用于固定式燃氣輪機的液壓軸承的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于固定式燃氣輪機（10）的液壓軸承（44），所述液壓軸承包括油槽（48），所述油槽具有用于液壓油的流出部，其中流出部包括設置在油槽（48）中的流出開口（50）和連接到流出開口（50）上的流出管道（52），并且其中設有下述機構，所述機構在液壓油流出時在流出管道（52）中引起具有中央空氣柱的環(huán)狀流。
【專利說明】用于固定式燃氣輪機的液壓軸承
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于固定式燃氣輪機的液壓軸承，所述液壓軸承具有油槽和用于液壓油的流出部。
【背景技術】
[0002]用于燃氣輪機的這種液壓軸承例如從WO 02/02913A1中已知。所述液壓軸承應在狹小的結構空間中確保液壓油可靠地流出。對此，應借助于浮動密封件在潤滑流體的兩次流動之間產(chǎn)生壓差，所述壓差能夠實現(xiàn)潤滑油以提高的速度流出到流出管中。
[0003]為了實現(xiàn)潤滑流體連續(xù)地流出，從EP 2 163 733 A3中已知，使?jié)櫥黧w切向地流入到流出管中。然而，所述構造要求相對龐大的油槽，這被視為是不利的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供用于固定式燃氣輪機的替選的液壓軸承，所述液壓軸承同樣在緊湊的結構方式的情況下并且與燃氣輪機的運行狀態(tài)和內(nèi)部的軸承壓力無關地始終確保提升系統(tǒng)和/或潤滑油系統(tǒng)的液壓油可靠地流出。
[0005]本發(fā)明基于的目的借助根據(jù)權利要求1的特征的液壓軸承來實現(xiàn)。液壓軸承的有利的設計方案在從屬權利要求中得出。
[0006]根據(jù)本發(fā)明，這種液壓軸承裝配有下述機構，所述機構在液壓油流出時在流出管道中引起具有中央空氣柱的環(huán)狀流。換言之:所述機構引起液壓油以渦旋的方式沿著流出管道的壁流動，以至于在流出管道的內(nèi)部中能夠構成中央空氣柱，所述中央空氣柱可靠地防止不連續(xù)地流出以及在流出管道中形成反復發(fā)生的油堵塞。由此，能夠進行在油槽和液壓軸承的在下游設置的排出裝置之間的空氣交換，這可靠地確保了液壓油以更大的速度與燃氣輪機的運行壓力或者軸承內(nèi)部壓力無關地且連續(xù)地流出。通常，在此，流出管道至少在油槽側構成為近似垂直于水平平面的落水管，以至于作用于液壓油的重力引起流出。根據(jù)本發(fā)明不需要擴大流出管道的橫截面。
[0007]根據(jù)液壓軸承的第一有利的改進形式，機構包括圍繞流出開口設置的引導元件，所述引導元件傾斜于流出開口的徑向方向設置。引導元件至多阻礙或者阻止液壓油垂直地入流到流出開口上。所述引導元件強迫液壓油切向地流入到流出開口中并且引起液壓油根據(jù)漩渦的類型以含渦旋的方式流入。因此，引導元件形成渦旋體，所述渦旋體使流出的液壓油表現(xiàn)出所描述的切向的速度分量。由于與之結合的離心力，流出的液壓油優(yōu)選在流出管道的壁上流動，以至于在其中央中能夠構成中央空氣柱以用于壓力均衡。因此，空氣柱能夠使液壓油的間歇的流出不出現(xiàn)。這當機構替選地包括偏置的阻擋裝置時同樣實現(xiàn)。
[0008]根據(jù)另一個有利的設計方案，引導元件固定在盤狀的板的下側上。由此，引導元件相互間始終以相同的方式定向并且固定以防止相對移動。因此，確保了可靠的持續(xù)運行。那么，引導元件和板是插入件的一部分，所述插入件能夠在槽側插入到現(xiàn)有的液壓軸承中。這簡化了對現(xiàn)有的液壓軸承進行改裝。[0009]下述設計方案是尤其有利的，在所述設計方案中，機構包括延伸進入到流出管道中、與流出管道同軸的管。所述管形成空心套筒，所述空心套筒始終建立在回油管道中的空氣和油槽中的空氣之間的連接。這也防止形成反復發(fā)生的油堵塞和與之相伴隨的在流出管道中或者穿過流出管道的不連續(xù)的流出。
[0010]下述設計方案是尤其優(yōu)選的，在所述設計方案中，盤狀的板具有中央開口，管從所述中央開口延伸到流出管道中。這樣形成的插入件也能夠簡單地加裝到現(xiàn)有的液壓軸承中。
[0011]如果圓形的流出開口設置在油槽的平坦的底部中并且流出管道從那里開始向下延伸，那么能夠提出具有局部的收集區(qū)域的緊湊的液壓軸承。
[0012]適當?shù)?，油槽是軸承本體的一部分，所述軸承本體用于容納和安裝燃氣輪機的轉子。液壓軸承在固定式燃氣輪機中的應用是尤其優(yōu)選的，其中流出管道延伸穿過軸承支柱。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]根據(jù)下面的附圖來闡述本發(fā)明的其它的優(yōu)點和特征。在此示出:
[0014]圖1示出燃氣輪機的局部縱剖面，
[0015]圖2示出貫穿燃氣輪機的液壓軸承的縱剖面中的局部圖；
[0016]圖3示意性地示出貫穿液壓軸承的油槽連同插入到流出開口中的插入件的縱剖面，
[0017]圖4示出根據(jù)圖3中的剖面線IV-1V的貫穿插入件的橫截面，以及
[0018]圖5僅以改變引導元件設置的方式示出類似于圖4的橫截面。
【具體實施方式】
[0019]圖1以局部縱剖面示出固定式燃氣輪機10。燃氣輪機10在內(nèi)部具有圍繞旋轉軸線12轉動安置的轉子14，所述轉子也被稱為渦輪機轉子。沿著轉子14相繼為:抽吸殼體
16、軸流式渦輪壓縮機18、具有多個彼此旋轉對稱地設置的燃燒器22的環(huán)面狀的環(huán)形燃燒室20、渦輪機單元24和排放殼體26。代替具有環(huán)形燃燒室20，燃氣輪機也能夠裝配有具有一個或多個燃燒器的多個管形燃燒室。
[0020]軸流式渦輪壓縮機18包括環(huán)形地構成的壓縮機通道25連同在所述壓縮機通道中依次級聯(lián)的由轉子葉片環(huán)和導向葉片環(huán)構成的壓縮機級。設置在轉子14上的轉子葉片27與壓縮機通道25的外部的通道壁相對置。壓縮機通道25經(jīng)由壓縮機出口擴散器36通入集氣室38。在所述集氣室中設有燃燒室20連同其燃燒腔28，所述燃燒腔與渦輪機單元24的環(huán)形的熱氣通道30聯(lián)通。在渦輪機單元24中設置四個依次接入的渦輪機級32。在轉子14上耦聯(lián)有發(fā)電機或者做功機器(分別沒有示出)。然而，渦輪機級32的數(shù)量對于本發(fā)明而言是不重要的。
[0021]在燃氣輪機10的運行中，軸流式渦輪壓縮機18將環(huán)境空氣34穿過抽吸殼體16作為待壓縮的介質(zhì)吸入并且將其壓縮。已壓縮的空氣被引導穿過壓縮機出口擴散器36進入到集氣室38中，從所述集氣室流入到燃燒器22中。燃料也經(jīng)由燃燒器22到達燃燒腔28中。在那里，燃料在添加已壓縮的空氣的條件下燃燒為熱氣M。熱氣M隨后流動到熱氣通道30中，在所述熱氣通道中，所述熱氣以在渦輪機單元24的渦輪機葉片上做功的方式膨脹。在此期間釋放的能量由轉子14吸收并且一方面用于驅動軸流式渦輪壓縮機18并且另一方面用于驅動做功機器或者電氣發(fā)電機。
[0022]燃氣輪機10的轉子14在其渦輪機側的端部上經(jīng)由多個沿著周向分布的軸承支柱42支撐在殼體26上。對此，根據(jù)實施例，液壓軸承44位于軸承支柱42的中央。液壓軸承44作為徑向軸承裝配有相應的軸承套，在所述軸承套中，轉子14借助于液壓油以流體動力的方式滑動安置。軸承套設置在軸承本體46 (圖2)的內(nèi)部中，其中軸承本體46在其——關于水平平面49——下部的區(qū)域中形成油槽48。換言之:油槽48是軸承本體46的一部分。
[0023]在油槽48中將為了在燃氣輪機10的運行期間提升轉子14以及為了以流體動力學的方式安置轉子14而收集在軸承套和轉子工作面之間壓入的液壓油。在此，液壓油由于作用于其的重力而流到油槽48中。在油槽48的底部47中設置圓形的流出開口 50，在所述流出開口上設置有豎直的——也就是說朝向基座引導的——流出管道52。在示出的實施例中，流出管道52相對于燃氣輪機的徑向方向稍微傾斜地設置并且延伸穿過設置在燃氣輪機10的下半部中的軸承支柱42 (未在圖2中示出)。
[0024]為了避免在流出管道52中形成反復的油堵塞和與之相伴隨的不連續(xù)的排油而設有插入件55。插入件55在圖2中僅示意性地示出并且包括具有中央開口 58的盤形的板56和引導遠離開口的管60。管60向下延伸直至進入到流出管道52。此外，插入件55在板56的下側上——也就是說在板56的朝向流出開口 50的一側上——包括在流出開口 50的周向上均勻分布的支撐件(圖4)，所述支撐件緊貼在槽底部47上。插入件55以及其組成部分在圖2中僅在縱剖面中示出。
[0025]具有設置在流出開口 50上或設置在流出開口中的插入件55的油槽48的結構在圖3中示意性地示出。必須將用于潤滑液壓軸承44的液壓油在其使用之后可靠地從液壓軸承44中導出。為了確保液壓油從油槽48中以提高的通過量連續(xù)地流出，借助于插入件55設有產(chǎn)生這種結果的兩個機構。一方面，支撐件構成為引導元件54。所述引導元件防止流出的液壓油主要徑向地流向圓形的流出開口 50。引導元件54將流出的液壓油切向地(圖4，圖5)導入到流出開口 50中，以至于液壓油在此之后在流出管道52中以渦旋的方式流出。這引起液壓油貼靠到流出管道52的壁上。由于這個原因，在流出管道52的中央62中能夠構成中央空氣柱，所述中央空氣柱將油槽48與連接于流出管道52的排出裝置連接。中央空氣柱的構成另一方面也通過設有管60來實現(xiàn)或者支持。所述機構也防止在流出開口 50的中央中出現(xiàn)完全穿流流出管道52的液壓油流動，所述液壓油流動必要時導致形成流出量暫時較小的反復出現(xiàn)的油堵塞。
[0026]根據(jù)按照圖5的設計方案的引導元件54與根據(jù)按照圖4的設計方案的引導元件54的區(qū)別僅在于，所述引導元件不是傾斜于、而是平行于或者垂直于笛卡爾坐標軸并且同時偏置地定向。借助這種機構也能夠實現(xiàn)具有切向的流動分量的環(huán)形的流出流動。
[0027]引導元件54具有高度H，所述高度大于在油槽48中在運行期間最大預期的油位。由此確保:液壓油不能夠通過中央的、設置在板56中的開口 58流入并且隨后通過管60流出到流出管道52中。也可能的是，管60能夠比所示出的更進一步地向上延伸到腔中。借助這種延伸穿過板56的管，尤其有效地防止液壓油穿過管流出。
[0028]同時，引導元件54能夠構成為支柱，借助所述支柱，與流出管道52同軸地設置的管60能夠經(jīng)由環(huán)形的板56來固定。
[0029]特別地，通過同時將這兩個機構用于在液壓軸承44的流出管道52中構成液壓油的具有中央空氣柱的環(huán)狀流，尤其可靠地實現(xiàn):與燃氣輪機10的運行狀態(tài)無關地并且與在軸承內(nèi)部空間和油系統(tǒng)的排出裝置之間的壓差無關地在油豎直流出時始終確保液壓油的必要的通過量。
[0030]總的來說，本發(fā)明涉及一種具有油槽48的液壓軸承，在所述油槽中設有用于液壓油的流出部，其中流出部包括設置在油槽48中的流出開口 50和連接到流出開口 50上的流出管道52。為了能夠實現(xiàn)液壓油的可靠的并且僅通過重力實現(xiàn)的流出而設有下述機構，所述機構在流出管道52中使液壓油作為具有中央空氣柱的環(huán)形流動流出。
【權利要求】
1.一種用于固定式燃氣輪機(10)的液壓軸承(44)，所述液壓軸承具有油槽(48)，在所述油槽中設有用于液壓油的流出部， 其中所述流出部包括設置在所述油槽(48)中的流出開口(50)和連接到所述流出開口(50)上的流出管道(52)， 其特征在于， 設有下述機構，所述機構在液壓油流出時在所述流出管道(52)中引起具有中央空氣柱的環(huán)狀流。
2.根據(jù)權利要求1所述的液壓軸承(44)， 其中所述環(huán)狀流具有切向的流動分量。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的液壓軸承(44)， 其中所述機構包括圍繞所述流出開口(50)設置的引導元件(54)，所述引導元件傾斜于所述流出開口( 50 )的徑向方向設置。
4.根據(jù)權利要求3所述的液壓軸承(44)， 其中所述引導元件(54)設置在盤狀的板(56)的下側上。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的液壓軸承(44)， 其中所述機構替選地包括偏置的阻擋裝置。
6.根據(jù)上述權利要求中任一項所述的液壓軸承(44)， 其中所述機構包括延伸進入到所述流出管道(52)中、與所述流出管道(52)同軸的管(60)。
7.根據(jù)權利要求4和6所述的液壓軸承(44)， 其中盤狀的所述板(56 )具有中央開口( 58 )，在所述中央開口上連接有所述管(60 )。
8.根據(jù)權利要求6和7所述的液壓軸承(44)， 其中所述管(60)延伸穿過所述板(56)。
9.根據(jù)權利要求1至8中任一項所述的液壓軸承(44)， 其中所述油槽(48)是軸承本體的一部分，所述軸承本體用于容納和安置所述燃氣輪機(10)的轉子(14)。
10.根據(jù)權利要求1至9中任一項所述的液壓軸承(44)， 其中所述流出開口(50)設計為是圓形的并且設置在所述油槽(48)的底部(47)中，其中連接到所述流出開口(50)上的所述流出管道(52)向下延伸。
11.一種燃氣輪機(10)，其具有根據(jù)上述權利要求中任一項所述的液壓軸承(44)， 其中所述流出部延伸穿過軸承支柱(42 )。
【文檔編號】F16C33/10GK103649478SQ201280033611
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2012年6月11日 優(yōu)先權日:2011年7月6日
【發(fā)明者】烏韋·洛澤, 貝恩德·普拉德 申請人:西門子公司