DE1210626B

DE1210626B - Lagerung eines Gasturbinentriebwerks

Info

Publication number: DE1210626B
Application number: DER30472A
Authority: DE
Inventors: John Gregory Keenan; David Craigie
Original assignee: Rolls Royce PLC
Current assignee: Rolls Royce PLC
Priority date: 1960-06-07
Filing date: 1961-06-06
Publication date: 1966-02-10
Also published as: FR1291350A; GB912331A; US3057542A

Description

Lagerung eines Gasturbinentriebwerks Die Erfindung bezieht sich auf eine Lagerung eines Gasturbinentriebwerks, bei der ein ein Triebwerk-Wellenlager enthaltendes und mit Schmiermittelzufuhrleitungen versehenes erstes Gehäuse mit allseitigem Abstand von einem mit Zufuhr- und Abfuhrleitungen für- ein Kühlmittel - z. B. dem Triebwerkverdichter entnommener Druckluft - versehenen zweiten Gehäuse umhüllt und von einer einem Heißgasdruckgefälle ausgesetzten Trennwand des Triebswerkgehäuses getragen wird, wobei an sämtlichen Wellendurchführungen der Gehäuse Dichtungen angeordnet sind.
Bei einer derartigen Lagerung eines Gasturbinentriebwerks, die hohen Temperaturen ausgesetzt ist, besteht die Aufgabe der Erfindung darin, die Lageranordnung wirksam zu kühlen und von Turbinenleckgas frei zu halten.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das zweite Gehäuse mit allseitigem Abstand unter Bildung eines Kanals von einem dritten Gehäuse umhüllt wird, an dessen Wellendurchführungen in bekannter Weise ebenfalls Dichtungen angeordnet sind, und daß die zum Atmosphärenraum hin gelegene Dichtung auf geringere Dichtwirkung ausgelegt ist als die zum Turbinenraum hin gelegene Dichtung und die Dichtungen des zweiten Gehäuses. Dadurch wird an der Turbinenseite gegebenenfalls hindurchleckendes Heißgas von der Lageranordnung hinweg zur Atmosphäre abgeführt, ohne daß es in das Lager selbst gelangt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung steht der vom zweiten Gehäuse umschlossene Innenraum in bekannter Weise mit der Hohlwelle des Triebwerks in Verbindung, durch die Kühlmittel zuströmt, und weist einen Abflußkanal auf.
Ferner liegt dieser Auslaßkanal zweckmäßigerweise konzentrisch zu einem Rohr, das als Schmiermittelzuflußleitung zur Kammer dient.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung beschrieben.
Die Zeichnung veranschaulicht in einem Teil eines Längsschnitts ein mit der erfindungsgemäßen Lagerung ausgerüstetes Gasturbinentriebwerk.
Gemäß der Zeichnung umfaßt das Gasturbinen-Strahltriebwerk für ein Flugzeug ein Triebwerkgehäuse 10, in dem in Hintereinanderschaltung ein Verdichter (nicht dargestellt), eine Verbrennungsanlage 11 und eine dreistufige Turbine 12 angeordnet sind, wobei die Abgase der Turbine 12 über ein Strahlrohr an die Atmosphäre abgegeben werden.
Die Turbine 12 umfaßt Eintrittsleitschaufeln 14, eine die erste Turbinenstufe bildende Beschaufelung 15 auf einer Läuferscheibe 16, eine die zweite Turbinenstufe bildende Beschaufelung 17 auf einer Läuferscheibe 18 und eine die dritte Turbinenstufe bildende Beschaufelung 20 auf einer Läuferscheibe 21; zwischen den Schaufelkränzen 15 und 17 sowie 17 und 20 sind feststehende Leitschaufelkränze 22 und 23 angeordnet.
Die Läuferscheiben 16,18 und 21 sind fest mit einer gemeinsamen Hohlwelle 24 verbunden, welche den hier nicht gezeigten Verdichter des Triebwerks trägt. Die Welle 24 ist in einer Buchse 25 angeordnet, mit der sie durch eine Keilverzahnung verbunden ist; zwischen der Buchse 25 und der Welle 24 ist ein ringförmiger Hohlraum 26 vorhanden, der mit dem Innenraum der Welle 24 über in der Welle ausgebildete öffnungen 27 in Verbindung steht.
Die Buchse 25 ist in einem durch ein Hülsenteil 30 gestütztes Lager 28 gelagert. Das Hülsenteil 30 trägt einen radial nach außen vorspringenden ringfrömigen Flansch 31, der durch Schrauben mit einem ringförmigen Steg 32 verbunden ist; dieser bildet einen Teil eines ringförmigen Bauteils 33, das vom Triebwerkgehäuse 10 durch etwa radial verlaufende Streben 34 gestützt wird. Das ringförmige Bauteil 33 weist einen sich in Richtung der Triebwerkachse erstreckenden ringförmigen Hohlraum 35 auf.
Das ringförmige Bauteil 33 bildet einen Teil eines doppelwandigen Gehäuses 36 mit inneren Wänden 37, 38 und äußeren Wänden 40, 41; diese Wände 37, 38, 40 und 41 sind mit dem ringförmigen Bauteil 33 durch Schrauben 42 verbunden. Zwischen den erwähnten Wänden erstrecken sich Kanäle 43 bzw. 44, die mit den axial voneinander entfernten Enden des ringförmigen Bauteils 33 in Verbindung stehen.
Die Wände 37 und 40 sind gegenüber der- Hülse 25 durch Labyrinthdichtungen 45 und,, 46 ,abgedichtet. Die Labyrinthdichtung 46 umfaßt drei ringförmige Dichtungsrippen 47 auf der Hülse 25, während die Labyrinthdichtung.45 --nur eine solche Rippe umfaßt, die, wie in der Zeichnung bei 48 angedeutet, ebenfalls an der Hülse 25 ausgebildet ist. Diese Konstruktion der Labyrinthdichtungen 45 und 46 gewährleistet zusammen mit den auf ihre. entgegengesetzten Seit&n wirkenden Gasdrücken, daß alle heißen Gase aus dem Kanal 43 verhältnismäßig leicht an der Dichtung 45 vorbei aus dem Gehäuse 36 austreten können, während das Hindurchströmen von Gasen aus dem Kanal 43 über die Dichtung 46 in den Innenraum 50 des Gehäuses 36 fast vollständig verhindert wird.
Die Wände 41 und 38 sind durch Läbyrinthdichtungen 52 und 51 gegenüber einem Flansch 53 der Hülse 54 abgedichtet, welche letztere mit der Welle 24 durch eine Keilverzahnung verbunden ist. Es sei bemerkt, daß die Dichtungen 51 und 52 drei ringförmige Dichtungsrippen 5 bzw. -vier. ringförmige Dichtungsrippen 56 umfassen, die am Flansch 53 ausgebildet sind, und daß diese Konstruktion das Hindurchströmen von Gas fast vollständig verhindert.
Mit dem Flansch 31 sind Gehäuseteile 57 und 58 verschraubt, die zusammen eine Schmierstoffkammer bilden, in der das Lager 28 angeordnet ist; die Gehäuseteile 57 und 58 sind gegenüber der Hülse 25 durch Dichtungen 60 und 61 abgedichtet. Mit dem Innenraum der Schmierstoffkammer steht eine Rohrleitung 62 in Verbindung, über die mit Hilfe einer hier nicht gezeigten Einrichtung Schmieröl zugeführt wird.
Dem Innenraum der Welle 24 wird von dem hier nicht gezeigten Verdichter Kühlluft zugeführt, die über die Öffnungen 27 in den Raum 26 und über Öffnungen 63 in der Hülse 25 und über Öffnungen 64 im Steg 32 in den Raum 50 gelangt. Diese Kühlluft dient somit zum Kühlen der Wände der Schmierstoffkammer, in der sich das Lager 28 befindet. Die Kühlluft tritt über einen die Ölleitung 62 konzentrisch umgebenden Auslaßkanal 65 in die Atmosphäre aus.
Die Läuferscheiben 16, -18 und 21 werden durch einen vom Verdichter zugeführten Kühlluftstrom gekühlt. Diese Kühlluft wird über einen Kanal 66 zugeführt; in der Zeichnung ist der Strömungsweg der Kühlluft durch die Pfeile 67, 68 und 69 angedeutet. Die Läuferscheibe 16 trägt eine Labyrinthdichtung 70, damit keine der Turbine 12 zugeführten heißen Gase längs .der Vorderseite .der Turbinenscheibe 1,6 nach innen strömen können.
Die an der Außenseite der Wand 41 vorbeiströmendeKühlluft wird bei ihrem Hinwegströmen über erhiüte Flächen 'der Turbine 12 erwärmt; dies gilt insbesondere. dann, wenn :an der Dichtung 70 eine Undichtigkeit vorhanden ist. Es wird jedoch verhindert, daß diese- erhitzte Luft das Lager 28 überhitzt, denn das Lager.wird nicht nur durch die durch die Welle 24 zugeführte Kühlluft gekühlt, sondern auch durch die doppelwandige Konstruktion des Gehäuses 36 gegen Überhitzung geschützt. Wenn die erhitzte Luft durch die Dichtung 52 hindurchdringt und in den Kanal 44 gelangt, strömt diese Luft lediglich durch den Hohlraum 35 und den Kanal 43 und an der Dichtung 45 vorbei aus dem Gehäuse 36.

Claims

Patentansprüche: 1. Lagerung eines Gasturbinentriebwerks, bei der ein ein Triebwerk-Wellenlager enthaltendes und mit Schnniermittelzufuhrleitungen versehenes erstes Gehäuse mit allseitigem Abstand von einem mit Zufuhr- und Abfuhrleitungen für ein Kühlmittel. - z. B. dem Triebwerkverdichter entnommener Druckluft - versehenen zweiten - Gehäuse umhüllt und von einer einem Heißgasdruckgefälle ausgesetzten Trennwand :des Triebwerkgehäuses getragen wird, wobei an sämtlichen Wellendurchführungen der Gehäuse Dichtungen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Gehäuse (37, 38) mit allseitigem Abstand unter Bildung eines Kanals (43, 44) von einem dritten Gehäuse (40, 41) umhüllt wird, an dessen Wellendurchführungen in bekannter Weise ebenfalls Dichtungen (45, 52) angeordnet sind, und daß die zum Atmosphärenraum hin gelegene Dichtung (45) auf geringere Dichtwirkung ausgelegt ist als die zum Turbinenraum hin gelegene Dichtung (52) und die Dichtungen (46, 51) des zweiten Gehäuses.
2. Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vom zweiten Gehäuse umschlossene Innenraum (50) in bekannter Weise mit der Hohlwelle (24) des Triebwerks in Verbindung steht, durch die Kühlmittel zuströmt, und einen Abflußkanal (65) aufweist.
3. Lagerung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abflußkanal konzentrisch zu einem Rohr (62) liegt, das als Schmiermittelzuflußleitung zur Kammer (57,58) dient. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr.-536 397; britische Patentschriften Nr. 578 765, 630 792.