DE3041157A1

DE3041157A1 - Gasturbinentriebwerk

Info

Publication number: DE3041157A1
Application number: DE19803041157
Authority: DE
Inventors: Terence Ralph Watford Hertfordshire Pellow
Original assignee: Rolls Royce PLC
Current assignee: Rolls Royce PLC
Priority date: 1979-11-03
Filing date: 1980-10-31
Publication date: 1981-05-07
Also published as: GB2062762B; JPS6137793Y2; DE3041157C2; FR2468739A1; JPS5696120A; GB2062762A; JPS6098730U; IT8025620A0; US4418528A; IT1134075B; FR2468739B1

Description

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London ΞΉ1Ε ίΑΤ
England

Gasturbinentriebwerk

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Gasturbinentriebwerk der Modulbauart.

Es ist neuerdings allgemein üblich, Gasturbinentriebwerke in Modulbauweise auszuführen. Derartige Triebwerke sind gewöhnlich so ausgebildet, daß sie leicht in die beiden Hauptbestandteile oder Moduln zerlegt werden können. Dadurch wird in hohem Maße die Zeitdauer vermindert,während der die Triebwerke außer Betrieb sind,um repariert und überholt zu werden. Wenn ein spezieller Modul die Aufmerksamkeit erfordert, dann kann er durch einen neuen Modul ersetzt werden, so daß das Triebwerk schnell wieder in Betrieb genommen werden kann, während an dem defekten Modul gearbeitet wird.

Um eine getreue Modularität zu gewährleisten, muß das Triebwerk so ausgebildet sein, daß jedes Modul soweit als möglich mechanisch, unabhängig von dem benachbarten Modul ist. So müssen die Lager,die die Haupttriebwerkwellen abstützen,so angeordnet werden, daß die von jedem Modul getragenen Wellen mit unabhängigen Abstützungen versehen sind, wenn die Modulen von einander getrennt werden. Das hat gewöhnlich zur Folge gehabt, daß die Lager im Abstand über die Länge des Triebwerkes verteilt werden mußten. Eine solche Anordnung ist jedoch nicht befriedigend im Hinblick auf die komplexe Ölversorgung und Lagerkühlung,die hierdurch bewirkt wird, insbesondere am heißen Turbinenende des Triebwerks.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Gasturbinentriebwerk der Modulbauart zu schaffen, bei dem die Lagerölzufuhr und die Kühlung vereinfacht sind.

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-Γ-

Die Erfindung geht aus von einem Gasturbinentriebwerk der Modulbauart, mit einem Gasgeneratormodul und einem Nutzleistungsturbinenmodul, wobei jeder Modul seinerseits einen Rotor aufweist, der von einer sich drehenden Welle getragen wird und diese sich drehenden Teile von dem Stator des jeweiligen Moduls durch mehrere Lager abgestützt werden.

Gemäß der Erfindung wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß die Lager innerhalb des Gasturbinenmoduls und das stromabwärtige Lager innerhalb des Gasgeneratormoduls in einer gemeinsamen Kammer liegen, die durch Abschnitte sowohl vom Gasgeneratormadul als auch von Nutzleistungsturbinenmodulen gebildet ist.

Jede der drehbaren Wellen werden vorzugsweise vom Stator des jeweiligen Moduls über zwei axial im Abstand zueinander liegende Lager abgestützt.

Die Lager innerhalb des Nutzleistungsturbinenmoduls sind vorzugsweise axial im Abstand so zueinander angeordnet, daß die Welle abgestützt wird, wenn das Nutzleistungsturbinenmodul und das Gasgeneratormodul voneinander getrennt werden.

Die Welle die innerhalb des Nutzleistungsfcurbinenmoduls abgestützt ist, endet vorzugsweise am stromaufwärtigen Ende des Triebwerkes in einem Nutzleistungsabtriebsflansch.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt einen Teilschnitt eines Gasturbinentriebwerks gemäß der Erfindung.

Das Gasturbinentriebwerk 10 weist in Strömungsrichtung hintereinander einen Kompressor 11, eine Verbrennungeinrichtung

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und eine Turbine 13 auf. Der Kompressor 11 ist allgemein als Axialkompressor mit Ausnahme der letzten Stufe ausgebildet, welche eine Zentrifugalstufe ist. Die Zentrifugalstufe .richtet die komprimierte Luft radial nach außen in die Verbrennungseinrichtung 12,die von der Bauart mit Umkehrströmung ist.

Das Gasturbinentriebwerk 10 ist in Mpdulbauweise ausgeführt und die Moduln weisen einen Gasgeneratormodul 14 und einen Nutzleistungsturbinenmodul 15 auf. Der Gasgeneratormodul 14 umfaßt den Kompressor 11, die Verbrennungseinrichtung 12 und jenen Teil der Turbine 13 die den Kompressor 11 antreibt. Der Nutzleistungsturbinenmodul 15 umfaßt den übrigen Teil der Turbine 13.

Der Gasgeneratormodul 14 weist einen Rotor und einen Stator auf. Der Rotor wird von einer Welle 16 getragen und der gesamte Aufbau wird von dem Statormodul über zwei im axialen Abstand liegende Lager 17 und 18 abgestützt. Der Turbinenteil des Rotors umfaßt zwei miteinander verbundene Scheiben 19 und 20 , die den Laufschaufelkranz 21 bzw. 22 tragen. Die Laufschaufelkränze 21 und 22 sind axial benachbart zu Statorschaufelkränzen 23, 24 und 25 angeordnet,die am Stator des Moduls 14 stronab der Verbrennungseinrichtung 12 montiert sind.

Der Statorschaufelkrariz 25 ist mit einer nach innen gerichteten Ringscheibe 26 versehen, die in einem Ringlagerträger 27 endet. Der Lagerträger 27 bildet den Statorträger für das stromabwäetige Lager 18 des Gasgeneratormoduls 14. Außerdem wird hiervon ein Element 28 einer Labyrinthdichtung 29 abgestützt,deren anderes Element 30 von einem Ringkörper 31 getragen wird, der an der Scheibe 20*.'ansetzt.

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Zwei weitere ringförmige Anordnungen von Statorbauteilen 32 und 33 sind stromab des Stators 25 vorgesehen. Der erste Statorbauteil 32 stellt die letzte Stufe des Gasgeneratormoduls l4 dar und der zweite Statoraufbau 33 bildet die erste Statorstufe des Nutzleistungsturbinenmoduls 15 ·

Die Teilungslinie zwischen Gasgeneratormodul·· 14 und Nutzleistungsturbinenmodul 15 läuft zwischen den Statoraufbauten 32 und 33 hindurch und ist durch die strichpunktierte Linie 34 gekennzeichnet.

Der erste Statoraufbau 33 der Nutzleistungsturbine r-.15 ist mit einem radial nach innen gerichteten Bauteil 35 versehen, das in einem langgestreckten ringförmigen Lagerträger 36 endet. Die Welle 39 der Nutzleistungsturbine wird durch zwei im axialen Abstand zu einander liegende Lager 37 und 38 abgestützt, die am Lagerträger 26 montiert sind.

Die Welle 39 der Nutzleistungsturbine trägt zwei Scheiben 40 und $1, die ihrerseits Laufschaufelkränze 42 und 43 tragen. Zwischen den Laufschaufelkränzen 42 und 43 befindet sich ein Statorleitschaufelkranz 44 und stromauf des Laufschaufelkranzes 42 befindet sich ein Leitschaufelkranz 33 und stromab des Laufschaufelkranzes 43 ist eine Leitschaufelstufe 45 angeordnet. Die Statorleitschaufeln33, 34 und 35 sind jeweils auf den Statorbauteilen des Nutzleistungsturbin^ noduls 15 angeordnet. Die Welle 39 der Nutzleistungsturbine steht durch die Gasgener atοrwelIe 16 hindurch und endet in einem Abtriebsflansch 44'jder vor dem Triebwerk 10 aus diesen heraussteht.

Der langgestreckte Lagerträger 36 ist mit einem zurückspringendem Ring 45" versehen, der das stromabwärtige Ende des Lagerträgers 27 dichtend aufnimmt. Außerdem trägt der Lagerträger einen Ring 46 einer Labyrinthdichtung 47,deren anderes Element 48 von der Welle der Nutzleistungsturbine 39 getragen wird.

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Zwischen der Gasgeneratorwelle 16 und der Welle 39 der Nutzleistungsturbine ist eine öldichtung 49 an einer Stelle radial innerhalb des Lagers 18 angebracht. Infolgedessen dient die öldichtung 49 zusammen mit den Labyrinthdichtungen 29 und 47 und weiteren Teilen des Gasgeneratormoduls und des Nutzleistungsturbinenmoduls dazu, eine Kammer 50 zu definieren, die das stromabwärtige Lager 18 des Gasgeneratormoduls 14 und beide Lager 37 und 38 des Nutzleistungsturbinenmoduls 15 enthält.

Da die Unterteilungslinie 34 der Moduln zwischen den Statorbauteilen 32 und 33 verläuft, tritt sie auch durch die Lagerkammer 50 hindurch. Wenn die Moduln 14 und 15 voneinander getrennt werden,wird demgemäß jede der Wellen l6 und 39 von zwei axial im Abstand zueinander liegenden Lagern abgestützt, so daß jede der Wellen l6 und 39 mit einer eigenen unabhängigen Abstützung im eigenen Modul versehen ist.

Da die Lager 18, 37 und 38 sämtlich in einer einzigen Kammer 50 liegen, ist die Schmiermittelzufuhr und die Kühlluftzuführ sehr viel einfacher als wenn es der Fall wäre, wenn die Lager in mehreren im Abstand zu einander angeordneten Kammern untergebracht wären.

Patentansprüche:

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Claims

Patentanwälte Dipl.-Ing. Curt Wallach Dipl.-Ing. 6ünther Koch

3041157 Dipl.-Phys. Dr.Tino Haibach Dipl.-Ing. Rainer Feldkamp

D-8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 24 02 75 · Telex 5 29 513 wakai d

Datum; 31. Oktober 198Ο

OHl - Ko/Vi

Unser Zeichen:

PATENTANSPRÜCHE

Gasturbinentriebwerk in Modulbauweise mit einem Gasgeneratormodul und einem Nutzleistungsturbinenmodul, wobei jeder Modul seinerseits einen von einer Welle getragenen Rotor aufweist, und jede Rotorwelle und jeder Rotoraufbau vom Stator des jeweiligen Moduls über mehrere Lager abgestützt ist,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Lager (37,38) innerhalb des Nutzleistungsturbinenraoduls (15) und das stromabwärtige Lager (l8) innerhalb des Generatorsmoduls (14) in einer gemeinsamen Lagerkammer (50) angeordnet sind, die durch Teile vom Gasgeneratormodul (14) und Nutzleistungsturbinenmodul (15) definiert ist.

2^.Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß jede der drehbaren Wellen (l6, 39) von dem Stator des jeweiligen Moduls (14, 15) durch zwei im axialen Abstand zu_einander angeordnete Lager (17,l8;37,38) abgestüE*. ^A st.

3. Gasturbinentriebwerk nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die Lager (37,38) innerhalb des Nutzleistungsturbinenmoduls (15) derart distanziert sind, daß eine Abstützung für die jeweilige Welle (39) geschaffen wird ,wenn der Nutzleistungsturbinenmodul (15) und Gasgeneratormodul (14) voneinander getrennt sind.

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²J. Gasturbinentriebwerk nach einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die innerhalb des Nutzleistungsturbinenmoduls (15) abgestützte Welle (39) am stromaufwärtigen Ende des Triebwerks (10) in einem Abtriebsflansch (44') endet.

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