DE19957225A1 - Kühlluft-Führungssystem insbesondere im Hochdruck-Turbinenabschnitt eines Gasturbinen-Triebwerkes - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kühlluft-Führungssystem im Hochdruck-Turbinenabschnitt eines Gasturbinen-Triebwerkes, wobei ein Teil des aus dem Kompressorabschnitt des Triebwerkes austretenden und an der Gasturbinen-Brennkammer vorbeigeführten Lufststromes über ein erstesVordrallsystem in eine der ersten Turbinen-Scheibe vorgelagerte Vordrallkammer gelangt und von dieser aus insbesondere den luftgekühlten Schaufeln dieser Scheibe zugeführt wird, und wobei ein Teil des Luftstromes über ein zweites Luftübertrittssystem, das in Radialrichrung betrachtet weiter außen als das erste Vordrallsystem liegt, in die Zwischenräume zwischen den Fußabschnitten jeweils zweier nebeneinanderliegender Schaufeln gelangen kann. Erfindungsgemäß ist das zweite Luftübertrittssystem ebenfallls als Vordrallsystem ausgebildet und leitet unabhängig vom ersten Vordrallsystem einen Teil des an der Gasturbinen-Brennkammer vorbeigeführten Luftstromes in eine in Radialrichtung betrachtet im wesentlichen in Höhe der Schaufel-Fußabschnitte vorgesehene zweite Vordrallkammer ein. Von hier aus gelangt der Luftstrom in die besagten Zwischenräume und wird dann in einen im Schaufel-Abströmbereich vorgesehenen Kühlluftkanal eingeleitet, der über Diffusionslöcher im Annulus mündet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kühlluft-Führungssystem im Hochdruck- Turbinenabschnitt eines Gasturbinen-Triebwerkes, wobei ein Teil des aus dem Kompressorabschnitt des Triebwerkes austretenden und an der Gasturbinen-Brennkammer vorbeigeführten Luftstromes über ein in einer Trennwand vorgesehenes erstes Vordrallsystem in eine der ersten Turbinen- Scheibe vorgelagerte Vordrallkammer gelangt und von dieser aus insbeson­ dere den luftgekühlten Schaufeln dieser Scheibe zu Kühlzwecken zugeführt wird, und wobei ein Teil des Luftstromes über ein zweites Luftübertrittssy­ stem, das in Radialrichtung betrachtet weiter außen als das erste Vordrallsy­ stem liegt, in die Zwischenräume zwischen den Fußabschnitten jeweils zweier nebeneinanderliegender Schaufeln gelangen kann. Zum technischen Umfeld wird beispielshalber auf die US 5,281,097 verwiesen.

Kühlluft-Führungssysteme nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sind in mannigfachen Ausführungsformen bekannt geworden. Dabei wird mit Hilfe des sog. Vordrallsystemes, welches bspw. in Form eines geeigneten Schaufelgitters, daneben aber auch in Form von in die besagte Trennwand eingebrachten Bohrungen, deren Achse bezüglich der Rotationsachse des Triebwerkes teilweise in Umfangsrichtung weist, ausgebildet sein kann, dem in die hinter dieser Trennwand liegende und dabei der ersten Turbinen- Scheibe vorgelagerte Vordrallkammer eintretenden Luftstrom ein Drall auf­ geprägt, der der Rotationsrichtung der Turbinen-Scheibe gleichgerichtet ist. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß dieser Kühl-Luftstrom bzw. diese in die Vordrallkammer eintretende Luftströmung günstig relativ zur Oberfläche der rotierenden Scheibe verläuft, wobei vorteilhafterweise aufgrund der Um­ lenkung der Luftströmung im Vordrallsystem die Relativ-Temperatur dieses Kühlluftstromes im rotierenden System herabgesetzt wird, so daß auch hier­ durch eine verbesserte Kühlwirkung erzielt wird.

Zumeist ist das besagte Vordrallsystem in Radialrichtung (bezüglich der Ro­ tationsachse des Triebwerkes betrachtet) weiter innenliegend als die Schaufel-Fußabschnitte vorgesehen, so daß zum einen der in Höhe dieses Vordrallsystemes liegende Abschnitt der Scheibe eine ausreichende Küh­ lung erfährt, und daß von der sog. ersten Vordrallkammer aus, in welche dieses Vordrallsystem mündet, in strömungsgünstiger Weise in der Scheibe verlaufende Kühlluftkanäle versorgt werden können, durch welche der be­ sagte Luftstrom den luftgekühlten, d. h. teilweise hohl ausgebildeten Schau­ feln dieser Scheibe zugeführt wird. Keine ausgeprägte Kühlung erfährt hier­ mit jedoch der sog. Fußabschnitt jeder einzelnen Schaufel, mit welchem er in der Scheibe befestigt ist, sowie der entsprechende Bereich der Scheibe. Da­ her wird im bekannten Stand der Technik ein Teil des in die besagte erste Vordrallkammer eingeleiteten Luftstromes unter Passieren eines engen Durchströmquerschnittes aus dieser heraus in die Zwischenräume zwischen jeweils zwei einander benachbarten Schaufel-Fußabschnitten geleitet, um auch dort Kühlluft bereitzustellen.

Mit zunehmender Leistungssteigerung neu entwickelter Triebwerkskonzepte steigt das Verdichtungsverhältnis des Kompressorabschnittes und damit zwangsläufig auch die Temperatur des aus dem Kompressorabschnitt aus­ tretenden, und an der Gasturbinen-Brennkammer vorbeigeführten und somit zur Kühlung verwendeten Luftstromes. Insbesondere der die Schaufel- Fußabschnitte aufnehmende Bereich der Turbinen-Scheibe kann dann mög­ licherweise nicht mehr ausreichend gekühlt werden, was sich auf die Le­ bensdauer dieser Scheibe negativ auswirkt.

Eine Abhilfemaßnahme für diese geschilderte Problematik aufzuzeigen, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung.

Die Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Luftübertrittssystem ebenfalls als Vordrallsystem ausgebildet ist und unab­ hängig vom ersten Vordrallsystem einen Teil des an der Gasturbinen-Brenn­ kammer vorbeigeführten Luftstromes in eine in Radialrichtung betrachtet im wesentlichen in Höhe der Schaufel-Fußabschnitte vorgesehene zweite Vor­ drallkammer einleitet. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Inhalt der Unteran­ sprüche.

Erfindungsgemäß wird somit die in die Zwischenräume zwischen zwei ne­ beneinanderliegenden Schaufel-Fußabschnitten einzubringende Kühlluft über ein eigenständiges sog. zweites Vordrallsystem geführt, und zwar un­ abhängig von dem über das andere, bereits bekannte sog. erste Vordrallsy­ stem geleiteten Luftstrom. Während dabei das erste Vordrallsystem einen Teil des an der Brennkammer vorbeigeleiteten Luftstromes in eine sog. erste Vordrallkammer einleitet, die wie bereits erwähnt in Radialrichtung weiter innen liegend als die Schaufel-Fußabschnitte vorgesehen ist, führt das erfin­ dungsgemäße zweite Vordrallsystem einen anderen Teil des an der Brenn­ kammer vorbeigeführten Luftstromes in eine zweite Vordrallkammer, die sich in Radialrichtung betrachtet im wesentlichen in Höhe der zu kühlenden Schaufel-Fußabschnitte befindet. Da bekanntermaßen mittels eines Vordrall­ systemes die Relativ-Temperatur des hindurchgeleiten Luftstromes, bezogen auf das rotierende System, abgesenkt werden kann, steht somit an der rich­ tigen Stelle - nämlich auf Höhe der Schaufel-Fußabschnitte - ausreichend kühle Luft zur Kühlung des entsprechenden Scheibenbereiches zur Verfü­ gung. Insbesondere gilt dies, wenn das zweite Vordrallsystem im in die zweite Vordrallkammer eintretenden Luftstrom einen solchermaßen abge­ stimmten Drall erzeugt, daß diese Luftströmung annähernd mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Turbinen-Scheibe rotiert. Zu erwähnen ist in diesem Zusammenhang ferner, daß mit dem erfindungsgemäßen Kühlluft- Führungssystem der in das zweite Vordrallsystem eingeleitete Luftstrom zu­ vor - abweichend vom bekannten Stand der Technik - vorteilhafterweise kei­ ne unerwünschte Erwärmung an der Turbinen-Scheibe erfahren hat.

Weiter genutzt werden kann das Kühlpotential des auf erfindungsgemäße Weise in die Zwischenräume zwischen benachbarten Schaufel-Fußab­ schnitten eingebrachten Luftstromes, wenn dieser in einen in den Schaufeln in deren Abströmbereich vorgesehenen Kühlkanal eingeleitet und von die­ sem aus über auf der Schaufeloberfläche vorgesehene Diffussionslöcher in den das Arbeitsgas führenden Strömungskanal ausgeblasen wird. Dies so­ wie weitere Vorteile und Merkmale gehen auch aus der folgenden Beschrei­ bung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles hervor. Dabei zeigt die bei­ gefügte Fig. 1 einen Ausschnitt eines Gasturbinen-Triebwerkes mit einem erfindungsgemäßen Kühlluft-Führungssystem, Fig. 2 eine perspektivische Teilansicht des zweiten Vordrallsystemes, sowie Fig. 3 eine auf der Turbi­ nen-Scheibe aufzusetzende, für ein erfindungsgemäßes Kühlluft- Führungssystem besonders geeignete Schaufel in Perspektivdarstellung. Erfindungswesentlich können dabei sämtliche näher beschriebenen Merk­ male sein.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 ist mit der Bezugsziffer 1 die Stufe-I-Lauf- Scheibe im Hochdruck-Turbinenabschnitt eines nicht näher dargestellten Gasturbinen-Triebwerkes bezeichnet, die an ihrem Außenumfang wie üblich eine Vielzahl von lediglich teilweise dargestellten Schaufeln 2 trägt, die in den das Arbeitsgas führenden Strömungskanal 3 des Triebwerkes hineinra­ gen. Den wie üblich mit der Lauf-Scheibe 1 um eine in der Figurendarstel­ lung unten liegende Rotationsachse 4 rotierenden sog. Lauf-Schaufeln 2 sind im Strömungskanal 3 wie üblich starr angeordnete Leitschaufeln 5 vor­ gelagert, d. h. das Arbeitsgas strömt im wesentlichen gemäß Pfeilrichtung A im Strömungskanal 3. Diese Pfeilrichtung A ist im übrigen gleich der Axial­ richtung des Triebwerkes und wird daher im weiteren ebenfalls mit dem Buchstaben A bezeichnet, während sich die Radialrichtung R senkrecht hierzu erstreckt und von der zentral innen liegenden zur Axialrichtung A pa­ rallelen Rotationsachse 4 des Triebwerkes ausgehend nach außen gerichtet ist.

Dem lediglich ausschnittsweise dargestellten Hochdruck-Turbinenabschnitt ist wie üblich eine Brennkammer (nicht dargestellt) vorgelagert, stromauf de­ rer wie üblich ein sog. Kompressorabschnitt des Triebwerkes vorgesehen ist. Linksseitig des figürlich dargestellten Triebwerks-Ausschnittes folgt gegen Axialrichtung A betrachtet somit zunächst die Brennkammer und darauf der Verdichter- oder Kompressorabschnitt. Dabei wird - wie bekannt - nicht der gesamte vom Kompressor geförderte Luftstrom durch die Triebwerks- Brennkammer hindurchgeleitet und dort durch Verbrennung von zugeführ­ tem Kraftstoff energetisch angereichert, sondern ein Teil des im Kompres­ sorabschnitt verdichteten Luftstromes wird an der Brennkammer vorbeige­ führt und kann somit, da keine weitere Erhitzung erfolgte, sowohl als sog. Sperrluft für den Turbinen-Innenraum als auch als Kühlluft für zu kühlende Bauteile im Turbinenabschnitt verwendet werden.

So bedürfen insbesondere die Schaufeln 2, aber auch die diese tragende Turbinen-Scheibe 1, d. h. hier die Stufe-I-Lauf-Scheibe 1, einer intensiven Kühlung durch einen relativ kalten Luftstrom, der in der Figurendarstellung generell durch Pfeile 6 dargestellt ist, weshalb für diesen wie bereits erläutert an der Brennkammer vorbeigeleiteten Luftstrom sowie für Teile desselben im folgenden die Bezugsziffer 6 verwendet wird. Wie üblich wird nun die Stirn­ seite 1a der Scheibe 1 mit diesem Luftstrom 6 beaufschlagt, d. h. zumindest ein Teil dieses Luftstromes 6 gelangt in eine der Scheibe 2 vorgelagerte sog.

erste Vordrallkammer 7a, die von dem in Axialrichtung A betrachtet noch­ mals davor liegenden Innenraum 8 des Triebwerks sowie von einer diesen Innenraum 8 umgebenden Ringkammer 10 durch eine Trennwand 9a abge­ trennt ist. Von der besagten ersten Vordrallkammer 7a aus wird der einge­ brachte Kühl-Luftstrom 6 dann durch in der Turbinen-Scheibe 1 sowie in den Schaufeln 2 vorgesehene Kühlkanäle 14a in die Innenräume der teilweise hohlen und somit luftgekühlten Lauf-Schaufeln 2 geleitet, so wie dies in Fig. 3 vereinfacht dargestellt ist. Über insbesondere im Bereich der Schaufel- Anströmkante in den Oberflächen der Schaufeln 2 vorgesehene Diffusions­ löcher 15a gelangt diese dann erwärmte Kühlluft in den Strömungskanal 3.

Zurückkommend zur Kühlluft-Führung im Hochdruck-Turbinenabschnitt des Triebwerkes sowie zurückkommend auf Fig. 1 wird in die bereits genannte in Radialrichtung R außerhalb des Triebwerks-Innenraumes 8 liegende Ring­ kammer 10 ein Teil des an der wie üblich ringförmigen Brennkammer quasi durch deren Zentralbereich hindurch vorbeigeführten Luftstromes 6 einge­ leitet. Dabei besitzt diese in die Ringkammer 10 eingeleitete bzw. darin be­ findliche Luftströmung 6 lediglich einen geringen Drall. Hingegen ist es er­ wünscht, daß der Luftstrom 6 in der Vordrallkammer 7a stark drallbehaftet ist, d. h. quasi zusammen mit der Scheibe 1 um die Rotationsachse 4 rotiert. Aus diesem Grunde wird der Luftstrom 6 in die erste Vordrallkammer 7a wie bekannt über ein sog. erstes Vordrallsystem 11a eingeleitet. Dieses Vordrall­ system 11a verleiht der hindurchtretenden Luftströmung 6 einen mit der Ro­ tationsrichtung der Scheibe 1 gleichgerichteten Drall.

Es bestehen verschiedene Möglichkeiten, wie ein derartiges dem Fachmann bekanntes Vordrallsystem ausgebildet sein kann. Beispielsweise kann ein bezüglich der Rotationsachse 4 ringförmiges Schaufelgitter aus geeignet gestalteten Schaufeln vorgesehen sein. In einer alternativen, hier bevorzug­ ten Ausführungsform wird das Vordrallsystem 11a durch bezüglich der Rota­ tionsachse 4 ringförmig angeordnete, in die Trennwand 9a eingebrachte Bohrungen 16a bzw. allgemein Durchtrittsöffnungen gebildet, deren jeweilige Achse jedoch nicht parallel zur Axialrichtung A verläuft, sondern mehr oder weniger stark in Umfangsrichtung (diese steht bei der Darstellung nach Fig. 1 senkrecht zur Zeichenebene) geneigt bzw. angestellt ist. Somit wird sicher und auf einfache Weise dem durch diese Bohrungen 16a oder Durchtrittsöff­ nungen hindurch geführten und dann in die erste Vordrallkammer 7a eintre­ tenden Luftstrom 6 der gewünschte Drall aufgeprägt.

Hier ist nun wesentlich, daß neben dem ersten Vordrallsystem 11a noch ein zweites Vordrallsystem 11b vorgesehen ist, über das ein an der Brennkam­ mer vorbeigeleiteter Luftstrom 6 (jedoch nicht derjenige, der in die Ring­ kammer 10 eintritt) in eine zweite Vordrallkammer 7b eingeleitet wird, die sich in Radialrichtung R betrachtet im wesentlichen in Höhe der Fußab­ schnitte 2a der auf der Turbinen-Scheibe 1 aufgesetzten Lauf-Schaufeln 2 befindet. Bezüglich der Gestaltung dieser Schaufeln 2 wird nun auf Fig. 3 verwiesen. Wie ersichtlich handelt es sich hierbei um im grundsätzlichen Aufbau durchaus übliche Turbinen-Schaufeln, die neben dem von den Ar­ beitsgasen im Strömungskanal 3 beaufschlagten Gasleitabschnitt 2b sowie einem Deckbandsegment 2c den soeben genannten Fußabschnitt 2a besit­ zen, mit welchem sie an der Turbinen-Scheibe 1 befestigt sind. Neben einer Grundplatte 2a' weist dieser Fußabschnitt 2a insbesondere ein bekanntes sog. Tannenbaumprofil 2a" auf, mit welchem die Schaufel 2 in eine entspre­ chende Aussparung in der Scheibe 1 in Axialrichtung A einsetzbar bzw. ein­ gesetzt ist. Gegen Herausfallen ist die Schaufel 2 im fertigt montierten Zu­ stand durch eine Schließplatte 17 gesichert, vgl. Fig. 1. Stark vereinfacht ist hierin ferner ein Dämpferelement 18 dargestellt, welches jeweils zwischen zwei in Umfangsrichtung auf der Scheibe 1 nebeneinander eingesetzten Schaufeln 2 eingelegt ist.

Zurückkommend auf das bereits erwähnte zweite Vordrallsystem 7b besteht dessen Funktion darin, insbesondere die Turbinen-Scheibe 2 im Bereich der Schaufel-Fußabschnitte 2a bestmöglich zu kühlen. Dies kann auf einfache und höchsteffiziente Weise dadurch erfolgen, daß in Zwischenräume, die sich zwischen zwei jeweils nebeneinander liegenden Schaufel-Fußab­ schnitten 2a befinden, ein Kühl-Luftstrom 6 eingeleitet wird. Diese mit der Bezugsziffer 19 bezeichneten Zwischenräume liegen dabei in Radialrichtung R betrachtet zwischen der Grundplatte 2a' und dem Tannenbaumprofil 2a", wie sowohl Fig. 1 als auch Fig. 3 zeigt.

In die besagten Zwischenräume 19 hinein gelangt der Luftstrom 6 aus der zweiten Vordrallkammer 7b über eine im Stirnseitenbereich des Schaufel- Fußabschnittes 2a vorgesehene Übertrittsöffnung 20. Damit nun der Luftübertritt aus der zweiten Vordrallkammer 7b über die selbstverständlich gemeinsam mit der Scheibe 1 rotierenden Übertrittsöffnungen 20 in die je­ weiligen Zwischenräume 19 hinein möglichst verlustarm erfolgt, sollte die Luftströmung 6 in der Vordrallkammer 7b im wesentlichen mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Scheibe 1 bzw. wie die relativ groß dimensionierten Übertrittsöffnungen 20 um die Rotationsachse 4 rotieren. Dies kann jedoch mit Hilfe des bereits genannten, der zweiten Vordrallkammer 7b vorgeschal­ teten zweiten Vordrallsystemes 11b erreicht werden. Daß darüber hinaus im zweiten Vordrallsystem 11b die Relativtemperatur der Luftströmung 6 im ro­ tierenden System (wie an sich bekannt) abgesenkt wird, ist ein besonders vorteilhafter zusätzlicher Effekt des zweiten Vordrallsystemes 11b.

Im übrigen ist in Fig. 2 eine perspektivische Ansicht mit Blick von der zweiten Vordrallkammer 7b schräg gegen Axialrichtung A auf dieses zweite Vordrall­ system 11b dargestellt. Man erkennt hierbei die auch in Fig. 1 dargestellte Trennwand 9b zwischen der zweiten Vordrallkammer 7b und dem die nicht näher dargestellte Brennkammer umgebenden sog. Brennkammerkessel 21, durch den hindurch der an der Brennkammer vorbeigeleitete Luftstrom 6 geführt wird. In diese Trennwand 9b sind nun teilweise in Umfangsrichtung U ausgerichtete Bohrungen 16b eingebracht, d. h. die Achsen dieser Bohrun­ gen 16b liegen quasi in einer von der Axialrichtung A sowie der Umfangs­ richtung U aufgespannten gewölbten Fläche. Somit wird sicher und auf ein­ fache Weise dem durch diese Bohrungen 16b hindurch geführten und dann in die zweite Vordrallkammer 7b eintretenden Luftstrom 6 der gewünschte Drall aufgeprägt.

Die somit vom Brennkammerkessel 21 kommende und über das zweite Vor­ drallsystem 11b in die Zwischenräume 19 eintretende Luftströmung 6 kann dort sowohl die Schaufel-Fußabschnitte 2a als auch insbesondere den hier liegenden Randbereich der Scheibe 1 gut und hocheffizient kühlen. Um da­ nach noch verbleibendes Kühlpotential dieses Luftstromes 6 nicht ungenutzt in den Strömungskanal 3 abzuleiten, wird dieser Luftstrom 6 aus jedem Zwi­ schenraum 19 in einen im Abströmbereich jeder Schaufel 2 innerhalb dieser vorgesehenen Kühlkanal 14b eingeleitet. Von diesem im wesentlichen längs der Schaufel-Abströmkante verlaufenden Kühlkanal 14b aus wird der Luft­ strom 6 dann über auf der Schaufeloberfläche vorgesehene Diffusionslöcher 15b in den das Arbeitsgas führenden Strömungskanal 3 ausgeblasen. Somit erfährt auch noch der Abströmbereich der Schaufel 2 eine Kühlung, wobei das zwischen der zweiten Vordrallkammer 7b und dem Strömungskanal 3 im Bereich der Diffusionslöcher 15b herrschende Druckgefälle die besagte Luft­ strömung 6 unterstützt.

Um dabei zu verhindern, daß der Luftstrom 6 aus dem Zwischenraum 19 direkt in den in Axialrichtung A hinter der Turbinen-Scheibe 1 liegenden Raum 21 gelangt, ist dieser Zwischenraum 19 nach hinten, d. h. zum der Übertrittsöffnung 20 gegenüberliegenden Ende hin durch eine am Fußab­ schnitt 2a der Schaufel 2 vorgesehene Dichtfläche 22, die mit der Oberfläche der Scheibe 1 zusammenwirkt bzw. auf dieser aufliegt, abgedichtet. Das be­ reits kurz erwähnte, jeweils zwischen zwei benachbarten Schaufeln 2 vorge­ sehene Dämpferelement 18 dichtet zusätzlich den Spalt zwischen den bei­ den Schaufeln 2 ab, so daß die Luftströmung 6 wie gewünscht geführt wird.

In diesem Zusammenhang sei ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Kühlluft-Führungssystemes genannt. Falls nämlich ein Dämpferelement 18 abhanden kommen sollte, so wird der Zwischenraum 19 aufgrund der daraus folgenden praktisch ungedrosselten Abfuhröffnung sowie aufgrund der ebenfalls relativ großen Übertrittsöffnung 20 mit einem derart großen Luft­ strom 6 durchströmt, daß nahezu kein heißes Arbeitsgas aus dem Strö­ mungskanal 3 in den Schaufel-Fußabschnitt 2a gelangen kann, so daß auch noch dann jegliche temperaturbedingte Schädigung der Scheibe 1 in diesem Bereich verhindert wird. Aber nicht nur in derartigen Sonderfällen, sondern generell wird mit einem erfindungsgemäßen Kühlluft-Führungssystem insbe­ sondere der Randbereich einer Turbinen-Scheibe 1 bestmöglich vor Überhit­ zung geschützt, wobei noch darauf hingewiesen sei, daß selbstverständlich eine Vielzahl von Details insbesondere konstruktiver Art durchaus abwei­ chend vom gezeigten Ausführungsbeispiel gestaltet sein können, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen.

Bezugszeichenliste

1

Turbinen-Scheibe = Stufe-I-Lauf-Scheibe

1

a Stirnseite (von

1

)

2

Lauf-Schaufel

2

a Fußabschnitt (von

2

)

2

a' Grundplatte

2

a" Tannenbaumprofil

2

b Gasleitabschnitt

2

c Deckbandsegment

3

Strömungskanal

4

Rotationsachse

5

Leitschaufel

6

Luftstrom

7

a erste Vordrallkammer

7

b zweite Vordrallkammer

8

Triebwerks-Innenraum

9

a, b Trennwand

10

Ringkammer

11

a erstes Vordrallsystem

11

b zweites Vordrallsystem

14

a, b Kühlkanal

15

a Diffusionslöcher im Schaufel-Anströmbereich

15

b Diffusionslöcher im Schaufel-Abströmbereich

16

a, b Bohrung (eines Vordrallsystemes)

17

Schließplatte

18

Dämpferelement

19

Zwischenraum

20

Übertrittsöffnung

21

Raum (hinter

1

)

22

Dichtfläche
A Axialrichtung
R Radialrichtung
U Umfangsrichtung

Claims (3)

1. Kühlluft-Führungssystem insbesondere im Hochdruck-Turbinen­ abschnitt eines Gasturbinen-Triebwerkes, wobei ein Teil des aus dem Kompressorabschnitt des Triebwerkes austretenden und an der Gasturbinen-Brennkammer vorbeigeführten Luftstromes (6) über ein in einer Trennwand (9a) vorgesehenes erstes Vordrallsystem (11a) in eine der ersten Turbinen-Scheibe (1) vorgelagerte Vordrallkammer (7a) gelangt und von dieser aus insbesondere in die jeweils mit zu­ mindest einem Kühlluftluftkanal versehenen Schaufeln (2) dieser Scheibe (1) geleitet wird, und wobei ein Teil des Luftstromes (6) über ein zweites Luftübertrittssystem, das in Radialrichtung (R) betrachtet weiter außen als das erste Vordrallsystem (11a) liegt, in die Zwischen­ räume (19) zwischen den Fußabschnitten (2a) jeweils zweier neben­ einanderliegender Schaufeln (2) gelangen kann, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Luftübertrittssystem eben­ falls als Vordrallsystem (11b) ausgebildet ist und unabhängig vom er­ sten Vordrallsystem (11a) einen Teil des an der Gasturbinen-Brenn­ kammer vorbeigeführten Luftstromes (6) in eine in Radialrichtung (R) betrachtet im wesentlichen in Höhe der Schaufel-Fußabschnitte (2a) vorgesehene zweite Vordrallkammer (7b) einleitet.

2. Kühlluft-Führungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der über das zweite Vordrallsystem (11b) sowie die zweite Vordrallkammer (7b) in die Zwischenräume (19) zwischen den Fußabschnitten (2a) jeweils zweier nebeneinander­ liegender Schaufeln (2) gelangende Luftstrom (6) in einen in den Schaufeln (2) in deren Abströmbereich vorgesehenen Kühlkanal (14b) eingeleitet wird, und von diesem aus über auf der Schaufeloberfläche vorgesehene Diffussionslöcher (15b) in den das Arbeitsgas führenden Strömungskanal (3) ausgeblasen wird.

3. Kühlluft-Führungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum (19) zwischen den Fußabschnitten (2a) jeweils zweier nebeneinanderliegender Schaufeln (2) durch ein zwischen den Fußabschnitten (2a) eingespanntes Dämpferelement (18) sowie durch eine an jedem Fußabschnitt (2a) vorgesehene, mit der Oberfläche der Scheibe (1) zusammenwirkende Dichtfläche (22) in Strömungsrichtung (A) der Arbeitsgase betrachtet nach hinten abgedichtet ist.