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DE4141427A1 - Gas turbine with radial-flow compressor of aluminium - has support sleeve in front side hub bore between drive shaft and compressor hub. - Google Patents

Gas turbine with radial-flow compressor of aluminium - has support sleeve in front side hub bore between drive shaft and compressor hub.

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Publication number
DE4141427A1
DE4141427A1 DE19914141427 DE4141427A DE4141427A1 DE 4141427 A1 DE4141427 A1 DE 4141427A1 DE 19914141427 DE19914141427 DE 19914141427 DE 4141427 A DE4141427 A DE 4141427A DE 4141427 A1 DE4141427 A1 DE 4141427A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
compressor
hub
drive shaft
support sleeve
radial
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE19914141427
Other languages
German (de)
Inventor
Walter Matzel
Peter Dumschat
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
STROEMUNGSMASCHINEN GmbH
Original Assignee
STROEMUNGSMASCHINEN GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by STROEMUNGSMASCHINEN GmbH filed Critical STROEMUNGSMASCHINEN GmbH
Priority to DE19914141427 priority Critical patent/DE4141427A1/en
Publication of DE4141427A1 publication Critical patent/DE4141427A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/266—Rotors specially for elastic fluids mounting compressor rotors on shafts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
    • F01D5/025—Fixing blade carrying members on shafts

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

The compressor is secured on a drive shaft(2).Between the latter and the compressor hub(6) is fitted a support sleeve (4) , which is provided with a ledge (5) via convex discs (9, 10) and is axially clamped on both sides to the compressor hub.Thus the sleeve has a press fit in the hub bore (3) and a low clearance seat on the drive shaft. On the rear side of the compressor (1) a Z-shaped tension component (16), provided with an elastic web (17), is fixed on the hub extension (15) of the compressor with a press fit and the tension component is connected to the drive shaft by a driver for torque transmission. ADVANTAGE - Reliable,balanced fit between compressor hub and drive shaft.

Description

Die Erfindung betrifft eine Gasturbine mit einem Radialverdichter aus Aluminium, der auf einer Antriebswelle befestigt ist.The invention relates to a gas turbine with a radial compressor Aluminum attached to a drive shaft.

Üblicherweise wird ein Radialverdichter einer Gasturbine auf einer Antriebswelle direkt oder über eine Hülse mit der Antriebswelle verbunden.A radial compressor of a gas turbine is usually installed on a Drive shaft connected directly or via a sleeve to the drive shaft.

Diese Befestigungsarten lassen sich allerdings für Radialverdichter aus Alumi­ nium mit den bei Kleingasturbinen vorhandenen hohen Drehzahlen von ca. 30 000 min-1 nicht anwenden. Bei derart hohen Drehzahlen treten beim Werk­ stoff Aluminium Aufweitungen der Nabe auf, die dann zu Unwuchterscheinungen führen bzw. einen sicheren Sitz des Radialverdichters auf der Welle nicht garantieren.However, these types of fastening cannot be used for aluminum radial compressors with the high speeds of approx. 30,000 min -1 present in small gas turbines. At such high speeds, the hub aluminum expands, which then leads to unbalance or does not guarantee a secure fit of the radial compressor on the shaft.

Die DE-AS 24 57 231 beschreibt ein Laufrad einer schnellaufenden Turbomaschine, das mit einer Nabe versehen ist, die über einen konischen Sitz mit der Welle kraftschlüssig verbunden ist. Zwischen Laufrad und Nabe befindet sich ein elastisches Verbindungsteil. Die Nabe ist als in axialer Richtung in dem Laufradkörper hineinragendes langgestrecktes Drehteil ausgebildet. Sie besitzt ein dünnwandiges zylinderförmiges Verbindungsteil, welches am freien Ende mit dem Laufradkörper verschweißt ist.DE-AS 24 57 231 describes an impeller of a high-speed Turbo machine that is provided with a hub that has a conical seat is non-positively connected to the shaft. Located between the impeller and hub an elastic connector. The hub is in the axial direction elongated rotating part protruding into the impeller body. It has a thin-walled cylindrical connecting part, which on free end is welded to the impeller body.

Die Lösung nach der DE-AS 24 57 231 kann ebenfalls nicht zur Anwendung kommen. Sie ist technologisch ungünstig, da der konische Sitz der Verdichternabe auf der Welle bei einem ungeteilten Verdichtergehäuse nicht demontierbar ist. Außerdem ist eine Schweißverbindung mit dem vorgesehenen Werkstoff Alu­ minium und Stahl nicht realisierbar.The solution according to DE-AS 24 57 231 can also not be used. It is technologically unfavorable because the conical seat of the compressor hub cannot be dismantled on the shaft of an undivided compressor housing is. There is also a welded connection with the intended material aluminum minium and steel not feasible.

Die Erfindung liegt der Aufgabe zugrunde, für einen Radialverdichter aus Aluminium einer Gasturbine eine Befestigung auf einer Antriebswelle zu schaf­ fen, die einen sicheren, unwuchtfreien Sitz zwischen Verdichternabe und Antriebswelle garantiert. The invention is based, for a radial compressor Aluminum to create a gas turbine mounting on a drive shaft which ensure a secure, unbalanced fit between the compressor hub and Drive shaft guaranteed.  

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in einer stirnseitigen Nabenausdrehung zwischen Antriebswelle und Verdichternabe eine Traghülse angeordnet ist, die mit einem Absatz versehen über ballige Scheiben mit der Verdichternabe beidseits axial verspannt ist, wobei die Traghülse in der Nabenausdrehung einen Preßsitz und auf der Antriebswelle einen spielarmen Sitz aufweist.According to the invention this object is achieved in that in an end Hub turning between drive shaft and compressor hub a support sleeve is arranged, which is provided with a paragraph on spherical discs with the Compressor hub is axially clamped on both sides, with the support sleeve in the Hubauszug a press fit and a low backlash on the drive shaft Has seat.

Auf der Rückseite des Radialverdichters ist ein mit einem elastischen Steg versehenes z-förmiges Spannglied auf einem Nabenansatz des Radialverdich­ ters mit Preßsitz befestigt. Das Spannglied ist mit der Antriebswelle durch einen Mitnehmer drehmomentübertragend verbunden.On the back of the radial compressor is one with an elastic web provided z-shaped tendon on a hub of the radial compression ters attached with a press fit. The tendon is through with the drive shaft a driver connected to transmit torque.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung ist ein sicherer unwuchtfreier Sitz des Radialverdichters aus Aluminium auf der Antriebswelle garantiert. Die Be­ festigung an der Eintrittsseite des Verdichters in Verbindung mit dem Spannglied an der Antriebsseite des Verdichters verhindern ein Verspannen und damit ein Verbiegen der Antriebswelle. Andererseits werden mit der erfindungsgemäßen Lösung durch die eintretenden Aufweitungen des Verdichters bzw. der Verdichternabe einwandfrei beherrscht.With the solution according to the invention a secure unbalanced fit of the Radial compressor made of aluminum guaranteed on the drive shaft. The Be fastening on the inlet side of the compressor in connection with the Tendons on the drive side of the compressor prevent tensioning and thus bending the drive shaft. On the other hand, with the solution according to the invention due to the expansion of the compressor or the compressor hub perfectly controlled.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung weisen die balligen Scheiben zwischen Vorder- und Rückseite um 90° versetzt wirkende linienförmige Berührungsstellen auf. Damit wird weiterhin Verspannungen des Verdichters auf die Antriebswelle entgegengewirkt bzw. das Verbiegen der Antriebswelle verhindert.According to a further feature of the invention, the spherical disks Line-shaped, offset by 90 ° between the front and back Points of contact. This continues to tension the compressor counteracted on the drive shaft or the bending of the drive shaft prevented.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment will.

In der zugehörigen Zeichnung zeigtIn the accompanying drawing shows

Fig. 1 die erfindungsgemäße Befestigung eines Radialverdichters einer Gasturbine, Fig. 1 shows the fastening according to the invention of a radial compressor of a gas turbine,

Fig. 2 die Einzelheit einer balligen Scheibe in der Traghülse in der stirnseitigen Ausdrehung der Verdichternabe. Fig. 2 shows the detail of a spherical disc in the support sleeve in the end turn of the compressor hub.

Nach Fig. 1 ist ein Radialverdichter 1 einer nicht dargestellten Gasturbine auf einer Antriebswelle 2 befestigt. Der Radialverdichter 1 ist stirnseitig mit einer Nabenausdrehung 3 versehen. In die Nabenausdrehung ist eine Trag­ hülse 4 eingebracht. Die Traghülse 4 ist mit einem Absatz 5 versehen und sitzt spielarm auf der Antriebswelle 2. According to Fig. 1, a centrifugal compressor 1 is fastened a gas turbine, not shown, on a driving shaft 2. The radial compressor 1 is provided on the end face with a hub recess 3 . In the hub recess, a support sleeve 4 is introduced. The support sleeve 4 is provided with a shoulder 5 and sits on the drive shaft 2 with little play.

In der Verdichternabe 6 befinden sich Anschläge 7 und 8. Ballige Scheiben 9 und 10 sind sich zwischen Scheiben 11 und 12 auf der Antriebswelle 2 vorgesehen. Stirnseitig ist der Radialverdichter 1 auf der Antriebswelle 2 mittels einer Mutter 13 über die Scheiben 11, die ballige Scheibe 9, den Absatz 5 einerseits gegen den Anschlag 7 sowie andererseits gegenüber den Anschlag 8, die Scheiben 12, die ballige Scheibe 10 gegen einen auf der Antriebswelle 2 befindlichen Absatz 14 gepreßt.There are stops 7 and 8 in the compressor hub 6 . Crowned disks 9 and 10 are provided between disks 11 and 12 on the drive shaft 2 . The radial compressor 1 is on the end face on the drive shaft 2 by means of a nut 13 via the disks 11 , the spherical disk 9 , the shoulder 5 on the one hand against the stop 7 and on the other hand relative to the stop 8 , the disks 12 , the spherical disk 10 against one on the Drive shaft 2 located paragraph 14 pressed.

Beide balligen Scheiben 9 und 10 weisen zwischen Vorder- und Rückseite um 90° versetzt wirkende linienförmige Berührungsstellen auf. Der spielarme Sitz der Traghülse 4 auf der Antriebswelle 2 bleibt trotz der Aufweitung der Verdichternabe 6 erhalten.Both spherical disks 9 and 10 have linear contact points acting offset by 90 ° between the front and back. The low-play seat of the support sleeve 4 on the drive shaft 2 is retained despite the expansion of the compressor hub 6 .

Auf der Rückseite des Radialverdichters 1 befindet sich ein Nabenansatz 15. Auf dem Nabenansatz 15 ist mit Preßsitz ein Spannglied 16 befestigt. Das Spannglied 16 besitzt einen elastischen Steg 17 und ist spielarm auf der Antriebswelle 2 angeordnet und über einen nicht dargestellten Mitnehmer dreh­ momentübertragend verbunden. Das Spannglied 16 mit seinem elastischen Steg 17 in Verbindung mit der beschriebenen stirnseitigen Befestigung garantiert eine sichere verspannungsfreie Befestigung des Radialverdichters 1 auf der Antriebswelle 2. Die bei den hohen Drehzahlen von ca. 30 000 min-1 auftreten­ den Aufweitungen des Radialverdichters 1, insbesondere der Verdichternabe 6, werden mit Sicherheit beherrscht.A hub extension 15 is located on the rear side of the radial compressor 1 . On the hub boss 15 , a clamping member 16 is fixed with a press fit. The tendon 16 has an elastic web 17 and is arranged with little play on the drive shaft 2 and torque-transmitting connected via a driver, not shown. The tendon 16 with its elastic web 17 in connection with the described fastening at the front guarantees a secure, stress-free fastening of the radial compressor 1 on the drive shaft 2 . The expansions of the radial compressor 1 , in particular the compressor hub 6 , which occur at the high rotational speeds of approximately 30,000 min −1 , are safely mastered.

In Fig. 2 ist die Einzelheit der Verspannung über die ballige Scheibe 9 zwischen den Scheiben 11 dargestellt. Damit wird eine Verklemmung bzw. Verbie­ gung der Antriebswelle, die eine Ursache für Unwuchterscheinungen sein kann, von vornherein verhindert.In Fig. 2 the detail of the bracing over the spherical disc 9 between the discs 11 is shown. This prevents jamming or bending of the drive shaft, which can be a cause of imbalance, from the outset.

Aufstellung der BerufszeichenList of occupational signs

 1 Radialverdichter
 2 Antriebswelle
 3 Nabenausdrehung
 4 Traghülse
 5 Absatz
 6 Verdichternabe
 7 Anschlag
 8 Anschlag
 9 ballige Scheibe
10 ballige Scheibe
11 Scheibe
12 Scheibe
13 Mutter
14 Absatz
15 Nabenansatz
16 Spannglied
17 elastischer Steg 1 radial compressor
2 drive shaft
3 hub rotation
4 support sleeve
5 paragraph
6 compressor hub
7 stop
8 stop
9 crowned disc
10 crowned disc
11 disc
12 disc
13 mother
14 paragraph
15 hub attachment
16 tendon
17 elastic web

Claims (2)

1. Gasturbine mit einem Radialverdichter aus Aluminium, der auf einer An­ triebswelle befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß in einer stirn­ seitigen Nabenausdrehung (3) zwischen der Antriebswelle (2) und einer Verdichternabe (6) eine Traghülse (4) angeordnet ist, die mit einem Absatz (5) versehen über ballige Scheiben (9, 10) mit der Verdichternabe (6) beidseits axial verspannt ist, wobei die Traghülse (4) in der Naben­ ausdrehung (3) einen Preßsitz und auf der Antriebswelle (2) einen spiel­ armen Sitz aufweist und auf der Rückseite des Radialverdichters (1) ein mit einem elastischen Steg (17) versehenes z-förmiges Spannglied (16) auf einem Nabenansatz (15) des Radialverdichters (1) mit Preßsitz befestigt und das Spannglied (16) mit der Antriebswelle (2) durch einen Mitnehmer drehmomentübertragend verbunden ist.1. Gas turbine with a radial compressor made of aluminum, which is fastened to a drive shaft, characterized in that a support sleeve ( 4 ) is arranged in an end-side hub recess ( 3 ) between the drive shaft ( 2 ) and a compressor hub ( 6 ) provided with a shoulder ( 5 ) via spherical disks ( 9 , 10 ) with the compressor hub ( 6 ) axially braced on both sides, the support sleeve ( 4 ) in the hub recess ( 3 ) a press fit and on the drive shaft ( 2 ) a game poor seat and on the back of the radial compressor ( 1 ) with an elastic web ( 17 ) provided z-shaped clamping member ( 16 ) on a hub shoulder ( 15 ) of the radial compressor ( 1 ) with a press fit and the clamping member ( 16 ) with the Drive shaft ( 2 ) is connected by a driver to transmit torque. 2. Gasturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die balligen Schei­ ben (9, 10) zwischen Vorder- und Rückseite um 90° versetzt wirkende linienförmige Berührungsstellen aufweisen.2. Gas turbine according to claim 1, characterized in that the spherical disc ben ( 9 , 10 ) between the front and back by 90 ° acting linear contact points.
DE19914141427 1991-12-16 1991-12-16 Gas turbine with radial-flow compressor of aluminium - has support sleeve in front side hub bore between drive shaft and compressor hub. Withdrawn DE4141427A1 (en)

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