CH292539A - Turbinenanlage für elastisches Arbeitsmedium. - Google Patents

Description

      Turbinenanlage    für elastisches     .Arbeitsmedium.       Gegenstand der vorliegenden Erfindung  ist, eine Turbinenanlage für elastisches Ar  beitsmedium.  



       C7emäss    der vorliegenden Erfindung ist ein  mit     Statorschaufeln    versehenes und die     Ro-          torsehaufelung    umschliessendes     Statorgehäuse     der Anlage beidseitig auf Lagergehäusen für  den Rotor abgestützt. Die     Abstützmittel    sind  zweckmässig derart ausgebildet, dass sie eine  Freie thermische Ausdehnung des     Stators    be  züglich seines Durchmessers und seiner Länge  ermöglichen. Die     Abstützmittel    können radial  relativ zueinander verschiebbare Elemente  besitzen, z.

   B. in Führungen gleitbare Bolzen,  welche am Lager auf der einen     Rotorseite     rund um die Turbinenachse angeordnet sind  und axial relativ zueinander verschiebbare  Elemente, z. B. in Keilbahnen verschiebbare  Keile, welche am     Rotorlager    auf der andern       Rotorseite    rund um die Turbinenachse ange  ordnet sind.

   Auch wenn die Einlass- und Aus  lassleitungen die Lager einschliessen, sind diese  Leitungen zweckmässig in axialer Richtung       von    den übrigen     Statorteilen    trennbar,     Lind     die Lager können beweglich in den Lager  gehäusen angeordnet sein; so können diese  beispielsweise aus den Lagergehäusen so     aus-          ziellbar    angeordnet sein, dass sie aus den Lei  tungen zu Inspektionszwecken herausgezogen       werden    können.  



  Der Erfindungsgegenstand ist beispiels  weise in beiliegender Zeichnung dargestellt,  worin         Fig.    1 schematisch eine Gasturbine in Sei  tenansicht mit einem teilweise aus seinem Ge  häuse ausgezogenen Lager,       Fig.    2 eine Endansicht der Turbine von  der     Auslassseite    her gesehen und       Fig.    3 einen     Axialschnitt    durch die obere  Hälfte der Turbine, schematisch deren Innen  aufbau zeigend, darstellt.  



  Gemäss den     Fig.    1 und 2 besitzt der     Stator     der Turbine ein     Einlass-Spiralgehäuse    1, ein  die     Rotorschaufelung    umschliessendes     Stator-          gehäuse    2, Ringabschnitte 3 und 4, welche  eine     Auslassleitung    bilden     Lind    die Abgaslei  tung 5, wobei diese Abschnitte koaxial zuein  ander und     aneinanderstossend    angeordnet sind.

    Das Arbeitsmedium strömt in Richtung des  Pfeils A in das     Einlassgehäuse    1, durchströmt ;  den die     Schaufelung    enthaltenden Gehäuse  teil und treibt den Rotor 6 mit dein Wellen  stummel 7 und der     Abtriebwelle    21 an. Die  Wellenteile 7 und 21 des Rotors 6 sind in La  gern 8,     8ca    gelagert, -die in Büchsen angeord  net sind. Die Büchsen mit den Lagern 8,     8a     sind     heraiisziehbar    in Lagergehäusen 10 bzw.       10a    angeordnet, in .welchen sie durch Bolzen  und Muttern 9, 9a festgehalten sind. Die La  gergehäuse werden von Lagerböcken 11 bzw.  12 getragen.

   Der Lagerbock 11 ist starr am  Maschinengestell 13 befestigt,     wärend    der La  gerbock 12 aus zwei Gliedern 14 gebildet ist,  welche sich radial durch den Kanal für das  Arbeitsmedium erstrecken     und    auf einem  Querglied 15 angeordnet sind, das längs des           Maschinengestelles    in     Axialrichtung    der Tur  bine bewegbar ist. Die Glieder 14 sind durch  radiale Elemente 27 hindurchgeführt, welche  im Ringabschnitt 4 quer durch den Ring  kanal für das Arbeitsmedium ragen. Die  Längsbewegung des Lagerbockes 12 erfolgt  mittels einer Führungsschraube 16, an welcher  ein Handgriff 17 angebracht ist.  



  Gemäss     Fig.    3 sind am     Einlassende    des       Statorgehäuses    2     Abstützmittel    vorgesehen.  Diese     Abstützmittel    besitzen einen radial  äussern Teil, der durch Leitschaufeln 22 (sche  matisch dargestellt) und einen Ring 28, auf  welchem diese Schaufeln angebracht sind, ge  bildet ist, und einen radial innern Teil, der  durch eine Umfangsrippe am Lagergehäuse 10  gebildet ist. Die beiden Teile sind durch eine  Anzahl     einwärtsragender    Stifte 23 am Ring  28, die mit     R,adialbohrungen    24 in der Um  fangsrippe des Lagergehäuses 10 im Eingriff  sind, miteinander verbunden.

   Diese Verbin  dung gestattet eine durch thermische Ausdeh  nung     bedingte    radiale Relativbewegung der  beiden Teile. In ähnlicher Weise ist das Aus  lassende des     Statorgehäuses    2 auf     Abstützmit-          teln    abgestützt, die einen radial äussern und  einen radial     innern    Teil aufweisen. Der radial  äussere Teil dieser     Abstützmittel    ist. durch  einen Ringabschnitt 3 gebildet, während der  radial innere Teil durch eine Umfangsrippe  am Lagergehäuse     10a    gebildet ist.

   Die Stifte  sind hier durch eine Anzahl Keile 25 ersetzt,  die radiale Flanken besitzen, welche mit  radialem Spiel in entsprechende Keilbahnen  am Ringabschnitt 3 eingreifen und sowohl  ein axiales als auch ein radiales Gleiten er  möglichen.  



  Am     Einlassende    stützt sich das Gehäuse 2  mit. dem an diesem Ende lösbar verbundenen       Spiralgehäuse    1 über die Leitschaufeln 22 am  Lagergehäuse 10 ab. Am     Auslassende    des Ge  häuses 2 ist dieses am     Ringabschnitt    3 be  festigt. Der Ringabschnitt     4-,    der relativ leicht.  gebaut sein kann, ist zwar am Abschnitt 3  befestigt, stützt sieh aber nicht direkt am  Lagerbock 12 ab.

   In gleicher Weise stützt sich  das     Spiralgehäuse    1 nicht direkt am Lager  bock 11 ab, so dass der gesamte     Stator    durch    die radialen Stifte     und    heile getragen wird  und sich sowohl axial als auch radial, unab  hängig von der     Rotorwelle,    ausdehnen kann,  um so thermische Ausdehnung bezüglich seines  Durchmessers und seiner Länge zu ermög  lichen.    Es ist     ersichtlieli,        dass    die Lager von den       ringförmigen    Einlass- und     Auslassabschnitten     umschlossen sind.

   U m das Lager 8 inspizieren  zu können, wird die     Abgasleitung    5 abgenom  men und die     Abtriebwelle    21 vom angetrie  benen Aggregat abmontiert. Die Verbindung  18 zwischen dem     Spiralgehäuse    1 und dem  Gehäuse 2 wird gelöst, und die     Muttern    der  Bolzen 9, welche die Büchse für das Lager 8  in seinem Gehäuse 10 festhalten, werden ab  genommen. Der Lagerbock 12 wird dann zu  sammen mit den Ringabschnitten 3 und 4,  dem Gehäuse 2, dem Rotor und seiner Welle  mittels der Schraube 16 zurückgezogen, wo  durch die Büchse mit dem Lager 8 in axialer  Richtung aus ihrem Gehäuse gezogen wird.

    Wenn der Spalt an der Verbindungsstirn  fläche 18 weit genug ist, jedoch bevor die La  gerbüchse vollständig aus dem Gehäuse her  ausgezogen ist, wird ein Stützarm 19 am Ge  häuse 2 angeschraubt, um letzteres und die  Welle zu tragen. Diese Lage ist in     Fig.    1 dar  gestellt. Der Stützarm ist auf dem     -LNTaschi-          nengestell.    gleitbar, so     da,ss    die genannten Teile  so weit ausgezogen werden können, bis die  Büchse vollständig ausserhalb ihres Gehäuses  liegt. Die Lagerbüchsen können dann abge  nommen und das Lager inspiziert      =erden.     



  Um das Lager     8a    nachsehen zu können,  wird in ähnlicher Weise vorgegangen. Die  Verbindung 20 zwischen dein     Gehäuse    2 und  dem Ringabschnitt 3 wird gelöst. Dann wer  den die     Muttern        9a        abgenonnnen    und der La  gerbock 12 zusammen mit dem Lagergehäuse       10a    und den     Ringabsehnitten    3 und 4     zuriick-          gezogen.    Der     Hilfsstützarin        l.9    wird an der  Verbindungsfläche 20 angeschraubt.  



  Wenn die     Verbindung    18 gelöst ist, können  auch die     Leitschaufeln    22 und die     Rotorend-          diehtung    26 nachgesehen werden. Ebenso  kann das hintere Gehäuse- und     Rotorende         nachgesehen werden, wenn die Verbindung  20     -elost    ist.  



  Das Gehäuse 2 ist für den Zusammenbau  ans zwei Teilen zusammengesetzt, wobei die  Trennebene längs einer solchen     Axialebene          verläuft,    z. B. einer Vertikalebene, dass die  beiden Teile seitwärts voneinander getrennt  werden können, wodurch ein Nachsehen der  Rotor- und     Statorschaufeln    ermöglicht wird,  wenn die Verbindungen an dieser Trennstelle  und an den Stellen 18 und 20 gelöst werden.  Die beiden Teile des Gehäuses 2 können dann       abgenommen    und die Schaufeln nachgesehen  werden. Die letztbeschriebene Ausbildung ist  besonders nützlich bei     Gasturbinenanlagen,     bei welchen einzelne Schaufeln des Rotors aus  geweehselt werden können.  



  Das     Spiralgehäuse    1 und der Ringabschnitt  3 sind je aus einem Stück hergestellt und  dienen somit zur Erhöhung der Steifheit des  Gehäuses 2 und verhindern ein ungleich  mässiges thermisches Ausdehnen.  



  Wenn die beiden Stützglieder 14 des     La-           < (yerboekes    12, welche das     Lagergebäuse    10a  abstützen, während des Betriebes der Anlage  erhitzt werden, versuchen sie sich in ihrer  Längsrichtung auszudehnen, und sie haben  zusammen somit ein vertikales Heben des La  gergehäuses zur Folge. Diese Bewegung be  wirkt ein Krümmen dieser Glieder in einer  Querebene zur Turbinenachse. Um über  mässige Biegekräfte zu vermeiden, sollen diese  Glieder in der genannten Richtung biegsam  sein. Sie sollen jedoch gegen Biegen unter der  Belastung in Längsrichtung der Turbine noch       genügend    widerstandsfähig sein.

   Zu diesem  Zweck besitzen diese Glieder, wie in der Zeich  nung dargestellt, länglichen Querschnitt, wo  bei dessen grössere Abmessung in Richtung  der Achse der Turbine liegt.  



  Bei einer andern Ausführungsform ist ein  solches Stützglied durch eine Mehrzahl von       Gliedern    ersetzt, die kreisförmigen Quer  schnitt besitzen und in Richtung der     Tur-          binenaehse        nebeneinanderliegend    angeordnet  sind.  



       Üblicherweise    sind diese Stützglieder hohl,  weshalb ihre Wärmeausdehnung durch in    ihnen zirkulierendes Kühlmedium herabgesetzt  werden kann. Wenn sich der Lagerbock des so  einen Lagergehäuses stärker ausdehnen sollte  als der andere, ist es möglich, dass die Rotor  welle um einen kleinen Betrag aus der nor  malen Fluchtrichtung     herausbewegt    wird. Dies  kann dann gestattet werden, wenn biegsame     5s     Lagerstützen verwendet werden, wie sie im  britischen Patent Nr. 645401 beschrieben sind.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Turbinenanlage für elastisches Arbeits medium, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit, Statorschaufeln versehenes, die Rotorschaufe- lung umschliessendes Statorgehäuse der An lage beidseitig auf Lagergehäusen für den Rotor abgestützt ist. UNTERANSPRÜCHE: 1.

   Turbinenanlage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass an beiden Enden des Rotors Abstützmittel vorgesehen sind, die je einen vom entsprechenden Lagergehäuse ge tragenen Teil und einen mit dem entsprechen den Ende des Statorgehäuses verbundenen Teil aufweisen, welche beiden Teile durch eine Mehrzahl von rund um die Turbinenachse an geordneten, relativ zueinander verschiebbaren Elementen miteinander verbunden sind, und dass die am einen Rotorende angeordneten Ele mente relativ zur Turbinenachse radial ver schiebbar, und die am andern Rotorende an geordneten Elemente relativ zur Turbinen achse radial und axial verschiebbar sind. 2.

   Turbinenanlage nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente am erstgenannten Rotorende radiale, am einen Teil der Abstützmittel befestigte Stifte sind, welche in Bohrungen am andern Teil gleitbar sind, und dass die Elemente am zweitgenannten Rotorende Keile mit radialen Flanken sind, die am einen Teil der Ab stützmittel befestigt und in Keilbahnen am andern Teil gleitbar sind. 3. Turbinenanlage nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagergehäuse auf Lagerböcken abgestützt sind. 4.

   Turbinenanlage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Lager- gehäuse auf einem Lagerbock abgestützt ist, der axial vom Rotor so wegziehbar ist, dass das Lager wenigstens teilweise aus seinem La- f Y rcyehäLise herausziehbar ist, uni es züi Inspek-. ce 21 tionszwecken zugänglich zu machen. 5.

   Turbinenanlage nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine das ge nannte Lagergehäuse umhüllende und auf die sem abgestützte Gasführungsleitung am Ende des Turbinengehäuses abnehmbar so befestigt ist, dass sie axial vom Turbinengehäuse ge trennt wird, wenn der Lagerbock vom Rotor weggezogen wird. 6.

   Turbinenanlage nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das andere La gergehäuse auf einem ortsfest angeordneten Lagerbock abgestützt ist, und da.ss der Rotor, das Turbinengehäuse, das erstgenannte Lager gehäuse und sein Lagerbock als Einheit rela tiv zur Turbinenachse axial derart vom orts festen Lagerbock wegziehbar sind, dass das an dere Lager wenigstens teilweise aus seinem Lagergehäuse herausgezogen werden kann, um es zu Inspektionszwecken zugänglich zu machen. 7.

   Turbinenanlage nach Unteranspruch. 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine das zweit genante Lagergehäuse umhüllende und auf diesem abgestützte Gasführungsleitung am Ende des Turbinengehäuses und axial gegen dieses aiilieg-eiid abnehmbar so befestigt ist, da.ss sie axial vom Turbinengehäuse getrennt wird, wenn der Rotor, das Turbinengehäuse, das erstgenannte Lagergehäuse und sein La gerbock vom ortsfesten Lagerbock weggezogen werden.

   Turbinenanlage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Turbinen gehäuse tragende, je ein Lagergehäuse um hüllende und an diesem abgestützte Einlass und Auslassleitungen vorgesehen sind, welche axial am Turbinengehäuse anliegen und ab nehmbar an diesem befestigt sind, und dass das Turbinengehäuse in Längsrichtung längs einer solchen Axialebene zweigeteilt ist, dass die beiden Teile des CTeliäuses seitwärts von einander trennbar sind.

   9. Turbinenanlage nach Unteranspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Turbinen gehäuse längs" einer vertikalen Axialebene zweigeteilt ist. 10. Turbinenanlage nach Unteranspruch 9, dadurch gekennzeichnet., dass die gegen das Turbinengehäuse anliegenden und an dieesem befestigten Teile der Einlass- und Auslasslei- tungen je aus einem Stück hergestellt sind. 11.

   Turbinenanlage nach Unteranspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Lager gehäuse auf Lagerböcken abgestützt sind.