DE1963364A1 - Kuehlanordnung fuer Gasturbinen der Scheibenbauart - Google Patents

Description

Kühlanordnung für Gasturbinen der Scheibenbauart (Die Priorität der USA-Stammanmeldung Serial No. 791 892 vom 17. Januar 1969 wird beansprucht)

KühlanOrdnungen für Gasturbinen der Scheibenbauart, bei welchen die Laufschaufeln mit ihren Füßen in am äußeren Umfang der Läuferscheiben angeordneten, axialen Dutenkanälen unter Freilassung von axialen Schaufelfuß-Kühlkanälen gelagert sind und die Kanalwandungen letzterer fliehkraftsicher hintergreifen, sind in den verschiedensten Ausführungsformen bekannt. Insb. sind solche KühlanOrdnungen bekannt (DAS 1 076 446, DBP 1 182 474),bei denen die den Laufschaufelkranz tragende Läuferscheibe an ihren beiden Stirnseiten mit Eingkörpern zusammengespannt ist, welche mit Abstand gegenüber den Schaufelfuß-Stirnseiten angeordnet sind und so entweder gegenüber dem Stufenraum abgedichtete jedoch mit einem Kuhlgaszustromungsraum kommunizierende Kühlgaseintrittsräume für die Schaufelfuß-Klihlkanäle bilden oder aber in den Stufenraum mündende, gegenüber dem Kühlgaszuströmraum abgedichtete Kühlgasaustrittsraume für die Schaufelfuß-KÜhlkanäle. Es ist auch bereits vorgeschlagen worden - damit gesonderte Ring körper zur Bildung der Kühlgasein- und -austrittsräume entfal- "" len können - die Laufschaufelkränze gefälleober- und ggf. gefälleunterseitig mit die Stirnseiten der Schaufelfüße abdeckenden Deckplatten zu versehen, wobei diese Deckplatten die Kühlgasein- und -austrittsräume der Schaufelfüße definieren (ältere Anmeldung P 19 28 184.6). Hierzu sind die Schaufelfüße und Läuferscheiben stirnseitig mit Vorsprüngen versehen, durch welche zumindest auf der gefälleoberseitig gelegenen Stirnseite radial zueinander fluchtende, einander zugewandte Aufnahmenuten gebildet eind, in welche die Scha.ufelfuß-Stirnseiten zum Stufenraum abdeckende Deckplatten einfügbar sind und wobei von den Deckplatten und den benachbarten Schaufelfuß-Stirnseiten die schon erwähnten Kühlgaseintritts- bzw. Kühlgasaustrittsräume, nachfolgend als Kühlgaskammern bezeichnet, gebildet sind, in welche ein Kühlgas einleitbar ist, das von hier durch die Schaufelfuß-

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Kühlkanäle und von letzteren in den gefälleunterseitig der Laufschaufel gelegenen Stufenraum leitbar ist. Bei dieser Anordnung sind insb. gefälleober- und -unterseitige Deckplatten mit axial orientierten Kühlgaseintritts- bzw. -austrittsöffnungen versehen, und das Kühlgas muß demnach unmittelbar in axialer Richtung durch diese Öffnungen in die Kühlgaskaaaer geleitet werden. Es besteht keine Möglichkeit, das Kühlgas von Innenräumen des Läufers axialradial den Schaufelfüßen zuzuführen, was jedoch erwünscht ist, um. eine effektiv arbeitende Rotorschaufelkühlung zu erhalten. Außerdem müssen bei der älteren Anordnung die Deckplatten über ein Deck plattenschloß eingeführt und dann in Umfangsrichtung in ihre entsprechenden Aufnahmenuten gebracht werden und schließlich muß das Deckplattenschloß durch eine Schloßplatte geschlossen werden. Diese Anordnung und Ausbildung der Deckplatten bedarf verhältnismäßig viel Raum in axialer Richtung zur Montage. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von der bereits vorgeschlagenen Anordnung, eine Kühlanordnung für Gasturbinen der Scheibenbauart zu schaffen, bei welcher bei Verwendung von Deckplatten eine Kühlgaszufuhr vom Innenraum des Läufers her ermöglicht ist und bei der die von den Deckplatten definierten Kühlgas-Verbindungskanäle eine leichtere Montier- und Demontierbarkeit der Deckplatten gestatten.

Gegenstand der Erfindung ist nunmehr eine Kühlanordnung für Gasturbinen der Scheibenbauart, bei welchen die Laufschaufeln mit ihren Füßen in am äußeren umfang der Läuferscheiben angeordneten axialen Nutenkanälen unter Freilassung von axialen Schaufelfuß-Kühlkanälen gelagert sind und die Kanalwandungen letzterer fliehkraft sicher hintergreifen und wobei die Schaufelfüße und Läufery scheiben stirnseitig mit Vorsprüngen versehen sind, durch welche zumindest auf der gefälleoberseitig gelegenen Stirnseite radial zueinander fluchtende, einander zugewandte Aufnahmenuten gebildet sind, in welche die Schaufelfuß-Stirnseiten zum Stufenraum abdeckende Deckplatten einfügbar sind und wobei von den Deckplatten und den benachbarten Schaufelfuß-Stirnseiten Kühlgaskammern gebildet sind, in welche ein Kühlgas einleitbar ist, das von hier durch die Schaufelfuß-JKühlkanäle und von letzteren in dem ge-

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fälleunterseitig der betreffenden Laufschaufel gelegenen Stufenraum leitbar ist. Die Erfindung besteht hierbei darin, daß durch Pußteile der gefälleoberseitig der Laufschaufeln angeordneten Deckplatten innerhalb der ihnen zugehörigen Aufnahmenut der Läuferscheiben ein der Kühlgaskammer vorgeschalteter Ringraum gebildet ist, in den ein zum Stufenraum abgedichteter Kiihlgas-Zuströmkanal über wesentlich radial verlaufende, in einem die Aufnahmenut für die Fußteile aufweisenden vorspringenden Kragen der Läuferscheibe angeordnete Zuleit-Öffnungen mündet, wobei die Deckplatten so angeordnet und ausgebildet sind, daß Ringraum und Kühlgaskammer miteinander kommunizieren und gegenüber dem gefälleoberseitigen Stufenraum gleichfalls abgedichtet sind.

Besonders vorteilhaft ist ea, wenn die Aufnahmenut an ihrer Innenflanke mit einer abwechselnd axial orientierte balkonartige Vorsprünge und Aussparungen aufweisenden Ringleiste versehen ist und die Deckplatten an ihren Fußteilen den Ringleisten-Vorsprüngen entsprechende Vorsprünge aufweisen, wobei die Deckplatten wesentlich radial mit ihren Fu3teilen in die ümfangsnut einfügbar sind, und durch Verschieben in ümfangsrichtung mit ihren Voreprüngen die Ringleisten-Vorsprünge hintergreifen, wogegen in dieser Lage die Ringleisten- und Fußteil-Aussparungen radial gesehen praktisch fluchten und einen Verbindungskanal zwischen Ringraum und Kühlgaskammer definieren. Ferner ist es montage- und strömungstechnisch besonders günstig, wenn die Fußteil- und Ringleisten-Vorsprünge mittels zur Turbinenachse geneigter Paßflachen in Eingriff bringbar sind, welche unter Fliehkraftbeanspruchung der Deckplatten eine axial gerichtete, die Fu3teilaußenseite dichtend gegen Aufnahmenut-Innenflanke verspannende Komponente liefern. Es läßt sich hierdurch eine stabile Halterung der Deckplatten erreichen und außerdem die Kühlgaskammer sowie die ihr vorgeschalteten Kühlgas-Kanäle wirksam gegenüber dem Stufenraum abdichten.

Im folgenden wird anhand der ein Ausführungsbeispiel darstellenen Zeichnung die Erfindung noch näher erläutert. Es zeigen:

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Pig. 1 im Längs- und Ausschnitt einer axialen Gasturbine der Scheibenbauart eine Läufer- und Gehäusepartie, aus der zwei verdrehungssicher zusammengespannte Läuferscheiben mit Laufschaufelkränzen und Deckplatten sowie zugehörigen Leitschaufelkränzen ersichtlich sind;

Pig. 2 in einem vergrößerten Teilausschnitt eine Deckplatte, welche bezüglich ihrer Läuferscheibe und ihrer Laufschaufeln in eine erste Montagestellung gebracht ist;

Pig. 3 einen vergrößerten Teilausschnitt ebenso wie Pig. 2, jedoch in einer zweiten Montagestellung der Deckplatte, bei welcher letztere innerhalb ihrer Aufnahmenut und an einem Vorsprung der LaufschaufelfÜ3e bereits verriegelt ist; '

Pig. 4 in einer Draufsicht auf die Aufnahmenut der Deckplatte die noch nicht mit der Deckplatte versehene Aufnahmenut (Darstellung A), darunter die Montagestellung B, bei welcher eine Deckplatte mit Vorsprüngen und Aussparungen ihres Fußteile in radialer Richtung in Zusammenwirken mit entsprechenden Vorsprüngen und Aussparungen einer Ringleiste der Aufnahmenut in letztere eingefügt ist (Darstellung B) und schließlich darunter die Montagestellung C, bei welcher die Deckplatte um eine halbe Teilung der Ringleiste in Umfangsrichtung verschoben ist und somit mit den Vorsprüngen ihres Fußteils Ringleistenvorsprünge untergreift und mit ihrer Aussparung praktisch in Deckung mit einer Ringleistenaussparung gebracht ist (Darstellung C).

Fig. 1 zeigt; wie erwähnt, den Läufer 10 einer axialen Gasturbine in einem Längsschnitt. Der*Laufer kann ein ganzes Paket von Läuferscheiben umfassen, von welchem lediglich zwei, nämlich 12, 14 gezeigt sind, welche, wie an sich bekannt, durch axiale Zuganker 15 mittels Verzahnungen 120 drehmomentsicher verspannt sind. Es kann sich um einen zentralen Zuganker handeln oder, wie dargestellt, um mehrere außermittige, mit Abstand in umfangsrichtung zueinander über die Scheiben regelmäßig verteilte Zuganker 15, welche die Läuferscheibm 12 in entsprechenden außer-

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mittigen Bohrungen durchdringen.

Die Läuferscheiben 12, 14 tragen Kränze von Laufschaufeln 16, 18, welche mit Kränzen von Leitschaufeln 20, 21, 22 usw. in axialer Richtung aufeinanderfolgende Stufen bilden. Die Laufschaufeln aind mit Schaufelfüßen 26 bzw. 28 versehen, welche im dargestellten Ausfiihrungsbeispiel das an sich bekannte Tannenbaumprofil aufweisen und mit Nuten und Zähnen dieses Profils mit entsprechenden Nuten und Zähnen -der axialen Nutenkanäle am äußeren Umfang der Läuferscheiben in Eingriff stehen, und zwar unter Freilassung von axialen Schaufelfuß- Kühlkanälen (nicht näher be- zeichnet). Die Laufschaufeln 26, 28 werden in axialer Richtung in die Nutenkanäle eingeschoben, so daß die Kanalwandungen letzterer fliehkraftsicher hintergreifen.

Die Lauferscheiben 12, 14 sind ferner mit Axialkanälen 30 bzw. 32 versehen. Diese stehen strömungsmäßig in Verbindung mit einem Zuström-Ringkanal 33, der von einem hülsenförmigen Leitwandteil 34» konzentrisch zu dem das Drehmoment übertragenden Kupplungsteil 35 angeordnet, umgeben ist. Der Kupplungsteil 35 ist über die schon erwähnte Verzahnung 120 mit der Läuferscheibe 12 gekuppelt und.steht mit den Zugankern 15 an seiner linken, nicht dargestellten Hälfte in Eingriff. Die Zuganker 15 durchdringenden Kupplungsteil 35 und erstrecken sich durch einen gleichfalls nicht dargestellten Läufer eines Luftverdichters. Der Verdichter und der Turbinenläufer sind auf diese Weise mechanisch zu einem einzigen umlaufenden Teil zusammengespannt und laufen gemeinsam mit dem Kupplungsteil 35 um.

Ein scheibenförmiger Stirnflansch 36 des Leitwandteils 34 ist an der Läuferscheibe 12 über eine Ringdichtung 37 befestigt. Das andere, nicht dargestellte linke Ende des Leitwandteils ist mit dem Kupplungsteil 35 verdrehungssicher verbunden.

Da. Anordnung und Ausbildung der Laufschaufeln 16, 18 hinsichtlich der erfindungsgemä.ßen Merkmale gleichartig sind, werden im folgenden lediglich die LäuferBcheibe 12 und ihre Laufschaufeln 16

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näher erläutert, wobei diese Erläuterungen sinngemäß für die Läuferscheibe 14 und ihre Laufschaufel 18 gelten soll.

Die Läuferscheibe 12 weist einen gefälleoberseitig gelegenen vorspringenden Ringkragen 62 und in letzterem wesentlich radial eich erstreckende öffnungen 40 auf, welche nahe dem äußeren Umfang der Läuferscheibe 12 angeordnet sind. Die Öffnungen stehen gasströmungsraäSig mit dem Zustrom-Kanal 33 in Verbindung. Der vorerwähnte Ringkragen bzw. die entsprechende GefälleOberseite der Läuferscheibe 12 ist ferner mit einer ringförmigen,, umlaufenden Aufnahmenut 42 versehen, die sich in Richtung auf den radial äußeren Umfang der Läuferscheibe 12 öffnet. Dieae Aufnahmenut steht gasströraungsmäßig mit den radialen öffnungen 40 in Verbindung.

Wie es insb. Fig. 2 und 3 zeigen, weist die Aufnahmenut 42 einen sich verengenden Einsteckbereich 43 auf, der von einer in axialer Richtung sich erstreckenden Ringleiste 44 der Lauferseheibe gebildet ist. Diese Ringleiste wiederum weist in Umfangsriehtung mit Abstand zueinander angeordnete und abwechselnd aufeinander folgende Aussparungen 45 und Vorsprünge 44a auf, vgl. insb. Fig. 4, wobei die Vorspriinge 44a mit geneigten Ge gen pa S fläche η 46 für PaSflächen 56 an einem Fußteil 57 der Deckplatte 50 versehen sind. Die Gegenpa3flächen 46 sind mit einer solchen Neigung ausgeführt, daß sich eine von radial innen nach außen zum Einsteckbereich 43 querschnittsverstärkend zulaufende Schrägung an den Vorsprängen 44a ergibt, ' ■

Die Gefälleoberseite der Laufschaufeln 16 ist ferner im Anschluß an das Schaufelblatt plattformteilartig¹ ausgeführt und weist eine radial einwärts vorspringende Haltelippe 47 mit Aufnahmenut 48 auf, wobei diese Aufnahmenut 48 radial in Flucht zur Aufnahmenut 42 in der Scheibe 12 angeordnet ist.

Die Aufnahmenuten 42, 48 sind so angeordnet und bemessen, daß sie einen Kranz von Deckplatten 50 aufnehmen können, welcher, wenn alle Deckplatten eingeführt und befestigt sind, eine in Umfangs-

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richtung durchgehende Kühlgaskammer 52 zusammen aiit den anliegenden Schaufelfui-Stirnseiten bildet, wobei das Kühlgas von dieser Kühlgaskammer in die axialen SchaufelfuS-Kühlkanäle eintreten kann. Lediglich eine solche Deckplatte ist dargestellt.

Jede der Deckplatten 50 weist einen verstärkten Fußteil 53 auf, der im Querschnitt ao geformt ist, daS er in die Aufnahmenut 42. der Läuferscheibe 12 paßt. Der PuSteil hat Aussparungen 55, in welche die Ringleisten-Vorepriinge 44 passen, und radial und axial von der Deckplattenebene in Richtung auf den Laufschaufelkranz eich erstreckende Vorsprttnge 56a, die mit geneigten PaSflachen 56 versehen sind. Diese Paßflächen 56 sind entsprechend den Gegenpaüflachen 46 geneigt bzw. sind die stehenbleibenden trapezförmigen miteinander eingreifenden Vorsprungsteile zueinander komplementär.

Ferner ist im FuSteil 53 eine Ausnehmung 57 (Fig. 2) vorgesehen, bo bemessen, daß sie das Schaftende eines Haltebolzens 58 ge mal-Fig. 3 aufnehmen kann. In Umfangsrichtung mit Abstand zueinander angeordnete Gewindebohrungen 59 innerhalb des Ringkragen-Vorsprungs 62 dienen zur Aufnahme der Haltebolzen 58 bzw. .von Befestigungsschrauben 63 zur vorläufigen Halterung von Halteklamnern 61 (Fig. 2). .

Die Deckplatten 50 werden in die Läuferscheibe 12 eingefügt, bevor die Laufschaufeln an der Scheibe befestigt sind, und zwar auf folgende Weise: alle Deckplatten eines Deckplattenkranzes werden in radialer Richtung in die Aufnahmenuten 42 geschoben, indem die Fu ·? te il-Aus sparungen 55 in Flucht gebracht werden mit den Ringleisten-Vorsprüngen 44a, gemäß der ersten, in Fig. dargestellten Hontagestellung B. Die einzelnen Deckplatten können in dieser Lage radial in die zugehörige Aufnahmenut geschoben werden, wobei die Fußteile 53 mit ihren geneigten Pa.3flachen 5.6 radial gesehen in Deckung gebracht werden mit den Ringleisten-Auseparungen 45.

Nachdem alle Deckplatten eines Deckplattenkranzes auf diese

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Weise in ihre ringförmige Aufnahtnenut 42 eingefügt sind, werden sie von ersten Haltemitteln, und zwar Halteklammern 61 gegen Herausfallen gesichert, welche Halteklammem den Ringkragenvorsprung 62 umfassen und in ihrer Lage durch in die Gewindebohrung 59 eingeschraubte Schrauben 63 gehalten sind. Hierbei liegen die Fußteile 57 der Deckplatten 50 auf dem Nutengrund auf.

Nachdem alle Deckplatten 50 eines Deckplattenkranzes auf dieee Weise eingefügt und gehalten sind, werden sie in Umfangsrlchtung innerhalb der Aufnahmenut 42 so weit verschoben, bis die Fußteil-Aussparung 55 radial gesehen in Flucht ist mit der Ringleisten-Aussparung. .45, vgl. Montagestellung C in Fig. 4· Hierdurch ist die ringförmige KUhlgaskammer 52 gasströmungsmäßig in Verbindung gebracht mit dem Ringraum der Umfangenut 42 und den Offnungen 40 im Ringkragen 62 der Läuferscheibe 12.

Nachdem alle Deckplatten gemäß Montagestellung C ausgerichtet sind, werden die Laufschaufeln von der GefälleUnterseite her in ihre Nutenkanäle geschoben. Hierbei kann zunächst jeder LaufschaufelfuO mit einer Hättelippe 47 über die Außenkante der Deckplatten 50 geschoben werden, und zwar so, daß die obere Aufnahmenut 48 in Flucht mit der Deckplattenaußenseite kommt. Nachdem eine Anzahl von Laufschaufeln in ihre Nutenkanäle eingeschoben sind, und zwar in einer Anzahl, daß die in Umfangsrichtung einander benachbarten Laufschaufeln mindestens den Umfangswinkelbereich der zugehörigen Deckplatte überstreichen (zweckmäßigerweise ist einer Mehrzahl von Schaufelfüßen eine gemeinsame Deckplatte zugeordnet), kann die Halteklammer 61 entfernt werden. Die Deckplatte kann dann radial auswärts gerichtet angehoben und mit ihrer AuSenkante in die Aufnahmenut 48 geschoben werden, wobei diese Lage durch Haltebolzen 58 mit Verdrehungssicherung, welche nunmehr in die Gewindebohrungen 59 eingefügt werden, absicherbar ist. In dieser Lage stehen die geneigten Paßflächen 56a und GegenpaSflachen 46 miteinander in Eingriff oder weisen zumindest nur einen sehr geringen Abstand voneinander auf. Die Fixierung der einzelnen Deckplatten 50 wird für die einzelnen Umfangswinkelbereiche der Läuferscheibe wiederholt,

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einer ot^^ung gema- i'ig. 3 bzw. J/urj-jages cellurig G aus ii%» 4 versehen ist. Damit ergibt sich, ein durchgehender Ringkanal 52 für die Kühlgaskammer.

Die Gefälleunterseite der Läuferscheibe 12 kann mit Lochplatten 65 (vgl. Pig. 1) versehen sein, welche mit der zugehörigen Schaufelfuß-Stirnseite eine Kühlgasaustrittskammer bildet, aus welcher das Kühlgas nach Hindurchtritt durch die Lochplatte in den Stufenraum zwischen dem Laufschaufel- und Leitschaufelkranz gemäß % Pig. 1 austritt.

Der dargestellte Montagevorga.ng für die Laufschaufeln und Deckplatten läßt sich auf einfache Weise an der Baustelle durchführen, ohne daß der Läuferkörper aus der unteren Gehäusehälfte der Turbine hergenommen werden müßte. Gemäß vorliegender Erfindung werden die Deckplatten in radialer Richtung eingefügt und herausgenommen, so daß axialer Spielraum hierfür praktisch nicht erforderlich ist. Auf diese Weise kann der Läuferkörper in der einmal ausgerichteten Lage verbleiben. Es ist lediglich erforderlich, die Montage bei abgenommenem Gehäuseoberteil durchzuführen, wobei durch eine Drehung des Läuferkörpers die Zugänglichkeit zu allen Laufschaufeln bzw. Deckplatten gegeben ist. "

Während des Betriebes wird ein unter Druckstehendes Kühlgas durch den Zuström-Ringkanal 33 zur ersten Läuferscheibe 12 geleitet. Der Kühlluftstrom teilt sich nunmehr auf in zwei Teilströme, wovon der eine durch den Axialkanal der Läuferscheibe 12 zur nächsten Scheibe 14 strömt. Der andere Teilstrom wird radial auswärts gemäß den in Pig. 1 dargestellten Pfeilen in Richtung auf die öffnungen 40 geleitet, von hier in den Ringraum innerhalb der Aufnahmenut 42. Von diesem Ringraum kann die Kühlluft durch den von den Ringleisten- und, Pußteilauasparungen 45, 55 gebildeten Verbindungskanai in die Kühlgaskammer 52 übertreten. Die Kühlluft gelangt von dieser Kühlgaskammer 52durch die axialen·.Schaufelfuß-Kühlkanäle· zur anderen Schaufelfuß-Stirnseite und tritt

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Bei umlaufendem Läufer werden die Deckplatten 50 aufgrund der Zentrifugalkräfte radial nach außen gedrückt. Die geneigten Paßflächen 56 und Gegenpaßflächen 46 werden damit aufeinander gepreßt und es ergibt sich eine axiale Kraftkomponente für die Deckplatte 50, wodurch letztere innerhalb der Aufnahmenut 42 gegen die äußere Nutenflanke der Aufnahmenut verspannt wird. Dieser Verspann-Vorgang verschließt alle evtl. vorhandenen Spalte und dichtet den Kiihlgas-Ringraum innerhalb der Aufnahmenut nach außen ab. Außerdem wirken sich die fliehkraftabhängigen Verspannkräfte auch günstig auf eine Vorspannung der Deckplatten-Außenseite inner halb der Nut 48 aus. Auf diese Weise ergeben sich praktisch keine Kühlmittel-Leckagen für die der Kühlgaskammer 52 zugeleitete Kühlluft.

Wie ersichtlich, erfüllt die Aufnahmenut zwei wichtige Funktionen, nämlich einmal Aufnahme der Deckplatten 50 zwecks leichter Montage und Demontage und andererseits Kühllüftlenkung hin zur Kühlgaskammer und den Schaufelfüßen. In entsprechender Weise haben die Aussparungen 45» 55 gleichfalls zwei wichtige Punktionen, nämlich einmal die Einleitung der Kühlluft von der öffnung 40 in die Kühlgaskammer 52 und die Ermöglichung der formschlüssigen, leicht zu bewerkstelligenden Deckplatten-Montage ohne das Erfordernis von Deckplattenschlossern.

Wie bereits er jähnt, können Lauferscheibe 14 und Laufschaufeln 28 auf entsprechende Weise gekühlt werden (vgl. Fig. 1). Entsprechende Teile und Kühlluftkanäle sind hier mit den gleichen Bezugszeichen wie beim Laufschaufelkrane 12 bezeichnet. Zur Schaufelfußkühlung dient hier der über den Axialkanal 30 zuströmende Anteil der Kühlluft, welcher nochmals aufgeteilt wird, sofern ein weiterer dem Laufschaufelkranz 28 nachgeschalteter Laufschaufelkranz gekühlt werden soll und wobei der entsprechende Kühlluftanteil über den Axialkanal 32 diesem Laufschaufelkranz zuströmt. ' BAD ORIGINAL ^

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Mit 70 sind noon, an den feststehenden Leitschaufelkränzen befestigte Leitwand-Ringteile bezeichnet, mit 71 der Stufenabdichtung dienende radial-zentrisch-wärmebeweglich gelagerte Dichtungseegmente, welche mit Labyrinthdichtungsspitzen 71a an entsprechenden Gegenflächen 71b der aneinandergrenzenden Läuferecheiben zusammenarbeiten. In Bahnen der vorliegenden Erfindung ▼ersteht es sich, daß für den zweiten Laufschaufellcranz 18 unter Umständen die beschriebene Schaufelfußkühlung entsprechend geringeren Arbeitsmitteltemperatüren fortgelassen werden kann. Voll besonderer Wichtigkeit 1st, da8 der laufschaufelkranz 26 der ersten Stufe alt der erfindungsgemäSen KühlungβanOrdnung f ▼ersehen ist, da hier das Arbeitsmittel noch mit relativ hohen Temperaturen einströmt.

4 figuren 11 Ansprüche

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Claims (11)

1. VPA 69/8242 - 12 Patentansprüche

   Kühlanordnung für Gasturbinen der Scheibenbauart, bei welchen die Laufschaufeln mit ihren ]?üßen in am äußeren Umfang der Läuferacheiben angeordneten axialen Mutenkanälen unter Freilassung von axialen Schaufelfuß-Kühlkanälen gelagert sind und die Kanalwandungen letzterer fliehkrafteicher hintergreifen und wobei die Schaufelfüße und Läuferscheiben stirnseitig mit Vorsprüngen versehen sind, durch welche zumindest auf der gefälleoberseitig gelegenen Stirnseite radial zueinander fluchtende, einander zugewandte Aufnahmenuten gebildet sind, in welche die Schaufelfuß-Stirnseiten zum Stufenraum abdeckende Deckplatten einfügbar sind und wobei von den Deckplatten und den benachbarten Schaufelfuß-Stirnseiten Kühlgaskammern gebildet sind, in welche ein Kühlgas einleitbar ist, das von hier durch die Schaufelfuß-KUhlkanäle und von letzteres in den gefälleunterseitig der betreffenden Laufschaufel gelegenen Stufenraum leitbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß durch Fußteile (57) der gefälleobereeitig der Laufschaufeln (16,18) angeordneten Deckplatten (50) innerhalb der ihnen zugehörigen Aufnahmenut (42) der Lauferscheibe (12, 14) ein der KUhlgaskammer (52) vorgeschalteter Ringraum gebildet ist, in den ein zum Stufenraum abgedichteter Kühlgas-Zuströmkanal (35, 30) über wesentlich radial verlaufende, in einem die Aufnahmenut für die Fußteile (50a) aufweisenden vorspringenden Kragen (62) der Läuferecheibe (12, 14) angeordnete Znleit-Uffnungen (40) mündet, wobei die Deckplatten so angeordnet und auegebildet sind, daß Ringraum und Ktthlgaekanmer (52) miteinander kommunizieren und gegenüber dem gefälleobereeitigen Stufenraum gleichfalls abgedichtet sind. *
2. 2. Anordnung nach Anspmch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmenut (42) an ihrer Innenflanke mit einer abwechselnd axial orientierte balkonartige Voreprünge (44a) und Aussparungen (45) aufweisenden Ringleiste (44) versehen ist und die Deckplatten (52) an ihren Fußteilen (47) den Ringleisten-Vorsprüngen (44a) entsprechende Aussparungen (55) und den

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   Ringleisten-Auesparungen (45) entsprechende Vorsprünge (56) aufweisep, wobei die Deckplatten (52) wesentlich radial mit ihren Fußteilen (47) in die Umfangsnut (42) einfügbar sind und durch Verschieben in Umfangsrichtung mit ihren Vorsprüngen (56a) die Ringleisten-Vorsprlinge (44a) hintergreifen, wogegen in dieser Lage die Ringleisten- und Pußteil-Aussparungen (45» 55) radial gesehen praktisch fluchten und einen Verbindungskanal zwischen Ringraum (42) und Kühlgaskammer (52) definieren.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die . Fußteil- und Ringleistenvorsprünge (56, 44a) mittels zur Turbinenachse geneigter Paßflächen (56, 46) in Eingriff bringbar sind, welche unter Fliehkraftbeanspruchung der Deckplatten (50) eine axial gerichtete, die Fußteilaußenseite dichtend gegen Aufnahmenut-Innenflanke verspannende Komponente liefern.
4. 4. Anordnung nach Anspruch 2 und 3» dadurch gekennzeichnet, daß in einer ersten Montagestellung (B), bei welcher die Deckplatten (50) mit ihren Fußteil-Vorsprüngen (56a) in die Ringleisten- Aussparungen (45) unter Eingriff der Ringleisten-Vorsprünge (44a) in die Fußteilaussparungen (55) radial in- ' nerhalb der Aufnahmenut eingefügt und innerhalb letzterer in umfangsrichtung verschiebbar sind,durch am vorspringenden Kragen (62) befestigbare erste Haltemittel (61, 63) die Deckplatten (52) gegen Herausfallen unter Auflage am Aufnahmenutengrund in einer solchen Stellung absicherbar sind, daß die Laufschaufeln (26, 28) mit von radial äußeren Haltelippen (47) ihrer Schaufelfüße gebildeten Aufnahmenuten (48) in Flucht mit den Außenseiten der Deckplatten (52) bringbar sind, und daß in einer zweiten Montagestellung (G) mittels zweiter, an Stelle der ersten Haltemittel einfügbarer Haltemittel (58) die Deckplatten, radial a.uswärts verschoben und : mit ihrer Außenseite in die Aufnahmenut (48) der Haltelippen eingefügt sowie mit den geneigten Paßflächen (56) ihrer Fuß- *-<?■' - .ν, Anlage mit. fen ^en^igt^ri G-egenpaßflachen (46) der

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   - 14 inneren Aufnahmenut-Flanke gebracht, fixierbar sind.
5. 5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als erste Haltemittel den vorspringenden Kragen (62) umgreifende und die lichte Weite der Aufnahmenut (42) verkleinernde Halteklammern (62) verwendet sind, welche mittels in axiale Gewindebohrungen (59) des Kragens (62) einfügbare Schrauben (63) gehalten sind.
6. 6. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als zweite Haltemittel Schraubenbolzen (58) mit Verdrehungssicherung verwendet sind, welche mit einem in die Aufnahmenut (42) ragenden Schaftteil an den Pußteilen (50a) der Deckplatten (50) eingreifen.
7. 7. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Fußteil-Vorsprüngen (56a) angeordneten geneigten Paßflächen (56) von einer von radial innen nach außen verjüngend zulaufenden, auf der Deckplatten- Innenseite angeordneten Schrägung der Vorsprünge gebildet sind und die Gegenpaßflächen (46) der Ringleisten-Vorsprünge (44a) dementsprechend

   * von einer von radial innen nach außen-querschnitts-verstärkend verlaufenden Schrägung gebildet sind.
8. 8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtung der Paß- und Gegenpaßflächen (56, 46) etwa um 45° gegen die Läuferachse geneigt ist.
9. 9. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckplatten (50) einen Umfangswinkelbereich von mehreren Schau felfußstirnseiten überdecken.
10. 10. Anordnung nach Anspruch 1 und 4» dadurch gekennzeichnet, daß die Deckplatten eine in sich geschlossenen Deckpiattenkranζ gleichartiger Deckplatten bilden, welcher unter Vermeidung gesonderter Schlußstücke durch die zweiten Haltemitte1

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    VPA 69/8242 - 15 arretierbar ist.
11. 11. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckplatten zumindest an der Gefälleoberseite des laufschaufeikranzes (26) der ersten Stufe angeordnet sind.

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