專利名稱：燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子的支承裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有獨(dú)立權(quán)利要求前序部分特征的用于支承燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子的裝置。
背景技術(shù)：
在已知的燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)備中(Ch.Lechner/J.Seume，固定式燃?xì)廨啓C(jī)，Springer出版社，2003，第720-723頁(yè))用于轉(zhuǎn)子軸向固定的推力軸承設(shè)置在壓縮機(jī)部件的入口區(qū)域中。這種布置一直被選用，因?yàn)樵趬嚎s機(jī)部件入口區(qū)域內(nèi)的占用面積是相對(duì)有利的，并且在那里推力軸承比較容易接近。因?yàn)橥屏S承相對(duì)于徑向的支承軸承意味著需要更多的油，輸油和排油管路可以相對(duì)容易布置在壓縮機(jī)部件的入口區(qū)域。
在燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行期間結(jié)構(gòu)部件被加熱。結(jié)構(gòu)部件不同的溫升導(dǎo)致在燃?xì)廨啓C(jī)的轉(zhuǎn)子元件和定子元件之間軸向的相對(duì)移動(dòng)。軸向的相對(duì)移動(dòng)隨著推力軸承與渦輪機(jī)部件的距離增大而加大，并且導(dǎo)致在渦輪機(jī)由靜止?fàn)顟B(tài)向運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)，在無(wú)包帶的和圓錐形的葉片上渦輪葉片和轉(zhuǎn)子壁之間的間隙加大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，這樣設(shè)計(jì)一種渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子的此類支承裝置，使得渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子和渦輪機(jī)定子之間的相對(duì)伸長(zhǎng)減小，由此可以使得它們的零件之間的間隙減小。
該目的在此類的軸承結(jié)構(gòu)中按照本發(fā)明通過(guò)獨(dú)立權(quán)利要求的特征達(dá)到。
本發(fā)明有利的構(gòu)造在從屬權(quán)利要求中給出。
盡管迄今已經(jīng)討論過(guò)將推力軸承布置在燃?xì)廨啓C(jī)壓縮機(jī)部件的入口區(qū)域的有利原因，但從提高效率的觀點(diǎn)出發(fā)，按照本發(fā)明推力軸承布設(shè)在渦輪機(jī)部件的區(qū)域內(nèi)。
通過(guò)在渦輪機(jī)側(cè)設(shè)置的推力軸承使得渦輪機(jī)部件的軸向伸長(zhǎng)減到最小度。由此在從靜止?fàn)顟B(tài)向運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)，在渦輪葉片與定子壁之間調(diào)整的間隙減小。減小的間隙導(dǎo)致氣流損失的減少，并由此提高效率。
同時(shí)在渦輪機(jī)部件的高溫區(qū)域中，可以使用對(duì)于推力軸承所要的較大的油量用于軸承箱強(qiáng)烈的冷卻。軸承箱這樣的強(qiáng)烈冷卻有助于滿足在渦輪機(jī)入口溫度升高之后的要求。
在渦輪機(jī)部件區(qū)域內(nèi)的推力軸承和支承軸承原則上可以設(shè)計(jì)成分開(kāi)的。但支承軸承和推力軸承一起布置在渦輪機(jī)部件的區(qū)域中也是有利的。作為軸承優(yōu)選設(shè)有可傾瓦軸承(Kippsegmentlager)或滑動(dòng)面軸承。此外可以有利地設(shè)置無(wú)潤(rùn)滑的軸承如磁性軸承。對(duì)于特別的布置可以將支承軸承設(shè)計(jì)為滑動(dòng)面軸承，而推力軸承由可傾瓦軸承構(gòu)成。


在附圖中示出并且以下更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。附圖中圖1燃?xì)廨啓C(jī)的一個(gè)縱向半剖面圖；圖2在渦輪機(jī)側(cè)的軸承裝置的詳圖；圖3a一個(gè)渦輪葉片在渦輪機(jī)的靜止?fàn)顟B(tài)中；以及圖3b該渦輪葉片在渦輪機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)中。
具體實(shí)施例方式
燃?xì)廨啓C(jī)由一個(gè)壓縮機(jī)部件1、一個(gè)燃燒室2和一個(gè)渦輪機(jī)部件3組成。一個(gè)轉(zhuǎn)子5在渦輪機(jī)外殼4內(nèi)部旋轉(zhuǎn)，該轉(zhuǎn)子安裝在由葉輪盤6、7構(gòu)成的壓縮機(jī)部件1和渦輪機(jī)部件3中。壓縮機(jī)部件1的葉輪盤6通過(guò)螺栓8相互連接以及與末端件9和與轉(zhuǎn)子中間件10連接。渦輪機(jī)部件3的葉輪盤7同樣通過(guò)貫穿的螺栓11相互連接和與轉(zhuǎn)子中間件10連接。葉輪盤6、7在其圓周上帶有著渦輪葉片12、13。在渦輪葉片12、13之間設(shè)置導(dǎo)向葉片14、15，導(dǎo)向葉片固定在渦輪機(jī)外殼4的壁上。
轉(zhuǎn)子5支承在兩個(gè)徑向的支承軸承16、17上。其中一個(gè)支承軸承16設(shè)置在壓縮機(jī)部件1的入口區(qū)域內(nèi)并圍繞轉(zhuǎn)子5的末端件9，而另一個(gè)支承軸承7設(shè)置在渦輪機(jī)部件3的區(qū)域內(nèi)并圍繞轉(zhuǎn)子中間件10。此外，在渦輪機(jī)部件3的區(qū)域內(nèi)設(shè)置一個(gè)推力軸承19，它承受轉(zhuǎn)子5的軸向負(fù)載。給軸承供應(yīng)潤(rùn)滑油，它通過(guò)導(dǎo)油孔以及輸油和排油管路從渦輪機(jī)部件3的那側(cè)供給。潤(rùn)滑油同時(shí)負(fù)責(zé)軸承裝置的強(qiáng)烈的冷卻。
軸承裝置優(yōu)選包括可傾瓦軸承。但也可以使用多面滑動(dòng)軸承、滾動(dòng)軸承、磁性軸承或其他軸承類型。
由此與現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)形式不同，推力軸承19設(shè)置在高溫的渦輪機(jī)部件3的區(qū)域內(nèi)，轉(zhuǎn)子5由熱造成的軸向的縱向伸長(zhǎng)限制在渦輪機(jī)區(qū)域內(nèi)。它帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)在圖3a和3b中示意地給出。渦輪機(jī)部件3的渦輪葉片13設(shè)計(jì)為圓錐形的且沒(méi)有外部包帶。在旋轉(zhuǎn)的渦輪葉片13的尖端和固定的渦輪機(jī)外殼4的壁之間，在渦輪機(jī)靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)形成一個(gè)給定的尺寸Δr的間隙20(圖3a)。如果燃?xì)廨啓C(jī)從靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)換為運(yùn)行狀態(tài)(圖3b)，由于熱負(fù)載轉(zhuǎn)子5在軸向方向上經(jīng)受一個(gè)熱的縱向伸長(zhǎng)Δl。
如以上看到的，如果推力軸承19設(shè)置在渦輪機(jī)部件3朝向壓縮機(jī)部件1的那側(cè)，這樣在圓錐形的渦輪葉片13時(shí)的該軸向的伸長(zhǎng)Δl導(dǎo)致間隙20從值Δr*增大到值Δr′。這樣的間隙增大導(dǎo)致氣流損失，并由此導(dǎo)致燃?xì)廨啓C(jī)效率的減小。通過(guò)按本發(fā)明的壓力軸承19在渦輪機(jī)部件3區(qū)域內(nèi)的布置，可以使間隙20的增大由于轉(zhuǎn)子5的軸向的伸長(zhǎng)被保持在小的范圍內(nèi)，由此實(shí)現(xiàn)燃?xì)廨啓C(jī)效率的改善。
權(quán)利要求
1.一種用于支承一個(gè)包括一個(gè)壓縮機(jī)部件(1)和一個(gè)渦輪機(jī)部件(3)的燃?xì)廨啓C(jī)的轉(zhuǎn)子(5)的裝置，其中轉(zhuǎn)子(5)支承在一個(gè)軸向的推力軸承(19)和兩個(gè)徑向的支承軸承(16，17)中，其中一個(gè)支承軸承(16)設(shè)置在壓縮機(jī)部件(1)的入口區(qū)域內(nèi)，而另一個(gè)支承軸承(17)設(shè)置在渦輪機(jī)部件(3)的區(qū)域內(nèi)，其特征在于，推力軸承(19)設(shè)置在渦輪機(jī)部件(3)的區(qū)域內(nèi)。
2.按照權(quán)利要求1所述的用于支承燃?xì)廨啓C(jī)的轉(zhuǎn)子(5)的裝置，其特征在于，推力軸承(19)和支承軸承(17)一起設(shè)置在渦輪機(jī)部件(3)的區(qū)域內(nèi)。
3.按照權(quán)利要求1所述的用于支承燃?xì)廨啓C(jī)的轉(zhuǎn)子(5)的裝置，其特征在于，設(shè)置可傾瓦軸承作為軸承(16，17，19)。
4.按照權(quán)利要求1所述的用于支承燃?xì)廨啓C(jī)的轉(zhuǎn)子(5)的裝置，其特征在于，設(shè)置滑動(dòng)面軸承作為軸承(16，17，19)。
5.按照權(quán)利要求1所述的用于支承燃?xì)廨啓C(jī)的轉(zhuǎn)子(5)的裝置，其特征在于，設(shè)置磁性軸承作為軸承(16，17，19)。
6.按照權(quán)利要求1所述的用于支承燃?xì)廨啓C(jī)的轉(zhuǎn)子(5)的裝置，其特征在于，設(shè)置滑動(dòng)面軸承作為支承軸承(16，17)，并且設(shè)有一可傾瓦軸承作為推力軸承。
全文摘要
包括一個(gè)壓縮機(jī)部件(1)和一個(gè)渦輪機(jī)部件(3)的燃?xì)廨啓C(jī)的轉(zhuǎn)子(5)支承在一個(gè)軸向的推力軸承(19)和兩個(gè)徑向的支承軸承(16，17)中。其中一個(gè)支承軸承(16)設(shè)置在壓縮機(jī)部件(1)的入口區(qū)域內(nèi)，而另一個(gè)支承軸承(17)連同推力軸承(19)設(shè)置在渦輪機(jī)部件(3)的區(qū)域內(nèi)。
文檔編號(hào)F02C7/06GK1629464SQ20041008198
公開(kāi)日2005年6月22日 申請(qǐng)日期2004年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月15日
發(fā)明者埃米爾·阿申布魯克, 米夏埃爾·布拉斯維希, 安德烈亞斯·克萊內(nèi)菲爾特, 烏爾里?！W爾特 申請(qǐng)人:慕阿恩動(dòng)力渦輪股份公司