174193. lajstromszámú szabadalom • Berendezés turbinák és kompresszorok dinamikus teljesítményhatárának növelésére
MAGYAR NÉPKÖZTARSAS AG SZABADALMI LEÍRÁS 174193 Bejelentés napja: 1975. III. 20. Német Szövetségi Köztársaság-beli elsőbbsége: 1974. III. 21. (P 24 13 655.8) Nemzetközi osztályozás: F 01 D 5/10 ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL Közzététel napja: 1979. IV. 28. Megjelent: 1980. V. 31. Feltalálók: Szabadalmas: Friedrich Ambrosch főmérnök és Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AG, Rudolf Schwaebel főmérnök Nürnberg, Német Szövetségi Köztársaság mindketten Nürnberg-i lakosok. Német Szövetségi Köztársaság Berendezés turbinák és kompresszorok dinamikus teljesítményhatárának növelésére 1 A találmány berendezésre vonatkozik olyan gőzvagy gázturbinák vagy kompresszorok dinamikus teljesítményhatárának növelésére, amelynél a forgó és az álló elemek közötti résben érintkezésmentes tömítés van elrendezve. 5 A termikus turbógépeknél már régóta ismert időnként fellépő jelenség az öngerjesztett lengés. Az ilyen öngerjesztett lengések külső jelei egy meghatározott fordulatszámnál vagy egy meghatározott terhelésnél hirtelen lépnek fel és éppen olyan hir- 10 télén el is tűnnek, ha a kritikus határt átlépik. Leírásunkban „dinamikus teljesítményhatár” alatt azt a határteljesítményt értjük, amelytől kezdve a forgórész forgása már nem stabil, ahol tehát — fizikai szempontból — a turbina- vagy a 15 kompresszortengely saját rezgésének keletkezésekor kis zavarokon keresztül az öngerjesztett lengések túl nagy amplitúdókat érnek el. Miután a terhelésnek az említett teljesítményhatár fölé való növelése jelentős géprészek, mint 20 különösen a forgórész, n csapágyak és a tömítések veszélyeztetése nélkül nem lehetséges, ismeretes olyan megoldás, amely szerint kielégítő azaz a legnagyobb beépített teljesítmény felett levő határteljesítmény elérése érdek árén a forgórész tengelyét 25 jelentősen túlméretezik. Ez viszont gyakran viszonylag nagy forgórész tervezéséhez és feleslegesen sok anyag felhasználásához vezet. Egy turbinaforgórész vagy tengelysor említett öngerjesztett lengéseire vonatkozólag a lehetséges 30 2 okok egész sora ismeretes mint pl. a tengelycsapok hidrodinamikus öngerjesztése a hordozócsapágy kenőolajfilmrétegében, a rugalmas hiszterizis és a zsugorillesztés súrlódása általi gerjesztés (olyan forgórészeknél, amelyekre a keréktárcsák rá vannak zsugorítva), felharmonikusrezonancia a rugó- és csillapítóerők nem-linearitása következtében, a tengely forgatónyomaték hajlító komponensének gerjesztése, gőzoldali gerjesztés a turbinában a résáramlások következtében. Ezek közül több ok egyidejűleg is fennállhat. Az előbb említett okokkal az ismert szakirodalomban már foglalkoztak. A következőkben csupán a turbinában résáramlások hatására létrejövő gerjesztéseket ismertetjük részletesebben. A résáramlások következtében fellépő gőzoldali geijedésekkel összefüggésben eddig csupán a résveszteségekből eredő geijedéseket vették figyelembe a turbinák tervezésénél. Ezeknél - a szakirodalomban résgerjedéssel jelölt - gerjesztési mechanizmusoknál a következő lényeges: a forgórész sugárirányú, dinamikus kitérésénél a középhelyzetből számítva— a lapátokon sugárirányban különböző résszélességek következtében — a futókerék kerületén különböző kerületi erők keletkeznek, amelyek egy eredő kerületi erőt alkotnak. Ez az eredő erő a behajlás oldalára esik és a behajlásra merőleges irányú. Amennyiben a forgórész egy tengely körüli lengési állapotban van, a kerületi erők eredője pontosan 90°-kal siet a behajlás irányának 174193
