[0001] Die Erfindung betrifft eine Lagerkammer-Anordnung für eine Gasturbinen-Welle, mit
zumindest jeweils drei beidseitig des Lagers vorgesehenen Labyrinth-Dichtungen, die
beidseitig jeweils eine Sperrkammer, in die ein Sperrluftstrom eingeleitet wird, sowie
eine danebenliegende Entlüftungskammer begrenzen, aus der über die Labyrinth-Dichtung
übergetretene Sperrluft durch eine Entlüftungsleitung abgeführt wird.
[0002] Bekannt ist eine derartige Lagerkammer-Anordnung aus der US 4 156 342. Dabei dient
der Sperrluftstrom vorrangig zur Kühlung der Lagerkammer-Anordnung, jedoch kann die
gleiche Anordnung auch dafür verwendet werden, das Lager in erster Linie optimal gegenüber
der Umgebung abzudichten, d. h. insbesondere vor dem Zutritt der heißen Arbeitsgase
in der Gasturbine zu schützen.
[0003] Weitere Verbesserungsmaßnahmen an der bekannten, hinsichtlich der Dichtwirkung äußerst
vorteilhaften Lagerkammer-Anordnung aufzuzeigen, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung.
[0004] Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß die Entlüftungsleitung in den Strömungskanal
des Turbinenabschnittes der Gasturbine mündet. Dabei kann im Sinne einer besonders
vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung in der Entlüftungsleitung ein Kontrollorgan
zur Überwachung der Ölfeuer-Gefahr vorgesehen sein. Insbesondere ist dieses Kontrollorgan
als Temperatursensor ausgebildet.
[0005] Näher erläutert wird die Erfindung anhand der beigefügten Prinzipskizze eines bevorzugten
Ausführungsbeispieles.
Dabei ist mit der Bezugsziffer 1 die Welle einer Gasturbine - diese weist wie üblich
einen Verdichterabschnitt, eine Brennkammer, sowie einen Turbinenabschnitt auf - bezeichnet,
die über ein Lager 2 gelagert ist. Die das Lager 2 umgebende Lagerkammer 3 ist vor
dem Zutritt von heißem Arbeitsgas der Gasturbine zu schützen. Zu diesem Zweck sind
beidseitig des Lagers 2 nebeneinanderliegend mehrere, jedoch zumindest drei Labyrinth-Dichtungen
4, 5, 6 zwischen der Gasturbinen-Welle 1 sowie der u. a. das Lager 2 aufnehmenden
Begrenzungswand 7 angeordnet.
[0006] Jede innenliegende Labyrinth-Dichtung 4 begrenzt zusammen mit der mittleren Labyrinth-Dichtung
5 eine sog. Sperrkammer 8, während von jeder äußeren Labyrinth-Dichtung 6 zusammen
mit der mittleren Labyrinth-Dichtung 5 jeweils eine sog. Entlüftungskammer 9 begrenzt
wird. In die Sperrkammer 8 wird über eine Zufuhrleitung 10 gemäß Pfeil Sperrluft eingeleitet,
wobei dieser Sperrluftstrom aus einer geeigneten Stufe des nicht gezeigten Verdichterabschnittes
der Gasturbine abgezweigt wird. Da beidseitig des Lagers 2 Sperrluft gleichen Überdrucks
in die dort vorgesehenen Sperrkammern 8 gelangt, wird der zugeführte Sperrluftstrom
über die mittleren Labyrinth-Dichtungen 5 in die jeweiligen Entlüftungskammern 9 gedrängt.
Aus dieser Entlüftungskammer wird die Sperrluft gemäß Pfeilrichtung 11 über eine Entlüftungsleitung
12 abgeführt. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß keinesfalls heiße Luft aus dem
Arbeitsgas-Strömungskanal der Gasturbine in die Lagerkammer 3 bzw. zum Lager 2 gelangen
kann, gleichzeitig ist auf diese Weise sichergestellt, daß ein Sperrluftstrom nur
gemäß Pfeilrichtung 11 aus dem Rotorinnenraum in Richtung des Lagers 2 gelangen kann.
[0007] Die Entlüftungsleitung 12 mündet im nicht gezeigten Strömungskanal der Gasturbine,
und zwar im Turbinenabschnitt. Dies hat den Vorteil, daß die aus der Entlüftungskammer
9 über die Entlüffungsleitung 12 abgeführte Sperrluft im Turbinenabschnitt Arbeit
leistet, d. h. es ergibt sich eine Verbesserung des Wirkungsgrades der Gasturbine
gegenüber dem bekannten Stand der Technik, bei welchem der aus der Entlüftungskammer
9 abgeführte Sperrluftstrom direkt in die Umgebung abgeführt wird. Ferner wird jede
Gefahr einer Ölfeuer-Bildung im Rotorinnenraum ausgeschlossen.
[0008] Noch weiter reduziert werden kann die Ölfeuer-Gefahr, wenn in der Entlüftungsleitung
12 ein entsprechend geeignetes Kontrollorgan vorgesehen ist. Dieses Kontrollorgan
ist hier nicht dargestellt, kann jedoch als einfacher Temperatursensor ausgebildet
sein, dessen Signale einer Auswerteelektronik oder Pilotelektronik zugeführt werden.
Zwar bleibt hiermit grundsätzlich die Gefahr eines Ölfeuers im Entlüftungsraum bestehen,
jedoch kann diese mit Hilfe des Kontrollorganes sehr viel sicherer entdeckt werden.
Dann ist es möglich, über die Triebwerksregelung Korrekturmaßnahmen zu ergreifen und
- zur Schadenbegrenzung -, falls diese keine ausreichende Wirkung zeigen, das Triebwerk
abzuschalten. Darüber hinaus kann die Auswerteelektronik bei einer Ölfeuer-Gefahr
mögliche Schritte zur Verringerung dieser Gefahr einleiten. Daneben sind selbstverständlich
eine Vielzahl weiterer Ergänzungen und Abwandlungen möglich, ohne den Inhalt der Patentansprüche
zu verlassen.
1. Lagerkammer-Anordnung für eine Gasturbinen-Welle (1), mit zumindest jeweils drei beidseitig
des Lagers (2) vorgesehenen Labyrinth-Dichtungen (4, 5, 6), die beidseitig jeweils
eine Sperrkammer (8), in die ein Sperrluttstrom eingeleitet wird, sowie eine danebenliegende
Entlüftungskammer (9) begrenzen, aus der über die Labyrinth-Dichtung (5) übergetretene
Sperrluft durch eine Entlüttungsleitung (12) abgeführt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungsleitung (12) in den Strömungskanal des
Turbinenabschnittes der Gasturbine mündet.
2. Lagerkammer-Anordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß in der Entlüftungsleitung (12) ein Kontrollorgan zur Überwachung
der Ölfeuer-Gefahr vorgesehen ist.
