DE3031553A1 - GAS TURBINE WHEEL. - Google Patents
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Description
BIPL. ING. K. HOLZEEGDPL. ING. K. HOLZEE
8900 AUOSBUBG8900 AUOSBUBG
TELEFON 51 β« Ι β TELEX 683802 palol dTELEPHONE 51 β « Ι β TELEX 683802 palol d
R.1060R.1060
Augsburg, den 20. August 1980Augsburg, August 20, 1980
Rolls-Royce Limited, 65 Buckingham Gate, London SWlE 6AT, EnglandRolls-Royce Limited, 65 Buckingham Gate, London SWlE 6AT, England
GasturbinenlaufradGas turbine impeller
Die Erfindung betrifft ein Gasturbinenlaufrad nach dem Oberbegriff des AnspruchsThe invention relates to a gas turbine impeller according to the preamble of the claim
Bei Gasturbinen kommt es häufig vor, daß überschüssige Kühlluft auf einem unmittelbar stromaufseitig eines Turbinenlaufrads gelegenen Bereich nahe des Laufradscheibenrandes, jedoch radial innerhalb der Fußplatten der Turbinenlaufschaufeln abgeführt werden muß. Wenn diese Kühlluft einfachIn gas turbines, it often happens that excess cooling air on an immediately upstream side of a turbine impeller located area near the edge of the impeller disk, but radially inside the base plates of the turbine blades must be discharged. If this cooling air is easy
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in die das Turbinenlaufrad anströmende Arbeitsmittelströmung abgelassen wird, verschlechtert sich der Turbinenwirkungsgrad. Zur Bewältigung dieses Problems wird daher die überschüssige Kühlluft normalerweise radial einwärts umgeleitet, so daß sie entgegen der Fliehkraftrichtung entlang der stromaufwärtigen Radscheibenstirnfläche des Turbinenlaufrads zu einer mittigen Bohrung der Radscheibe hin strömt, durch welche sie hindurchtritt und schließlich stromab der Turbinenläuferanordnung in die Arbeitsmittelströmung ausströmt. Dabei dient die Kühlluft zur Künlung und Druckbeaufschlagung der Turbinenlaufradscheibe und der Lager.into the working medium flow flowing towards the turbine runner is drained, the turbine efficiency deteriorates. To deal with this problem therefore, the excess cooling air is normally diverted radially inward so that it is against the Centrifugal force direction along the upstream wheel disk face of the turbine runner flows to a central bore of the wheel disk through which it passes and finally flows out into the working medium flow downstream of the turbine rotor arrangement. Included the cooling air is used for cooling and pressurization the turbine wheel disk and the bearings.
Durch die Umlenkung der Kühlluft zunächst radial einwärts entgegen der Fliehkraftrichtung an der stromaufwärtigen Laufradscheibenstirnseite und sodann wieder radial auswärts an der stromabwärtigen Radscheibenstirnseite wird jedoch Arbeit verbraucht, wodurch die nutzbare Turbinenleistung und folglich die verfügbare Triebwerksleistung verschlechtert wird.By deflecting the cooling air initially radially inwards against the centrifugal force direction on the upstream Impeller disk face and then again radially outwards on the downstream wheel disk face however, work is consumed, thereby reducing the usable turbine power and consequently the available engine power is worsened.
Bei mehrwelligen Triebwerken wird der Durchmesser der mittigen Radscheibenbohrung, durch welche die Kühlluft abströmt, durch die Durchmesser der durch die Rad-In the case of multi-shaft engines, the diameter of the central wheel disc bore through which the cooling air passes flows through the diameter of the through the wheel
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scheibe hindurchverlaufenden inneren Wellen und die Größe des zur Ermöglichung eines ausreichenden Kühlluftdurchtritts erforderlichen Radialspielräume bestimmt. Die Größe der mittigen Radscheibenbohrung hat natürlich einen Einfluß auf die Gesamtabmessung der betreffenden Laufradscheibe und die Bemessung der Nabenverdickung. Je größer die mittige Radscheibenbohrung ist, um so größer muß die Dicke des inneren verdickten Nabenabschnitts sein, um den hohen Zugspannungen standhalten zu können und eine ausreichende Lebensdauer sicherzustellen.The inner shafts running through the disk and the size of the inner shafts to allow sufficient passage of cooling air required radial clearances determined. The size of the central wheel disc bore naturally has an influence on the overall dimensions of the impeller disc concerned and the dimensioning of the hub thickening. The larger the central wheel disc bore, the greater the thickness of the inner thickened hub portion to be able to withstand the high tensile stresses and be sufficient To ensure service life.
Daher ist es wünschenswert, den Durchmesser der mittigen Laufradscheibenbohrung möglichst klein zu halten.It is therefore desirable to keep the diameter of the central impeller disk bore as small as possible.
Bei Triebwerken, die mit hohem Druck der Kühlluftzufuhr zu den Turbinenlaufschaufeln arbeiten, führt außerdem die Anwendung der radial einwärts gerichteten Kühlluftumlenkung an der stromaufwärtigen Radscheibenstirnfläche zu komplizierten und schweren Konstruktionen.In the case of engines that operate with a high pressure of the cooling air supply to the turbine rotor blades, the Application of the radially inward deflection of the cooling air on the upstream wheel disk face is too complicated and heavy constructions.
Sowohl im Hinblick auf Nutzleistungsverluste der Turbine als auch im Hinblick auf die Bemessung der Turbinenlaufradscheibe sowie im Hinblick auf eine Vereinfachung der inneren Kühlluftsysteme eines Triebwerks und deren ausreichendeBoth with regard to the power loss of the turbine and with regard to the dimensioning of the turbine impeller disk and with a view to simplifying the internal cooling air systems of an engine and ensuring that they are sufficient
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Lebensdauer ist es folglich anzustreben, mindestens einen Teil der überschüssigen Kühlluftströmung im radscheibenrandnahen Bereich auf der stromaufwärtigen Seite der Laufradscheibe nicht durch die mittige Bohrung der Radscheibe, sondern auf andere wirksame Weise zur stromabwärtigen Seite des Laufrads zu leiten.Therefore, the aim should be to reduce the service life of at least part of the excess cooling air flow in the vicinity of the wheel disc edge Area on the upstream side of the impeller disc not through the central hole of the impeller disc, but in another effective way to the downstream side of the impeller.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem Gasturbinenlaufrad der eingangs genannten Art eine Möglichkeit der wirkungsvollen Kühlluftüberleitung von der stromaufwärtigen Seite zur stromabwärtigen Seite des Laufrads zu finden, die eine Verwendung der mittigen Radscheibenbohrung als Kühlluftdurchtrittsöffnung entbehrlich macht.The invention is therefore based on the object of a gas turbine impeller of the type mentioned at the outset Possibility of effective cooling air transfer from the upstream side to the downstream side of the To find the impeller that dispenses with the use of the central wheel disc bore as a cooling air passage opening power.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebene Anordnung gelöst.This object is achieved according to the invention by the arrangement specified in the characterizing part of claim 1 solved.
Bei einem Gasturbinenlaufrad, bei welchem die Laufschaufeln in etwa axiale Haltenuten des Radscheibenrandes eingesetzt sind, und wobei die Laufschaufeln eine zwischen ihrem Fuß und dem Schaufelblatt befindliche Fußplatte haben und mittels Halteplatten in den Haltenuten fixiert sind,In the case of a gas turbine impeller in which the rotor blades have approximately axial retaining grooves in the edge of the wheel disk are used, and wherein the blades are one between have a base plate located at their foot and the blade and are fixed in the retaining grooves by means of retaining plates,
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welche das stromabseitige Ende der Haltenuten verschließen, sind die Kühlluftaustrittsdüsen vorzugsweise in den Halteplatten gebildet. Die Kühlluftaustrittsdüsen können aber auch im Laufradscheibenrand oder in einer stromabwärts weisenden Stirnfläche des radial innerhalb der Pußplatten liegenden Schaufelfußbereiches der Laufschaufeln gebildet sein.which close the downstream end of the retaining grooves, the cooling air outlet nozzles are preferably in the retaining plates educated. The cooling air outlet nozzles can, however, also be in the edge of the impeller disk or in a downstream location The facing end face of the blade root area of the rotor blades lying radially inside the Puss plates is formed be.
Das Turbinenlaufrad kann als einteiliges Laufrad ausgebildet sein, bei welchem Radscheibe und Laufschaufeln miteinander einteilig ausgebildet sind, wobei in diesem Fall die Kühlluftaustrittsdüsen vorzugsweise im Radscheibenrand gebildet sind.The turbine runner can be designed as a one-piece runner, in which the wheel disk and rotor blades together are formed in one piece, in which case the cooling air outlet nozzles are preferably in the edge of the wheel disc are formed.
Ein Teil der zur stromaufwärtigen Stirnseite der Laufradscheibe gelangenden Kühlluft kann in innere Kühlkanäle der Laufschaufeln eingeleitet werden, um diese zu kühlen, während der überschüssige Teil der Kühlluft durch die Austrittsdüsen zur stromabwärtigen Stirnseite der Radscheibe hin austritt.Some of the cooling air reaching the upstream face of the impeller disk can enter inner cooling channels of the blades are introduced to cool them, while the excess part of the cooling air exits through the outlet nozzles to the downstream face of the wheel disc.
Bei einem Gasturbinenlaufrad mit in Haltenuten des Radscheibenrandes gehalterten Laufschaufeln können die Kühlmittelaufnehmer als Teil der Haltenuten ausgebildetIn the case of a gas turbine rotor with rotor blades held in retaining grooves in the edge of the wheel disk, the Coolant sensor designed as part of the retaining grooves
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sein, wobei ein Teil der in die Haltenuten eintretenden Kühlluft in innere Kühlkanäle der Laufschaufeln zur Kühlung derselben und der überschüssige Teil zu den Kühlluftaustrittsdüsen weitergeleitet werden kann.be, with a part of the cooling air entering the retaining grooves into inner cooling channels of the rotor blades for cooling the same and the excess part to the cooling air outlet nozzles can be forwarded.
Alternativ dazu können die Kühlluftaufnehmer zwischen den Schaufelfüßen benachbarter Laufschaufeln gebildete und unterhalb von deren Fußplatten liegende Kammern aufweisen. In diesem Fall stehen die Kühlluftaustrittsdüsen mit diesen Kammern in Verbindung.Alternatively, the cooling air receiver can be between have chambers formed by the blade roots of adjacent rotor blades and located below their base plates. In this case, the cooling air outlet nozzles are connected to these chambers.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen mehr im einzelnen beschrieben. Es zeigt:An embodiment of the invention will be described in more detail below with reference to the accompanying drawings described. It shows:
Pig. I einen schematischen AxialhalbschnittPig. I a schematic axial half-section
durch ein mehrwelliges Mantelgebläse-' Gasturbinentriebwerk mit einer Laufradanordnung nach der Erfindung,by a multi-shaft jacket fan Gas turbine engine with an impeller arrangement according to the invention,
Fig. 2 einen vergrößerten AxialhalbschnittFig. 2 is an enlarged axial half section
durch die zweistufige Hochdruckturbine des in Fig. 1 gezeigten Triebwerks, undby the two-stage high pressure turbine of the engine shown in FIG. 1, and
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Fig. 3 einen Querschnitt durch einen Teil3 shows a cross section through a part
der ersten Stufe der Hochdruckturbine nach Fig. 2 längs der Schnittlinie IH-III in Fig. 2.the first stage of the high-pressure turbine according to FIG. 2 along the section line IH-III in FIG. 2.
Das in Fig. 1 gezeigte Flugzeug-Gasturbinentriebwerk weist ein einstufiges, gleichzeitig den Niederdruckverdichter bildendes Gebläse 11, das in einem Gebläsekanal 12 wirkt, und ein Basistriebwerk mit einem mehrstufigen Hochdruck-Axialverdichter 13j einer Brenneinrichtung 14, einer zweistufigen Hochdruckturbine 15, einer mehrstufigen Niederdruckturbine und einem Strahlrohr 17 auf.The aircraft gas turbine engine shown in Fig. 1 has a single-stage, at the same time the low-pressure compressor forming fan 11, which acts in a fan duct 12, and a base engine with a multi-stage high-pressure axial compressor 13j of a combustion device 14, a two-stage High pressure turbine 15, a multi-stage low pressure turbine and a jet pipe 17.
Gemäß den Fig. 2 und 3 besteht die Lauferanordnung der Hochdruckturbine 15 aus zwei Laufradstufen 15a und 15b. Jedes der beiden Turbinenlaufräder 15a und 15b weist eine ringförmige Laufradscheibe 18 mit einer großen mittigen Nabenverdickung 19 sowie einen Kranz von am Radscheibenumfang angeordneten Laufschaufeln 20 auf.According to FIGS. 2 and 3, there is the rotor assembly the high pressure turbine 15 consists of two impeller stages 15a and 15b. Each of the two turbine runners 15a and 15b has an annular impeller disk 18 with a large central one Hub thickening 19 and a ring of rotor blades 20 arranged on the wheel disk circumference.
Jede Laufradscheibe 18 ist in an sich bekannter Weise am Radscheibenrand mit im Querschnitt tannenbaumförmigen Haltenuten 21 versehen, in welche die Tannenbaumfüße 22 der Laufschaufeln 20 eingesetzt sind. DieEach impeller disk 18 is in a manner known per se on the edge of the wheel disk with a fir tree-shaped cross section Retaining grooves 21 are provided into which the fir tree feet 22 of the rotor blades 20 are inserted. the
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Laufschaufeln 20 weisen jeweils ein tragflügeiförmiges Schaufelblatt 23, ein Deckbandelement 24, eine Fußplatte und einen zwischen dieser Fußplatte und dem Tannenbaumfuß verlaufenden Schaft 26 auf.Rotor blades 20 each have a hydrofoil-shaped shape Blade 23, a shroud element 24, a base plate and one between this base plate and the fir tree base extending shaft 26.
Die Laufradscheibe 18a der ersten Turbinenstufe ist mit einem Flansch 27 versehen, mit welchem sie an der Hochdruckverdichterwelle 28 befestigt ist, die mit ihrem vorderen Ende in einem nicht dargestellten Drucklager gelagert ist. Außerdem ist die Radscheibe 18a der ersten Turbinenstufe mit der Radscheibe 18b der zweiten Turbinenstufe verschraubt, welch letztere ihrerseits mit einem nach hinten ragenden Flansch 29 versehen ist, an welchem ein Labyrinthdichtungselement 30 angeschraubt ist. Dieses Labyrinthdichtungselement 30 wirkt mit einem Gegenelement 31 der feststehenden Konstruktion zusammen. Über ein Wellenelement 32 sind die Laufradscheiben in einem nicht dargestellten Traglager 32 gelagert.The impeller disk 18a of the first turbine stage is provided with a flange 27 with which it is attached to the high pressure compressor shaft 28 is attached, which is mounted with its front end in a thrust bearing, not shown. In addition, the wheel disk 18a of the first turbine stage is screwed to the wheel disk 18b of the second turbine stage, the latter in turn is provided with a rearwardly projecting flange 29 on which a labyrinth sealing element 30 is screwed on. This labyrinth sealing element 30 cooperates with a counter element 31 of the fixed structure. Via a shaft element 32, the impeller disks are mounted in a support bearing 32 (not shown).
Die das Gebläse mit der Niederdruckturbine verbindende Welle 33 verläuft durch mittige Bohrungen der beiden Laufradscheiben 18a und 18b der Hochdruckturbine hindurch, und zwischen dieser Niederdruckwelle 33 und den beiden Radscheiben 18a und 18b verläuft ein Zwischenrohr 34, welchesThe shaft 33 connecting the fan to the low-pressure turbine runs through central bores in the two impeller disks 18a and 18b of the high pressure turbine through, and between this low pressure shaft 33 and the two wheel disks 18a and 18b runs an intermediate pipe 34, which
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sich zwischen dem Wellenelement 32 und der Hochdruckverdichterwelle 28 erstreckt und eine luftdichte Abdeckung über der Niederdruckwelle 33 bildet. Zwischen den Radscheibenrändern der beiden Turbinenlaufradscheiben 18a und 18b befindet sich ein Labyrinthdichtungselement 35, das mit einer zylindrischen Gegenfläche 36' der feststehenden Konstruktion zusammenwirkt, die am radial inneren Umfang eines zwischen den beiden Turbinenstufen befindlichen Leitschaufelkranzes 37 gebildet ist. Die Leitschaufeln sind im Turbinenaußengehäuse 38 gehaltert und tragen auch die äußeren Dichtungsflächen 39, mit welchen die Schaufelspitzen 40 der zweiten Turbinenstufe dichtend zusammenwirken. between the shaft member 32 and the high pressure compressor shaft 28 extends and forms an airtight cover over the low pressure shaft 33. Between the wheel disc edges the two turbine wheel disks 18a and 18b is a labyrinth sealing element 35, that with a cylindrical counter surface 36 'of the stationary Construction cooperates on the radially inner circumference of one located between the two turbine stages Guide vane ring 37 is formed. The guide vanes are held in the turbine outer casing 38 and also carry the outer sealing surfaces 39 with which the blade tips 40 of the second turbine stage cooperate in a sealing manner.
Die Haltenuten und die Schaufelfüße der ersten Turbinenlaufradstufe 15a sind so ausgebildet, daß zwischen der Unterseite jedes Schaufelfußes 22 und dem Nutgrund der zugehörigen Haltenut 21 ein Hohlraum 4l gebildet ist. Außerdem sind die Laufschaufeln 21 der ersten Turbinenlaufradstufe 15a mit einem stromaufwärts vorspringenden Flansch 42 und einer von diesem begrenzten Ausnehmung 43 versehen, welch letztere als Kühlluftaufnehmer dient. Aus den Zwischenräumen 4l zwischen den Schaufelfüßen und dem jeweiligen Haltenutgrund führen Kühlkanäle 44 in das Innere der Laufschaufeln, um diese zu kühlen.The retaining grooves and the blade roots of the first turbine impeller stage 15a are designed so that between the underside of each blade root 22 and the groove base of the associated Holding groove 21 a cavity 4l is formed. Besides, they are Rotor blades 21 of the first turbine runner stage 15a with an upstream projecting flange 42 and a provided by this limited recess 43, which latter serves as a cooling air receiver. From the spaces 4l cooling channels 44 lead into the interior of the rotor blades between the blade roots and the respective retaining groove base to cool this.
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Die stromaufwärts weisenden Plansche 42 der Laufschaufeln der ersten Turbinenlaufradstufe 15a sind mit Dichtungselementen 45 versehen, die mit einem Plansch der feststehenden Konstruktion 47 zusammenwirkt, die einen Teil der Halterung der Eintrittsleitschaufeln 48 der Turbine bildet. Die Eintrittsleitschaufeln 48 werden außerdem vom inneren Brennkammergehäuse 49 und vom Außengehäuse 38 der Hochdruckturbine gehalten und tragen außen zylindrische Gegenflächen, mit welchen die Schaufelspitzen bzw. die Deckbandelemente der Laufschaufeln der ersten Turbinenstufe im Sinne der Bildung einer Dichtung zus ammenwirken.The upstream facing planes 42 of the rotor blades of the first turbine impeller stage 15a are with Sealing elements 45 provided with a splash the fixed structure 47 cooperates, the one Forms part of the bracket of the inlet guide vanes 48 of the turbine. The inlet guide vanes 48 are also from the inner combustion chamber housing 49 and from Outer casing 38 of the high pressure turbine held and carried outside cylindrical mating surfaces with which the blade tips or the shroud elements of the rotor blades of the work together in the first turbine stage in the sense of forming a seal.
Ferner ist eine Dichtung 51 an den stromaufwärtigen Enden der Laufschaufelfußplatten der ersten Turbinenstufe 15a gebildet, um ein Auslecken von Kühlluft aus dem radial innerhalb der Pußplatten gelegenen Bereich in den die Turbine anströmenden heißen Arbeitsmittelstrom möglichst klein zu halten.Also, a seal 51 is on the upstream ends of the first turbine stage blade root plates 15a in order to prevent cooling air from leaking out of the area located radially inward of the foot plates in FIG to keep the hot working medium flow flowing into the turbine as small as possible.
Die stromabwärtigen Enden der Haltenuten 21 des Laufradscheibenrandes sind durch eine Dichtungsplatte verschlossen. Diese Dichtungsplatte 52 wirkt auch mit dem Radscheibenrand im Sinne der Erzeugung einer Reaktions-The downstream ends of the impeller disc rim retaining grooves 21 are through a sealing plate locked. This sealing plate 52 also acts with the wheel disc edge in the sense of generating a reaction
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kraft zusammen, welche einer Verschiebung der Schaufelfüße in den Haltenuten 21 nach hinten entgegenwirkt.force together, which counteracts a displacement of the blade roots in the retaining grooves 21 to the rear.
Die Laufschaufeln 20 der ersten Turbinenstufe 15a weisen außerdem am hinteren Ende ihres Schaftes direkt unter der Fußplatte einen radial einwärts vorspringenden Flansch 53 auf, in welchem eine Anzahl von Austrittsbohrungen 54 gebildet sind, die entgegen der Drehrichtung der Turbine gerichtet sind und Kühlluftaustrittsdüsen bilden.The rotor blades 20 of the first turbine stage 15a also have a radially inwardly projecting one at the rear end of their shaft directly under the footplate Flange 53, in which a number of outlet bores 54 are formed, which counter to the direction of rotation the turbine are directed and form cooling air outlet nozzles.
Aus dem Hochdruckverdichter abgezweigte Kühlluft xvird durch unmittelbar stromauf der ersten Turbinenlaufradstufe 15a angeordnete Dralldüsen 58 in den Raum 55 zwischen der stromaufseitigen Stirnfläche der Radscheibe 18a und einer Deckelplatte 59 geleitet. Ein Teil dieser Kühlluft tritt in die Ausnehmung 43 des stromaufseitigen Flansches der Laufschaufeln ein und strömt durch die Zwischenräume in die inneren Kühlkanäle 44 der Laufschaufeln der ersten Laufradstufe, um diese zu kühlen. Der restliche Teil der Kühlluft gelangt durch die Dichtungen 45 hindurch in Kammern 56 (siehe Fig. 3), die zwischen den Schäften benachbarter Schaufeln der ersten Laufradstufe 15a gebildet sind. Die Kammern 56 wirken als Kühlluftaufnehmer und leitenCooling air branched off from the high-pressure compressor xvird through swirl nozzles 58 arranged directly upstream of the first turbine impeller stage 15a into the space 55 between the upstream end face of the wheel disk 18a and a cover plate 59. Part of this cooling air enters recess 43 of the upstream flange of the rotor blades and flows through the spaces into the inner cooling channels 44 of the rotor blades of the first Impeller stage to cool them down. The remaining part of the cooling air passes through the seals 45 in Chambers 56 (see Fig. 3) between the shafts adjacent blades of the first impeller stage 15a are formed. The chambers 56 act as cooling air receivers and conduct
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die Kühlluft zu den Austrittsdüsen, die durch die Austrittsbohrungen 54 gebildet sind. Da diese Kühlluft mit großem Drallwinkel durch die Austrittsdüsen austritt, ergibt sich eine große Geschwindigkeitskomponente der austretenden überschüssigen Kühlluft in dem Drehsinn der Turbine entgegengesetzter Richtung, und die Druckdifferenz zwischen den statischen Drücken unmittelbar stromauf und unmittelbar stromab der Laufradscheibe kann dazu ausgenutzt werden, der überschüssigen Kühlluft Energie zu entziehen, und dadurch den Turbinenwirkungsgrad zu verbessern, sowie außerdem die Kühlluft stromab der Turbinenlaufradscheibe weiter abzukühlen.the cooling air to the outlet nozzles through the outlet holes 54 are formed. Since this cooling air exits through the outlet nozzles with a large swirl angle, there is a large speed component of the exiting excess cooling air in the direction of rotation the opposite direction of the turbine, and the pressure difference between the static pressures immediately upstream and immediately downstream of the impeller disk can be used to remove the excess cooling air To extract energy, thereby improving the turbine efficiency, as well as the cooling air downstream the turbine wheel to cool down further.
Die durch die Austrittsbohrungen 5^ austretende überschüssige Kühlluft kann zur Druckbeaufschlagung des Raumes 57 zwischen den beiden Laufradstufen 15a und 15b sowie auch zur Kühlung der Leitschaufeln 37 benützt werden. Gewünschtenfalls kann diese Kühlluft auch zur Kühlung der zweiten Turbinenlaufradstufe ausgenützt werden. In diesem Fall müßte die Konstruktion der Schaufelhalterungen der zweiten Laufradstufe abweichend von der dargestellten Ausbildung ähnlich wie bei der ersten Laufradstufe gestaltet werden.The exiting through the outlet bores 5 ^ Excess cooling air can be used to pressurize the space 57 between the two impeller stages 15a and 15b and can also be used to cool the guide vanes 37. If desired, this cooling air can also be used to cool the second turbine impeller stage are used. In this case, the construction of the blade mounts would have to be second impeller stage, different from the training shown, designed similar to the first impeller stage will.
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Gemäß einer weiteren Abwandlung können anstelle der in einem hinteren Flansch der Laufschaufeln gebildeten Austrittsbohrungen 54 die Austrittsdüsen in Form von in der Dichtungsplatte 52 hergestellten Bohrungen ausgebildet sein. Diese Bohrungen in der Dichtungsplatte müßten natürlich so angeordnet sein, daß sie Luft aus den Kammern 56 aufnehmen und entgegen dem Drehsinn des Turbinenlaufrads zur stromabwärtigen Laufradstirnseite leiten.According to a further modification, instead of those formed in a rear flange of the rotor blades Outlet bores 54 the outlet nozzles in the form of in the sealing plate 52 produced bores be formed. These holes in the sealing plate should of course be arranged so that they take air from the chambers 56 and counter to the direction of rotation of the turbine impeller lead to the downstream impeller face.
Eine noch weitere Abwandlungsmöglichkeit besteht darin, die überschüssige Kühlluft nicht durch die Dichtungen 45 in die Kammern 56 strömen zu lassen, sondern einen inneren Strömungskanal im Schaufelfuß jeder Schaufel vorzusehen, um überschüssige Kühlluft unmittelbar aus dem Zwischenraum 4l zu Austrittsdüsen zu leiten, die entweder in der Dichtungsplatte oder in dem Flansch 53 der Schaufeln gebildet sind.Another possible modification is to prevent the excess cooling air from passing through the seals 45 to flow into the chambers 56, but an inner one Provide a flow channel in the blade root of each blade to remove excess cooling air directly from the space 4l to exit nozzles formed either in the sealing plate or in the flange 53 of the vanes.
Schließlich ist es möglich, die Turbinenlaufräder jeweils als einteiliges Laufrad, d.h. als Laufrad mit einteilig mit der Radscheibe ausgebildeten Schaufeln, zu gestalten, wobei in diesem Fall die Austrittsdüsen für die überschüssige Kühlluft im Randbereich der Radscheibe gebildet sein können.Finally, it is possible to use the turbine runners as a one-piece impeller, i.e. as a one-piece impeller formed with the wheel disc blades, to shape, in which case the outlet nozzles for the excess cooling air can be formed in the edge area of the wheel disc.
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Obwohl dies bei der dargestellten Turbinenlaufradkonstruktion nicht praktikabel ist, ist es bei andersartigen Laufradkonstruktionen mit in Haltenuten einer Laufradscheibe eingesetzten Schaufeln auch denkbar, die Kühlluftaustrittsdüsen statt in der Dichtungsplatte oder in Flanschen der Schaufeln im Radscheibenrand anzuordnen.While this is not practical with the illustrated turbine impeller design, it is with different types Impeller constructions with an impeller disc in retaining grooves The blades used are also conceivable, the cooling air outlet nozzles instead of in the sealing plate or in the flanges To arrange blades in the edge of the wheel disc.
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