DE2047648A1 - Axial disk type gas turbine - Google Patents

Axial disk type gas turbine

Info

Publication number
DE2047648A1
DE2047648A1 DE19702047648 DE2047648A DE2047648A1 DE 2047648 A1 DE2047648 A1 DE 2047648A1 DE 19702047648 DE19702047648 DE 19702047648 DE 2047648 A DE2047648 A DE 2047648A DE 2047648 A1 DE2047648 A1 DE 2047648A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
rotor
ring
cooling air
gas turbine
annular
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19702047648
Other languages
German (de)
Inventor
Richard M C Waugh Raymond G H Media Pa Lee (V St A )
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CBS Corp
Original Assignee
Westinghouse Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Westinghouse Electric Corp filed Critical Westinghouse Electric Corp
Publication of DE2047648A1 publication Critical patent/DE2047648A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/02Blade-carrying members, e.g. rotors
    • F01D5/08Heating, heat-insulating or cooling means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)

Description

(Die Priorität der USA-Stamraa.nmeldung Serial Ko. 861 977 vom 29. Sept. 1969 wird beansprucht)(The priority of the USA-Stamraa. Application Serial Ko. 861 977 dated Sept. 29, 1969 is claimed)

Die Erfindung bezieht sich auf eine Axial-Gasturbine der Scheibenba.ua.rt, mit einem Kanalsystem zur Zuführung der Kühlluft zur ersten Lauferscheibe und ihren Laufschaufeln, bestehend aus einem axial verlaufenden Ringkanal im äußeren Umfangsbereich des Rotors und einem sich daran anschließenden, im wesentlichen radial verlaufenden Ringraum, innerhalb dessen die Kühlluft bis zu den Eintrittskanälen der Schaufelfüße des ersten Laufschaufelkranzes gefördert wird und mit einem Ringspalt zwischen dem Außenumfang des Rotors und dem Innenurafang von den Rotor umgebenden Stator-Ringwänden. The invention relates to an axial gas turbine of the Scheibenba.ua.rt, with a duct system for supplying the cooling air to the first rotor disk and its rotor blades, consisting of one axially extending annular channel in the outer circumferential area of the rotor and an adjoining, essentially radially extending Annular space within which the cooling air is conveyed to the inlet channels of the blade roots of the first rotor blade ring and with an annular gap between the outer circumference of the rotor and the inner surface of the annular stator walls surrounding the rotor.

Eine solche Gasturbine ist beka.nnt (deutsche Patentschrift 953 205). Hierbei wird der Ringka.nal innerhalb des der Zuführung der Kühlluft zur ersten Läuferscheibe und ihren Laufschaufeln dienenden Ka.naleystems von einem Ringspalt gebildet, welcher zwischen dem Außenumfang des Rotors und dem Innenumfang der feststehenden, den Rotor umgebenden Stator-Ringwänden liegt . Die Erfindung geht von der Überlegung aus, daß hierbei die Beschleunigung der vom Stator dem Rotor zuströmenden Kühlluft auf die Umfangsgeschwindigkeit des Rotors mit Verlusten behaftet ist, deren Vermeidung mit Rücksicht auf die gesteigerte Materialausnutzung bei Gasturbinen und eine verbesserte Kühlung der Laufschaufeln und Läuferscheiben wünschenswert ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Axial-Gasturbine mit einem solchen Kühlsystem zu versehen, daß für das Kühlgas auf seinem Wege von der Kühlgasquelle · bie hin zu den zu kühlenden Stellen der Laufschaufeln und Läuferscheibe keine unnötigen Strömungswiderstände in Kauf genommen werden müssen und somit Strömungsmenge und Strömungegeschwindigkeit dea Kühlgases im Bereich der zu kühlenden Stellen intensiviert ist.Such a gas turbine is known (German patent specification 953 205). In this case, the ring channel inside the channel serving to supply the cooling air to the first rotor disk and its rotor blades Channel system formed by an annular gap between the outer circumference of the rotor and the inner circumference of the stationary, the Rotor surrounding stator ring walls is located. The invention works based on the consideration that the acceleration of the cooling air flowing from the stator to the rotor to the peripheral speed of the rotor is afflicted with losses, which should be avoided with consideration of the increased material utilization in gas turbines and improved cooling of the rotor blades and rotor disks is desirable. The invention is based on the object of providing the axial gas turbine with such a cooling system, that for the cooling gas on its way from the cooling gas source to the points of the rotor blades and rotor disk to be cooled no unnecessary flow resistances have to be accepted and thus the flow rate and flow speed dea cooling gas is intensified in the area of the places to be cooled.

109821/1258109821/1258

ORiGlMAL INSPECTED-ORiGlMAL INSPECTED-

VPA 70/8935 - 2 -VPA 70/8935 - 2 -

Die gestellte Aufgabe wird bei einer Axial-Gaetürbine der Scheibenbauart der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Axialbereich des Ringspaltes als eine an eine Kühlluftquelle angeschlossene Überleit-Ringkammer ausgebildet und der Rotor im Axialbereich der Überleit-Ringkammer mit einem Kranz von Eintrittsöffnungen versehen ist, daß das Kanalsystera zur Zuführung der Kühlluft zur ersten Läuferscheibe durch eine mit dem Rotor rotierende leitwand zum Ringspalt hin abgeschlossen ist und in dieses Kanalsystera die Eintrittsöffnungen münden und daß im Bereich der Überleit-Ringkammer Luftleitmittel angeordnet sind, durch welche der durch die Eintrittsöffnungen in das Rotorkanalsystem eintretenden Kühlluft eine tangentiale Geschwindigkeitskoraponente aufgedrückt wird, welche im wesentlichen der Umfangsgeschwindigkeit des Rotors entspricht und in Verein mit der druckgefälle-abhängigen, in Pörderrichtung weisenden Geschwindigkeitskotnponente einen im Ringkanal des Rotors mit letzterem umlaufenden,·· in ajcialer Richtung dem radialen Ringraum zugeförderten Kühlluftwirbel ergibt.The task at hand is for an axial door turbine of the disk type of the type mentioned at the outset, according to the invention, in that an axial region of the annular gap is connected to a source of cooling air connected transition ring chamber formed and the Rotor in the axial area of the transition ring chamber with a ring of Inlet openings is provided that the channel system for supplying the cooling air to the first rotor disk through a with the rotor rotating baffle is completed towards the annular gap and the inlet openings open into this Kanalsystera and that in the In the area of the transition ring chamber, air guide means are arranged through which the inlet openings into the rotor duct system incoming cooling air has a tangential speed coraponent is pressed, which corresponds essentially to the peripheral speed of the rotor and in conjunction with the Pressure gradient-dependent speed components pointing in the conveying direction one rotating in the ring channel of the rotor with the latter, conveyed in the axial direction of the radial annular space Cooling air vortex results.

Die durch die Erfindung erreichbaren Vorteile sind vor allem darin zu sehen, daß der Kühlungs-Wirkungsgrad für die Läuferscheiben und Laufschaufeln sehr günstig ist, insb. aufgrund der hohen Kühlluft-Strömungsgeschwindigkeit, so daß die Verdünnung des heißen Ireibgases im Stufenraum durch die Sekundärluft relativ gering ist. Hierdurch steigt die Nutzleistung bzw. kann die Verlustleistung geringer gehalten werden.The advantages that can be achieved by the invention are primarily to be seen in the fact that the cooling efficiency for the carriers and blades is very cheap, especially because of the high cooling air flow rate, so that the dilution of the hot Ireibgases in the step room by the secondary air is relative is low. This increases the useful power or the power loss can be kept lower.

Die Luftleitmittel können bei kleineren Kühlleistungen als rotierende Wirbelerzeuger ausgebildet sein, welche als hohle, schaufelartige Durchlaßkörper am Außenumfang des Rotors in Öffnungen seiner Leitwand eingesetzt sind, an ihrem Einlaßende mit der Überleit-Ringkamraer und an ihrem Auslaßende mit dem Rotorringkanal kommunizieren, wobei die die Aualaßöffnung bildenden Wandteile der Wirb'elerzeuger im Sinne der Erteilung der taugentialen Gescnwlndigkeitökofflponente hinsichtlich der durohetrömenden Kühlluft geneigt sind. The air guiding means can be used for smaller cooling capacities than rotating ones Vortex generator be designed, which as a hollow, blade-like passage body on the outer circumference of the rotor in openings its baffle are used, at its inlet end with the transfer ring cam and at its outlet end with the rotor ring channel communicate, with the forming the outlet opening Wall parts of the vortex generator in the sense of granting the taugential Velocity components are inclined with regard to the thermosetting cooling air.

109821/1258 ' - 3-109821/1258 '- 3 -

VPA 70/8935VPA 70/8935

Pur größere Kühlleistungen sind zweckmäßigerweise die Luftleitmittel durch einen innerhalb der Überleit-Ringkammer angeordneten feststellenden Kranz von Düsen gebildet, denen ein Kranz von Eintrittsöffnungen ata Außenumfang des Rotors gegenübersteht, wobei die Achsen der Düsen im Sinne der Erzielung einer tangentialen, der Umfangsgeschwindigkeit der Eintrittsöffnungen entsprechenden Geschwindigkeitskomponente der Kühlluft geneigt um den Winkel Q ' zur jeweiligen Umfangstangente verlaufen.For greater cooling capacities, the air guiding means are expediently formed by a locking ring of nozzles arranged within the transfer ring chamber, which is opposed by a ring of inlet openings at the outer circumference of the rotor, the axes of the nozzles in the sense of achieving a tangential speed component corresponding to the circumferential speed of the inlet openings of the cooling air are inclined by the angle Q 'to the respective circumferential rod.

Im folgenden werden anhand der Zeichnung zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben und ihre Wirkungsweise erläutert. Es zeigt:Two exemplary embodiments are described below with reference to the drawing of the invention described and its mode of operation explained. It shows:

Pig. 1 ausschnittsweise in einem Längsschnitt die Einströmpartie einer Gasturbine der Axialbauart, und zwar die oberhalb der Rotorachse liegende Hälfte, wobei die untere Hälfte entsprechend ausgebildet ist;Pig. 1 shows a fragmentary longitudinal section of the inflow section of a gas turbine of the axial type, specifically the one above the rotor axis lying half, the lower half being designed accordingly;

Mg, 2 das Kühlsystem aus Fig. 1 vergrößert im Detail;Mg, 2 the cooling system from FIG. 1 enlarged in detail;

Pig. 3 perspektivisch im Ausschnitt einen einzelnen Wirbelerzeuger für das Ausführungsbeispiel nach Pig. 1 und 2;Pig. 3 a single vortex generator in perspective in a cutout for the embodiment according to Pig. 1 and 2;

Pig. 4 einen Schnitt längs der Schnittebene IV-IV aus Pig. 2;Pig. 4 shows a section along the section plane IV-IV from Pig. 2;

Pig. 5 eine Ansicht im Ausschnitt gemäß der Schnittebene V-V aus Pig. 2 in vergrößerter Darstellung;Pig. 5 is a view in detail according to the section plane V-V from Pig. 2 in an enlarged view;

Pig. 6 ein zweites Aueführungsbeispiel in einer Pig. 2 entsprechenden Darstellungsweise und ·Pig. 6 shows a second embodiment in a Pig. 2 corresponding Mode of representation and

Pig. 7 eine vergrößerte Ansicht des Schnittes gemäß Schnittebene VII-VII aus Pig. 6.Pig. 7 is an enlarged view of the section along the section plane VII-VII from Pig. 6th

Pig. 1 zeigt eine Axial-Gasturbine der Scheibenbauart, bestehend / * 109821/1258 Pig. 1 shows an axial gas turbine of the disk type, consisting of / * 109821/1258

VPA 70/8935VPA 70/8935

aus einem im wesentlichen hohl-zylindrischen Außengehäuse 11, einem ebenfalls hohl-zylindrischem bzw. ringförmigem Innengehäuse 12 und einem Läufer 14, welcher auf geeignete, nicht näher dargestellte Weise innerhalb des Innengehäuses 12 drehbar gelagert ist. Der Rotor 14 besteht aus einem Läuferscheibenpaket, wovon lediglich die ersten beiden, im oberen Gefällebereich gelegenen Läuferscheiben 16 und 18 dargestellt sind. Die Läuferscheiben sind durch über den Umfang verteilte Zuganker 19 zusammengespannt, wobei nur ein Zuganker ersichtlich ist. Die Kränze von Laufschaufeln am äuBeren Umfang der Läuferscheiben 16, 18 sind mit 20 bzw. 22 bezeichnet. Am inneren Umfang des Innengehäuses 12 sind die zugehörigen Leitschaufeln 23, 25 eines ersten und eines zweiten Leitschaufelkranzes sowie weiterer nicht näher dargestellte und bezeichnete Leitschaufelkränze befestigt. Die Laufschaufeln 20, 22 sind von deckbandloser Ausführung und weisen jeweils ein Schaufelblatt 28, einen Basisteil 29 und einen Schaufelfuß bzw. eine Schaufelwurzel 30 auf, wobei die Schaufeln mit ihrem Schaufelfuß am äußeren Umfang der Läuferscheiben 16, 18 in entsprechenden Aufnahmenuten befestigt sind. Dargestellt ist eine sogenannte Tannenbaum-Befestigung sart, wobei zwischen den Schaufelfuß-Zähnen und den Wänden der zugehörigen Aufnahraenuten im wesentlichen axial verlaufende Kühlkanäle freibleiben, durch welche Kühlluft geleitet werden kann. Bei den Leitschaufeln 23, 25 ist das Schaufelblatt mit 32, der Fußteil mit 33 und ein Deckband am inneren Umfang mit 34 bezeichnet, welch letzteres der Stufenabdichtung dient.from an essentially hollow-cylindrical outer housing 11, a likewise hollow-cylindrical or ring-shaped inner housing 12 and a rotor 14, which is rotatably mounted within the inner housing 12 in a suitable manner, not shown in detail. The rotor 14 consists of a carrier disk package, of which only the first two carrier disks located in the upper gradient area 16 and 18 are shown. The carriers are clamped together by tie rods 19 distributed over the circumference, with only a tie rod can be seen. The rings of rotor blades on the outer circumference of the rotor disks 16, 18 are denoted by 20 and 22, respectively. The associated guide vanes 23, 25 of a first and a second guide vane ring are located on the inner circumference of the inner housing 12 and other guide vane rings, not shown and designated, attached. The blades 20, 22 are of shroudless design and each have a blade 28, a base part 29 and a blade root or a blade root 30, the blades with their blade root on the outer circumference of the rotor disks 16, 18 in corresponding receiving grooves are attached. A so-called Christmas tree attachment is shown sart, whereby between the blade root teeth and the walls of the associated Aufnahraenuten substantially axially running cooling channels remain free, through which cooling air can be passed. The blade is in the case of the guide vanes 23, 25 with 32, the foot part with 33 and a cover band on the inner circumference with 34, which latter is used for the step seal.

Das heiße Treibmittel, insb. komprimierte Verbrennungsgase, wird in einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung verteilten Brennkammern 36 erzeugt, wovon nur eine dargestellt ist. Die Brennkammern 36 haben Überleitrohrkörper 37, und letztere bilden mit ihren abströmseitigen Enden bogenförmige Auslaßöffnungen 38. Die Auslaßöffnungen bilden zusammen einen ringförmigen Auslaßkanal, welcher das Treibmittel dem ersten Leitschaufelkranz 23 zuleitet. Wie es die Pfeile andeuten, strömt das Treibmittel in Richtung des sich erweiternde Snbspannungakanals durch die Leit- und Laufschaufel--The hot propellant, in particular compressed combustion gases, is in a plurality of combustion chambers distributed in the circumferential direction 36 generated, only one of which is shown. The combustion chambers 36 have transfer pipe bodies 37, and the latter form with their downstream side Ends arcuate outlet openings 38. The outlet openings together form an annular outlet channel, which the propellant feeds to the first guide vane ring 23. As indicated by the arrows, the propellant flows in the direction of the itself widening voltage channel through the guide and rotor blades

109821/1258 - 5 -109821/1258 - 5 -

VPA 70/0935VPA 70/0935

kränze 23, 20, 25, 22 axial hindurch, um somit den Rotor 14 (Drehachse E-E1) anzutreiben.wreaths 23, 20, 25, 22 axially therethrough in order to drive the rotor 14 (axis of rotation EE 1 ).

Die Brennkammern 36 sind in einer, ringförmigen Druckkammer 40 angeordnet, wobei komprimierte Luft in die Brennkammern zwecks Vermischung mit dem Brennstoff eingeleitet wird (nicht dargestellt).The combustion chambers 36 are arranged in an annular pressure chamber 40, wherein compressed air is introduced into the combustion chambers for the purpose of mixing with the fuel (not shown).

Mit dem Rotor 14 bzw. den Läuferscheiben 16, 18 verspannt ist über die axial verlaufenden Zuganker 19 das der Drehmomentübertragung dienende hohl-zylindrische Wellenstück 42, welch letzteres mit einem Wellenschaft 43 mittels Bolzen 44 zusammengeflanscht ist. Der Wellenschaft 43 wiederum steht in Triebverbindung mit dem Eotor eines Luftkompressors (nicht dargestellt).Is braced with the rotor 14 or the carriers 16, 18 Via the axially extending tie rods 19, the hollow-cylindrical shaft piece 42 serving for torque transmission, the latter is flanged together with a shaft 43 by means of bolts 44. The shaft shaft 43 in turn is in drive connection with the eotor of an air compressor (not shown).

Das Wellenstück 42 und der Wellenschaft 43 werden von einer Stator-Ringwand 45 mit Ringspa.lt s umfaßt, wobei die Stator-Ringwand 45 die Innenwand der Druckkammer 40 bildet.The shaft piece 42 and the shaft shaft 43 are made of an annular stator wall 45 with Ringpa.lt s, the stator ring wall 45 forming the inner wall of the pressure chamber 40.

Die am Außengehäuse 11 befestigte ringförmige Verteilerleitung weist ein oder mehrere Auslaßrohre 48 auf, von denen nur eines dargestellt ist. Die um die jeweilige Brennkammer herumgeführten Auslaßrohre 48 sind mit einem radial einwärts gerichteten Anschlußende an der Stator-Ringwand 45 befestigt und münden in entsprechende DurchtrittBbohrungen 48a dieser Ringwand. Am inneren Umfang der Ringwand 45 sind Labyrinth-Dichtungsringe 46 gelagert, um Kühlluftleckagen zum Ringspalt a hin auf ein Minimum zu reduzieren .The annular manifold attached to the outer housing 11 has one or more outlet pipes 48, only one of which is shown. The outlet pipes 48, which are led around the respective combustion chamber, have a connection end directed radially inward attached to the stator ring wall 45 and open into corresponding passage bores 48a of this ring wall. On the inner circumference the annular wall 45 are mounted labyrinth sealing rings 46 in order to reduce cooling air leaks towards the annular gap a to a minimum .

Wie es insb. Pig. 2 zeigt, umfaßt eine rohrförmige Leitwand 49 das Wellen stück 42 unter Bildung eines Rotor-Kanalsystems 60, Ia Anschluß an ihren rohrförmigen Teil weist die Leitwand 49 einen scheibenförmigen,., sich radial auswärts erstreckenden Ringflanech 50 auf, welcher an.seinem äußeren Umfang mit einem Ringkragen 16a der Rotorscheibe 16 über eine Ringdichtung 52 verbunden iat. Die Leitwand 49 ist auf den Außenumfang 'des Wellenstückes 42 aufgesetzt, z. B. aufgeschrumpft, so daß die Leitwand zusammen mit demLike it especially Pig. 2 shows, comprises a tubular baffle 49, the shaft piece 42 to form a rotor channel system 60, Ia connection to its tubular part, the baffle 49 has a disk-shaped,., Radially outwardly extending ring flange 50, which on.his outer circumference with an annular collar 16a of the rotor disk 16 via an annular seal 52. The baffle 49 is placed on the outer circumference 'of the shaft piece 42, for. B. shrunk so that the baffle together with the

109821/1258 - 6 -109821/1258 - 6 -

INSPECTEDINSPECTED

VPA 70/8935VPA 70/8935

Wellenstück 42, dem Wellen schaft 43 und den'übrigen Teilen des Rotors" 14 rotiert.Shaft piece 42, the shaft shaft 43 and the other parts of the rotor " 14 rotates.

Das Kühlluftrohr 48 mündet über die Durchgangsboh.rung 48a in eine Überleitringka.mmer 56, welche von der Stator-Ringwand 45, den Labyrinthdichtungen 46 und der Rotor-Leitwand 49 gebildet wird. Im Axialbereich der Überleit-Ringkammer.56 weist die Leitwand 49 einen Kranz von radialen Eintrittsöffnungen 58 auf, welche mit der Überleit-Ringkammer 56 kommunizieren. Die Leitwand 49 und das Wellenstück 42 sind mit Ringspalt zueinander angeordnet, so daß ein sich axial erstreckender Zwischenraum in Gestalt eines Ringkanals 60 gebildet wird, w.elcher mit den Eintritts öffnung en 58 kommuniziert.The cooling air pipe 48 opens into a through hole 48a Überleitringka.mmer 56, which is formed by the stator ring wall 45, the labyrinth seals 46 and the rotor guide wall 49. The guide wall 49 has in the axial area of the transition ring chamber a ring of radial inlet openings 58 which communicate with the transition ring chamber 56. The guide wall 49 and that Shaft piece 42 are arranged with an annular gap to one another, so that an axially extending intermediate space in the form of an annular channel 60 is formed, w.elcher with the inlet openings 58 communicates.

Wie es insb. Fig. 4 zeigt, sind Wirbelerzeuger 62 in Form von hohlen, schaufelartigen Durchlaßkörpern am Außenumfang des Rotors in öffnungen seiner Leitwand 49 eingesetzt. Die Wtrbelerzeuger 62 sind radial 'im Bereich der Eintrittsöffnungen 58 in die Leitwand 49 eingefügt und über deren Umfang unter Bildung eines Kranzes regelmäßig verteilt. Einlaßseitig kommunizieren die Wirbelerzeuger 62 mit der Überleit-Ringkammer.· 56 und auslaßseitig mit dem Rotor-Ringkanal 60. . ·As FIG. 4 in particular shows, vortex generators 62 are in the form of hollow, blade-like passage bodies on the outer circumference of the rotor used in openings of its guide wall 49. The vortex producers 62 are radial 'in the area of the inlet openings 58 in the guide wall 49 inserted and over its circumference to form a wreath distributed regularly. On the inlet side, the vortex generators 62 communicate with the transfer ring chamber. · 56 and on the outlet side with the Rotor ring channel 60.. ·

Die Wirbelerzeuger bzw. Durchlaßkörper 62 haben (vgl.1 insb. Fig. 3, 5) im wesentlichen hohl-zylindrische Gestalt und weisen einen Auslaßbereich 63· auf, bei welchem ein Teil der Wand unter Bildung einer Auslaßöffnung 64 weggenommen ist. An den Auslaßbereioh Bohließt sich ein Mittelbereich 65 mit verringertem Außendurchmesser und an den Mittelbereich ein Einlaßbereich 67 mit noch weiter verringertem Außendurchmesser unter Bildung entsprechender Abstufungen an. 69 ist die konkav gewölbte Innenwand des Durchlaßkörpers. Der Auslaß- und Mittelbereioh 67, 65 ist formschlüssig eingesetzt in entsprechende Aunehmungen 68 der Rotor-Leitwand 49 (vgl. Fig. 2), so daß die Durchlaßkörper 62 fliehkrafteioher gehalten sind.The vortex generators or passage bodies 62 have (see FIG. 1, in particular FIGS. 3, 5) an essentially hollow-cylindrical shape and have an outlet region 63, in which part of the wall has been removed to form an outlet opening 64. A central region 65 with a reduced external diameter adjoins the outlet region and an inlet region 67 with an even further reduced external diameter joins the central region with the formation of corresponding gradations. 69 is the concavely curved inner wall of the passage body. The outlet and middle regions 67, 65 are inserted in a form-fitting manner into corresponding recesses 68 in the rotor guide wall 49 (see FIG. 2), so that the passage bodies 62 are held by centrifugal forces.

109821/1258109821/1258

VPA 70/8935VPA 70/8935

Der eich axial erstreckende Ringkanal 60 läuft aus in einen radial verlaufenden Ringraum 70, vgl. Pig. 2, welcher von dem RingflanEch 50 und der.Lauferscheibe 60 "begrenzt wird. Ein Kranz von lüfterschaufein 71 ist innerhalb des Ringraumes 70 angeordnet, wobei öie lüfterschaufeln 71 zweckmäßig an dem Ringflansch 50 befestigt sind. Grundsätzlich könnte auch die lauferseheibe 16 zusätzlich oder alleine zur Befestigung der lüfterschaufeln dienen. Der Ringraum 70 steht über radiale Kühlluftbohrungen 74 im Ringkragen 16a der Rotorscheibe 16 in Verbindung mit einer ringförmigen, durchgehenden Kühlkammer 75, welche den Kühlka.nälen 30a der Schaufelfüße 30 vorgeschaltet ist und durch eine ringförmige Deckplatten an Ordnung 16b zum Stufenraum abgedichtet ist. Die Kühlung kann sich hinausgehend über eine Schaufelfußkühlung auch auf die gesamten laufschaufeln erstrecken, wozu nicht dargestellte Kühlka.näle im Schaufeiblattbereich vorzusehen wären.The ring channel 60, which extends axially, ends in a radial channel extending annulus 70, see Pig. 2, which from the ring flangeEch 50 and the rotor disk 60 "is limited. A wreath of fan blade 71 is arranged within the annular space 70, wherein the fan blades 71 are expediently attached to the annular flange 50 are. In principle, the running disk 16 could also be used in addition or serve solely to fasten the fan blades. The annular space 70 stands via radial cooling air bores 74 in the annular collar 16a of the rotor disk 16 in connection with an annular, continuous cooling chamber 75, which the cooling channels 30a the blade root 30 is connected upstream and by an annular Cover plates of order 16b is sealed to the step room. The cooling can also extend beyond a blade root cooling the entire blades extend, for which purpose cooling ducts (not shown) would have to be provided in the blade area.

Die Wirkungsweise ergibt sich aus heutiger wissenschaftlicher Sicht im Prinzip wie folgt: Die Wirksamkeit der Wärmeabfuhr durch das Kühlmittel hängt ab von dessen Temperatur und der durchgesetzten Menge. Die abgeführten Wärmemengen können vergrößert werden durch TemperaturSenkung oder Vergrößerung der Durchsatzraengen des Kühlmittels. Das beschriebene Ausführungsbeispiel verbessert den Kühleffekt durch Verminderung der Druckverluste und Aufbau eines Druckgefälles in Ströroungsrichtung des Kühlmittels.The mode of action results from today's scientific The principle is as follows: The effectiveness of the heat dissipation through the coolant depends on its temperature and the temperature that is passed through Lot. The amount of heat dissipated can be increased by lowering the temperature or increasing the throughput rates of the coolant. The embodiment described improves the cooling effect by reducing the pressure loss and structure a pressure gradient in the direction of flow of the coolant.

Das Kühlmittel, vorzugsweise luft, wird im allgemeinen vorbehandelt, in Anpassung an örtliche Gegebenheiten. Insb. kann die luft gekühlt, gefiltert und ihr Durchsatz gemessen werden, bevor sie in die Verteiler-Ringleitung 47 geleitet wird. Wenn das Kühlmittel vom Auslaßrohr 48 in die Überleit-Ringkammer 56 strömt und sich in dieser Ringkammer staut, ergibt eich eine Druckdifferenz zwischen der Ringkammer und dem Ringkanal 60, welche erforderlich ist, damit die luft durch die Eintrittβöffnungen 58 geleitet wird.The coolant, preferably air, is generally pretreated, in adaptation to local conditions. In particular, the air can be cooled, filtered and its flow rate measured before it is fed into the manifold loop 47. When the coolant flows from the outlet pipe 48 into the transfer ring chamber 56 and accumulates in this ring chamber, results in a pressure difference between the annular chamber and the annular channel 60, which is required so that the air is passed through the inlet openings 58.

Das Vektor-Schaubild nach Fig. 5 zeigt näher die Geschwindigkeitskomponenten eines einzelnen Gas-Teilchens des Kühlmittels, welchesThe vector diagram according to FIG. 5 shows the speed components in more detail a single gas particle of the coolant, which

109821/1258109821/1258

VPA 70/8935VPA 70/8935

in den Wirbel-Erzeuger 62 eintritt. Das in'den Wirbei-Erzeuger eintretende Ga.Bteilch.en wird durch die konkave Wand 69 abgelenkt, welche mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit ω wie der Rotor 14 umläuft. Der Wirbelerzeuger 62 erfüllt zwei Funktionen .■ Zum einen drückt er dem Gasteilchen eine axiale Geschwindigkeitskomponente Vftcj auf. Dies ergibt bei Addition mit der kleineren Axialkomponente V.p, welche druck-differenz-abhängig ist, die Gesamt-Axial-Geschwind igkeit V., welche das Gasteilchen befähigt, stromabwärts in axialer Richtung längs des Ringkanals 60 zu strömen. Zum zweiten wird dem Gasteilnhen eine tangentiale Geschwindigkeitskorapo-" nente V φ erteilt, welche im wesentlichen der Tangentialgeschwindigkeit des Ringkanals 60 entspricht. Hierdurch ist ermöglicht, daß das den radialen Ringraum 70 erreichende Gasteilchen auf ein höheres Druckniveau angehoben wird, wenn es durch den Radiallüfter radial auswärts entsprechend der Zentrifugalkraft gefördert wird.enters the vortex generator 62. That in'den Wirbei producer Entering Ga.Beilch.en is deflected by the concave wall 69, which with the same angular velocity ω as the rotor 14 running around. The vortex generator 62 fulfills two functions: On the one hand, it presses an axial velocity component on the gas particle Vftcj on. This results when added to the smaller axial component V.p, which is dependent on the pressure difference, the total axial speed ility V., which enables the gas particle to flow downstream in the axial direction along the annular channel 60. Second a tangential velocity corapo- " nent V φ given, which is essentially the tangential velocity of the ring channel 60 corresponds. This makes it possible that the gas particle reaching the radial annular space 70 on a higher pressure level is raised when it is conveyed radially outwards by the radial fan according to the centrifugal force will.

Der günstigste Winkel θ , den die resultierende Geschwindigkeit VR mit der Rotorachse R-R1 bildet, kann experiraente?.l bestimmt werden in Abhängigkeit von der Größe und der Form der Auslaßöffnung 64 und dem Krümmungsradius des Wirbelerzeugers 62. Die Punktion des Wirbelerzeugers 62 kann auch, durch ebene, entsprechend dem gewünschten Ablenkwinkel f> orientierte Bleche erfüllt werden, wenn auch die dargestellte Ausführung besonders günstig ist.The most favorable angle θ that the resulting speed V R forms with the rotor axis RR 1 can be determined experimentally depending on the size and shape of the outlet opening 64 and the radius of curvature of the vortex generator 62. The puncture of the vortex generator 62 can also , can be fulfilled by flat metal sheets oriented according to the desired deflection angle f> , even if the embodiment shown is particularly favorable.

Zur Erzielung des Druckanstiegs innerhalb des Ringraumes 70 laufen die Schaufeln 71 mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit wie der Rotor um und wirken somit als Radialgebläse bzw. Zentrifugalpumpe. Die von den Schaufeln 71 geförderte Kühlluft wird mithin auf ein höheres Druckniveau gehoben entsprechend dem Abstand von der Rotationsachse R-R1.To achieve the pressure increase within the annular space 70, the blades 71 rotate at the same angular speed as the rotor and thus act as a radial fan or centrifugal pump. The cooling air conveyed by the blades 71 is therefore raised to a higher pressure level corresponding to the distance from the axis of rotation RR 1 .

Ohne den Kühlluftwirbel innerhalb des Ringkanals 60 würde dieWithout the cooling air vortex within the annular channel 60, the

109821/1258109821/1258

VPA 70/8935VPA 70/8935

— 9 "·- 9 "·

Kühlluft zwischen die Lüfterachauf ein 71 mit einer geringerei) Umfangsgeschwindigkeit als die Lufterεchaufel-Geschwindigkeit eintreten, womit eine ungenügende Ausnutzung des Radialgebläses verbunden wäre. Da. jedoch das Kühlmittel die gleiche Tangential-Geschwindigke.it V^ wie die Eintrittskanten der Lüfterschaufeln 71 hat, kann die Kühlluft mit den Lüfterschaufeln mit der gleichen Umfangsgeschwindigkeit ohne das Auftreten eines Rückprall-Effektes umlaufen. Es läßt sich zeigen, daß der Druckanstieg in radialer Richtung längs des Radialraumes bzw. der Lufterschaufelη proportional ist dem Quadrat der Umfangsgeschwindigkeit der Gasteilchen bei einem gegebenen Radialabstand zur Rotorachse. Mit der erzielten Erhöhung der Umfangsgeschwindigkeit der Kühlluft ist damit ein bedeutender Torteil verbunden.Cooling air between the fan compartment on a 71 with a small amount) Peripheral speed than the fan blade speed occur, which would result in insufficient utilization of the radial fan. There. however the coolant has the same Tangential-Geschwindigke.it V ^ as the leading edges of the fan blades 71 has, the cooling air can with the fan blades with the same Circumferential speed without the occurrence of a rebound effect. It can be shown that the pressure increase in radial direction along the radial space or the Lufterschaufelη is proportional to the square of the circumferential speed of the gas particles at a given radial distance from the rotor axis. With the achieved increase in the circumferential speed of the cooling air is an important part of the gate.

Die Kühlluft hat bei Eintritt in die Axialkanäle 77 oder die Durchtrittsbohrungen 74 praktisch die gleich Tangentialgeschwindigkeit wie diese, so daß wegen des Wegfalls von Geschwindigkeitsdifferenzen die Eintrittsverluste auf ein Minimum reduziert werden. Wie erwähnt, kann ein Teil der Kühlluft auch durch die Axialkanäle 77 der Läuferscheibe 16 geleitet werden, damit er zur Kühlung der nächstfolgenden Lauferscheibe 18 und der zugehörigen Laufschaufeln (l'ig. 1) ausgenutzt werden kann. Das ergibt eine bessere Ausnützung des Kühlmittels.When entering the axial channels 77 or the through-bores 74, the cooling air has practically the same tangential speed like this one, so that because of the elimination of speed differences, the entry losses are reduced to a minimum. As mentioned, some of the cooling air can also be passed through the axial channels 77 of the carrier disk 16 so that it can be used for the Cooling of the next following running disk 18 and the associated one Blades (l'ig. 1) can be used. This results in better utilization of the coolant.

Das zweite Ausführungsbeispiel gemäß Pig. 6 weicht insoweit vom ersten Ausführungsbeispiel ab, als die Kühlluftleitung 78 in einen vergrößerten Einlaß-Ringkanal 79 mündet. Der Auslaßbereich 80 des Ringkanals 79 geht in' einen Düsenring 82 über, der demgemäß mit der Stator-Ringwand 83 feststeht. Der Düsenring 82 ist an einem Tragwand teil der Stator-Ringwand 83 befestigt. Die Ringwand 83 weist Ringnuten 84 auf und der .Düsenring 82 in diese Nuten passende Voreprünge 85. Es kann auch eine gewinde- oder bajonettring-artlge Befestigung gewählt werden. Eine Mehrzahl von Labyrinth-Oichtungürir-gerj 05a sind ebenfalls in zugehörigen Aussparungen der Ringwand 03 gelagert. Die Rotor-Leitwand ist hierThe second embodiment according to Pig. 6 differs in this respect from first embodiment, when the cooling air line 78 opens into an enlarged inlet ring channel 79. The outlet area 80 of the annular channel 79 merges into 'a nozzle ring 82, which accordingly with the stator ring wall 83 is fixed. The nozzle ring 82 is attached to a supporting wall part of the stator ring wall 83. The ring wall 83 has annular grooves 84 and the nozzle ring 82 has protrusions 85 that fit into these grooves. It can also be of a threaded or bayonet ring type Fixing can be chosen. A plurality of labyrinth Oichtungürir-gerj 05a are also in associated recesses the ring wall 03 is mounted. The rotor baffle is here

109821/1258 BAn - 10 -109821/1258 BAn - 10 -

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

VPA 70/8935VPA 70/8935

- 10 -- 10 -

mit 86 bezeichnet. Die Überleit-Ringkammer'87 wird hier vom Düsenring 82,den Labyrinth-Dichtungsringen 85a und der Leitwand 86 gebildet. Ein Kranz von radialen Eintrittsöffnungen 88 ist in der Leitwand 86 im Axialbereich der Überleit-Ringkamtuer 87 angeordnet. Die Eintrittaöffnungen 88 kommunizieren einerseits mit der Ringkammer 87» andererseits mit dem Ringkanal 89.denoted by 86. The transition ring chamber'87 is here from the nozzle ring 82, the labyrinth sealing rings 85a and the baffle 86 formed. A ring of radial inlet openings 88 is in the guide wall 86 in the axial area of the transition ring chamber 87 arranged. The inlet openings 88 communicate on the one hand with the annular chamber 87 »on the other hand with the annular channel 89.

Fig. 7 zeigt, daß der Düsenring 82 einen Kranz von Düsenkanälen 90 aufweist, wobei dieser Kranz nur aus schnittsweise in einem Quadranten gezeigt ist. Die Düsenkanäle 90 weisen einen erweiterten, mit dem Kühlluft-Ringraum 79 kommunizierenden Einlaß-Kanalteil 91 und einen demgegenüber verengten, in die Überleit-Ringkammer 87 mündenden Auslaß-Kanalteil 92 auf. Die beiden Kanalteile 91, 92 sind konzentrisch bzw. ko-axial zur Düsenachse L-L1 angeordnet.Fig. 7 shows that the nozzle ring 82 has a ring of nozzle channels 90, this ring being shown only in sections in a quadrant. The nozzle channels 90 have an enlarged inlet channel part 91 communicating with the cooling air annular space 79 and an outlet channel part 92 which is narrowed in comparison and opens into the transition ring chamber 87. The two channel parts 91, 92 are arranged concentrically or co-axially with respect to the nozzle axis LL 1 .

Die Düsenkanäle 90 sind mit untereinander gleichem Abstand in Umfang s rieh tu ng" und einem Neigungswinkel^'angeordnet, wobei Q'' der Winkel zwischen der Düsenachse L-L1 und der an dr;n Düsenauslaß 92 gelegten Tangente T-T' ist. Die Düsenkanäle 90 münden in die Überleit-Ringkammer 87 alle mit praktisch dem gleichen Neigungswinkel Θ' .Letzterer ist so bemessen, daß deni durch die Düsenkanäle 90 hindurchgeblasenen Kühlmittel eine Tangentialgeschwindigkeit erteilt wird, welche derjenigen der Elntrittsöffnungon 88 entspricht.The nozzle channels 90 are arranged at the same distance from one another in the circumference s rieh tu ng "and an angle of inclination ^ ', where Q" is the angle between the nozzle axis LL 1 and the tangent TT' laid on three nozzle outlet 92 all open into the transition ring chamber 87 at practically the same angle of inclination Θ '. The latter is dimensioned so that the coolant blown through the nozzle channels 90 is given a tangential velocity which corresponds to that of the entrance opening 88.

Die Vorteile des zweiten Ausführungsbeispiels bestehen darin, daß eine größere Kühlluftmenge bei geringeren Temperaturen den Schaufeln zugeleitet werden kann. Es ist deshalb insb. für solche Fälle geeignet, wenn nicht nur der Schaufelfuß, sondern die gesamte Schaufel gekühlt werden soll.The advantages of the second embodiment are that a larger amount of cooling air at lower temperatures the blades can be forwarded. It is therefore particularly suitable for such cases, if not only the blade root, but the entire one Shovel is to be cooled.

Da keine Differenzgeschwindigkeit zwischen der in die Eintrittsöffnungen 88 gelangenden Kühlluft und diesen Öffnungen beateht, sind sehr hohe Durchflußwerte de3 Kühlmittels erreichbar, wooei diese Durchflußwerte bzw. -koeffizienten be.i diesem Ausführungs-There is no speed difference between that in the inlet openings 88 incoming cooling air and these openings are ventilated, very high flow rates of the coolant can be achieved, wooei these flow values or coefficients in this embodiment

109821/1258 - 11 -109821/1258 - 11 -

BAD OFtiGiNAL BAD OFtiG iNAL

VPA 70/8935VPA 70/8935

- 11 -- 11 -

Beispiel noch größer sind als beim ersten, .da dort die Kühlluft vor Eintritt in die Wirbel-Erzeuger keine ta.ngentia.le Geschwindigkeitskomponente hat, wogegen sie hier die gleiche Umfangsgeschwindigkeit wie die Durchlaßöffnungen aufweist.Example are even larger than in the first, because there the cooling air no ta.ngentia.le velocity component before entering the vortex generator has, whereas here it has the same peripheral speed as the passage openings.

Ein weiterer Vorteil der Düsenring-AnOrdnung besteht darin, daß aufgrund der praktisch vernachlässigbaren Differenzgeschwindigkeit zwischen den Gasteilchen und den umlaufenden Öffnungen praktisch keine Reibung auftritt mit einer vernachlässigbaren Temperaturerhöhung des Kühlmittels. Der geringe Druckabfall, welcher zur Beschleunigung des Kühlmittels längs der Düsenkanäle erforderlich ist, kann, falls gewünscht, kompensiert werden.Another advantage of the nozzle ring arrangement is that due to the practically negligible difference in speed between the gas particles and the circumferential openings practically no friction occurs with a negligible increase in temperature of the coolant. The low pressure drop, which is required to accelerate the coolant along the nozzle channels can, if desired, be compensated for.

11 Ansprüche
7 Mg.
11 claims
7 mg.

109821/1258 - 12 -109821/1258 - 12 -

Claims (11)

VPA 70/8935VPA 70/8935 - 12 -- 12 - Pate ntanaprüch ePate ntanaprüch e ( 1.)Axial-Gasturbine der Scheibenbauart, mit einem Kanalsystem(1.) Axial gas turbine of the disc type, with a duct system \^ zur Zuführung der Kühlluft zur ersten Läuferscheibe und ihren Laufschaufeln, bestehend aus einem axial verlaufenden Ringkanal im äußeren Umfangsbereich des Rotors und einem sich daran anschließenden, im wesentlichen radial verlaufenden Ringrautn, innerhalb dessen die Kühlluft bis zu den Eintrittskanälen der Schaufelfüße des ersten Laufschaufelkranzes gefördert wird, und mit einem Ring3palt zwischen dem Außenurafang des Rotors und dem Innenumfang von den Rotor umgebenden Stafcor-Ringwänden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Axialbereich des Ringspalten (a) als eine an eine Kühlluftquelle angeschlossene Überleit-Ringkammer (56; 87) ausgebildet und der Rotor (14) im Axialbereich der Überleit-Ringkammer (56; 87) mit einem Kranz von Eintrittsöffnungen (58, 88) versehen ist, daß das Kanalsystem (60, 70) zur Zuführung der Kühlluft zur ersten Lauferscheibc (16) durch eine mit dem Rotor (H) rotierende Leitwa.nd (49, 50; 86) zum Ringspalt (s) hin abgeschlossen ist und in dieses Kanalsystem die Eintrittsöffnungen (58; 88) münden und daß . im Bereich der Überleit-Ringkammer (56; 87) Luftleitraittel (62; 8k,90) angeordnet sind, durch welche der durch die Eintrittsöffnungen (58, 88) in das Rotorkanalsystem (60, 70) eintretenden Kühlluft eine tangentiale Geschwindigkeitßkomponente (Vm) aufgedrückt wird, welche im wesentlichen der Umfangsgeschwindigkeit des Rotors (14) entspricht und in Verein mit der druckgefälle-abhängigen, in Forderriehtung weisenden Geschwindigkeitskomponente einen im Ringkanal des Rotors mit letzterem umlaufenden, in axialer Richtung dem radialen Ringraum (70) zugeförderten Kühlluftwirbel ergibt«Consisting, within which up to the inlet channels of the blade roots promoted \ ^ for supplying the cooling air to the first rotor disk and its blades, an axially extending annular channel in the outer peripheral portion of the rotor and an adjoining, substantially radially extending Ringrautn the cooling air of the first rotor blade ring is, and with an annular gap between the outer surface of the rotor and the inner circumference of the Stafcor ring walls surrounding the rotor, characterized in that an axial area of the annular gap (a) is formed as a transfer ring chamber (56; 87) connected to a cooling air source and the The rotor (14) in the axial area of the transfer ring chamber (56; 87) is provided with a ring of inlet openings (58, 88) that the channel system (60, 70) for supplying the cooling air to the first Lauferscheibc (16) through a with the Rotor (H) rotating Leitwa.nd (49, 50; 86) to the annular gap (s) is closed and in this channel system the Inlet openings (58; 88) and that. in the area of the transition ring chamber (56; 87) air guide means (62; 8k, 90) are arranged, through which a tangential velocity component (Vm) is imposed on the cooling air entering the rotor duct system (60, 70) through the inlet openings (58, 88) which essentially corresponds to the circumferential speed of the rotor (14) and, in conjunction with the pressure gradient-dependent speed component pointing in the direction of advance, results in a cooling air vortex that is circulating in the annular channel of the rotor with the latter and is conveyed in the axial direction to the radial annular space (70) « 2. Gasturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftleitmittel rotierende Wirbelerzeuger (62) aufweisen, welche als hohle", schaufelartige Durchlaßkörper am Außenumfang dee Rotors in Öffnungen (68) seiner Leitwand eingesetzt sind, an ihrem Einladende (67) mit der Überleit-Ringkammor (56) und2. Gas turbine according to claim 1, characterized in that the air guiding means have rotating vortex generators (62) which are designed as hollow ", blade-like passage bodies on the outer circumference the rotor is inserted into openings (68) in its guide wall, at her inviting end (67) with the transition ring chamber (56) and 109821/1258 - 13 -109821/1258 - 13 - badbath YPA 70/8935YPA 70/8935 - 13 -- 13 - an ihrem Auslaßende (63) mit dem Eotorringkanal (60) kommunizieren, wobei die die Auslaßöffnung (64) bildenden Wandteile (63) der Wirbelerzeuger (62) im Sinne der Erteilung der ta.ngentia.len Geschwindigkeitskomponente (Ym) hinsichtlich der durchströmenden Kühlluft geneigt sind.communicate at their outlet end (63) with the Eotorringkanal (60), the wall parts (63) of the vortex generators (62) forming the outlet opening (64) in the sense of providing the ta.ngentia.len velocity component (Ym) with respect to the flowing through cooling air are inclined. 3. Gasturbine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlaßkörper (62) einen im wesentlichen hohlzylindrischen Einlaß- und Mittelbereich (67) aufweisen, welcher mit Vorsprängen in entsprechende Ausnehmungen (68) der Rotor-Leit~ wand einsetzbar ist, und die die Auslaßöffn.ungen (64) bildenden Wandteile eines Auslaßbereiches (63) so konkav gewölbt sind, daß die Austrittsgeschwindigkeit der Kühlluft, axiale und ta.ugentia.le Komponenten (V^, V^) aufweisend, zur Rotorachse um den Winkel^ geneigt ist.3. Gas turbine according to claim 2, characterized in that the passage body (62) has a substantially hollow cylindrical Have inlet and central region (67), which with projections can be inserted into corresponding recesses (68) in the rotor guide wall and which form the outlet openings (64) Wall parts of an outlet area (63) so curved concavely are that the exit speed of the cooling air, axial and ta.ugentia.le components (V ^, V ^) having to the rotor axis is inclined by the angle ^. 4. Gasturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da.ß der radiale Ringraum (70) zwischen der ersten Lauferscheibe (16) und der Rotor-Leitwand (50 j 86) von einem mit axialem Abstand zur Läuferscheibe (16) angeordneten Ringflansch (50) der Leitwand begrenzt wird und in dem Ringraum (70) die Schaufeln (71) eines Radiallüfters angeordnet sind, daß der Ringraum (70) über in einem Ringkragen (16a) der Läuferscheibe (16) angeordnete Bohrungen (74) mit zu den Schaufelfußkanälen (30a) führenden Kühlkammern (75) in Verbindung steht, wobei die Schaufeln (71) des Radiallüfters so angeordnet s'ind, daß die tangentiale Komponente der Kühlluft-Abströmgeschwindigkeit an ihrem äußeren Umfang der Umfangsgeschwindigkeit der Radialbohrungen (74) entspricht.4. Gas turbine according to claim 1, characterized in that the radial annular space (70) between the first running disk (16) and the rotor guide wall (50 j 86) from an annular flange (50) of the guide wall arranged at an axial distance from the rotor disk (16) is limited and in the annular space (70) the blades (71) of a radial fan are arranged that the annular space (70) via bores (74) arranged in an annular collar (16a) of the carrier disk (16) with to the blade root channels (30a) leading cooling chambers (75), the blades (71) of the radial fan being arranged so that the tangential component of the cooling air outflow speed on its outer circumference of the circumferential speed of the radial bores (74) corresponds. 5. Gasturbine nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (71) des Radiallüfter an dem Ringflansch (50) dor Rotor-Leitwand (49, 50; 86) befestigt sind.5. Gas turbine according to claim 4 »characterized in that the Blades (71) of the radial fan on the annular flange (50) dor Rotor baffle (49, 50; 86) are attached. 6. Gastui'bine nach Anspruch 4 oder 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (71) des Radiallüfters mit Abetand zur6. Gastui'bine according to claim 4 or 5 »characterized in that that the blades (71) of the radial fan with Abetand for 109821/1258109821/1258 VPA 70/8935 -H- VPA 70/8935 -H- ersten Läuferacheibe (16) angeordnet sind und der hierdurch gebildete durchgehende Ringrau rateil (70) außer in die an seinem äußeren Umfang angeordneten Hadialbohrungen (74) in axiale, durch die erate Läuferscheibe (16) führende Kanäle (77) mündet, welche zur Förderung eines Teils der Kühlluft zur nachgeschalteten zweiten Lauferscheibe (18) und ihrer Laufschaufeln (22) dienen.first rotor disk (16) are arranged and thereby formed continuous Ringrau rateil (70) except in the Hadialbohrungen (74) arranged on its outer circumference in axial channels (77) leading through the carrier disk (16) and which are used to convey part of the cooling air to the downstream second running disk (18) and their Serving blades (22). 7. Gasturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftleitmittel durch einen innerhalb der Überleit-Ringkamroer angeordneten feststehenden Kranz von Düsen (90) gebildet sind, denen ein Kranz von Eintrittsöffnungen (88) am Außenumfang des Rotors (H) gegenübersteht, wobei die Achsen der Düsen im Sinne der Erzielung einer tangentialen, der Umfangsgeschwindigkeit der Eintrittsöffnungen (88) entsprechenden Geschwindigkeitskomponente der Kühlluft geneigt um den Winkel & ' zur jeweiligen Umfangstangente (T-T1) verlaufen.7. Gas turbine according to claim 1, characterized in that the air guiding means are formed by a fixed ring of nozzles (90) arranged within the transfer ring cam, which faces a ring of inlet openings (88) on the outer circumference of the rotor (H), the Axes of the nozzles in the sense of achieving a tangential speed component of the cooling air corresponding to the circumferential speed of the inlet openings (88) run inclined by the angle & 'to the respective circumferential rod (TT 1 ). 8. Gasturbine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkranz von einem schräg verlaufende Düsenkanäle (91, 92) aufweisenden Ring (82) gebildet wird, welcher mittels Vorsprüngen (85) in entsprechenden Ausnehmungen (84) eines Tragwandteiles (83) der Stator-Ringwände befestigt ist.8. Gas turbine according to claim 7, characterized in that the nozzle ring of an inclined nozzle channels (91, 92) having ring (82) is formed, which by means of projections (85) in corresponding recesses (84) of a supporting wall part (83) the stator ring walls is attached. 9. Gasturbine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die DUsenkanäle einen erweiterten, mit einem Kühlluft-Ringraum (79) der Stator-Ringwände kommunizierenden Einlaß-Kanalteil (91) und einen.demgegenüber verengten, in die Überleit-Ringkammer (87) mündenden Auslaß-Kanalteil (92) aufweisen.9. Gas turbine according to claim 8, characterized in that the DUsenkanäle an enlarged, with a cooling air annulus (79) the inlet channel part communicating with the stator ring walls (91) and one, constricted on the other hand, into the transition ring chamber (87) have opening outlet channel part (92). 1Q. Gasturbine nach Anspruch 1 oder einen der folgenden Ansprüche, daduroh gekennzeichnet, daß die Überleit-Ringkammer (87) zum übrigen, sich beidaeits axial anschließenden Ringspalt (b) durch Labyrinthdichtungen (85a) abgedichtet ist.1Q. Gas turbine according to claim 1 or one of the following claims, daduroh characterized in that the transfer ring chamber (87) for remaining, axially adjoining annular gap on both sides (b) is sealed by labyrinth seals (85a). 11. Gasturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotor-Leitwand (491 50; 86) auf den äußeren Umfang einea Ro-11. Gas turbine according to claim 1, characterized in that the rotor guide wall (49 1 50; 86) on the outer circumference einea Ro- 109821/1258 ' _ 15 _109821/1258 '_ 15 _ VPA 70/8935VPA 70/8935 — 1S —- 1S - tor-Wellenetückes (42) aufgesetzt ist; welch letzteres
über eine drehmotnent-übertragende Verzahnung (Z) mit der ersten läuferscheibe (16) mittels Zuganker (a) verspr-nnt ist, wobei zwischen dem äußeren Umfangsbereich des Loitwand-Ringflansches (50) und dem gegenüberliegenden Ringkragen (16a) der ersten Läuferscheibe (16) ein Dichtungsring (52) eingefügt ist.
tor-shaft piece (42) is attached; what the latter
A torque-transmitting toothing (Z) with the first carrier disc (16) by means of tie rods (a), with between the outer circumferential area of the Loitwand ring flange (50) and the opposite annular collar (16a) of the first carrier disc (16 ) a sealing ring (52) is inserted.
109821/1258109821/1258
DE19702047648 1969-09-29 1970-09-28 Axial disk type gas turbine Pending DE2047648A1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US86197769A 1969-09-29 1969-09-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2047648A1 true DE2047648A1 (en) 1971-05-19

Family

ID=25337275

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19702043480 Pending DE2043480A1 (en) 1969-09-29 1970-09-02 Axial flow machine for elastic flow media
DE19702047648 Pending DE2047648A1 (en) 1969-09-29 1970-09-28 Axial disk type gas turbine

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19702043480 Pending DE2043480A1 (en) 1969-09-29 1970-09-02 Axial flow machine for elastic flow media

Country Status (7)

Country Link
US (1) US3602605A (en)
AT (1) AT301273B (en)
CA (1) CA919091A (en)
CH (1) CH519096A (en)
DE (2) DE2043480A1 (en)
FR (1) FR2062769A5 (en)
GB (1) GB1270905A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2364430A1 (en) * 1972-12-26 1974-06-27 Gen Electric GAS TURBINE ENGINE IN MODULAR DESIGN
EP0037897A1 (en) * 1980-04-15 1981-10-21 M.A.N. MASCHINENFABRIK AUGSBURG-NÜRNBERG Aktiengesellschaft Means for internally cooling a gas turbine
EP0188910A1 (en) * 1984-12-21 1986-07-30 AlliedSignal Inc. Turbine blade cooling
EP0702129A3 (en) * 1994-09-19 1998-11-11 Asea Brown Boveri Ag Cooling the rotor of an axial gasturbine

Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3750398A (en) * 1971-05-17 1973-08-07 Westinghouse Electric Corp Static seal structure
US3945758A (en) * 1974-02-28 1976-03-23 Westinghouse Electric Corporation Cooling system for a gas turbine
US3904307A (en) * 1974-04-10 1975-09-09 United Technologies Corp Gas generator turbine cooling scheme
US3990812A (en) * 1975-03-03 1976-11-09 United Technologies Corporation Radial inflow blade cooling system
GB1501916A (en) * 1975-06-20 1978-02-22 Rolls Royce Matching thermal expansions of components of turbo-machines
US4113406A (en) * 1976-11-17 1978-09-12 Westinghouse Electric Corp. Cooling system for a gas turbine engine
US4184797A (en) * 1977-10-17 1980-01-22 General Electric Company Liquid-cooled turbine rotor
US4306834A (en) * 1979-06-25 1981-12-22 Westinghouse Electric Corp. Balance piston and seal for gas turbine engine
FR2484574A1 (en) * 1980-06-13 1981-12-18 Snecma MULTI-BODY TURBOMACHINE INTER-SHAFT BEARING WITH OIL-DAMPING DAMPING
DE3310396A1 (en) * 1983-03-18 1984-09-20 Kraftwerk Union AG, 4330 Mülheim MD STEAM TURBINE IN SINGLE-FLOW CONSTRUCTION FOR A HIGH-TEMPERATURE STEAM TURBINE SYSTEM WITH INTERMEDIATE HEATING
DE3473000D1 (en) * 1983-12-05 1988-09-01 Westinghouse Electric Corp Cascaded air supply for gas turbine cooling
DE3424139C2 (en) * 1984-06-30 1996-02-22 Bbc Brown Boveri & Cie Gas turbine rotor
US4759688A (en) * 1986-12-16 1988-07-26 Allied-Signal Inc. Cooling flow side entry for cooled turbine blading
US5340271A (en) * 1990-08-18 1994-08-23 Rolls-Royce Plc Flow control method and means
DE4337281A1 (en) * 1993-11-02 1995-05-04 Abb Management Ag compressor
DE4435322B4 (en) * 1994-10-01 2005-05-04 Alstom Method and device for shaft seal and for cooling on the exhaust side of an axial flowed gas turbine
JP3652780B2 (en) * 1996-04-08 2005-05-25 三菱重工業株式会社 Turbine cooling system
SE508085C2 (en) * 1996-12-12 1998-08-24 Abb Carbon Ab Method for air flow control of combustion air and barrier air device
WO1998059156A1 (en) * 1997-06-20 1998-12-30 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Air separator for gas turbines
US6234746B1 (en) * 1999-08-04 2001-05-22 General Electric Co. Apparatus and methods for cooling rotary components in a turbine
JP4067709B2 (en) * 1999-08-23 2008-03-26 三菱重工業株式会社 Rotor cooling air supply device
DE102004016244B4 (en) * 2004-04-02 2007-08-23 Mtu Aero Engines Gmbh Rotor for a turbomachine
GB2424927A (en) * 2005-04-06 2006-10-11 Rolls Royce Plc A pre-swirl nozzle ring and a method of manufacturing a pre-swirl nozzle ring
US7189055B2 (en) * 2005-05-31 2007-03-13 Pratt & Whitney Canada Corp. Coverplate deflectors for redirecting a fluid flow
US7244104B2 (en) * 2005-05-31 2007-07-17 Pratt & Whitney Canada Corp. Deflectors for controlling entry of fluid leakage into the working fluid flowpath of a gas turbine engine
US7189056B2 (en) * 2005-05-31 2007-03-13 Pratt & Whitney Canada Corp. Blade and disk radial pre-swirlers
US8192151B2 (en) 2009-04-29 2012-06-05 General Electric Company Turbine engine having cooling gland
US8529195B2 (en) 2010-10-12 2013-09-10 General Electric Company Inducer for gas turbine system
US9435206B2 (en) * 2012-09-11 2016-09-06 General Electric Company Flow inducer for a gas turbine system
US9441540B2 (en) * 2012-11-05 2016-09-13 General Electric Company Inducer guide vanes
US9039357B2 (en) * 2013-01-23 2015-05-26 Siemens Aktiengesellschaft Seal assembly including grooves in a radially outwardly facing side of a platform in a gas turbine engine
US9556737B2 (en) 2013-11-18 2017-01-31 Siemens Energy, Inc. Air separator for gas turbine engine
US10655434B2 (en) * 2016-04-12 2020-05-19 Airtek Systems Inc. System and method for generating rotational power
US11242804B2 (en) * 2017-06-14 2022-02-08 General Electric Company Inleakage management apparatus

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2364430A1 (en) * 1972-12-26 1974-06-27 Gen Electric GAS TURBINE ENGINE IN MODULAR DESIGN
EP0037897A1 (en) * 1980-04-15 1981-10-21 M.A.N. MASCHINENFABRIK AUGSBURG-NÜRNBERG Aktiengesellschaft Means for internally cooling a gas turbine
EP0188910A1 (en) * 1984-12-21 1986-07-30 AlliedSignal Inc. Turbine blade cooling
US4674955A (en) * 1984-12-21 1987-06-23 The Garrett Corporation Radial inboard preswirl system
EP0702129A3 (en) * 1994-09-19 1998-11-11 Asea Brown Boveri Ag Cooling the rotor of an axial gasturbine

Also Published As

Publication number Publication date
DE2043480A1 (en) 1971-04-01
CA919091A (en) 1973-01-16
AT301273B (en) 1972-08-25
US3602605A (en) 1971-08-31
FR2062769A5 (en) 1971-06-25
CH519096A (en) 1972-02-15
GB1270905A (en) 1972-04-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2047648A1 (en) Axial disk type gas turbine
EP2123860B1 (en) Combined vortex reducer
DE69819290T2 (en) AIR SEPARATOR FOR GAS TURBINES
DE2718661C2 (en) Guide vane grille for a gas turbine with an axial flow
EP1111189B1 (en) Cooling air path for the rotor of a gas turbine engine
DE3713923C2 (en) Cooling air transmission device
DE19963796A1 (en) Combined heater, ventilator, air conditioner esp. for motor vehicles has integral divider channel to divide intake air into central and peripheral flows
EP3892860A1 (en) Axial fan impeller
CH623632A5 (en)
DE3310529A1 (en) Device for cooling the rotor of a gas turbine
DE2406277A1 (en) DEVICE FOR COOL FILM FORMATION FOR COMBUSTION CHAMBERS
DE2547229A1 (en) DISTRIBUTION HEAD FOR BRANCH AIR
DE2404488A1 (en) ROTATING HEAT EXCHANGER
DE3833906C2 (en)
DE2628269C3 (en) Gas turbine system for motor vehicles, such as farm tractors
DE2628300B2 (en) Gas turbine system, in particular for motor vehicles such as farm tractors
DE3406071A1 (en) Device for cooling the rotors of steam turbines
DE3020401A1 (en) SEPARATION GASKET FOR LIQUID-COOLED TURBINES WITH OPEN CIRCUIT
WO2006005199A1 (en) Exhaust-gas turbine for a turbocharger comprising an air-cooled turbine disc
DE1942346A1 (en) Device for sealing the rotor with respect to the stator in a turbine belonging to a gas turbine engine
CH667896A5 (en) IMPELLER ARRANGEMENT IN A GAS TURBINE.
DE2213071A1 (en) DEVICE FOR THE GENERATION OF SPIRALS IN FRONT OF THE FIRST ROTATING BLADE OF AXIAL-FLOW TURBO MACHINERY
DE2511057C2 (en) Fan heat exchanger with circumferential annular rib body
DE10058857A1 (en) Gas-cooled machine, especially a turbogenerator
DE102011077732A1 (en) Air cooling arrangement for cooling cassette seal used for sealing e.g. ball bearing for shaft, has front toothed ring and air guiding ring axially arranged and rotatable relative to each other, where wings pass into guiding ring at line