用于固定式燃气轮机的液压轴承的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于固定式燃气轮机（10）的液压轴承（44），所述液压轴承包括油槽（48），所述油槽具有用于液压油的流出部，其中流出部包括设置在油槽（48）中的流出开口（50）和连接到流出开口（50）上的流出管道（52），并且其中设有下述机构，所述机构在液压油流出时在流出管道（52）中引起具有中央空气柱的环状流。
【专利说明】用于固定式燃气轮机的液压轴承
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于固定式燃气轮机的液压轴承，所述液压轴承具有油槽和用于液压油的流出部。
【背景技术】
[0002]用于燃气轮机的这种液压轴承例如从WO 02/02913A1中已知。所述液压轴承应在狭小的结构空间中确保液压油可靠地流出。对此，应借助于浮动密封件在润滑流体的两次流动之间产生压差，所述压差能够实现润滑油以提高的速度流出到流出管中。
[0003]为了实现润滑流体连续地流出，从EP 2 163 733 A3中已知，使润滑流体切向地流入到流出管中。然而，所述构造要求相对庞大的油槽，这被视为是不利的。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供用于固定式燃气轮机的替选的液压轴承，所述液压轴承同样在紧凑的结构方式的情况下并且与燃气轮机的运行状态和内部的轴承压力无关地始终确保提升系统和/或润滑油系统的液压油可靠地流出。
[0005]本发明基于的目的借助根据权利要求1的特征的液压轴承来实现。液压轴承的有利的设计方案在从属权利要求中得出。
[0006]根据本发明，这种液压轴承装配有下述机构，所述机构在液压油流出时在流出管道中引起具有中央空气柱的环状流。换言之:所述机构引起液压油以涡旋的方式沿着流出管道的壁流动，以至于在流出管道的内部中能够构成中央空气柱，所述中央空气柱可靠地防止不连续地流出以及在流出管道中形成反复发生的油堵塞。由此，能够进行在油槽和液压轴承的在下游设置的排出装置之间的空气交换，这可靠地确保了液压油以更大的速度与燃气轮机的运行压力或者轴承内部压力无关地且连续地流出。通常，在此，流出管道至少在油槽侧构成为近似垂直于水平平面的落水管，以至于作用于液压油的重力引起流出。根据本发明不需要扩大流出管道的横截面。
[0007]根据液压轴承的第一有利的改进形式，机构包括围绕流出开口设置的引导元件，所述引导元件倾斜于流出开口的径向方向设置。引导元件至多阻碍或者阻止液压油垂直地入流到流出开口上。所述引导元件强迫液压油切向地流入到流出开口中并且引起液压油根据漩涡的类型以含涡旋的方式流入。因此，引导元件形成涡旋体，所述涡旋体使流出的液压油表现出所描述的切向的速度分量。由于与之结合的离心力，流出的液压油优选在流出管道的壁上流动，以至于在其中央中能够构成中央空气柱以用于压力均衡。因此，空气柱能够使液压油的间歇的流出不出现。这当机构替选地包括偏置的阻挡装置时同样实现。
[0008]根据另一个有利的设计方案，引导元件固定在盘状的板的下侧上。由此，引导元件相互间始终以相同的方式定向并且固定以防止相对移动。因此，确保了可靠的持续运行。那么，引导元件和板是插入件的一部分，所述插入件能够在槽侧插入到现有的液压轴承中。这简化了对现有的液压轴承进行改装。[0009]下述设计方案是尤其有利的，在所述设计方案中，机构包括延伸进入到流出管道中、与流出管道同轴的管。所述管形成空心套筒，所述空心套筒始终建立在回油管道中的空气和油槽中的空气之间的连接。这也防止形成反复发生的油堵塞和与之相伴随的在流出管道中或者穿过流出管道的不连续的流出。
[0010]下述设计方案是尤其优选的，在所述设计方案中，盘状的板具有中央开口，管从所述中央开口延伸到流出管道中。这样形成的插入件也能够简单地加装到现有的液压轴承中。
[0011]如果圆形的流出开口设置在油槽的平坦的底部中并且流出管道从那里开始向下延伸，那么能够提出具有局部的收集区域的紧凑的液压轴承。
[0012]适当地，油槽是轴承本体的一部分，所述轴承本体用于容纳和安装燃气轮机的转子。液压轴承在固定式燃气轮机中的应用是尤其优选的，其中流出管道延伸穿过轴承支柱。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]根据下面的附图来阐述本发明的其它的优点和特征。在此示出:
[0014]图1示出燃气轮机的局部纵剖面，
[0015]图2示出贯穿燃气轮机的液压轴承的纵剖面中的局部图；
[0016]图3示意性地示出贯穿液压轴承的油槽连同插入到流出开口中的插入件的纵剖面，
[0017]图4示出根据图3中的剖面线IV-1V的贯穿插入件的横截面，以及
[0018]图5仅以改变引导元件设置的方式示出类似于图4的横截面。
【具体实施方式】
[0019]图1以局部纵剖面示出固定式燃气轮机10。燃气轮机10在内部具有围绕旋转轴线12转动安置的转子14，所述转子也被称为涡轮机转子。沿着转子14相继为:抽吸壳体
16、轴流式涡轮压缩机18、具有多个彼此旋转对称地设置的燃烧器22的环面状的环形燃烧室20、涡轮机单元24和排放壳体26。代替具有环形燃烧室20，燃气轮机也能够装配有具有一个或多个燃烧器的多个管形燃烧室。
[0020]轴流式涡轮压缩机18包括环形地构成的压缩机通道25连同在所述压缩机通道中依次级联的由转子叶片环和导向叶片环构成的压缩机级。设置在转子14上的转子叶片27与压缩机通道25的外部的通道壁相对置。压缩机通道25经由压缩机出口扩散器36通入集气室38。在所述集气室中设有燃烧室20连同其燃烧腔28，所述燃烧腔与涡轮机单元24的环形的热气通道30联通。在涡轮机单元24中设置四个依次接入的涡轮机级32。在转子14上耦联有发电机或者做功机器(分别没有示出)。然而，涡轮机级32的数量对于本发明而言是不重要的。
[0021]在燃气轮机10的运行中，轴流式涡轮压缩机18将环境空气34穿过抽吸壳体16作为待压缩的介质吸入并且将其压缩。已压缩的空气被引导穿过压缩机出口扩散器36进入到集气室38中，从所述集气室流入到燃烧器22中。燃料也经由燃烧器22到达燃烧腔28中。在那里，燃料在添加已压缩的空气的条件下燃烧为热气M。热气M随后流动到热气通道30中，在所述热气通道中，所述热气以在涡轮机单元24的涡轮机叶片上做功的方式膨胀。在此期间释放的能量由转子14吸收并且一方面用于驱动轴流式涡轮压缩机18并且另一方面用于驱动做功机器或者电气发电机。
[0022]燃气轮机10的转子14在其涡轮机侧的端部上经由多个沿着周向分布的轴承支柱42支撑在壳体26上。对此，根据实施例，液压轴承44位于轴承支柱42的中央。液压轴承44作为径向轴承装配有相应的轴承套，在所述轴承套中，转子14借助于液压油以流体动力的方式滑动安置。轴承套设置在轴承本体46 (图2)的内部中，其中轴承本体46在其——关于水平平面49——下部的区域中形成油槽48。换言之:油槽48是轴承本体46的一部分。
[0023]在油槽48中将为了在燃气轮机10的运行期间提升转子14以及为了以流体动力学的方式安置转子14而收集在轴承套和转子工作面之间压入的液压油。在此，液压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中设置圆形的流出开口 50，在所述流出开口上设置有竖直的——也就是说朝向基座引导的——流出管道52。在示出的实施例中，流出管道52相对于燃气轮机的径向方向稍微倾斜地设置并且延伸穿过设置在燃气轮机10的下半部中的轴承支柱42 (未在图2中示出)。
[0024]为了避免在流出管道52中形成反复的油堵塞和与之相伴随的不连续的排油而设有插入件55。插入件55在图2中仅示意性地示出并且包括具有中央开口 58的盘形的板56和引导远离开口的管60。管60向下延伸直至进入到流出管道52。此外，插入件55在板56的下侧上——也就是说在板56的朝向流出开口 50的一侧上——包括在流出开口 50的周向上均匀分布的支撑件(图4)，所述支撑件紧贴在槽底部47上。插入件55以及其组成部分在图2中仅在纵剖面中示出。
[0025]具有设置在流出开口 50上或设置在流出开口中的插入件55的油槽48的结构在图3中示意性地示出。必须将用于润滑液压轴承44的液压油在其使用之后可靠地从液压轴承44中导出。为了确保液压油从油槽48中以提高的通过量连续地流出，借助于插入件55设有产生这种结果的两个机构。一方面，支撑件构成为引导元件54。所述引导元件防止流出的液压油主要径向地流向圆形的流出开口 50。引导元件54将流出的液压油切向地(图4，图5)导入到流出开口 50中，以至于液压油在此之后在流出管道52中以涡旋的方式流出。这引起液压油贴靠到流出管道52的壁上。由于这个原因，在流出管道52的中央62中能够构成中央空气柱，所述中央空气柱将油槽48与连接于流出管道52的排出装置连接。中央空气柱的构成另一方面也通过设有管60来实现或者支持。所述机构也防止在流出开口 50的中央中出现完全穿流流出管道52的液压油流动，所述液压油流动必要时导致形成流出量暂时较小的反复出现的油堵塞。
[0026]根据按照图5的设计方案的引导元件54与根据按照图4的设计方案的引导元件54的区别仅在于，所述引导元件不是倾斜于、而是平行于或者垂直于笛卡尔坐标轴并且同时偏置地定向。借助这种机构也能够实现具有切向的流动分量的环形的流出流动。
[0027]引导元件54具有高度H，所述高度大于在油槽48中在运行期间最大预期的油位。由此确保:液压油不能够通过中央的、设置在板56中的开口 58流入并且随后通过管60流出到流出管道52中。也可能的是，管60能够比所示出的更进一步地向上延伸到腔中。借助这种延伸穿过板56的管，尤其有效地防止液压油穿过管流出。
[0028]同时，引导元件54能够构成为支柱，借助所述支柱，与流出管道52同轴地设置的管60能够经由环形的板56来固定。
[0029]特别地，通过同时将这两个机构用于在液压轴承44的流出管道52中构成液压油的具有中央空气柱的环状流，尤其可靠地实现:与燃气轮机10的运行状态无关地并且与在轴承内部空间和油系统的排出装置之间的压差无关地在油竖直流出时始终确保液压油的必要的通过量。
[0030]总的来说，本发明涉及一种具有油槽48的液压轴承，在所述油槽中设有用于液压油的流出部，其中流出部包括设置在油槽48中的流出开口 50和连接到流出开口 50上的流出管道52。为了能够实现液压油的可靠的并且仅通过重力实现的流出而设有下述机构，所述机构在流出管道52中使液压油作为具有中央空气柱的环形流动流出。
【权利要求】
1.一种用于固定式燃气轮机(10)的液压轴承(44)，所述液压轴承具有油槽(48)，在所述油槽中设有用于液压油的流出部， 其中所述流出部包括设置在所述油槽(48)中的流出开口(50)和连接到所述流出开口(50)上的流出管道(52)， 其特征在于， 设有下述机构，所述机构在液压油流出时在所述流出管道(52)中引起具有中央空气柱的环状流。
2.根据权利要求1所述的液压轴承(44)， 其中所述环状流具有切向的流动分量。
3.根据权利要求1或2所述的液压轴承(44)， 其中所述机构包括围绕所述流出开口(50)设置的引导元件(54)，所述引导元件倾斜于所述流出开口( 50 )的径向方向设置。
4.根据权利要求3所述的液压轴承(44)， 其中所述引导元件(54)设置在盘状的板(56)的下侧上。
5.根据权利要求1或2所述的液压轴承(44)， 其中所述机构替选地包括偏置的阻挡装置。
6.根据上述权利要求中任一项所述的液压轴承(44)， 其中所述机构包括延伸进入到所述流出管道(52)中、与所述流出管道(52)同轴的管(60)。
7.根据权利要求4和6所述的液压轴承(44)， 其中盘状的所述板(56 )具有中央开口( 58 )，在所述中央开口上连接有所述管(60 )。
8.根据权利要求6和7所述的液压轴承(44)， 其中所述管(60)延伸穿过所述板(56)。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的液压轴承(44)， 其中所述油槽(48)是轴承本体的一部分，所述轴承本体用于容纳和安置所述燃气轮机(10)的转子(14)。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的液压轴承(44)， 其中所述流出开口(50)设计为是圆形的并且设置在所述油槽(48)的底部(47)中，其中连接到所述流出开口(50)上的所述流出管道(52)向下延伸。
11.一种燃气轮机(10)，其具有根据上述权利要求中任一项所述的液压轴承(44)， 其中所述流出部延伸穿过轴承支柱(42 )。
【文档编号】F16C33/10GK103649478SQ201280033611
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2012年6月11日 优先权日:2011年7月6日
【发明者】乌韦·洛泽, 贝恩德·普拉德 申请人:西门子公司