DE4412314A1

DE4412314A1 - Ölablaufleitung einer thermischen Turbomaschine

Info

Publication number: DE4412314A1
Application number: DE19944412314
Authority: DE
Inventors: Kamil Matyscak
Original assignee: ABB Management AG
Current assignee: ABB Schweiz Holding AG
Priority date: 1994-04-11
Filing date: 1994-04-11
Publication date: 1995-10-12
Also published as: JPH07279615A

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft eine Ölablaufleitung einer thermischen Turbomaschine, insbesondere einer axialdurchströmten Gastur bine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches.

Stand der Technik

Thermische Turbomaschinen, insbesondere axialdurchströmte Gasturbinen, bestehen bekanntermaßen im wesentlichen aus dem beschaufelten Rotor und dem mit Leitschaufeln bestückten Schaufelträger, der im Turbinengehäuse eingehängt ist. An das Turbinengehäuse schließt sich das Abgasgehäuse an. Es ist bei modernen Maschinen nicht mehr selbst am Fundament abge stützt, sondern am Turbinengehäuse angeflanscht und besteht im wesentlichen aus einem nabenseitigen ringförmigen Innen teil und einem ringförmigen Außenteil, welche den Abgasdif fusor begrenzen. Das Innenteil und das Außenteil sind durch mehrere angeschweißte radiale Strömungsrippen, die vorzugs weise hohl ausgebildet sind und gleichmäßig über den Umfang angeordnet sind, miteinander verbunden. Im Hohlraum innerhalb des Innenteiles, also innerhalb der Diffusorkonstruktion selbst, ist die austrittsseitige Lagerung des Turbinenläufers angeordnet.

Parallel zur Öldruckleitung, in welcher das Öl zum Lager ge führt wird, ist bisher die Ölablaufleitung angeordnet, in welcher das Öl vom Lager nach außen geleitet wird. Sie wird vom Lager aus zunächst parallel zur Maschinenachse, also in axialer Richtung, durch den Abgasdiffusor nach hinten und dann durch eine der großen Hohlrippen nach außen geführt. Da aus strömungstechnischen Gründen und zur besseren Beein flussung des Wirkungsgrades bei stationären Gasturbinenanla gen relativ lange, sich vorzugsweise in axialer Richtung er streckende Abgasdiffusoren verwendet werden, ergibt sich nachteilig aus diesem Stand der Technik, daß die Ölleitung relativ lang ist und daß Probleme mit der Neigung der Ölab laufleitung auftreten.

Bei Turbomaschinen der eingangs genannten Art befindet sich die abgasseitige Wellenlagerung innerhalb des Diffusor-Innen ringes während des Betriebes der Maschine in einer äußerst heißen Umgebung. Sowohl die Positionierung des Lagers, als auch die Aufnahme der üblicherweise vertikalen Last befinden sich in der Diffusorkonstruktion. Auf Grund der niedrigen Zeitstandfestigkeit der verwendeten Materialien kann sich deshalb im Laufe der Zeit die gesamte Tragstruktur deformie ren. Deshalb wurde in EP 0 491 966 eine Maßnahme vorgeschla gen, bei der die Abstützung der austrittsseitigen Lagerung von den Einflüssen aus Wärmebeanspruchung und Wärmedehnung des Gehäuses und der Diffusorwandung unabhängig ist. Dabei ist das Lagergehäuse mit am Innenteil des Abgasgehäuses ange ordneten Verstellelementen in seiner Lage positionierbar und über mindestens eine Federstütze am Fundament abgestützt. Die Verbindung des Lagergehäuses mit der Federstütze erfolgt über einen Balken. Die Lagerlast wird nun nicht mehr von der Dif fusorkonstruktion aufgenommen, sondern über den Balken auf die auf dem Fundament stehende Federstütze übertragen, so daß die Diffusorkonstruktion leichter ausgeführt werden kann und teures warmfestes Material eingespart wird.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Turboma schine der eingangs genannten Art die Ölablaufleitung so an zuordnen, daß ein problemloser Ölablauf ermöglicht wird, daß die Ölablaufleitung möglichst kurz ist und daß gleich zeitig möglichst wenig Konstruktionsteile notwendig sind.

Erfindungsgemäß wird dies bei einer Turbomaschine gemäß Oberbegriff des Anspruches 1 dadurch erreicht, daß die Ölab laufleitung direkt mit dem Unterteil des Lagergehäuses öl dicht und beweglich verbunden ist, durch eine hohl ausgebil dete vertikale Rippe durch den Diffusor aus dem Abgasgehäuse herausgeführt ist und mit der Federstütze verbunden ist.

Die Vorteile der Erfindung bestehen unter anderem darin, daß gegenüber dem bisherigen Stand der Technik ein kürzerer Ölab lauf realisiert wird, keine Probleme mit der Neigung der Öl ablaufleitung mehr bestehen und weniger Konstruktionsteile benötigt werden, weil das Ölablaufrohr, vorausgesetzt es ist auf entsprechende Knicksicherheit dimensioniert, gleichzeitig als Federbein für das Lagergehäuse dient.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer einwelligen axialdurchströmten Gasturbine mit axialem Abgasdiffusor dargestellt.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Teillängsschnitt einer Gasturbine mit der erfindungsgemäßen Anordnung der Ölablaufleitung;

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1 im Be reich des Lagers;

Fig. 3 einen Querschnitt durch den Abgasdiffusor nach der Linie 3-3 in Fig. 1.

Es sind nur die für das Verständnis der Erfindung wesentli chen Elemente gezeigt. Nicht dargestellt sind von der Anlage beispielsweise der Verdichterteil, die Brennkammer, das voll ständige Abgasrohr und der Kamin. Die Strömungsrichtung des Öles ist mit Pfeilen bezeichnet.

Weg zur Ausführung der Erfindung

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei spieles und der Fig. 1 bis 3 näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine thermische Turbomaschine, in diesem Falle eine axialdurchströmte Gasturbine, von der die Abgasseite und die vier letzten Stufen dargestellt sind. Sie besteht im we sentlichen aus dem Rotor 1 und dem mit den Leitschaufeln be stückten Schaufelträger 2, welcher im Turbinengehäuse 3 ein gehängt ist. An das Turbinengehäuse 3 ist das Abgasgehäuse 4 angeflanscht. Dieses besteht im wesentlichen aus einem naben seitigen ringförmigen Innenteil 5 und einem ringförmigen Außenteil 6, welche den Diffusor 7 begrenzen. Die Teile 5 und 6 sind durch mehrere angeschweißte radiale Strömungsrippen 8 miteinander verbunden, wobei die Strömungsrippen 8 vorzugs weise Hohlrippen sind und gleichmäßig verteilt über den Um fang angeordnet sind.

Die austrittsseitige Lagerung des Rotors 1 ist innerhalb des Innenteils 5 angeordnet. Der Rotor 1 liegt in einem Lager 9, dessen Lagergehäuse 10 mittels Verstellelementen 11 (siehe Fig. 3), welche Bestandteile des Innenteils 5 sind, positio niert ist. Da das am Turbinengehäuse 3 angeflanschte Abgasge häuse 4 als starre Verlängerung des Turbinengehäuses 3 anzu sehen ist, genügen diese Verstellmittel 11 zur Lagereinstel lung, und es erübrigen sich alle weiteren Hilfsmittel, welche die Einhaltung der Lagerlinie gewährleisten.

Aus Fig. 2 ist die Anordnung der Ölablaufleitung 12 am Unter teil des Lagergehäuses 10 ersichtlich. Die Ölablaufleitung 12 ist an ihrem oberen Ende mit üblichen Mitteln, beispielsweise einem Kugelgelenk 13, am Unterteil des Lagergehäuses 10 be weglich befestigt und über einen Dichtring 14 abgedichtet. Die Ölablaufleitung 12 ist vertikal durch die untere hohle Strömungsrippe 8 im Abgasdiffusor 7 hindurchgeführt und ge langt auf diesem kurzen Wege nach außen.

Das Öl fließt durch die Ölnuten 16 aus dem Lager 9, gelangt zur Ölablaufleitung 12 und wird durch dieses Rohr nach außen in den Öltank geführt. Ist der Öltank genügend tief angeord net, dann entsteht in der Ölablaufleitung kein Siphon-Effekt.

Die Ölablaufleitung 12 ist auf Knicksicherheit dimensioniert. Sie ist mit einer auf dem Fundament stehenden handelsüblichen Federstütze 15 verbunden und dient somit als Federbein für das Lagergehäuse 10. Dadurch wird, wie in EP 0 491 966 anhand der Verwendung eines zusätzlichen Balkens beschrieben, die Lagerlast nicht mehr von der Diffusorkonstruktion aufgenom men, sondern aus dem heißen Diffusorbereich herausgeführt, d. h. mit der erfindungsgemäßen Lösung werden einerseits die gleichen Vorteile wie in EP 0 491 966 erreicht, andererseits kommen folgende weitere positive Aspekte hinzu. Der Ölablauf ist wesentlich kürzer als beim bisherigen Stand der Technik, denn er muß nicht mehr durch den langen axialen Diffusor nach hinten geführt werden. Es gibt keine Probleme mit der Neigung der Leitung mehr. Außerdem sind weniger Konstruk tionsteile erforderlich, da anstelle des Balkens, der zur Verbindung des Lagergehäuses 10 mit der Federstütze 15 nach EP 0 491 966 notwendig wäre, die Ölablaufleitung 12 verwendet wird.

Bezugszeichenliste

1 Rotor
2 Schaufelträger
3 Turbinengehäuse
4 Abgasgehäuse
5 Innenteil
6 Außenteil
7 Diffusor
8 Strömungsrippe
9 Lager
10 Lagergehäuse
11 Verstellelemente
12 Ölablaufleitung
13 Kugelgelenk
14 Dichtring
15 Federstütze
16 Ölnuten

Claims

Ölablaufleitung (12) einer thermischen Turbomaschine, insbe sondere einer axialdurchströmten Gasturbine, an deren Aus trittslaufschaufeln sich ein Abgasgehäuse (4) anschließt, dessen Begrenzungswände im wesentlichen aus einem nabensei tigen ringförmigen Innenteil (5) und einem ringförmigen Außenteil (6) bestehen, welche einen Diffusor (7) begrenzen und welche über mehrere gleichmäßig über den Umfang verteilte Strömungsrippen (8) miteinander verbunden sind, wobei im Hohlraum innerhalb des Innenteils (5) die austrittsseitige Lagerung des Rotors (1) angeordnet ist und das Lagergehäuse (10) mit am Innenteil (5) des Abgasgehäuses (4) angeordneten Verstellelementen (11) in seiner Lage positionierbar ist und über mindestens eine Federstütze (15) am Fundament abgestützt ist, und die Ölablaufleitung (12) vom Lagergehäuse (10) durch den Abgasdiffusor (7) nach außen führt, dadurch gekennzeich net, daß die Ölablaufleitung (12) direkt mit dem Unterteil des Lagergehäuses (10) öldicht und beweglich verbunden ist, durch eine hohl ausgebildete vertikale Rippe (8) durch den Diffusor (7) aus dem Abgasgehäuse (4) herausgeführt ist und mit der Federstütze (15) verbunden ist.