DE2324880C3 - Gehäuse eines Gaserzeugers für Gasturbinenanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gehäuse eines Gaserzeugers für Gasturbinenanlagen, insbesondere für Fahrzeug-Gasturbinenanlagen, welches zumindest teilweise in einem auch eine Nutz- oder Arbeitsturbine umhüllenden Hauptgehäuse angeordnet ist und wenigstens aus einem ein Verdichtergehäuse bzw. dessen Luftführungskanal bildenden Verdichtergehäuseteil, einem Deckel und einem glockenförmig ausgebildeten Teil besieht, wobei im Gehäuse wenigstens ein Radialverdichter mit seiner Lagerung, die Lagerung einer den Radialverdichter mechanisch antreibenden Ciiiser/.eugerturbine und deren Verbindungsteile, sowie ein Uniersetzungsgetriebe zum Antrieb von Hilfsaggregalen vorgesehen sind, und wobei der glockenförmige Teil des Gehäuses als Lagergehäuse ausgebildet ist, und an der Seite seiner größten radialen Ausladung eine senkrecht zu seiner Symmetrieachse verlaufende, fest angegossene Lagerwand aufweist.

Bei einem solchen, aus der US-PS 30 77 074 bekannten Gehäuse sind zwar die Lagerstellen für das ■> Turbinenrad und das Verdichterrad des Gaserzeugers in einem als einteiliges Gehäuseteil ausgebildeten, glokkenförmigen Lagergehäuse vorgesehen, jedoch sind die meisten Lagerstellen für die Zahnräder des Untersetzungsgetriebes in dem Deckel vorhanden. Ferne^ ist die

ίο Lagerstelle für das Verdichterrad in der senkrechten Lagerwand vorgesehen, und der Verdichtergehäuseteil ist mehrteilig ausgeführt Das Gehäuse des Gaserzeugers ist mittels Schrauben, die jedoch nicht mit den Befestigungsschrauben des Verdichtergehäuseteils am Lagergehäuse und den Befestigungsschrauben des Ueckels am Lagergehäuse identisch sind, an Flanschen des Hauptgehäuses befestigt. — Ein solches Gaserzeugergehäuse weist eine Reihe von Nachteilen auf, die sich insbesondere bei der Montage und bei Reparaturarbeiten unangenehm bemerkbar machen. So erfordert z. B. die Lagerung in zwei Teilen (Lagergehäuse; Deckel) sowohl beim Herstellen dieser Teile als auch bei der späteren Montage ein besonderes Maß an Genauigkeit, denn die beiden Teile müssen ganz genau bearbeitet werden. Reparaturarbeiten, wie z. B. Auswechseln eines Zahnrades des Untersetzungsgetriebes sind umständlich und teuer, denn es muß zuvor der gesamte Gaserzeuger vom Hauptgehäuse entfernt werden.

Aus der DE-AS 12 59 646 ist eine stationäre oder fahrbare Gasturbinenanlage bekannt, deren Gaserzeuger und Nutzturbine in Form kompletter Einheiten ausgebildet und in ein auch die Nutzturbine umhüllendes Hauptgehäuse eingeschoben sind, wobei zwischen dem

)5 Hauptgehäuse und den Außenflächen der Einschubeinheiten Radialdichtungen vorgesehen sind. Die Innenflächen des Hauptgehäuses weisen zylindrische Führungsflächen für die eingeschobenen Einheiten auf, wobei die Führungsflächen gleichzeitig für die gegenseitige Zentrierung der Einheiten sorgen. Die Gaserzeugereinheit, die ein den Verdichter-Luftführungskanal bildendes Verdichtergehäuseteil, eine senkrecht zur Symmetrieachse der Gaserzeugereinheit verlaufende, zwischen dem Verdichterluftführungskanal und dem übrigen

v> Gaserzeuger liegende Trennwand sowie ein Verdichterturbinengehäuse aufweist, ist mittels Schrauben am Hauptgehäuse befestigt. — Die beiden Lager der Gaserzeugerwelle sind jedoch einerseits in der Trennwand und andererseits in einem am Verdichtergehäuse-

M) teil lösbar befestigten Gehäuseteil gelagert. Ferner sind auch die Untersetzungsgetriebeteile in einem gesonderten, vor dem Verdichtergehäuseteil liegenden Gehäuse untergebracht. Außerdem sind die Durchmesser der radialen, der Führung bzw. Zentrierung dienenden

« Außenflächen der einzelnen Gehäuseteile der Gaserzeugereinheit verschieden, und die Trennwand, der Verdichtergehäuseteil und das Verdichtergehäuse sind miteinander über weitere Schrauben verbunden.
Der Erfindung liegt die <\ufgabe zugrunde, ein Gehäuse für den Gaserzeuger einer Gasturbinenanlage zu schaffen, das, unter Einhaltung der erforderlichen Genauigkeit, herstellungsmäßig einfach und billig sowie leicht montierbar und derart demontierbar ist, daß alle in ihm angeordneten, einem Verschleiß ausgesetzten

hi Teile leicht ausgewechselt werden können. Es soll also u. a. ein reparaturfreundliches Gehäuse geschaffen werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im

Anspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Durch die erfindungsgemäöe Ausbildung des Gaserzeugergehäuses können alle erforderlichen Gehäuseteile billig und einfach hergestellt werden. So ist z. B. beim Gießen des Lagergehäuses nur ein zentraler Kern ·> erforderlich. Der Deckel und der Verdichtergehäuseteil bilden gießtechnisch einfache, kernlose Teile, die durch ihre an den maßgebenden Stellen kreisrunde Form leicht bearbeitbar sind. Bezüglich der Genauigkeit werden daher Leine besonderen Anforderungen ge- ι ο stellt. — Die Aufteilung des Gaserzeugergehäuses in drei, jeweils einer bestimmten Funktion zugedachten Teile (Lagergehäuse; Deckel; Verdichtergehäuseteil) ermöglicht es, den Luftführungskanal für den Verdichter glatt und ohne Durchbrüche auszuführen. Außerdem sind keine zusätzlichen Abdichtstellen erforderlich. — Bei Reparaturen am Untersetzungsgetriebe brauchen nur die alle Gehäuseteile gemeinsam mit dem Hauptgehäuse verbindenden Schrauben gelöst werden, um den Verdichtergehäuseteil, das Verdichterrad und schließlich den Deckel abnehmen zu können. Danach kann durch Lösen jeweils einer Schraube wenigstens ein Zahnrad ausgetauscht werden. Selbst das auf der Gaserzeugerwelle befestigte Abtriebsritzel liegt vorder ersten Lagerstelle der Gaserzeugerwelle und ist daher jederzeit ohne Ausbau der Gaserzeugerwelle oder eines ihrer Lager leicht zu ersetzen. Beim Zusammenbau des Gaserzeugergehäuses bedarf es keiner besonderen Sorgfalt, denn alle Lagerstellen sind bereits genau eingerichtet und der Deckel sowie der Verdichtergehäu- jo seteil erhalten ihre genaue zentrische Lage praktisch von selbst, sobald sie in das Hauptgehäuse eingeschoben werden. Schließlich bringt die erfindungsgemäße Ausbildung des Gaserzeugergehäuses auch noch Vorteile, wenn, zwecks Auswechseln der Gaserzeugerwelle oder deren Lager, das Lagergehäuse aus dem Hauptgehäuse genommen werden muß, denn die Lagerung der Zahnräder des Untersetzungsgetriebes wird dadurch nicht verändert und die Ausnehmungen für die neu einzusetzenden Wellenlager bleiben ebenfalls fest zueinander ausgerichtet.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 und 3 gekennzeichnet.

Durch die im Anspruch 3 gekennzeichneten Maßnahmen werden eine Vereinfachung in der Herstellung und der Montage der Zahnradlager erzielt, sowie ein leichtes Montieren und Demontieren der Zahnräder ermöglicht. Außerdem ist die Form des Lagergehäuses vereinfacht, und es braucht auf die Genauigkeit der Lager, wie sie bei zwei Lagern notwendig wird, keine Rücksicht genommen werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben. Die Figur zeigt einen vereinfachten Längsschnitt durch das Gehäuse eines Gaserzeugers mit den wichtigsten in ihm angeordneten Teilen, welches in einem nur angedeuteten Hauptgehäuse eingebaut ist. — In der Figur sind nur die zur Erfindung gehörenden bzw. zum Nachweis der Vorteile notwendigen Teile in einfachster Form dargestellt; Schmierölkanäle, Luftfüh- bo rungen, genaue Ausbildung der Lager, Isolierschichten usw. sind nicht eingezeichnet, um das Bild übersichtlich zu halten.

Das Gehäuse des Gaserzeugers besteht aus einem glockenförmigen Lagergehäuse 1 mit einer Lagerwand la, einem Deckel 2 und einem Verdichtergehäuseteil 3 Das Lagergehäuse 1, der Deckel 2 und der Verdichtergehäuseteil 3 weisen in radialer Richtung nahezu gleich große, kreisförmige (zylindrische) Außenflächen 4, 5, 6 auf, durch die sie in einem Hauptgehäuse 7 zentrisch geführt sind. In den Außenflächen 5 und 6 des Deckels 2 und des Verdichtergehäuseteils 3 sind Radialdichtungen 35, 36 zum Absperren der durch die Verdichterluftführung in das Hauptgehäuse 7 geführten komprimierten Luft vorgesehen. In axialer Richtung liegt das Lagergehäuse 1 mit einer Stirnfläche 8 am Hauptgehäuse 7, der Deckel 2 mit einer Stirnfläche 9 am Lagergehäuse 1 und der Verdichtergehäuseteil 3 mit in seinem Verdichterluftführungskanal 20 vorgesehenen Schaufeln 11 an dem Deckel 2 an. Durch gemeinsame Schrauben 12 sind die Teile 1, 2 und 3 fest mit dem Hauptgehäuse 7 verbunden. Am freien Ende des Lagergehäu-.es 1 ist ein für die Leitschaufeln 13 der Gaserzeugerturbine vorgesehenes Le> .-Tinthgehäuse 14 befestigt, an das sich ein zur Nulziurb-ie führender Zwischendiffusor 15 anschließt. Auf der Seite der Leitschaufeln 13 ist um das Lagergehäuse 1 eine Spirale 16 angeordnet, von der aus das in der Brennkammer erzeugte. Gas der Gaserzeugerturbine zugeleitet wird. Am anderen Ende des Gaserzeugergehäuses 1, 2, 3 ist am Verdichtergehäuseteil 3 ein Flansch 17 zum Anschluß eines Luftfilters oder eines evtl. zwischengeschalteten Vorschalldämpfers vorgesehen. Die Mittelachse χ des in seiner Außenform rotationskörperförmigen Gaserzeugergehäuses 1, 2, 3 bildet gleichzeitig die Mittelachse einer in zwei Lagern 18,19 des Lagergehäuses 1 gelagerten, einerseits bis in das Labyrinthgehäuse 14 andererseits durch den Deckel 2 bis in den Verdichterluftansaugteil dss Verdichterluftführungskanals 20 hindurchgeführten Welle 21, an der einerseits ein Turbinenrad 22 der Gaserzeugerturbine und andererseits ein Verdichterrad 23 des Radial /erdichters, letzteres mittels einer von außen zugänglichen Schraube 24, befestigt sind. Zwischen dem Deckel 2 und dem dies.n am nächsten liegenden Lager 18 ist auf der Welle 21 ein Abtriebsritzel 25 angeordnet, welches zusammen mit den Zahnrädern 26,27 und 28 ein Untersetzungsgetriebe für den Antrieb von nicht dargestellten Hilfsaggregaten wie Lenkhilfspumpe, Getriebeschaltpumpe, Einspritzgerät, Kühlgebläse für Ölkühler, Schmierölpumpe, Antrieb für Wärmetauscher u. a. bildet. Die Zahnräder 26 und 27 sind fest miteinander verbunden auf einem in der Lagerwand la des Lagergehäuses 1 eingepreßten Lagerbolzen 29 einseitig gelagert und werden nur durch eine Scheibe 30 und eine Schraube 31 gehalten. Ebenso ist das Zahnrad 28 auf einem \n der Lagerwand la eingepreßten Lagerbolzen 32 angeordnet und wird durch eine Scheibe 33 und eine Schraube 34 gehaltc:i.

Die Demontage der Zahnräder 26, 27, 28 oder des Abtriebsritzels 25 erfolgt durch Lösen der Schrauben 12, Abnehmen des Verdichtergehäuseteils 3. Lösen der Schraube 24, Abnehmen des Verdichlerrades 23, Abnehmen des Deckels 2 und Lösen der Schraube 31 bzw. der Schrauben 31, 34. Die Montage geht in umgekehrter Reihenfolge vor sich.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Gehäuse eines Gaserzeugers für Gasturbinenanlagen, insbesondere für Fahrzeug-Gasturbinenanlagen, welches zumindest teilweise in einem auch eine Nutz- oder Arbeitsturbine umhüllenden Hauptgehäuse angeordnet ist und wenigstens aus einem ein Verdichtergehäuse bzw. dessen Luftführungskanal bildenden Verdichtergehäuseteil, einem Deckel und einem glockenförmig ausgebildeten Teil besteht, wobei im Gehäuse wenigstens ein Radialverdichter mit seiner Lagerung, die Lagerung einer den Radialverdichter mechanisch antreibenden Gaserzeugerturbine und deren Verbindungsteile, sowie ein Untersetzungsgetriebe zum Antrieb von Hilfsaggregaten vorgesehen sind, und wobei der glockenförmige Teil des Gehäuses als Lagergehäuse ausgebildet ist und an der Seite seiner größten radialen Ausladung eine senkrecht zu seiner Symmetrieachse verlaufende, fest angegossene Lagerwand aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß im Lagergehäuse(l)und in der Lagerwand(iayaiie Lagersteiien für das Turbinenrad (22) der Gaserzeugerturbine, das Verdichterrad (23) des Radialverdichters und alle zum Untersetzungsgetriebe gehöi enden Zahnräder (26,27,28) vorgesehen sind, daß der Deckel (2) als reine Trennwand zwischen dem Verdichterluftführungskana! (20) und dem übrigen Gaserzeuger im Lagergehäuse (1) ausgebildet ist, und daß das Lagergehäuse (1), der Deckel (2) und der Verdichtergehäuseteil (3) jeweils nahezu den gleichen Außendurchmesser aufweisen und in Führungen bzw. Zentrierungen des Hau^tgehätres (7) aneinandergereiht einschiebbar und durch allen Teilen (1, 2, 3) gemeinsame Schrauben (12) an d^;-sem befestigt sind.

2. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Hauptgehäuse (7) und den Außenflächen (5, 6) des Deckels (2) und des Verdichtergehäuseteils (3) Radialdichtungen (35,36) vorgesehen sind.

3. Gehäuse nach den Ansprüchen I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerstellen für das Untersetzungsgetriebe als in die Lagerwand (in) eingepreßte, an der dem Verdichter bzw. dem Deckel (2) zugewandten Seite vorstehende Lagerbolzen (29, 32) ausgebildet sind, und daß auf diesen Lagerbolzen (29, 32) die Zahnräder (26, 27, 28) einseitig gelagert sind.