NL8403846A

NL8403846A - ROTOR WITH DOUBLE SIDED BLADE FOOT COOLING.

Info

Publication number: NL8403846A
Application number: NL8403846A
Authority: NL
Original assignee: United Technologies Corp
Priority date: 1983-12-22
Filing date: 1984-12-19
Publication date: 1985-07-16
Also published as: DK599284D0; IL73765A; JPS60156904A; GB2151714B; FR2557205B1; DE3444588A1; DK599284A; GB8431267D0; GB2151714A; CH667897A5; KR850004512A; IL73765A0; GR82529B; CA1198986A; BE901367A; YU217684A; FR2557205A1

Description

# Ί * -1-# Ί * -1-

Rotor met dubbelzijdige bladvoet-koeling.Rotor with double-sided blade foot cooling.

De uitvinding heeft betrekking op gasturbine-rotors en meer in het bijzonder op het koelen van de rotorschijf en de bladvoet.The invention relates to gas turbine rotors and more particularly to the cooling of the rotor disc and the blade base.

In de hete turbinesectie van een gasturbinemotor is 5 het vereist dat de voeten van de turbine-bladen en de opneem _ rand van de turbineschijf en de schijfnok worden gekoeld tijdens het bedrijf van de motor.Dit wordt gedaan door het voeren van koellucht langs de schijf via axiale kanalen, die zijn gevormd in de bladvoetsleuf tussen het binnen-einde van .In the hot turbine section of a gas turbine engine, it is required that the feet of the turbine blades and the receiving edge of the turbine disk and the disk cam be cooled during the operation of the engine, this is done by passing cooling air along the disk via axial channels formed in the leaf foot slot between the inner end of.

10 de bladvoet en de opneemrand van de schijf.De koellucht- stroom gaat eerst door de sleuf in stroomafwaartse richting en komt terecht in een compartiment aan de stroomafwaartse zijde van de schijf.10 the blade base and the receiving edge of the disc. The cooling air stream first passes through the slot in the downstream direction and enters a compartment on the downstream side of the disc.

Bij de turbines van een gasturbinemotor is het 15 gebruikelijk dat de bladen "hol" zijn, dat wil zeggen dat erin kanalen en/of compartimenten zijn aangebracht voor de stroming van koellucht daar doorheen om de temperatuur van het blad onder een bepaalde waarde te houden.In the turbines of a gas turbine engine, it is common for the blades to be "hollow", ie, channels and / or compartments are provided therein for the flow of cooling air therethrough to keep the temperature of the blade below a certain value.

Het is bekend om een deel van de koellucht stroomop-20 waarts van de schijf af te nemen en te voeren in de holle bladen via radiaal lopende kanalen door het vergro te randdeel van de schijf. Deze kanalen staan in verbinding met zich radiaal uitstrekkende kanalen door de bladvoeten, die zorgen voor toevoer aan de holle bladen.It is known to take some of the cooling air upstream of the disc and feed it into the hollow blades through radially running channels through the enlarged edge portion of the disc. These channels communicate with radially extending channels through the blade feet, which supply the hollow blades.

25 In een tweetrapsturbine worden beide trappen gekoeld onder gebruik making van koellucht vanaf een compartiment stroomopwaarts van de schijf van de eerste trap.De koellucht voor de schijf -rand en bladen van de tweede trap wordt vanaf dit stroomopwaartse compartiment gevoerd via axiale 30 openingen in de eerste schijf en naar een tussenliggend compartiment gevormd tussen de schijven van de eerste en de tweede trap. De koellucht wordt dan bij-voorbeeld vanaf het tussenliggende compartiment geleid in de holle bladen van de rotor van de tweede trap via kanalen die zich nagenoeg 35 radiaal uitstrekken door het verbrede randdeel van de schijf.In a two stage turbine, both stages are cooled using cooling air from a compartment upstream of the disc of the first stage. The cooling air for the disc edge and blades of the second stage is fed from this upstream compartment through axial openings in the first disc and to an intermediate compartment formed between the first and second stage discs. The cooling air is then guided, for example, from the intermediate compartment into the hollow blades of the second stage rotor through channels extending substantially radially through the widened edge portion of the disc.

» 84038468403846

is His H

-2--2-

De kanalen staan in verbinding met kanalen door de bladvoeteir via welke de lucht wordt toegevoerd aan de holle bladen.The channels communicate with channels through the leaf foot through which the air is supplied to the hollow blades.

Het is gewenst de hoeveelheid koellucht zo gering mogelijk te houden onder handhaving van acceptabele werktemp-5 peraturen van de onderdelen, daar hierdoor het motor-rendement wordt verbeterd. Het- is eveneens gewenst zoveel mogelijk het aanbrengen van openingen in de schijven te vermijden, daar deze openingen de schijf verzwakken en de levensduur ervan verkorten.It is desirable to keep the amount of cooling air as small as possible while maintaining acceptable operating temperatures of the parts as this improves engine efficiency. It is also desirable to avoid making openings in the discs as much as possible, as these openings weaken the disc and shorten its life.

10 Een doel van de onderhavige uitvinding is het verminderen van de hoeveelheid koellucht, die noodzakelijk is om de bladvoeten en de hokken van de bladschijf van de rotor van een gasturbine motor binnen acceptabele bedrijfs-temperaturen te houden . .An object of the present invention is to reduce the amount of cooling air necessary to keep the blade feet and the blade disc housings of the gas turbine engine rotor within acceptable operating temperatures. .

15 Volgens de onderhavige uitvinding werkt een turbine- rotorschijf samen met bladvoeten aangebracht in sleuven die op afstand van elkaar zijn aangebracht over de rand van de schijf voor het vormen van een paar koellucht-kanalen door elke schijfsleuf, waarbij de kanalen in serie met elkaar 20 liggen zodanig dat koellucht in stroomafwaartse richting stroomt door één van de kanalen en dan in en door het andere kanaal in tegengestelde richting.According to the present invention, a turbine rotor disc cooperates with blade feet arranged in slots spaced about the edge of the disc to form a pair of cooling air channels through each disc slot, the channels being in series with each other. so that cooling air flows downstream through one of the channels and then into and through the other channel in the opposite direction.

Bij de bekende stand van de techniek bezat de koellucht,na eendoorgang gemaakt te hebben door de sleuf in 25 stroomafwaartse richting, nog aanvullende koel-capaciteit, die nagenoeg ongebruikt verloren ging. Volgens de onderhavige uitvinding wordt nu deze relatief koele lucht teruggévoerd door de sleuf in stroomopwaartse richting. Hierdoor is 26% minder koellucht vereist bij het koelings-stelsel volgens de 30 onderhavige uitvinding, in vergelijking met de bekende stelsel.In the prior art, the cooling air, after making a passage through the slot in the downstream direction, still had additional cooling capacity, which was lost almost unused. According to the present invention, this relatively cool air is now returned through the slot in the upstream direction. As a result, 26% less cooling air is required in the cooling system of the present invention, compared to the known system.

Volgens een voorkeurs uitvoeringsvorm vindt de eerste doorgang van koellucht door de sleuf plaats door een eerste kanaal gevormd tussen het binneneinde van de bladvoet en de 35 basis van de sleuf, die zich in de opneemrand van de schijf bevindt. Radiale kanalen door de bladvoet, voor het geleiden van koellucht in holle profieldelen die een integraal geheel vormen met de bladvoet, snijden het eerste kanaal.Een deel van de koellucht door het eerste kanaal wordt afgebogen in 40 het profieldeel.In a preferred embodiment, the first passage of cooling air through the slot is through a first channel formed between the inner end of the blade base and the base of the slot located in the receiving edge of the disc. Radial channels through the blade base, for guiding cooling air into hollow profile parts that are integral with the blade base, cut the first channel. Part of the cooling air through the first channel is deflected into the profile section.

8403846 Λ · -3-8403846 Λ -3-

Deze en verdere doeleinden, kenmerken en voordelen van de onderhavige- uitvin^igj^rdènnu nader uitgeleid aan de hand van een uitvoeringsvoorbeeld , weergegeven in de tekening, waarin: 5 Fig. 1 schematisch een deel van een langsdoorsnede toont van de turbine, sectie van een gasturbine motor volgens de uitvinding?These and further objects, features and advantages of the present invention are further elucidated on the basis of an exemplary embodiment, shown in the drawing, in which: 1 schematically shows part of a longitudinal section of the turbine, section of a gas turbine engine according to the invention?

Fig. 2 , 3 en 4 doorsneden tonen volgens respectievelijk de lijnen IHI; III-III en IWV van fig. 1 ? 10 Fig. 5 een perspectivisch -aanzicht toont van een segment van de ringvormige vasthouder van het achterste blad van de turbine-rotor van de eerste trap?Fig. 2, 3 and 4 show sections along lines IHI, respectively; III-III and IWV of fig. 1? FIG. 5 shows a perspective view of a segment of the annular retainer of the rear blade of the first stage turbine rotor?

Fig. 6 een gedeeltelijk weggebroken doorsnede toont ongeveer volgens de lijn VI-VI van fig. 3? 15 Fig. 7 een doorsnede toont volgens de lijn VII- VII van fig, 6.Fig. 6 shows a partly broken away section approximately along the line VI-VI of FIG. 3? FIG. 7 shows a section on the line VII-VII of fig. 6.

De onderhavige uitvinding is toegelicht aan de hand van een deel van de turbine-sectie van een gasturbine motor, welke sectie in fig. 1 in het algemeen is aangeduid met 20 1 - Slechts de eerste twee trappen zi j'n weergegeven . Het rotorsamenstel van de eerste trap is in het algemeen aangeduid·, met 12 en dat van de tweede trap met 14.The present invention has been elucidated on the basis of a part of the turbine section of a gas turbine engine, which section is generally indicated in Fig. 1 by 20 1 - Only the first two stages are shown. The first stage rotor assembly is generally indicated at 12 and that of the second stage at 14.

Het eerste rotorsamenstel 12 omvat een schijf 16 met een aantal bladen 18 die over de omtrek ervan verdeeld 25 staan . Elk blad 18 omvat een profieldeel 20, een voetdeel 22 en een platform 25, welke delen een integraal geheel met elkaar vormen.Zoals eveneens blijkt uit fig. 2 bezit "het, voetdeel 22 een denneboomvormig einde 24, dat is aangebracht in een overeenkomstig gevormde sleuf 26 , die zich axiaal 30 uitstrekt door de schijf 16 heen vanaf het voorvlak 28 tot aan het achtervlak 30 ervan. De sleuven 26· bevinden zich op deze wijze tussen de schijfnokken 32 in.The first rotor assembly 12 includes a disc 16 with a plurality of blades 18 spaced about its periphery. Each blade 18 comprises a profile part 20, a foot part 22 and a platform 25, which parts form an integral whole with each other. As also appears from Fig. 2, the foot part 22 has a pine-tree-shaped end 24, which is arranged in a correspondingly shaped slot 26 extending axially 30 through the disc 16 from the front face 28 to the rear face 30. The slots 26 are thus located between the disc bosses 32.

Zich axiaal uitstrekkende koellucht kanalen 35 zijn gevormd tussen het binnenste eind oppervlak 37 van het 35 voeteinde 24 en de opneemrand 39 van de schijf 16. Deze kanalen 35 dienen voor het voeren van koellucht door de sleuven 26 vanaf een voorste ringvormige ruimte 31 aan de 8403846 « Ί> -4- voorzijde van de schijf 16 in een achterste ringvormige ruimte 33 op de achterzijde van de schijf 16 voor het koelen van de bladvoeteinden 24, de schijfnokken 32 en de opneemrand 39 van de schijf 16. Een deel van de door de 5 kanalen 35 stromende lucht wordt afgebogen naar koellucht-kanalen of compartimenten 23 binnen de profiel delen 20 via kanalen 27 door de bladvoeteinden 24 heen. De kanalen 27 bezitten inlaten 29 die direct in verbinding staan met de kanalen 35 via de sleuven 26.Axially extending cooling air channels 35 are formed between the inner end surface 37 of the foot end 24 and the receiving edge 39 of the disk 16. These channels 35 serve to pass cooling air through the slots 26 from a front annular space 31 on the 8403846. Front of the disc 16 in a rear annular space 33 on the rear of the disc 16 for cooling the blade feet 24, the disc lugs 32 and the receiving edge 39 of the disc 16. Part of the 5 channels 35 of flowing air is diverted to cooling air channels or compartments 23 within the profile parts 20 via channels 27 through the leaf foot ends 24. The channels 27 have inlets 29 which communicate directly with the channels 35 through the slots 26.

10 Het tweedejrotorsamenstel 14 omvat een schijf 34 met een aantal bladen 36 die over de omtrek ervan verdeeld staan. Zoals in het bijzonder blijkt uit de figuren1 en 3 omvat eik blad 36 een profiel-deel 38, een voetdeel 40 en en platform 42 , welke delen een integraal geheel met elkaar 15 vormen.Het voetdeel 40 omvat een denneboomvormig einde 44 dat is aangebracht in een overeenkomstig gevormde sleuf 46 die zich tussen de schijfnokken 47 bevindt. DE sleuven 46 strekken zich axiaal door de schijf 34 'uiti vanaf het .voorvlak 48 naar het achtervlak 50 van de schijf. Het 20 binnenste, radiaal naar binnen toe gerichte oppervlak 51 van elk voeteinde 44 ligt radiaal op afstand van het radiaal naar buiten toe gerichte bodemoppervlak 53 van de sleuf 46 , die eveneens de opneemrand van de schijf 34 is. Daarbij is een eerste zich radiaal uitstrekkend koelluchtkanaal 55 gevormd 25 voor het voeren van koellucht door de sleuf 46 van de schijf vanaf een compartiment, zoals het compartiment 66 aan. de voorzijde van de schijf 34, naar een ringvormige ruimte 57 aan de achterzijde van de schijf 34.Verdere kenmerken van de uitvoering van de koelorganen voor de schijf en platen van de 30 tweede trap zullen hierna worden beschreven.The second jumper assembly 14 includes a disc 34 with a number of blades 36 distributed along its periphery. As shown in particular from Figures 1 and 3, each blade 36 comprises a profile part 38, a foot part 40 and a platform 42, which parts form an integral whole with each other. The foot part 40 comprises a pine-tree-shaped end 44 which is arranged in a correspondingly shaped slot 46 located between the disc bosses 47. The slots 46 extend axially through the disc 34 'from the front face 48 to the back face 50 of the disc. The inner, radially inwardly facing surface 51 of each foot end 44 is radially spaced from the radially outwardly facing bottom surface 53 of the slot 46, which is also the receiving edge of the disk 34. Thereby, a first radially extending cooling air channel 55 is formed to pass cooling air through the slot 46 of the disk from a compartment such as the compartment 66. the front of the disk 34, to an annular space 57 at the rear of the disk 34. Further features of the arrangement of the disk coolers and plates of the second stage will be described below.

De schijven 16 en 34 zijn verbonden met een motoras-samenstel 52 door middel van een ringvormig steun-element 54, dat door middel van glijribben op het assamenstel 52 is vastgezet zoals bij 56. Meer in het bijzonder auvat de schijf 35 16 een van een flens voorziene cilindrische steunarm 58 en de schijf 34 omvat een van een flens voorziene cilindrische steunarm 60. De armen 58 en 60 zijn op geschikte wijze verbonden met het steunelement 54, zoals door middel van een aantal boutmoersamenstellen 62.The disks 16 and 34 are connected to a motor shaft assembly 52 by an annular support member 54 secured to the shaft assembly 52 by sliding ribs as at 56. More specifically, the disk 35 16 is one of flanged cylindrical support arm 58 and the disk 34 includes a flanged cylindrical support arm 60. The arms 58 and 60 are suitably connected to the support element 54, such as by a number of bolt nut assemblies 62.

8403846 if * -5-8403846 if * -5-

Een ringvormig afstandsstuk 64 is radiaal buiten de . steunarmen 58 en 60 aangebracht en strekt zich axiaal uit tussen het achtervlak 30 van de eerstetrapsschijf 16 en het voorvlak 48 van de tweedetrapsschijf 34 voor het vormen vna 5 een tussenliggend ringvormig koelluchtcompartiment 66 radiaal buiten de steunarmen en zich axiaal uitstrekkende tussen het achtervlak 30 en het voorvlak 48. Het vooreinde 68 van het afstandsstuk 64 omvat een radiaal naar buiten toe gericht cilindrisch oppervlak 70 dat aanligt tegen een 10 corresponderend radiaal naar binnen toe gericht cilindrisch oppervlak 72 van het achtervlak 30. Het cilindrische oppervla 0 omvat een aantal over de omtrek ervan verdeeld staande uitsnijdingen 71 (zie fig. 4), die zich in axiale richting uitstrekken voor het afmeten van een stroom koellucht vanaf 15 de achterste koelluchtruimte 33 naar het tussenliggende compartiment 66, zoals hierna nog zal worden toegelicht.An annular spacer 64 is radially outward. support arms 58 and 60 and extends axially between the rear surface 30 of the first stage disc 16 and the front surface 48 of the second stage disc 34 to form an intermediate annular cooling air compartment 66 radially outside the support arms and extending axially between the rear surface 30 and the front face 48. The front end 68 of the spacer 64 includes a radially outwardly directed cylindrical surface 70 abutting a corresponding radially inwardly directed cylindrical surface 72 of the rear face 30. The cylindrical surface 0 includes a plurality about its periphery distributed cutouts 71 (see FIG. 4), which extend axially to measure a flow of cooling air from the rear cooling air space 33 to the intermediate compartment 66, as will be explained below.

Op gelijke wijze omvat het achtereinde 74 van het afstandsstuk 64 eenjradiaal naar buiten toe gericht cilindrisch oppervlak76, dat aanligt tegen een corresponderend radiaal 20 naar binnen toe gericht cilindrisch oppervlak 78 van het voorvlak 48 van de schijf 34. Het afstandsstuk 64 wordt dus radiaal ondersteund door de schijven 16 en 34 en draait daarmee. Een aantal over de omtrek verdeeld staande sleuven 75 in het achtereinde 74 ligt in lijn met een aantal over de 25 omtrek verdeeld staande radiale sleuven 77 in het voorvlak 48 van de schijf 34 voor het vormen van kanalen', voor de stroom koellucht van het compartiment 66 in en door het eerste koelluchtkanaal 55 binnen de bladvoetsleuven 46.Likewise, the rear end 74 of the spacer 64 includes a radially outwardly directed cylindrical surface 76 that abuts a corresponding radially inwardly directed cylindrical surface 78 of the front face 48 of the disk 34. Thus, the spacer 64 is supported radially by the discs 16 and 34 and rotate therewith. A plurality of circumferentially spaced slots 75 in the rear end 74 aligns with a number of circumferentially spaced radial slots 77 in the front face 48 of the disk 34 to form channels for the flow of cooling air from the compartment 66 in and through the first cooling air channel 55 within the leaf base slots 46.

Bij deze uitvoeringsvorm draagt het afstandsstuk 64 30 een aantal radiaal naar buiten toe gerichte mesranden 80, die op zeer geringe afstand liggen van een stationaire ringvormige afdichtingsstrip 82. De strip 82 wordt door een geschikte constructie ondersteund vanaf de binnen einden 84 van een aantal over de omtrek verdeeld staande stator-35 schoepen 86 aangebracht tussen de profieldelen 20 en 38 van respectievelijk de eerste en de tweede rotortrap. De schoepen 86 worden ondersteund vanaf een buitenste motorhuis 88.In this embodiment, the spacer 64 30 carries a plurality of radially outwardly directed knife edges 80 spaced very closely from a stationary annular sealing strip 82. The strip 82 is supported by suitable construction from the inner ends 84 of a number over the circumferentially spaced stator 35 blades 86 disposed between the profile portions 20 and 38 of the first and second rotor stages, respectively. The blades 86 are supported from an outer motor housing 88.

8403846 * * -6-8403846 * * -6-

Op het voorvlak· 28 van de schijf 16 is een ringvormige bladtegenhoudplaat 90 bevestigd. Meer in het bijzonder omvat het radiale binnen-einde 92 van de plaat 90 een axiaal lopende flens 94 met een radiaal naar buiten toe gericht 5 cilindrisch oppervlak 96. Het voorvlak 28 van de schijf 16 omvat een axiaal lopende flens 98 met een radiaal naar binnen toe gericht cilindrisch oppervlak 100.Het oppervlak 96 is aangepast op het oppervlak 100 om de plaat 90 radiaal te richten en te ondersteunen ten opzichte van de schijf 16. De ”•0 plaat 90 wordt in axiale richting opgesloten door een gespleten ring 101 en een binnenste ringvormige afdichtings-drager 102, die met bouten 106 is vastgezet aan een radiaal •naar binnen toe gerichte flens 104 van de schijf 16. De afdichtingsdrager 102 omvat een aantal bekende , zich 15 radiaal naar buiten toe uitstrekkende , mesranden 108, die afdichtend aanliggen tegen een stationaire ringvormige afdichtingsstrip 110, die is bevestigd aan de stationaire constructie, welke in het algemeen is aangeduid met 112.An annular blade retaining plate 90 is mounted on the front face 28 of the disk 16. More specifically, the radial inner end 92 of the plate 90 includes an axially extending flange 94 with a radially outwardly directed cylindrical surface 96. The front face 28 of the disk 16 includes an axially extending flange 98 with a radially inwardly oriented cylindrical surface 100. The surface 96 is adapted to the surface 100 to orient the plate 90 radially and support it with respect to the disk 16. The plate 90 is enclosed in axial direction by a split ring 101 and a inner annular seal carrier 102, which is bolted to a radially inwardly directed flange 104 of the disk 16. The seal carrier 102 includes a number of known radially outwardly extending knife edges 108 which are sealingly abutting against a stationary annular sealing strip 110, which is attached to the stationary structure, which is generally designated 112.

De plaat 90 omvat eveneens een zich axiaal uitstrekkende 20 cilindrische afdichtingsdrager 114, die er een integraal geheel mee vormt en die een aantal bekende,radiaal naar buiten toe lopende mesranden 116 draagt.De mesranden 116 liggen afdichtend aan tegen een stationaire ringvormige afdichtingsstrip 118, die is bevestigd aan de stationaire 25 constructie 112. De stationaire constructie 112 werkt samen met een trap van statorschoepen 120, die stroomopwaarts in de gasstroom van de rotorbladen 20 zijn aangebracht. De bladen 120 worden op geschikte wijze vast gezet aan het motorhuis 88 .The plate 90 also includes an axially extending cylindrical seal carrier 114 integral with it and which carries a number of known radially outwardly extending knife edges 116. The knife edges 116 seal against a stationary annular sealing strip 118, which is attached to the stationary structure 112. The stationary structure 112 cooperates with a stage of stator vanes 120 mounted upstream in the gas stream of the rotor blades 20. The blades 120 are suitably secured to the motor housing 88.

3Q De plaat 90 omvat verder een afgeknotkegelvormig deel 126, dat zich radiaal naar buiten toe uitstrekt in stroomafwaartse richting. Het afgeknotkegelvormige deel 126 heeft een radiaal buiteneinde 128. Het einde 128 omvat een ringvormig oppervlak 61 dat axiaal stroomafwaarts is gericht 35 en aanligt, tegen het voorvlak 28 van de schijf 16 en de denneboomvormig uitgevoerde bladvoeteinden 24.The plate 90 further includes a frusto-conical portion 126 extending radially outwardly in the downstream direction. The frusto-conical portion 126 has a radial outer end 128. The end 128 includes an annular surface 61 that is axially downstream and 35 abuts the front face 28 of the disk 16 and the pine foot ends 24.

Zoals blijkt uit fig. 1 vormen de afdichtings-dragers 102, 114, de plaat 90 en de stationaire constructie 112 een binnenste ringvormig compartiment 122 waaraan 40 koellucht 8403846 -7- r ♦ wordt toegevoerd vanuit een aantal over de omtrek verdeel·# staande mondstukken 124. Tussen het binneneinde 92 en het buiteneinde 128 van de plaat 90 in ligt deze plaat .op afstand van het voorvlak 28 van de schijf, waardoor de ringvormige 5 koelluchtruimte 31 wordt gevormd die , via een grote opening 132 in de plaat 90, in verbinding staat en in feite deel uitmaakt van het compartiment 122. De mesranden 116 en een draadafdichting 134 tussen het plaateinde 128 en het voorvlak 28 van de schijf voorkomen lekkage vanuit de 10 compartimenten 122, 31 radiaal naar buiten toe in een buitenste gasruimte 136.As shown in FIG. 1, the seal carriers 102, 114, the plate 90, and the stationary structure 112 form an inner annular compartment 122 to which cooling air is supplied from a number of circumferentially distributed nozzles. 124. Between the inner end 92 and the outer end 128 of the plate 90, this plate is spaced from the front face 28 of the disc, thereby forming the annular cooling air space 31 which, through a large opening 132 in the plate 90, connection and is in fact part of the compartment 122. The knife edges 116 and a wire seal 134 between the plate end 128 and the front face 28 of the disc prevent leakage from the 10 compartments 122, 31 radially outward into an outer gas space 136.

Op het achter-vlak 30 van de schijf 16 zijn een aantal bladtegenhoudsegmenten 138 aangebracht, verdeelJ over de omtrek rond de motoras. In fig. 5 is één van deze 15 segmenten 138 perspectivisch weergegeven. Elk segment 138 omvat tegenover elkaar liggende eindvlakken 140, 142. Het eind oppervlak 140 ligt aan tegen het eind-oppervlak 142 van het ernaast liggende segment, voor het vormen van een volledig ringvormig element uit de segmenten. De segmenten 20 138 zijn axiaal opgesloten tussen het afstandsstuk 64 en het achtervlak 30 van de eerste schijf 16 voor het vormen van de reeds hierboven genoemde ringvormige koellucht ruimte 33, die de koellucht opneemt welke door de kanalen 35 binnen de bladvoetsleuven 26 stroomt. Een naar voren toe gericht, zich 25 over de omtrek uitstrekkend oppervlak 154 nabij .de radiaal buitenste rand 146 van elk 'segment 138 ligt aan tegen het schijf-oppervlak 30 (in werkelijkheid de nokken 32) en de eindvlakken van de denneboomvormig uitgevoerde bladvoeten voor het vormen van een volledige ringvormige afdichting, 30 welke afdichting wordt verbeterd door §en draadafdichting 156 aangebracht in een ringvormige groef gevormd door boogvormige groeisegmenten 158 in elk van de bladtegenhoudsegmenten 138. Op gelijke wijze liggen naar achteren toe gerichte boogvormige oppervlaktensegmenten 160 aan tegen het 35 naar voren toe gerichte ringvormige oppervlak 162 van het afstandsstuk 64 en deze vormen, tezamen met een draadaf dichting 164 aangebracht in de ringvormige groef verkregen door de gebogen groeisegmenten 166(4 en 5), een volledige ringvormige afdichting ten opzichte van het oppervlak 162.A number of blade retaining segments 138 are provided on the rear face 30 of the disk 16, distributed circumferentially about the motor shaft. In Fig. 5, one of these 15 segments 138 is shown in perspective. Each segment 138 includes opposed end surfaces 140, 142. The end surface 140 abuts the end surface 142 of the adjacent segment to form a fully annular member from the segments. The segments 138 are axially enclosed between the spacer 64 and the rear face 30 of the first disc 16 to form the aforementioned annular cooling air space 33, which receives the cooling air flowing through the channels 35 within the leaf base slots 26. A forwardly extending, circumferentially extending surface 154 adjacent to the radially outermost edge 146 of each segment 138 abuts the disc surface 30 (in reality the cams 32) and the end faces of the pine tree-shaped leaf feet for forming a complete annular seal, which seal is enhanced by a wire seal 156 formed in an annular groove formed by arcuate growth segments 158 in each of the blade retaining segments 138. Similarly, backwardly arcuate surface segments 160 abut the forward facing annular surface 162 of spacer 64 and these, together with a wire seal 164 disposed in the annular groove obtained by the curved growth segments 166 (4 and 5), form a complete annular seal with respect to surface 162.

3 4 ft 2 *1 d ft Λ * -8-3 4 ft 2 * 1 d ft Λ * -8-

Elk eindvlak 140, 142 is ondersneden ofwel getrapt zoals bij 148, zodanig dat een oppervlak 150 wordt gevormd evenwijdig met maar uit het vlak van zijn eindvlak 140 respectievelijk 142. De oppervlakken 150 strekken zich uit 5 vanaf de binnenste rand 144 van het segment 138 naar de trede 148.Zoals in het bijzonder blijkt uit fig. 4 worden daarbij sleuven 152 gevormd tussen de tegenelkaar aanliggende segmenten 138. De sleuven 152 zorgen voor 'een medium verbinding tussen de as -ruimte 33 en het tussenliggende compartiment 66, 10 · via de bovengenoemde uitsnijdingen 71 in het voorste einde 68 van het afstandsstuk 64. Doseeropeningen*'r151 (fig. 4) gevormd tussen tegen elkaar aanliggende segmenten 138, zorgen voor een verbinding tussen de gasruimte 33 en het buitenste ringvormige compartiment 153. De koellucht die in het 15 compartiment 153 stroomt wordt gebruikt voor het koelen van de mesranden 80 en de afdichtingsstrip 82.Each end face 140, 142 is undercut or stepped as at 148, such that a surface 150 is formed parallel to but out of the plane of its end face 140 and 142, respectively. The surfaces 150 extend from the inner edge 144 of the segment 138 to the step 148. As can be seen in particular from Fig. 4, slots 152 are formed between the abutting segments 138. The slots 152 provide a medium connection between the shaft space 33 and the intermediate compartment 66, 10 via the the above-mentioned cutouts 71 in the front end 68 of the spacer 64. Dosing apertures * r151 (FIG. 4) formed between abutting segments 138 provide a connection between the gas space 33 and the outer annular compartment 153. The cooling air entering the Compartment 153 flows is used to cool the knife edges 80 and the sealing strip 82.

De bladtegenhoudsegmenten 138 worden ondersteund en radiaal op hun plaats gehouden door een naar voren toe lopende gebogen lip 168 die een radiaal naar buiten toe 20 gericht oppervlak 170 bezit dat ligt op een radiaal naar binnen toe gericht cilindrisch oppervlak 172 van de schijf 16.Een nok 174 op elk segment 138 ligt aan tegen een naar achteren toe lopende ringvormige flens 176 van de schijf 16 om de segmenten 138 zowel axiaal als radiaal op hun plaats te 25 houden ten opzichte van de schijf 16.The blade retaining segments 138 are supported and held radially in place by a forwardly extending curved lip 168 which has a radially outwardly facing surface 170 lying on a radially inwardly directed cylindrical surface 172 of the disk 16. A cam 174 on each segment 138 abuts a rearwardly extending annular flange 176 of the disc 16 to hold the segments 138 both axially and radially in place with respect to the disc 16.

De tweedetrapsschi-jf 34 omvat eveneens blad" tegenhoudmiddelen op zowel de voor als de achter-zijde ervan . Bij deze uitvoeringsvorm is het afstandsstuk 64 eveneens de voorste bladbegènhoudèr.Meer in het bijzonder 30 omvat het achterste einde van het afstandsstuk 64 een zich radiaal naar buiten toe uitstrekkende ringvormige afdekplaat 178 met een achteroppervlak 180, dat aanligt tegen de vooroppervlakken van de nokken 47 en de voorvlakken 182 van de bladvoeten 40. Deze vooroppervlakken liggen nagenoeg in een 35 zelfde vlak. De afdekplaat 178 strekt zich radiaal naar buiten toe uit naar de bladplatforms 42 zodanig dat hij het voorste einde van de ruimte 186, gevormd tussen de uitstekende delen 187 van de bladvoeten 40 afdekt of afsluit.The second stage blade 34 also includes blade retaining means on both the front and rear thereof. In this embodiment, the spacer 64 is also the front blade retainer. More particularly, the rear end of the spacer 64 includes a radial to outwardly extending annular cover plate 178 with a rear surface 180 which abuts the front surfaces of the cams 47 and the front surfaces 182 of the leaf feet 40. These front surfaces are substantially flush, the cover plate 178 extending radially outwardly to the blade platforms 42 such that it covers or closes the leading end of the space 186 formed between the projections 187 of the blade feet 40.

84 0 3 S 4 6 -9-84 0 3 S 4 6 -9-

Om te voorkomen dat de bladen axiaal naar achteren toe bewegen is een ringvormige achterste afdekplaat 188 aangebracht. De afdekplaat 188 heeft een ringvormige , naar voren toe gerichte lip 190 die snapt over een kraag 192 op de 5 achterzijde van de schijf 34, waardoor de afdekplaat radiaal wordt ondersteund en op zijn plaats gebracht. DE afdekplaat is axiaal opgesloten door een gespleten ring 193, die aanligt tegen het radiaal binnenste einde van de afdekplaat 188 en stevig past tussen deze en een zich radiaal naar buiten toe 10 uitstrekkende rib-vormige flens 194 van de schijf 34. Het radiaal buitenste einde 196 van de afdekplaat 188 omvat een naar voren toe gericht ringvormig oppervlak 198, dat een ringvormige afdichting vormt tegen de in hoofdzaak in één vlak liggende achterste oppervlakken van de schijfnokken 47 15 en de naar achteren toe gerichte oppervlakken van de bladvoet-einden 44. Tussen de snapdiameter bij de kraag 192 en de afdichting op het oppervlak 198 ligt de afdekplaat 188 axiaal op afstand van het achtervlak 50 van de schijf 34 om de reeds bovengenoemde ringvormige gasruimte 57 er tussen te vormen.-20 Zoals in het bijzonder blijkt uit de figuren 3 en 6 liggen de radiaal naar binnen toe gerichte oppervlakken 200 van de buitentand 202 van het voetdeel 40 radiaal op afstand naar buiten toe van de corresponderende tegenover liggende oppervlakken 204 van de binnentand 206 van de schijf 25 hok voor het vormen van tweede koelluchtkanalen .208 door de sleuven 46. Deze kanalen hebben inlaten 209 bij het achtervla 50 van de schijf 34, welke inlaten in verbinding staan met de gasruimte 57. Het radiaal buitenste deel van het voorvlak van elke nok 47 springt iets terug zoals bij 210, zodat het iets 30 weg ligt van het oppervlak 180 van de afdekplaat 178 voor het verkrijgen van verbinding tussen de uitlaten 211 van de tweede koelluchtkanalen 208 en de ruimten 186 tussen de bladvoeten 40.To prevent the blades from moving axially backward, an annular rear cover plate 188 is provided. The cover plate 188 has an annular, forward-facing lip 190 that snaps over a collar 192 on the back of the disc 34, thereby radially supporting and securing the cover plate. The cover plate is axially enclosed by a split ring 193 which abuts the radially inner end of the cover plate 188 and fits snugly between it and a radially outwardly extending rib-shaped flange 194 of the disc 34. The radially outer end 196 of the cover plate 188 includes a forward-facing annular surface 198, which forms an annular seal against the substantially flush-lying rear surfaces of the disc bosses 47 and the rearward-facing surfaces of the blade foot ends 44. Between the snap diameter at the collar 192 and the seal on the surface 198, the cover plate 188 is axially spaced from the rear face 50 of the disc 34 to form the aforementioned annular gas space 57 therebetween. As shown in particular from the figures 3 and 6, the radially inwardly facing surfaces 200 of the outer tooth 202 of the foot portion 40 are radially spaced outwardly from the corr. Esposite opposing surfaces 204 of the inner tooth 206 of the disk 25 cage for forming second cooling air channels .208 through the slots 46. These channels have inlets 209 at the back face 50 of the disk 34, which inlets communicate with the gas space 57 The radially outer portion of the front face of each cam 47 recesses slightly as at 210, so that it is slightly away from the surface 180 of the cover plate 178 to provide connection between the outlets 211 of the second cooling air channels 208 and the spaces 186 between the leaf feet 40.

De eerste koellucht-kanalen 55 bezitten inlaten 212 35 en uitlaten 214. De inlaten 212 staan via de sleuven 75,76 in verbinding met het tussenliggende koelluchtcompartiment 66 tussen de eerste en de tweede rotorschijven 16, 34. De uitlaten 214 monden uit in de gasruimte 57 bij; de achterzijde 3 '4 o o β * βThe first cooling air channels 55 have inlets 212, 35 and outlets 214. The inlets 212 communicate through slots 75, 76 with the intermediate cooling air compartment 66 between the first and second rotor disks 16, 34. The outlets 214 open into the gas space 57 at; the back 3 '4 o o β * β

. ^ 4 J. ^ 4 J

V c -10- van de schijf 34. De eerste en tweede kanalen 55,208 staan in' serie geschakeld ten opzichte van elkaar via de gasruimte 57. Daar de druk in het tussenliggende compartiment 66 hoger is dan de druk in de ruimten 186 stroomt de koellucht vanaf het 5 compartiment 66 via de eerste kanalen 55 in de gasruimte 57 en vandaar uit in tegengestelde, voorwaartse richting, door de tweede koellucht kanalen 208. De lucht stroomt dan in de ruimten 186 via de uitsnijdingen 210 in de nokken 47 vanuit de ruimte 186 stroomt de koellucht in een ander compartiment 10 (niet weergegeven) dat stroomafwaarts ervan is aangebracht.V c -10- of the disk 34. The first and second channels 55, 20 are connected in series with each other via the gas space 57. Since the pressure in the intermediate compartment 66 is higher than the pressure in the spaces 186, the cooling air flows from the compartment 66 through the first channels 55 into the gas space 57 and from there in opposite, forward direction, through the second cooling air channels 208. The air then flows into the spaces 186 through the cutouts 210 in the cams 47 from the space 186 the cooling air flows into another compartment 10 (not shown) arranged downstream thereof.

De uitsnijdingen 210 zijn zodanig gedimensioneerd dat een « bepaalde hoeveelheid koellucht door de bladvoetsleuven 46 stroomt.The cutouts 210 are dimensioned such that a certain amount of cooling air flows through the leaf foot slots 46.

Volgens een voorkeurs uitvoeringsvorm 15 de uitvikding , weergegeven in de figuren 6 en 7 , bezitten de profieldelen en 38 van de tweede trap koelluchtkanalen of compartimenten 215, waaraan koellucht wordt toegevoerd vanaf het tussenliggende compartiment 66 tussen de schijven 16,34 via een radiaal lopend kanaal 216 door de bladvoet 40. Het 20 kanaal 216 verbindt, .siecompartimenten 215 van de profieldelen' en het eerste koelluchtkanaal 55 via de bladvoetsleuf 46. Een inlaat 218 naar het kanaal 216 wordt afgedekt door een dunne plaat 220. De plaat 220 heeft een doseeropening 222 daardoorheen die in lijn ligt met de kanaalinlaat 218 voor 25 .het afmeten van de geschikte hoeveelheid lucht die stroomt vanaf het eerste kanaal 55 naar de profieldeélcompartimenten 215.De lucht die in de compartimenten 215 stroomt verlaat de profieldelen via openingen en sleuven (niet weergegeven) door de Wand van het profieldeel voor het afkoelen daarvan, zoals 30 op zichzelf bekend is. Tijdens het bedrijven van de rotor is de druk in de compartimenten 215 lager dan de druk in het tussenliggende koelcompartiment 66, zodat de lucht in de juiste richting zal stromen.According to a preferred embodiment of the invention, shown in figures 6 and 7, the profile parts and 38 of the second stage have cooling air channels or compartments 215, to which cooling air is supplied from the intermediate compartment 66 between the discs 16,34 via a radial running channel. 216 through the blade base 40. The channel 216 connects the section compartments 215 of the profile parts and the first cooling air channel 55 via the blade foot slot 46. An inlet 218 to the channel 216 is covered by a thin plate 220. The plate 220 has a metering opening 222 therethrough aligned with the channel inlet 218 for measuring the appropriate amount of air flowing from the first channel 55 to the profile sub-compartments 215. The air flowing into the compartments 215 exits the profile parts through openings and slots (not shown ) through the wall of the profile part for cooling thereof, as is known per se. During operation of the rotor, the pressure in the compartments 215 is lower than the pressure in the intermediate cooling compartment 66, so that the air will flow in the correct direction.

Bij beschouwing van de turbine-sectie 10 . in’zt.jn 35 geheel blijkt dat een nieuwe koelinrichting is verschaft waardoor de koellucht vanaf een compartiment stroomopwaarts van de rotorschijf 16 van de eerste trap wordt gebruikt voor het koelen van de schijfnokken, de opneemrandén, de bladvoeten 8403846 -11- en de profieldelen van de eerste en de tweede trap. Deze constructie van de turbine-sectie is bijzonder verassend, daar geen openingen vereist zijn door de eerste-traps-schijf voor het verkrijgen van een stroom koellucht stroomopwaarts daarvan 5 naar de bladvoeten van de tweede trap en in de profieldelen 38 van de tweede trap, door welke openingen de levensduur van de turbine-sectie wordt bekort. Door de bijzondere koellucht-stroom door het gebied van de bladvoeten van de tweede trap wordt verder de hoeveelheid koellucht vereist voor het koelen 70 van de opneemrand van de schijf, van de nokken en van de bladvoeten van de tweede trap met 26% verminderd.When considering the turbine section 10. It is entirely shown that a new cooling device has been provided, whereby the cooling air from a compartment upstream of the rotor disc 16 of the first stage is used to cool the disc cams, the receiving edges, the blade feet 8403846-11 and the profile parts. of the first and second stages. This construction of the turbine section is particularly surprising since no openings are required through the first stage disc to provide a flow of cooling air upstream thereof 5 to the blade feet of the second stage and into the profile portions 38 of the second stage, through which openings the life of the turbine section is shortened. Furthermore, due to the particular cooling air flow through the region of the blade feet of the second stage, the amount of cooling air required to cool the receiving edge of the disc, of the cams and of the blade feet of the second stage is reduced by 26%.

Hoewel de uitvinding is weergegeven en beschreven aan de hand van een voorkeurs uitvoeringsvorm daarvan, zal duidelijk zijn dat vele wijzigingen kunnen worden aangebracht 75 zonder buiten de uitvindingsgedachte te vallen.Although the invention has been shown and described with reference to a preferred embodiment thereof, it will be clear that many modifications can be made without departing from the inventive idea.

«4 n J. k 8 * Λ 4* ·«4 n J. k 8 * Λ 4 * ·

Claims

1. Gas turbine-rotor assembly comprising a disk with an axis, a front face, a rear face, a receiving edge and a number of axially extending cams distributed circumferentially thereof integral with and extending radially from the edge, leaf foot slots are formed between adjacent cages, each having an axially extending surface, each cam having a forwardly facing surface and each of the feet having a forwardly facing surface, wherein. the blades each have a foot and a profile part which forms an integral whole with the foot and each foot is arranged in a corresponding slot of the receiving edge, characterized in that each blade foot has a radially inwardly directed end surface • J5 spaced from the receiving edge of the disk to form a first cooling air channel therebetween extending axially through the slot, said first channel having an inlet h at the front surface of the disc and an outlet at the rear surface of the disc, the blade base having at least one axially extending tooth with a radially inwardly extending, axially extending surface and the cam of the disc extending axially extending tooth having a radially outwardly directed, axially extending surface 25 opposite and a short distance from the inwardly facing surface of the tooth of the foot to form a second cooling air channel axially extending through the slot between the opposing tooth surfaces, the second channel having an inlet at 3Q the rear face and an outlet at the front face and in series with the first cooling air channel, the profile portion of the blade comprising means for between forms of a cooling air compartment and the blade foot means comprising to form a radially extending bead cooling air channel therein with an inlet at the inner end surface of the base, which channel connects the cooling air compartment in the profile part to the first cooling air channel of the respective blade base slot, with an annular cover plate over the front surfaces of the cam and the foot is located axially in line with the second channel and the front surfaces of the cams spring back so that they are spaced from the cover plate at the radial location of the second channel to form the outlets thereof, a plate present is within the first cooling air channel overlying the channel inlet and has metering openings therethrough in line with the channel inlet for measuring the amount of air coming from the first channel into the profile section - compartment flows, with the front face of the disk means cooperating to form at least one first compartment which communicates with the inlets of the first channels for supplying cooling air. 20 flows therethrough so that during operation of the rotor some of the air flowing in the first channels flows in and through the blade foot cooling air channel into the cooling air compartment of the profile part, and means with the rear face of the disk cooperating to form a flow path connecting the outlet of the first channel to the inlet of the second channel and finally means being provided to form at least one second compartment communicating with the outlet of the second channel for recording a flow of cooling air therefrom.

2. Arrangement as besdmam and / or shown in the drawing. 840384 «