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HINTERGRUND ZU DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft allgemein Gasturbinentriebwerke und insbesondere
Lageranordnungen, die in Verbindung mit Turbinentriebwerken verwendet
werden.
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Zumindest
einige bekannte Triebwerke enthalten eine Vielzahl von Lageranordnungen.
Einige bekannte Lageranordnungen werden mit Öl geschmiert, wobei das Öl den Lageranordnungen über Schmiermittelleitungen
zugeführt
wird. Die Schmiermittelleitungen verlaufen im Allgemeinen durch
das gesamte Triebwerk und reduzieren den verfügbaren Raum in dem Triebwerk.
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Darüber hinaus
werden zumindest einige bekannte Triebwerke für gewisse Zeit vor ihrer Verwendung gelagert.
Die ölgeschmierten
Lageranordnungen in den Triebwerken erfordern möglicherweise, nachdem sie auf
Lager gelegt sind eine Wartung, um die Schmierung der Lageranordnungen
aufrecht zu erhalten.
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KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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In
einem Aspekt ist ein Verfahren zum Zusammenbau eines Gasturbinentriebwerks
geschaffen. Das Gasturbinentriebwerk enthält eine Verdichteranordnung
mit zumindest einem Verdichterlaufrad und wenigstens einem Verdichterleitrad.
Zu dem Verfahren gehört
der Schritt, eine Lageranordnung mit einem Paar Lamellendrucklagern
und einem Paar Federeinrichtungen in einem Abschnitt der Verdichteranordnung
zu verbinden, um die Lagerung des Verdichterlaufrads zu verbessern.
Das Verfahren beinhaltet ferner den Schritt, das Paar Lamellendrucklager
so mit einem Abschnitt des Leitapparats zu verbinden, dass ein erstes
Drucklager stromaufwärts
des Leitapparats angebracht ist, und ein zweites Drucklager stromabwärts des
Leitapparats angebracht ist. Das Verfahren beinhaltet ferner den
Schritt, das Paar Federeinrichtungen im Wesentlichen koaxial mit
dem Paar Lamellendrucklagern zu verbinden, so dass sich die erste
Federeinrichtung stromaufwärts
des ersten Drucklagers befindet, und sich die zweite Federeinrichtung
abstromseitig des zweiten Drucklagers befindet, um eine Lastübertragung
zwischen dem ersten und zweiten Drucklager während des Triebwerksbetriebs
zu fördern.
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In
einem weiteren Aspekt ist eine Gasturbinentriebwerksanordnung geschaffen.
Das Gasturbinentriebwerk enthält
ein Verdichterlaufrad, einen stromaufwärts des Verdichterlaufrads
angebrachten Verdichterleitapparat, eine Lageranordnung und eine
zweite Lageranordnung. Die Lageranordnung ist zwischen dem Verdichterlaufrad
und dem Verdichterleitapparat angebracht, um das Verdichterlaufrad
zu tragen. Die Lageranordnung enthält ein Paar Lamellendrucklager,
die mit einem Abschnitt des Verdichterleitapparats verbunden sind,
und ein Paar Federeinrichtungen, die im Wesentlichen koaxial mit
dem Paar Lamellendrucklagern verbunden sind. Die zweite Lageranordnung
ist stromabwärts
der Lageranordnung angebracht, und die zweite Lageranordnung enthält ein Radiallamellenlager.
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In
noch einem Aspekt ist eine Laufradanordnung für ein Gasturbinentriebwerk
geschaffen. Die Laufradanordnung enthält ein Verdichterlaufrad, einen
stromaufwärts
des Verdichterlaufrads angebrachten Verdichterleitapparat und eine
Lageranordnung, die im Wesentlichen zwischen dem Verdichterlaufrad
und dem Verdichterleitapparat angebracht ist. Die Lageranordnung
ist dazu eingerichtet, das Verdichterlaufrad zu lagern. Die Lageranordnung
enthält
ein Paar Lamellendrucklager, die mit einem Abschnitt des Verdichterleitapparats
verbunden sind, und ein Paar Federeinrichtungen, die im Wesentlichen
koaxial mit dem Paar Lamellendrucklagern verbunden sind.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
eine Schnittansicht eines exemplarischen Gasturbinenkerntriebwerks;
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2 zeigt
in einer vergrößerten Schnittansicht
einen Abschnitt des in 1 dargestellten exemplarischen
Gasturbinenkerntriebwerks;
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3 zeigt
in einer vergrößerten perspektivischen
Ansicht eine Luftleitanordnung, die in Verbindung mit dem in 2 dargestellten
Gasturbinenkerntriebwerk verwendet wird;
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4 zeigt
in einer vergrößerten Schnittansicht
einen Abschnitt des Gasturbinenkerntriebwerks, das eine Abwandlung
einer in 1 dargestellten Luftleitanordnung
enthält;
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5 zeigt
eine vergrößerte perspektivische
Ansicht der in 4 dargestellten Luftleitanordnung;
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6 zeigt
in einer vergrößerten Schnittansicht
eine Lageranordnung, die in Verbindung mit dem in 1 dargestellten
Gasturbinenkerntriebwerk verwendet wird;
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7 zeigt
eine vergrößerte perspektivische
Ansicht eines Abschnitts der in 6 dargestellten
Lageranordnung;
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8 zeigt
in einer vergrößerten Schnittansicht
einen Abschnitt der in 6 dargestellten Drucklageranordnung;
und
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9 zeigt
in einer vergrößerten Draufsicht
einen Abschnitt der in 6 dargestellten Radiallageranordnung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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1 veranschaulicht
schematisch ein Gasturbinenkerntriebwerk 10. Das Gasturbinenkerntriebwerk 10 enthält einen
Hochdruckverdichter 14, eine Brennkammer 16, eine
Hochdruckturbine 18 und eine zwischen dem Hochdruckverdichter 14 und
der Hochdruckturbine 18 angeschlossene Welle 20.
Der Verdichter 14 enthält
ein erstes Verdichterlaufrad 22 und ein abstromseitig des
ersten Verdichterlaufrads 22 angeordnetes benachbartes
zweites Verdichterlaufrad 24. In dem hier verwendeten Sinne
können
das erste und zweite Verdichterlaufrad 22 und 24 zwei
beliebige benachbarte Laufradabschnitte in dem Verdichter 14 sein.
Jedes Laufrad 22 und 24 enthält eine Laufradscheibe. Zwischen
den Scheiben des ersten und zweiten Verdichterlaufrads 22 und 24 ist
ein Spalt 25 definiert. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
beträgt
die Breite des Spalts 25 etwa 0,8 Zoll.
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Während des
Betriebs des Triebwerks 10 tritt ein Luftstrom 50 in
das Triebwerk 10 ein und wird durch den Verdichter 14 kanalisiert.
Der Luftstrom 50 wird durch das erste Verdichterlaufrad 22 hindurch
kanalisiert. Ein erster Teil 52 des Luftstroms 50 wird
durch das zweite Verdichterlaufrad 24 hindurch stromabwärts geleitet, wobei
er mit Brennstoff vermischt und gezündet wird, um Verbrennungsgase
zu erzeugen, die schließlich durch
den Schubdüsenauslass 54 hindurch
stromabwärts
ausgestoßen
werden. Ein zweiter Teil 56 des Luftstroms 50 wird,
wie weiter unten im Einzelnen beschrieben, durch den Spalt 25 und
in eine Luftleitanordnung kanalisiert.
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Darüber hinaus
enthält
das Gasturbinenkerntriebwerk 10 in dem Ausführungsbeispiel
ferner eine rückwärtiges Gehäuse 26 und
einen Zentralgrundkörper 28.
Das rückwärtige Gehäuse 26 erstreckt
sich um den Umfang eines Abschnitts des Gasturbinenkerntriebwerks 10 herum
und erstreckt sich abstromseitig von der Hochdruckturbine 18.
Der Zentralgrundkörper 28 erstreckt
sich um den Umfang eines inneren Luftkanals 30 und erstreckt
sich abstromseitig von der Turbine 18. Der Zentralgrundkörper 28 ist
von dem rückwärtigen Gehäuse 26 radial
nach innen und von dem Kanal 30 radial nach außen beabstandet.
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Das
Gasturbinenkerntriebwerk 10 weist ferner den Kanal 30 auf.
Der Kanal 30 ist so in der Welle 20 ausgebildet,
dass er im Wesentlichen konzentrisch ausgerichtet in der Welle 20 verläuft. Der
Kanal 30 erstreckt sich abstromseitig von dem ersten Verdichterlaufrad 22 zu
einem an einem hinteren Ende 33 des Triebwerks 10 definierten
Auslass 32. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel ist der Kanal 30 mit
einem im Wesentlichen konstanten Durchmesser 34 definiert.
Beispielsweise beträgt
der Durchmesser 34 in einem Ausführungsbeispiel etwa fünf Zoll.
In einer Abwandlung kann der Durchmesser 34 eine beliebige
für das
Triebwerk 10 geeignete Abmessung aufweisen. In dem exemplarischen
Ausführungsbeispiel
enthält
die Hochdruckturbine 18 eine Hochdruckturbinenscheibe 36,
und die Scheibe 36 ist mit einem Innendurchmesser 38 bemessen, der
größer ist
als der Kanaldurchmesser 34.
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In
dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
enthält
das Gasturbinenkerntriebwerk 10 eine abstromseitig der
Hochdruckturbine 18 drehbar angebrachte Steuerventilvorrichtung 40.
In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
enthält
die Ventilvorrichtung 40 ferner ein Stellglied 42 und
einen sich zwischen dem Stellglied 42 und einem Ventilkörper 46 erstreckenden
Schaft 44. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel ist der Ventilkörper 46 eine
Drosselklappe 41. In einem abgewandelten Ausführungsbeispiel
ist der Ventilkörper 46 ein
Kugelventil. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel ist das Stellglied 42 an
einer radial äußeren Fläche 43 des
rückwärtigen Gehäuses 26 angebracht
und wird hydraulisch betrieben. In einem abgewandelten Ausführungsbeispiel
wird das Stellglied 42 durch ein beliebiges sonstiges Mittel
betätigt,
das es der Steuerventilvorrichtung 40 erlaubt, die hier
beschriebene Funktion, beispielsweise, jedoch ohne darauf beschränken zu
wollen, elektrisch oder pneumatisch betätigt, zu erfüllen. In
dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
wird das Stellglied 42 automatisch betätigt. In einem abgewandelten
Ausführungsbeispiel
wird das Stellglied 42 manuell betätigt. In dem exemplarischen
Aus führungsbeispiel
ist der Ventilkörper 46 an
dem Schaft 44 so angebracht, dass ein Drehen des Schafts 44 die
Bewegung des Ventilkörpers 46 steuert.
Der Schaft 44 erstreckt sich durch das rückwärtige Gehäuse 26,
den Zentralgrundkörper 28 und
den Kanal 30 hindurch. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
ist der Körper 46 drehbar
in dem Kanal 30 angebracht, um die Strömung eines Luftstroms durch
den Kanal 30 selektiv zu steuern. In dem exemplarischen
Ausführungsbeispiel
ist der Körper 46 mit
einem Durchmesser 39 bemessen, der geringfügig kleiner
ist als der Durchmesser 34 des Kanals 30. Insbesondere
ist der Betrieb der Steuerventilvorrichtung 40 in dem Ausführungsbeispiel
mit dem Betrieb der Luftleitanordnung 100 elektrisch gekoppelt.
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2 zeigt
in einer vergrößerten Schnittansicht
einen Abschnitt des Gasturbinenkerntriebwerks 10, das die
Luftleitanordnung 100 umfasst. 3 zeigt
eine vergrößerte perspektivische
Ansicht der Luftleitanordnung 100. In dem exemplarischen
Ausführungsbeispiel
ist die Luftleitanordnung 100 zwischen den Verdichterlaufrädern 22 und 24 angeordnet,
um einen von dem Laufrad 22 ausgestoßenen Luftstrom radial nach
innen durch den inneren Luftkanal 30 hindurch zu lenken.
Insbesondere ist die Anordnung 100 in dem Ausführungsbeispiel
so in dem Spalt 25 positioniert, dass eine stromabwärtige Seite 47 des
Laufrads 22 mit der Anordnung 100 verbunden ist,
und eine stromaufwärts
gelegene Seite 49 des Laufrads 24 mit der Anordnung 100 verbunden
ist.
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In
dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
basiert die Luftleitanordnung 100 auf einem Paar Kreisringen 102 und 104 und
einem sich dazwischen erstreckenden Körper 106. In dem exemplarischen
Ausführungsbeispiel
sind die Ringe 102 und 104 mit dem ersten Verdichterlaufrad 22 bzw.
dem benachbarten zweiten Verdichterlaufrad 24 verbunden.
Der Ring 102 weist eine stromaufwärts gelegene Fläche 107 und
eine stromabwärtige
Fläche 108 auf,
und in ähnlicher
Weise weist der Ring 104 eine stromaufwärts gelegene Fläche 110 und
eine stromabwärtige
Fläche 112 auf.
In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
ist der Ring 102 an dem ersten Verdichterlaufrad 22 so
angebracht, dass die stromaufwärts
gelegene Fläche 107 gegen
das erste Verdichterlaufrad 22 angebracht ist. In dem exemplarischen
Ausführungsbeispiel
ist der Ring 104 an einem Abschnitt des zweiten Verdichterlaufrads 24 so
angebracht, dass die stromabwärtige
Fläche 112 gegen
das zweite Verdichterlaufrad 24 angebracht ist. In dem
exemplarischen Ausführungsbeispiel
definieren die stromabwärtige
Fläche 108 und
die stromaufwärts
gelegene Fläche 110 einen
Strömungspfad,
so dass Luft durch die Luftleitanordnung 100 strömen kann.
Die Ringe 102 und 104 sind jeweils mit einer Anzahl
von durch sie hindurch führenden Öffnungen 113 ausgebildet.
Insbesondere erstrecken sich die Öffnungen 113 von den
stromaufwärts
gelegenen Flächen 107 und 110 aus
zu den entsprechenden stromabwärtigen
Flächen 108 und 112. Jede Öffnung 113 ist
bemessen, um wenigstens eine hindurch führende Befestigungseinrichtung 114 aufzunehmen,
um die Montage der Ringe 102 und 104 an den Laufrädern 22 bzw. 24 mittels
mehrerer Schrauben oder Befestigungsmittel zu erleichtern. In dem
exemplarischen Ausführungsbeispiel
werden die Öffnungen 113 in
dem Ring 102 bei der Herstellung konzentrisch fluchtend
mit den Öffnungen 113 in
dem Ring 104 ausgerichtet.
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In
dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
sind die Ringe 102, 104 und der Körper 106 spanabhebend
geformt oder miteinander verschweißt, um die Luftleitanordnung 100 zu bilden.
In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
enthält
die Anordnung 100 mehrere Ringsegmente 130, die
miteinander verbunden sind, um einen 360°-Ring zu bilden. Ein Ringsegment 130 umfasst
einen einzelnen Körper 106,
einen Abschnitt 132 des Rings 102 und einen Abschnitt 134 des
Rings 104. Beispielsweise kann der 360°-Ring 36 aus Ringsegmenten 130 aufgebaut
sein, die jeweils einen Winkel von 10° aufweisen. In dem exemplarischen
Ausführungsbeispiel
sind die Ringe 102, 104 und der Körper 106 so
aneinander befestigt, so dass sich die Ringsegmente 130 unter
der Wirkung der Zentrifugalkraft nicht verdrehen.
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In
dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
ist der Körper 106 aerodynamisch
gestaltet. Insbesondere ist der Körper 106 in dem Ausführungsbeispiel
basierend auf einer Anzahl von strömungsflächenförmigen Elemente ausgebildet,
die sich zwischen den Ringen 102 und 104 erstrecken
und mit den Ringen 102 und 104 verbunden sind.
Weiter sind die strömungsflächenförmigen Elemente 106 in
dem Ausführungsbeispiel
in Umfangsrichtung beabstandet, um einen Kreisring 116 zu
bilden, wobei der Ring 116 sich zwischen den Ringen 102 und 104 erstreckt.
In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
sind die Ringe 102 und 104 mit dem Ring 116 einstückig ausgebildet.
In einem abgewandelten Ausführungsbeispiel
sind die Ringe 102 und 104 mit dem Ring 116 verbunden,
und/oder die strömungsflächenförmigen Elemente 106 sind
mit dem Ring 116 verbunden.
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In
dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
sind sämtliche
Element des Körpers 106 im
Wesentlichen identisch und weisen jeweils eine Schaufelblattanströmkante 118 und
eine Schaufelblattabströmkante 120 auf.
Darüber
hinaus weist jeder Körper 106 eine
erste Seitenwand 122 und eine zweite Seitenwand 124 auf.
Die erste Seitenwand 122 ist konvex und definiert eine
Saugseite jedes Körpers 106,
und die zweite Seitenwand 124 ist konkav und definiert
eine Druckseite jedes Körpers 106.
Die Seitenwände 122 und 124 sind an
der Anströmkante 118 und
an der Abströmkante 120 jedes
Körpers 106 miteinander
verbunden. Die erste und zweite Seitenwand 122 und 124 erstrecken
sich in Spannweitenrichtung von dem stromaufwärts gelegenen Ring 102 zu
dem stromabwärtigen
Ring 104.
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Während des
Zusammenbaus des Gasturbinenkerntriebwerks 10 wird der
Hochdruckverdichter 14 mit der Welle 20 verbunden.
In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
ist die Luftleitanordnung 100 zwischen dem ersten und zweiten
Verdichterlaufrad 22 und 24 angebracht. Da die
Luftleitanordnung 100 an den Laufrädern 22 und 24 angebracht
ist, dreht sich die Luftleitanordnung 100 gemeinsam mit
den Verdichterlaufrädern 22 und 24.
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Unter
Bezugnahme auf 2 tritt der Luftstrom 50 während des
Betriebs in das Triebwerk ein 10 und wird durch das erste
Verdichterlaufrad 22 hindurch kanalisiert. Der erste Teil 52 des
Luftstroms 50 wird durch das zweite Verdichterlaufrad 24 hindurch
stromabwärts
geleitet, wobei er mit Brennstoff vermischt und gezündet wird,
um Verbrennungsgase zu erzeugen, die schließlich durch den Ausstoßdüsenauslass 54 hindurch stromabwärts ausgestoßen werden.
Der zweite Teil 56 des Luftstroms 50 wird durch
den Spalt 25 und in die Luftleitanordnung 100 kanalisiert.
Die Luftleitanordnung 100 leitet den Luftstrom 56 in
den Kanal 30. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
lenkt die Luftleitanordnung 100 den Luftstrom 56 über Flächen 108 und 110 der
Ringe 102 bzw. 104. Darüber hinaus wird der Luftstrom 56 an den
Seitenwänden 122 und 124 vorbei geleitet,
die den Luftstrom 56 in den Kanal 30 lenken. Während der
Luftstrom 56 durch den Kanal 30 strömt, kühlt er Komponenten
des Triebwerks 10. Der Luftstrom 56 ermöglicht es
dem Triebwerk 10, ohne Beeinträchtigung des Laufs und Wirkungsgrads
des Triebwerks 10 mit höheren
Betriebstemperaturen zu arbeiten. Der Betrieb des Triebwerks 10 mit
höheren
Betriebstemperaturen ermöglicht
es, das Triebwerk 10 mit reduzierten Triebwerksabmessungen
herzustellen, während
der Triebwerkswirkungsgrad beibehalten wird.
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Während des
Betriebs des Triebwerks 10 lässt sich die Ventilvorrichtung 40 zwischen
einer (in 1 gezeigten) ersten Betriebsstellung 48 und
einer (nicht gezeigten) zweiten Betriebsstellung verschieben. In
dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
wird das Stellglied 42 hydraulisch angetrieben und automatisch
betätigt, um
die Ventilvorrichtung 40 zwischen der ersten Betriebsstellung 48 und
der zweiten Betriebsstellung zu drehen. In der ersten Betriebsstellung 48 wird
der durch den Luftkanal 30 hindurch fließende Luftstrom 56 nicht durch
den Körper 46 der
Ventilvorrichtung 40 beschränkt, so dass der Luftstrom 56 (wie
in 1 gezeigt) durch den Auslass 32 ausgestoßen wird.
In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
ist die Ventilvorrichtung 40 in der ersten Betriebsstellung 48 positioniert,
während
das Triebwerk 10 unter Reiseflugbedingungen arbeitet und dem
Triebwerk 10 erhöhten
Schub verleiht.
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4 zeigt
in einer vergrößerten Schnittansicht
einen Abschnitt des Gasturbinenkerntriebwerks 10 mit einer
abgewandelten Luftleitanordnung 200. 5 zeigt
eine vergrößerte perspektivische
Ansicht der Luftleitanordnung 200. Die Luftleitanordnung 200 ist
zwischen dem ersten und zwei ten Verdichterlaufrad 22 und 24 angebracht,
um es zu ermöglichen,
den aus dem ersten Verdichterlaufrad 22 ausgestoßenen Luftstrom
radial nach innen durch den inneren Luftkanal 30 zu leiten.
Die Luftleitanordnung 200 ähnelt der Luftleitanordnung 100,
und als solche sind Komponenten in 4, die mit
Komponenten nach 2 identisch sind, in 4 mit denselben
Bezugszeichen wie in 2 bezeichnet.
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Die
Luftleitanordnung 200 ist zwischen dem ersten und zweiten
Verdichterlaufrad 22 und 24 angebracht. In dem
exemplarischen Ausführungsbeispiel
enthält
die Luftleitanordnung 200 Ringe 102 und 104 und weist
einen sich dazwischen erstreckenden Körper 206 auf. Der
Körper 206 ist
ringförmig
und zu den Ringe 102 und 104 im Wesentlichen rechtwinklig
ausgerichtet. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel sind die Ringe 102 und 104 mit
dem Körper 206 einstückig ausgebildet.
In einer Abwandlung sind die Ringe 102 und 104 mit
dem Körper 206 verbunden.
Insbesondere ist der Körper 206 in
dem Ausführungsbeispiel
mit einer Anzahl von durch ihn hindurch führenden Öffnungen 208 ausgebildet.
Die Öffnungen 208 sind
geeignet bemessen und ausgerichtet, um Luft durch die Luftleitanordnung 200 in
den inneren Luftkanal 30 zu lenken. In dem exemplarischen
Ausführungsbeispiel
sind die Öffnungen 208 kreisförmig ausgebildet.
In einem abgewandelten Ausführungsbeispiel
weisen die Öffnungen 208 eine
quadratische Form auf. In einem weiteren abgewandelten Ausführungsbeispiel
weisen die Öffnungen 208 eine
beliebige geeignete Gestalt auf, die das Kanalisieren von Luft 56 durch
die Luftleitanordnung 200 fördert.
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Während des
Zusammenbaus des Gasturbinenkerntriebwerks 10 wird der
Hochdruckverdichter 14 mit der Welle 20 verbunden.
In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
ist die Luftleitanordnung 200 zwischen dem ersten und zweiten
Verdichterlaufrad 22 und 24 angebracht, um es
zu ermöglichen,
von dem ersten Verdichterlaufrad 22 ausgestoßene Luft
nach innen durch den inneren Luftkanal 30 hindurch zu leiten.
Da die Luftleitanordnung 200 an den Laufrädern 22 und 24 angebracht
ist, dreht sich die Luftleitanordnung 200 gemeinsam mit
den Verdichterlaufrädern 22 und 24.
In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
ist die Luftleitanordnung 200 an dem ersten und zweiten
Verdichterlaufrad 22 und 24 mit mehreren Befestigungseinrichtungen 114,
beispielsweise Schrauben oder Verbindungselementen, angebracht.
Jede Öffnung 113 ist
bemessen, um wenigstens eine Befestigungseinrichtung 114 aufzunehmen.
In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
ist zwischen einer Öffnung 113 des
Rings 102 und einer konzentrisch fluchtend ausgerichteten Öffnung 113 des Rings 104 wenigstens
eine Büchse 220 angebracht.
In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
ist die Büchse 220 zwischen
die Ringe 102 und 104 geschweißt. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
erstreckt sich eine Befestigungseinrichtung 114 durch die Öffnung 113 des
Rings 102, durch die konzentrisch fluchtend ausgerichtete Öffnung 113 des
Rings 104 und durch die Büchse 220 hindurch,
wobei die Büchse 220 Biegespannungen
reduziert, die auf die Befestigungseinrichtung 114 einwirken
können.
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Unter
Bezugnahme auf 4 tritt der Luftstrom 50 während des
Betriebs in das Triebwerk 10 ein und wird durch das erste
Verdichterlaufrad 22 hindurch kanalisiert. Der erste Teil 52 des
Luftstroms 50 wird durch das zweite Verdichterlaufrad 24 hindurch
stromabwärts
geleitet, wobei er mit Brennstoff vermischt und gezündet wird,
um Verbrennungsgase zu erzeugen, die schließlich durch den Ausstoßdüsenauslass 54 hindurch stromabwärts ausgestoßen werden.
Der zweite Teil 56 des Luftstroms 50 wird durch
den Spalt 25 und in die Luftleitanordnung 200 hinein
kanalisiert. Die Luftleitanordnung 200 leitet den Luftstrom 56 in
den Kanal 30. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
lenkt die Luftleitanordnung 200 den Luftstrom 56 über Flächen 108 und 110 der
Ringe 102 bzw. 104. Darüber hinaus wird der Luftstrom 56 durch
die Öffnungen 208 hindurch
geleitet, die den Luftstrom 56 in den Kanal 30 lenken.
Während
der Luftstrom 56 durch den Kanal 30 strömt, kühlt er Komponenten
des Triebwerks 10. Der Luftstrom 56 ermöglicht es
dem Triebwerk 10, ohne Beeinträchtigung des Betriebs und Wirkungsgrads
des Triebwerks 10 mit höheren
Betriebstemperaturen zu arbeiten. Ein Betrieb des Triebwerks 10 bei
höheren
Betriebstemperaturen erlaubt es, das Triebwerk 10 mit reduzierten
Triebwerksabmessungen herzustellen, während der Triebwerkswirkungsgrad
beibehalten wird.
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Während des
Betriebs des Triebwerks 10 lässt sich die Ventilvorrichtung 40 zwischen
der (in 1 gezeigten) ersten Betriebsstellung 48 und
der (nicht gezeigten) zweiten Betriebsstellung verschieben. In dem exemplarischen
Ausführungsbeispiel
wird das Stellglied 42 hydraulisch angetrieben und automatisch
betrieben, um die Ventilvorrichtung 40 zwischen der ersten
Betriebsstellung 48 und der zweiten Betriebsstellung zu drehen.
In der ersten Betriebsstellung 48 wird der durch den Luftkanal 30 hindurch
fließende
Luftstrom 56 nicht durch den Körper 46 der Ventilvorrichtung 40 beschränkt, so
dass der Luftstrom 56 (wie in 1 gezeigt)
durch den Auslass 32 ausgestoßen wird. In dem exemplarischen
Ausführungsbeispiel
ist die Ventilvorrichtung 40 in der ersten Betriebsstellung 48 positioniert,
während
das Triebwerk 10 unter Reiseflugbedingungen arbeitet und dem
Triebwerk 10 erhöhten
Schub verleiht.
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6 zeigt
in einer vergrößerten Schnittansicht
einen Abschnitt des Gasturbinenkerntriebwerks 10 mit einer
Lageranordnung 300. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
enthält
das Triebwerk 10 ferner eine Lageranordnung 300,
die in einem Abschnitt des vorderen Endes des Triebwerks 10 positioniert
ist.
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In
dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
weist das Triebwerk 10 weiter ein Gehäuse 302 auf, das den
Verdichter 14 (wie in 1 gezeigt)
im Wesentlichen umgibt. Das Triebwerk 10 enthält ferner
eine Einlassleitschaufel 304 und ein vorderes Gehäuse 306,
das sich zwischen dem Gehäuse 302 und
einer mittigen Nabe 308 erstreckt. Die Einlassleitschaufel 304 ist
in einem Einlass des Triebwerks 10 positioniert und lenkt den
in das Triebwerk 10 eintretenden Luftstrom zu dem Verdichter 14.
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Das
vordere Gehäuse 306 und
die Nabe 308 tragen die Lageranordnung 300, die
wiederum den Verdichter 14 lagert, um diesem die Rotation
zu erlauben. Wie in 6 dargestellt, ist die Lageranordnung 300 in dem
Ausführungsbeispiel
im Wesentlichen zwischen einem Verdichterleitapparat 312 und
einem Verdichterlaufrad 314 verbunden. Das Laufrad 314 ist
abstromseitig des Verdichterleitapparats 312 angebracht.
Der Leitapparat 312 und das Laufrad 314 bilden
einen Schnitt 316 mit einem im Wesentlichen T-förmigen Querschnitt.
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Insbesondere
ist das Verdichterlaufrad 314 mit einer vorderen Welle 333 des
Verdichterlaufrads 22 einstückig ausgebildet, das wiederum
den Verdichter 14 drehend an treibt. Die Welle 333 weist
eine radial äußere Fläche 329 und
eine radial gegenüberliegende
innere Fläche 331 auf.
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Insbesondere
weist der Leitapparat 312 einen ersten Abschnitt 320 und
einen zweiten Abschnitt 322 auf, der von dem ersten Abschnitt 320 aus
radial innen verbunden ist. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
ist der erste Abschnitt 320 des Leitapparats 312 mit
einem Verbindungsmechanismus 318 an einem Abschnitt der
Nabe 308 angebracht, so dass der Leitapparat 312 ein
nicht rotierendes Element bildet. Der erste Abschnitt 320 ist
mit einer Befestigungseinrichtung 324 an dem zweiten Abschnitt 322 angebracht.
Der zweite Abschnitt 322 weist einen ersten Abschnitt 326 und
einen im Wesentlichen senkrechten zweiten Abschnitt 328 auf.
Der zweite Abschnitt 328 weist eine axial stromaufwärts gelegene
Fläche 330 und
eine gegenüberliegende
axial stromabwärtige
Fläche 332 auf.
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In
dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
ist die Lageranordnung 300 im Wesentlichen zwischen dem
Verdichterleitapparat 312 und dem Laufrad 314 angebracht
und erleichtert die Aufrechterhaltung einer Triebwerkstoleranz für die Vorderseite
des Triebwerks 10. Insbesondere enthält die Lageranordnung 300 ein Paar
axiale Lamellendrucklager mit einem ersten axialen Lamellendrucklager 334,
das benachbart der stromaufwärts
gelegenen Fläche 330 des
zweiten Abschnitts 328 angebracht ist, und einem zweiten
axialen Lamellendrucklager 336, das der stromabwärtige Fläche 332 des
zweiten Abschnitts 328 benachbart angebracht ist. Das Paar
axiale Lamellendrucklager steuert, wie weiter unten näher erläutert, Vorwärts- und
Rückwärtsschubkräfte. Die
Lageranordnung 300 enthält
ferner ein Paar Federeinrichtungen, die mit den Lagern 334 und 336 verbunden
sind. Das Paar Feder einrichtungen enthält eine erste Federeinrichtung 338,
die mit dem ersten Lager 334 verbunden ist, und eine zweite
Federeinrichtung 340, die mit dem zweiten Lager 336 verbunden
ist. Die Lageranordnung 300 weist ferner ein mit den Federeinrichtungen 338 und 340 verbundenes
Gehäuse
auf, um die Lageranordnung 300 zu umschließen. Das
Gehäuse
weist einen mit der Federeinrichtung 338 verbundenen ersten
Abschnitt 352 und einen mit der Federeinrichtung 340 verbundenen
zweiten Abschnitt 354 auf. Ein Verbindungsmechanismus 355,
beispielsweise eine Spannschlossmutter, verbindet das Gehäuse, die
Federeinrichtungen und die axialen Lamellendrucklager mit einem
Abschnitt des Laufrads 314. Die Lageranordnung 300 enthält ferner
ein radial außerhalb
des Laufrads 314 angebrachtes Radiallamellenlager 356.
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7 zeigt
eine vergrößerte perspektivische
Ansicht der axialen Lamellendrucklager 334 und 336. Insbesondere
enthält
das axiale Lamellendrucklager 334 eine Drucklaufscheibe 335 und
eine ringförmige
Federplatte 339. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
ist die Federplatte 339 ringförmig ausgebildet und weist
mehrere Federabschnitte 349, d. h. Lamellenabschnitte und
Aussparungen 347, auf. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
sind die Drucklaufscheibe 335 und die ringförmige Federplatte 339 mit
einem dazwischen definierten Abstand verbunden. In ähnlicher
Weise enthält
das axiale Lamellendrucklager 336 eine Drucklaufscheibe 337 und
eine ringförmige
Federplatte 343. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
ist die Federplatte 343 ringförmig ausgebildet und weist
mehrere Federabschnitte 349, d. h. Lamellenabschnitte und
Aussparungen 347, auf. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
sind die Drucklaufscheibe 337 und die ringförmige Federplatte 343 mit
einem dazwischen definierten Abstand miteinander verbunden.
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Insbesondere
ist die ringförmige
Federplatte 339, wie in 7 gezeigt,
an der stromaufwärts
gelegenen Fläche 330 des
zweiten Abschnitts 328 angebracht, und die Drucklaufscheibe 335 ist
stromaufwärts
an der ringförmigen
Federplatte 339 angebracht. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
ist die ringförmige Federplatte 343 an
der stromabwärtigen
Fläche 332 des
zweiten Abschnitts 328 angebracht, und die Drucklaufscheibe 337 ist
stromabwärtig
mit der ringförmigen
Federplatte 343 verbunden.
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8 zeigt
die Federeinrichtungen 338 und 340 und das Gehäuse in einer
vergrößerten Schnittansicht.
Insbesondere enthält
jede der Federeinrichtungen 338 und 340 ein Paar
ausgeschnittenen Federscheiben. Jede der Federeinrichtungen 338 und 340 enthält Federscheiben 342 und 344.
In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
sind die Zwischenscheiben Tellerfederscheiben. Insbesondere ist
jede Zwischenscheibe 342 und 344 geringfügig konisch
ausgebildet und weist eine erste Fläche 346 und eine gegenüberliegende zweite
Fläche 348 auf.
Die ersten Flächen 346 sind
nebeneinander in Reihe verbunden, um der Lageranordnung 300 eine
Vorspannung zu verleihen. Die zweite Fläche 348 der Zwischenscheibe 344 der
ersten Federeinrichtung 338 ist an de Drucklaufscheibe 337 des
Lagers 334 angebracht, und die zweite Fläche 348 der Zwischenscheibe 342 der
zweiten Federeinrichtung 340 ist an der Drucklaufscheibe 335 des
Lagers 344 angebracht. Die Verbindung der Zwischenscheiben 342 und 344 in
Reihe ähnelt
der Verbindung eines Paars Federn in Reihe, so dass sich eine geringere
Federkonstante mit größerer Auslenkung
ergibt. Darüber
hinaus verleiht die serielle Verbindung der Zwischenscheiben 342 und 344 der
Konstruktion Flexibilität,
so dass es möglich
ist, für
un terschiedliche Anwendungen spezielle Federkonstanten und Auslenkungskapazitäten einzurichten.
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Die
Lageranordnung 300 weist ferner ein mit den Federeinrichtungen 338 und 340 verbundenes
Gehäuse
auf, um die Lageranordnung 300 zu umschließen. Das
Gehäuse
weist einen mit der Federeinrichtung 338 verbundenen ersten
Abschnitt 352 und einen mit der Federeinrichtung 340 verbundenen
zweiten Abschnitt 354 auf. Ein Verbindungsmechanismus 355 verbindet
das Gehäuse,
die Federeinrichtungen und die koaxial einander benachbarten axialen
Lamellendrucklager, indem er sich durch diese hindurch erstreckt.
In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
ist der Verbindungsmechanismus 355 eine Bolzenschraube
oder eine Spannschlossmutter. Der Verbindungsmechanismus 355 verbindet
ferner das Gehäuse,
die Federeinrichtungen und die axialen Lamellendrucklager mit einem
Abschnitt der Welle 333 des Laufrads 314 unter
einer vorgegebenen Vorspannung, um auf die Lageranordnung 300 Druck
auszuüben.
Die Vorspannung wird so eingestellt, dass die Lageranordnung 300 unter
sämtlichen
Betriebsbedingungen einwandfrei arbeitet.
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Darüber hinaus
enthält
die Lageranordnung 300 ein Radiallamellenlager 356,
das zwischen einem Abschnitt des Leitapparats 312 und des
Laufrads 314 angebracht ist. Das Lager 356 weist
eine radial äußere Fläche 358 und
eine gegenüberliegende
radial innere Fläche 360 auf.
In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
ist die äußere Fläche 358 radial
außerhalb
und im Wesentlichen benachbart zu dem ersten Abschnitt 320 des
Leitapparats 312 angeordnet. Die innere Fläche 360 ist
mit einer Befestigungseinrichtung 362, z. B. einer Spannschlossmutter,
an einem Abschnitt der Welle 333 angebracht.
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Der
erste Abschnitt 352 des Gehäuses ist mit der Federeinrichtung 338 verbunden,
und der zweite Abschnitt 354 des Gehäuses ist mit der Federeinrichtung 340 verbunden.
Insbesondere sind der erste und zweite Abschnitt 352 und 354 mit
den zweiten Flächen 348 der
Zwischenscheiben 342 verbunden. Das Gehäuse umschließt die Lageranordnung 300,
und der Verbindungsmechanismus 355 verbindet das Gehäuse, die
Federeinrichtungen und die axialen Lamellendrucklager mit einem
Abschnitt des Laufrads 314. Der Verbindungsmechanismus 355 hält die Lageranordnung 300 unter
Druckbeaufschlagung.
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9 zeigt
eine vergrößerte Draufsicht
des Radiallamellenlagers 356. Das Lager 356 ist
mit einer Befestigungseinrichtung 362 an dem Laufrad 314 angebracht.
Insbesondere enthält
das Lamellenlager 356 in dem Ausführungsbeispiel einen paarweise
ausgelegten Lagerring 430 und wenigstens ein Lamellenelement 432.
Der paarige Lagerring 430 basiert auf einem Außenring 434 und
einem radial innerhalb des Außenrings 434 angeordneten
Innenring 436. Zwischen dem Innenring 436 und
dem Außenring 434 erstrecken
sich Lamellenelemente 432, die jeweils auf mehreren nachgiebigen
Metalllamellenelementen 432 basieren, die jeweils an dem
Außenring 434 befestigt
sind, um eine Rotation des Innenrings 436 gegenüber dem
Außenring 434 zu
erleichtern. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel fördert das
Lamellenlager 356 eine Verringerung der nachteiligen Wirkungen
von Betriebslasten auf das Laufrad 314, während es
außerdem
die Aufrechterhaltung von Toleranzabständen und der Dichtung zwischen
den Laufrädern
verbessert. Darüber
hinaus ermöglicht
der Einsatz von Lamellenlagern in dem Gasturbinentriebwerk 10 eine
Senkung der Herstellungskosten der Gas turbine, da die Lamellenlager
keine Schmierung benötigen,
keine DN-Drehzahlbegrenzung aufweisen, wobei D als Durchmesser des
Lagerinnenraums in Millimetern definiert ist, und N als die maximale
Drehzahl des Lagers in Umdrehungen pro Minute definiert ist, keine
Wartung verlangen und Einrichtungen sind, die selbsttätig hydrodynamisch "auf Luft schwimmen".
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Wie
in 1 dargestellt, enthält eine Lageranordnung 400 ein
Lager 402, das im Wesentlichen dem Lager 356 der
Lageranordnung 300 ähnelt.
Das Radiallamellenlager 402 ist mit einer Befestigungseinrichtung 442,
z. B. einer Spannschlossmutter, an einen Abschnitt der Hochdruckturbinenscheibe 36 angebracht.
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Die
Lageranordnungen 300 und 400 wirken in dem Triebwerk 10 zusammen,
so dass das Triebwerk in der Lage ist, mit minimalen Steuerungsanforderungen
zu arbeiten. Die Lageranordnungen 300 und 400 sind öllose Lageranordnungen,
die die Komplexität
und Kosten des Triebwerks 10 reduzieren. Die Eliminierung
des Bedarf von Öl
in den Lageranordnungen 300 und 400 ermöglicht,
das die Lebensdauer des Triebwerks 10 den Anforderungen
genügt,
indem eine sonst erforderlich Wartung zur Aufrechterhaltung der
Schmierung der Lageranordnungen 300 und 400 vermieden
wird. Darüber
hinaus kann durch die Eliminierung der Erfordernis von Öl in den
Lageranordnungen 300 und 400 auf Schmiermittelleitungen
verzichtet und der verfügbare
Raum in dem Kanal 30 gesteigert werden. Außerdem sind
die Lageranordnungen 300 und 400 nachgiebiger
und neigen daher nicht so rasch wie andere bekannte Lageranordnungen
dazu, Schäden
hervorzurufen.
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Während des
Zusammenbaus der Lageranordnung 300 wird das Laufrad 22,
zu dem das Laufrad 314 gehört, mit der Welle 20 verbunden,
und der erste Abschnitt 320 des Leitapparats 312 ist
einstückig
mit der Nabe 308 ausgebildet. Der Verbindungsmechanismus 355 verbindet
die Lageranordnung 300 mit dem Abschnitt 328 des
zweiten Abschnitts 322 des Leitapparats 312. Insbesondere
verbindet der Verbindungsmechanismus 355 die Lager 334 und 336 mit
dem zweiten Abschnitt 322 des Leitapparats 312,
die Federeinrichtungen 338 und 340 mit den Lagern 334 und 336,
und die Abschnitte 352 und 354 des Gehäuses mit
den Federeinrichtungen 338 bzw. 340. Der Verbindungsmechanismus 355 verbindet
die Lageranordnung 300 unter einer vorgegebenen Vorspannung,
um Druck auf die Lageranordnung 300 auszuüben. Die
Vorspannung wird so eingestellt, dass die Lageranordnung 300 unter
sämtlichen
Betriebsbedingungen einwandfrei arbeitet. Nachdem ein Abschnitt
der Lageranordnung 300 und der zweite Abschnitt 322 des
Leitapparats 312 miteinander verbunden sind, wird der zweite
Abschnitt 322 des Leitapparats 312 mittels des
Mechanismus 324 an dem ersten Abschnitt 320 des
Leitapparats 312 angebracht.
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Weiter
wird das Lamellenlager 356 anschließend mittels der Befestigungseinrichtung 362 radial
außerhalb
eines Abschnitts der Welle 333 des Laufrads 314 angebracht,
wobei die Fläche 358 des
Lamellenlagers 356 im Wesentlichen benachbart zu dem Abschnitt 320 des
Leitapparats 312 positioniert ist.
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Während des
Zusammenbaus der Lageranordnung 400 wird das Radiallamellenlager 402 mit
einer Befestigungseinrichtung 442, z. B. einer Spannschlossmutter,
an einem Abschnitt der Hochdruckturbinenscheibe 36 angebracht.
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Im
Betrieb arbeitet das Triebwerk 10 ohne Öl zur Schmierung der Lageranordnungen 300 und 400.
Die axialen Lamellendrucklager 334 und 336 nehmen
durch das Triebwerk 10 hindurch ausgebreiteten Druck auf. Im
Besonderen ist der zwischen den Elementen jedes der Lager 334 und 336 gebildete
Abstand während
des Betriebs mit einem Fluid, z. B. Luft, gefüllt. Während die Drucklaufscheibe 335 gegenüber der
Federplatte 339 mit hoher Geschwindigkeit rotiert, wird
durch jedes der Lager 334 und 336 Fluiddruck erzeugt,
der einen Fluidfilm bildet. In ähnlicher
Weise wird, während
die Drucklaufscheibe 337 gegenüber der Federplatte 343 mit hoher
Geschwindigkeit rotiert, durch jedes der Lager 334 und 336 ein
Fluiddruck erzeugt, der einen Fluidfilm bildet. Die Belastungskapazität der Lamellendrucklager 334 und 336 hängt von
der Konformität
der Lager mit dem hydrodynamischen Druck ab, der durch den zwischen
den Drucklaufscheibe 335 bzw. 337 erzeugten Fluidfilm
ausgeübt
wird. Die Federplatten 339 und 343 ermöglichen
eine Verbesserung der hydrodynamischen Eigenschaften der Lager 334 und 336.
Die Lager 334 und 336 arbeiten am besten bei einer
stetigen, kontrollierten Belastung. Die Federeinrichtungen 338 und 340 rotieren
im Wesentlichen simultan mit den Lagern 334 und 336,
wobei sie eine konstante Schubkraft über die Lager 334 und 336 hinweg
erzeugen, was die hydrodynamischen Eigenschaften der Lageranordnung 300 zusätzlich verbessert.
Die Federeinrichtungen 338 und 340 und die Lager 334 und 336 gleichen
Veränderungen
während
des Betriebs aus, indem sie (wie in 6 gezeigt)
eine Abfederung und/oder Dämpfung
sowohl in der Vorwärts-
als auch in der Rückwärtsrichtung 350 und 351 ermöglichen.
Insbesondere ist während
unterschiedlicher Betriebsbedingungen im Falle der Erzeugung eines
Vorwärtsschubs
das Lager 336 von vorne belastet, und die Last des Lagers 334 reduziert.
Beispielsweise ist das Lager 336 während eines vollen Schubs von
vorne belastet. In ähnlicher
Weise wird im Falle der Erzeugung eines Rückwärtsschubs das Lager 334 belastet
und das Lager 336 entlastet. Darüber hinaus sind die Federeinrichtungen 338 und 340 gemeinsam
mit den Lagern 334 und 336 in hohem Maße beständig gegen erhebliche
G-Lasten, die während
des anfänglichen
Hochfahrens des Triebwerks entstehen. Die verbesserten hydrodynamischen
Eigenschaften ermöglichen
eine Verbesserung des Betriebs unter extremen Lastbedingungen.
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Darüber hinaus
nimmt das Lamellenlager 356 der Lageranordnung 300 während des
Betriebs des Triebwerks 10 die bei der Rotation des Laufrads 22 erzeugte
Radialkraft auf, so dass das Laufrad 314, und damit der
Verdichter 14, eine verhältnismäßig konstante radiale Position
gegenüber
dem Leitapparat 312 beibehalten. Insbesondere wird, während das
Laufrad 314 und der Verdichter 14 im Betrieb radial
nach außen gedrückt werden,
jede radiale Bewegung des Laufrads 314 auf den Leitapparat 312 übertragen,
so dass das Laufrad 314 und der Verdichter 14 gegenüber dem
Leitapparat 312 in einer verhältnismäßig konstanten radialen Position
gehalten werden.
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Während des
Betriebs des Triebwerks 10 arbeiten die Lamellenlageranordnung 400 und
das Lager 402 im Wesentlichen ähnlich wie das Lager 356,
so dass die Lageranordnung 400 die während der Rotation der Turbine 18 erzeugte
Radialkraft aufnimmt. Die Lageranordnungen 300 und 400 dienen
dazu, die Einhaltung der Triebwerkstoleranz für das vordere bzw. hintere
Ende des Triebwerks 10 zu erleichtern.
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Das
im Vorliegenden beschriebene Verfahren zum Zusammenbau des Triebwerks 10 beinhaltet
in einem Ausführungsbeispiel
den Schritt, eine Lageranordnung, die ein Paar Lamellendrucklager
und ein Paar Federeinrichtungen enthält, in einem Abschnitt der
Verdichteranordnung anzubringen, um die Lagerung des Verdichterlaufrads
zu verbessern. Das Verfahren beinhaltet ferner den Schritt, das
Paar Lamellendrucklager an einem Abschnitt des Leitapparats so anzubringen,
dass ein erstes Drucklager stromaufwärts des Leitapparats angebracht
ist, und ein zweites Drucklager stromabwärts des Leitapparats angebracht
ist. Das Verfahren beinhaltet ferner den Schritt, das Paar Federeinrichtungen
im Wesentlichen koaxial zu dem Paar Lamellendrucklagern anzubringen,
so dass sich die erste Federeinrichtung stromaufwärts des
ersten Drucklagers befindet, und die zweite Federeinrichtung sich
abstromseitig des zweiten Drucklagers befindet, um eine Lastübertragung
zwischen dem ersten und zweiten Drucklager während des Triebwerksbetriebs
zu verbessern.
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Die
oben beschriebenen Lageranordnungen erlauben es, den Raum in dem
Kanal des Triebwerks zu vergrößern, während der
Triebwerkswirkungsgrad erhalten bleibt. Die oben beschriebenen Lageranordnungen sind
außerdem
weniger empfindlich gegenüber
Beschädigungen
und Lasten als sonstige bekannte Lageranordnungen. Darüber hinaus
genügen
die im Vorliegenden beschriebenen Lageranordnungen den Anforderungen
an die Lebensdauer des Triebwerks. Die Lageranordnungen ermöglichen
ferner eine Reduzierung der Kosten und der Komplexität des Zusammenbau
des Triebwerks.
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Im
Vorausgehenden sind Ausführungsbeispiele
der Lageranordnungen im Einzelnen beschrieben. Keine der Lageran ordnungen
ist auf den Einsatz in Zusammenhang mit den hier beschriebenen speziellen Ausführungsbeispielen
beschränkt;
vielmehr kann jede Lageranordnung unabhängig und getrennt von sonstigen
der hier beschriebenen Komponenten verwendet werden. Weiter ist
die Erfindung nicht auf die Ausführungsbeispiele
der oben im Einzelnen beschriebenen Lageranordnungen beschränkt. Vielmehr
können
auch andere Abwandlungen der Lageranordnungen innerhalb des Schutzbereichs
der Ansprüche
genutzt werden.
-
Während die
Erfindung anhand vielfältiger
spezieller Ausführungsbeispiele
beschrieben wurde, wird der Fachmann erkennen, dass es möglich ist,
die Erfindung mit Abwandlungen zu verwirklichen, ohne von dem Schutzbereich
der Ansprüche
abzuweichen.
-
Geschaffen
ist eine Gasturbinentriebwerksanordnung. Die Gasturbinenanordnung
enthält
ein Verdichterlaufrad
314, einen stromaufwärts des
Verdichterlaufrads angebrachten Verdichterleitapparat
312 und
eine zwischen dem Verdichterlaufrad und dem Verdichterleitapparat
angebrachte Lageranordnung
300, die dazu dient, das Verdichterlaufrad
zu tragen. Die Lageranordnung enthält ein Paar Lamellendrucklager
334,
336,
die mit einem Abschnitt des Verdichterleitapparats verbunden sind,
und ein Paar Federeinrichtungen
338,
340, die im
Wesentlichen koaxial zu dem Paar Lamellendrucklagern angebracht
sind, und eine stromabwärts
der Lageranordnung angebrachte zweite Lageranordnung
400,
wobei die zweite Lageranordnung ein Radiallamellenlager
356 enthält. LAGERANORDNUNG UND VERFAHREN ZUM ZUSAMMENBAU
DERSELBEN ELEMENTLISTE
| 10 | Gasturbinenkerntriebwerk |
| 14 | Hochdruckverdichter |
| 16 | Brennkammer |
| 18 | Hochdruckturbine |
| 20 | Welle |
| 22 | Erstes
Verdichterlaufrad |
| 24 | Zweites
Verdichterlaufrad |
| 25 | Spalt |
| 26 | Rückwärtiges Gehäuse |
| 28 | Zentralgrundkörper |
| 30 | Kanal |
| 32 | Auslass |
| 33 | Hinteres
Ende |
| 34 | Durchmesser |
| 36 | Hochdruckturbinenscheibe |
| 38 | Innendurchmesser |
| 39 | Durchmesser |
| 40 | Ventilvorrichtung |
| 41 | Drosselventil |
| 42 | Stellglied |
| 43 | Radial
außen
angeordnete Fläche |
| 44 | Schaft |
| 46 | Ventilkörper |
| 47 | Stromabwärtige Seite |
| 48 | Erste
Betriebsstellung |
| 49 | Stromaufwärts angeordnete
Seite |
| 50 | Luftstrom |
| 52 | Erster
Abschnitt |
| 54 | Ausstoßdüsenauslass |
| 56 | Zweiter
Abschnitt |
| 100 | Luftleitanordnung |
| 102 | Ringe |
| 104 | Ringe |
| 106 | Einzelner
Körper |
| 107 | Stromaufwärts gelegene
Fläche |
| 108 | Stromabwärts gelegene
Fläche |
| 110 | Stromaufwärts gelegene
Fläche |
| 112 | Stromabwärts gelegene
Fläche |
| 113 | Öffnung |
| 114 | Befestigungseinrichtung |
| 116 | Ring |
| 118 | Schaufelblattanströmkante |
| 120 | Schaufelblattabströmkante |
| 122 | Erste
Seitenwand |
| 124 | Zweite
Seitenwand |
| 130 | Ringsegmente |
| 132 | Abschnitt |
| 134 | Abschnitt |
| 200 | Luftleitanordnung |
| 206 | Körper |
| 208 | Öffnungen |
| 220 | Büchse |
| 300 | Lageranordnung |
| 302 | Gehäuse |
| 304 | Einlassleitschaufel |
| 306 | Vorderes
Gehäuse |
| 308 | Nabe |
| 312 | Leitapparat |
| 314 | Verdichterlaufrad |
| 316 | Schnittpunkt |
| 318 | Verbindungsmechanismus |
| 320 | Erster
Abschnitt |
| 322 | Zweiter
Abschnitt |
| 324 | Befestigungseinrichtung |
| 326 | Erster
Abschnitt |
| 328 | Zweiter
Abschnitt |
| 329 | Radial
außen
angeordnete Fläche |
| 330 | Stromaufwärts gelegene
Fläche |
| 331 | Radial
innere Fläche |
| 332 | Stromabwärts gelegene
Fläche |
| 333 | Vordere
Welle |
| 334 | Lager |
| 335 | Drucklaufscheibe |
| 336 | Lager |
| 337 | Drucklaufscheibe |
| 338 | Federeinrichtungen |
| 339 | Ringförmige Federplatte |
| 340 | Federeinrichtungen |
| 342 | Federscheiben |
| 343 | Ringförmige Federplatte |
| 344 | Zwischenscheibe |
| 346 | Erste
Flächen |
| 347 | Aussparungen |
| 348 | Zweite
Fläche |
| 349 | Federabschnitte |
| 350 | Rückwärtsrichtungen |
| 351 | Vorwärtsrichtungen |
| 352 | Erster
Abschnitt |
| 354 | Zweiter
Abschnitt |
| 355 | Verbindungsmechanismus |
| 356 | Radiallamellenlager |
| 358 | Äußere Fläche |
| 360 | Innere
Fläche |
| 362 | Befestigungseinrichtung |
| 400 | Lageranordnungen |
| 402 | Lamellenlager |
| 430 | Paariger
Lagerring |
| 432 | Lamellenelement |
| 434 | Außenring |
| 436 | Innenring |
| 442 | Befestigungseinrichtung |