DE19524732A1 - Lagerkammer-Anordnung für eine Gasturbinen-Welle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Lagerkammer-Anordnung für eine Gasturbinen- Welle, mit zumindest jeweils drei beidseitig des Lagers vorgesehenen Laby­ rinth-Dichtungen, die beidseitig jeweils eine Sperrkammer, in die ein Sperr­ luftstrom eingeleitet wird, sowie eine danebenliegende Entlüftungskammer begrenzen, aus der über die Labyrinth-Dichtung übergetretene Sperrluft durch eine Entlüftungsleitung abgeführt wird.

Bekannt ist eine derartige Lagerkammer-Anordnung aus der US 4 156 342. Dabei dient der Sperrluftstrom vorrangig zur Kühlung der Lagerkammer-An­ ordnung, jedoch kann die gleiche Anordnung auch dafür verwendet werden, das Lager in erster Linie optimal gegenüber der Umgebung abzudichten, d. h. insbesondere vor dem Zutritt der heißen Arbeitsgase in der Gasturbine zu schützen.

Weitere Verbesserungsmaßnahmen an der bekannten, hinsichtlich der Dichtwirkung äußerst vorteilhaften Lagerkammer-Anordnung aufzuzeigen, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß die Entlüftungsleitung in den Strömungskanal des Turbinenabschnittes der Gasturbine mündet. Dabei kann im Sinne einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung in der Entlüftungsleitung ein Kontrollorgan zur Überwachung der Ölfeuer-Ge­ fahr vorgesehen sein. Insbesondere ist dieses Kontrollorgan als Tempera­ tursensor ausgebildet.

Näher erläutert wird die Erfindung anhand der beigefügten Prinzipskizze eines bevorzugten Ausführungsbeispieles.

Dabei ist mit der Bezugsziffer 1 die Welle einer Gasturbine - diese weist wie üblich einen Verdichterabschnitt, eine Brennkammer, sowie einen Turbinen­ abschnitt auf - bezeichnet, die über ein Lager 2 gelagert ist. Die das Lager 2 umgebende Lagerkammer 3 ist vor dem Zutritt von heißem Arbeitsgas der Gasturbine zu schützen. Zu diesem Zweck sind beidseitig des Lagers 2 ne­ beneinanderliegend mehrere, jedoch zumindest drei Labyrinth-Dichtungen 4, 5, 6 zwischen der Gasturbinen-Welle 1 sowie der u. a. das Lager 2 auf­ nehmenden Begrenzungswand 7 angeordnet.

Jede innenliegende Labyrinth-Dichtung 4 begrenzt zusammen mit der mittle­ ren Labyrinth-Dichtung 5 eine sog. Sperrkammer 8, während von jeder äußeren Labyrinth-Dichtung 6 zusammen mit der mittleren Labyrinth-Dich­ tung 5 jeweils eine sog. Entlüftungskammer 9 begrenzt wird. In die Sperr­ kammer 8 wird über eine Zufuhrleitung 10 gemäß Pfeil Sperrluft eingeleitet, wobei dieser Sperrluftstrom aus einer geeigneten Stufe des nicht gezeigten Verdichterabschnittes der Gasturbine abgezweigt wird. Da beidseitig des Lagers 2 Sperrluft gleichen Überdrucks in die dort vorgesehenen Sperr­ kammern 8 gelangt, wird der zugeführte Sperrluftstrom über die mittleren Labyrinth-Dichtungen 5 in die jeweiligen Entlüftungskammern 9 gedrängt. Aus dieser Entlüftungskammer wird die Sperrluft gemäß Pfeilrichtung 11 über eine Entlüftungsleitung 12 abgeführt. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß keinesfalls heiße Luft aus dem Arbeitsgas-Strömungskanal der Gastur­ bine in die Lagerkammer 3 bzw. zum Lager 2 gelangen kann, gleichzeitig ist auf diese Weise sichergestellt, daß ein Sperrluftstrom nur gemäß Pfeilrich­ tung 11 aus dem Rotorinnenraum in Richtung des Lagers 2 gelangen kann.

Die Entlüftungsleitung 12 mündet im nicht gezeigten Strömungskanal der Gasturbine, und zwar im Turbinenabschnitt. Dies hat den Vorteil, daß die aus der Entlüftungskammer 9 über die Entlüftungsleitung 12 abgeführte Sperrluft im Turbinenabschnitt Arbeit leistet, d. h. es ergibt sich eine Verbes­ serung des Wirkungsgrades der Gasturbine gegenüber dem bekannten Stand der Technik, bei welchem der aus der Entlüftungskammer 9 abge­ führte Sperrluftstrom direkt in die Umgebung abgeführt wird. Ferner wird jede Gefahr einer Ölfeuer-Bildung im Rotorinnenraum ausgeschlossen.

Noch weiter reduziert werden kann die Ölfeuer-Gefahr, wenn in der Entlüf­ tungsleitung 12 ein entsprechend geeignetes Kontrollorgan vorgesehen ist. Dieses Kontrollorgan ist hier nicht dargestellt, kann jedoch als einfacher Temperatursensor ausgebildet sein, dessen Signale einer Auswerteelektro­ nik oder Pilotelektronik zugeführt werden. Zwar bleibt hiermit grundsätzlich die Gefahr eines Ölfeuers im Entlüftungsraum bestehen, jedoch kann diese mit Hilfe des Kontrollorganes sehr viel sicherer entdeckt werden. Dann ist es möglich, über die Triebwerksregelung Korrekturmaßnahmen zu ergreifen und - zur Schadenbegrenzung -, falls diese keine ausreichende Wirkung zeigen, das Triebwerk abzuschalten. Darüber hinaus kann die Auswer­ teelektronik bei einer Ölfeuer-Gefahr mögliche Schritte zur Verringerung dieser Gefahr einleiten. Daneben sind selbstverständlich eine Vielzahl wei­ terer Ergänzungen und Abwandlungen möglich, ohne den Inhalt der Pa­ tentansprüche zu verlassen.

Claims (2)

1. Lagerkammer-Anordnung für eine Gasturbinen-Welle (1), mit zumin­ dest jeweils drei beidseitig des Lagers (2) vorgesehenen Labyrinth- Dichtungen (4, 5, 6), die beidseitig jeweils eine Sperrkammer (8), in die ein Sperrluftstrom eingeleitet wird, sowie eine danebenliegende Entlüftungskammer (9) begrenzen, aus der über die Labyrinth-Dich­ tung (5) übergetretene Sperrluft durch eine Entlüftungsleitung (12) abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungsleitung (12) in den Strö­ mungskanal des Turbinenabschnittes der Gasturbine mündet.

2. Lagerkammer-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Entlüftungsleitung (12) ein Kon­ trollorgan zur Überwachung der Ölfeuer-Gefahr vorgesehen ist.