KR20180107275A - 제 1 및 제 2 단 로터 냉각을 구비한 산업용 가스 터빈 엔진 - Google Patents

Abstract

제 1 및 제 2 단 터빈 로터 블레이드 냉각 회로를 갖는 산업용 가스 터빈 엔진에 있어서, 블레이드 냉각 공기가 엔진의 로터 내의 중앙 통로를 통해 흐르고, 제 1 및 제 2 단 로터 사이의 공간을 통해 흐르고, 제 1 단 블레이드로의 제 1 흐름 및 제 2 단 블레이드로의 제 2 흐름을 갖는 2개의 흐름으로 분리되고, 이어서 2개의 흐름은 공통의 매니폴드에 수집되고, 여기서 사용된 블레이드 냉각 공기는 제 1 단 로터를 통해 및 로터 냉각 통로를 따라 스테이터 캐비티를 향하여 흐른 다음, 냉각 공기는 연소기로 배출된다.

Description

제 1 및 제 2 단 로터 냉각을 구비한 산업용 가스 터빈 엔진

본 발명은 일반적으로 가스 터빈 엔진에 관한 것이고, 보다 구체적으로는 사용된 냉각 공기를 연소기에 전달하는 반폐쇄 루프 로터 디스크 냉각 회로를 갖는 대형 프레임 헤비 듀티 산업용 가스 터빈 엔진에 관한 것이다.

정부 라이센스 권리

본 발명은 에너지부에 의해 승인된 계약번호 DE-FE0023975에 따라 정부 지원으로 이루어졌다. 정부는 그 발명에 대해 확실한 권리를 가지고 있다.

산업용 가스 터빈 엔진에 있어서, 전기 발전기는 전력을 생산하기 위해서 가스 터빈 엔진의 로터에 의해 구동된다. 효율성을 높이기 위해서, 상기 엔진의 로터는 기어 박스가 없는 발전기에 직접 연결되어 있다. 60Hertz 파워 그리드의 경우, 상기 엔진 및 발전기는 3,600rpm으로 작동할 것이다. 유럽 국가의 일반적인 50Hertz 파워 그리드의 경우, 상기 엔진 및 발전기는 3,000rpm으로 작동할 것이다.

또한, 더 높은 연소 온도를 사용함으로써 상기 엔진의 효율성을 높일 수 있다. 그러나, 상기 터빈 주입구 온도는 고온 가스류에 노출된 부품의 물질 특성 및 이들 고온 부품에 제공되는 냉각량으로 제한된다. 상기 터빈의 제 1 단은 이들 부품이 최고 온도에 노출되기 때문에 가장 많은 양의 냉각 공기를 수용한다. 상기 터빈의 제 2 단은 냉각이 필요하지만, 상기 제 1 단보다 적은 양이다. 상기 제 1 및 제 2 단 에어포일에 대한 냉각 공기는 일반적으로 상기 에어포일의 외부 표면의 필름 냉각을 제공하기 위해 필름 냉각홀 또는 출구 슬롯을 통해 고온 가스류 내로 배출된다. 따라서, 상기 터빈을 통해 고온 가스 흐름 내로 배출되는 냉각 공기를 압축하기 위해 행해지는 작업을 줄일 수 있다.

제 1 및 제 2 단 로터 블레이드 냉각을 구비한 산업용 가스 터빈 엔진은 상기 엔진의 로터 내로 중앙 통로를 통해 로터 블레이드의 양쪽 단에 과압된 냉각 공기를 공급하여 상기 냉각 공기의 열을 제한한다. 이어서, 상기 과압된 냉각 공기는 제 1 및 제 2 단 로터 사이에서 제 1 단 블레이드 냉각 통로와 제 2 단 블레이드 냉각 통로로 분리되어 각각의 상기 제 1 및 제 2 단 내의 내부 냉각 공기 회로로 전달된다.

이어서, 로터 블레이드의 제 1 및 제 2 단으로부터의 사용된 냉각 공기는 상기 제 1 및 제 2 단 로터 사이에 배치된 공통의 수집 매니폴드 내로 배출된다. 이어서, 상기 수집 매니폴드 내의 사용된 냉각 공기는 제 1 단 로터를 통해 턴다운 매니폴드로 전달된 다음, 상기 냉각 공기는 상기 로터를 통해 스테이터 캐비티로 전달된다. 이어서, 상기 스테이터 캐비티로부터의 사용된 냉각 공기는 재사용을 위해 스테이터 통로를 통해 연소기로 전달된다.

스페이서 디스크는 상기 제 1 및 제 2 단 로터 사이에서 사용되어 과압된 공기의 공급을 중앙 통로로부터 제 1 단 로터 냉각 통로와 제 2 단 로터 냉각 통로로 분리한다. 상기 제 1 및 제 2 단 냉각 통로는 각각 상기 스페이서 디스크와 각각의 로터 사이에서 시일(seal)을 형성하는 중공 공기 공급관을 사용하여 각각의 로터 디스크에 연결된다. 중공 배기관은 각각의 로터 디스크로부터 수집 매니폴드 내로 실링된 통로를 형성한다.

축방향 내통관은 제 1 단 로터를 통한 고온 냉각 공기를 위해 실링된 통로를 제 1 단 로터의 전방측에 배치된 턴다운 매니폴드 내에 형성한다. 방사상 내향으로 배향된 배기 이송관은 턴다운 관과 열풍 흐름을 위한 로터 내의 통로 사이에서 실링된 통로를 형성한다. 상기 이송관은 상단에, 작동 중에 상기 로터의 회전으로부터의 원심력으로 인해 실링이 형성된 환상 립을 갖는다.

본 발명, 및 그 수반되는 장점들 및 특징들의 보다 완벽한 이해는 수반되는 도면들과 관련하여 고려될 때에 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 보다 용이하게 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 및 제 2 단 로터 냉각을 구비한 산업용 가스 터빈 엔진의 단면도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 터빈의 제 1 및 제 2 단 사이에서의 스페이서 디스크의 단면도를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 스페이서 디스크의 등각도를 나타낸다.
도 4는 냉각 공기 공급 통로를 구비한 본 발명의 스페이서 디스크의 컷어웨이 단면도를 나타낸다.
도 5는 2개의 냉각 공기 주입구 및 하나의 배출구홀을 갖는 본 발명의 스페이서 디스크의 측면 단면도를 나타낸다.
도 6은 하나의 냉각 공기 주입구 및 2개의 배출구홀을 갖는 본 발명의 스페이서 디스크의 측면 단면도를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 블레이드, 및 냉각 공기 공급과 배출홀을 구비한 제 1 단 로터의 단면도를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 제 1 및 제 2 단 로터, 및 스페이서 디스크 및 열풍 리턴 매니폴드와 열풍 턴다운 매니폴드의 단면을 나타낸다.
도 9는 본 발명의 스페이서 디스크, 및 수집관을 갖는 열풍 리턴 매니폴드 및 열풍 턴다운 매니폴드의 등각도를 나타낸다.
도 10은 다른 각도에서, 도 9의 스페이서 디스크, 및 수집관을 갖는 열풍 리턴 매니폴드 및 열풍 턴다운 매니폴드의 등각도를 나타낸다.
도 11은 본 발명의 스페이서 디스크, 및 수집관을 갖는 열풍 리턴 매니폴드 및 열풍 턴다운 매니폴드의 분해도를 나타낸다.
도 12는 본 발명의 열풍 턴다운 매니폴드의 등각 정면 및 측면도를 나타낸다.
도 13은 본 발명의 열풍 턴다운 매니폴드의 등각 배면 및 측면도를 나타낸다.
도 14는 본 발명의 열풍 턴다운 매니폴드의 측면도를 나타낸다.
도 15는 본 발명의 열풍 턴다운 매니폴드의 상면도를 나타낸다.
도 16은 본 발명의 열풍 리턴 매니폴드의 등각 정면 및 측면도를 나타낸다.
도 17은 본 발명의 열풍 리턴 매니폴드의 등각 배면 및 측면도를 나타낸다.
도 18은 본 발명의 열풍 리턴 매니폴드의 측면도를 나타낸다.
도 19는 본 발명의 열풍 리턴 매니폴드의 상면도를 나타낸다.
도 20은 본 발명의 수직 열풍 이송관의 등각도를 나타낸다.
도 21은 본 발명의 수평 열풍 내통관의 등각도를 나타낸다.
도 22는 본 발명의 수평 냉각 공기 공급 또는 배기관의 등각도를 나타낸다.
도 23은 본 발명의 턴다운 매니폴드로부터 연소기 주입구까지의 고온 냉각 공기 리턴 회로의 단면도를 나타낸다.
도 24는 본 발명의 터빈 로터 냉각 회로의 로터 내의 중앙 통로로의 냉각 공기 전달의 단면도를 나타낸다.
도 25는 본 발명의 터빈 로터 냉각 회로의 로터를 통과하는 중앙 통로의 전방부의 단면도를 나타낸다.
도 26은 본 발명의 터빈 로터 냉각 회로의 로터를 통과하는 중앙 통로의 후방부의 단면도를 나타낸다.
도 27은 본 발명의 실시예 2의 스페이서 디스크 대신에 패들된 미니디스크의 단면도를 나타낸다.
도 28은 본 발명의 제 2 단 로터의 축방향 홀을 통해서 전달된 냉각 공기와 함께 도 27의 패들된 미니디스크의 단면도를 나타낸다.

본 발명은 엔진의 컴프레서로부터 연료와 압축 공기가 연소되기 위해서 사용된 로터 디스크 냉각 공기를 다시 연소기로 보내는 제 1 및 제 2 단 로터 냉각 회로를 갖는 산업용 가스 터빈 엔진이다. 상기 로터 디스크 냉각 공기는 로터 내에서 형성된 중앙 통로를 통해 흐른 후에 상기 냉각 공기가 2개의 경로로 분할되는 스페이서 디스크를 통과하고, 하나의 경로는 제 1 단 로터 디스크로 이동하고, 다른 하나의 경로는 제 2 단 로터 디스크로 이동한다. 사용된 로터 블레이드 냉각 공기는 상기 2개의 로터 디스크 단 사이에 배치된 열풍 수집 매니폴드로 흐른 다음, 제 1 단 로터의 내통관을 통과한 후에 열풍 턴다운 매니폴드로 흐른 다음, 고온의 사용된 냉각 공기가 상기 로터를 통해 축방향 전방으로 흐른 후에, 방사상 홀을 통해 상기 컴프레서와 상기 터빈 사이의 정적 캐비티로 상향 이동한다. 이어서, 상기 고온의 사용된 냉각 공기는 턴 채널을 통해서 디퓨저로 흐른 다음, 상기 연소기의 주입구로 흐른다.

도 1은 중앙 통로로부터 로터 단으로 공급되고 배출된 다음, 로터를 통해 연소기로 다시 들어가는 제 1 및 제 2 로터 단 냉각 회로의 단면도를 나타낸다. 상기 엔진의 이 부분은 로터(11), 로터(12) 및 최종단 컴프레서의 컴프레서 블레이드(13), 로터(11) 내에 고정된 축방향 연장 중앙 통로 또는 과압된 냉각 공기 이송관(14), 다수의 제 1 단 로터 블레이드(19)를 갖는 제 1 단 로터 디스크(15), 다수의 제 2 단 로터 블레이드(21)를 갖는 제 2 단 로터 디스크(16), 공기를 유입시키기 위해서 각각의 제 1 및 제 2 로터 디스크(15 및 16) 사이에 형성된 공간(17), 제 1 및 제 2 단 로터 디스크(15 및 16) 사이에 고정된 스페이서 디스크(18)(냉각 공기 분배 장치라고 언급될 수 있음), 스페이서 디스크(18)의 상부로부터 연장되는 열풍 수집 매니폴드(22), 제 1 단 스테이터 베인(23), 열풍 턴다운 매니폴드(45), 방사상 내향류 열풍 채널(31), 축방향 전방류 열풍 채널(29), 복수의 로터 배출홀(32), 복수의 스테이터 캐비티 주입구홀 또는 덤프홀(33), 스테이터 캐비티(25), 열풍 턴 채널(27), 연소기 주입구로 배출되는 디퓨저(26) 및 주입구 가이드 베인(28)을 포함한다. 2개의 래비린스 시일은 각각의 로터 배출홀(32), 및 스테이터 캐비티 주입구 또는 덤프홀(33)의 측면을 실링하기 위해 사용된다.

상기 냉각 공기 이송관(14)은 상기 터빈 로터 단으로부터 사용된 냉각 공기가 상기 엔진의 연소기 내로 흐르기 위해 충분한 잔류 압력을 가지도록 과압된 공기를 전달하는 엔진의 로터를 통과하는 과압된 냉각 공기 이송관이다. 또한, 상기 과압된 냉각 공기 이송관(14)은 냉각 공기 이송관(14)을 통해 흐르는 냉각 공기로의 열 전달을 제한하기 위해 상기 컴프레서의 고온부로부터 상기 과압된 냉각 공기를 절연시킨다. 상기 컴프레서 배출구는 압축 공기, P3을 배출시킨다. 본 발명의 실시예에 있어서, 과압은 상기 연소기에 전달되는 컴프레서 배출구의 배출압보다 약 50% 더 클 것이다. 1.35×P3의 공급압은 로터 및 블레이드의 터빈 단을 통해(블레이드(19, 21) 각각의 내부 냉각 공기 회로를 통해) 흐르도록 충분한 압력을 가지고, 상기 연소기 주입구로 리턴하도록 충분한 압력(P3의 약 1.05)으로 상기 연소기로 리턴된다.

도 2는 제 1 단 로터 디스크(15) 및 제 2 단 로터 디스크(16) 사이에 배치되어 있는 스페이서 디스크(18)를 나타낸다. 상기 스페이서 디스크(18)에서는 제 1 단 냉각 공기 공급 통로(36)와 제 2 단 냉각 공기 공급 통로(35)가 교차 배열을 구비하고, 로터 블레이드(19 및 21)의 제 1 및 제 2 단에 냉각 공기를 공급하기 위해 2개의 로터 단 사이의 공간으로 각각 개방되어 있다. 상기 스페이서 디스크(18)는 2개의 로터 단과 함께 회전한다. 주입관(42)은 제 1 단 냉각 공기 공급 통로(36) 또는 제 2 단 냉각 공기 공급 통로(35) 각각의 배출구 단부와, 로터 블레이드가 냉각 공기를 보내기 위해 각각의 블레이드 냉각 회로에 삽입되는 로터 디스크(15 및 16)의 림에 있는 전나무 형상의 슬롯에 연결된다(즉, 주입관(42)은 수집관이라고 언급될 수 있음). 로터 블레이드(19 및 20)의 제 1 및 제 2 단은 각각 냉각 공기 공급 및 배기 통로를 구비한 전나무 형상의 부착물(37 및 38)을 갖는다. 또한, 각각의 블레이드(19 및 21)는 터빈을 통과하는 고온 가스 흐름에 임의의 냉각 공기를 배출하지 않는 블레이드를 위한 냉각을 제공하기 위해 내부 냉각 회로를 갖고, 각각의 내부 냉각 회로는 주입구 및 배출구를 갖는다. 블레이드로부터 사용된 냉각 공기는 블레이드로부터 냉각 공기 배출구를 공통의 수집 매니폴드(22)에 연결시킨 배기관(43)을 통해 흐른다(배기관(43)은 연결관이라고 언급될 수 있음). 상기 열풍 수집 매니폴드(22)는 인접한 세그먼트로부터 실링된 각각의 세그먼트를 갖는 열풍 수집 매니폴드의 완전한 환상 배열을 형성하는 다수의 세그먼트로 형성된다. 상기 수집 매니폴드(22)는 로터 블레이드(19 및 21)의 제 2 단 사이에 배치된 스테이터 베인 조립체의 하부면 사이에 시일을 형성하는 상측에 톱니 형상의 일렬의 래비린스 시일을 갖는다.

도 3은 전방 환상 플레이트(47)에 의해 둘러싸인 턴다운 매니폴드(45)와 후방 환상 플레이트(47)에 의해 둘러싸인 후방 공급 매니폴드(49)를 구비한 스페이서 디스크(18)의 보다 상세한 설명을 나타낸다. 상기 스페이서 디스크에서 제 1 및 제 2 단 냉각 공기 공급 통로(36 및 35)는 상기 환상 플레이트(47)에 의해 덮힌 공간으로 개방된다. 각각의 제 1 단 냉각 공기 공급 통로(36)는 공간(17)으로 개구되는 주입구와 제 1 단 터빈 로터 디스크(15)로 개구되는 냉각 공기 주입구에 연결된 배출구를 갖고, 각각의 제 2 단 냉각 공기 공급 통로(35)는 공간(17)으로 개구되는 주입구와 제 2 단 터빈 로터 디스크(16)로 개구되는 냉각 공기 주입구에 연결된 배출구를 갖는다. 냉각 공기는 환상 플레이트(47)에 형성된 공급홀(48)을 통과한다. 상기 주입관(42)은 냉각 기류를 실링하기 위해 로터의 공급홀(48)과 축방향 슬롯(39 및 41) 사이에 핀칭된다. 스페이서 디스크(18)의 상부측의 전나무 형상의 슬롯(44)은 수집 매니폴드(22)를 스페이서 디스크(18)에 고정시킨다. 제 1 및 제 2 단 냉각 공기 공급 통로(36 및 35)를 구비한 스페이서 디스크(18)의 정면 단면도는 도 4에 나타내고 있다. 도 5 및 6은 스페이서 디스크(18)의 측면 단면도를 나타내고, 각각의 스페이서 디스크(18) 주위에 교대로 주입구 단부 및 배출구 단부를 갖는 2개의 냉각 공기 공급 통로(35 및 36)를 나타낸다(예를 들면, 도 5에는 2개의 주입구 단부 및 하나의 배출구 단부를 나타내고, 도 6에는 하나의 주입구 단부 및 2개의 배출구 단부를 나타낸다). 스페이서 디스크(18) 및 환상 플레이트(47)와 주입관(42) 등의 임의의 하드웨어는 로터 디스크(15 및 16) 사이에 냉각 공기 공급 장치 사이를 형성한다. 제 1 단 터빈 로터 블레이드 냉각 공기 공급 통로(36)의 주입구는 스페이서 디스크(18)의 후방측에 배치되어 있고, 제 1 단 터빈 로터 블레이드 냉각 공기 공급 통로(36)의 배출구는 스페이서 디스크(18)의 전방측에 배치되어 있다. 마찬가지로, 제 2 단 터빈 로터 블레이드 냉각 공기 공급 통로(35)의 주입구는 스페이서 디스크(18)의 전방측에 배치되어 있고, 제 2 단 터빈 로터 블레이드 냉각 공기 공급 통로(35)의 배출구는 스페이서 디스크(18)의 후방측에 배치되어 있다.

도 7은 각각의 축방향 슬롯(39)의 보텀에 주입관(42)을 구비한 블레이드(19)에 대한 축방향 슬롯(39)을 갖는 제 1 단 로터 디스크(15), 림 표면 근처의 블레이드 루트에 있는 배기관(43), 및 로터 디스크(15)의 후방측으로부터 로터 디스크(15)의 전방측으로 통과하는 내통관(53)의 정면도를 나타낸다.

도 8은 스페이서 디스크(18)에 있는 통로의 배출구 사이에 연결된 주입관(42), 블레이드 배출홀과 수집 매니폴드(22)의 주입구 사이에 연결된 배기관(43), 및 열풍 턴다운 매니폴드(45)에 수집 매니폴드(22)를 연결하는 인접한 배기관(43) 사이에 배치되어 있는 내통관(53)을 나타내고, 상기 열풍 턴다운 매니폴드는 상기 턴다운 매니폴드 통로(46)에서 축방향 전방류로부터 방사상 내향류로 상기 열풍 흐름을 턴시킨다. 따라서, 제 1 단 터빈 로터 디스크(15)의 전방측에 열풍 턴다운 매니폴드(45)가 있다. 래비린스 시일(50)은 상면으로부터 연장되는 일련의 래비린스 실링 톱니부를 갖는 턴다운 매니폴드(45)의 회전 표면으로 스테이터 표면을 실링한다.

도 9는 스페이서 디스크(18), 수집 매니폴드(22), 턴다운 매니폴드(45), 주입관(42) 및 배기관(43)을 나타낸다. 상기 턴다운 매니폴드 통로(46)는 고온 냉각 공기를 방사상 내향류 열풍 채널(31)로 보낸 다음, 로터(11) 내의 축방향 전방류 열풍 채널(29)로 보낸다. 로터 배출홀(32)은 축방향 전방류 열풍 채널(29)을 엔진의 스테이터(24) 부분에 형성된 정적 덤프홀(33)에 연결한다. 상기 방사상 내향류 열풍 채널(31) 및 축방향 전방류 열풍 채널(29)은 열풍 턴다운 매니폴드(45)에 연결된 주입구와 로터 배출홀(32)인 배출구를 갖는 로터 열풍 리턴 통로로 함께 간주될 수 있다. 도 10은 배기관(43)과 내통관(53)을 구비한 도 9의 조립체의 정면도를 나타낸다. 전방 래비린스 시일(51) 및 후방 래비린스 시일(52)은 이들 홀(32) 주위의 스테이터(24)로부터 로터(11)를 실링하기 위해 로터 배출홀(32)의 양측에 형성되어 있다(즉, 전방 래비린스 시일(51)은 로터 배출홀(32)과 스테이터 주입구홀(33)의 제 1 측에 형성되어 있고, 후방 래비린스 시일(52)은 로터 배출홀(32)과 스테이터 주입구홀(33)의 제 2 측에 형성되어 있다).

도 11은 전나무 형상의 슬롯(44)을 갖는 스페이서 디스크(18), 스페이서 디스크(18)의 전나무 형상의 슬롯(44)으로 슬라이딩하는 전나무 형상의 부착물(55)을 갖는 열풍 수집 매니폴드(22), 턴다운 매니폴드(45), 방사상 내향류 및 축방향 전방류 열풍 채널(29)을 갖는 로터(11), 배기관 (43), 및 내통관(53)을 구비한 도 9 및 10의 부품의 분해도를 나타낸다. 상기 전나무 형상의 부착물(55)은 산업용 가스 터빈 엔진의 축방향으로 연장되어 있다. 상기 로터(11)는 2개의 전나무 형상의 부착물을 갖고, 상기 턴다운 매니폴드(45)는 양쪽이 모두 회전하므로 상기 턴다운 매니폴드(45)를 상기 로터(11)에 고정하기 위해 2개의 상응하는 전나무 형상의 슬롯(57)을 갖는다. 방사상 열풍 이송관(61)은 턴다운 매니폴드 통로(46)를 로터 방사상 내향류 열풍 채널(31)에 실링 방식으로 연결한다.

수집 매니폴드(22) 및 턴다운 매니폴드(45)는 모두 엔진 주위로 완전한 환상 매니폴드를 형성하기 위해 세그먼트로서 형성되고, 둘 모두는 엔진 회전시에 발생하는 높은 원심력 때문에 전나무 형상의 부착물을 사용하여 로터에 고정된다.

도 12는 2개의 내통관(53) 및 2개의 전나무 형상의 슬롯(57)을 갖는 턴다운 매니폴드(45)의 한 측면을 나타낸다. 도 13은 다른 측면을 나타낸다. 도 14는 내통관(53)으로부터 열풍 흐름을 보내는 턴다운 매니폴드 통로(46)의 측면도를 나타낸다. 도 15는 2개의 내통관(53)이 턴다운 매니폴드(45)로 배출되어 방사상 열풍 이송관(61) 중 하나를 통해 흐르는 하나의 방사상 내부 통로와 통합되는 상면도를 나타낸다. 상기 방사상 열풍 이송관(61)은 턴다운 매니폴드(46)로 시일을 형성하고 로터의 회전으로 인한 원심력에 의해 제자리에 고정되는 상단에 인접한 립을 갖는다.

도 16은 인접한 로터 블레이드로부터 2개의 열풍 배기관(43)(또는 2개의 수집 매니폴드 주입관(43)) 및 제 1 단 로터측에 2개의 내통관(53)을 구비한 수집 매니폴드(22)의 도면을 나타낸다. 로터 블레이드의 2단으로부터의 열풍은 양측으로부터 열풍 수집 매니폴드 세그먼트로 흐른 다음, 전방측으로부터 2개의 평행한 내통관(53)(제 1 및 제 2 수집 매니폴드 배기관(53)이라고 언급될 수도 있음)을 통해 턴다운 매니폴드(45)로 흐른다. 2개의 평행한 내통관(53) 중 첫번째는 배기관(43)의 제 1 측에 있고, 2개의 평행한 내통관(53) 중 두번째는 배기관(43)의 제 2 측에 있다. 또한, 상기 수집 매니폴드(22)는 완전한 환상 수집 매니폴드를 함께 형성하는 복수의 환상 세그먼트를 포함할 수 있다. 도 17은 제 2 단 로터 블레이드(21) 중 하나로부터 단일 열풍 배기관(43)을 구비한 수집 매니폴드(22)의 후방측을 나타낸다. 도 18은 수집 매니폴드(22) 내의 캐비티, 배기관(43) 및 내통관(53)의 측면도를 나타낸다. 도 19는 수집 매니폴드(22)의 2개의 측면에 각각의 배기관(43), 및 수집 매니폴드(22)의 전방측의 2개의 내통관(53)의 상면도를 나타낸다.

도 20은 턴다운 매니폴드의 열풍 통로에서 관을 실링하는 제 1 환상 립(62)을 갖는 방사상 열풍 이송관(61)을 나타낸다. 또한, 상기 방사상 열풍 이송관(61)은 제 1 환상 립(62)의 반대측에 제 2 환상 립(63)을 갖는다. 상기 로터의 회전은 방사상 열풍 이송관(61)이 방사상 내부 통로의 바닥면에 대해 상방으로 힘을 가하여 단단한 실링을 형성한다. 도 21은 상기 관이 턴다운 매니폴드(45)와 수집 매니폴드(22) 사이에서 스퀴징될 때에 단단한 실링을 형성하는 도그본(dog-bone) 형상의 단부(65)를 갖는 내통관(53)을 나타낸다. 도 22에 나타낸 바와 같이, 주입관 및 배기관(42 및 43)은 모양과 크기가 동일하고, 또한 상기 관을 통해 유동하는 냉각 공기를 위해 단단한 실링을 형성하도록 2개의 측면 사이에서 스퀴징되는 도그본 형상의 단부(64)를 갖는다. 그러나, 내통관(53)은 배기관(43)의 직경보다 큰 직경을 가질 수 있다.

도 23은 턴다운 매니폴드(45)로부터 디퓨저(26)의 주입구(72)로의 스테이터 열풍 리턴 통로를 나타낸다. 열풍은 방사상 열풍 이송관(61)을 통해 방사상 내향류 열풍 채널(31)로 흐르다 90도로 턴하고, 로터(11)의 축방향 전방류 열풍 채널(29)를 향하여 흐르다 90도로 턴하고, 로터 배출홀(32)을 통해 정적 덤프홀(33) 및 스테이터(24)의 정적 캐비티(25)로 흐른다. 이어서, 상기 스테이터 캐비티(25)로부터의 열풍은 채널을 통해 흐르다 약 180도 턴하고, 통로의 배출 단부에서 디퓨저(26)의 주입구(72)로 후방으로 흐른다. 스테이터 열풍 리턴 통로는 스테이터 캐비티(25)를 연소기의 주입구와 연결한다. 전방 래비린스 시일(51) 및 후방 래비린스 시일(52)은 회전하는 로터 배출홀(32)과 정적 덤프홀(33) 주위의 로터(11)와 스테이터(24) 사이에서 시일을 형성한다. 다른 시일(69)(래비린스 시일 등)은 180도 턴 주위에 사용되고, 다른 시일(래비린스 시일 등)은 로터와 스테이터 사이를 실링하기 위해 방사상 내향류 열풍 채널(31) 근처에서 사용된다.

도 24는 외부 냉각 공기를 로터로 전달하기 위한 냉각 공기 공급 회로를 나타낸다. 송출관(94)은 소스를 고압 컴프레서 주입구 케이싱과 냉각 공기의 공급을 위한 로터 캐비티(84)를 형성하는 컴프레서 로터 샤프트 단부 피스(82)에 형성된 다수의 방사상 주입구홀(90)에 연결한다. 중앙 송출관(83)은 컴프레서 로터 샤프트 단부 피스(82)와 컴프레서 로터(86) 사이의 플랜지된 단부를 클램핑함으로써 컴프레서 로터 샤프트 단부 피스(82)에 고정된다. 상기 중앙 송출관(83)은 냉각 공기가 터빈부로 흐르기 위한 중앙 통로(85)를 형성하고, 비교적 차가운 냉각 공기를 컴프레서의 고온부로부터 멀리 이동시킨다. 발전기 구동축(81)은 컴프레서 로터 샤프트 단부 피스(82)에 연결되어 전기 발전기에 연결된다. 블리드관(88, 89 및 91)은 회전하는 컴프레서 로터 샤프트 단부 피스(82)와 정적 케이싱 사이에 형성된 시일(93) 주위로부터 누설되는 공기를 빼낸다. 방사상 센터링 피쳐(87)는 송출관(83)으로부터 연장되어 컴프레서 로터(86) 내에서 중앙 통로(85)를 중앙에 두는 기능을 한다. 베어링 컴파트먼트(92)는 컴프레서 로터(86)의 외부에 배치되어 있다. 소스로부터 압축 냉각 공기는 방사상 주입구홀(90)을 통해 로터 캐비티(84)로 흐르다 중앙 통로(85)로 턴하여 상기 터빈을 향하여 흐른다.

도 25는 방사상 중앙 피쳐(87)를 갖는 컴프레서 로터(86) 내의 냉각 공기 중앙 통로(85)를 나타낸다. 컴프레서 로터(86)로부터 연장되는 스테이터 베인 및 로터 블레이드의 단을 통해 압축 기류 경로를 갖는 컴프레서 로터를 형성하기 위해 로터 디스크(96)는 함께 적층된다. 상기 중앙 송출관(83)은 컴프레서 로터(86)를 통과하여 냉각 공기의 가열을 최소화하도록 상기 컴프레서에서 생성된 열로부터 상기 냉각 공기를 단열한다.

도 26은 제 1 로터 디스크(15)에 인접하게 끝이 나는 송출관(83)의 중앙 통로(85)를 나타낸다. 중앙 스탠드오프(97 및 98)는 엔진 로터(11) 내의 송출관(83)을 중앙에 두기 위해 사용된다. 중간 압력 캐비티(111)는 로터(11)와 제 1 단 로터 디스크(15) 사이에 형성된다. 또한, 도 26은 엔진의 중간 압력 캐비티(99), 컴프레서 케이싱(101) 및 연소기(102)를 나타낸다. 또한, 로터 블레이드를 냉각시키기 위해 사용되는 터빈 로터로부터의 열풍이 배출되는 디퓨저(26)를 나타내고 있다.

도 27은 본 발명의 다른 실시예를 나타내고, 블레이드의 냉각을 위해 제 1 및 제 2 단 로터로 냉각 공기가 강제로 올려지도록 사용되는 패들된 미니디스크를 나타낸다. 상기 미니디스크(103)는 미니디스크(103)로부터 외측으로 연장된 인접한 패들(105) 사이에 형성된 공간으로 이어지는 냉각 기류를 위한 다수의 방사상 홀(104)을 갖는다. 상기 패들된 미니디스크(103)는 2개의 로터 디스크(15 및 16)와 회전하여 냉각 공기를 2개의 로터 디스크(15 및 16) 사이의 공간을 둘러싸고 있는 환상 세그먼트 캡(106)의 공급 캐비티로 강제로 상승시킨다. 상기 환상 세그먼트 캡(106)은 상부면에 연결된 수집 매니폴드(22)를 가질 수 있다. 공기 공급홀(107 및 108)은 미니디스크(103)로부터 로터 블레이드(19 및 21)의 2단으로 냉각 공기를 전달한다. 상기 냉각 공기 통로를 제 1 및 제 2 단 로터에 연결하는데 주입관 및 방출관이 여전히 사용될 수 있다.

도 28은 제 2 단 로터 디스크(16)의 축방향 홀(110)로부터 냉각 공기가 함께 공급되는 것을 제외하고는, 패들된 미니디스크의 실시예인 도 27의 다른 버전을 나타낸다. 도 28에 나타낸 것과는 달리, 냉각 공기를 위한 냉각 공기 이송관(14)이 필요하지 않을 것이다. 냉각 공기 이송관(14)이 포함된 경우, 이 실시예에서는 냉각 공기 이송관(14)을 통해 냉각 공기가 흐르지 않는다. 상기 패들된 미니디스크(103)와, 환상 세그먼트 캡(106) 및 공기 공급홀(107 및 108) 등의 임의의 하드웨어는 로터 디스크(15 및 16) 냉각 공기 공급 장치 사이에 형성된다.

본 발명의 추가적인 특징은 이하에서 설명하는 번호로 나타낸 실시예에 기재되어 있다.

실시예 1:

전력 생산을 위한 산업용 가스 터빈 엔진은, 로터에 의해 터빈에 연결된 컴프레서; 제 1 단 터빈 블레이드를 구비한 제 1 단 터빈 로터; 내부 냉각 공기 회로를 갖는 제 1 단 터빈 블레이드; 제 2 단 터빈 블레이드를 구비한 제 2 단 터빈 로터; 내부 냉각 공기 회로를 갖는 제 2 단 터빈 블레이드; 제 1 단 터빈 로터와 제 2 단 터빈 로터 사이에 배치된 냉각 공기 분배 장치; 제 1 단 터빈 블레이드 냉각 공기 공급 통로와 제 2 단 터빈 블레이드 냉각 공기 공급 통로를 구비한 냉각 공기 분배 장치; 냉각 공기 분배 장치로부터 연장되고 제 1 단 터빈 로터와 제 2 단 터빈 로터 사이에 배치된 열풍 수집 매니폴드; 제 1 단 터빈 로터의 전방측에 배치된 열풍 턴다운 매니폴드; 열풍 턴다운 매니폴드에 연결된 주입구 및 로터 배출홀인 배출구를 갖는 로터 열풍 리턴 통로; 스테이터 캐비티 내로 개구되고 로터 배출홀에 맞추어 정렬되는 주입구홀을 갖는 스테이터; 스테이터 캐비티를 연소기의 주입구와 연결시킨 스테이터 열풍 리턴 통로; 및 제 1 단 터빈 로터를 통해 스페이서 디스크에 압축 공기를 전달하기 위해 로터 내에 배치된 중앙 송출관을 포함한다.

실시예 2:

실시예 1의 전력 생산을 위한 산업용 가스 터빈 엔진에 있어서, 상기 냉각 공기 분배 장치는 제 1 단과 제 2 단 냉각 공기 공급 통로를 교차로 구비한 스페이서 디스크를 포함하고, 각각이 제 1 단 터빈 로터 디스크와 상기 제 2 단 터빈 로터 사이에 형성된 캐비티로의 주입구 및 상기 제 1 및 제 2 단 터빈 로터의 냉각 공기 주입구에 연결된 배출구를 갖는 것을 더 포함한다.

실시예 3:

실시예 1의 전력 생산을 위한 산업용 가스 터빈 엔진에 있어서, 제 1 래비린스 시일 및 제 2 래비린스 시일은 로터 배출홀 및 스테이터 주입구홀의 양측에 상기 로터와 상기 스테이터 사이에 형성되는 것을 더 포함한다.

실시예 4:

실시예 1의 전력 생산을 위한 산업용 가스 터빈 엔진에 있어서, 상기 스페이서 디스크 냉각 공기 공급 통로에 냉각 공기를 공급하기 위해 상기 중앙 송출관에 연결되어 있는 상기 제 1 단 터빈 로터와 상기 제 2 단 터빈 로터 사이에 형성된 공간을 더 포함한다.

실시예 5:

실시예 1의 전력 생산을 위한 산업용 가스 터빈 엔진에 있어서, 상기 열풍 수집 매니폴드는 상기 제 1 단 터빈 로터를 통과하는 내통관을 통해 상기 열풍 턴다운 매니폴드에 연결되어 있는 것을 더 포함한다.

실시예 6:

실시예 1의 전력 생산을 위한 산업용 가스 터빈 엔진에 있어서, 상기 열풍 수집 매니폴드는 전방측의 제 1 단 터빈 블레이드 열풍 주입구와 후방측의 제 2 단 터빈 블레이드 열풍 주입구; 및 전방측의 열풍 배출구를 포함하는 것을 더 포함한다.

실시예 7:

실시예 1의 전력 생산을 위한 산업용 가스 터빈 엔진에 있어서, 열풍 턴다운 매니폴드는 후방측의 제 1 및 제 2 열풍 축방향 주입구 및 그 사이에 90도 턴 채널을 갖는 단일 열풍 방사상 내향 배출구를 포함하는 것을 더 포함한다.

실시예 8:

실시예 1의 전력 생산을 위한 산업용 가스 터빈 엔진에 있어서, 상기 로터의 상기 열풍 턴다운 매니폴드의 배출구와 상기 열풍 리턴 통로의 주입구 사이에 연결되어 상기 로터의 회전으로 인해 시일을 형성하는 이송관을 더 포함한다.

실시예 9:

터빈 로터 블레이드의 제 1 및 제 2 단을 위해 냉각 회로를 갖는 산업용 가스 터빈 엔진을 작동시키는 공정은, 상기 엔진의 로터 내에 배치된 중앙 통로를 통해 과압된 냉각 공기를 통과시키는 단계; 상기 과압된 냉각 공기를 제 1 단 냉각 기류 및 제 2 단 냉각 기류로 분리하는 단계; 상기 제 1 단 냉각 기류를 상기 터빈 로터 블레이드의 제 1 단 내에 형성된 냉각 회로를 통해 통과시키는 단계; 상기 제 2 단 냉각 기류를 상기 터빈 로터 블레이드의 제 2 단 내에 형성된 냉각 회로를 통해 통과시키는 단계; 제 1 단 터빈 로터 블레이드 및 제 2 단 터빈 로터 블레이드로부터의 냉각 기류를 공통의 수집 매니폴드에서 수집하는 단계; 공통의 수집 매니폴드로부터의 냉각 공기를 상기 제 1 단 터빈 로터 디스크를 통해 통과시키는 단계; 제 1 단 터빈 로터 디스크로부터의 냉각 공기를 엔진의 로터를 통해 통과시키는 단계; 엔진의 로터로부터의 냉각 공기를 상기 엔진의 스테이터에 형성된 냉각 공기 캐비티로 배출시키는 단계; 및 상기 스테이터 캐비티로부터의 냉각 공기를 상기 엔진의 연소기로 통과시키는 단계를 포함한다.

실시예 10:

실시예 9의 터빈 로터 블레이드의 단을 위해 냉각 회로를 갖는 산업용 가스 터빈 엔진을 작동시키는 공정에 있어서, 상기 과압된 냉각 공기를 상기 터빈 로터 블레이드를 냉각시키고, 상기 연소기로 흐르게 하기 위한 충분한 압력으로 상기 로터 내에 배치된 중심 통로 내로 통과시키는 단계를 더 포함한다.

실시예 11:

실시예 9의 터빈 로터 블레이드의 단을 위해 냉각 회로를 갖는 산업용 가스 터빈 엔진을 작동시키는 공정에 있어서, 상기 냉각 공기를 상기 터빈 로터 블레이드 내에 형성된 냉각 회로로 통과시키기 전에, 상기 과압된 냉각 공기를 상기 터빈의 제 1 단 로터와 상기 터빈의 제 2 단 로터 사이에 배치된 스페이서 디스크를 통해 통과시키는 단계를 더 포함한다.

실시예 12:

실시예 9의 터빈 로터 블레이드의 단을 위해 냉각 회로를 갖는 산업용 가스 터빈 엔진을 작동시키는 공정에 있어서, 상기 수집 매니폴드로부터의 냉각 공기를 상기 제 1 단 터빈 로터를 통해 상기 제 1 단 터빈 로터의 전방측에 배치된 턴다운 매니폴드로 통과시키는 단계; 및 상기 턴다운 매니폴드로부터의 냉각 공기를 상기 로터의 냉각 공기 통로로 통과시키는 단계를 더 포함한다.

실시예 13:

산업용 가스 터빈 엔진의 제 1 및 제 2 단 로터 블레이드에 냉각 공기를 공급 및 배출시키기 위한 냉각 공기 분배 조립체는, 복수의 제 1 단 터빈 로터 블레이드 냉각 공기 공급 통로와 복수의 제 2 단 터빈 로터 블레이드 냉각 공기 공급 통로를 교차로 구비한 스페이서 디스크; 스페이서 디스크의 후방측에 배치되어 있는 제 1 단 터빈 로터 블레이드 냉각 공기 공급 통로의 주입구; 스페이서 디스크의 전방측에 배치되어 있는 제 2 단 터빈 로터 블레이드 냉각 공기 공급 통로의 주입구; 스페이서 디스크의 전방측에 배치되어 있는 제 1 단 터빈 로터 블레이드 냉각 공기 공급 통로의 배출구; 스페이서 디스크의 후방측에 배치되어 있는 제 2 단 터빈 로터 블레이드 냉각 공기 공급 통로의 배출구; 스페이서 디스크의 상부측에 고정되어 있는 냉각 공기 수집 매니폴드; 수집 매니폴드의 전방측에 제 1 냉각 공기 주입구를 갖는 냉각 공기 수집 매니폴드; 수집 매니폴드의 후방측에 제 2 냉각 공기 주입구를 갖는 냉각 공기 수집 매니폴드; 수집 캐비티의 전방측 및 제 1 냉각 공기 주입구의 양측에 제 1 및 제 2 냉각 공기 배출구를 갖는 냉각 공기 수집 매니폴드를 포함한다.

실시예 14:

실시예 13의 산업용 가스 터빈 엔진의 제 1 및 제 2 단 로터 블레이드에 냉각 공기를 공급 및 배출하기 위한 냉각 공기 분배 조립체에 있어서, 상기 냉각 공기 수집 매니폴드는 전체 환상 수집 매니폴드를 형성하는 복수의 환상 세그먼트인 것을 더 포함한다.

실시예 15:

실시예 13의 산업용 가스 터빈 엔진의 제 1 및 제 2 단 로터 블레이드에 냉각 공기를 공급 및 배출하기 위한 냉각 공기 분배 조립체에 있어서, 상기 수집 매니폴드는 전나무 형상의 부착물로 상기 스페이서 디스크에 고정되어 있는 것을 더 포함한다.

실시예 16:

실시예 15의 산업용 가스 터빈 엔진의 제 1 및 제 2 단 로터 블레이드에 냉각 공기를 공급 및 배출하기 위한 냉각 공기 분배 조립체에 있어서, 상기 전나무 형상의 부착물은 상기 산업용 가스 터빈 엔진의 축방향으로 연장되어 있는 것을 더 포함한다.

실시예 17:

실시예 13의 산업용 가스 터빈 엔진의 제 1 및 제 2 단 로터 블레이드에 냉각 공기를 공급 및 배출하기 위한 냉각 공기 분배 조립체에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 냉각 공기 주입구는 각각 실링된 중공 배기관에 연결되고; 상기 제 1 및 제 2 냉각 공기 배출구는 각각 실링된 중공 내통관에 연결되어 있는 것을 더 포함한다.

실시예 18:

실시예 17의 산업용 가스 터빈 엔진의 제 1 및 제 2 단 로터 블레이드에 냉각 공기를 공급 및 배출하기 위한 냉각 공기 분배 조립체에 있어서, 상기 내통관은 배기관보다 더 큰 직경을 갖는 것을 더 포함한다.

실시예 19:

실시예 17의 산업용 가스 터빈 엔진의 제 1 및 제 2 단 로터 블레이드에 냉각 공기의 공급 및 배출을 위한 냉각 공기 분배 조립체에 있어서, 상기 배기관 및 상기 내통관은 모두 도그본 형상의 관인 것을 더 포함한다.

본 발명은 본 명세서에 특별히 나타내고 설명된 것으로 한정되지 않음을 당업자에 의해 이해될 것이다. 또한, 위에서 언급하지 않는 한, 수반되는 도면은 모두 비례하지 않는다는 것을 알아야 한다. 상기 교시에 비추어 볼 때에, 이하의 청구범위에 의해서만 제한되는 본 발명의 범위 및 사상으로부터 벗어남 없이 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

Claims (19)

1. 로터에 의해 터빈에 연결된 컴프레서;
   제 1 단 터빈 블레이드를 구비한 제 1 단 터빈 로터 디스크;
   내부 냉각 공기 회로를 갖는 제 1 단 터빈 블레이드;
   제 2 단 터빈 블레이드를 구비한 제 2 단 터빈 로터 디스크;
   내부 냉각 공기 회로를 갖는 제 2 단 터빈 블레이드;
   제 1 단 터빈 로터 디스크와 제 2 단 터빈 로터 디스크 사이에 배치된 냉각 공기 분배 장치;
   제 1 단 터빈 블레이드 냉각 공기 공급 통로와 제 2 단 터빈 블레이드 냉각 공기 공급 통로를 구비한 냉각 공기 분배 장치;
   냉각 공기 분배 장치로부터 연장되고 제 1 단 터빈 로터 디스크와 제 2 단 터빈 로터 디스크 사이에 배치된 열풍 수집 매니폴드;
   제 1 단 터빈 로터 디스크의 전방측에 배치된 열풍 턴다운 매니폴드;
   열풍 턴다운 매니폴드에 연결된 주입구 및 로터 배출홀인 배출구를 갖는 로터 열풍 리턴 통로;
   스테이터 캐비티 내로 개구되고 로터 배출홀에 맞추어 정렬되는 주입구를 갖는 스테이터;
   스테이터 캐비티를 연소기의 주입구와 연결시킨 스테이터 열풍 리턴 통로; 및
   제 1 단 터빈 로터 디스크를 통해 냉각 공기 분배 장치로 압축 공기를 전달하기 위해 로터 내에 배치된 중앙 송출관을 포함하는 전력 생산을 위한 산업용 가스 터빈 엔진.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 냉각 공기 분배 장치는 제 1 단과 제 2 단 냉각 공기 공급 통로를 교차로 구비한 스페이서 디스크를 포함하고, 각각이 제 1 단 터빈 로터 디스크와 제 2 단 터빈 로터 디스크 사이에 형성된 공간으로의 주입구 및 상기 제 1 및 제 2 단 터빈 로터 디스크의 냉각 공기 주입구에 연결된 배출구를 갖는 전력 생산을 위한 산업용 가스 터빈 엔진.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 로터와 상기 스테이터 사이에 형성되어 있는 제 1 래비린스 시일 및 제 2 래비린스 시일을 더 포함하고, 제 1 래비린스 시일은 상기 로터 배출홀과 상기 스테이터 주입구홀의 제 1 측에 있고, 제 2 래비린스 시일은 상기 로터 배출홀과 상기 스테이터 주입구홀의 제 2 측에 있는 전력 생산을 위한 산업용 가스 터빈 엔진.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 단 터빈 로터 디스크와 상기 제 2 단 터빈 로터 디스크 사이에 형성된 공간은 상기 냉각 공기 분배 장치 냉각 공기 공급 통로에 냉각 공기를 공급하기 위해 상기 중앙 송출관에 연결되어 있는 전력 생산을 위한 산업용 가스 터빈 엔진.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 열풍 수집 매니폴드는 상기 제 1 단 터빈 로터 디스크를 통과하는 내통관을 통해 상기 열풍 턴다운 매니폴드에 연결되어 있는 전력 생산을 위한 산업용 가스 터빈 엔진.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 열풍 수집 매니폴드는
   전방측의 제 1 단 터빈 블레이드 열풍 주입구;
   후방측의 제 2 단 터빈 블레이드 열풍 주입구; 및
   전방측의 열풍 배출구를 포함하는 전력 생산을 위한 산업용 가스 터빈 엔진.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 열풍 턴다운 매니폴드는 후방측의 제 1 및 제 2 열풍 축방향 주입구 및 그 사이에 90도 턴 채널을 갖는 단일 열풍 방사상 내향 배출구를 포함하는 전력 생산을 위한 산업용 가스 터빈 엔진.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 로터의 상기 열풍 턴다운 매니폴드의 배출구와 상기 열풍 리턴 통로의 주입구 사이에 연결되어 상기 로터의 회전으로 인해 시일을 형성하는 이송관을 더 포함하는 전력 생산을 위한 산업용 가스 터빈 엔진.
9. 산업용 가스 터빈 엔진의 로터 내에 배치된 중앙 통로를 통해 과압된 냉각 공기를 통과시키는 단계;
   과압된 냉각 공기를 제 1 단 냉각 기류 및 제 2 단 냉각 기류로 분리하는 단계;
   제 1 단 냉각 기류를 터빈 로터 블레이드의 제 1 단 내에 형성된 냉각 회로를 통해 통과시키는 단계;
   제 2 단 냉각 기류를 터빈 로터 블레이드의 제 2 단 내에 형성된 냉각 회로를 통해 통과시키는 단계;
   제 1 단 터빈 로터 블레이드 및 제 2 단 터빈 로터 블레이드로부터의 냉각 기류를 공통의 수집 매니폴드에서 수집하는 단계;
   공통의 수집 매니폴드로부터의 냉각 공기를 제 1 단 터빈 로터 디스크를 통해 통과시키는 단계;
   제 1 단 터빈 로터 디스크로부터의 냉각 공기를 산업용 가스 터빈 엔진의 로터를 통해 통과시키는 단계;
   산업용 가스 터빈 엔진의 로터로부터의 냉각 공기를 산업용 가스 터빈 엔진의 스테이터에 형성된 냉각 공기 캐비티로 배출시키는 단계; 및
   스테이터 캐비티로부터의 냉각 공기를 산업용 가스 터빈 엔진의 연소기로 통과시키는 단계를 포함하는 터빈 로터 블레이드의 제 1 및 제 2 단을 위해 냉각 회로를 갖는 산업용 가스 터빈 엔진을 작동시키는 공정.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 터빈 로터 블레이드를 냉각시키고, 상기 연소기로 흐르게 하기 위한 충분한 압력으로 상기 로터 내에 배치된 중심 통로로 상기 과압된 냉각 공기를 통과시키는 단계를 더 포함하는 터빈 로터 블레이드의 단을 위해 냉각 회로를 갖는 산업용 가스 터빈 엔진을 작동시키는 공정.
11. 제 9 항에 있어서,
    상기 냉각 공기를 상기 터빈 로터 블레이드 내에 형성된 상기 냉각 회로로 통과시키기 전에, 상기 과압된 냉각 공기를 상기 터빈의 제 1 단 로터 디스크와 상기 터빈의 제 2 단 로터 디스크 사이에 배치된 스페이서 디스크를 통해 통과시키는 단계를 더 포함하는 터빈 로터 블레이드의 단을 위해 냉각 회로를 갖는 산업용 가스 터빈 엔진을 작동시키는 공정.
12. 제 9 항에 있어서,
    상기 공통의 수집 매니폴드로부터의 냉각 공기를 상기 제 1 단 터빈 로터 디스크를 통해 상기 제 1 단 터빈 로터 디스크의 전방측에 배치된 턴다운 매니폴드로 통과시키는 단계; 및
    상기 턴다운 매니폴드로부터의 냉각 공기를 상기 로터의 냉각 공기 통로로 통과시키는 단계를 더 포함하는 터빈 로터 블레이드의 단을 위해 냉각 회로를 갖는 산업용 가스 터빈 엔진을 작동시키는 공정.
13. 복수의 제 1 단 터빈 로터 블레이드 냉각 공기 공급 통로와 복수의 제 2 단 터빈 로터 블레이드 냉각 공기 공급 통로를 교차로 구비한 스페이서 디스크;
    스페이서 디스크의 후방측에 배치되어 있는 제 1 단 터빈 로터 블레이드 냉각 공기 공급 통로의 주입구;
    스페이서 디스크의 전방측에 배치되어 있는 제 2 단 터빈 로터 블레이드 냉각 공기 공급 통로의 주입구;
    스페이서 디스크의 전방측에 배치되어 있는 제 1 단 터빈 로터 블레이드 냉각 공기 공급 통로의 배출구;
    스페이서 디스크의 후방측에 배치되어 있는 제 2 단 터빈 로터 블레이드 냉각 공기 공급 통로의 배출구;
    스페이서 디스크의 상부면에 고정되어 있는 수집 매니폴드;
    수집 매니폴드의 전방측에 제 1 냉각 공기 주입구를 갖는 냉각 공기 수집 매니폴드;
    수집 매니폴드의 후방측에 제 2 냉각 공기 주입구를 갖는 냉각 공기 수집 매니폴드;
    수집 캐비티의 전방측 및 제 1 냉각 공기 주입구의 양측에 제 1 및 제 2 냉각 공기 배출구를 갖는 냉각 공기 수집 매니폴드를 포함하는 산업용 가스 터빈 엔진의 제 1 및 제 2 단 로터 블레이드에 냉각 공기를 공급 및 배출시키기 위한 냉각 공기 분배 조립체.
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 수집 매니폴드는 전체 환상 수집 매니폴드를 형성하는 복수의 환상 세그먼트인 산업용 가스 터빈 엔진의 제 1 및 제 2 단 로터 블레이드에 냉각 공기를 공급 및 배출시키기 위한 냉각 공기 분배 조립체.
15. 제 13 항에 있어서,
    상기 수집 매니폴드는 전나무 형상의 부착물로 상기 스페이서 디스크에 고정되어 있는 산업용 가스 터빈 엔진의 제 1 및 제 2 단 로터 블레이드에 냉각 공기를 공급 및 배출시키기 위한 냉각 공기 분배 조립체.
16. 제 15 항에 있어서,
    상기 전나무 형상의 부착물은 상기 산업용 가스 터빈 엔진의 축방향으로 연장되어 있는 산업용 가스 터빈 엔진의 제 1 및 제 2 단 로터 블레이드에 냉각 공기를 공급 및 배출시키기 위한 냉각 공기 분배 조립체.
17. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 냉각 공기 주입구는 각각 실링된 중공 배기관에 연결되어 있고;
    상기 제 1 및 제 2 냉각 공기 배출구는 각각 실링된 중공 내통관에 연결되어 있는 산업용 가스 터빈 엔진의 제 1 및 제 2 단 로터 블레이드에 냉각 공기를 공급 및 배출시키기 위한 냉각 공기 분배 조립체.
18. 제 17 항에 있어서,
    상기 내통관은 배기관보다 더 큰 직경을 갖는 산업용 가스 터빈 엔진의 제 1 및 제 2 단 로터 블레이드에 냉각 공기를 공급 및 배출시키기 위한 냉각 공기 분배 조립체.
19. 제 17 항에 있어서,
    상기 배기관 및 상기 내통관은 모두 도그본 형상의 관인 산업용 가스 터빈 엔진의 제 1 및 제 2 단 로터 블레이드에 냉각 공기를 공급 및 배출시키기 위한 냉각 공기 분배 조립체.

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