DE1525225B1 - Lageranordnung fuer Gasturbinenstrahltriebwerke - Google Patents

Description

1 2

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung für Die erfindungsgemäße Lageranordnung eignet sich

Gasturbinenstrahltriebwerke mit einem Lager, um das besonders zur Verwendung als Hauptlager eines Gasherum auf wenigstens zwei Seiten ein Hohlmantel mit turbinenstrahltriebwerks.

wenigstens einer Kammer angeordnet ist, mit einer Die Figur zeigt ein Ausführungsbeispiel. Diese

Wandung, die auf der dem Lager abgewandten Seite 5 Figur stellt einen Teilschnitt einer erfindungsgemäßen des Mantels angeordnet ist und mit dem Mantel einen Lageranordnung und einer Gasturbinenstrahl-AnRaum bildet, und mit einer Einrichtung zur Zuf üh- triebsmaschine dar. Die Antriebsmaschine besitzt eine rung von Kühlmittel in die Kammer, so daß die mit Niederdruckwelle 10, die aus zwei miteinander verKühlmittel gefüllte Kammer eine erste Wärme- keilten Wellen 11 und 12 besteht, an welche ein Nieisolationsschicht und der Raum eine zweite Wärme- io derdruckkompressor und eine Niederdruckturbine der isolationsschicht bildet. Maschine montiert sind (nicht gezeigt). Ferner zeigt

Bei derartigen bekannten Lageranordnungen die Figur eine Hochdruckwelle 13, die aus zwei mitschützen die beiden Wärmeisolierschichten das Lager einander verkeilten Wellen 14 und 15 besteht, an vor den heißen Gasen und Maschinenteilen. Die welche ein Hochdruckkompressor und eine Hoch-Kammern in dem Mantel werden mit einem Kühl- 15 druckturbine (nicht gezeigt) montiert sind, mittel versorgt, während, der gegenüber den Kam- Zwischen den Wellen 11 und 14 befindet sich ein

mern radial außenliegende Raum mit Schmieröl ge- Lager 16. Ein Hauptlager 17, welches die Welle 14 füllt ist, das durch die Kammern durchsetzende Ka- trägt, ist in einer ringförmigen Gehäusekonstruktion näle zu dem Lager zugeführt und von diesem ab- 18 angeordnet. Ein einstückig mit der Gehäusekongeführt wird. Die Trennwand zwischen den Kam- 20 struktion ausgebildeter Hohlmantel setzt sich aus mern und dem Raum besteht aus massivem, wärme- einem Ringmantelstück 20, das gegen die Welle 14 leitendem Material, so daß eine Wärmeübertragung über Dichtungen 21 und 22 abdichtet und Ringkamdurch Leitung stattfinden kann. Diese Wärmeüber- mern 23 und 24 einschließt, welche durch Kanäle 25 tragung hängt von den Grenzbedingungen an beiden verbunden sind, aus einem mit der gegenüberliegen-Seiten der Trennwand ab. Nur die auf der dem 25 den Seite der Gehäusekonstruktion 18 einstückig Lager zugewandten Seite herrschenden Bedingungen ausgebildeten Ringmantelstück 26, das eine Ringsind durch Einstellung der Temperatur des Kühl- kammer 27 einschließt, und einem an das Mantelmittels beeinflußbar, während die Bedingungen auf stück 26 angeschlossenen Ringmantelstück 30, das der gegenüberliegenden Seite festliegen. Diese Bedin- gegen die Welle 14 bei 31 abgedichtet ist und in gungen üben eine beträchtliche Wirkung auf den 30 dem sich eine Ringkammer 32 befindet, die mit der Wärmeübergang aus. Die Folge davon ist, daß sich Kammer 27 durch Kanäle 33 kommuniziert, zuein erheblicher Temperaturgradient ausbildet, der zu sammen.

einer relativ großen Wärmeübertragung führt, die von· Das Ringgehäuse 18 ist mit Anschlüssen 34, 35 ver-

außen nach innen gerichtet ist. sehen, durch welche ein Kühlmittel aus Stickstoff -

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine 35 Gas und Luft in die Kammern 24 und 27 über einen wirksamere Kühlung und Wärmeisolation des Lagers Förderkanal 36 eingelassen werden kann. Das Kühlzu erreichen. Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, mittel kann in die Kammern 23 und 32 über Kanäle daß die in radialer Richtung außenliegende Wand 25 und 33 gelangen.

der Kammer porös ausgebildet ist, so daß Kühlmittel Die in radialer Richtung außenliegende Wand der

durch diese Wand in den durch den Mantel und die 40 Kammern 23, 24, 27, 32 ist porös, so daß das in ihr Wandung gebildeten Raum fließen und das Lager enthaltene Kühlmittel nach außen von dem Lager 17 durch Ausströmen kühlen kann. wegströmen kann, wie in der Zeichnung mit vollen

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird er- Pfeilen angedeutet.

reicht, daß zusätzlich zu der Wärmeübertragung Das aus den Kammern 23, 24, 27 und 32 strö-

durch Leitung gleichzeitig ein Materialübertragungs- 45 mende Kühlmittel gelangt in einen ringförmigen Vorgang stattfindet, wobei das Kühlmittel gleichmäßig Hohlraum 40, der sich zwischen dem Hohlmantel 20, über die äußere Fläche der Trennwand strömt und 26 und 30 und einer Wandung 41 befindet, die einen diese kühlt, wodurch die Bedingungen an der äußeren Wärmestrahlungsschild für das Lager 17 bildet. Aus Fläche beeinflußt werden. Außerdem wird die Grenz- · dem Hohlraum 40 gelangt der Kühlmittelstrom zu Schicht an der Außenseite der Trennwand abgelöst, 5° einem Auslaßrohr 43, in welchem er in das Freie gewodurch die Menge an heißem Gas verringert wird, langt.

die der Grenzschicht von der Außenseite zugeführt Der Hohlmantel 20, 26, 30 erstreckt sich im

wird und durch die ansonsten ihre Temperatur er- wesentlichen rund um drei Seiten des Hauptlagers höht würde. Die zahlreichen Poren in der Trennwand 17, d. h. rund um die Außenseite und die beiden bewirken eine geringere Wärmeleitung der Wand 55 Stirnseiten. Somit liegt der Hohlmantel zwischen dem selbst und damit eine bessere Wärmeisolation. Die Hauptlager 17 und den heißen Komponenten und bessere Kühlung des Lagers wird also einerseits durch Gasen der Maschine, die sich außerhalb der Waneine Verringerung des Temperaturgradienten durch dung 41 befindet, z. B. in dem Raum 45. das nach außen strömende Kühlmittel und anderer- Das Kühlmittel innerhalb der Kammern 23, 24, 27

seits durch eine bessere Wärmeisolation durch Ver- 60 und 32 bildet eine kontinuierliche erste Wärmeminderung der Wärmeleitung der Trennwand erreicht. isolationsschranke für das Hauptlager 17. Das Kühl-Diese vorteilhafte Wirkung läßt sich noch dadurch mittel innerhalb des Raumes 40 bildet eine kontinuiererhöhen, daß die Wandung, die an der Außenseite liehe zweite Wärmeisolationsschranke für das Lager der Lageranordnung den radial außerhalb der Kam- 17. Auf diese Weise ist das genannte Lager gegenmern liegenden Raum begrenzt, einen Wärmestrah- 65 über heißen Gasen und Maschinenteilen durch eine lungsschutz für das Lager bildet. Zweckmäßigerweise doppelte Kühlbarriere isoliert, ebenso wie durch die liegt der Hohlmantel dichtend gegen die zu lagernde Wandung 41 und den Mantel 20, 26, 30, in welchem Welle an. die Kammern 23, 24, 27 und 32 gebildet sind.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Lageranordnung für Gasturbinenstrahltriebwerke mit einem Lager, um das herum auf wenigstens zwei Seiten ein Hohlmantel mit wenigstens einer Kammer angeordnet ist, mit einer Wandung, die auf der dem Lager abgewandten Seite des Mantels angeordnet ist und mit dem Mantel einen Raum bildet, und mit einer Einrichtung zur Zuführung von Kühlmittel in die Kammer, so daß die mit Kühlmittel gefüllte Kammer eine erste Wärmeisolationsschicht und der Raum eine zweite Wärmeisolationsschicht bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die in radialer Richtung außenliegende Wand der Kammer (23, 24, 27, 32) porös ausgebildet ist, so daß Kühlmittel durch diese Wand in den durch den Mantel (20, 26, 30) und die Wandung (41) gebildeten Raum (40) fließen und das Lager (17) durch Ausströmen kühlen kann.

2. Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung (41) einen Wärmestrahlungsschutz für das Lager (17) bildet.

3. Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlmantel (20, 26, 30) dichtend gegen die zu lagernde Welle (14) anliegt.

4. Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung als Hauptlager eines Gasturbinenstrahltriebwerks.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen