DE2325642B2

DE2325642B2 - Gasturbinenanlage

Info

Publication number: DE2325642B2
Application number: DE2325642A
Authority: DE
Inventors: William Reginald Rugby Warwickshire Carr (Grossbritannien)
Original assignee: Rolls Royce PLC
Current assignee: Rolls Royce PLC
Priority date: 1972-05-24
Filing date: 1973-05-21
Publication date: 1978-11-09
Also published as: US3837164A; FR2185755A1; FR2185755B1; CA980585A; DE2325642A1; JPS4943011A; GB1409902A; JPS5310205B2; IT987964B; DE2325642C3

Description

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Die Erfindung betrifft eine Gasturbinenanlage der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Bauart. Eine solche Anlage ist aus der GB-PS 6 34 554 bekannt. Dabei ist das Gehäuse der Nutzleistungsturbine ·>^Γ) einstückig mit dem Gehäuse des Gasgenerators hergestellt und es ist daher notwendig, in dieses gemeinsame Gehäuse die Rotorbauteile von Gasgenerator und Nutzleistungsturbine einzubauen, wobei die Turbinenschaufeln der Nutzleistungsturbine axial un- ^r>° mittelbar benachbart an die Turbinenschaufeln des Gasgenerators anschließen. Durch das einteilige Gehäuse für Gasgenerator und Nutzleistungsturbine bedingt müssen die Achsen der beiden rotierenden Systeme genau aufeinander fluchtend auf die gemeinsa- " me Gehäuseachse ausgerichtet werden, was insbesondere im Hinblick auf die voneinander unabhängige Lagerung der beiden Rotorsysieme schwierig ist, insbesondere ist es dabei schwierig, die Ausrichtung auch nach erfolgter Wärmeausdehnung im Betrieb ^b0 aufrechtzuerhalten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Gasturbinenanlage zu schaffen, die einfach aufgebaut werden kann und insbesondere die relative Ausrichtung von Nutzleistungsturbinenrotor im Nutzleistungsturbi- ^h=> nengehäuse zu erleichtern und zu verbessern.

Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Hierdurch wird erreicht, daß zunächst der Rotor der Nutzleistungsturbine unabhängig vom Gehäuse und unabhängig vom Gasgenerator aufgebaut werden kann, wonach das Gehäuse schwenkbar in die Träger eingehängt wird und dann mit dem Gasgenerator verbunden werden kann, wobei auf eine genaue Fluchtung der beiden Systemachsen kein besonderes Augenmerk gerichtet werden muß und jeweils unabhängig die Ausrichtung zwischen Rotor und Stator vorgenommen werden kann.

Es ist zwar durch die US-PS 33 24 657 bereits bekannt, das Gehäuse eines als Gasgenerator wirkenden Triebwerks um zwei Drehzapfen schwenkbar aufzuhängen, deren Achse die Triebwerksachse senkrecht schneidet, jedoch wird hierbei nicht allein das Gehäuse abgestützt, sondern über Lager innerhalb des Gehäuses auch der Rotoraufbau des Triebwerks, während bei der erfindungsgemäßen Gasturbinenanlage der Rotor der Nutzleistungsturbine unabhängig von dem schwenkbar getragenen Gehäuse gelagert ist.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäß aufgebauten Gasturbinenanlage,

Fig.2 eine Vorderansicht der Gasturbinenanlage nach F i g. 1.

Der Gasgenerator 10 weist einen Lufteinlaß 12, einen Kompressor, eine Verbrennungseinrichtung und eine den Kompressor treibende Turbine auf, die in der Zeichnung nicht ersichtlich sind, weil sie innerhalb des Gehäuses 14 befindlich sind. Das Statorgehäuse 16 einer Nutzleistungsturbine, welches Schaufeln 17 aufweist, ist an einer Bruchstelle 15 mit dem Gehäuse 14 des Gasgenerators verbunden.

Der Gasgenerator wird an seinem stromoberseitigen Ende von einem Lenker 18 getragen, der an einem Ende schwenkbar am Gasgenerator und am anderen Ende schwenkbar an einem geeigneten Trägeraufbau 19 angelenkt ist, z. B. an einem Dachstrebenfachwerk oder einem Portairahmen.

Das stromunterseitige Ende des Gasgenerators ist auf Drehzapfen 20 gelagert, deren Achsen fluchten und quer zum Gasgenerator verlaufen und die Längsachse des Gasgenerators schneiden. Die Drehzapfen 20 sind am Statorgehäuse 16 befestigt. Die Träger 21 der Drehzapfen sind am Boden 24 festgelegt.

Eine zentrale Festlegevorrichtung 22 ist am Gehäuse 16 in der Ebene einer vertikalen Mittellinie des Gehäuses 16 befestigt und besteht aus einer Zunge 23, die in einem Schlitz 23a beweglich ist, welcher in einem Block 23b ausgeformt ist, der am Boden 24 befestigt ist.

Ein Anschlag 23c ist am stromoberseitigen Ende des Schlitzes vorgesehen und ein weiterer Anschlag kann am stromunterseitigen Ende befindlich sein.

Ein am Boden 24 verankertes Trägergestell 26 besitzt zwei Lager 28 und eine Nutzleistungsturbine 30 mit Rotorschaufeln 31 und einer Welle 32 ist überhängend in den Lagern 28 geführt. Die Welle 32 kann mit einer Last (in der Zeichnung nicht dargestellt), z. B. mit einem elektrischen Generator, verbunden sein.

Die zentrale Festlegungseinrichtung 22 dient der Zentrierung bei der Expansion des Statorgehäuses 16 der Nutzleistungsturbine relativ zum Rotor und zur Begrenzung der Radialbewegung des Gehäuses 16 um die Drehzapfen 20, wodurch eine gegenseitige Störung

zwischen den Schaufeln 31 und dem Gehäuse 16 und/oder den Schaufeln 17 verhindert wird.

Wenn die Nutzleistungsturbine zusammengebaut wird, kann das Statorgehäuse anfänglich aufgebaut werden, ohne mit dem Gasgenerator verbunden zu werden. Das Gehäuse 16 ist um die Drehzapfen 20 schwenkbar und der Anschlag 23c verhindert eine zu weite Drehung des Gehäuses und eine Beschädigung der Rotorschaufeln. Dieser Anschlag kann am hinterer Teil des Schlitzes angeordnet sein je nachdem, auf welcher Seite der Drehzapfen 20 der Massenmittelpunkt des Gehäuses 16 liegt.

Im Betrieb kann die Länge des Lenkers 18 eingestellt werden, um einen korrekten Zwischenraum zwischen den Schaufeln 31 und dem Gehäuse 16 zu erhalten und um während des Laufs eine Ausdehnung des Gasgenerators zuzulassen.

Gemäß einer abgewandelten Ausführungsform kann der Lenker 18 wegfallen und der Gasgenerator kann an seinem stromoberseitigen Ende durch zwei Säulen 40 und einen Schwenkarm 42 abgestützt sein, der an den Enden zwischen dem Gasgenerator und jeder Säule angelenkt ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Gasturbinenanlage mit einem Gasgenerator und einer sich koaxial daran anschließenden Nutzleistungsturbine, bei der der Stator der Nutzleistungsturbine am Gasgenerator befestigt ist und bei der der Läufer der Nutzleistungsturbine von Lagern abgestützt ist, die unabhängig vom Gasgenerator und vom Stator der Nutzleistungsturbine sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (16) der Nutzleistungsturbine an zwei Drehzapfen (20) auf beiden Seiten des Stators (16) um eine Achse schwenkbar aufgehängt ist, die die Hauptachse der Anlage senkrecht schneidet und daß das stromoberseitige Ende des Gasgenerators (10) an einer beweglichen Tragkonstruktion (18, 19 bzw. 40, 42) abgestützt ist

2. Gasturbinenanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine zentrale Festlegevorrichtung (22) am Stator (16) der Nutzleistungsturbine angeordnet ist, welche eine Zunge (23) aufweist, die in einen Schlitz (23a) eines ortsfesten Bauteils einsteht und daß ein Anschlag (23c) an einem Ende des Schlitzes (23a,) vorgesehen und so angeordnet ist, daß der Stator (16) der Nutzleistungsturbine sich infolge thermischer Ausdehnung bewegen kann, jedoch ein Zusammenstoßen zwischen Stator (16) und Rotor (30) der Nutzleistungsturbine verhindert wird, wenn der Stator (16) vom Gasgenerator (10) abgenommen wird.

3. Gasturbinenanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die stromoberseitige Tragkonstruktion des Gasgenerators zwei Säulen (40) an jeder Seite des Gasgenerators und einen Schwenkarm (42) aufweist, der an einem Ende am ^ Gasgenerator (10) und am anderen Ende an der Säule (40) angreift.