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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Offenbarung betrifft eine Dichtung für einen
Turbinenmotor, und insbesondere eine Luft/Öl-Dichtung,
die dazu ausgebildet ist, ohne aufwändiges Auseinanderbauen
des Motors aus dem Motor entnommen zu werden.
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Hintergrund
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Gasturbinenmotoren
können bei industriellen Anwendungen wie der Weiterleitung,
dem Sammeln, dem Speichern, der Entnahme und dem Fördern
von Öl und Erdgas verwendet werden, sind jedoch nicht darauf
beschränkt. Bei diesen Anwendungen befinden sich Turbinenmotoren
häufig an Offshore-Standorten oder abgelegenen Orten, und
es ist für Kunden sehr aufwändig, die Motoren
zur Wartung und/oder Reparatur von ihrem Einsatzort zum Hersteller
zu transportieren. Insbesondere müssen Kunden für
den Transport und einen Wartungs- oder Reparaturaufwand sowie für
einen Produktionsausfall Kosten in Kauf nehmen. Dementsprechend
wäre es besonders bei abgelegenen oder Offshore-Kundenorten
vorteilhaft, wenn eine Reparatur und eine Wartung durch die Turbinenmotorhersteller
vor Ort ermöglicht würden.
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Der
herkömmliche Aufbau von Turbinenmotoren ermöglicht
jedoch weder eine Wartung noch eine Reparatur vor Ort, da insbesondere
Bauteile des Motors, die für einen Verschleiß – und
daher ein Versagen – am anfälligsten sind, innerhalb
des Motorgehäuses eingeschlossen sind. Daher sind diese
Bauteile nicht zugänglich, ohne zumindest einen erheblichen
Teil des Motors auseinanderzubauen, was für gewöhnlich
aus einer Vielzahl von Gründen an einem Kundenstandort
nicht praktikabel ist. Beispielsweise kann eine Offshore-Ölplattform
Raumbeschränkungen unterliegen, die ein Auseinanderbauen
erschweren. Zusätzlich dazu kann es für den Hersteller schwierig
und/oder aufwändig sein, bestimmte Werkzeuge, die zum Auseinanderbauen
des Motors erforderlich sind, zu dem Kundenstandort zu transportieren,
oder die Raumbeschränkungen, die durch den Kundenstandort
vorgegeben sind, können den Einsatz solcher Werkzeuge unmöglich
machen. Zusätzlich dazu werden Turbinenmotoren in der Fabrik
häufig vertikal zusammen- und auseinandergebaut. In der
Praxis sind die Motoren jedoch für gewöhnlich horizontal
angeordnet, was ein Auseinanderbauen erschwert. Zumindest aus diesen
Gründen müssen daher Turbinenmotoren für
eine Reparatur und eine Wartung häufig von ihrem Standort
zu dem Hersteller transportiert werden, was ineffizient und aufwändig ist.
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Turbinenmotoren
enthalten allgemein viele rotierende Schaufeln innerhalb eines Gehäuses,
die eine sich longitudinal durch das Zentrum des Motors erstreckende
axiale Welle antreiben (drehen). Die Welle steht für gewöhnlich
aus dem Maschinengehäuse vor und wird verwendet, um anschließende Bauteile
und/oder Systeme wie Pumpen etc. anzutreiben. Zusätzlich
dazu kann ein Zusatzantriebsgetriebe über eine Verbindungswelle
mit einem vorstehenden Wellenabschnitt verbunden sein.
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Das
Zusatzantriebsgetriebe kann eines oder mehrere Zahnräder
aufweisen und kann verwendet sein, um Zusatzsysteme wie Generatoren,
Wechselstrommaschinen, Luftkonditioniersysteme, pneumatische Systeme,
hydraulische Systeme oder dergleichen mit Leistung zu versorgen.
Mit dem vorstehenden Wellenabschnitt können u. a. ebenfalls
eine Lageranordnung zum Anbringen der Welle an dem Motor und zum
Aufnehmen von sowohl radialen Lasten als auch axialen Drucklasten
von der Welle, ein Druckring zum Übertragen der axialen
Last auf die Lageranordnung und eine vordere Luft/Öl-Dichtung verbunden
sein, die ein Schmiermittel wie Öl innerhalb der Lageranordnung
abdichtet und verhindert, dass das Öl in den Verdichter
eindringt. Die Bauteile eines Turbinenmotors, die am anfälligsten
für einen Verschleiß und ein Versagen sein können,
beinhalten die Lageranordnung, den Druckring und die vordere Luft/Öl-Dichtung.
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Für
die Luft/Öl-Barriere zwischen Lagerkammern und Verdichterkammern
wurden verschiedene Dichtungsformen entwickelt. Das für
Arora et al. erteilte
US-Patent
Nr. 6,330,790 (im Folgenden „das Patent '790"
genannt) offenbart beispielsweise eine Labyrinthdichtung zwischen
einer Lagerkammer und einer Verdichterkammer. Zum Entnehmen der
Dichtung ist jedoch ein aufwändiges Auseinanderbauen des
Motors erforderlich. Bei dieser Konfiguration muss das Lufteinlassgehäuse
entfernt werden, um den abreibbaren (d. h. verschleißbaren)
Teil der Dichtung zu entnehmen, da die Dichtung größer
ist als die Öffnung in dem Lufteinlassgehäuse
und sich hinter dieser Öffnung befindet. Solch ein aufwändiges
Auseinanderbauen führt dazu, dass es unpraktisch ist, eine
Reparatur der Dichtung vor Ort bzw. deren Austausch durchzuführen.
Daher muss der Motor zu einem Reparaturstandort transportiert werden,
der mit speziellen Großgeräten ausgestattet ist,
die zum Tragen und Entfernen großer Bauteile, wie des Lufteinlassgehäuses,
ausgelegt sind. Es sei ebenfalls bemerkt, dass bei einigen Systemen,
wie bei dem Patent '790, die vordere Dichtung tatsächlich
aus zwei separaten Dichtungen besteht. Diese separaten Dichtungen
haben häufig einen unterschiedlichen Durchmesser, d. h.
einen abgestuften Aufbau. Konfigurationen mit zwei separaten Dichtungen
können aufwändiger sein (einfach aufgrund eines
zusätzlichen Teils), und es kann auch schwieriger bzw.
aufwändiger sein, eine Wartung durchzuführen (d.
h. es kann erforderlich sein, den Motor weiter auseinanderzubauen,
um beide Dichtungen zu entnehmen).
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Ferner
haben einige Hersteller von Turbinenmotoren Systeme entwickelt,
bei denen sich die vorstehende Welle durch das Lufteinlassgehäuse,
und manchmal auch darüber hinaus, erstreckt und mittels einer
Lageranordnung getragen wird, die durch ein separates Lagergehäuse
getragen wird, das an dem Lufteinlassgehäuse befestigt
sein kann. Bei solchen Konfigurationen ist die Lageranordnung zugänglich, ohne
dass das Lufteinlassgehäuse von dem Motor entfernt werden
muss. Die Abstützung der Lageranordnung mittels eines separaten
Lagergehäuses kann jedoch eine weniger robuste Konstruktion
als das Abstützen der Lageranordnung mittels des Lufteinlassgehäuses
sein, das typischerweise ein großer, stabiler Aufbau ist.
Daher nehmen Systeme mit diesen Konfigurationen häufig
eine geringere Robustheit des Wellenträgers in Kauf, um
einen Motor zu produzieren, der leichter zu warten ist.
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Es
ist das Ziel der vorliegenden Offenbarung, eines oder mehrere der
zuvor erörterten Probleme zu lösen.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Ein
Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft einen Turbinenmotor.
Der Motor kann ein Hauptgehäuse, das eine Verdichterkammer
begrenzt, und ein an dem Hauptgehäuse angebrachtes Lufteinlassgehäuse
enthalten. Der Motor kann ferner einen Rotor enthalten, der einen
innerhalb der Verdichterkammer angeordneten Verdichterabschnitt und
einen Nabenabschnitt enthält, der sich von der Verdichterkammer
durch eine Öffnung in dem Lufteinlassgehäuse in
eine durch das Lufteinlassgehäuse begrenzte Lagerkammer
erstreckt. Die Maschine kann ferner eine Dichtung enthalten, die
in der Öffnung in dem Lufteinlassgehäuse in einem
Ringspalt zwischen dem Nabenabschnitt des Rotors und dem Lufteinlassgehäuse
angebracht ist und dazu ausgebildet ist, eine Abdichtung zwischen
der Lagerkammer und der Verdichterkammer auszubilden. Die Dichtung
kann dazu ausgebildet sein, bei an dem Hauptgehäuse angebrachtem
Lufteinlassgehäuse aus der Öffnung in dem Lufteinlassgehäuse
entnommen zu werden.
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Ein
anderer Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft ein Verfahren
zum Entnehmen einer Dichtung aus einem Turbinenmotor, wobei der
Turbinenmotor ein Hauptgehäuse, das eine Verdichterkammer
begrenzt, ein an dem Hauptgehäuse angebrachtes Lufteinlassgehäuse,
einen Rotor, der einen Nabenabschnitt enthält, der sich
von der Verdichterkammer durch eine Öffnung in dem Lufteinlassgehäuse
in eine durch das Lufteinlassgehäuse begrenzte Lagerkammer
erstreckt, und eine Dichtung enthält, die in der Öffnung
des Lufteinlassgehäuses angebracht ist und eine Abdichtung
zwischen der Lagerkammer und der Verdichterkammer ausbildet. Das
Verfahren kann ein Entfernen eines oder mehrerer Bauteile von dem
Nabenabschnitt des Rotors beinhalten. Das Verfahren kann ferner
ein Entnehmen der Dichtung aus der Öffnung in dem Lufteinlassgehäuse
bei an dem Hauptgehäuse angebrachtem Lufteinlassgehäuse
beinhalten.
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Ein
anderer Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft eine Dichtung
für einen Turbinenmotor. Eine Luft/Öl-Dichtung
kann ein im Wesentlichen röhrenförmiges Element
enthalten, das dazu ausgebildet ist, in einer Öffnung in
einem Lufteinlassgehäuse des Turbinenmotors austauschbar
angebracht zu sein. Die Dichtung kann ferner eine umfängliche
Anordnung von Lufteinlasslöchern, die um einen Umfang des
im Wesentlichen röhrenförmigen Elements der Dichtung
herum angeordnet sind, und eine umfängliche Anordnung von
Auslasslöchern enthalten, die um einen Umfang des im Wesentlichen
röhrenförmigen Elements der Dichtung herum angeordnet sind.
Die Lufteinlasslöcher können gleich groß und auf
dem Umfang der Dichtung gleichmäßig beabstandet
angeordnet sein, und die Auslasslöcher können
gleich groß sein, jedoch einen größeren
Durchmesser als die Lufteinlasslöcher haben und auf dem Umfang
der Dichtung gleichmäßig beabstandet angeordnet
sein.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine schematische Darstellung eines Turbinenmotors.
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2 ist
eine perspektivische Teilquerschnittsansicht eines Lufteinlassgehäuses
eines Turbinenmotors gemäß einer beispielhaft
offenbarten Ausführungsform.
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3 ist
eine Explosionsansicht von Bauteilen eines vorderen Endes eines
Turbinenmotors gemäß einer beispielhaft offenbarten
Ausführungsform.
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4 ist
eine perspektivische Teilquerschnittsansicht einer Lagerkammer eines
Turbinenmotors gemäß einer beispielhaft offenbarten
Ausführungsform.
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5 ist
eine Querschnittsansicht einer Labyrinthdichtfläche in
einer Lagerkammer eines Turbinenmotors gemäß einer
beispielhaft offenbarten Ausführungsform.
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6A ist
eine perspektivische Ansicht einer Luft/Öl-Dichtung gemäß einer
beispielhaft offenbarten Ausführungsform.
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6B ist
eine Vorderansicht der Luft/Öl-Dichtung von 6A,
die in einem Lufteinlassgehäuse angebracht ist.
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6C ist
eine Teilquerschnittsansicht der Luft/Öl-Dichtung von
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6A.
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Detaillierte Beschreibung
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Nun
wird im Detail auf die Zeichnungen Bezug genommen. Wenn möglich,
werden überall in den Zeichnungen dieselben Bezugszeichen
verwendet, um auf dieselben oder gleiche Teile Bezug zu nehmen.
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1 stellt
einen Turbinenmotor 10 dar. 1 zeigt
eine allgemeine Konfiguration eines Turbinenmotors. 1 soll
keine beispielhaft offenbarte Ausführungsform darstellen,
sondern ist vielmehr vorgesehen, um die allgemeinen Beziehungen
zwischen verschiedenen Bauteilen einer beispielhaften Konfiguration
eines Turbinenmotors zu zeigen. Obwohl 1 Motorbauteile
im Allgemeinen zeigt, werden die Bezugszeichen, die in 1 verwendet
werden, in den Zeichnungen auch dazu verwendet, auf beispielhafte
Ausführungsformen der Bauteile, die in 1 gezeigt
sind, Bezug zu nehmen.
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Bei
einigen Ausführungsbeispielen kann der Motor 10 ein
Gasturbinenmotor sein. Der Motor 10 kann zu einer stationären
oder zu einer mobilen Maschine gehören, die dazu ausgebildet
ist, eine vorbestimmte Aufgabe zu erfüllen. Beispielsweise
kann der Motor 10 die primäre Leistungsquelle
eines Generatorsatzes, der eine elektrische Ausgangsleistung produziert,
oder die primäre Leistungsquelle einer Pumpeinrichtung
sein, die einen Fluidpumpbetrieb durchführt. Alternativ
kann der Turbinenmotor 10 die Antriebsmaschine einer Erdbaumaschine,
eines Personenkraftfahrzeugs, eines Schiffes oder einer beliebigen
anderen, im Stand der Technik bekannten Maschine sein. Der Motor 10 kann
ein vorderes Ende 11 und ein hinteres Ende 12 aufweisen.
Der Motor 10 kann ferner einen Verdichterabschnitt 13,
einen Verbrennungsabschnitt 14, einen Turbinenabschnitt 16 und
einen Abgasabschnitt 18 enthalten.
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Der
Motor 10 kann ein Hauptgehäuse 20, das
eine Verdichterkammer 22 begrenzt, und ein an dem Hauptgehäuse 20 angebrachtes
Lufteinlassgehäuse 24 enthalten, das dazu ausgebildet
ist, Luft in die Verdichterkammer 22 zu leiten. Der Motor 10 kann
ferner einen Rotor 26 enthalten, der einen innerhalb der
Verdichterkammer 22 angeordneten Verdichterabschnitt 28 enthält.
Der Verdichterabschnitt 28 des Rotors 26 kann
Verdichterschaufeln 30 enthalten, die an demselben angebracht
sind. Der Rotor 26 kann ferner einen Nabenabschnitt 32 enthalten, der
sich von der Verdichterkammer 22 durch eine Öffnung
in dem Lufteinlassgehäuse 24 in eine durch das Lufteinlassgehäuse 24 begrenzte
Lagerkammer 34 erstreckt.
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2 stellt
eine beispielhafte Ausführungsform des Lufteinlassgehäuses 24 dar.
Wie in 2 dargestellt, kann eine Lageranordnung 35 dazu
ausgebildet sein, durch das Lufteinlassgehäuse 24 getragen
zu werden.
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Wie
in 3 und 4 gezeigt, kann der Motor 10 eine
Dichtung 48 enthalten, die ohne aufwändiges Auseinanderbauen
des Motors 10 ausgetauscht werden kann. Die Dichtung 48 kann
ein im Wesentlichen röhrenförmiges Element enthalten,
das dazu ausgebildet ist, an einem Innenabschnitt einer Öffnung 50 des
Lufteinlassgehäuses 24 in einem Ringspalt 51 (wie
in 4 gezeigt) zwischen dem Nabenabschnitt 32 des
Rotors 26 und dem Lufteinlassgehäuse 24 austauschbar
angebracht zu sein. Somit kann die Dichtung 48 dazu ausgebildet
sein, eine Abdichtung zwischen der Lagerkammer 34 und der
Verdichterkammer 22 auszubilden. Die Dichtung 48 kann
eine Luft/Öl-Dichtung sein, die dazu ausgebildet ist, zu
verhindern, dass Öl in der Lagerkammer 34 in die
Verdichterkammer 22 eindringt.
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Die
hierin offenbarten Ausführungsbeispiele ermöglichen
einen Zugang zu der Dichtung 48 ohne Entfernen des Lufteinlassgehäuses 24.
D. h., die Dichtung 48 kann bei an dem Hauptgehäuse 20 angebrachtem
Lufteinlassgehäuse 24 aus einer Öffnung 50 in
dem Lufteinlassgehäuse 24 entnommen und in dieselbe
eingebaut werden. Zusätzlich kann die Dichtung 48 eine
einzige lange Dichtung sein, die ein im Wesentlichen röhrenförmiges
Element mit einem über die axiale Länge desselben
im Wesentlichen gleichbleibenden mittleren Durchmesser enthält,
anstatt wie bei einigen Konstruktionen, etwa denen, die im Vorhergehenden
im Abschnitt „Hintergrund" erörtert wurden, zwei
oder mehr kurze, abgestufte Dichtungen mit zunehmendem Durchmesser zu
enthalten.
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Wie
in 4 dargestellt, kann die Öffnung 50 die
kleinste Öffnung zwischen der Verdichterkammer 22 und
der Lagerkammer 34 sein. Dementsprechend kann die Dichtung 48 eine
Größe haben, um in diese kleinste Öffnung 50 zu
passen, und kann somit von der Lagerkammerseite der Öffnung 50 aus
(d. h. von dem vorderen Ende des Motors 10 aus) entnommen werden.
Die Dichtung 48 kann ein der Lagerkammer 34 zugewandtes
vorderes Ende 52 und ein der Verdichterkammer 22 zugewandtes
hinteres Ende 54 aufweisen. Bei einigen Ausführungsbeispielen
kann die Dichtung 48 mindestens einen Verbindungsflansch 56 enthalten,
der sich bei dem vorderen Ende 52 der Dichtung 48 von
dem im Wesentlichen röhrenförmigen Element radial
nach außen erstreckt. Der Verbindungsflansch 56 kann
mit einem oder mehreren Befestigungselementen wie Bolzen 58,
Schrauben, Stiften etc. an dem Lufteinlassgehäuse 24 befestigt
sein.
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Der
Rotor 26 kann ferner schneidenartige Dichtungslippen 60 enthalten,
und die Dichtung 48 kann dazu ausgebildet sein, mit denselben
ineinanderzugreifen und dadurch eine Labyrinthdichtfläche 84 auszubilden.
Jede der schneidenartigen Dichtungslippen 60 kann den gleichen
Außendurchmesser haben und aus einem beständigen,
harten Material wie Stahl ausgebildet sein. Die Dichtung 48 kann aus
einem Material ausgebildet sein, das etwas weicher als das Material
der schneidenartigen Dichtungslippen 60 ist. Die Dichtung 48 kann
beispielsweise eine Unterstützung aus Stahl und eine Beschichtung
aus einem weicheren Material wie Bronze (auch bekannt als Babbitmaterial)
enthalten. Auf die Beschichtung kann als eine „abreibbare
Beschichtung" oder ein „abreibbares Material" Bezug genommen
werden.
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Wie
in 3 und 4 dargestellt, kann der Motor 10 ferner
mehrere andere Bauteile innerhalb der Lagerkammer 34 enthalten.
Eines oder mehrere dieser Bauteile können dazu ausgebildet
sein, an einem Nabenabschnitt 32 des Rotors 26 angebracht
zu sein, zum Beispiel ein hinteres Drucklager 62 (das dazu
ausgebildet sein kann, axiale Lasten aufzunehmen, einschließlich
Lasten in einer rückwärts (d. h. nach hinten)
gerichteten Richtung), ein Druckring 64, ein Druckringbolzen 66,
eine Lageranordnung 68, ein Trimmausgleichsschwungrad 70 und
ein Zusatzantriebsgetriebe 72, das dazu ausgebildet sein
kann, eine (nicht gezeigte) Zusatzvorrichtung wie eine Ölpumpe
oder einen Luftverdichter anzutreiben. Alternativ oder zusätzlich
können externe mit Leistung versorgte Vorrichtungen betriebsfähig
mit dem Rotor 26 verbunden sein, um unter bestimmten Umständen den
Rotor 26 anzutreiben (anstatt von dem Rotor 26 angetrieben
zu werden). Beispielsweise kann ein Starter dazu ausgebildet sein,
den Rotor 26 zu drehen, um den Motor 10 zu starten.
Ferner kann eine Drehreinrichtung dazu ausgebildet sein, den Rotor 26 zu
drehen, während der Rotor 26 nach einem Herunterfahren
des Motors abkühlt, um eine Verkrümmung des Rotors 26 zu
verhindern. Das Zusatzantriebsgetriebe 72 kann über
eine Zusatzantriebsnabe 76, die mit einem Zusatzantriebshaltebolzen 78 an dem
Rotor 26 befestigt sein kann, an dem vorderen Ende des
Nabenabschnitts 32 des Rotors 26 angebracht sein.
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Die
Lageranordnung 68 kann ein Kombinationslager sein, das
dazu ausgebildet ist, sowohl axiale Lasten (d. h. einen Druck) als
auch radiale Lasten zwischen dem Rotor 26 und dem Lufteinlassgehäuse 24 aufzunehmen.
Die Lageranordnung 68 kann (beispielsweise mit Abschlussplatten
und Schrauben 80) innerhalb einer Passöffnung
in dem Lufteinlassgehäuse 24 angebracht sein und
zwischen derselben und dem Nabenabschnitt 32 des Rotors 26 einen kleinen
Abstand aufrechterhalten, wobei ein Ölfilm eine Separation
aufrechterhält und axiale Lasten zwischen dem Nabenabschnitt 32 und
dem Lufteinlassgehäuse 24 überträgt.
Der Druckring 64 kann auf dem Nabenabschnitt 32 des
Rotors 26 angebracht sein und dazu ausgebildet sein, axiale
Lasten auf die Lageranordnung 68 zu übertragen.
Bei einigen Ausführungsbeispielen kann das im Wesentlichen
röhrenförmige Element der Dichtung 48 einen
mittleren Durchmesser haben, der im Wesentlichen gleich dem mittleren
Durchmesser der Lageranordnung 68 ist.
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Ein
Konstruktionsmerkmal des Motors 10, das die Verwendung
des hierin offenbarten Aufbaus einer Luft/Öl-Dichtung (d.
h. einer einzigen langen Dichtung mit einem zu der Lageranordnung ähnlichen
Durchmesser) ermöglicht, besteht darin, dass das Lufteinlassgehäuse 24 und
der Rotor 26 länger als bei vorhergehenden Versionen
sind. Da das Lufteinlassgehäuse 24 und der Rotor 26 länger
sind, weist der Nabenabschnitt 32 einen längeren
Abschnitt mit einem kleinen Durchmesser (das vordere Ende des Nabenabschnitts 32)
auf und ermöglicht dadurch, dass sowohl die Lageranordnung 68 als auch
die Dichtung 48 an dem Abschnitt des Nabenabschnitts 32 des
Rotors 26 mit einem kleinen Durchmesser angebracht sein
können.
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Wie
in 5 gezeigt, kann das Lufteinlassgehäuse 24 mindestens
einen Pufferluftkanal 82 enthalten, der durch eines oder
mehrere Lufteinlasslöcher 86 in der Dichtung 48 Pufferluft
zu der Labyrinthdichtfläche 84 leiten kann. Das
Einströmen von Pufferluft kann Öl, das unbeabsichtigt
in die Labyrinthdichtfläche 84 geleckt ist, sowohl
in eine vordere als auch in eine hintere Richtung befördern.
In der hinteren Richtung kann ein hinterer Ölschleuderring 88 die Pufferluft
und Öl, das mit der Pufferluft befördert wird, in
mindestens einen in die Dichtung 48 aufgenommenen Ölablasskanal 90 leiten,
der dazu ausgebildet ist, überschüssiges Öl
von der Lagerkammer 34 wegzuleiten. Pufferluft und Öl,
die in den Ölablasskanal 90 geleitet werden, können
durch eines oder mehrere Auslasslöcher 92 in der
Dichtung 48 in einen Auslassluftkanal 94 ausgelassen
werden. Zusätzlich kann etwas Pufferluft durch die Labyrinthdichtfläche 84 geleitet
und zu der Verdichterkammer 22 ausgelassen werden. In der
Vorwärtsrichtung kann ein vorderer Ölschleuderring 96 die
Pufferluft und Öl, das mit derselben befördert
wird, in einen Ölablasskanal 98 in dem Lufteinlassgehäuse 24 leiten.
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6A–6C stellen
verschiedene Details der Dichtung 48 dar. Bei einigen Ausführungsbeispielen
kann beispielsweise der Verbindungsflansch 56 einen oder
mehrere Nasen 100 enthalten, wie in 6A und 6B gezeigt
ist. Alternativ kann der Verbindungsflansch 56 einen (nicht
gezeigten) einzigen umfänglichen Flansch um das vordere
Ende 52 der Dichtung 48 enthalten. Zusätzlich
kann, wie in 6A und 6C dargestellt,
die Dichtung 48 eine umfängliche Anordnung von
Lufteinlasslöchern 86 und eine umfängliche
Anordnung von Auslasslöchern 92 enthalten. Die
Lufteinlasslöcher 86 können gleich groß und/oder
auf dem Umfang der Dichtung 48 gleichmäßig
beabstandet angeordnet sein, z. B. in 30°-Winkelabständen.
Die Auslasslöcher 92 können ebenfalls
gleich groß und/oder auf dem Umfang der Dichtung 48 gleichmäßig
beabstandet angeordnet sein, z. B. ebenfalls in 30°-Winkelabständen.
Bei einigen Ausführungsbeispielen können die Auslasslöcher 92 ferner
einen größeren Durchmesser als den Durchmesser
der Lufteinlasslöcher 86 aufweisen.
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Zusätzlich
können sich, wie in 6A und 6C gezeigt,
die Auslasslöcher 92 innerhalb des Ölablasskanals 90 befinden.
Der Ölablasskanal 90 kann, wie in 6A gezeigt,
ein umfänglicher Kanal sein. Bei einigen Ausführungsbeispielen
kann der Ölablasskanal 90 abgewinkelte oder abgeschrägte
Seitenwände 102 aufweisen, wie in 6C gezeigt
ist.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Die
offenbarten Ausführungsbeispiele von Turbinenmotoren sind
für eine Vielzahl von industriellen Anwendungen geeignet,
etwa für verschiedene Bereiche der Öl- und Erdgasindustrie,
sind jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielhafte Anwendungen von
Gasturbinen können beispielsweise die Weiterleitung, das
Sammeln, das Speichern, die Entnahme und das Fördern von Öl
und Erdgas beinhalten. Um eine Inspektion und/oder eine Wartung
zu erleichtern, können Ausführungsbeispiele des
hierin offenbarten Turbinenmotors derart aufgebaut sein, dass die
Bauteile, die am anfälligsten für einen Verschleiß und
ein Versagen sind, an der Peripherie oder im Wesentlichen außerhalb
des Motors positioniert sind. Auf diese Art und Weise können
die Bauteile ohne aufwändiges Auseinanderbauen des Motors
vor Ort entnommen und anschließend ersetzt oder repariert werden.
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Die
Fähigkeit, eine Inspektion und/oder eine Wartung vor Ort
durchführen zu können, kann wesentliche Vorteile
haben. Durch das Durchführen der Inspektion und der Wartung
vor Ort können beispielsweise sowohl ein Ausfall als auch
ein Aufwand erheblich reduziert werden. Auch wenn möglicherweise eine
Inspektion und eine Wartung vor Ort für Offshore-Standorte
oder anderweitig abgelegene Orte den größten Nutzen
liefern, können ortsansässige Baustellen auf die
gleiche Weise daraus einen Nutzen ziehen, wenn auch in geringerem
Maße.
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Zusätzlich
zu den im Vorhergehenden erörterten Ausführungsbeispielen
von Turbinenmotoren und Luft/Öl-Dichtungen wird ferner
ein zugehöriges Verfahren zum Warten eines Turbinenmotors
vor Ort offenbart. Ein exemplarisches Verfahren kann ein Entfernen
von Bauteilen von einem Abschnitt einer von einem Turbinenmotor
vorstehenden axialen Antriebswelle beinhalten, wobei die Bauteile
ein Zusatzantriebsgetriebe, ein Trimmausgleichschwungrad, eine Lageranordnung,
einen Druckring und einen Druckringbolzen, eine hintere Lageranordnung
und eine Luft/Öl-Dichtung beinhalten. Das Verfahren kann
ferner ein Ersetzen durch mindestens ein neues Bauteil oder ein
Erneuern mindestens eines der Bauteile und ein erneutes Zusammenbauen
der Bauteile in umgekehrter Reihenfolge beinhalten.
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Ein
exemplarisches Verfahren zum Entnehmen einer Luft/Öl-Dichtung
aus einem Turbinenmotor, wie einem vorher offenbarten Motor 10,
kann ein Entfernen eines oder mehrerer Bauteile von dem Nabenabschnitt 32 des
Rotors 26 des Motors 10 beinhalten. Das Verfahren
kann ferner ein Entnehmen einer Luft/Öl-Dichtung 10 aus
einer Öffnung 50 in dem Lufteinlassgehäuse 24 bei
an dem Hauptgehäuse 20 des Motors 10 angebrachtem
Lufteinlassgehäuse 24 beinhalten. Weiterhin kann
das Entnehmen der Dichtung 48 aus der Öffnung 50 ein
Entfernen mindestens eines Befestigungselements (wie Bolzen 58)
beinhalten, das mindestens einen Flansch 56 der Dichtung 48 an
dem Lufteinlassgehäuse 24 befestigt.
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Bei
einigen Ausführungsbeispielen kann das Entfernen eines
oder mehrerer Bauteile von dem Nabenabschnitt 32 des Rotors 26 ein
Entfernen der Lageranordnung 68 beinhalten, die dazu ausgebildet ist,
sowohl axiale als auch radiale Lasten zwischen dem Rotor 26 und
dem Lufteinlassgehäuse 24 aufzunehmen. Zusätzlich
kann das Entfernen eines oder mehrerer Bauteile von dem Nabenabschnitt 32 des Rotors 26 ein
Entfernen des auf dem Nabenabschnitt 32 des Rotors 26 angebrachten
Druckrings 64 beinhalten, der dazu ausgebildet ist, axiale
Lasten auf die Lageranordnung 68 zu übertragen.
Das Verfahren kann ferner ein Tragen des Nabenabschnitts 32 des Rotors 26 während
des Entfernens der Lageranordnung 68 beinhalten. Ferner
kann das Entfernen eines oder mehrerer Bauteile von dem Nabenabschnitt 32 des
Rotors 26 ein Entfernen des Schwungrads 70, des
Getriebes 72 und/oder einer Zusatzvorrichtung beinhalten,
die alle an dem Nabenabschnitt 32 des Rotors 26 angebracht
sind.
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Wenngleich
hierin Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben wurden,
ist für Fachleute offensichtlich, dass verschiedene Modifikationen
und Variationen an der offenbarten Dichtung für einen Turbinenmotor
vorgenommen werden können, ohne von dem Offenbarungsgehalt
abzuweichen. Zusätzlich werden für Fachleute unter
Heranziehung der Beschreibung andere Ausführungsbeispiele
der offenbarten Vorrichtung und des offenbarten Verfahrens offensichtlich
werden. Die Beschreibung und die Beispiele sollen lediglich als
exemplarisch erachtet werden, wobei der wahre Schutzbereich der
Offenbarung durch die folgenden Ansprüche und deren Äquivalente
festgelegt ist.
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Zusammenfassung
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DICHTUNG FÜR EINEN
TURBINENMOTOR
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Die
vorliegende Offenbarung betrifft einen Turbinenmotor (10).
Der Motor kann ein Hauptgehäuse (20), das eine
Verdichterkammer (22) begrenzt, und ein an dem Hauptgehäuse
angebrachtes Lufteinlassgehäuse (24) enthalten.
Der Motor kann ferner einen Rotor (26) enthalten, der einen
innerhalb der Verdichterkammer angeordneten Verdichterabschnitt (28)
und einen Nabenabschnitt (32) enthält, der sich von
der Verdichterkammer durch eine Öffnung (50) in dem
Lufteinlassgehäuse in eine durch das Lufteinlassgehäuse
begrenzte Lagerkammer (34) erstreckt. Der Motor kann ferner
eine Dichtung (48) enthalten, die in der Öffnung
in dem Lufteinlassgehäuse in einem Ringspalt zwischen dem
Nabenabschnitt des Rotors und dem Lufteinlassgehäuse angebracht
ist und dazu ausgebildet ist, eine Abdichtung zwischen der Lagerkammer
und der Verdichterkammer auszubilden. Die Dichtung kann dazu ausgebildet
sein, bei an dem Hauptgehäuse angebrachtem Lufteinlassgehäuse
aus der Öffnung in dem Lufteinlassgehäuse entnommen
zu werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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