CH261730A - Gas turbine plant. - Google Patents

Gas turbine plant.

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CH261730A
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CH
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line
gas turbine
rotor
dependent
ring
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Limited Rolls-Royce
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Rolls Royce
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/12Cooling of plants
    • F02C7/16Cooling of plants characterised by cooling medium
    • F02C7/18Cooling of plants characterised by cooling medium the medium being gaseous, e.g. air
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

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  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Description

  

      Gasturbinenanlage.       Die Erfindung betrifft eine     (Tasturbinen-          anlage,    welche einen     Kompressor,    eine Ver  brennungsvorrichtung und eine Turbine auf  weist. Eine Anwendung der     Erfindung    ist be  sonders bei Turbomaschinen für Luftfahrzeug  antrieb zweckmässig, wobei ein Propeller oder  Ventilator durch die Maschine angetrieben  wird oder die Maschine als     reines    Strahl  antriebsaggregat.     fLinktioniert.    Die Erfindung  kann aber auch bei irgendeiner Art von Gas  turbinenanlagen Verwendung finden, bei wel  cher eine Kühlung des Turbinenrotors     wün-          schenswert    erscheint.

    



  Bei einer     Gasturbinenanlage    gemäss vor  liegender Erfindung ist im Turbinenrotor ein  mit dem Rotor koaxialer Kanal für Kühlluft  gebildet, der mit einer Leitung verbunden ist,  um Kühlluft nach jenem Kanal zu führen,  und ferner sind Dichtungsmittel vorhanden,  welche zwischen der     Leitung    und dem Rotor  kanal angeordnet sind und Relativdrehungen  zwischen Rotor und Leitung gestatten.  



  Die Erfindung kann besonders bei viel  stufigen     Axialturbinen    angewendet werden,  bei welchen es in den letzten Stufen wün  schenswert erscheint, Kühlhaft von der     in          Strömungsrielitung    stromabwärts gelegenen  Seite der Turbine einzuführen.  



  Zweckmässig weist der Turbinenrotor einen  in demselben vorgesehenen koaxialen zentra  len Kanal zur Führung der Kühlluft auf, der  mit einer in der Strömungsrichtung nach dem  Rotor liegenden Leitung in Verbindung ist;    als Mittel zur Zufuhr von     Kühlluft    zu jener  Leitung können Leitungen vorgesehen werden,  die sich durch den     Turbinenauspuffkanal    er  strecken.  



  Bei einer vielstufigen Turbine ist jener  Kanal zweckmässig als zentrale Bohrung in  einer     Niederdruckrotorscheibe    ausgebildet, um  Kühlluft nach dem Raum zwischen der     Nie-          derdruekrotorseheibe    und der nächsten     Ro-          torscheibe    zu leiten.

   Beispielsweise ist bei  einer     Gasturbinenanlage,    welche eine zwei  stufige Turbine aufweist, deren eine Tur  binenscheibe an der     andern    Turbinenscheibe  mittels eines zentral angeordneten hohlen Bol  zens befestigt ist, die Leitung so angeordnet,  dass dem hohlen Bolzen Kühlluft zugeführt  wird, durch welchen sie nach dem Raum zwi  schen den Turbinenscheiben strömt, und die       Dichtungsmittel    sind zwischen der Leitung  und dem Hohlbolzen angeordnet.  



  Bei einer     Ausführungsform    der Erfindung  weisen die Dichtungsmittel ein Leitungszwi  schenstück auf, das an seinen Enden mit     dein     Hohlbolzen und der Leitung über Dichtungs  ringe in Verbindung steht. Diese Dichtungs  ringe sind zweckmässig so angeordnet, dass sie  eine relative     Versehwenkung@    von Leitungs  zwisehenstück, Leitung und Hohlbolzen sowie  Relativdrehungen zwischen diesen Teilen zu  lassen..  



  Das     Leitun;;szwisehenstüek    kann z. B. mit  einem Ende in eine rohrförmige Verlängerung  der Leitung hineinragen, in welcher Verlänge-           rung    ein Kohlen- oder     Graphitdichtungsring     untergebracht     ist,    der wie     eine    Muffe auf dem       Leitungszwischenstück    sitzt, und ferner ein     un-          teFederdruck#        stehenderRing,    welcher     aufden          Graphitring        einwirkt,    um denselben gegen  eine sphärische Fläche einer     Abschlussplatte,

       welche am Ende der     rohrförmigen    Verlänge  rung befestigt ist, zu drücken, wobei der       Graphitdichtungsring        diametral    geteilt sein  kann, um bei     Abnützung    eine radiale Nachstel  lung     mu    erhalten, wobei die Teile auf dem Lei  tungszwischenstück mittels einer     Federbride     zusammengehalten     werden.    Das andere Ende  des Leitungszwischenstückes kann über einen       Graphitring    in den     Hohlbolzen        hineinragen,

       welcher     Ring    eine     zunn    Teil sphärische Innen  fläche aufweist, die auf einer entsprechenden  Fläche am Ende des     Leitungszwischenstückes          aufliegt,    wobei der     Graphitring    nachgiebig in  einer     Aussparung    des Hohlbolzens aufgenom  men ist. Dieser     Graphitring    ist zweckmässig  quer zur     Turbinenrotorachse    geteilt, um     seine     Montage zu erleichtern.  



  Falls es     erwünscht    ist, die rückwärtige  Fläche der Turbinenscheibe zu kühlen, so       kann    man einen Teilstrom von Kühlluft an  den Dichtungsringen vorbei entweichen lassen.  



  Ein     Ausführungsbeispiel    des     Erfindungs-          gegenstandes,        nämlich    eine     Gastt@rbinen-          anlage    mit einer zweistufigen Turbine, wird       nun    an Hand der     Zeichnung    beschrieben, in  welcher       Fig.    1 einen     schematischen.    Schnitt durch  die Hälfte der     Gasturbinenanlage    darstellt.       Fig.    2 ist ein Teilschnitt durch den Tur  binenrotor, und       Fig.    3 zeigt im Schnitt einen etwas abge  änderten Teil von     Fig.    2.

    



  Die     Gasturbinenanlage    weist     einen        Kom.-          pressor    10 auf, dessen Rotor 11 auf     einer     Welle 12 befestigt ist und welcher Luft durch  eine     Leitung    13 nach einer Verbrennungsvor  richtung 14 fördert.

   Letztere     umfasst    eine  Mehrzahl von     Brennkammern,    wovon eine ge  zeigt ist, welche rings um die Welle 12 zwi  schen dem Kompressor und einer zweistufigen  Turbine 15 angeordnet     sind.    Brennstoff wird       in    der nach der     Verbrennungsvorrichtung    ge-    förderten Luft verbrannt und die     Verbren-          nungsprodukte    strömen von der Verbren  nungsvorrichtung durch die Turbine, um  letztere anzutreiben; die     Turbine    treibt ihrer  seits über die Welle 12 den Kompressor.

   Die  Abgase gelangen von der     Turbine    15 in einen  ringförmigen Abgaskanal, welcher zwischen  einem äussern Auspuffgehäuse 16 und einem  zentralen konischen Glied 17 gebildet ist.  



  Die Turbine weist einen Rotor, bestehend  aus zwei     Rotorscheiben    19, 20 auf, welche       Schaufeln.    21 bzw. 22 tragen, einen festen       Leitschaufelsatz    23, welcher die     Verbren-          nungsprodukte        in    die     Hochdruck-Turbinen-          schaufeln    21 leitet, und einen zweiten festen       Leitschaufelsatz    24 zwischen den beiden     Tur-          binenscheiben,    um die Gase in die     Nieder-          druckschauüeln    22 zu leiten.

   Die     Leitschaufel-          Sätze    23, 24 werden durch eine Tragkonstruk  tion 25 getragen. Eine Abdichtungsscheibe 26  ist zwischen den Turbinenscheiben 19, 20 an  geordnet     und    von dem einen     Leitschaufelsatz     24 abgestützt.  



  Die     Rotorscheiben    19, 20 sind in der ge  zeigten Ausführung volle Scheiben; sie kön  nen aber auch in     Hohlkonstruktion    ausge  führt sein.  



  Die Dicke der Scheibe 19 ist so gewählt,  dass sie     Zentrifugalkraft-Beanspruchungen     standhält; Berücksichtigung der     reinen    Zen  trifugalkraft-Beanspruchungen kann jedoch  zu einer dünnen Scheibe führen; bei Anord  nung einer nachstehend beschriebenen Rotor  konstruktion braucht der Querschnitt nicht,  übermässig verstärkt zu sein, um durch die  Dicke der Scheibe allein     gefährliche        Biegungs-          vibrationen    zu vermeiden.  



  Die Turbinenscheibe 19     ist    auf ihrer Vor  derfläche (das ist die in der Strömung durch  die Turbine stromaufwärts gerichtete Fläche)  mit einem am Umfang gezahnten, nach aus  wärts gerichteten Flansch 27 versehen, mittels  welchem die Scheibe 19     mit    einem entspre  chenden Flansch 28 am Ende der Welle 12  verschraubt ist. Die Zähne der     Flanschen    27,  28 greifen in Zähne einer Büchse 29, welche  das Lager 30 für das hintere Ende der Welle  12 trägt, wobei     die    Büchse mit einem     Flanseh         31     versehen    ist, welcher die Zähne trägt und  welcher mit den Flanschen 27, 28 verschraubt  ist.  



  Die Turbinenscheibe 19 hat auf ihrer       rückwärtigen    Fläche (das ist die in der Strö  mung durch die Turbine stromabwärts ge  richtete Fläche) nahe an der Achse einen ra  dial gerichteten Flansch 32; mit diesem.  Flansch ist ein mit einem Flansch versehenes,       ringförmiges    Glied 33 verschraubt und zen  triert.  



  Innerhalb des mit Gewinde versehenen  Teils des mutterähnlichen Gliedes 33 ist ein  Hohlbolzen 34 eingeschraubt, der eine wellen  , ähnliche     Abstützung    für die     Rotorscheibe    20  bildet. Der Bolzen 34 ist koaxial zu der  Scheibe 20 und erstreckt sich durch dieselbe;  die Scheibe 20 wird in ihrer Lage durch Ein  schrauben des Hohlbolzens in die Ringmutter  33 gesichert.  



  Ein im Querschnitt.     T-förmiger        Distan-          zierungsring    35 ist     zwischen    den Scheiben 19,  20 angeordnet. Der Flansch des     T-Querschnit-          tes    ist an beiden Enden mit Anlageflächen  36 versehen, welche an entsprechenden Flä  chen der Scheiben 19, 20 aufliegen.

   Der  Flansch besitzt.     Kegelstumpf-biantelform    und       ist    auf seiner Aussenfläche     stufenförmig    aus  gebildet und wirkt mit einem entsprechend  ausgebildeten Flansch 37 der Dichtungs  scheibe 26 zusammen,     zwecks    Bildung einer       Labyrinthdichtung.    Der Steg des     T-Quer-          schnittes    35 ist am innern Ende mit einwärts  gerichteten Zähnen 38 versehen, welche in  entsprechende Zähne am Flansch 32 der  Scheibe 19 eingreifen, sowie in Zähne eines  an der Vorderfläche der Scheibe 20 vorge  sehenen axialen Flansches 39, durch welche  Verzahnungen das Drehmoment zwischen den  beiden Scheiben 19 und 20 übertragen wird.

    Der Steg besitzt ferner noch einen nach ein  wärts gerichteten Vorsprung 40, der auf dem  Umfang der Ringmutter 33 aufsitzt, um die  Lage der Teile zu sichern.  



  Die Scheibe 20 liegt auch an der Ring  mutter 33 an. Zu diesem Zweck ist die Scheibe  20 mit einem vorspringenden Teil 41 ausge  bildet, der in einer Aussparung der Ring-         mutter    33 Aufnahme findet und gegen eine  am Grunde der Aussparung vorgesehene     Un-          terla.gsscheibe    42 anliegt.  



  Es ist so ersichtlich, dass, wenn die Scheibe  20 in ihrer Lage auf dem Hohlboden 34 ge  sichert ist, sie mit ihrem innern Teil zwischen  der     Unterlagsscheibe    42 und dem Kopf 43  des Bolzens gefasst ist und aussen mit einer  Anschlagfläche gegen den     Distanzierimgsring     35 anliegt. Die Dicke der     Unterlagsscheibe    42  kann je nachdem, wie grosse Variationen in  den Abmessungen der Teile bei der Bearbei  tung auszugleichen sind, verschieden sein. Sie  wird stets so gewählt, dass, wenn der Bolzen  34 in die Ringmutter 33 genügend einge  schraubt ist, die gewünschte     Anpressung    der  Scheiben 19, 20 an ihren Anlageflächen mit  dem     Distanzierungsring    erhalten wird.

   Eine  solche Ausbildung ergibt einen Turbinenrotor,  der den Zentrifugalkraft- und andern Bean  spruchungen, welche im Betrieb entstehen,  widersteht, ohne     da.ss    gefährliche     Biegungs-          vibrationen    auftreten.  



  Eine Sicherungsvorrichtung ist vorge  sehen, welche gewährleistet, dass der Bolzen  34 sich nicht löst, und welche einen Ring 44  aufweist, dessen axiale Verlängerung mit In  nenverzahnung versehen ist, die mit. einer  Verzahnung am Umfang des     Bolzenkopfes    43  im Eingriff ist, wobei der Ring durch Schrau  ben 45 mit einem Flansch 46 auf der Scheibe  20 verbunden ist.  



  Das dargestellte Ausführungsbeispiel sieht  die Zufuhr von Kühlluft nach dem Raum  zwischen den     Rotorscheiben    19, 20 vor. Zu  diesem Zweck wird die Luft an einer geeig  neten Stelle des Kompressors 10 abgezapft  und durch eine Leitung 47 nach einer Stelle  hinter der Turbine 15 geleitet und dann durch  hohle Stützen 48 quer durch den ringförmi  gen Abgaskanal nach einem zentralen,     rohr-          förmigen    Glied 49, das in dem konischen Teil  17 sich befindet.  



  Die Stützen 48 bilden zweckmässig die  Mittel, durch welche der konische Teil 17 im  Gehäuse 16 abgestützt ist, und sie sind zweck  mässig in     Abschirmungen    von stromlinienför  migem Querschnitt eingeschlossen.      Das     rohrförmige        Glied    49 ist ein Teil der  festen     Maschinenkonstruktion,        und        um    Kühl  luft nach dem Innern des Hohlbolzens 34 zu  leiten, ist folgende Ausbildung getroffen:

    Das     rohrförmige    Glied 49 besitzt an seinem       vordern    Ende eine     flanschartige    Verlänge  rung 50, welche gleitend in einer Hülse 51  sitzt, die am Ende einer Wand 52 von koni  scher Gestalt befestigt ist.     Eine    ringförmige  Endplatte 53 ist mit der     Verlängerung    50  verschraubt und besitzt innen und auf ihrer  rückwärtigen Fläche einen sphärischen Sitz,  der mit einer entsprechenden Fläche eines       Graphitdichtumgsringes    54 zusammenwirkt,  welcher durch einen federbelasteten Ring 55,  der in der Verlängerung 50     untergebracht     ist, gegen den Sitz gepresst wird.

   Der Ring 54  ist zweckmässig diametral aufgeteilt, um bei       Abnützung    eine Nachstellung     zuzulassen;    eine       Federbride    56 ist vorgesehen, um die Teile     zu-          sammenzuhalten    und im Kontakt mit dem  rückwärtigen Ende eines Leitungszwischen  stückes 57 zu halten, welches sich zwischen  dem rohrförmigen     Glied    49 und dem Bolzen  34 erstreckt.  



  Diese     Ausbildung    gestattet ein relatives  Gleiten     und        Verschwenken    von Leitungszwi  schenstücken 57 und rohrförmigem Glied 49.  



  Das vordere Ende des Leitungszwischen  stückes 57 ist in     einer        Aussparung    im Bolzen  kopf 43 aufgenommen und ist mit einer  sphärischen     äussern    Fläche versehen, welche  mit     einer    sphärischen Innenfläche eines     Gra-          phitringes    58     zusammenwirkt;    der Ring 58 ist  im     Bolzenkopf    43 durch eine     Unterlagsscheibe     60     und    eine Federplatte 59 gehalten, welch  letztere mit dem Flansch 46 der     Rotorscheibe     20     versehraubt    ist.

   Der Ring 58 ist in einer  Ebene senkrecht     zur    Achse aufgeteilt, um  Montage zu erleichtern und     Abnützung    zu  kompensieren.  



  Diese Ausbildung ermöglicht ein relatives       Verschwenken        zwischen    dem Hohlbolzen 34       und    dem Leitungszwischenstück 57.  



  Das rohrförmige     Glied    49 ist stationär  und der Hohlbolzen 34 rotiert, so dass das       Leitungszwischenstück    37 relativ zu beiden  rotieren     kann;    im Betrieb entstehen grössere         Relativdrehungen        zwischen    dem hintern Ende  des Leitungszwischenstückes 57     und    dem     Gra-    so       phitdichtiungsring    54.  



  Der grössere Teil der Luft, welcher in das       Leitungszwischenstück    57 aus dem     rohrförmi-          gen    Glied 49 strömt, geht in den     Hohlbolzen     34; aber eine kleine     Undichtheit    ist bei     deti        5s     Dichtungsringen 54 und 58 gestattet, um       Kühlluft    nach der rückwärtigen Fläche der  Scheibe 20     zu    leiten.  



  Die Luft strömt in den Raum zwi  schen Scheibe 19 und Ringmutter 33 und  dann durch radiale Kanäle 61, welche     im     Flansch 32 und in der Ringmutter 33 vorge  sehen sind, zwischen den     Distanzierumgsring     35 und Scheibe 19. Die Kühlluft strömt dann  durch     Öffnungen    62 in die     Labyrinthdichtung,     wobei die Öffnungen 62 so angeordnet sind,  dass die Luft sowohl     zur    rückwärtigen Fläche  der Scheibe 19 als auch zur vordern Fläche  der Scheibe 20 gelangen kann. Die Luft kühlt  auch die Wurzeln der Schaufeln im     Leit-          schaufelaggregat    24 und die Wurzeln der       Schaufeln    22 der zweiten Turbinenscheibe.

    



  In     Fig.    3 ist eine     etwas        abgeänderte    Aus  führungsform der Verbindung     zwischen    dem       rohrförmigen    Glied 49 und dem Hohlbolzen  34 dargestellt.

   Bei derselben sind die Graphit  ringe 58 in ihrer Stellung durch eine Unter  lagsscheibe 63, eine federnde     Unterlags-          scheibe    64 und einen Ring 65 gehalten; mit  dem offenen Ende des rohrförmigen     Gliedes     49 ist eine Büchse 150     mit    einem     Flansch     verschraubt, in welcher der federbelastete Ring  55 geführt ist, und in einem     Halteteil    153 ist  der     Graphitdichtungsring    54 gelagert,



      Gas turbine plant. The invention relates to a (Tasturbinen- plant, which has a compressor, a combustion device and a turbine. An application of the invention is particularly useful in turbo machines for aircraft drive, wherein a propeller or fan is driven by the machine or the machine as Pure jet propulsion unit, fLinctioned The invention can, however, also be used in any type of gas turbine system in which cooling of the turbine rotor appears to be desirable.

    



  In a gas turbine system according to the present invention, a coaxial with the rotor channel for cooling air is formed in the turbine rotor, which is connected to a line to guide cooling air to that channel, and sealing means are also present, which channel is arranged between the line and the rotor and allow relative rotations between rotor and line.



  The invention can be used in particular in multi-stage axial turbines in which it appears desirable in the last stages to introduce cooling adhesive from the downstream side of the turbine in the flow direction.



  The turbine rotor expediently has a coaxial zentra len channel provided in the same for guiding the cooling air, which is in connection with a line located in the direction of flow after the rotor; as a means for supplying cooling air to that line, lines can be provided that stretch through the turbine exhaust duct.



  In the case of a multi-stage turbine, that channel is expediently designed as a central bore in a low-pressure rotor disk in order to direct cooling air to the space between the low-pressure rotor disk and the next rotor disk.

   For example, in a gas turbine system which has a two-stage turbine, one turbine disk of which is fastened to the other turbine disk by means of a centrally arranged hollow bolt, the line is arranged in such a way that cooling air is supplied to the hollow bolt through which it flows into the room between the turbine disks flows, and the sealing means are arranged between the line and the hollow pin.



  In one embodiment of the invention, the sealing means have a line intermediate piece which is in connection at its ends with your hollow bolt and the line via sealing rings. These sealing rings are expediently arranged in such a way that they allow a relative misalignment @ of the line adapter, line and hollow bolt as well as relative rotations between these parts.



  The Leitun ;; szwisehenstüek can e.g. B. one end protruding into a tubular extension of the line, in which extension a carbon or graphite sealing ring is accommodated, which sits like a sleeve on the line adapter, and also a spring-loaded ring which acts on the graphite ring the same against a spherical surface of an end plate,

       which is attached to the end of the tubular extension, the graphite sealing ring can be divided diametrically in order to obtain a radial readjustment when worn, the parts being held together on the intermediate line piece by means of a spring clip. The other end of the intermediate pipe piece can protrude into the hollow bolt via a graphite ring,

       which ring has a zunn part spherical inner surface which rests on a corresponding surface at the end of the intermediate line piece, the graphite ring being resiliently accommodated in a recess of the hollow pin. This graphite ring is expediently divided transversely to the turbine rotor axis in order to facilitate its assembly.



  If it is desired to cool the rear surface of the turbine disk, a partial flow of cooling air can be allowed to escape past the sealing rings.



  An embodiment of the subject matter of the invention, namely a Gastt @ rbinen- plant with a two-stage turbine, will now be described with reference to the drawing, in which FIG. 1 is a schematic. Representing section through half of the gas turbine plant. Fig. 2 is a partial section through the turbine rotor, and Fig. 3 shows in section a slightly abge modified part of FIG.

    



  The gas turbine plant has a compressor 10, the rotor 11 of which is fastened to a shaft 12 and which conveys air through a line 13 to a combustion device 14.

   The latter comprises a plurality of combustion chambers, one of which is shown, which are arranged around the shaft 12 between the compressor and a two-stage turbine 15. Fuel is burned in the air conveyed to the combustion device and the combustion products flow from the combustion device through the turbine in order to drive the latter; the turbine in turn drives the compressor via shaft 12.

   The exhaust gases pass from the turbine 15 into an annular exhaust gas duct which is formed between an outer exhaust housing 16 and a central conical member 17.



  The turbine has a rotor consisting of two rotor disks 19, 20, which blades. 21 and 22, respectively, carry a fixed guide vane set 23, which guides the combustion products into the high-pressure turbine blades 21, and a second fixed guide vane set 24 between the two turbine disks in order to guide the gases into the low-pressure vanes 22 .

   The guide vane sets 23, 24 are supported by a support structure 25. A sealing disk 26 is arranged between the turbine disks 19, 20 and is supported by a guide vane set 24.



  The rotor disks 19, 20 are full disks in the embodiment shown; but they can also be made in a hollow construction.



  The thickness of the disk 19 is chosen so that it can withstand centrifugal forces; However, taking into account the pure centrifugal force stresses can lead to a thin disk; If a rotor construction described below is arranged, the cross-section does not need to be excessively reinforced in order to avoid dangerous bending vibrations through the thickness of the disk alone.



  The turbine disk 19 is on its front derfläche (which is the surface facing upstream in the flow through the turbine) with a circumferentially toothed, downwardly directed flange 27, by means of which the disk 19 with a corre sponding flange 28 at the end of the Shaft 12 is screwed. The teeth of the flanges 27, 28 engage teeth of a sleeve 29 which carries the bearing 30 for the rear end of the shaft 12, the sleeve being provided with a flange 31 which carries the teeth and which is screwed to the flanges 27,28 is.



  The turbine disk 19 has on its rear surface (this is the surface directed downstream in the flow through the turbine) close to the axis a ra dial directed flange 32; with this. Flange is a flanged, annular member 33 screwed and zen triert.



  A hollow bolt 34 is screwed into the threaded part of the nut-like member 33 and forms a wave-like support for the rotor disk 20. The bolt 34 is coaxial with the disc 20 and extends through the same; the washer 20 is secured in its position by screwing the hollow bolt into the ring nut 33.



  One in cross section. T-shaped spacer ring 35 is arranged between the disks 19, 20. The flange of the T-cross section is provided at both ends with contact surfaces 36 which rest on corresponding surfaces of the disks 19, 20.

   The flange has. Truncated cone-biantelform and is formed stepped on its outer surface and interacts with a correspondingly formed flange 37 of the sealing washer 26 to form a labyrinth seal. The web of the T-cross section 35 is provided at the inner end with inwardly directed teeth 38 which engage in corresponding teeth on the flange 32 of the disk 19, as well as in teeth of an axial flange 39 provided on the front surface of the disk 20 through which Toothings the torque between the two disks 19 and 20 is transmitted.

    The web also has a downward projection 40 which rests on the circumference of the ring nut 33 to secure the position of the parts.



  The disc 20 is also on the ring nut 33. For this purpose, the disk 20 is formed with a protruding part 41 which is received in a recess in the ring nut 33 and rests against a washer 42 provided at the bottom of the recess.



  It can be seen that when the disc 20 is secured in its position on the hollow bottom 34, its inner part is gripped between the washer 42 and the head 43 of the bolt and rests against the spacer ring 35 with a stop surface on the outside. The thickness of the washer 42 can be different depending on how large variations in the dimensions of the parts are to be compensated for during machining. It is always chosen so that when the bolt 34 is screwed sufficiently into the ring nut 33, the desired pressing of the disks 19, 20 on their contact surfaces with the spacer ring is obtained.

   Such a design results in a turbine rotor that withstands the centrifugal force and other stresses that arise during operation, without dangerous bending vibrations occurring.



  A securing device is provided, which ensures that the bolt 34 does not come loose, and which has a ring 44, the axial extension of which is provided with toothing in which is provided with. a toothing on the circumference of the bolt head 43 is engaged, the ring being connected to a flange 46 on the disc 20 by screws 45 ben.



  The illustrated embodiment provides for the supply of cooling air to the space between the rotor disks 19, 20. For this purpose, the air is drawn off at a suitable point of the compressor 10 and passed through a line 47 to a point behind the turbine 15 and then through hollow supports 48 across the annular exhaust duct to a central, tubular member 49, which is located in the conical part 17.



  The supports 48 expediently form the means by which the conical part 17 is supported in the housing 16, and they are expediently enclosed in shields of streamlined cross-section. The tubular member 49 is part of the fixed machine structure, and in order to direct cooling air to the interior of the hollow pin 34, the following design is made:

    The tubular member 49 has at its front end a flange-like extension 50 which is slidably seated in a sleeve 51 which is attached to the end of a wall 52 of conical shape. An annular end plate 53 is screwed to the extension 50 and has a spherical seat inside and on its rear surface which cooperates with a corresponding surface of a graphite sealing ring 54, which by a spring-loaded ring 55, which is housed in the extension 50, against the seat is pressed.

   The ring 54 is expediently divided diametrically in order to permit readjustment when worn; a spring clip 56 is provided to hold the parts together and in contact with the rearward end of a conduit spacer 57 which extends between the tubular member 49 and the bolt 34.



  This design permits the relative sliding and pivoting of line intermediate pieces 57 and tubular member 49.



  The front end of the intermediate line piece 57 is received in a recess in the bolt head 43 and is provided with a spherical outer surface which cooperates with a spherical inner surface of a graphite ring 58; the ring 58 is held in the bolt head 43 by a washer 60 and a spring plate 59, the latter being screwed to the flange 46 of the rotor disk 20.

   The ring 58 is divided in a plane perpendicular to the axis in order to facilitate assembly and to compensate for wear.



  This design enables relative pivoting between the hollow bolt 34 and the intermediate line piece 57.



  The tubular member 49 is stationary and the hollow pin 34 rotates so that the line adapter 37 can rotate relative to both; During operation, there are larger relative rotations between the rear end of the intermediate line piece 57 and the graphite sealing ring 54.



  The greater part of the air which flows into the intermediate line piece 57 from the tubular member 49 goes into the hollow pin 34; however, a small leak is allowed in deti 5s sealing rings 54 and 58 to direct cooling air to the rear face of disc 20.



  The air flows into the space between the washer 19 and ring nut 33 and then through radial channels 61, which are provided in the flange 32 and in the ring nut 33, between the spacer ring 35 and disk 19. The cooling air then flows through openings 62 in the Labyrinth seal, the openings 62 being arranged in such a way that the air can reach both the rear surface of the disk 19 and the front surface of the disk 20. The air also cools the roots of the blades in the guide vane assembly 24 and the roots of the blades 22 of the second turbine disk.

    



  In Fig. 3, a slightly modified imple mentation of the connection between the tubular member 49 and the hollow pin 34 is shown.

   In the same, the graphite rings 58 are held in their position by a washer 63, a resilient washer 64 and a ring 65; With the open end of the tubular member 49, a bush 150 is screwed to a flange in which the spring-loaded ring 55 is guided, and the graphite sealing ring 54 is mounted in a holding part 153,

 

Claims (1)

<B>PATENTANSPRUCH:</B> Gasturbinenanlage, gekennzeichnet duueh einen Turbinenrotor, in welchem ein mit dem Rotor koaxialer Kanal für Kühlluft gebildet ist, der mit einer Leitung verbunden ist, um Kühlluft nach jenem Kanal zu leiten, und durch Dichtungsmittel, welche zwischen Lei tung und Rotorkanal angeordnet sind und Relativdrehungen zwischen Rotor und Leitung gestatten. Claim: Gas turbine system, characterized by a turbine rotor in which a duct for cooling air is formed which is coaxial with the rotor and which is connected to a duct for directing cooling air to that duct, and by sealing means which between Lei device and rotor channel are arranged and allow relative rotations between the rotor and the line. UNTERANSPRüCHE: 1. Gasturbinenanlage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem ko axialen Kanal in Verbindung stehende Lei tung stromabwärts vom Turbinenrotor liegt und dass -Mittel vorgesehen sind, um Kühlluft nach jener Leitung zu fördern, welche Mittel Leitungen, die sieh durch den Turbinenaus- puffkanal erstrecken, umfassen. 2. SUBClaims: 1. Gas turbine plant according to claim, characterized in that the line connected to the coaxial duct is downstream of the turbine rotor and that means are provided to convey cooling air to that line, which means lines that see through the Turbine exhaust duct extend include. 2. Gasturbinenanlage nach Unteranspruch 1, mit einem Turbinenrotor mit mindestens zwei Rotorseheiben, dadurch gekennzeichnet, da,ss der koaxiale Kanal als zentrale Bohrung in einer Scheibe der Niederdruckstufe aus gebildet ist, um Kühlluft nach dem Raum zwischen dieser Scheibe und der nächsten Rotorscheibe zu leiten. Gas turbine system according to dependent claim 1, with a turbine rotor with at least two rotor disks, characterized in that the coaxial channel is formed as a central bore in a disk of the low-pressure stage in order to direct cooling air to the space between this disk and the next rotor disk. 3. Gasturbinenanlage nach Unteranspruch 1, mit einem Turbinenrotor, mit zwei Rotor Scheiben, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Rotorscheibe an der andern Rotorscheibe mittels eines zentral angeordneten Hohlbol zens befestigt ist und dass jene Leitung Kühl luft nach dem Hohlbolzen leitet und die Dich tungsmittel zwischen der Leitung und dem Hohlbolzen angeordnet sind. 4. Gasturbinenanlage nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungs mittel ein Leitungszwischenstück aufweisen, das mit seinen Enden mit der Leitung und dem Hohlbolzen über Dichtungsringe verbun den ist. 3. Gas turbine system according to dependent claim 1, with a turbine rotor, with two rotor disks, characterized in that the one rotor disk is attached to the other rotor disk by means of a centrally arranged Hohlbol zens and that that line conducts cooling air to the hollow bolt and the means between you the line and the hollow bolt are arranged. 4. Gas turbine system according to dependent claim 3, characterized in that the sealing means have a line intermediate piece which is verbun with its ends to the line and the hollow pin via sealing rings. 5. Gasturbinenanlage nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungs ringe auch relative Verschwenkbewegungen zwischen Leitungszwischenstück, Leitung und Hohlbolzen zulassen. 6. Gasturbinenanlage nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung zentral innerhalb des Abgasgehäuses und ko axial zum Hohlbolzen angeordnet ist und dass das Leitungszwischenstück sich zwischen bei den befindet. 7. Gasturbinenanlage nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungs ringe Graphitringe sind, welche sphärische Flächen besitzen. 5. Gas turbine plant according to dependent claim 4, characterized in that the sealing rings also allow relative pivoting movements between the line adapter, line and hollow bolt. 6. Gas turbine system according to dependent claim 5, characterized in that the line is arranged centrally within the exhaust housing and ko axially to the hollow bolt and that the line adapter is located between the. 7. Gas turbine plant according to dependent claim 5, characterized in that the sealing rings are graphite rings which have spherical surfaces. B. Gasturbinenanlage nach Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungs ring zwischen dem Leitungszwischenstück und der Leitung durch einen Graphitring gebildet ist, der auf dem Leitungszwischenstück auf geschoben ist und eine sphärische Stützfläche aufweist, welche nachgiebig gegen eine ent sprechend gestaltete Stützfläche an der Lei tung anliegt. B. Gas turbine plant according to dependent claim 7, characterized in that the sealing ring between the line adapter and the line is formed by a graphite ring which is pushed onto the line adapter and has a spherical support surface which is resilient against a correspondingly designed support surface on the lei is applied. 9. Gasturbinenanlage nach Unteranspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung eine rohrförmige Verlängerung aufweist, wel che das eine Ende des Leitungszwischenstückes und den G-raphitdichtungsring umfasst, wobei ein unter Federdruck stehender Ring auf den Dichtungsring einwirkt und denselben gegen die sphärische Fläche einer Verschlussplatte presst, die an einem Ende der rohrförmigen Verlängerung sitzt. 9. Gas turbine plant according to dependent claim 8, characterized in that the line has a tubular extension, wel che comprises one end of the line intermediate piece and the graphite sealing ring, wherein a spring-loaded ring acts on the sealing ring and the same against the spherical surface of a closure plate presses, which sits at one end of the tubular extension. 10. Gasturbinenanlage nach Unteranspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Graphit dichtungsring diametral geteilt ist und die Teile in ihrer Lage auf dem Leitungszwischen stück durch eine Federbride gehalten werden. 11. Gasturbinenanlage nach Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungs ring zwischen dem Leitungszwischenstück und dein Hohlbolzen einen Graphitring aufweist, der eine sphärische Innenfläche besitzt, die auf einer entsprechend ausgebildeten Fläche am einen Ende des Leitungszwischenstückes aufliegt, wobei der Graphitring nachgiebig in einer Aussparung des Hohlbolzens sitzt. 10. Gas turbine plant according to dependent claim 8, characterized in that the graphite sealing ring is divided diametrically and the parts are held in their position on the intermediate line piece by a spring clip. 11. Gas turbine plant according to dependent claim 7, characterized in that the sealing ring between the line adapter and the hollow bolt has a graphite ring which has a spherical inner surface which rests on a correspondingly formed surface at one end of the line adapter, the graphite ring resilient in a recess of the hollow bolt sits. 12. Gasturbinenanlage nach Unteranspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Graphit ring quer zur Turbinenrotorachse geteilt ist, um den Zusammenbau zu ermöglichen. 13. Gasturbinenanlage nach Unteranspruch 1, gekennzeichnet durch solche Ausbildung, dass ein Teilstrom von Kühlluft auch an den Dichtungsringen vorbei abfliessen kann. 12. Gas turbine system according to dependent claim 11, characterized in that the graphite ring is divided transversely to the turbine rotor axis in order to enable assembly. 13. Gas turbine system according to dependent claim 1, characterized by such a design that a partial flow of cooling air can also flow past the sealing rings.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1080352B (en) * 1957-10-21 1960-04-21 Bmw Triebwerkbau Ges M B H Cooling device for gas turbines, especially for gas turbines operated with heavy oil

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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