[0001] Die Erfindung betrifft eine Turbomaschine mit einem Rotor und einer Wellendichtung
zur Abdichtung des Rotors , wobei die Wellendichtung als ein Magnetlager zum Abdichten
des Rotors ausgeführt ist, das derart ansteuerbar ist, dass durch das Magnetlager
auf den Rotor aktiv Kräfte aufbringbar sind.
[0002] Eine Turbomaschine dient zur kontinuierlichen Änderung des thermodynamischen Zustands
eines Fluidstroms, wie beispielsweise eine Verdichtung oder eine Expansion eines Gasstroms.
Der Turbomaschine wird der Gasstrom zugeführt, dessen thermodynamischer Zustand im
Inneren der Turbomaschine durch einen strömungsmechanischen Prozess entsprechend verändert
wird.
[0003] Prinzipiell weist die Turbomaschine einen Rotor auf, der von einem Gehäuse umgeben
und der relativ zum Gehäuse drehbar ist. Zwischen der Außenseite des Rotors und der
Innenseite des Gehäuses ist ein Spalt vorgesehen, wodurch unterbunden ist, dass der
Rotor bei seiner Drehung an das Gehäuse anstreift. Der Rotor ist im Allgemeinen an
mindestens einem Lager abgestützt, das an dem Gehäuse oder an einem separaten Lagerbock
abgestützt und in atmosphärischer Umgebung angesiedelt ist.
[0004] Im Inneren des Gehäuses liegen typischerweise thermodynamische Zustände vor, die
unterschiedlich zur atmosphärischen Umgebung sind. Deshalb ist der Spalt in einem
Bereich zwischen dem Lager und dem Inneren des Gehäuses abgedichtet, so dass das Innere
des Gehäuses zur atmosphärischen Umgebung hin so gut wie gasdicht isoliert ist und
ein Gasaustausch zwischen dem Inneren des Gehäuses und der atmosphärischen Umgebung
so gut wie nicht stattfinden kann. Weist die Turbomaschine beispielsweise mehrere
Stufen auf, in denen stufenweise der thermodynamische Zustand des Gasstroms verändert
wird, so ist der Spalt im Bereich zwischen den Stufen entsprechend abgedichtet, so
dass ein Gasaustausch zwischen den Stufen so gut wie unterbunden ist.
[0005] Herkömmlich wird die Abdichtung des Rotors mit einer Wellendichtung bewerkstelligt.
Die Wellendichtung ist derart konstruiert, dass einerseits die Relativbewegung zwischen
dem Rotor und dem Gehäuse möglich ist und andererseits eine Gasleckage durch die Wellendichtung
hindurch gering ist.
[0006] Herkömmlich wird die Wellendichtung beispielsweise als eine Labyrinthspitzen aufweisende
Labyrinthdichtung ausgeführt. Die Labyrinthdichtung hat jedoch den Nachteil, dass
in ihr destabilisierende Tangentialkräfte auftreten können, die den Rotor destabilisieren
können. Ein weiterer Nachteil der Labyrinthdichtung ist, dass die Labyrinthspitzen
sich bei einer Verschmutzung im Gas leicht zusetzen, wodurch die Wirkungsweise der
Labyrinthdichtung beeinträchtigt ist. Ferner sind die Labyrinthspitzen empfindlich
gegen mechanischen Verschleiß, insbesondere bei Unrundlauf des Rotors.
[0007] Das Schwingungsverhalten des Rotors, d.h. der radiale Versatz und/oder die Durchbiegung
des Rotors, während des Betriebs der Turbomaschine wird hauptsächlich von der rotordynamischen
Charakteristik des Rotors bestimmt. Die rotordynamische Charakteristik des Rotors
ist gekennzeichnet durch bestimmte Schwingungsmodi, die von der Geometrie des Rotors,
den Stoffeigenschaften des Rotormaterials, der Steifheit und der Dämpfung der Rotorlagerung
und den thermodynamischen Zuständen im Inneren des Gehäuses bestimmt ist. Eine gutmütige
rotordynamische Charakteristik zeichnet sich dadurch aus, dass bei allen möglichen
Betriebsbedingungen der Turbomaschine der Rotor nur kleine radiale Bewegungen und/oder
nur eine geringe Durchbiegung erfährt.
[0008] Das Schwingungsverhalten des Rotors kann auch aufgrund von Instabilitätszuständen
in der Rotorlagerung und/oder der Wellendichtung beeinflusst sein.
[0009] Zur Verbesserung der rotordynamischen Charakteristik des Rotors ist der Einsatz einer
Wellendichtung mit einer passiven Dämpfungscharakteristik bekannt, beispielsweise
einer Damper-Seal (Honeycomb und/oder Hole Pattern Seal). Die Damper-Seal hat den
Vorteil, dass sie auf eine Radialbewegung des Rotors dämpfend wirkt, so dass dadurch
die radiale Maximalamplitude des Rotors begrenzt ist.
[0010] Nachteil der Damper-Seal ist, dass ihre Dämpfungswirkung konstruktiv bedingt festgelegt
ist. Dadurch ist es unmöglich die Dämpfungswirkung der Damper-Seal auf eine jeweilige
Betriebsbedingung der Turbomaschine anzupassen, wodurch die Dämpfungswirkung der Damper-Seal
uneffektiv ist. Ferner ist die Damper-Seal empfindlich gegen Verschmutzungen im Gas,
so dass sie leicht verstopft. Eine verstopfte Damper-Seal kann sogar einen negativen
Effekt auf die rotordynamische Charakteristik des Rotors haben. Dadurch ist die Damper-Seal
ständig sauber zu halten, wodurch der Wartungsaufwand der Damper-Seal hoch ist. Somit
ist die Verfügbarkeit der Turbomaschine eingeschränkt.
[0011] Aus der
deutschen Offenlegungsschrift DE 41 05 258 A1, die als nächstliegender Stand der Technik angesehen wird, und der
DE 25 15 315 A1 ist jeweils die Kombination einer Wellendichtung der Labyrinthbauweise mit einer
magnetischen Wellenlagerung bekannt. Die
deutsche Patentschrift DE 37 29 486 C1 offenbart eine weitestgehend dichtungslose Anordnung eines Verdichters und eines
Elektromotors in einem gemeinsamen Gehäuse, wobei ein gemeinsamer Rotor magnetisch
gelagert ist. Diese bekannten Ausführungen ermöglichen keine bedeutende Einflussnahme
auf die Durchbiegung des Rotors und das Schwingungsverhalten, insbesondere bezüglich
Biegeschwingungen.
[0012] Aufgabe der Erfindung ist es eine Wellendichtung für eine Turbomaschine zu schaffen,
wobei die Wellendichtung der Turbomaschine eine hohe Verfügbarkeit verleiht, und eine
Turbomaschine mit einer hohen Verfügbarkeit zu schaffen.
[0013] Die erfindungsgemäße Wellendichtung für eine Turbomaschine mit einem Rotor ist als
ein Magnetlager zum Abdichten des Rotors ausgeführt, das derart ansteuerbar ist, dass
durch das Magnetlager auf den Rotor aktiv Kräfte aufbringbar sind.
[0014] Das Magnetlager weist einen Magnetlagerstator, der an dem Gehäuse der Turbomaschine
montiert ist, und einen Magnetlagerrotor auf, der an dem Rotor angebaut ist. Dreht
sich der Rotor beim Betrieb der Turbomaschine, so findet eine Relativbewegung zwischen
dem Magnetlagerrotor und dem Magnetlagerstator statt. Zwischen dem Magnetlagerrotor
und dem Magnetlagerstator ist ein Spalt vorgesehen, so dass der Magnetlagerrotor nicht
an den Magnetlagerstator anstreift und diesen nicht mechanisch beschädigt. Der Spalt
ist in seinen geometrischen Abmaßen, insbesondere seiner Breite und seiner Höhe, vergleichbar
mit dem Spalt beispielsweise einer Honeycomb oder einer Hole Pattern Seal. Dadurch
ist die Leckagerate des Magnetlagers in einer ähnlichen Größenordnung wie bei der
Honeycomp oder der Hole Pattern Seal, wodurch das Magnetlager eine übliche Abdichtwirkung
hat.
[0015] Ferner ist erfindungsgemäß das Magnetlager zum Abdichten des Rotors derart ansteuerbar,
dass durch das Magnetlager auf den Rotor aktiv Kräfte aufbringbar sind.
[0016] Diese Kräfte können Tangentialkräfte und/oder Radialkräfte sein. Mit den aktiv aufgebrachten
Kräften kann gesteuert das rotordynamische Verhalten des Rotors manipuliert werden.
Beispielsweise kann das Ansteuern des Magnetlagers individuell auf einen bestimmten
Betriebszustand der Turbomaschine abgestimmt sein. So können die aktiv aufgebrachten
Kräfte beispielsweise in Abhängigkeit der Dichte des Fluids, das die Turbomaschine
durchströmt, der Drehzahl des Rotors, und/oder eines frequenzabhängigen Verhaltes
des Magnetlagers und/oder einer anderen Wellendichtung für jeden beliebigen Betriebspunkt
der Turbomaschine abgestimmt werden.
[0017] Ferner kann durch eine entsprechende Ansteuerung des Magnetlagers auf ein unerwartetes
Ereignis reagiert werden, wie beispielsweise ein Instabilitätszustand in einem Lager,
wie beispielsweise Oil-Whip oder Oil-Whirl in einem Gleitlager oder einem hydrodynamischen
Gleitlager, beispielsweise einem Radialkippsegmentgleitlager, mit dem der Rotor gelagert
ist.
[0018] Mittels des angesteuerten Magnetlagers können nahezu beliebig Kräfte aktiv auf den
Rotor aufgebracht werden, so dass so gut wie jeder noch so ungünstige rotordynamische
Zustand des Rotors beherrschbar ist.
[0019] Bevorzugt weist das Magnetlager den Magnetlagerrotor und den Magnetlagerstator auf,
wobei der Magnetlagerrotor und/oder der Magnetlagerstator labyrinthartig oder als
Hole Pattern Dichtung oder honeycombartig oder als glatter Spalt ausgeführt sind,
so dass die Abdichtwirkung des Magnetlagers erhöht ist.
[0020] Durch die labyrinthartige Ausführung des Magnetlagerstators und/oder des Magnetlagerrotors
ist der Strömungswiderstand in dem Spalt, der zwischen dem Magnetlagerstator und dem
Magnetlagerrotors ausgebildet ist, höher als bei einer glatten Ausführung. Dadurch
ist die Leckagerate des Magnetlagers niedrig.
[0021] Die erfindungsgemäße Turbomaschine weist den Rotor und die erfindungsgemäße Wellendichtung
zur Abdichtung des Rotors auf.
[0022] Bevorzugt ist die Wellendichtung an einer Stelle des Rotors angesiedelt, an der durch
die Wellendichtung die rotordynamische Charakteristik des Rotors manipulierbar ist.
Bevorzugt ist durch die Wellendichtung der Starrkörpermode und/oder die Biegeform
des Rotors dämpfbar.
[0023] Dadurch kann bei entsprechender Ansteuerung des Magnetlagers aktiv eine Kraft auf
den Rotor an dieser Stelle einwirken, so dass durch diese Kraft das rotordynamische
Verhalten des Rotors verbessert werden kann.
[0024] Ist beispielsweise der Rotor symmetrisch aufgefädelt und an seinen Längsendbereichen
gelagert, so liegt diese Stelle beispielsweise im Wesentlichen in der Mitte des Rotors.
[0025] Es ist bevorzugt, dass die Wellendichtung zur Abdichtung der Turbomaschine gegen
die Atmosphäre, insbesondere gegen einen Überdruck, verwendet ist.
[0026] Alternativ ist bevorzugt, dass die Turbomaschine mindestens ein Laufrad aufweist,
deren Druckniveaus von der Wellendichtung gegenseitig abgedichtet sind.
[0027] Alternativ ist es bevorzugt, dass, wenn die Turbomaschine mindestens einen Ausgleichskolben
aufweist, der Ausgleichskolben die Wellendichtung aufweist.
[0028] Somit können vorteilhaft mehrere Wellenabdichtungen an dem Rotor vorgesehen werden,
die als das Magnetlager ausgeführt sind. Dadurch ist es vorteilhaft ermöglicht an
mehreren Stellen des Rotors aktiv Kräfte mittels der Magnetlager auf den Rotor ausüben,
wodurch das rotordynamische Verhalten des Rotors entsprechend umfangreich manipulierbar
ist.
[0029] Ist beispielsweise die Turbomaschine ein Turboverdichter, der zwei gleichartige Druckstufen
aufweist, die Back-To-back angeordnet sind, so ist der üblicherweise Turboverdichter
in der Rotormitte mit dem Ausgleichskolben ausgestattet. Der Ausgleichskolben weist
bevorzugt die Wellendichtung auf, mit der der Ausgleichskolben gegen den Rotor abgedichtet
ist. Dadurch, dass die Wellendichtung als das Magnetlager ausgeführt ist, können somit
in der Rotormitte aktiv Kräfte auf den Rotor ausgeübt werden, wobei naturgemäß sich
der Rotor in der Rotormitte am stärksten durchbiegt. Dadurch ist mittels der an dem
Ausgleichskolben angebrachten Wellendichtung das rotordynamische Verhalten des Rotors
gut manipulierbar.
[0030] Bevorzugt ist die Turbomaschine der Turboverdichter, noch bevorzugter ein Einwellenverdichter
und besonders bevorzugt ein Radialverdichter oder ein Axialverdichter.
[0031] Ferner ist es bevorzugt, dass die Turbomaschine der Turboverdichter, noch bevorzugter
ein Einwellenverdichter und besonders bevorzugt ein Radialverdichter oder ein Axialverdichter.
[0032] Außerdem ist es bevorzugt, dass die Turbomaschine eine Gasturbine oder eine Dampfturbine
ist.
[0033] Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Turbomaschine
anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen erläutert. Es zeigt Fig. 1 einen
Längsschnitt des Ausführungsbeispiels der Turbomaschine.
[0034] Wie es aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist eine Turbomaschine als ein Einwellen-Turboverdichter
1 ausgeführt. Der Turboverdichter 1 ist aufgebaut aus einer ND-Stufe 3 (Niederdruckstufe)
und einer HD-Stufe 4 (Hochdruckstufe). Der Turboverdichter 1 ist konstruiert Gas zu
verdichten und findet in seiner Bauweise beispielsweise in der Öl- und Gasindustrie
Anwendung. Das Gas wird zuerst in der ND-Stufe 3 und dann in der HD-Stufe verdichtet.
[0035] Der Turboverdichter 1 weist ein Gehäuse 2 auf. Das Gehäuse 2 weist für die ND-Stufe
3 einen ND-Saugstutzen 5 und einen ND-Druckstutzen 6 und für die HD-Stufe 4 einen
HD-Saugstutzen 7 und einen HD-Druckstutzen 8 auf. Das Gas wird von dem ND-Saugstutzen
5 angesaugt, in der ND-Stufe 3 verdichtet und von dem ND-Druckstutzen 6 abgegeben.
Dann strömt das Gas durch einen Zwischenkühler (nicht gezeigt), in dem das Gas gekühlt
wird. Danach strömt das Gas durch den HD-Saugstutzen 7 in die HD-Stufe 4 zur weiteren
Verdichtung und wird danach von dem HD-Druckstutzen 8 abgegeben.
[0036] Der Turboverdichter 1 weist einen Rotor 9 auf, an dem ein Abschnitt für die ND-Stufe
3 und ein Abschnitt für die HD-Stufe 4 vorgesehen ist. Der Rotor 9 weist eine Welle
10 auf, die ihrerseits eine Kupplung 11 aufweist, an der der Rotor 9 mittels eines
Antriebs (nicht gezeigt) antreibbar ist. Die Welle 10 weist zwei einander abgewandte
Längsendbereiche auf, an denen der Rotor 9 mittels Radial-/Axiallagern 12 gelagert
ist.
[0037] Für die ND-Stufe 3 weist der Rotor 9 vier ND-Laufräder 13, und für die HD-Stufe 4
weist der Rotor 9 vier HD-Laufräder 14 auf. Stromauf der Laufräder 13, 14 ist jeweils
ein Rückführkanal vorgesehen, der in der ND-Stufe 3 von den ND-Zwischenböden 15 und
in der HD-Stufe 4 von den HD-Zwischenböden 16 gebildet sind.
[0038] Außerhalb des Turboverdichters 1 herrscht eine atmosphärische Umgebung. An den Radial-/Axiallagern
12 ist der Rotor 9 gegen das Gehäuse 2 zur atmosphärischen Umgebung hin mittels als
Labyrinthdichtungen 17 ausgeführte Gasdichtungen abgedichtet. Die Gasdichtungen können
beispielsweise auch als Schwimmringdichtungen oder als Gleitringdichtungen ausgeführt
sein.
[0039] Die ND-Laufräder 13 und die HD-Laufräder 14 sind in Back-to-back-Anordnung auf der
Welle 10 aufgefädelt. Zwischen der ND-Stufe 3 und der HD-Stufe 4 ist ein Ausgleichskolben
18 vorgesehen, der die ND-Stufe 3 von der HD-Stufe 4 abtrennt. Beim Betrieb des Turboverdichters
1 liegt an der einen der ND-Stufe 3 zugewandten Seite des Ausgleichskolben 18 der
Enddruck der ND-Stufe 3, und an der anderen der HD-Stufe 4 zugewandten Seite des Ausgleichskolbens
18 der Enddruck der HD-Stufe 4 an. Dadurch stellt sich quer zum Ausgleichskolben 18
ein Druckunterschied ein.
[0040] Der Ausgleichskolben 18 weist ein Magnetlager 19 auf, mit dem der Ausgleichskolben
18 gegen die Welle 10 abgedichtet ist. Das Magnetlager 19 weist einen Magnatlagerstator,
der an dem Ausgleichskolben 18 fest angebaut ist, und einen Magnetlagerrotor auf,
der auf der Welle 10 fest montiert ist. Zwischen dem Magnetlagerstator und dem Magnetlagerrotor
ist ein Spalt vorgesehen, so dass im Betrieb des Turboverdichters 1 der Magnetlagerrotor
nicht an den Magnetlagerstator anstreift. Entsprechend der chemischen Zusammensetzung
und der Entzündbarkeit des Gases ist das Magnetlager 19 gekapselt oder ungekapselt
ausgeführt.
[0041] Hervorgerufen durch den Druckunterschied quer zum Ausgleichskolben 18 stellt sich
im Betrieb des Turboverdichters 1 eine Gasleckage von der HD-Stufe 4 zur ND-Stufe
3 ein. Der Spalt ist in seiner Breite und Höhe derart gestaltet, dass die Gasleckage
gering ist.
[0042] Der Rotor 9 weist jeweils dieselbe Anzahl von ND-Laufrädern 13 und HD-Laufrädern
14 auf, nämlich vier, so dass der Ausgleichskolben 18 in der Mitte des Rotors 9 angesiedelt
ist. In der Mitte des Rotors 9 hat dieser bezüglich des ersten Biegemodes die größte
Biegeamplitude beim Betrieb des Turboverdichters 1.
[0043] Das Magnetlager 19 ist von außerhalb des Turboverdichters 1 mittels einer Steuerung
(nicht gezeigt) ansteuerbar, so dass durch das Magnetlager 19 auf die Welle 10 und
somit auf den Rotor 9 aktiv Kräfte aufbringbar sind. Dadurch, dass das Magnetlager
19 in der Mitte des Rotors 9 angeordnet ist, können genau dort aktiv Kräfte auf den
Rotor 9 aufgebracht werden, wo die größte Biegeamplitude des Rotors 9 beim Betrieb
des Turboverdichters herrscht. Dadurch können beispielsweise Radialkräfte und/oder
Tangentialkräfte auf den Rotor aufgebracht werden, wodurch das rotordynamische Verhalten
des Rotors 9 effektiv beinflussbar ist. Dabei wird das Magnetlager 19 als ein drittes
Lager und/oder Stabilisator (z.B. wenn nur Tangentialkräfte aufgebracht werden) neben
den beiden Radial-/Axiallagern 12 in der Mitte des Rotors 9 benutzt. Ferner kann mittels
des Magnetlagers 19 eine zusätzliche Dämpfung des Rotors 9 bereitgestellt werden,
wodurch Lateralschwingungen des Rotors 9 wirksam gedämpft werden können. Dadurch sind
die Wellenschwingungen des Rotors gering, wodurch die rotierenden Dichtelemente des
Turboverdichters 1 weniger Verschleiß und dadurch eine längere Lebensdauer haben.
Deshalb können die Labyrinthspalte kleiner ausgeführt und dadurch die Leckagen und
kreisenden Mengen verringert werden.
[0044] Generell ist die maximal mögliche Baulänge des Rotors 9 unter anderem durch sein
rotordynamisches Verhalten vorgegeben. Dadurch, dass das Magnetlager 19 begrenzend
auf die Lateralschwingungen des Rotors 9 einwirkt, kann der Rotor 9 mit einer Baulänge
vorgesehen werden, die größer ist als die maximal mögliche Baulänge, die lediglich
möglich wäre, wenn das Magnetlager 19 nicht vorgesehen ist.
[0045] Ferner können durch das Magnetlager 19 gezielt Tangentialkräfte auf den Rotor 9 aufgebracht
werden, wodurch den typischerweise destabilisierenden Dichtungskräften mittels des
Magnetlagers 19 entgegengewirkt werden kann.
Bezugszeichenliste
[0046]
- 1
- Turboverdichter
- 2
- Gehäuse
- 3
- ND-Stufe
- 4
- HD-Stufe
- 5
- ND-Saugstutzen
- 6
- ND-Druckstutzen
- 7
- HD-Saugstutzen
- 8
- HD-Druckstutzen
- 9
- Rotor
- 10
- Welle
- 11
- Kupplung
- 12
- Radial-/oder Axiallager
- 13
- ND-Laufrad
- 14
- HD-Laufrad
- 15
- ND-Zwischenboden
- 16
- HD-Zwischenboden
- 17
- Labyrinthdichtung
- 18
- Ausgleichskolben
- 19
- Magnetlager
1. Turbomaschine mit einem Rotor (9) und einer Wellendichtung (19) zur Abdichtung des
Rotors (9),
wobei die Wellendichtung als ein Magnetlager (19) zum Abdichten des Rotors (9) ausgeführt
ist, das derart ansteuerbar ist, dass durch das Magnetlager (19) auf den Rotor (9)
aktiv Kräfte aufbringbar sind,
dadurch gekennzeichnet, dass die Turbomaschine mindestens einen Ausgleichskolben (18) mit der Wellendichtung (19)
aufweist.
2. Turbomaschine gemäß Anspruch 1,
wobei das Magnetlager (19) einen Magnetlagerrotor und einen Magnetlagerstator aufweist,
wobei der Magnetlagerrotor und/oder der Magnetlagerstator labyrinthartig oder als
Hole Pattern Dichtung oder honeycombartig oder als glatter Spalt ausgeführt sind,
so dass die Abdichtwirkung des Magnetlagers (19) erhöht ist.
3. Turbomaschine gemäß Anspruch 1,
wobei die Wellendichtung (19) an einer Stelle des Rotors (9) angesiedelt ist, an der
durch die Wellendichtung (19) die rotordynamische Charakteristik des Rotors (9) manipulierbar
ist.
4. Turbomaschine gemäß Anspruch 3,
wobei durch die Wellendichtung (19) der Starrkörpermode und/oder die Biegeform des
Rotors dämpfbar ist.
5. Turbomaschine gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4,
wobei die Wellendichtung (19) zur Abdichtung der Turbomaschine (1) gegen die Atmosphäre,
insbesondere gegen einen Überdruck, verwendet ist.
6. Turbomaschine gemäß einem der Ansprüche 2 bis 5,
wobei die Turbomaschine (1) mindestens ein Laufrad aufweist, deren Druckniveaus von
der Wellendichtung (19) gegenseitig abgedichtet sind.
7. Turbomaschine gemäß einem der Ansprüche 2 bis 6,
wobei die Turbomaschine ein Turboverdichter (1) ist.
8. Turbomaschine gemäß Anspruch 7,
wobei der Turboverdichter ein Einwellenverdichter (1) ist.
9. Turbomaschine gemäß Anspruch 8,
wobei der Turboverdichter ein Radialverdichter (1) oder ein Axialverdichter ist.
10. Turbomaschine gemäß einem der Ansprüche 2 bis 7,
wobei die Turbomaschine eine Gasturbine oder eine Dampfturbine ist.
1. Turbo-engine with a rotor (9) and with a shaft seal (19) for sealing off the rotor
(9), the shaft seal being designed as a magnetic bearing (19) for sealing off the
rotor (9), which magnetic bearing can be activated in such a way that forces can be
applied actively to the rotor (9) by means of the magnetic bearing (19), characterized in that the turbo-engine has at least one balancing piston (18) having the shaft seal (19).
2. Turbo-engine according to Claim 1, the magnetic bearing (19) having a magnetic-bearing
rotor and a magnetic-bearing stator, the magnetic-bearing rotor and/or the magnetic-bearing
stator being designed in the manner of a labyrinth or as a hole-pattern seal or in
the manner of a honeycomb or as a smooth gap, so that the sealing-off action of the
magnetic bearing (19) is increased.
3. Turbo-engine according to Claim 1, the shaft seal (19) being situated at a location
on the rotor (9) at which the rotor-dynamic characteristic of the rotor (9) can be
manipulated by means of the shaft seal (19).
4. Turbo-engine according to Claim 3, the rigid-body mode and/or the flexural form of
the rotor being capable of being damped by means of the shaft seal (19).
5. Turbo-engine according to one of Claims 2 to 4, the shaft seal (19) being used for
sealing off the turbo-engine (1) with respect to the atmosphere, in particular with
respect to an excess pressure.
6. Turbo-engine according to one of Claims 2 to 5, the turbo-engine (1) having at least
one impeller, the pressure levels of which are sealed off reciprocally by the shaft
seal (19).
7. Turbo-engine according to one of Claims 2 to 6, the turbo-engine being a turbo-compressor
(1).
8. Turbo-engine according to Claim 7, the turbo-compressor being a single-shaft compressor
(1).
9. Turbo-engine according to Claim 8, the turbo-compressor being a radial compressor
(1) or an axial compressor.
10. Turbo-engine according to one of Claims 2 to 7, the turbo-engine being a gas turbine
or a steam turbine.
1. Turbomachine ayant un rotor ( 9 ) et une étanchéité (19) d'arbre pour rendre étanche
le rotor ( 9 ), l'étanchéité d'arbre étant réalisée pour rendre étanche le rotor (
9 ) sous la forme d'un palier ( 19 ) magnétique, qui peut être commandé de manière
à pouvoir appliquer des forces actives sur le rotor ( 9 ) par le palier ( 19 ) magnétique,
caractérisée en ce que la turbomachine a au moins un piston ( 18 ) de compensation avec l'étanchéité ( 19
) d'arbre.
2. Turbomachine suivant la revendication 1,
dans laquelle le palier ( 19 ) magnétique a un rotor de palier magnétique et un stator
de palier magnétique, le rotor de palier magnétique et/ou le stator de palier magnétique
étant réalisé sous forme de labyrinthe ou sous forme d'étanchéité hole pattern ou
de type à nid d'abeille ou sous la forme d'une fente lisse de manière à augmenter
l'effet d'étanchéité du palier ( 19 ) magnétique.
3. Turbomachine suivant la revendication 1,
dans laquelle l'étanchéité (19) d'arbre est implantée à l'endroit du rotor ( 9 ) où
la caractéristique dynamique du rotor (9) peut être manipulée par l'étanchéité ( 19
) d'arbre.
4. Turbomachine suivant la revendication 3,
dans laquelle le mode en corps rigide et/ou la forme en flexion du rotor peut être
amorti par l'étanchéité ( 19 ) d'arbre.
5. Turbomachine suivant l'une des revendications 2 à 4,
dans laquelle l'étanchéité ( 19 ) d'arbre est utilisée pour rendre étanche la turbomachine
(1) vis-à-vis de l'atmosphère, notamment vis-à-vis d'une surpression.
6. Turbomachine suivant l'une des revendication 2 à 5,
dans laquelle la turbomachine ( 1 ) a au moins une roue dont les niveaux de pression
sont rendus mutuellement étanches par l'étanchéité ( 19 ) d'arbre.
7. Turbomachine suivant l'une des revendication 2 à 6,
dans laquelle la turbomachine est un turbocompresseur ( 1 ).
8. Turbomachine suivant la revendication 7,
dans laquelle le turbocompresseur est un compresseur ( 1 ) à un seul arbre.
9. Turbomachine suivant la revendication 8,
dans laquelle le turbocompresseur est un compresseur ( 1 ) centrifuge radial ou un
compresseur à flux axial.
10. Turbomachine suivant l'une des revendications 2 à 7,
dans laquelle la turbomachine est une turbine à gaz ou une turbine à vapeur.