[发明专利]级间冷却式涡轮发动机

权利要求书

1.一种燃气涡轮发动机(10)，包括：

多级轴向式压缩机(18)，其包括成排的用于使空气(34)加压的压缩机叶片(1-7)；

设置成与所述压缩机(18)流通的环形燃烧器(20)，其用于使燃料(36)与所述压缩空气(34)混合而产生燃烧气体(38)；

高压(HP)涡轮(22)，其包括一排具有燕尾榫的HP涡轮叶片(44)，所述燕尾榫安装在支撑HP转子盘(46)的周边的相应燕尾槽(52)中，所述转子盘由轴(30)连接在所述压缩机叶片(1-7)上；

所述HP盘(46)包括从所述周边向内延伸出来，并使前向面(50)终止于较宽毂部(62)上的腹板(60)，以及前密封板(56)，所述前密封板(56)沿着所述前向面(50)而径向延伸，从而限定与所述燕尾槽(52)流通的环形歧管(58)；和

从所述压缩机(18)的中间级(3，5)中流通式地连接至所述盘前向面(50)的级间冷却回路(48)，其用于将级间排放冷却空气(34b)引导至所述盘前向面(50)。

2.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于：

所述燃烧器(20)支撑在内壳(54)周围；并且

所述级间冷却回路(48)设置在所述轴(30)的内部，位于所述压缩机(18)和所述HP盘(46)之间，与所述歧管(58)相流通。

3.根据权利要求2所述的发动机，其特征在于：

所述轴(30)固定地连接在所述盘腹板(60)上，位于所述前密封板(56)底部的辅助毂部(66)上；和

所述级间冷却回路(48)由从所述辅助毂部(66)向上游沿轴向延伸至所述中间级(5)的管状挡板(68)限定边界。

4.根据权利要求3所述的发动机，其特征在于，所述压缩机中间级(5)包括支撑相应的一排所述压缩机叶片(5)的压缩机盘(70)，并且所述挡板(68)向前延伸至所述压缩机盘(70)的毂部。

5.根据权利要求4所述的发动机，其特征在于，所述级间冷却回路(48)还包括从所述压缩机叶片(5)径向向内沿着所述压缩机盘(70)而延伸的多个入口管(72)，以便将所述级间排放空气(34b)引导至所述歧管(58)中。

6.根据权利要求5所述的发动机，其特征在于：

所述HP涡轮(22)包括第一级HP涡轮喷嘴，其具有一排设置在所述燃烧器(20)和所述HP叶片(44)之间的定子翼型(42)，用于降低跨越所述翼型前缘和翼型后缘的所述燃烧气体的压力；

所述HP叶片(44)还各自包括沿着其所述前缘而径向延伸的前排第一冷却孔(76)，以及沿着其所述后缘而径向延伸的后排第二冷却孔(78)，用于排放来自内部叶片冷却回路(74)的叶片冷却空气(34b)；

所述HP叶片(44)配置成可用于额外地降低跨越其前缘和后缘的所述燃烧气体的压力；和

所述中间压缩机级设置在所述压缩机(18)末级的上游，以实现使所述排放空气(34b)中的静压力大于所述燃烧气体在所述HP叶片(44)的所述后缘处的静压力。

7.根据权利要求6所述的发动机，其特征在于，还包括：

从所述内壳(54)沿径向向内延伸的密封框架(80)，从而密封地将自所述辅助毂部(66)径向向外延伸出来的迷宫式密封齿(82)连接起来；和

其中，所述叶片冷却通道(74)设置成与所述歧管(58)相流通，以便从中接收所述级间排放空气(34b)。

8.根据权利要求7所述的发动机，其特征在于，所述中间级(5)配置成可实现使所述排放空气(34b)中的静压力大于所述燃烧气体(38)在所述HP叶片(44)的所述前缘处的总的相对压力。

9.根据权利要求6所述的发动机，其特征在于，所述叶片冷却通道(74)设置在独立于所述级间冷却回路(48)之外的回路中，并与所述压缩机(18)的所述末级(7)相流通。

10.根据权利要求9所述的发动机，其特征在于，还包括：

前叶片固定器(84)，其从所述辅助毂部(66)径向向外延伸至所述密封板(56)外部的所述HP叶片(44)上；和

从所述内壳(54)向后延伸的环形导流叶轮(86)，其用于引导压缩机排放空气(34)穿过所述HP叶片(44)。