在保持元件之间留有通道。在不需要任何附加的轴向固定组件的情况下实现了系杆支撑。消除了接触的临时、瞬时的丧失的风险。
【附图说明】
[0021]在下面参照附图更加详细地说明发明的示例性实施例，其中
[0022]图1示出穿过燃气涡轮机的局部纵向截面，
[0023]图2是系杆支撑的示意图，和
[0024]图3示出在槽的区域中穿过系杆支撑的纵向截面。
[0025]同样的部件在所有图中设置有同样的附图标记。
【具体实施方式】
[0026]图1以局部纵向截面示出涡轮机100、在这里是燃气涡轮机。燃气涡轮机100在其内部包括被安装成围绕转动的轴线(102)(轴向方向)转动并且也称作涡轮机轮的转子103。以下部件沿着转子103彼此跟随:进气壳体104、压气机105、具有多个同轴布置的燃烧器107的收口型燃烧室110，特别是环形燃烧室106、涡轮机108和废气壳体109。环形燃烧室106与环形热气管道111连通。在那里例如四个串联连接的涡轮机级112形成涡轮机1