[发明专利]用于涡轮机系统的叶片组件

说明书

技术领域

本发明大体而言涉及涡轮机系统，并且更具体地涉及用于涡轮机系统的叶片组件。

背景技术

涡轮机系统广泛地用于诸如发电的领域中。例如，常规燃气涡轮机系统包括压缩机、燃烧器和涡轮机。在燃气涡轮机系统的操作期间，系统中的各部件经受可以导致部件出故障的高温流动。由于更高温度的流动大体上导致燃气涡轮机系统的性能、效率和功率输出的提高，因此必须冷却经受高温流动的部件以允许燃气涡轮机系统在增加的温度下操作。

在本领域中已知用于冷却各燃气涡轮机系统部件的各种策略。例如，冷却介质可以从压缩机路由（route）并且提供给各部件。冷却介质可以用于冷却各部件，例如涡轮机部件。

叶片是必须进行冷却的热气体路径部件的一个例子。例如，叶片的各部分（例如翼型、平台、柄和鸠尾榫）布置在热气体路径中并且暴露于较高温度，并且因此需要冷却。各冷却通道和冷却回路可以限定于叶片的各部分中，并且冷却介质可以流动通过各冷却通道和冷却回路以冷却叶片。

在许多已知的叶片中，一个或多个主冷却回路可以限定于典型地包括翼型和柄的主体中。附加冷却回路可以限定于平台中。在叶片的铸造期间，形成这些回路的芯部件典型地保持分离。然而，这样的回路必须大体上与成品、可操作叶片流体连通。因此，在铸造之后，通道典型地被钻出或以另外方式从叶片的外表面形成到主体中。通道延伸通过并且连接主冷却回路和平台冷却回路。

在叶片的操作期间为了防止冷却介质通过该通道逸出，塞子典型地插入该通道中。然而，已知的塞子具有各种缺点。例如，许多已知的塞子阻塞冷却回路之间的任何流体连通，并且包括提供该流体连通的塞子内的通道。这样的通道的使用可以通过不适当地限制冷却介质并且迫使冷却介质沿着这样的通道的路径而导致冷却不足。其它已知的塞子包括取向特征，并且只有当塞子以适当的取向插入通道中时才正确地操作。

因此，在本领域中期望一种用于涡轮机系统的改进的塞子和叶片组件。具体地，具有用于提供各冷却回路之间的流体连通的改进特征的塞子和叶片系统将是有利的。

发明内容

本发明的多个方面和优点将部分地在以下描述中进行阐述，或者可以从该描述显而易见，或者可以通过本发明的实施而知悉。

在一个实施例中，公开了一种用于涡轮机系统的叶片组件。所述叶片组件包括具有外表面并且限定主冷却回路的主体，以及围绕所述主体并且至少部分地限定平台冷却回路的平台。所述叶片组件还包括限定于所述主体中从所述外表面延伸的通道，所述通道连接所述主冷却回路和所述平台冷却回路，以及至少部分地布置在所述通道中的塞子（plug）。所述塞子包括头部和柱塞（plunger）。所述头部被构造成防止通过所述通道的至少一部分的流动。所述柱塞具有连续外表面并且被构造成用于允许所述主冷却回路和所述平台冷却回路之间的流动。

参考以下描述和附带的权利要求，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解。包含在该说明书中并且构成该说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与描述一起用于解释本发明的原理。

附图说明

在参考附图的说明书中阐述了包括对于本领域技术人员而言是本发明的最佳模式的本发明的完整和可实施的公开，其中：

图1是根据本公开的一个实施例的燃气涡轮机系统的示意图；

图2是根据本公开的一个实施例的叶片组件的透视图；

图3是主视图，其示出了根据本公开的一个实施例的叶片组件的内部部件；

图4是根据本公开的一个实施例的叶片组件的横截面图；

图5是根据本公开的一个实施例的塞子的透视图；

图6是根据本公开的另一个实施例的塞子的透视图；

图7是根据本公开的另一个实施例的塞子的透视图；以及

图8是根据本公开的另一个实施例的塞子的透视图。

具体实施方式

现在将详细地参考本发明的实施例，所述实施例的一个或多个例子在附图中示出。每个例子作为本发明的解释而不是作为本发明的限制而被提供。实际上，本领域技术人员将显而易见可以在本发明中进行各种修改和变化而不脱离本发明的范围或精神。例如，作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可以用于另一个实施例以产生又一个实施例。因此，本发明旨在涵盖属于附带的权利要求及其等同物的范围内的这样的修改和变化。

图1是燃气涡轮机系统10的示意图。系统10可以包括压缩机12、燃烧器14和涡轮机16。压缩机12和涡轮机16可以由轴18联接。轴18可以是单轴或联接在一起形成轴18的多个轴段。