DE2639511A1

DE2639511A1 - COOLING AIR LEAKAGE UTILIZATION

Info

Publication number: DE2639511A1
Application number: DE19762639511
Authority: DE
Inventors: Melvin Bobo
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1975-09-08
Filing date: 1976-09-02
Publication date: 1977-03-17
Also published as: FR2323007A1; JPS5241717A; IT1063518B

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Gasturbinentriebwerke und im einzelnen auf die Ausnutzung eines Turbinen-Kühlluftleckstroms zum Vergrößern der Gesamtleistung.The invention relates generally to gas turbine engines and, more particularly, to the exploitation of turbine cooling air leakage to increase the overall performance.

Bei leistungsstarken Gasturbinentriebwerken übersteigt die Temperatur des in einem Verbrennungsabschnitt erzeugten Heißgasstromes die Betriebstemperaturfähigkeiten irgendeines praktisch verwendbaren Materials, aus dem die Turbinenschaufeln und Flügel hergestellt werden können. Zum Reduzieren der Metalltemperaturen bis zu einem Punkt, wo eine ausreichende Festigkeit erhalten bleibt, ist es üblich geworden, Druckluft niedriger Temperatur von dem Triebwerkskompressor zu den Turbinenkomponenten zu leiten, die in der Umgebung bzw. unter dem Einfluß des Heißgasstroms arbeiten.In powerful gas turbine engines, the temperature of the hot gas flow generated in a combustion section exceeds the operating temperature capabilities of any practical material from which the turbine blades and vanes are made can be produced. To reduce metal temperatures to a point where sufficient strength is obtained remains, it has become common to route low temperature compressed air from the engine compressor to the turbine components that work in the vicinity or under the influence of the hot gas flow.

Eines der wirksamsten Verfahren zum Herabsetzen der Metall temper^türen solcher Komponenten besteht darin, daß Kühlluft in die hohlen Schaufeln oder Flügel eingeführt und dann in den Heißgasstrom abgelassen wird. Diese Kühlluft reduziert die Metalltemper ati.:ren der Komponenten durch verschiedene Wärmeübertragungsmechanismen, wie durch einen Konvektions-, Prall- oder Filmkühlungsvorgang. Um wirksam zu sein, erfordert jeder dieser Wärmeübertragungsmechanisiuen das Verwenden von Druckluft, und in denOne of the most effective methods of lowering the metal temper ^ doors of such components is by allowing cooling air inserted into the hollow blades or vanes and then vented into the hot gas stream. This cooling air reduces the metal temper ati.:ren of the components through various heat transfer mechanisms, such as by a convection, impingement or film cooling process. Each of these requires heat transfer mechanisms to be effective the use of compressed air, and in the

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leistungsfähigeren Turbomaschinenanlagen/ wie beispielsweise,einer Turbomaschine mit einer einzigen Hochdruckturbinenstufe, muß die Kühlluft unter einem ziemlich hohen Druck eintreten. Da diese Kühlluft von dem stationären Teil der Turbomaschine zum sich drehenden Teil geleitet wird, muß ein Dichtungssystem vorgesehen werden, um die Kühlluft mit minimalem Verlust in das Hauptturbinen-Luftstromsystem zu führen.more powerful turbomachinery systems / such as, for example, a Turbomachine with a single high-pressure turbine stage must have the Cooling air enter under a fairly high pressure. Because this cooling air from the stationary part of the turbomachine to the rotating Part is routed, a sealing system must be provided to direct the cooling air into the main turbine airflow system with minimal loss.

Da sich eine gewisse Kühlluftleckerscheinung zwischen den sich drehenden Komponenten und den stationären Komponenten des Systems einstellt, wurden Verfahren entwickelt, um diese Leckluft zum weiteren Kühlen der sich drehenden Komponenten zu benutzen. Beispielsweise wird diese Luft gemäß dem US-Patent 3 768 924 zum Schaftteil der Schaufel geleitet, um den Rand der Turbinenrotorscheibe bzw. des Turbinenläufers zu kühlen.Since there is some cooling air leakage between the rotating components and the stationary components of the System, methods have been developed to use this leakage air to further cool the rotating components. For example, according to U.S. Patent 3,768,924, this air is directed to the shank portion of the blade, around the edge of the turbine rotor disk or to cool the turbine rotor.

Obwohl das Leiten der Leckluft in den Bereich unter der Schaufelplattform dazu neigt, die Leckluft von der Vorderseite der Schaufelreihe wegzuziehen, um hierdurch das Abfließen an dieser Stelle in den Hauptstrom zu reduzieren, tritt ein solches Leck in den Hauptstrom dennoch über die Lücke zwischen den Plattformen angrenzender Schaufeln auf. Die Leckerscheinung an dieser Stelle stört auch die aerodynamischen Verhältnisse der Schaufelreihe und führt zu einer nachteiligen Beeinflussung des Gesamtwirkungsgrades des Systems. Es wurden deshalb verschiedene Abdichtungsmethoden entwickelt, um das Abfließen von Luft zwischen den Schaufelplattformen zu vermeiden. Wenn jegliche Plattformleckerscheinung vermieden wird, entsteht natürlich ein Rückdruck auf das Dichtungssystem vor der Schaufelreihe, und die Leckerscheinung wird wiederum in den Bereich verlagert, in dem ihre Wirkungen noch schädlicher sind. _Although directing the leakage air into the area under the bucket platform tends to draw the leakage air from the front of the Pulling away the row of blades in order to reduce the flow at this point into the main flow, such a leak occurs the main flow nevertheless via the gap between the platforms of adjacent blades. The leak at this point also disturbs the aerodynamic conditions of the blade row and leads to a disadvantageous influence on the overall efficiency of the system. Various sealing methods have therefore been developed to prevent air from flowing out between the blade platforms to avoid. Of course, if any platform leakage is avoided, there will be back pressure on the sealing system in front of the blade row and the leakage will again relocated to the area where their effects are even more harmful. _

Zum Vermeiden der geschilderten Nachteile wird bei einer Ausführungsform der Erfindung zwischen den Fußteilen angrenzender Schaufeln durch die Schaufelplattformen und die zugeordneten Abdichtungsschienen der entsprechenden Turbinenschaufeln eine Kammer gebildet. In dieser sind vordere und rückwärtige Öffnungsmittel vorgesehen, so daß der Kühlluftleckstrom in die vordere Öffnung eintritt, durch die Kammer gelangt und aus der hinteren Öffnung zu einer Stelle stromabwärts von dem Turbinenflügel austritt. DieTo avoid the disadvantages described, in one embodiment of the invention, between the foot parts is more adjacent Buckets through the bucket platforms and the associated sealing rails the corresponding turbine blades formed a chamber. In this are front and rear opening means provided so that the cooling air leakage flow enters the front opening, passes through the chamber and out of the rear opening to exits a point downstream of the turbine blade. the

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Achse der hinteren Öffnung verläuft unter einem spitzen Winkel zur Achse der Turbinenscheibe bzw. des Turbinenläufers, so daß der Ablaßvorgang der Luft zu einer Reaktion führt, die den Drehvorgang der Schaufel in ihrer normalen Drehrichtung zu verstärken neigt. Auf diese Weise wird die Energie der Kühlluft, die normalerweise unter Verminderung des Wirkungsgrades in den Hauptluftstrom abströmt, zum Vergrößern des Systemwirkungsgrades benutzt.The axis of the rear opening is at an acute angle to Axis of the turbine disk or the turbine rotor, so that the draining process the air leads to a reaction which tends to increase the rotation of the blade in its normal direction of rotation. In this way, the energy of the cooling air, which normally flows off into the main air flow with a reduction in efficiency, used to increase system efficiency.

Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist die hintere Öffnung in der Abdichtungsschiene der Schaufel selbst ausgebildet, und ein Verschlußmittel, wie ein unitärer Ring, ist am stromabwärts gelegenen Ende der Schaufel befestigt, um so teilweise die Kammer zwischen angrenzenden Schaufeln auszubilden. Ein ähnlicher Ring mit passenden Öffnungsmitteln kann am vorderen Ende der Schaufel angeordnet werden, um das Ausbilden der Kammer zu beenden .According to another embodiment of the invention, the rear opening is formed in the sealing rail of the blade itself, and locking means, such as a unitary ring, is attached to the downstream end of the bucket, so as to be partial to form the chamber between adjacent blades. A similar ring with suitable opening means can be found at the front end of the vane to complete the formation of the chamber.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Hinweis auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to the drawings. Show it:

Figur 1 - einen Turbinenrotor sowie eine Schaufel nach der vorliegenden Erfindung in einem fragmentarischen Längsschnitt, Figur 2 - in einem.vergrößerten Schnitt den die vorliegende Erfindung verkörpernden Teil aus Figur 1,Figure 1 - a turbine rotor and a blade according to the present Invention in a fragmentary longitudinal section, Figure 2 - in an enlarged section the present invention embodying part of Figure 1,

Figur 3 - den Teil aus Figur 2 in einer fragmentarischen, rückwärtigen und zum besseren Erläutern der vorliegenden Erfindung gebrochenen Stirnansicht aus Figur 2, undFigure 3 - the part of Figure 2 in a fragmentary, rear view and to better explain the present invention, a broken end view from FIGS. 2, and

Figur 4 - in einer fragmentarischen Draufsicht eine Schaufelreihenstufe nach der vorliegenden Erfindung.Figure 4 is a fragmentary plan view of a row of blades according to the present invention.

Es wird zunächst auf Figur 1 und im einzelnen auf die Figuren 2 und 3 Bezug genommen. Ein Turbinenrotorläufer 1o ist mit radial vorstehenden Turbinenschaufeln 11 versehen, die in einer Reihe am umfang des Läufers angebracht sind. Jede Schaufel hat einen gewölbten Flügelabschnitt 12, der sich in bekannter Weise in den heißen Gasstrom der Turbine erstreckt. Am Fuß eines jeden Flügelabschnitts befindet sich eine Plattform 13 zum Bestimmen bzw. Festlegen der inneren Grenzen des Heißgasstroms durch die Schaufelreihe, und der Abstand zwischen angrenzenden Plattformrändern ist beispielsweise mittels eines einfachen Folienstreifens 15 (FigurenReference is first made to FIG. 1 and in detail to FIGS. 2 and 3. A turbine rotor rotor 1o is with provided radially projecting turbine blades 11, which are mounted in a row on the circumference of the rotor. Every shovel has a curved wing section 12 which extends in a known manner into the hot gas stream of the turbine. At the base of each wing section there is a platform 13 for determining or setting the inner limits of the hot gas flow through the row of blades, and the distance between adjacent platform edges is determined, for example, by means of a simple film strip 15 (Figures

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2 und 4) in bekannter Weise abgedichtet. Von der Plattform erstreckt sich in weitgehend radialer Ausrichtung ein Paar von unter Axialabstand angeordneten Vorsprüngen,, die entsprechend vordere und hintere Abdichtungsschienen 14 und 16 bilden. Ferner erstreckt sich ein Schaft oder Schaufelfuß 17 von der Plattform radial einwärts zum Befestigen der Schaufel an der Rotorscheibe bzw. dem Rotorläufer 1o. Der letztere hat entsprechend geformte Schwalbenschwanzbereiche und Schlitze 18 an seiner Umfangsflache, und diese Schlitze nehmen die Schaufelfußteile zum Befestigen der Schaufel 11 an der Scheibe bzw. dem Läufer 1o auf. 2 and 4) sealed in a known manner. A pair of axially spaced projections, which form front and rear sealing rails 14 and 16, extend from the platform in a largely radial orientation. Furthermore, a shaft or blade root 17 extends radially inward from the platform for fastening the blade to the rotor disk or the rotor rotor 1o. The latter has correspondingly shaped dovetail areas and slots 18 on its circumferential surface, and these slots receive the blade root parts for fastening the blade 11 to the disk or the rotor 1o.

Aus der dargestellten Ausfuhrungsform des mit dem Turbinenrotor lauf er kombinierten Schaufelfußes 17 (Figuren 2 und 3) ist ersichtlich, daß die Schlitze 18 eine größere Tiefe haben, als es der Schwalbenschwanzhöhe der Schaufelfußteile 17 entspricht, um das Einsetzen der letzteren in die Schlitze zu erleichtern und das Fördern von Kühlluft zu den Schaufelfußteilen in einer nachfolgend zu beschreibenden Weise zu vereinfachen. Die Schaufeln 11 werden in ihrer axialen Position durch vordere und hintere Schaufelhalter 19 und 21 gehalten, die sich entsprechend an den stromaufwärts und stromabwärts gelegenen Seiten des Turbinenrotorläufers 1o befinden. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Schaufelhalter 19 und 21 vom Ringplattentyp und am Läufer mittels einer Vielzahl von umfangsmäßig verteilten Schrauben 2o befestigt. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß irgendeine passende Schaufelhaltevorrichtung beim Anwenden der vorliegenden Eriindung benutzt werden kann.From the illustrated embodiment of the turbine rotor run he combined blade root 17 (Figures 2 and 3) it can be seen that the slots 18 have a greater depth than the dovetail height of the blade root parts 17 corresponds to to facilitate the insertion of the latter into the slots and the conveying of cooling air to the blade root parts in a subsequent to simplify descriptive way. The blades 11 are in their axial position by front and rear blade holders 19 and 21 held, which correspond to the upstream and downstream sides of the turbine rotor rotor 1o are located. In the present embodiment, the blade holders 19 and 21 are of the ring plate type and are attached to the rotor by a plurality of circumferentially distributed screws 2o attached. It is on it, however to indicate that any suitable bucket retention device can be used in practicing the present invention.

Bezüglich des Kühlluftstroms zu den Turbinenschaufeln wird der allgemein mit der Hinweiszahl 22 (Figuren 2 und 3) bezeichnete Raum zwischen dem Boden des Schaufelfußes 17 und dem Boden des Schwalbenschwanzschlitzes 18 durch eine Vielzahl von Löchern 23 im stromaufwärts gelegenen Schaufelhalter 19 mit Kühlluft versorgt. Gemäß den Figuren 1 und 2 wird die Kühlluft von dem Kompressor (nicht dargestellt) über eii :;n Durchgang 24 an den Raum 22 abgegeben. Der Durchgang 24 enthält eine stationäre Expansionsdüse 2L₁ um die Luft in bekannter Weise weiter zu kühlen. Die Luft strömt durch die Expansionsdüse 26 in eine Kammer 27, die von der stromaufwärts gelegenen Seite der Turbinenrotorscheibe 1o, einer zweiten sich drehenden Scheibe 28 und dem stromaufwärts gelegenenWith regard to the flow of cooling air to the turbine blades, the space generally designated by the reference number 22 (Figures 2 and 3) between the bottom of the blade root 17 and the bottom of the dovetail slot 18 is supplied with cooling air through a plurality of holes 23 in the upstream blade holder 19. According to FIGS. 1 and 2, the cooling air is discharged from the compressor (not shown) via a passage 24 to the space 22. The passage 24 contains a stationary expansion nozzle 2L ₁ to further cool the air in a known manner. The air flows through the expansion nozzle 26 into a chamber 27 formed by the upstream side of the turbine rotor disk 1o, a second rotating disk 28 and the upstream side

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Schaufelhalter 19 gebildet wird. Die Scheibe 28 ist mittels einer Vielzahl von Schrauben 29 rotationsmäßig mit der Turbinenrotorscheibe 1o gekoppelt.Blade holder 19 is formed. The disk 28 is rotationally with the turbine rotor disk by means of a plurality of screws 29 1o coupled.

Die Kühlluft strömt von der Expansionsdüse 26 durch eine Vielzahl von Löchern 31 in der Scheibe 28 in die Kammer 27. Aus dieser strömt sie durch die Löcher 23 im stromaufwärts gelegenen Schaufelhalter 19 in den Raum 22 im Schwalbenschwanzschlitz 18. Von den Schlitzen 18 wird die Luft in irgendeiner bekannten Weise an die inneren Bereiche der Schaufel 11 abgegeben. Im vorliegenden Beispiel gelangt die Luft durch eine Vielzahl von in der Schaufel ausgebildeten Längsdurchgängen 32, und die Luft wird normalerweise von der Schaufel über Kühlkanäle in dem Turbinenflügel in den Hauptgasströmungspfad abgegeben.The cooling air flows from the expansion nozzle 26 through a plurality of holes 31 in the disk 28 into the chamber 27. From it flows through the holes 23 in the upstream blade holder 19 into the space 22 in the dovetail slot 18. The air is discharged from the slots 18 to the interior regions of the blade 11 in any known manner. In the present For example, the air passes through a plurality of longitudinal passages 32 formed in the blade, and the air normally becomes discharged from the blade into the main gas flow path via cooling channels in the turbine blade.

Wie es zuvor beschrieben wurde, bildet der Schaufelhalter 19 zusammen mit der Rotorscheibe 1o und der Scheibe 28 die Kammer 27. Aus diesem Grund enthält der Schaufelhalter 19 einen konischen Arm 33, der sich gemäß Figur 1 mit dem Rand 34 der Scheibe 28 in Abdichtungseingriff befindet. Das vergrößerte Kopfteil 36 des Halters 19 erstreckt sich bis zu einem Eingriff mit der Abdichtungsschiene 14 nach außen, und der radial innere Abschnitt liegt am vorderen Ende des Schafts 17 an, um hierdurch die Schaufel in der axialen Richtung zu halten bzw. festzulegen. Ein Dichtungszahn 37 erstreckt sich in bezug auf den vergrößerten Kopfteil 36 axial nach vorne und arbeitet mit einem stationären Dichtungsglied 38 zusammen, um ein Vermischen der heißen und kalten Gasströme in der Kammer 39 oder im Hauptgasströmungspfad (Figur 1) zu vermeiden.As previously described, the blade holder forms 19, together with the rotor disk 1o and the disk 28, the chamber 27. For this reason, the blade holder 19 contains one conical arm 33 which, according to FIG. 1, is in sealing engagement with the edge 34 of the disk 28. The enlarged headboard 36 of the holder 19 extends outwardly until it engages the sealing rail 14, and the radially inner portion is at the front end of the shaft 17 to thereby to hold or fix the blade in the axial direction. A sealing tooth 37 extends with respect to the enlarged Head portion 36 axially forward and cooperates with a stationary seal member 38 to ensure mixing of the hot and cold To avoid gas flows in the chamber 39 or in the main gas flow path (Figure 1).

Als Teil des Gesamtdichtungsaufbaues bildet ferner eine mehrfach"gezahnte Dichtung 4o (Figur 1) eine Verlängerung der drehbaren Scheibe 28, und diese Dichtung 4o befindet sich in Eingriff mit einem stationären Dichtungsglied 5o, um das Abfließen von Kühlluft aus der Kammer 55 zur Kammer 39 zu verringern. Es ist festzustellen, daß eine gewisse Leckerscheinung zwischen diesen Kammern auftritt und daß es ferner erforderlich ist, ein geringfügiges Abfließen von der Kammer 39 über die Dichtung 37 in den Hauptstrom zuzulassen, um in zufriedenstellender Weise ein Abfliessen der Hauptstromluft in die Kammer 39 zu vermeiden. Jedoch mußAs part of the overall seal structure, a multi-toothed seal 4o (FIG. 1) also forms an extension of the rotatable disc 28, and this seal 4o is in engagement with a stationary seal member 5o to drain of cooling air from chamber 55 to chamber 39 to decrease. It should be noted that there is some leakage between these Chambers occurs and that it is also necessary to have a slight drainage from the chamber 39 via the seal 37 into the Allow main flow to drain in a satisfactory manner the main stream of air into the chamber 39 to avoid. However, must

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dieses Abfließen begrenzt sein, um nicht den Hauptstrom zu zer- · reißen bzw. zu stören und hierdurch die Wirksamkeit des Systems beträchtlich zu vermindern.this drainage must be limited so as not to disintegrate the main flow tear or disrupt and thereby considerably reduce the effectiveness of the system.

Der vordere Schaufelhalter 19 hat außer der Vielzahl der oben beschriebenen Löcher 23 eine Vielzahl von Löchern 41, die in dem radial äußeren Schenkel 42 des Halters ausgebildet sind. In bestimmten Fällen kann es zweckmäßig sein, diese Löcher in einer von der Axialen abweichenden-Richtung auszurichten, um ihre Strömungskapazität zu verbessern. Zur Verbesserung der Eingangsbedingungen bzw. -Verhältnisse kann es auch erwünscht sein, die Einlaßkonfiguration entsprechend zu gestalten. Diese Löcher bilden eine Fluidverbindung zwischen der Kammer 39 an der einen Seite und einem Ringraum 43 an der anderen Seite, wobei der letztere von der Vorderseite des Schaufelfußes 17, dem radialen Schenkel 42 und der Dichtungsschiene 14 der Vielzahl von umfangsmäßig verteilten Schaufeln gebildet wird. Der Ringraum 43 steht wiederum mit den einzelnen Kammern 44 in Strömungsverbindung, die von den Schaufelfußteilen 17 angrenzender Schaufeln, den entsprechenden Schaufelplattformen 13 und der Turbinenrotorscheibe 1o bestimmt werden. Der Luftstrom in der Kammer 44 soll den von der Kammer 39 zum Hauptgasstrom abfließenden Luftstrom vermindern. Bei einer solchen Konfiguration ist es ersichtlich, daß ohne eine Luftentlastung von der Kammer 44 der sich darin ausbildende Druck in die Kammer 39 zurückwirkt und schließlich die Dichtung 38 belastet, um hierdurch ein Abfließen in den Hauptgasstrom zu begründen. Eines der Ziele der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein solches Abfließen mittels eines Druckentlastungsaufbaues zu vermeiden, wie es noch näher beschrieben wird.The front blade holder 19 has in addition to the plurality of holes 23 described above, a plurality of holes 41 which are formed in the radially outer leg 42 of the holder. In In certain cases it can be useful to align these holes in a direction deviating from the axial direction in order to increase their flow capacity to improve. To improve the inlet conditions or ratios, it may also be desirable to change the inlet configuration to be designed accordingly. These holes form a fluid connection between the chamber 39 on one side and an annular space 43 on the other side, the latter from the front of the blade root 17, the radial leg 42 and the Sealing rail 14 of the plurality of circumferentially distributed blades is formed. The annular space 43 is in turn in flow connection with the individual chambers 44, which are from the blade root parts 17 adjacent blades, the corresponding blade platforms 13 and the turbine rotor disk 1o can be determined. Of the The air flow in the chamber 44 is intended to reduce the air flow flowing from the chamber 39 to the main gas flow. With such a configuration it can be seen that without an air release from the chamber 44, the pressure developing therein into the chamber 39 reacts back and finally loads the seal 38 in order to justify a flow into the main gas flow. One of the goals of the present invention is to prevent such drainage by means of a pressure relief structure, as is still the case is described in more detail.

Bei der dargestellten Ausführungsform weist der rückwärtige Schaufelhalter 21 einen Ring 46 auf, der durch eine Vielzahl von umfangsmäßig verteilten Schrauben 2o an der Turbinenrctorscheibe 1o befestigt ist. Der Schaufelhalter 21 hat ferner einen radial äußeren Schenkel 48, der einen engen Sitz mit dem Schaufelfuß 17 und der hinteren Dichtungsschiene 16 hat, um hierdurch ein axiales Bewegen der Schaufel in dem Schwalbenschwanzschlitz 18 zu vermeiden. Rückwärtig vom radialen Schenkel 48 erstreckt sich eine Zahndichtung 49, die mit einem stationären Dichtungsglied 51 inIn the illustrated embodiment, the rear Blade holder 21 has a ring 46, which by a plurality of circumferentially distributed screws 2o on the Turbinenrctorscheibe 1o is attached. The blade holder 21 also has a radially outer leg 48 which is a close fit with the blade root 17 and the rear sealing rail 16, in order thereby to axially move the blade in the dovetail slot 18 avoid. To the rear of the radial leg 48 extends a Tooth seal 49 interlocked with stationary seal member 51 in

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Eingriff steht, um in bekannter Weise die notwendige Abdichtungsfunktion für den Hauptgasstrom zu bilden. Intervention is in order to form the necessary sealing function for the main gas flow in a known manner.

Gemäß den Figuren 2 und 3 weist die hintere Abdichtungsschiene 16 der Turbinenschaufel eine Öffnung 52 auf, die an ihrem einen Ende mit der Kammer 44 und an ihrem anderen Ende mit dem Hauptgasstromungspfad in Strömungsverbindung steht. Die Größe der Öffnung 52 ist so, daß ein ausreichender Strom der aus der Kammer 39 abströmenden Luft von der Kammer 44 gebildet wird, um den Druckaufbau und die sich hieraus am vorderen Ende der Turbinenschaufelreihe ergebende Leckerscheinung in passender Weise zu verhindern .According to FIGS. 2 and 3, the rear sealing rail 16 of the turbine blade has an opening 52 which, at its one end is in fluid communication with chamber 44 and at its other end with the main gas flow path. The size of the Opening 52 is such that a sufficient flow of the air flowing out of the chamber 39 is formed by the chamber 44 to the To prevent pressure build-up and the resulting leakage phenomenon at the front end of the turbine blade row in a suitable manner .

Gemäß Figur 4 ist die Ausrichtung der Achse der Auslaßöffnung 52 dergestalt, daß die Reaktionskräfte der austretenden Gase zum Unterstützen bzw. Verstärken der auf die Scheibe Io einwirkenden Rotationskräfte ausgenutzt werden. Demnach ist die Achse der Öffnung 52 unter einem spitzen Winkel oi zur Achse der Turbinenrotor scheibe 1o ausgerichtet. Auf diese Weise bewegen sich die aus den öffnung^n 52 austretenden Gase gemäß der Pfeildarstellung in Figur 3 nach links, und die Reaktionskräfte neigen dazu, die Rotorscheibe 1o in einer entgegengesetzten Richtung im Uhrzeigersinn zu bewegen bzw. zu drehen, um hierdurch die auf die Rotorscheibe einwirkenden normalen Rotationskräfte zu verstärken. Es wurde festgestellt, daß diese Verstärkungskräfte die Gesamtwirksamkeit des Gasturbinenbetriebes wesentlich vergrößern.According to FIG. 4, the alignment of the axis of the outlet opening 52 is such that the reaction forces of the exiting gases are used to support or reinforce the rotational forces acting on the disk Io. Accordingly, the axis of the opening 52 is aligned at an acute angle oi to the axis of the turbine rotor disk 1o. In this way, the gases emerging from the opening 52 move to the left according to the arrow representation in FIG To reinforce the normal rotational forces acting on the rotor disk. It has been found that these reinforcement forces substantially increase the overall efficiency of the gas turbine operation.

Der Verlauf der Öffnung 52 ist gemäß Darstellung weitgehend mit der in Figur 4 durch die gestrichelte Linie Y-Y dargestellten Achse des planaren ν der Hinterkantenabschnitts des Flügels 12 ausgerichtet. Diese Ausrichtung kann in bezug; auf die Achse Y-Y in jeder Richtung variiert werden, um dio entsprechenden Eigenschaften des Kühlluftstroms und die erwünschte reaktive Vorschubleistung zu erzielen.The course of the opening 52 is shown largely with that shown in Figure 4 by the dashed line Y-Y Axis of the planar ν of the trailing edge portion of the wing 12 is aligned. This alignment can be related to; on the axis Y-Y can be varied in each direction to make the appropriate one To achieve properties of the cooling air flow and the desired reactive feed performance.

Aus der vorstehenden Erörterung ist es ersichtlich, daß im Rahmen der vorliegenden Erfindung Abweichungen von der bevorzugten beschriebenen Ausführungsform möglich sind. Beispielsweise sind verschiedene Wege und Vorrichtungen zum Halten der Schaufel in den Schwalbenschwanzschlitzen möglich, und es können beispielsweise eine Vielzahl von unterteilten Vorrichtungen individuell anFrom the above discussion it can be seen that deviations from the preferred one within the scope of the present invention described embodiment are possible. For example Various ways and means of retaining the blade in the dovetail slots are possible, and for example a variety of subdivided devices individually

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der Rotorscheibe bzw. dem Rotorläufer befestigt sein. Eine andere Alternative würde darin bestehen, eine Auslaßöffnung im rückwärtigen Schaufelhalteelement 21 statt wie bei der Darstellung in der Schaufelabdichtungsschiene 16 auszubilden.be attached to the rotor disk or the rotor rotor. Another alternative would be to have an outlet opening in the rear Forming the blade retaining element 21 in the blade sealing rail 16 instead of as shown.

- Ansprüche -- Expectations -

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Claims

Expectations

/ 1. JFluid cooling arrangement for a turbine blade with one wing, ■ - "'a platform and a shaft, with part of the shaft is held in a rotatable disc or in a runner and another part of the shaft partially has a cavity for Receiving leak fluid from a chamber in front of the blades is limited / characterized by a with respect to the blade platform (13) a rear wall element (16) arranged radially inward and partially delimiting the cavity (44) and through a hole (52) formed in this, the axis of which is at an acute angle (e6) to the axis of the disc (1o) for draining of the leakage fluid from the cavity (44) is aligned.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the wing (12) at its downstream end substantially is planar and that the axis of the hole (52) is largely parallel to the axis (Y-Y) of the downstream end runs.

3. Arrangement according to claim 1, characterized in that the rear wall element (16) is an integral part of the Includes shovel (lo).

4. Arrangement according to claim 1, characterized in that the Leak fluid through one formed in a front blade holder (19) Hole (41) is inserted into the cavity (44).

5. Arrangement according to claim 1, characterized in that the Leak fluid compressed air contains.

6. Turbine blade with a wing and a shaft, a part of which extends for driving engagement with a rotatable one Disc or a runner is suitable and another part of which has a cavity for receiving leakage fluid from a front Shovel located chamber partially limited, characterized by one attached to the shaft (17) and one rearward

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-Logic area of the cavity (44) partially delimiting the rear edge (16) and through a hole (52) formed in this, its Axis at an acute angle (<£) to the axis of the disc (Ίο) runs, so that the reaction of the fluid ejection to a The normal rotational movement of the turbine blade tends to increase or increase.

7. turbine blade according to claim 6, characterized in that the wing (12) largely at its downstream end is planar and that the axis of the hole (52) is substantially parallel to the axis (Y-Y) of the downstream The end goes.

8. The turbine blade according to claim 6, further characterized by a blade platform partially delimiting the cavity (44) (13).

9. Turbine blade according to claim 8, characterized in that the blade platform (13) continues with a cavity (44) delimiting the adjoining blade platform (13) butted together and that further sealing means (15) for sealing the gap between the platforms (13) are present in order to avoid the escape of cooling air through this gap.

10. turbine blade according to claim 6, characterized / that it is hollow and further comprises means (41) for introducing cooling fluid into its hollow interior, the latter The cooling fluid is then drained into the main gas flow path will.

11. A method of cooling a turbine blade having a wing, including means for introducing a pressurized fluid into the wing for cooling the same and having a shaft from which a part extends for engagement with a rotatable disc or a rotor suitable and of which another part partially delimits a cavity, characterized in that the leakage fluid from the

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Pressurized fluid means collected in a chamber in front of the blade that a flow of the leakage fluid is provided from the chamber to the cavity and that the leakage fluid from this in a generally rearward direction with respect to the blade and at an acute angle to the axis of the disc or of the rotor is drained, so that the response to this draining process the normal rotation process of the disc or the Runner tends to strengthen.

12. Cooling method according to claim 11, characterized in that the wing is substantially planar at its downstream end and that the fluid is substantially in one is discharged parallel to this downstream end extending direction.

13. Cooling method according to claim 11, characterized in that the fluid is introduced into the front region of the cavity and axially flows through the cavity before it is released from the the rear end of the same is drained.

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