[发明专利]具有导流器的盖板和用于冷却涡轮叶片的方法

说明书

燃气涡轮发动机包括具有周向分布的盘槽（122）的转子盘（120）和涡轮叶片（140）。每个涡轮叶片（140）包括插入到盘槽（122）的叶片安装部段（124）中的叶片根部（144）。密封板（200）被附接到转子盘（120）的后侧周界。导流器组件（300）在背离转子盘（120）的一侧处整合到每个密封板（200）。导流器组件（300）被构造成在所述燃气涡轮发动机的操作期间，由于所述转子盘和所述密封板与之一起的旋转而充当桨叶，以将环境空气作为冷却流体驱动到所述盘腔中，并从叶片根部进入所述涡轮叶片的内部，以便冷却所述涡轮叶片。

技术领域

本发明总体上涉及一种导流器组件以及一种用于使用环境空气来冷却燃气涡轮发动机的涡轮叶片、特别是燃气涡轮发动机的末级涡轮叶片的方法。

背景技术

工业燃气涡轮发动机通常包括用于压缩空气的压缩机、用于将压缩空气与燃料混合并点燃混合物的燃烧器、用于产生机械功率的涡轮部段以及用于将机械功率转换成电功率的发电机。该涡轮部段包括附接在转子盘上的多个涡轮叶片。这些涡轮叶片沿该转子盘轴向隔开成排布置并且周向附接到该转子盘的周缘。这些涡轮叶片由来自燃烧器的点燃的热气体驱动，并且通过涡轮叶片中的冷却通道使用诸如冷却流体之类的冷却剂来冷却。

通常，可通过排放压缩机空气来供应冷却流体。但是，从压缩机排放空气可能会降低涡轮发动机的效率。由于第一、第二和第三级涡轮叶片的高操作压力，可能需要排放压缩机空气以便冷却第一、第二和第三级涡轮叶片。末级涡轮叶片在最低压力下操作，可使用环境空气来冷却末级涡轮叶片。为了充分冷却末级涡轮叶片以达到所需的边界条件，需要高效的导流器系统以将足够量的环境空气带入到末级涡轮叶片的冷却通道中。需要提供一种容易且简单的系统，以将足够量的环境空气捕获到末级涡轮叶片的冷却通道中，以便充分冷却末级涡轮叶片。

发明内容

简要地描述，本发明的各方面涉及燃气涡轮发动机、构造成附接到燃气涡轮发动机的转子盘的密封板以及用于冷却燃气涡轮发动机的涡轮叶片的方法。

根据一个方面，提出了一种燃气涡轮发动机。该燃气涡轮发动机包括转子盘，该转子盘包括多个周向分布的盘槽。每个盘槽包括叶片安装部段和盘腔。该燃气涡轮发动机包括多个涡轮叶片。每个涡轮叶片包括叶片根部，该叶片根部被插入到该盘槽的叶片安装部段中。该燃气涡轮发动机包括附接到该转子盘的后侧周界的多个密封板。每个密封板包括上部密封板壁和下部密封板壁。该上部密封板壁被构造成覆盖叶片根部。该燃气涡轮发动机包括多个导流器组件。每个导流器组件在背离该转子盘的一侧处整合到每个密封板。该导流器组件被构造成在该燃气涡轮发动机的操作期间，由于该转子盘和该密封板与之一起的旋转而充当桨叶，以将冷却流体驱动到该盘腔中，并从叶片根部进入涡轮叶片的内部，以便冷却涡轮叶片。

根据一个方面，提出了一种密封板，其构造成附接到燃气涡轮发动机的转子盘。该燃气涡轮发动机包括转子盘，该转子盘包括多个周向分布的盘槽。每个盘槽包括叶片安装部段和盘腔。每个涡轮叶片包括叶片根部，该叶片根部被插入到该盘槽的叶片安装部段中。该密封板被附接到该转子盘的后侧。该密封板包括上部密封板壁，其构造成覆盖叶片根部。该密封板包括下部密封板壁。该密封板包括导流器组件，其在背离该转子盘的一侧处整合到该密封板。该导流器组件被构造成在该燃气涡轮发动机的操作期间，由于该转子盘和该密封板与之一起的旋转而充当桨叶，以将冷却流体驱动到该盘腔中，并从叶片根部进入涡轮叶片的内部，以便冷却涡轮叶片。

根据一个方面，提出了一种冷却燃气涡轮发动机的涡轮叶片的方法。该燃气涡轮发动机包括转子盘，该转子盘包括多个周向分布的盘槽。每个盘槽包括叶片安装部段和盘腔。每个涡轮叶片包括叶片根部，该叶片根部被插入到该盘槽的叶片安装部段中。该方法包括将多个密封板附接到该转子盘的后侧周界。每个密封板包括上部密封板壁和下部密封板壁。该上部密封板壁被构造成覆盖叶片根部。该方法包括将多个导流器组件附接到该密封板。每个导流器组件在背离该转子盘的一侧处整合到每个密封板。该导流器组件被构造成在该燃气涡轮发动机的操作期间，由于该转子盘和该密封板与之一起的旋转而充当桨叶，以将冷却流体驱动到该盘腔中，并从叶片根部进入涡轮叶片的内部，以便冷却涡轮叶片。