DE102009011964A1 - Rotor for a turbomachine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Rotor (10) für eine Strömungsmaschine, insbesondere für eine Gasturbine, mit einem Rotorgrundkörper (12) und mehreren Schaufeln (14), wobei wenigstens ein Dämpfungselement (24) in Umfangsrichtung zwischen benachbarten Schaufeln (14) des Rotors (10) vorgesehen ist.The invention relates to a rotor (10) for a turbomachine, in particular for a gas turbine, having a rotor main body (12) and a plurality of blades (14), wherein at least one damping element (24) is provided in the circumferential direction between adjacent blades (14) of the rotor (10). is provided.
Description
Die Erfindung betrifft einen Rotor für eine Strömungsmaschine, insbesondere für eine Gasturbine, mit einem Rotorgrundkörper und mehreren Schaufeln.The The invention relates to a rotor for a turbomachine, especially for a gas turbine, with a rotor body and several blades.
Aus dem Stand der Technik sind gebaute oder integral beschaufelte Rotoren für Strömungsmaschinen bekannt. Rotoren mit integraler Beschaufelung bezeichnet man abhängig davon, ob ein im Querschnitt scheibenförmiger oder ein im Querschnitt ringförmiger Rotor bzw. Rotorträger (im Folgenden Rotorgrundkörper genannt) vorhanden ist, als Blisk bzw. Bling. Blisk ist die Kurzform von Bladed Disk und Bling von Bladed Ring.Out The prior art is built or integrally bladed rotors for turbomachinery known. Rotors with integral blading are called depending on whether a cross-section disk-shaped or a cross-sectionally annular Rotor or rotor carrier (hereinafter rotor body) called) is present, as Blisk or Bling. Blisk is the short form from Bladed Disk and Bling from Bladed Ring.
Es sind insbesondere integral beschaufelte Rotoren bekannt, bei deren Herstellung die Schaufeln in einem ersten Schritt zu einem Schaufelkranz zusammengefügt werden und anschließend an einem Rotorgrundkörper befestigt werden. Über die Struktur eines solchen Schaufelkranzes ist eine Übertragung von Schwingungen von einer Schaufel auf benachbarte Schaufeln möglich. Darüber hinaus ist ein Austausch einzelner Schaufeln zur Reparatur des Rotors bei solchen Rotoren nicht vorgesehen und schwierig.It In particular integrally bladed rotors are known in which Manufacture the blades are assembled in a first step to a blade ring and subsequently on a rotor body be attached. about the structure of such a blade ring is a transmission possible from vibrations of a blade on adjacent blades. In addition, it is an exchange of individual blades to repair the rotor in such Rotors not provided and difficult.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Rotor für eine schwingungsärmere Strömungsmaschine zu schaffen.task The invention is a rotor for a low-vibration turbomachine to accomplish.
Die Aufgabe wird durch einen erfindungsgemäßen Rotor für eine Strömungsmaschine, insbesondere für eine Gasturbine, mit einem Rotorgrundkörper und mehreren Schaufeln gelöst, wobei wenigstens ein Dämpfungselement in Umfangsrichtung zwischen benachbarten Schaufeln des Rotors vorgesehen ist. Auf diese Weise können Schwingungen einer Schaufel gedämpft werden und insbesondere die Übertragung auf benachbarte Schaufeln vermindert werden.The The object is achieved by a rotor according to the invention for a turbomachine, in particular for one Gas turbine, with a rotor body and several blades solved, wherein at least one damping element provided in the circumferential direction between adjacent blades of the rotor is. That way you can Vibration of a blade damped and in particular the transfer be reduced to adjacent blades.
Vorzugsweise ist der Rotor ein integral beschaufelter Rotor, insbesondere ein Rotor, bei dem Rotorgrundkörper und Schaufeln unmittelbar oder über ein separates Zwischenstück miteinander verschweißt, insbesondere reibverschweißt sind. Die Verwendung von integral beschaufelten Rotoren in Strömungsmaschinen ermöglicht gegenüber mehrteiligen Rotoren eine Gewichtsersparnis und ist somit insbesondere für Flugzeugtriebwerke von Vorteil.Preferably the rotor is an integrally bladed rotor, in particular a Rotor, in the rotor body and scoops directly or over a separate intermediate piece welded together, in particular friction welded are. The use of integrally bladed rotors in turbomachinery allows across from multi-part rotors a weight saving and is thus in particular for aircraft engines advantageous.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Schaufeln einen Schaufelhals auf, über welchen sie mit dem Rotorgrundkörper verbunden sind. Der Schaufelhalsbereich kann verschiedene strukturelle und funktionale Merkmale aufweisen, die auf diese Weise einstückig in die Schaufel integriert werden können.According to one preferred embodiment the blades on a blade neck, via which they are connected to the rotor body. The shovel neck area can be various structural and functional Have features that are integrally integrated in this way in the blade can.
Die Schaufelhälse weisen z. B. Fortsätze auf, die zusammen ein Deckband bilden, welches mit seiner radial nach außen weisenden Fläche einen ringförmigen Strömungskanal der Strömungsmaschine begrenzt. Ein solches Deckband kann den Strömungskanal vom Rotorgrundkörper trennen, wodurch der Rotorgrundkörper vor Belastungen, insbesondere durch Heißgase, geschützt wird. Es ist möglich, dass durch das Deckband ein Hohlraum zwischen benachbarten Rotoren in der Strömungsmaschine gebildet wird, der insbesondere zur Kühlung der Rotoren genutzt werden kann.The scoop necks have z. B. extensions on, which together form a shroud, which with its radially to Outside pointing surface an annular flow channel the turbomachine limited. Such a shroud can separate the flow channel from the rotor body, whereby the rotor main body is protected against stress, in particular by hot gases. It is possible, that through the shroud a cavity between adjacent rotors in the turbomachine is formed, which are used in particular for cooling the rotors can.
Vorzugsweise ist das wenigstens eine Dämpfungselement im Wesentlichen im Bereich des Schaufelhalses angeordnet. Auf diese Weise nimmt das Dämpfungselement keinen Bauraum im Strömungskanal der Strömungsmaschine ein.Preferably this is at least one damping element arranged substantially in the region of the blade neck. To this Way takes the damping element no space in the flow channel the turbomachine one.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Schaufelhälse benachbarter Schaufeln in Umfangsrichtung voneinander beabstandet, und zwischen den Schaufelhälsen wird ein Freiraum gebildet. Durch diesen Freiraum wird der freie Bauraum um eine Schaufel vergrößert, wodurch es beispielsweise möglich wird, eine einzelne Schaufel unabhängig von den benachbarten Schaufeln am Rotorgrundkörper zu befestigen oder von diesem zu trennen.According to one preferred embodiment the blade necks adjacent blades in the circumferential direction spaced from each other, and between the blade necks a free space is formed. Through this space is the free Space is increased by one blade, causing it is possible, for example becomes, a single blade independent of the adjacent blades on the rotor body to attach or disconnect from this.
Das Dämpfungselement bildet vorzugsweise eine Abdichtung des Freiraums zwischen benachbarten Schaufelhälsen zu einem Strömungskanal der Strömungsmaschine. Auf diese Weise wird verhindert, dass sich der Freiraum zwischen den Schaufelhälsen negativ auf die strömungstechnischen Verhältnisse in der Strömungsmaschine auswirkt.The damping element preferably forms a seal of the space between adjacent ones scoop necks to a flow channel the turbomachine. This will prevent the free space between the blade necks negative on the fluidic conditions in the turbomachine effect.
Das Dämpfungselement kann einen Teil des Deckbands bilden und mit seiner radial nach außen gerichteten Fläche den ringförmigen Strömungskanal begrenzen. Das Dämpfungselement ermöglicht somit einen verbesserten Übergang zwischen den Fortsätzen benachbarter Schaufeln.The damping element can form part of the shroud and with its radially inward direction directed outside area the annular Limit flow channel. The damping element allows thus an improved transition between the extensions neighboring blades.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass das Dämpfungselement als Einsatzstück zwischen den Schaufeln angeordnet ist. Somit kann ein Einsatzstück unabhängig von anderen Bauteilen des Rotors eingesetzt oder entfernt werden.A embodiment provides that the damping element as insert is arranged between the blades. Thus, an insert regardless of used or removed from other components of the rotor.
Das Dämpfungselement kann formschlüssig, über eine Pressverbindung und/oder stoffschlüssig mit den benachbarten Schaufeln verbunden sein. Dies verstärkt die mechanische Stabilität des Rotors.The damping element can form fit, over a Press connection and / or cohesively with the adjacent blades be connected. This is reinforced the mechanical stability of the rotor.
Es ist auch möglich, dass das Dämpfungselement formschlüssig, über eine Pressverbindung und/oder stoffschlüssig mit dem Rotorgrundkörper verbunden ist.It is also possible that the damping element form fit, via a press connection and / or cohesively with the rotor body connected is.
Vorzugsweise ist ein Kanal zwischen dem wenigstens einen Dämpfungselement und dem Rotorgrundkörper vorgesehen. Ein solcher Kanal ermöglicht beispielsweise eine Verbindung zwischen Vorder- und Rückseite des Rotors.Preferably a channel is provided between the at least one damping element and the rotor base body. Such a channel allows For example, a connection between the front and back of the rotor.
Der Kanal kann zumindest teilweise durch eine Einkerbung im Rotorgrundkörper und/oder im Schaufelhals gebildet sein.Of the Channel can at least partially by a notch in the rotor body and / or be formed in the blade neck.
Vorzugsweise ist der Kanal ein Kühlkanal. Auf diese Weise wird eine Kühlung des Rotorgrundkörpers, der Schaufeln und/oder des Dämpfungselements ermöglicht.Preferably the channel is a cooling channel. On This way will be a cooling of the rotor body, the blades and / or the damping element allows.
Insbesondere sind mehrere Dämpfungselemente vorgesehen, die miteinander verbunden sind. Dies ermöglicht beispielsweise die Kopplung mehrerer Dämpfungselemente und reduziert die Anzahl der Einzelteile bei der Montage des Rotors.Especially are several damping elements provided, which are interconnected. This allows for example the coupling of several damping elements and reduces the number of parts during assembly of the rotor.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind mehrere Dämpfungselemente an einem axial aufsetzbaren Trägerring angebracht. Dies ermöglicht eine einfache Montage, indem der Trägerring in axialer Richtung in den Rotor eingesetzt wird. Der Trägerring kann selbsttragend ausgeführt sein, sodass seine Masse nicht zur Last des Rotorgrundkörpers beim Rotieren beiträgt.According to one another embodiment are several damping elements on an axially mountable carrier ring appropriate. This allows a easy assembly by removing the carrier ring is inserted in the rotor in the axial direction. The carrier ring can be self-supporting so that its mass does not contribute to the load of the rotor body when rotating contributes.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:Further Features and advantages of the invention will become apparent from the following Description and from the drawings, to which reference is made. In the drawings show:
Der
Rotor
Die
Schaufeln
Es
ist zu beachten, dass die Schaufeln
Die
Schaufeln
Es
ist auch möglich,
dass die Schaufeln
Es
ist auch möglich,
dass die Schaufeln
Die
Dämpfungselemente
Die
Dämpfungselemente
In
der gezeigten Ausführungsform
sind die Dämpfungselemente
Mehrere
Dämpfungselemente
Zwischen
den Dämpfungselementen
Die
Kanäle
Als
Material für
die Dämpfungselemente
- 1010
- Rotorrotor
- 1212
- RotorgrundkörperRotor body
- 1414
- Schaufelnshovel
- 1616
- Schaufelblattairfoil
- 1818
- Schaufelhalsscoop-neck
- 2020
- Ausnehmungrecess
- 2222
- Fortsatzextension
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- Kanalchannel
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- Einkerbungnotch
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