CH667897A5 - Wheel arrangement in a gas turbine. - Google Patents
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Description
667 897 667 897
2 2nd
PATENTANSPRUCH Laufradanordnung in einer Gasturbine, mit einer Laufradscheibe (34), die eine Achse, eine vordere Stirnseite (48), eine hintere Stirnseite (50), einen Kranz (53) und eine Vielzahl von axial verlaufenden Nasen (47) aufweist, wobei die Nasen (47) in gegenseitigem Abstand längs des Umfanges angeordnet sind und radial nach aussen vom Kranz (53) abstehen und mit dem Kranz aus einem Stück bestehen, und wobei Schaufelfussnuten (46) zwischen den benachbarten Nasen (47) liegen, und die Nuten (46) jeweils eine axial verlaufende Fläche haben, wobei jede Nase (47) eine nach vorne weisende Stirnfläche hat, einer Vielzahl von Schaufeln (36), von denen jede einen Fuss (40) und ein mit dem Fuss (40) aus einem Stück bestehendes Blatt (38) aufweist, wobei jeder Fuss (40) eine nach vorne weisende Stirnfläche hat, in einer Nut PATENT CLAIM Impeller assembly in a gas turbine, with an impeller disk (34) having an axis, a front end face (48), a rear end face (50), a ring (53) and a plurality of axially extending lugs (47), the Lugs (47) are arranged at a mutual spacing along the circumference and project radially outward from the ring (53) and consist of one piece with the ring, and wherein blade root grooves (46) lie between the neighboring lugs (47), and the grooves ( 46) each have an axially extending surface, each nose (47) having a front end face, a plurality of blades (36), each of which has a foot (40) and one piece with the foot (40) Leaf (38), wherein each foot (40) has a front end face, in a groove
(46) angeordnet ist und eine radial nach innen weisende Endfläche (51) besitzt, die vom Kranz (53) einen Abstand hat, um einen ersten Kühlluftkanal (55) dazwischen zu bilden, der axial durch die Nut (46) verläuft, wobei der erste Kühlluftkanal (55) einen Einlass (212) an der vorderen Stirnseite (48) der Scheibe (34) und einen Auslass (214) an der hinteren Stirnseite (50) der Scheibe (34) aufweist, wobei der Schaufelfuss (40) mindestens einen axial verlaufenden Fusszahn (202) besitzt, der eine radial nach innen weisende, axial verlaufende Fläche (200) hat, und wobei die Nase (47) der Scheibe (34) einen axial verlaufenden Nasenzahn (206) aufweist, der eine radial nach aussen weisende, axial verlaufende Fläche (204) hat, die der nach innen weisenden Fläche (200) des Fusszahnes (202) gegenüberliegt, einer ringförmigen ersten Deckplatte (178), welche die vorderen Stirnflächen der Nasen (46) is arranged and has a radially inward end surface (51) which is spaced from the ring (53) to form a first cooling air duct (55) therebetween, which extends axially through the groove (46), the first cooling air duct (55) has an inlet (212) on the front end face (48) of the disk (34) and an outlet (214) on the rear end face (50) of the disk (34), the blade root (40) having at least one has axially extending foot tooth (202), which has a radially inwardly facing, axially extending surface (200), and wherein the nose (47) of the disk (34) has an axially extending nose tooth (206) which has a radially outward facing , axially extending surface (204), which is opposite to the inward-facing surface (200) of the foot tooth (202), an annular first cover plate (178) which the front end faces of the lugs
(47) und die vorderen Stirnflächen der Füsse (40) überdeckt, und einer Einrichtung, welche mit der vorderen Stirnseite (48) der Scheibe (34) zusammenarbeitet, um mindestens eine erste Kammer zu bilden, die in Strömungsverbindung mit dem Einlass (212) des ersten Kühlluftkanals (55) steht, um einen Kühlluftstrom zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass die radial nach aussen weisende, axial verlaufende Fläche (204) des Nasenzahnes (206) in einem geringen Abstand von der nach innen weisenden Fläche (200) des Fusszahnes (202) angeordnet ist, um einen zweiten Kühlluftkanal (208) zu bilden, der axial durch die Nut (46) zwischen den gegenüberliegenden Zahnflächen (200,204) verläuft und einen Einlass (209) an der hinteren Stirnseite (50) sowie einen Auslass (211) an der vorderen Stirnseite (48) aufweist und in Reihe mit dem ersten Kühlluftkanal (55) angeordnet ist, eine zweite Deckplatte (188) mit der hinteren Stirnseite (50) der Scheibe (34) zusammenwirkt, um einen Weg für einen Gasstrom zu bilden, welcher den Auslass (214) des ersten Kanals (55) und den Einlass (209) des zweiten Kanals (208) miteinander verbindet, jede Schaufel (36) mit einer Plattform (42) versehen ist und einen Schaufelschaft (187) zwischen dem Zahn (202) des Fusses (40) und der Plattform (42) aufweist, die vordere Stirnfläche einer jeden Nase (47) an der radialen Stelle des zweiten Kühlluftkanals (208) gegenüber der ersten Deckplatte (178) zurückgeschnitten ist, um den Auslass (211) des zweiten Kühlluftkanals (208) zu bilden, wobei der zurückgeschnittene Teil (210) die Kühlluftströmung durch die Nuten (46) dosiert, zweite Kammern (186) zwischen den Schaufelschäften (187) gebildet sind, wobei der Auslass (211) des zweiten Kühlluftkanals (208) über den zurückgeschnittenen Teil (210) der Nase (47) mit einer der zweiten Kammern (186) in Verbindung ist, das Blatt (38) eine Kühlluftkammer (215) aufweist und der Schaufelfuss (40) einen radial verlaufenden Durchtrittskanal (216) aufweist, der einen Einlass (218) an der inneren Endfläche (51) des Fusses (40) besitzt und die Kühlluftkammer (215) im Schaufelblatt (38) mit dem ersten Kühlluftkanal (55) der Fussnut (46) verbindet, und eine dünne Platte (220) im ersten Kühlluftkanal (55) den Einlass (218) des (47) and the front end faces of the feet (40) and a device which cooperates with the front end face (48) of the disc (34) to form at least one first chamber which is in flow communication with the inlet (212) of the first cooling air channel (55) in order to generate a cooling air flow, characterized in that the radially outwardly facing, axially extending surface (204) of the nasal tooth (206) is at a short distance from the inwardly facing surface (200) of the anterior tooth (202) is arranged to form a second cooling air duct (208) which runs axially through the groove (46) between the opposing tooth surfaces (200, 204) and has an inlet (209) on the rear end face (50) and an outlet (211 ) on the front end face (48) and is arranged in series with the first cooling air duct (55), a second cover plate (188) interacts with the rear end face (50) of the disk (34) to provide a path for a gas flow which connects the outlet (214) of the first channel (55) and the inlet (209) of the second channel (208), each blade (36) is provided with a platform (42) and a blade shaft (187) between the Tooth (202) of the foot (40) and the platform (42), the front end face of each nose (47) is cut back at the radial location of the second cooling air duct (208) opposite the first cover plate (178) to the outlet ( 211) of the second cooling air channel (208), the cut-back part (210) metering the cooling air flow through the grooves (46), second chambers (186) are formed between the blade shafts (187), the outlet (211) of the second Cooling air channel (208) is connected to one of the second chambers (186) via the cut-back part (210) of the nose (47), the blade (38) has a cooling air chamber (215) and the blade root (40) has a radially extending passage channel ( 216) which has an inlet (2nd 18) on the inner end face (51) of the foot (40) and connects the cooling air chamber (215) in the airfoil (38) to the first cooling air channel (55) of the foot groove (46), and a thin plate (220) in the first cooling air channel (55) the inlet (218) of the
Durchtrittskanals (216) überdeckt und eine Dosieröffnung (222) aufweist, die mit dem Einlass (218) des Durchtrittskanals (216) ausgerichtet ist, um die Menge des Luftstromes vom ersten Kühlluftkanal (55) an die Kammer (215) des Schaufelblattes (38) zu dosieren. Passage channel (216) covers and has a metering opening (222) which is aligned with the inlet (218) of the passage channel (216) to the amount of air flow from the first cooling air channel (55) to the chamber (215) of the airfoil (38) to dose.
BESCHREIBUNG DESCRIPTION
Die Erfindung bezieht sich auf eine Laufradanordnung in einer Gasturbine nach dem Oberbegriff des Patentanspruches. The invention relates to an impeller arrangement in a gas turbine according to the preamble of the claim.
Im heissen Turbinenteil einer Gasturbinenanlage ist es erforderlich, dass die Füsse der Schaufeln und der Kranz der Laufradscheibe sowie die Nasen der Laufradscheibe während des Betriebes der Gasturbinenanlage gekühlt werden. Dies wird gewöhnlich dadurch erreicht, dass Kühlluft quer durch die Laufradscheibe durch axiale Kanäle hindurchgeschickt wird, die in der Schaufelfussnut zwischen dem inneren Ende des Schaufelfusses und dem Kranz der Laufradscheibe ausgebildet sind. Der kühlende Luftstrom tritt einmal durch die Nut in Richtung der Gasströmung hindurch und gelangt in eine Kammer auf der stromabliegenden Seite der Laufradscheibe. In the hot turbine part of a gas turbine system, it is necessary for the feet of the blades and the ring of the impeller disk and the lugs of the impeller disk to be cooled during operation of the gas turbine system. This is usually accomplished by passing cooling air across the impeller disc through axial channels formed in the blade root groove between the inner end of the blade root and the rim of the impeller disc. The cooling air flow passes through the groove in the direction of the gas flow and reaches a chamber on the downstream side of the impeller disk.
Es ist bei Gasturbinenanlagen auch üblich, die Blätter der Schaufeln «hohl» auszugestalten. Dies bedeutet, dass Kanäle und/oder Kammern in den Schaufelblättern für den Durchtritt von Kühlluft vorgesehen sind, um die Temperatur der Schaufelblätter untere einem vorbestimmten Wert zu halten. Es ist bekannt, einen Teil der Kühlluft von einer stromauf der Laufradscheibe liegenden Stelle in die hohlen Schaufelblätter über radial verlaufende Versorgungskanäle durch den ver-grösserten Kranz der Laufradscheibe zu führen. Diese Versorgungskanäle stehen mit radial verlaufenden Durchgängen durch die Schaufelfüsse in Verbindung, wodurch den hohlen Schaufelblättern Kühlluft zugeführt wird. It is also common in gas turbine systems to design the blades of the blades to be “hollow”. This means that channels and / or chambers in the blades are provided for the passage of cooling air in order to keep the temperature of the blades below a predetermined value. It is known to guide part of the cooling air from a location upstream of the impeller disk into the hollow airfoils via radially extending supply channels through the enlarged rim of the impeller disk. These supply channels are connected to radially extending passages through the blade roots, as a result of which cooling air is supplied to the hollow blade blades.
In einem zweistufigen Turbinenteil werden beide Stufen mit Hilfe von Kühlluft gekühlt, die aus einer Kammer stromauf der Laufradscheibe der ersten Stufe kommt. Die Kühlluft für den Kranz und die Schaufeln der Laufradscheibe der zweiten Stufe wird von dieser stromaufliegenden Kammer über axial verlaufende Löcher in der Laufradscheibe der ersten Stufe in eine Zwischenkammer geführt, die zwischen •den Laufradscheiben der ersten und zweiten Stufe ausgebildet ist. Die Kühlluft fliesst dann beispielsweise von der Zwischenkammer in die hohlen Schaufelblätter des Laufrades der zweiten Stufe über dosierende Versorgungskanäle, die sich im wesentlichen radial durch den vergrösserten Kranz der Laufradscheibe erstrecken. Die dosierenden Versorgungskanäle stehen mit den Durchgängen durch die Schaufelfüsse in Verbindung, welche die hohlen Schaufelblätter mit Kühlluft speisen. In a two-stage turbine section, both stages are cooled with the help of cooling air that comes from a chamber upstream of the impeller disk of the first stage. The cooling air for the ring and the blades of the impeller disk of the second stage is guided from this upstream chamber via axially extending holes in the impeller disk of the first stage into an intermediate chamber which is formed between the impeller disks of the first and second stages. The cooling air then flows, for example, from the intermediate chamber into the hollow blades of the impeller of the second stage via metering supply channels which extend essentially radially through the enlarged rim of the impeller disk. The metering supply channels are connected to the passages through the blade roots, which feed the hollow airfoils with cooling air.
Es ist wünschenswert, die Menge an Kühlluft auf ein Minimum herabzusetzen, die erforderlich ist, um die Betriebstemperaturen auf einem annehmbaren Wert zu halten, da dies den Wirkungsgrad der Gasturbinenanlage verbessert. Es ist auch wünschenswert, das Vorsehen von Löchern durch die Laufradscheiben zu vermeiden, da diese Löcher die Laufradscheibe schwächen und die Lebensdauer der Laufradscheibe begrenzen. It is desirable to minimize the amount of cooling air required to maintain operating temperatures at an acceptable level as this improves the efficiency of the gas turbine plant. It is also desirable to avoid the provision of holes through the impeller disks, as these holes weaken the impeller disk and limit the life of the impeller disk.
Es ist daher hauptsächlich Ziel und Zweck der Erfindung, die Menge an Kühlluft herabzusetzen, die erforderlich ist, um die Schaufelfüsse und die Nasen der Scheibe des Laufrades einer Gasturbinenanlage innerhalb annehmbarer Betriebstemperaturen zu halten. It is therefore primarily the object and purpose of the invention to reduce the amount of cooling air required to maintain the blade roots and lugs of the disk of the impeller of a gas turbine plant within acceptable operating temperatures.
Gemäss der Erfindung wird dies durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Anspruches erreicht. According to the invention, this is achieved by the features of the characterizing part of the claim.
5 5
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
50 50
55 55
60 60
65 65
3 3rd
667897 667897
Beim Stand der Technik hatte die Kühlluft, die einmal durch die Nut in Strömungsrichtung hindurchgetreten ist, noch ein zusätzliches Kühlvermögen, das im wesentlichen ungenutzt geblieben ist. Bei der erfindungsgemässen Laufradanordnung wird diese verhältnismässig kühle Luft durch die Nut in entgegengesetzter Strömungsrichtung zurückgeführt. Die Kühlanordnung gemäss der Erfindung benötigt 26% weniger Menge an Kühlluft, als dies beim Stand der Technik der Fall ist. In the prior art, the cooling air that once passed through the groove in the direction of flow had an additional cooling capacity that remained essentially unused. In the impeller arrangement according to the invention, this relatively cool air is returned through the groove in the opposite direction of flow. The cooling arrangement according to the invention requires 26% less amount of cooling air than is the case in the prior art.
Die vorstehenden Ausführungen und weitere Merkmale und Vorteile der Laufradanordnung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen näher hervor. In den Zeichnungen zeigen The above statements and further features and advantages of the impeller arrangement are apparent from the following description of preferred exemplary embodiments with reference to drawings. Show in the drawings
Fig. 1 einen vereinfachten Querschnitt durch den Turbinenteil einer Gasturbinenanlage mit Merkmalen gemäss der Erfindung, 1 shows a simplified cross section through the turbine part of a gas turbine system with features according to the invention,
Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1, Fig. 3 einen Querschnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 1, Fig. 4 einen Querschnitt längs der Linie 4-4 in Fig. 1, Fig. 5 eine beim Blick nach hinten gesehene perspektivische Darstellung eines Segments des ringförmigen, hinteren Schaufelhalters für das Turbinenlaufrad der ersten Stufe, 2 shows a cross section along the line 2-2 in FIG. 1, FIG. 3 shows a cross section along the line 3-3 in FIG. 1, FIG. 4 shows a cross section along the line 4-4 in FIG. 1, FIG. 5 is a perspective view of a segment of the annular, rear blade holder for the turbine impeller of the first stage, when viewed to the rear,
Fig. 6 einen teilweise gebrochenen Querschnitt längs der Linie 6-6 in Fig. 3 und Fig. 6 is a partially broken cross section along the line 6-6 in Fig. 3 and
Fig. 7 einen Querschnitt längs der Linie 7-7 in Fig. 6. Das in Fig. 1 gezeigte Ausführungsbeispiel stellt einen Turbinenteil 10 einer Gasturbinenanlage dar. Es sind nur die ersten beiden Stufen des Turbinenteils gezeigt. Die Laufradanordnung der ersten Stufe trägt das Bezugszeichen 12. Die Laufradanordnung der zweiten Stufe ist mit dem Bezugszeichen 14 versehen. 7 shows a cross section along the line 7-7 in FIG. 6. The exemplary embodiment shown in FIG. 1 represents a turbine part 10 of a gas turbine system. Only the first two stages of the turbine part are shown. The impeller arrangement of the first stage bears the reference number 12. The impeller arrangement of the second stage is provided with the reference number 14.
Die erste Laufradanordnung 12 weist eine Scheibe 16 mit einer Vielzahl von Schaufeln 18 auf, die in gegenseitigem Abstand rings um den Umfang der Scheibe angeordnet sind. Jede Schaufel 18 besitzt einen Fuss 22 und ein Blatt 20 mit einer einstückig angeformten Plattform 25. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, weist der Fuss 22 ein tannenbaumartig geformtes Ende 24 auf, das in einer ähnlich tannenbaumartig geformten Nut 26 angeordnet ist. Die Nut 26 verläuft axial durch die Scheibe 16 von deren vorderen Stirnseite 28 zu deren hinteren Stirnseite 30. Die Nuten 26 sind zwischen Nasen 32 ausgebildet. Axial verlaufende Kanäle 35 für die Kühlluft sind zwischen einer innersten Endfläche 37 des Fussendes 24 und einem Kranz 39 der Laufradscheibe 16 ausgebildet. Die Kanäle 35 dienen für den Transport der Kühlluft durch die Nuten 26 von einem vorderen Ringraum 31 auf der Vorderseite der Scheibe 16 zu einem hinteren Ringraum 33 auf der Rückseite der Scheibe 16, um die Fussenden 24 der Schaufeln, die Nasen 32 der Scheibe 16 und den Kranz 39 der Scheibe 16 zu kühlen. Ein Teil der durch die Kanäle 35 hin-durchfliessenden Kühlluft wird in Kanäle oder Kammern 23 in den Schaufelblättern 20 über Durchgänge 27 abgeleitet, welche durch die Fussenden 24 der Schaufeln hindurchführen. Die Durchgänge 27 haben Einlässe 29, welche über die Nuten 26 direkt mit den Kanälen 35 in Verbindung stehen. The first impeller arrangement 12 has a disk 16 with a plurality of blades 18 which are arranged at a mutual spacing around the circumference of the disk. Each blade 18 has a foot 22 and a blade 20 with an integrally formed platform 25. As can be seen from FIG. 2, the foot 22 has a fir-tree-shaped end 24, which is arranged in a similar fir-tree-shaped groove 26. The groove 26 runs axially through the disk 16 from its front end face 28 to its rear end face 30. The grooves 26 are formed between lugs 32. Axially extending channels 35 for the cooling air are formed between an innermost end surface 37 of the foot end 24 and a ring 39 of the impeller disk 16. The channels 35 serve to transport the cooling air through the grooves 26 from a front annular space 31 on the front of the disk 16 to a rear annular space 33 on the rear of the disk 16, around the foot ends 24 of the blades, the lugs 32 of the disk 16 and to cool the rim 39 of the disk 16. A portion of the cooling air flowing through the channels 35 is diverted into channels or chambers 23 in the airfoils 20 via passages 27 which lead through the root ends 24 of the blades. The passages 27 have inlets 29 which are directly connected to the channels 35 via the grooves 26.
Die zweite Laufradanordnung 14 weist eine Scheibe 34 mit einer Vielzahl von Schaufeln 36 auf, die in gegenseitigem Abstand ringsum den Umfang der Scheibe 34 angeordnet sind. Wie am besten aus den Figuren 1 und 3 hervorgeht, besitzt jede Schaufel 36 einen Fuss 40 und ein Blatt 38 mit einer einstückig angeformten Plattform 42. Der Fuss 40 weist ein tannenbaumartig geformtes Ende 44 auf, das in einer ähnlich tannenbaumartig geformten Nut 46 angeordnet ist. Die Nuten 46 sind zwischen Nasen 47 der Scheibe 34 ausgebildet. Die Nuten 46 verlaufen axial durch die Scheibe 34 von deren vorderen Stirnseite 48 zu deren hinteren Stirnseite 50. Die innerste, radial nach innen weisende Fläche 51 eines jeden The second impeller arrangement 14 has a disk 34 with a plurality of blades 36 which are arranged at a mutual spacing around the circumference of the disk 34. As can best be seen from FIGS. 1 and 3, each blade 36 has a foot 40 and a blade 38 with an integrally molded platform 42. The foot 40 has a fir-tree-shaped end 44 which is arranged in a similarly fir-tree-shaped groove 46 . The grooves 46 are formed between lugs 47 of the disk 34. The grooves 46 run axially through the disk 34 from its front end face 48 to its rear end face 50. The innermost, radially inward-facing surface 51 of each
Fussendes 44 ist in einem radialen Abstand von der radial nach aussen weisenden Bodenfläche 53 der Nut 46 angeordnet, die den Kranz der Scheibe 34 darstellt. Hierdurch wird dazwischen ein erster, axial verlaufender Kühlluftkanal 55 gebildet, welcher Kühlluft durch die Nut 46 der Scheibe 34 von einer Kammer 66 auf der Vorderseite der Scheibe 34 zu einem ringförmigen Raum 57 auf der Rückseite der Scheibe 34 führt. Weitere Gesichtspunkte der Kühlanordnung für die Scheibe und Schaufeln der zweiten Stufe des Turbinenteils werden im nachstehenden noch beschrieben. The foot end 44 is arranged at a radial distance from the radially outward-pointing bottom surface 53 of the groove 46, which represents the ring of the disk 34. In this way, a first, axially extending cooling air channel 55 is formed, which leads cooling air through the groove 46 of the disk 34 from a chamber 66 on the front of the disk 34 to an annular space 57 on the rear of the disk 34. Further aspects of the cooling arrangement for the disk and blades of the second stage of the turbine part are described below.
Die Scheiben 16 und 34 sind mit einer Wellenanordnung 52 über ein ringförmiges Stützteil 54 verbunden, das mit der Wellenanordnung 52 bei 56 verkeilt ist. Die Scheibe 16 weist einen mit einem Flansch versehenen zylindrischen Haltearm 58 auf, während die Scheibe 34 einen mit einem Flansch versehenen, zylindrischen Haltearm 60 besitzt. Die mit Flanschen versehenen Haltearme 58 und 60 sind mit dem ringförmigen Stützteil 54 durch geeignete Einrichtungen, beispielsweise durch eine Vielzahl von Einheiten 62 aus Schraubenbolzen und Muttern verbunden. The disks 16 and 34 are connected to a shaft assembly 52 via an annular support member 54 which is keyed to the shaft assembly 52 at 56. Disk 16 has a flange-mounted cylindrical bracket 58, while disk 34 has a flange-mounted cylindrical bracket 60. The flanged holding arms 58 and 60 are connected to the annular support member 54 by suitable means, for example by a plurality of units 62 of bolts and nuts.
Ein Abstandsring 64 ist radial ausserhalb der mit Flanschen versehenen Haltearme 58 und 60 angeordnet. Der Abstandsring 64 verläuft axial zwischen der hinteren Stirnseite 30 der Scheibe 16 der ersten Stufe und der vorderen Stirnseite 48 der Scheibe 34 der zweiten Stufe. Der Abstandsring 64 begrenzt eine ringförmige Zwischenkammer 66 für Kühlluft. Die Zwischenkammer 66 liegt radial ausserhalb der Haltearme 58 und 60 und verläuft axial zwischen der hinteren Stirnseite 30 der Scheibe 16 und der vorderen Stirnseite 48 der Scheibe 34. Das vordere Ende 68 des Abstandsringes 64 besitzt eine radial nach aussen weisende zylindrische Fläche 70, die mit einer entsprechenden, radial nach innen weisenden zylindrischen Fläche 72 der hinteren Stirnseite 30 in Eingriff steht. Die zylindrische Fläche 70 weist eine Vielzahl von bogenförmigen Auszackungen oder Ausschnitten 71 (Fig. 4) auf, die in gegenseitigem Abstand ringsum den Umfang der zylindrischen Fläche 70 angeordnet sind und axial über die zylindrische Fläche 70 verlaufen, um einen Kühlluftstrom aus dem hinteren Ringraum 33 in die Zwischenkammer 66 zu dosieren, wie dies später noch erläutert werden wird. Das hintere Ende 74 des Abstandsringes 64 besitzt in ähnlicherweise eine radial nach aussen weisende zylindrische Fläche 76, die mit einer entsprechenden, radial nach innen weisenden zylindrischen Fläche 78 der vorderen Stirnseite 78 der Scheibe 34 in Eingriff steht. Der Abstandsring 64 wird auf diese Weise von den Scheiben 16 und 34 radial abgestützt, so dass sich der Abstandsring mit den beiden Scheiben dreht. Eine Vielzahl von radial verlaufenden Nuten 75 ist am hinteren Ende 74 des Abstandsringes 64 in gegenseitigem Abstand ringsum den Umfang angeordnet. Die radial verlaufenden Nuten 75 sind mit einer Vielzahl von radial verlaufenden Nuten 77 ausgerichtet, die in gegenseitigem Abstand rings um den Umfang in der vorderen Stirnseite 48 der Scheibe 34 angeordnet sind. Die radial verlaufenden Nuten 75 und 77 bilden Durchtrittskanäle für den Kühl-luftstrom aus der Zwischenkammer 66 in und durch die ersten Kühlluftkanäle 55 in den Schaufelfussnuten 46. A spacer ring 64 is arranged radially outside of the flanged holding arms 58 and 60. The spacer ring 64 extends axially between the rear face 30 of the disc 16 of the first stage and the front face 48 of the disc 34 of the second stage. The spacer ring 64 defines an annular intermediate chamber 66 for cooling air. The intermediate chamber 66 is located radially outside of the holding arms 58 and 60 and extends axially between the rear end face 30 of the disk 16 and the front end face 48 of the disk 34. The front end 68 of the spacer ring 64 has a radially outward-pointing cylindrical surface 70, which coexists with a corresponding, radially inwardly facing cylindrical surface 72 of the rear end face 30 is engaged. The cylindrical surface 70 has a plurality of arcuate serrations or cutouts 71 (FIG. 4), which are arranged at a mutual spacing around the circumference of the cylindrical surface 70 and extend axially over the cylindrical surface 70 in order to provide a cooling air flow from the rear annular space 33 to dose into the intermediate chamber 66, as will be explained later. The rear end 74 of the spacer ring 64 similarly has a radially outwardly facing cylindrical surface 76 which engages with a corresponding, radially inwardly facing cylindrical surface 78 of the front face 78 of the disk 34. The spacer ring 64 is supported radially in this way by the disks 16 and 34, so that the spacer ring rotates with the two disks. A plurality of radially extending grooves 75 are arranged at the rear end 74 of the spacer ring 64 at a mutual spacing around the circumference. The radially extending grooves 75 are aligned with a plurality of radially extending grooves 77, which are arranged at a mutual spacing around the circumference in the front end face 48 of the disk 34. The radial grooves 75 and 77 form passage channels for the cooling air flow from the intermediate chamber 66 into and through the first cooling air channels 55 in the blade root grooves 46.
Bei dieser Ausführungsform trägt der Abstandsring 64 eine Vielzahl von radial nach aussen verlaufenden Messerschneiden 80, die in einem geringen Abstand von einem ortsfesten, ringförmigen Dichtkörper 82 angeordnet sind. Der Dichtkörper 82 wird von einem geeigneten Aufbau, das heisst von den inneren Enden 84 einer Vielzahl von ortsfesten Leitschaufeln 86 abgestützt, die in gegenseitigem Abstand ringsum den Umfang zwischen den Laufradblättern 20 und 38 der ersten und zweiten Stufe des Turbinenteils angeordnet sind. Die ortsfesten Leitschaufeln 86 sind an einem Aussenge-häuse 88 der Gasturbine abgestützt.. In this embodiment, the spacer ring 64 carries a multiplicity of radially outwardly extending knife edges 80, which are arranged at a short distance from a stationary, annular sealing body 82. The sealing body 82 is supported by a suitable structure, that is to say by the inner ends 84 of a plurality of stationary guide blades 86, which are arranged at a mutual spacing around the circumference between the impeller blades 20 and 38 of the first and second stages of the turbine part. The stationary guide blades 86 are supported on an outer casing 88 of the gas turbine.
5 5
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
50 50
55 55
60 60
65 65
667 897 667 897
4 4th
Ein ringförmiger Schaufelhalter 90 ist an der vorderen Stirnseite der Scheibe 16 befestigt. Das radial innen liegende Ende 92 des Schaufelhalters 90 weist einen axial verlaufenden Flansch 94 auf, der eine radial nach aussen weisende zylindrische Fläche 96 hat. Die vordere Stirnseite 28 der Scheibe 16 besitzt einen axial verlaufenden Flansch 98, der eine radial nach innen weisende zylindrische Fläche 100 hat. Die zylindrische Fläche 96 ist mit der zylindrischen Fläche 100 gepaart, um den Schaufelhalter 90 radial zur Scheibe 16 auszurichten und abzustützen. Der Schaufelhalter 90 wird durch einen geteilten Ring 101 und einen inneren, ringförmigen Dichtungsträger 102 axial festgelegt. Der Dichtungsträger 102 ist an einem radial nach innen verlaufenden Flansch 104 der Scheibe 16 mit Hilfe von Schraubenbolzen 106 festgeschraubt. Der Dichtungsträger 102 weist eine Vielzahl von herkömmlichen, radial nach aussen verlaufenden Messerschneiden 108 auf, die mit einem ortsfesten, ringförmigen Dichtkörper 110 in einer abdichtenden Beziehung stehen. Der ortsfeste Dichtkörper 110 ist an einem ortsfesten Aufbau 112 befestigt. An annular blade holder 90 is attached to the front face of the disc 16. The radially inner end 92 of the blade holder 90 has an axially extending flange 94 which has a radially outwardly facing cylindrical surface 96. The front end face 28 of the disk 16 has an axially extending flange 98 which has a radially inwardly facing cylindrical surface 100. The cylindrical surface 96 is paired with the cylindrical surface 100 to align and support the blade holder 90 radially to the disk 16. The blade holder 90 is axially fixed by a split ring 101 and an inner, annular seal carrier 102. The seal carrier 102 is screwed to a radially inwardly extending flange 104 of the disk 16 with the aid of screw bolts 106. The seal carrier 102 has a multiplicity of conventional, radially outwardly extending knife edges 108 which are in a sealing relationship with a stationary, annular sealing body 110. The stationary sealing body 110 is fastened to a stationary structure 112.
Der Schaufelhalter 90 weist auch einen axial verlaufenden, zylindrischen Dichtungsträger 114 auf, der mit dem Schaufelhalter 90 aus einem Stück besteht und eine Vielzahl von herkömmlichen, radial nach aussen verlaufenden Messerschneiden 116 trägt. Die Messerschneiden 116 stehen mit einem ortsfesten, ringförmigen Dichtkörper 118 in dichtender Beziehung. Der Dichtkörper 118 ist am ortsfesten Bauteil 112 befestigt. Der ortsfeste Aufbau 112 arbeitet mit einem Kranz von ortsfesten Leitschaufeln 120 zusammen, die im Strömungsweg des Gases stromauf der Laufradblätter 20 angeordnet sind. Die ortsfesten Leitschaufeln 120 sind mit Hilfe geeigneter Einrichtungen am Aussengehäuse 88 der Gasturbine befestigt. The blade holder 90 also has an axially extending, cylindrical seal carrier 114, which is made in one piece with the blade holder 90 and carries a multiplicity of conventional, radially outwardly extending knife blades 116. The knife edges 116 are in a sealing relationship with a stationary, annular sealing body 118. The sealing body 118 is fastened to the stationary component 112. The stationary structure 112 works together with a ring of stationary guide blades 120, which are arranged in the flow path of the gas upstream of the impeller blades 20. The stationary guide vanes 120 are fastened to the outer casing 88 of the gas turbine with the aid of suitable devices.
Der plattenartige Schaufelhalter 90 weist ferner einen kegelstumpfförmigen Abschnitt 126 auf, der sich radial nach aussen in Strömungsrichtung erstreckt. Der kegelstumpfför-mige Abschnitt 126 besitzt ein radial aussen liegendes Ende 128. Das radial aussen liegende Ende 128 weist eine Ringfläche 61 auf, die axial stromab in Strömungsrichtung schaut. Die Ringfläche 61 stützt sich an der vorderen Stirnseite 28 der Scheibe 16 und an den tannenbaumartig geformten Schaufelfussenden 24 ab. Wie aus Fig. 1 hervorgeht, begrenzen die ringförmigen Dichtungsträger 102 und 114, der Schaufelhalter 90 und der ortsfeste Aufbau 112 eine innere, ringförmige Kammer 122, welcher Kühlluft aus einer Vielzahl von Düsen 124 zugeführt wird, die in gegenseitigem Abstand über den Umfang verteilt angeordnet sind. Der Schaufelhalter 90 steht zwischen seinen inneren und äusseren Enden 92 und 128 von der vorderen Stirnseite 28 der Scheibe 16 ab und begrenzt den vorderen Ringraum 31 für die Kühlluft. Der Ringraum 31 steht über grosse Löcher 132 im Schaufelhalter 90 mit der Kammer 122 in Strömungsverbindung. Der Ringraum 31 ist in Wirklichkeit ein Teil der Kammer 122. Die Messerschneiden 116 und ein Dichtungsdraht 134 zwischen dem Ende 128 und der vorderen Stirnseite 28 der Scheibe 16 verhindern eine Leckströmung aus der Kammer 122 und dem Ringraum 31 radial nach aussen in einen äusseren Gasraum 136. The plate-like blade holder 90 also has a frustoconical section 126 which extends radially outward in the direction of flow. The frustoconical section 126 has a radially outer end 128. The radially outer end 128 has an annular surface 61 which looks axially downstream in the direction of flow. The annular surface 61 is supported on the front end face 28 of the disk 16 and on the blade root ends 24 shaped like a fir tree. 1, the annular seal supports 102 and 114, the blade holder 90 and the stationary structure 112 define an inner, annular chamber 122, to which cooling air is supplied from a plurality of nozzles 124, which are spaced apart around the circumference are. The blade holder 90 projects between its inner and outer ends 92 and 128 from the front end face 28 of the disk 16 and delimits the front annular space 31 for the cooling air. The annular space 31 is in flow connection with the chamber 122 via large holes 132 in the blade holder 90. The annular space 31 is actually part of the chamber 122. The knife edges 116 and a sealing wire 134 between the end 128 and the front end face 28 of the disk 16 prevent leakage flow from the chamber 122 and the annular space 31 radially outward into an outer gas space 136 .
Eine Vielzahl von Schaufelhaltesegmenten 138 ist an der hinteren Stirnseite der Scheibe 16 der ersten Stufe befestigt. Die Schaufelhaltesegmente 138 sind um den Umfang der Achse der Gasturbinenanlage angeordnet. Eines dieser Haltesegmente 138 ist in Fig. 5 perspektivisch dargestellt. Jedes Segment 138 weist gegenüberliegende Stirnflächen 140 und 142 auf. Die Stirnflächen 140 stützen sich an den Stirnflächen 142 der benachbarten Segmente ab, um ein segmentiertes, vollständiges Ringteil zu bilden. Die Segmente 138 sind zwischen dem Abstandsring 64 und der hinteren Stirnseite 30 A plurality of vane holding segments 138 are attached to the rear face of the first stage disc 16. The blade holding segments 138 are arranged around the circumference of the axis of the gas turbine system. One of these holding segments 138 is shown in perspective in FIG. 5. Each segment 138 has opposite end faces 140 and 142. The end faces 140 are supported on the end faces 142 of the adjacent segments in order to form a segmented, complete ring part. The segments 138 are between the spacer ring 64 and the rear end face 30
der Scheibe 16 der ersten Stufe axial festgelegt, um den vorstehend erwähnten, hinteren Ringraum 33 für die Kühlluft zu bilden. Der Ringraum 33 erhält die Kühlluft, welche durch die axial verlaufenden Kanäle 35 in den Schaufelfussnuten 26 hindurchfliesst. Eine nach vorne weisende, um den Umfang verlaufende Fläche 154 in der Nähe einer radial äussersten Kante 146 eines jeden Segments 138 stützt sich an der hinteren Stirnseite 30 (tatsächlich an den Nasen 32) und an den Stirnflächen der tannenbaumartig geformten Schaufelfüsse ab, um eine vollständige, ringförmige Abdichtung zu bilden. Die Abdichtung wird durch einen Dichtungsdraht 156 gebildet, der in einer Ringnut angeordnet ist, die durch bogenförmige Nutensegmente 158 in jedem Schaufelhaltesegment 138 gebildet ist. In ähnlicher Weise stützen sich nach hinten weisende, bogenförmige Flächensegmente 160 an einer nach vorne weisenden Ringfläche 162 des Abstandsringes 64 ab. Die bogenförmigen Flächensegmente 160 bilden zusammen mit einem Dichtungsdraht 164 eine vollständige ringförmige Abdichtung gegen die Ringfläche 162. Der Dichtungsdraht 164 ist in einer Ringnut angeordnet, die durch bogenförmige Nutensegmente 166 (Fig. 5) gebildet ist. the first stage disc 16 axially fixed to form the aforementioned rear annulus 33 for the cooling air. The annular space 33 receives the cooling air which flows through the axially extending channels 35 in the blade root grooves 26. A forward-facing, circumferential surface 154 near a radially outermost edge 146 of each segment 138 is supported on the rear end face 30 (actually on the lugs 32) and on the end faces of the fir tree-shaped blade feet to complete to form an annular seal. The seal is formed by a sealing wire 156, which is arranged in an annular groove, which is formed by arcuate groove segments 158 in each blade holding segment 138. In a similar manner, arcuate surface segments 160 pointing backward are supported on an annular surface 162 of the spacer ring 64 pointing forward. The arcuate surface segments 160 together with a sealing wire 164 form a complete annular seal against the ring surface 162. The sealing wire 164 is arranged in an annular groove which is formed by arcuate groove segments 166 (FIG. 5).
Jede Stirnfläche 140 und 142 ist bei 148 zurückgeschnitten oder abgestuft, so dass eine Fläche 150 entsteht, die parallel zur Ebene der entsprechenden Stirnfläche 140 bzw. 142 verläuft, aber gegen die Ebene der Stirnflächen 140 und 142 versetzt ist. Die Flächen 150 verlaufen von der innersten Kante 144 des Segments 138 bis zu einer Stufe 148. Hierdurch werden Nuten 152 zwischen den sich abstützenden Segmenten 138 gebildet, wie dies am besten aus Fig. 4 hervorgeht. Die Nuten 152 stellen eine Strömungsverbindung zwischen dem hinteren Ringraum 3 und der Zwischenkammer 66 über die vorstehend erwähnten, dosierenden, bogenförmigen Aus-zackungen oder Ausschnitte 71 im vorderen Ende 68 des Abstandsringes 64 her. Dosierlöcher 151 (Fig. 4) sind zwischen den sich abstützenden Segmenten 138 gebildet. Die Dosierlöcher 151 stellen eine Strömungsverbindung zwischen dem Ringraum 33 und einer äusseren Ringkammer 153 her. Die in die Ringkammer 153 fliessende Kühlluft wird verwendet, um die Messerschneiden 80 und den ortsfesten Dichtkörper 82 zu kühlen. Each end surface 140 and 142 is cut back or stepped at 148, so that a surface 150 is created which runs parallel to the plane of the corresponding end surface 140 or 142, but is offset from the plane of the end surfaces 140 and 142. The surfaces 150 extend from the innermost edge 144 of the segment 138 to a step 148. This creates grooves 152 between the supporting segments 138, as can best be seen in FIG. 4. The grooves 152 establish a flow connection between the rear annular space 3 and the intermediate chamber 66 via the above-mentioned metering, arc-shaped serrations or cutouts 71 in the front end 68 of the spacer ring 64. Metering holes 151 (FIG. 4) are formed between the supported segments 138. The metering holes 151 establish a flow connection between the annular space 33 and an outer annular chamber 153. The cooling air flowing into the annular chamber 153 is used to cool the knife edges 80 and the stationary sealing body 82.
Die Schaufelhaltesegmente 138 werden radial von einer nach vorne verlaufenden, bogenförmigen Lippe 168 gehalten und festgelegt. Die bogenförmige Lippe 168 hat eine radial nach aussen weisende Fläche 170, die sich auf einer radial nach innen weisenden zylindrischen Fläche 172 der Scheibe 16 abstützt. Eine Nase 174 auf jedem Segment 138 steht mit einem nach hinten verlaufenden Ringflansch 176 der Scheibe 16 in Eingriff, um die Schaufelhaltesegmente 138 weiterhin axial und radial zur Scheibe 16 festzulegen. The vane holding segments 138 are held and fixed radially by an arcuate lip 168 extending forward. The arcuate lip 168 has a radially outwardly facing surface 170, which is supported on a radially inwardly facing cylindrical surface 172 of the disk 16. A tab 174 on each segment 138 engages a rearward annular flange 176 of the disk 16 to further secure the vane holding segments 138 axially and radially to the disk 16.
Die Scheibe 34 der zweiten Stufe des Turbinenteils weist ebenfalls an ihren vorderen und hinteren Stirnseiten Schaufelhalteeinrichtungen auf. Bei dieser Ausführungsform ist der Abstandsring 64 gleichzeitig der Schaufelhalter an der vorderen Stirnseite der Schaufel 34. Das hintere Ende des Abstandsringes 64 weist eine radial nach aussen verlaufende, ringförmige Deckplatte 178 mit einer hinteren Fläche 180 auf, die sich an den vorderen Flächen der Nasen 47 und den vorderen Flächen 182 der Schaufelfüsse 40 abstützt. Die nach vorne gerichteten Flächen liegen im wesentlichen in einer Ebene. Die Deckplatte 178 verläuft radial nach aussen zu den Plattformen 42 der Schaufeln, so dass die Deckplatte 178 das vordere Ende eines Raumes 186 vollständig abdeckt oder ver-schliesst, der sich zwischen Schaufelschäften 187 der Schaufelfüsse 40 befindet. The disk 34 of the second stage of the turbine part also has blade holding devices on its front and rear end faces. In this embodiment, the spacer ring 64 is at the same time the blade holder on the front end face of the blade 34. The rear end of the spacer ring 64 has a radially outwardly extending, annular cover plate 178 with a rear surface 180, which is located on the front surfaces of the lugs 47 and supports the front surfaces 182 of the blade roots 40. The forward facing surfaces are essentially in one plane. The cover plate 178 extends radially outward to the platforms 42 of the blades, so that the cover plate 178 completely covers or closes the front end of a space 186 which is located between blade shafts 187 of the blade roots 40.
Die Schaufeln 34 werden an einer axialen Bewegung nach hinten durch eine hintere, ringförmige Deckplatte 188 gehindert. Die hintere Deckplatte 188 hat eine ringförmige, nach vorne verlaufende Lippe 190, die an einer Schulter 192 auf The blades 34 are prevented from moving axially rearward by a rear annular cover plate 188. The rear cover plate 188 has an annular, forwardly extending lip 190 which rests on a shoulder 192
5 5
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
50 50
55 55
60 60
65 65
5 5
667 897 667 897
der hinteren Stirnseite der Scheibe 34 einschnappt, wodurch die Deckplatte 188 radial gehalten und festgelegt wird. Die hintere Deckplatte 188 wird axial durch einen geteilten Ring 193 festgehalten, der mit dem innersten radialen Ende der Deckplatte 188 in Eingriff steht und dicht zwischen der Deckplatte 188 und einem radial nach aussen verlaufenden Ringflansch 194 der Scheibe 34 sitzt. Das äusserste, radiale Ende der Deckplatte 188 besitzt eine nach vorne weisende Ringfläche 198, die eine ringförmige Abdichtung gegen die nach hinten weisenden Flächen der Scheibennasen 47 und die nach hinten weisenden Flächen der Schaufelfussenden 44 bildet, die im wesentlichen in einer Ebene liegen. Die hintere Deckplatte 188 steht zwischen dem Schnappdurchmesser an der Schulter 192 und der Abdichtung an der Ringfläche 198 axial von der hinteren Stirnseite 50 der Scheibe 34 ab, um den bereits früher erwähnten, ringförmigen Gasraum 57 zu bilden. the rear end of the disc 34 snaps, whereby the cover plate 188 is held and fixed radially. The rear cover plate 188 is held axially by a split ring 193 which engages with the innermost radial end of the cover plate 188 and sits tightly between the cover plate 188 and a radially outwardly extending ring flange 194 of the disk 34. The outermost, radial end of the cover plate 188 has a forwardly facing annular surface 198 which forms an annular seal against the rearward facing surfaces of the disc lobes 47 and the rearward facing surfaces of the blade root ends 44, which lie essentially in one plane. The rear cover plate 188 protrudes axially from the rear end face 50 of the disk 34 between the snap diameter on the shoulder 192 and the seal on the annular surface 198 in order to form the annular gas space 57 already mentioned earlier.
Wie am besten aus den Figuren 3 und 6 hervorgeht, haben die radial nach innen weisenden Flächen 200 der äusseren Zähne 202 des Fusses 40 von den entsprechenden, gegenüberliegenden Flächen 204 der inneren Zähne 206 der Scheibennasen 47 einen radial nach aussen gerichteten Abstand, um zweite Kanäle 208 für die Kühlluft durch die Nuten 46 zu schaffen. Diese zweiten Kanäle haben Einlässe 209 an der hinteren Stirnseite 50 der Scheibe 34. Die Einlässe 209 stehen mit dem Gasraum. 57 in Verbindung. Der äusserste, radiale Teil der vorderen Stirnfläche einer jeden Nase 47 ist bei 210 leicht zurückgeschnitten, so dass ein kleiner Abstand von der hinteren Fläche 180 der Deckplatte 178 entsteht, um eine Strömungsverbindung zwischen den Auslässen 211 der zweiten Kühlluftkanäle 208 und den Räumen 186 zwischen den Füssen 40 herzustellen. As can best be seen from FIGS. 3 and 6, the radially inward-facing surfaces 200 of the outer teeth 202 of the foot 40 are spaced radially outward from the corresponding, opposite surfaces 204 of the inner teeth 206 of the disk lugs 47 by two channels 208 to create the cooling air through the grooves 46. These second channels have inlets 209 on the rear end face 50 of the disk 34. The inlets 209 stand with the gas space. 57 connected. The outermost, radial portion of the front end surface of each nose 47 is slightly cut back at 210 so that there is a small distance from the rear surface 180 of the cover plate 178 to provide a flow connection between the outlets 211 of the second cooling air ducts 208 and the spaces 186 between the To produce feet 40.
Die ersten Kühlluftkanäle 55 haben Einlässe 212 und Auslässe 215. Die Einlässe 212 stehen über die Nuten 75 und 77 mit der Zwischenkammer 66 zwischen der ersten Laufradscheibe 16 und der zweiten Laufradscheibe 34 in Verbindung. Die Auslässe 214 münden in den Gasraum 57 auf der hinteren Stirnseite der Scheibe 34. Die ersten Kühlluftkanäle 55 und die zweiten Kühlluftkanäle 208 sind durch den Gas-raum 57 in Reihe angeordnet. Da der Druck in der Zwischenkammer 66 höher ist als der Druck in den Räumen 186, fliesst die Kühlluft von der Zwischenkammer 66 durch die ersten Kühlkanäle 55 in den Gasraum 57 und von dort in entgegengesetzter Richtung nach vorne durch die zweiten Kühlluftkanäle 208. Die Luft fliesst dann in die Räume 186 über die Ausschnitte 210 in den Nasen 47. Die Kühlluft fliesst von den Räumen 186 in eine andere, nicht dargestellte Kammer, die stromab liegt. Die Ausschnitte 210 haben die Aufgabe, den Strom der Kühlluft durch die Schaufelfussnuten 46 zu dosieren. The first cooling air channels 55 have inlets 212 and outlets 215. The inlets 212 are connected via the grooves 75 and 77 to the intermediate chamber 66 between the first impeller disk 16 and the second impeller disk 34. The outlets 214 open into the gas space 57 on the rear end face of the disk 34. The first cooling air channels 55 and the second cooling air channels 208 are arranged in series through the gas space 57. Since the pressure in the intermediate chamber 66 is higher than the pressure in the spaces 186, the cooling air flows from the intermediate chamber 66 through the first cooling channels 55 into the gas space 57 and from there in the opposite direction to the front through the second cooling air channels 208. The air flows then into the rooms 186 via the cutouts 210 in the lugs 47. The cooling air flows from the rooms 186 into another chamber, not shown, which is located downstream. The cutouts 210 have the task of metering the flow of the cooling air through the blade root grooves 46.
Bei einer in den Figuren 6 und 7 dargestellten, bevorzug-5 ten Ausführungsform haben die Schaufelblätter 38 der zweiten Stufe Kühlluftkanäle oder Kammern 215, denen Kühlluft aus der Zwischenkammer 66 zwischen den Scheiben 16 und 34 über einen radial verlaufenden Durchtrittskanal 216 im Schaufelfuss 40 zugeführt wird. Der Durchtrittskanal 216 ver-lo bindet die Kühlluftkammern 215 des Schaufelblattes 38 mit dem ersten Kühlluftkanal 55 über die Schaufelfussnut 46. Ein Einlass 218 zum Durchtrittskanal 216 ist von einer dünnen Platte 220 abgedeckt. Die Platte 220 hat eine Dosieröffnung 222, die mit dem Einlass 218 zum Durchtrittskanal 216 15 ausgerichtet ist, um die richtige Menge des Luftstroms vom ersten Kühlluftkanal 55 in die Kammern 215 des Schaufelblattes 38 zu dosieren. Die in die Kammern 215 fliessende Luft verlässt das Schaufelblatt über nicht dargestellte Löcher und Schlitze in der Wand des Schaufelblattes, um die Blatt-20 wand in bekannter Art und Weise zu kühlen. Während der Drehung des Laufrades ist der Druck in den Kammern 215 geringer als der Druck in der Zwischenkammer 66, so dass der Luftstrom in der richtigen Richtung fliesst. In a preferred embodiment shown in FIGS. 6 and 7, the airfoils 38 of the second stage have cooling air channels or chambers 215, to which cooling air is supplied from the intermediate chamber 66 between the disks 16 and 34 via a radially extending passage channel 216 in the blade root 40 . The passage channel 216 ver-lo binds the cooling air chambers 215 of the airfoil 38 to the first cooling air channel 55 via the blade root groove 46. An inlet 218 to the passage channel 216 is covered by a thin plate 220. The plate 220 has a metering opening 222 which is aligned with the inlet 218 to the passage channel 216 15 in order to meter the correct amount of air flow from the first cooling air channel 55 into the chambers 215 of the airfoil 38. The air flowing into the chambers 215 leaves the airfoil via holes and slots (not shown) in the wall of the airfoil in order to cool the airfoil in a known manner. During the rotation of the impeller, the pressure in the chambers 215 is lower than the pressure in the intermediate chamber 66, so that the air flow flows in the correct direction.
Wenn der Turbinenteil 10 als Ganzes betrachtet wird, ist 25 festzustellen, dass mit der Erfindung eine neue Kühlanordnung geschaffen worden ist, bei welcher die Kühlluft von einer Kammer stromauf der Laufradscheibe 16 der ersten Stufe verwendet wird, um die Nasen und Kränze der Laufradscheiben, die Schaufelfüsse und Schaufelblätter der ersten 30 und zweiten Stufe des Turbinenteils zu kühlen. Dieser Aufbau des Turbinenteils ist deshalb einzigartig, da keine die Lebensdauer begrenzenden Löcher durch die Laufradscheibe der ersten Stufe erforderlich sind, um die Kühlluft von einer Stelle stromauf der Laufradscheibe der ersten Stufe zu den 35 Schaufelfüssen und in die Schaufelblätter 38 der zweiten Stufe zu transportieren. Darüberhinaus verringert die einzigartige Anordnung für einen zweifachen Durchgang der Kühlluft durch den Bereich des Schaufelfusses der zweiten Stufe den Bedarf an Kühlluftmenge zum Kühlen des Kranzes und 40 der Nasen der Laufradscheibe und der Schaufelfüsse in der zweiten Stufe des Turbinenteils um 26 Prozent. When looking at the turbine section 10 as a whole, it can be seen 25 that the invention has created a new cooling arrangement in which the cooling air from a chamber upstream of the first stage impeller disk 16 is used to control the lugs and rims of the impeller disks To cool blade roots and blades of the first 30 and second stage of the turbine part. This construction of the turbine part is unique in that no life-limiting holes are required through the first stage impeller disk to transport the cooling air from a location upstream of the first stage impeller disk to the 35 blade roots and into the second stage airfoils 38. In addition, the unique arrangement for double passage of the cooling air through the area of the blade root of the second stage reduces the amount of cooling air required to cool the ring and the lugs of the impeller disk and the blade roots in the second stage of the turbine part by 26 percent.
Obgleich die Erfindung anhand eines bevorzugten Aus-führungsbeispiels gezeigt und beschrieben worden ist, liegt es für einen Durchschnittsfachmann auf der Hand, dass ver-45 schiedene Änderungen in der Form und Einzelgestaltung der Erfindung vorgenommen werden können. Although the invention has been shown and described with the aid of a preferred exemplary embodiment, it is obvious to a person skilled in the art that various changes in the form and individual design of the invention can be carried out.
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