CH700887A2

CH700887A2 - Turbinentriebwerk mit Kühlstopfbuchse.

Info

Publication number: CH700887A2
Application number: CH00567/10A
Authority: CH
Inventors: Henry G Ballard Jr
Original assignee: Gen Electric
Priority date: 2009-04-29
Filing date: 2010-04-20
Publication date: 2010-10-29
Also published as: DE102010016429A1; CN101876261A; JP2010261442A; US20100278640A1; US8192151B2; CH700887B1; CN101876261B; JP5606781B2

Abstract

In einer Ausführungsform kann eine Turbine ein Lagergehäuse (36) für einen Rotor mit einem Durchtritt (49) entlang einer Drehachse (27) der Rotorwelle enthalten. Eine Kühlstopfbuchse (48), die dafür eingerichtet ist, Kühlfluid zu dem Durchtritt (49) zu übertragen ist, an dem Lagergehäuse (36) mit einer Befestigungsstruktur (46) befestigt, die dafür eingerichtet ist, die Kühlstopfbuchse (48) im Wesentlichen in einer Linie zu dem Durchtritt (49) des Rotors zu befestigen.

Description

Hintergrund der Erfindung

[0001] Der hierin offenbarte Erfindungsgegenstand betrifft Gasturbinentriebwerke und insbesondere Befestigungen für Kühlstopfbuchsen.

[0002] Im Wesentlichen verbrennen Gasturbinentriebwerke ein Gemisch aus verdichteter Luft und Brennstoff, um heisse Verbrennungsgase zu erzeugen. Die Verbrennungsgase können durch eine oder mehrere Stufen von Turbinenschaufeln strömen, um Energie für eine Last und/oder einen Verdichter zu erzeugen. Aufgrund der hohen Temperaturen in dem Turbinentriebwerk können dem Turbinenrotor Kühlgase zugeführt werden, um dazu beizutragen, die Temperatur unter Kontrolle zu bringen.

Kurzbeschreibung der Erfindung

[0003] Nachstehend sind bestimmte im Schutzumfang der ursprünglich beanspruchten Erfindung liegende Ausführungsformen zusammengefasst. Diese Ausführungsformen sollen nicht den Schutzumfang der beanspruchten Erfindung einschränken, sondern stattdessen sollen diese Ausführungsformen nur eine kurze Zusammenfassung möglicher Formen der Erfindung bereitstellen. Tatsächlich kann die Erfindung eine Vielfalt von Formen umfassen, die zu den nachstehend beschriebenen Ausführungsformen ähnlich sind oder sich davon unterscheiden.

[0004] In einer Ausführungsform enthält ein Turbinentriebwerk ein Lagergehäuse mit einem Durchtritt entlang einer Drehachse einer Welle; eine für die Übertragung von Kühlfluid zu dem Durchtritt eingerichtete Kühlstopfbuchse; und eine Befestigungsstruktur, die dafür eingerichtet ist, die Kühlstopfbuchse im Wesentlichen in einer Linie mit dem Durchtritt zu befestigen.

[0005] In einer weiteren Ausführungsform enthält ein System ein Lagergehäuse für einen Rotor mit einem Durchtritt entlang einer Drehachse einer Welle; und eine für die Übertragung von Kühlfluid zu dem Durchtritt geeignete Kühlstopfbuchse, wobei die Kühlstopfbuchse mit dem Lagergehäuse verbunden ist und wobei die Kühlstopfbuchse mechanisch in Abstand von dem Lagergehäuse entlang der Drehachse angeordnet ist.

[0006] In einer weiteren Ausführungsform enthält ein System eine für die Übertragung von Kühlfluid zu einem Durchtritt eines Rotors eingerichtete Kühlstopfbuchse; und eine Befestigungsstruktur. Die Befestigungsstruktur enthält einen Anbringungsabschnitt, der zur Befestigung an einem Rotorlagergehäuse eingerichtet ist; einen Unterstützungsabschnitt, der zum Halten der Kühlstopfbuchse eingerichtet ist; und einen Versatzabschnitt, der mit dem Anbringungsabschnitt und dem Unterstützungsabschnitt verbunden ist, der dafür eingerichtet ist, die Kühlstopfbuchse in axialem Abstand von dem Rotorlagergehäuse zu halten.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

[0007] Diese und weitere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden besser verständlich, wenn die nachstehende detaillierte Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen gelesen wird, in der gleiche Bezugszeichen durchgängig gleiche Teile in den Zeichnungen bezeichnen, in denen:
<tb>Fig. 1<sep>ein schematisches Flussdiagramm einer Ausführungsform eines Gasturbinentriebwerks ist, die Kühlstopfbuchsen verwenden kann;

<tb>Fig. 2<sep>eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform des Gasturbinentriebwerks von Fig. 1im Schnitt entlang der Längsachse ist;

<tb>Fig. 3<sep>eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform des Gasturbinentriebwerks von Fig. 1im Schnitt entlang der Längsachse ist;

<tb>Fig. 4<sep>eine perspektivische Ansicht einer Ausführungs-form einer an einem Lagergehäuse befestigten Kühlstopfbuchse ist;

<tb>Fig. 5<sep>eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer an einem Lagergehäuse befestigten Kühlstopfbuchse mit an einer Befestigungsstruktur angebrachten Distanzstücken zum Erleichtern der Ausrichtung ist;

<tb>Fig. 6<sep>eine perspektivische Ansicht einer alternativen direkten Kühlstopfbuchsenbefestigung an einem Lagergehäuse ist; und

<tb>Fig. 7<sep>eine Querschnittsansicht einer Kühlstopfbuchseist.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

[0008] Eine oder mehrere spezifische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend beschrieben. In dem Bemühen, eine knappe Beschreibung dieser Ausführungsformen zu liefern, können nicht alle Merkmale einer tatsächlichen Implementation in der Beschreibung beschrieben werden. Es dürfte erkennbar sein, dass bei der Entwicklung von jeder derartigen tatsächlichen Implementation wie bei jedem technischen oder konstruktiven Projekt zahlreiche implementationsspezifische Entscheidungen getroffen werden müssen, um die spezifischen Ziele des Entwicklers, wie z.B. Übereinstimmung mit systembezogenen und geschäftsbezogenen Einschränkungen zu erzielen, die von einer Implementation zur anderen variieren können.

Ferner dürfte erkennbar sein, dass eine derartige Entwicklung zwar komplex und zeitaufwendig sein kann, dabei aber trotzdem eine Routineaufgabe hinsichtlich Auslegung, Herstellung und Fertigung für den normalen Fachmann mit dem Vorteil dieser Offenlegung wäre.

[0009] Wenn Elemente verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eingeführt werden, sollen die Artikel "einer, eines, eine", "der, die, das" und "besagter, besagte, besagtes" die Bedeutung haben, dass eines oder mehrere von den Elementen vorhanden sein kann. Die Begriffe "auf-weisend", "enthaltend" und "habend" sollen einschliessend sein und die Bedeutung haben, dass zusätzliche weitere Elemente ausser den aufgelisteten Elementen vorhanden sein können.

[0010] Die vorliegende Offenlegung ist auf Gasturbinentriebwerke gerichtet, die Stopfbuchsen enthalten, um Kühlfluide zwischen rotierende und feststehende Turbinentriebwerkskomponenten zu leiten. Eine Dampfkühlung von Heissgaspfadkom-ponenten einer Rotationsturbine beinhaltet die Überleitung von Kühldampf (z.B. von Luft oder Dampf aus einem festen oder feststehenden Zuführungssammelraum zu einem rotierenden Rotor zur anschliessenden Verteilung an die Heissgaspf adkomponenten des Rotors). Eine effektive Übertragung von Kühlfluiden minimiert Druckverluste der Kühlfluide sowie die Dampfleckage in das Gasturbinentriebwerk.

Stopfbuchsen-dichtungen werden eingesetzt, um eine effektive Dichtungsschnittstellenanordnung zwischen einem rotierenden und feststehenden Element bereitzustellen und können dazu genutzt werden, Dichtungen zwischen einer rotierenden Welle und einem feststehenden Dampfturbinengehäuse bereitzustellen. Eine Stopfbuchsendichtung in einem Turbinentriebwerk kann Anschlüsse für Rohre oder andere Eingänge für Kühlfluide enthalten, um die Übertragung von unter Druck gesetztem Kühlfluid in das Abgas zu ermöglichen, während gleichzeitig eine Dampfleckage aus dem Inneren des Turbinentriebwerks an Atmosphäre verhindert wird.

[0011] Derartige Stopfbuchsen können befestigt werden, indem ein Befestigungskäfig oder eine Befestigungsstruktur direkt an dem hinteren Ende des Turbinenrotors, z.B. in dem Abgasgehäuse angewendet wird. In bestimmten Ausführungsformen kann, wie nachstehend diskutiert, die Befestigungsbaugruppe (z.B. die Stopfbuchse und die Befestigungsstruktur) so an dem Lagergehäuse angebracht werden, dass die Befestigungsbuchse konzentrisch zu der Achse der Rotorwelle ausgerichtet ist. Diese Anordnung verringert die Komplexität, Arbeits- und Materialkosten in Verbindung mit früheren Kühl-stopfbuchsen-Befestigungsstrukturen, in denen jedes Kühlzu-führungsrohr typischerweise getrennt zu dem Abgasgehäuse, nicht dem Lagergehäuse, ausgerichtet und daran befestigt ist.

Zusätzlich ist, wenn die Stopfbuchsen-Befestigungsbaugruppe direkt an dem Lagergehäuse befestigt ist, die Stopfbuchsen/Rotor-Ausrichtung strukturell auf die Ausrichtung der Lagergehäuse zudem Rotor bezogen. Daher ist, wenn das Lagergehäuse im Wesentlichen zu dem Rotor ausgerichtet ist, auch die Stopfbuchse im Wesentlichen ausgerichtet. Eine derartige Anordnung kann einen getrennten Ausrichtungsschritt für die Stopfbuchse erübrigen. Zusätzlich kann eine derartige Anordnung zu einem verbesserten Triebwerksverhalten führen, da die relative Bewegung der Stopfbuchse zu dem Rotor, die zu einer Leckage führen kann, nur von der relativen Bewegung des Lagergehäuses zu dem Rotor abhängt.

Mit anderen Worten, die direkte Verbindung o-der die Vereinigung von Kühlstopfbuchse und Lager reduziert den Befestigungs- und Ausrichtungsvorgang auf einen einzigen Schritt, statt auf die mehreren Schritte in Verbindung mit getrennter Befestigung und Ausrichtung der Kühlstopfbuchse. Somit vereinfachen die offengelegten Ausführungs-formen mit einer vereinten Kühlstopfbuchse und Lager die Anfangsausrichtung und die anschliessende Wartung der Ausrichtung.

[0012] In bestimmten Ausführungsformen ist die Stopfbuchse thermisch von dem Lagergehäuse mittels der Befestigungsstruktur isoliert. Während die Befestigungsstruktur direkt das Lagergehäuse berühren kann, kann die Stopfbuchse selbst nicht in direktem Kontakt mit dem Lagergehäuse stehen. Eine derartige Anordnung isoliert die Rotorkühlluft thermisch, die im Allgemeinen eine höhere Temperatur als das Öl in dem Lager aufweist, was ein Verkoken des Öls in dem Lagergehäuse verhindert.

[0013] Fig. 1 ist eine Blockdarstellung eines exemplarischen Systems 10, das ein Gasturbinentriebwerk 12 enthält, das beschriebene Kühlstopfbuchsen nutzen kann. In bestimmten Ausführungsformen kann das System 10 ein Flugzeug-, ein Wasserkraft-, ein Lokomotiven-, ein Energieerzeugungssystem oder Kombinationen davon umfassen. Das dargestellte Gasturbinentriebwerk 12 enthält einen Einlassabschnitt 16, einen Verdichter 18, einen Brennerabschnitt 20, eine Turbine 22 und einen Abgasabschnitt 24. Die Turbine 22 ist zu ihrem Antrieb über eine sich um die Drehachse 27 drehende Welle 26 mit dem Verdichter 18 verbunden.

[0014] Wie durch Pfeile dargestellt, kann Luft durch den Einlassabschnitt 16 in das Gasturbinentriebwerk 12 eintreten und in den Verdichter 18 strömen, der die Luft vor dem Eintritt in den Brennerabschnitt 20 verdichtet. Der dargestellte Brennerabschnitt 20 enthält ein Brennergehäuse 28, das zwischen dem Verdichter 18 und der Turbine 22 konzentrisch oder ringförmig um die Welle 26 herum angeordnet ist. Die verdichtete Luft aus dem Verdichter 18 tritt in die Brenner 30 ein, wo sich die verdichtete Luft mit Brennstoff vermischen und in den Brennern 30 verbrennen kann, um die Turbine 22 anzutreiben.

[0015] Aus dem Brennerabschnitt 20 strömen die heissen Verbrennungsgase durch die Turbine 22, wobei sie den Verdichter 18 über die Welle 26 antreiben. Beispielsweise können die Verbrennungsgase in der Turbine 22 durch ihre Bewegung Kräfte auf die Turbinenrotorschaufein zum Drehen der Welle 26 ausüben. Nach dem Durchströmen der Turbine 22 können die heissen Verbrennungsgase das Gasturbinentriebwerk 12 durch den Abgasabschnitt 24 verlassen. Kühlfluid aus einer Kühlfluidversorgung 47 kann an die heissen Komponenten des Turbinentriebwerks 22 über eine Kühlstopfbuchse-Befestigungsbaugruppe 44 übertragen werden, die an einem Lagergehäuse 36 befestigt ist, wobei die Baugruppe 44 und das Lagergehäuse 36 Teil des Abgasabschnittes 24 sind. In Ausführungsformen kann die Kühlfluidversorgung eine externe Versorgung beispielsweise mit Umgebungsluft sein.

In weiteren Ausführungsformen kann das Kühlfluid aus kühleren Teilen des Turbinentriebwerks entnommen werden.

[0016] Wie vorstehend unter Bezugnahme auf Fig. 1beschrieben, kann Luft durch den Einlassabschnitt 16 hindurch eintreten und durch den Verdichter 18 gemäss Darstellung in Fig. 2verdichtet werden. Die verdichtete Luft aus dem Verdichter 18 kann dann in den Brennerabschnitt 20 geleitet werden, wo die verdichtete Luft mit gasförmigem Brennstoff vermischt werden kann. Das Gemisch aus verdichteter Luft und Brennstoff wird im Wesentlichen in dem Brennkammerabschnitt 20 verbrannt, um Hochtemperatur-, Hochdruck-Verbrennungsgase zu erzeugen, die in der Turbine 22 zum Erzeugen von Drehmoment genutzt werden können. Demzufolge enthält der Turbinenabschnitt 22 des Triebwerks bewegliche Teile und heisse Gase. Die heissen Gase können aus dem Abgasabschnitt 24 ausgeblasen werden.

Die beweglichen Teile, einschliesslich der Welle 26, können für eine Lagerung durch ein Lagergehäuse 36 und zur Drehung darin eingerichtet sein, das über Stützen 38 mit dem Abgasabschnitt 24 in einer Abgasgehäuse-Innentrommel 40 verbunden sein kann. Im Wesentlichen kann die Welle 22 durch das Lagergehäuse an jedem Ende der Welle 22 unterstützt werden. Das Lagergehäuse 36 kann eine gekrümmte Struktur haben, auf der sich die Welle drehen kann. Das Lagergehäuse 36 kann eine Schmierung enthalten, um eine effiziente Drehung der Welle zu ermöglichen. Wie nachstehend im Detail diskutiert, kann eine Kühl-stopfbuchsen-Befestigungsstruktur, die direkt an dem Lagergehäuse befestigt ist, einer Kühlstopfbuchse ermöglichen, Kühlfluid der Welle 22 und dem Lagergehäuse zuzuführen.

[0017] Der Abgasabschnitt 24 kann als ein Abgasstator aufgebaut sein, der sich von dem Turbinenabschnitt 22 aus erstreckt. Wie in der Querschnittsansicht von Fig. 3dargestellt, kann der Abgasabschnitt 24 ein äusseres Gehäuse 38 mit Unterstützungsstreben 39 enthalten, die durch den Strömungspfad des Abgasabschnittes 24 hindurchtreten. Zusätzlich kann der Abgasabschnitt 24 eine einen Hohlraum 42 umgebende Innengehäusetrommel 40 enthalten, die. Ein die Rotorwelle 26 umgebendes Rotorlagergehäuse 36 kann mit der Innengehäusetrommel über Stützen 37 verbunden sein. Das Lagergehäuse 36 kann verschiedene Durchtrittskanäle enthalten, um Schmierfluide zu dem Rotorlager in dem Gehäuse zurückzuleiten.

Das Lagergehäuse 36 kann mittels der hierin bereitgestellten Befestigungsstrukturen mit einer Kühl-stopfbuchse 48 verbunden sein, die dem Rotorlager in dem Gehäuse 36 Kühlluft zuführt.

[0018] Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Lagergehäuses 36 mit einer an dem hinteren Ende angebrachten Stopfbuchsen-Befestigungsbaugruppe 44. Die Stopfbuchsen-Befestigungsbaugruppe 44 enthält eine Befestigungsstruktur 46, die hier als ein Befestigungskäfig dargestellt ist, und eine Kühlstopfbuchse 48. Die Kühlstopfbuchse 48 wird durch einen Ringraum 50 der Befestigungsstruktur 46 gelagert und wird im Wesentlichen in einer Linie mit dem Durchtritt 49 des Lagergehäuses 36 gehalten. Der (nicht dargestellte) Rotor 22 kann sich aus dem Lagergehäuse 22 erstrecken, um sich in der Kühlstopfbuchse 48 zu drehen. Der Durchtritt 49 kann im Wesentlichen in einer Linie mit der Achse der sich drehenden Welle 26 liegen.

Die Befestigungsstruktur 46 enthält Rippen 52, die den Ringraum 50 und die Kühlstopfbuchse 48 gegen einen direkten Kontakt mit dem Lagergehäuse 36 auf Abstand halten. Die Rippen 52 können jede geeignete Abmessung und MaterialZusammensetzung enthalten, um die Kühlstopfbuchse 48 im Wesentlichen thermisch von dem Lagergehäuse 36 zu isolieren. Die Befestigungsstruktur 46 kann auch einen Anbringungsabschnitt 54 enthalten, der in Fig. 4 als ein Ringraum dargestellt ist, der konzentrisch zu dem Durchtritt 49 ausgerichtet sein kann. Demzufolge kann der Anbringungsabschnitt 54 in geeigneter Weise so bemessen und geformt sein, dass die Platzierung des Anbringungsabschnittes 54 an der Aussenseite des Lagergehäuses 36 eine konzentrische Ausrichtung der Kühl-stopfbuchse 48 und des Durchtritts 49 ermöglicht.

[0019] In bestimmten Ausführungsformen können die Kühlstopfbuchse 48 und die Befestigungsstruktur 46 getrennte Komponenten sein oder können nur eine einteilige Komponente sein. Im Allgemeinen kann die Befestigungsstruktur 46 aus Materialien, wie z.B. Gussmetallen, hergestellt sein, die in der Lage sind, die Last der Kühlstopfbuchse 48 zu tragen. Die Befestigungsstruktur 46 kann vorgebohrte Löcher enthalten, die für Befestigungselemente, wie z.B. Schrauben, geeignet sind, die die Befestigungsstruktur 46 an der Aussenseite des Lagergehäuses 36 befestigen können. Ebenso kann das Lagergehäuse 36 entsprechende vorgebohrte Löcher (z.B. Gewindeschraubenaufnahmen) enthalten. Das Vorliegen vorgebohrter Löcher kann bei der korrekten Ausrichtung der Befestigungsbaugruppe 44 unterstützen. Die Befestigungs-struktur 46 kann auch Ausrichtungsmerkmale, wie z.B.

Nuten oder Führungen, enthalten, die ein konzentrisches Zusammenfügen der Struktur mit der Stopfbuchse und/oder dem Lagergehäuse bewirken.

[0020] Die Befestigungsstruktur 46 hält die Kühlstopfbuchse 48 in thermischer Isolation, z.B. hält sie sie in axialem Abstand von dem Lagergehäuse entlang der Achse 27. Eine derartige Anordnung kann den Vorteil einer Verringerung einer Wärmeübertragung von dem relativ kalten Lagergehäuse 36 zu der relativ heissen Kühlstopfbuchse 48 bieten. Mit anderen Worten, die Kühlstopfbuchsenluft befindet sich auf einer relativ höheren Temperatur als bestimmte Teile des Lagers, wie z.B. das Schmieröl, das verbrennen oder verkokt werden kann, wenn es höheren Temperaturen ausgesetzt wird. Beispielsweise kann die Kühlstopfbuchse Dampf von 538 [deg.]C (1000 [deg.]F) als Rotorkühlmittel verwenden, das wesentlich heisser als das Öl führende Lagergehäuse ist, das typischerweise bei 71 [deg.]C (160 [deg.]F) oder niedriger liegt.

Zusätzlich kann die Kühlstopfbuchse 48 in einer solchen Weise gehalten werden, dass sie nicht direkt das Gehäuse des Abgasabschnittes 24 berührt. Die Befestigungsstruktur 46 kann eine Wärmeübertragung aus der Kühlstopfbuchse 48 an das Lagergehäuse 36 um wenigstens etwa 10 %, um wenigstens etwa 20 %, um wenigstens etwa 20 %, um wenigstens etwa 20 %, um wenigstens etwa 30 %, um wenigstens etwa 40 %, um wenigstens etwa 50 %, um wenigstens etwa 60 %, um wenigstens etwa 70 %, um wenigstens etwa 80 % oder um wenigstens etwa 90 % im Vergleich zu Baugruppen verringern, in denen die Kühl-stopfbuchse 48 in direktem Kontakt mit dem Lagergehäuse 36 stehen kann. Ferner kann die Befestigungsstruktur 46 so ausgelegt sein, dass sie die Wärmeübertragung minimiert.

Zu diesem Zweck enthält die Befestigungsstruktur 46 Rippen 52, die relativ dünn sind, um die Wärmeübertragung von den Rippen 52 auf das Lagergehäuse 36 zu minimieren. Die Ausschnitträume 53 zwischen den Rippen 52 können relativ gross sein, da grössere Ausschnitträume 53 die Menge der an das Lagergehäuse 36 übertragenen Wärme verringern können. In Ausführungsformen kann das Verhältnis der Fläche der Ausschnitträume 53 zur Oberfläche der Rippen 52 entlang einem Umfang 57 der Befestigungsstruktur 46 wenigstens etwa 2:1, wenigstens etwa 3:1 oder wenigstens etwa 4:1 sein. In bestimmten Ausführungsformen können die Rippen 52 auch Ausschnitt sbereiche innerhalb der Rippen selbst enthalten.

[0021] Die Rippen 52 können auch als eine Wärmesenke dienen, um Wärme aus der Kühlstopfbuchse 48 abzuleiten. In Ausführungsformen können die Rippen 52 Lamellen oder andere Strukturen enthalten, die sich senkrecht aus den Rippen erstrecken, um die Übertragung von thermischer Energie aus der Kühlstopfbuchse 48 zu ermöglichen.

[0022] Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Befestigungsbaugruppe 44, in der Distanzstücke 56 zwischen der Befestigungsstruktur 46 und dem Lagergehäuse 36 angewendet wurden, um die Kühlstopfbuchse 48 zu dem Durchtritt 49 auszurichten. Die Verwendung von Distanzstücken 56 zum Optimieren der Feinausrichtung der Kühl-stopfbuchse 48 kann einen Ausrichtungsvorgang vereinfachen. Beispielsweise können die Kühlstopfbuchse 48 und die Befestigungsstruktur 46 an dem Lagergehäuse im Wesentlichen in Ausrichtung zu dem Durchtritt 49 angebracht werden. Dieses kann erreicht werden, indem im Wesentlichen der ringförmige Anbringungsabschnitt 54 konzentrisch oder koaxial zu dem Durchtritt 49 entlang der Wellendrehachse 27 ausgerichtet wird.

Nach einer groben Ausrichtung kann jede Fehlausrichtung durch Einfügen von Distanzstücken 56 in den Raum zwischen der Befestigungsstruktur 46 und dem Lagergehäuse 36 zur Sicherstellung einer axialen Ausrichtung entlang der Achse des Durchtritts 49 korrigiert werden. In Ausführungs-formen kann statt der Verwendung entfernbarer Distanzstücke 56 der Anbringungsabschnitt 54 Führungen, z.B. Schlitze o-der Dorne oder andere Strukturen enthalten, die sich mit entsprechenden Strukturen auf dem Lagergehäuse 36 vereinen. Nach der Vereinigung kann die Ausrichtung durch Anziehen, Lockern oder anderweitiges Anpassen der Führungen optimiert werden. Zwischen der Befestigungsstruktur 46 und dem Lagergehäuse 36 angebrachte Distanzstücke können den axialen Abstand zwischen dem Lagergehäuse und der Kühlstopfbuchse ändern.

Zusätzlich kann das Lagergehäuse durch Distanzstückösen 58 oder Stellkeile 55 ausgerichtet werden, die aus dem Lagergehäuse 36 vorstehen, um das Lagergehäuse zu der Statorunterstützung 59 so auszurichten, dass das Lager konzentrisch zu dem Rotor ist. Die Ösen 58, die aus dem Lagergehäuse 36 hervorstehen, können auf einer beliebigen von vier Seiten zur vertikalen oder axialen Ausrichtung des Lagergehäuses verstellt werden. Die starre und konzentrische Befestigung der Stopfbuchse an dem Lagergehäuse kann eine einfache axiale Einstellung mit den Distanzstücken 56 ermöglichen.

[0023] Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform einer Befestigungsbaugruppe 44, in der ein Teilkäfig 60 verwendet wird, um die Kühlstopfbuchse 48 von dem Lagergehäuse 36 in thermischer Isolation zu halten. Der Teilkäfig 60 kann einen Anbringungsabschnitt 54 enthalten, der hier als zwei halbkreisförmige Strukturen 64 dargestellt ist, um den Teilkäfig an dem Lagergehäuse 36 zu befestigen. Rippen 58 können in Umfangsrichtung in Abstand um die halbkreisförmigen Strukturen zur Unterstützung der Ösen 62 angeordnet sein. Die Ösen 62 können im Wesentlichen die Kühlstopfbuchse 48 von dem Lagergehäuse 36 in thermischer Isolation entlang der Drehachse 27 halten. Der Teilkäfig 60 kann die Wärmeübertragung zu der Kühlstopfbuchse 48 verringern, da die Ösen 62 die Kühlstopfbuchse 48 nicht vollständig einschliessen.

[0024] Fig. 7 ist eine Querschnittsansicht einer exemplarischen Kühlstopfbuchse 48. Die Kühlstopfbuchse 48 kann einen Innendurchtritt 66 definieren, durch den Kühlfluide hindurchtreten können. Die Kühlstopfbuchse 48 kann auch eine geeignete Anzahl von Spiralen 68 enthalten, um die Übertragung von Kühlfluiden zu dem Rotorabschnitt 22 zu ermöglichen. Die Spiralen können mit einer beliebigen Anzahl von (nicht dargestellten) Kühlfluideinlassrohren in Fluidver-bindung stehen, um Kühlfluide an den Rotor zu liefern. Die Kühlstopfbuchse 48 kann eine ringförmige Vertiefung oder einen Kanal 70 auf der Aussenoberflache 72 enthalten, die so bemessen und geformt ist, dass sie die Befestigungs-struktur, z.B. die Befestigungsstruktur 46 aufnimmt.

Ein Rohrflansch 74 stellt einen Anbringungspunkt für eine Quelle, z.B. ein Rohr bereit, das Rotorkühlfluidanschlüsse zu der Stopfbuchse 48 enthält, sodass das Kühlfluid in den Rotor über den Pfad 80 eintreten kann. Die Kühlstopfbuchse kann Dichtungen 76 und 78 zum Abdichten der Stopfdichtung an der Welle 22 enthalten. Überschüssige oder ausgetretene Fluide können in einem Hohlraum 68 aufgefangen werden. Zusätzlich kann die Kühlstopfbuchse 48 eine oder mehrere davon enthalten, um zusätzliche Kühlkreisläufe zu dem Rotor bereitzustellen.

[0025] Diese Beschreibung verwendet Beispiele, um die Erfindung einschliesslich der besten Ausführungsart offenzulegen, und um auch jedem Fachmann auf diesem Gebiet zu ermöglichen, die Erfindung auszuführen und zu nutzen. Der patentierbare Schutzumfang der Erfindung ist durch die Ansprüche definiert und kann weitere Beispiele umfassen, die für den Fachmann auf diesem Gebiet ersichtlich sind. Derartige weitere Beispiele sollen in dem Schutzumfang der Erfindung enthalten sein, sofern sie strukturelle Elemente besitzen, die sich nicht von dem Wortlaut der Ansprüche unterscheiden, oder wenn sie äquivalente strukturelle Elemente mit unwesentlichen Änderungen gegenüber dem Wortlaut der Ansprüche enthalten.

[0026] In einer Ausführungsform kann eine Turbine 22 ein Lagergehäuse 36 für einen Rotor mit einem Durchtritt 49 entlang einer Drehachse 27 der Rotorwelle 26 enthalten. Eine Kühlstopfbuchse 48, die dafür eingerichtet ist, Kühlfluid zu dem Durchtritt 49 zu übertragen, kann an dem Lagergehäuse 36 mit einer Befestigungsstruktur 46 befestigt sein, die dafür eingerichtet ist, die Kühlstopfbuchse 48 im Wesentlichen in einer Linie zu dem Durchtritt 49 des Rotors zu befestigen.

Bezugszeichenliste

[0027]
<tb>10<sep>System

<tb>12<sep>Gasturbinentriebwerk

<tb>16<sep>Lufteinlassabschnitt

<tb>18<sep>Verdichter

<tb>20<sep>Brennerabschnitt

<tb>22<sep>Turbinentriebwerk

<tb>24<sep>Abgasabschnitt

<tb>26<sep>Welle

<tb>27<sep>Drehachse

<tb>28<sep>Brennergehäuse

<tb>30<sep>Brenner

<tb>36<sep>Lagergehäuse

<tb>37<sep>Stützen

<tb>38<sep>Stützen/äusseres Abgasgehäuse

<tb>39<sep>Stützstreben

<tb>40<sep>Innengehäusetrommel

<tb>42<sep>Hohlräum

<tb>44<sep>Kühlstopfbuchsen-Baugruppe

<tb>46<sep>Befestigungsstruktur

<tb>47<sep>Kühlfluidzuführung

<tb>48<sep>Kühlstopfbuchse

<tb>49<sep>Durchtritt

<tb>50<sep>Ringraum

<tb>52<sep>Rippen

<tb>53<sep>Ausschnitträume

<tb>54<sep>Anbringungsabschnitt

<tb>55<sep>Stellkeil

<tb>56<sep>Di stanzstücke

<tb>57<sep>Umfang

<tb>58<sep>Stellösen/Rippen

<tb>59<sep>Statorstütze

<tb>60<sep>Teilkäfig

<tb>62<sep>Ösen

<tb>64<sep>halbkreisförmige Strukturen

<tb>66<sep>innerer Durchtritt

<tb>68<sep>Spiralen/Hohlraum

<tb>70<sep>ringförmige Vertiefung oder Kanal

<tb>72<sep>Aussenoberfläche

<tb>74<sep>Rohrflansch

<tb>76<sep>Dichtungen

<tb>78<sep>Dichtungen

<tb>80<sep>Pfad

Claims

1. Turbinentriebwerk (12), aufweisend:

ein Lagergehäuse (36) mit einem Durchtritt (49) entlang einer Drehachse (27) einer Welle (26);

eine Kühlstopfbuchse (48), die dafür eingerichtet ist, Kühlfluid zu dem Durchtritt (49) zu übertragen; und

eine Befestigungsstruktur (46), die dafür eingerichtet ist, die der Kühlstopfbuchse (48) im Wesentlichen in einer Linie zu dem Durchtritt (49) zu befestigen.

2. Turbinentriebwerk (12) nach Anspruch 1, wobei die Befestigungsstruktur (46) die Kühlstopfbuchse (48) direkt mit dem Rotorlagergehäuse (36) verbindet.

3. Turbinentriebwerk (12) nach Anspruch 1, das eine oder mehrere Distanzstücke (54) oder Führungen zwischen dem Lagergehäuse (36) und der Befestigungsstruktur (46) aufweist, die dafür eingerichtet sind, die Kühlstopfbuchse (48) zu dem Durchtritt (49) auszurichten.

4. Turbinentriebwerk (12) nach Anspruch 1, das eine oder mehrere Nuten (54) aufweist, die dafür eingerichtet sind, das Lagergehäuse (36) auszurichten.

5. Turbinentriebwerk (12) nach Anspruch 1, wobei die Kühlstopfbuchse (48) in Abstand von dem Rotorlagergehäuse (36) angeordnet ist.

6. Turbinentriebwerk (12) nach Anspruch 1, wobei die Befestigungsstruktur (46) und die Kühlstopfbuchse (48) voneinander trennbar sind.

7. Turbinentriebwerk (12) nach Anspruch 1, wobei die Befestigungsstruktur (46) und die Kühlstopfbuchse (48) zu einem Teil zusammengefasst sind.

8. Turbinentriebwerk (12) nach Anspruch 1, das einen Verdichter (18), einen Brenner (30), eine Turbine (22) oder eine Kombination davon aufweist, die mit dem Lagergehäuse (36) und/oder der Kühlstopfbuchse (48) verbunden sind.

9. System, aufweisend:

ein Lagergehäuse (36) für einen Rotor mit einem Durchtritt (49) entlang einer Drehachse (27) einer Welle (26); und

eine Kühlstopfbuchse (48), die dafür eingerichtet ist, Kühlfluid zu dem Durchtritt (49) zu übertragen, wobei die Kühlstopfbuchse (48) mit dem Lagergehäuse (36) verbunden ist, und wobei die Kühlstopfbuchse (48) mechanisch in Abstand von dem Lagergehäuse (36) entlang der Drehachse (27) angeordnet ist.

10. System nach Anspruch 9, wobei die Kühlstopfbuchse (48) mit dem Rotorlagergehäuse (36) im Wesentlichen in einer Linie mit dem Durchtritt (49) verbunden ist.