用于冷却涡轮发动机转子的方法，以及涡轮发动机转子与流程

本公开涉及根据权利要求1的用于冷却涡轮发动机转子的方法。它还涉及如在其他独立权利要求中所描述的一种涡轮发动机转子和用于所述涡轮发动机转子的盖板。还公开了一种包括根据本公开的转子和/或盖板的燃气涡轮。

背景技术：

在涡轮发动机(比如燃气涡轮)的转子中，通常存在叶柄空腔(blade shank cavity)，且其例如由两个周向相邻叶片的柄部、相应的叶根、相应的叶片平台、以及转子轴来界定。这些叶柄空腔通常也位于承载叶片-轴接合部附近。

具体地，在燃气涡轮发动机中，且更具体地在燃气涡轮发动机的膨胀涡轮机的第一级中，在叶柄空腔内可能需要冷却剂以便冷却承受大量热负荷的叶片平台，并将高温工作气体从空腔中扫出。冷却剂或吹扫流例如可以由来自燃气涡轮压缩机的压缩空气提供。因此，冷却剂或吹扫流是高成本的，因为它通过提供有用功的工作流体的损失而导致对发动机效率不利的影响。

US2005/0201857提出将冷却空气从在叶根的底部与形成在转子轴上的接收槽的底部之间形成的冷却空气增压室引入叶柄空腔，从而对叶柄空腔增压并冷却平台。该文献还提出将该空气沿着转子轴柱(rotor shaft post)的前端面引导，以便产生沿平台引导冷却剂的空气帘幕以及防止或至少抑制来自上游空间的相对较热的未被使用的(pre-used)空气的进入。但是，该文献的教导导致必须要在叶柄空腔内利用昂贵的新鲜冷却空气。

US2009/0175732相反地提出将回热冷却空气流与轮缘吹扫流混合，以便吹扫叶柄空腔以防止热气体吸入并还冷却平台。一个可能与US2009/0175732的教导相关的问题可在该空气能进入叶根和转子柱之间的接合部的事实中看到。尽管叶片部件(包括平台、柄部、和叶根)的材料能轻易地承受高温，但转子轴可能由具有较低的高温耐性的材料制成。因此，高温流体到叶根和转子轴之间的接合部的泄漏可能在转子轴侧上损害承载轴-叶片接合部的寿命和超速极限。

US2014/0193272提出给叶片-柄部空腔提供两种不同的冷却剂流，其中两种冷却剂流可以表现出不同的温度。所述冷却剂流的相对较热的一个可以通过盖板上的孔来引导和计量。所述冷却剂流的相对较冷的第二个将意图沿着形成在叶根与转子轴柱之间的接合部处的间隙流动，然后在叶根的下游端处排出。因此，昂贵的较冷的冷却空气不参与冷却平台。

技术实现要素：

本公开的目标是提供一种用于冷却涡轮发动机转子的改进的方法和装置。本公开的另一个目标是提供一种用于冷却涡轮发动机转子的方法和装置，它防止具有过高温度的流体接触转子轴而保护高度机械承载的叶片-轴接合部的完整性。在另一个方面中，本公开的目标是提供一种改善冷却剂的使用的用于冷却涡轮发动机转子的方法和装置。在另一个方面中，本公开的目标是提供一种用于冷却涡轮发动机转子的方法和装置，它减少了冷却剂的消耗。本公开的另一个目标是提供一种用于冷却涡轮发动机转子的方法和装置，它避免了某些承受高温的构件(比如叶片平台)的过度冷却，同时给由相对较低的高温强度的材料所制成的构件(比如轴)提供不充分的冷却。本公开主题的另一个目标可在它允许将由高温强度完全不同的材料制成的构件连结的事实中看到。

所述目标通过权利要求1中所述的发明主题，以及还通过独立权利要求中所描述的主题来实现。

本公开主题的其他作用和优点，无论是否明确地提及，都将鉴于下面提供的公开而变得显而易见。

因此，公开的是一种用于冷却涡轮发动机转子的方法，转子包括转子轴和至少一个叶片部件。叶片部件包括平台，其中平台包括热气体侧和冷却剂侧。翼型设置在平台热气体侧上，且叶脚区段设置在平台冷却剂侧上，其中叶脚区段包括叶柄和叶根。叶柄从平台冷却剂侧延伸并插入在叶根和平台冷却剂侧之间，叶根包括设置在叶根上且由转子轴的固定特征接收的根固定特征。应当理解的是，叶根和转子轴的固定特征作为将叶根和转子轴至少沿转子的径向方向互锁的特征而提供。因此，叶根和转子轴的固定特征形成对应的匹配固定特征。转子轴的固定特征具体地可以是一种阴性固定特征，且叶根的固定特征可以被容纳在设置于转子轴上的固定特征内。就此而言，叶根包括在其横向侧上的根固定特征，在叶片部件和转子轴组装成转子时，所述横向侧是指向圆周(但不必然仅指圆周)方向的侧面。还应当理解，叶根上的固定特征可以成形为形成所谓的枞树根(fir tree root)，且因此设置于转子轴上的固定特征可以是所谓的枞树槽。枞树固定在现有技术中是已知的。转子轴固定特征从转子前端面延伸，并设置在形成于转子轴上的柱上。就转子轴固定特征是一种阴性固定特征来说，可以说转子轴固定特征设置在形成于转子轴上的柱之间。在其他实施例中，转子轴固定特征可以由转子轴柱提供。还应当理解，转子前端面可以是围绕轴核心设置且提供到由转子轴提供的固定特征的轴向路径的环形前端面。柱沿转子轴的轴向方向从前端面开始延伸，并且同样地也可以说的是设置在柱之间的槽沿轴的轴向方向延伸。在这方面，应当理解的是，沿轴向方向延伸不限于仅沿轴向方向，尽管所述的定向是被包含的，但是柱或槽的广度分别包括轴向分量。互连接合部(尤其是可沿轴向延伸的)因此形成在设置于叶根和转子轴上的相应的固定特征之间并延伸到转子前端面，并在转子前端面上形成接缝。在叶根被容纳在转子轴的阴性固定特征内的情况下，侧向接合部形成在叶根的每个侧面与柱之间，并延伸到转子前端面且在转子前端面上形成接缝。另外，叶柄空腔设置在平台冷却剂侧附近。方法包括沿转子前端面引导第一流体流且进入叶柄空腔，借此第二流体流能够进入叶柄空腔。方法还包括选择第一流体流的源，使得第一流体流表现出相对较低的温度，或者比第二流体流相对更冷，且在叶柄空腔内将第二流体流与第一流体流混合，从而形成组合的叶柄空腔流体流。应当明白，第二流体流在一些实施例中可以被有目的地提供给叶柄空腔，如将在下面更详细地描述那样。在其他实施例中，第二流体流可以是泄漏流。在这方面，应当明白，作为本文中所公开的主题的优点，将有可能允许该泄漏流进入叶柄空腔，以及有可能接受比现有技术中更多的泄漏质量流，并且在本文所公开的主题的某些实施例中，用于提供密封以避免或减少泄漏流的成本可因此明显降低。

还将明白的是，多个叶片可以被提供，它们具有固定在围绕转子轴的圆周设置的对应的多个固定特征中的相应叶根。如将理解到的，方法相比现有技术具备多种优势。它提供节省并非为目标所需要的昂贵的处于低温水平的冷却剂的可能性。这通过将可能对于目标而言太热的较热冷却剂流与比所需要的较冷的冷却剂流混合而实现。因此，所需的冷却剂温度可以通过巧妙地调节第一和第二流体流的质量流量比而调节。这用于明显地减少昂贵的低温冷却剂的第一流体质量流。同样，在相应的叶片列的上游的用于空腔的被预热的吹扫空气流可以至少部分地被重复使用，而不是浪费地使其泄漏到主工作流体流中，即，为了产生有用功而沿着叶片翼型引导的发动机的流体流。工作流体温度的降低所引起的损失以及混合损失和对主工作流动区域的不利影响所引起的损失可以被降低(即使没有被避免)。同样地，处于高温的其它未被使用的冷却剂可以在将其与较冷的流体流混合中被重复使用，在叶柄空腔中的整体冷却剂温度被降低到低于未被使用的冷却剂的温度的水平。发动机的整体冷却剂质量流需求的降低被实现，从而获得性能收益。在其他实施例中，在应用所述方法中，可以容忍进入叶柄空腔中的更大的泄漏流，因此降低了恰当的密封系统的费用，也可能节省昂贵的低温冷却剂。

在具体的实施例中，冷却剂可以是冷却空气。例如，它可以从燃气涡轮压缩机中放出，然后为了冷却目的而供应给燃气涡轮膨胀涡轮机。

在另一个方面中，方法可包括第一流体流在进入叶柄空腔之前选择性地在存在于转子前端面的接缝上方被引导。因此，具体地，转子轴的机械高承载构件(其可如之前所述由与叶片部件的材料相比具有较低的高温强度的材料制成)被保护不暴露给组合的流体流和/或第二流体流，这两者都处于比第一流体流相对更高的温度下。所以，这些零件被保持在降低的温度水平下，这导致延长的寿命和被提高的超速极限。

在另一个方面中，所述方法可以包括从冷却剂增压室中取出第一流体流，该增压室设置在相邻转子轴柱之间的槽(例如阴性固定特征)的底部和叶根之间。因此，使用可容易地到达的冷却剂储藏器。这此外可有助于沿着上述的接缝引导第一流体流。具体地，所述冷却剂增压室还可与设置在叶片翼型内的冷却通道流体连通，例如通过形成在叶脚区段中的通道。这方面，冷却剂增压室可以构成还用于翼型的冷却剂源，且可以被称为叶片冷却剂供应增压室。此外，将明白的是，在转子旋转时第一流体流在从径向内侧的叶片冷却剂供应增压室流到径向外侧的叶柄空腔的同时，通过径向泵送效应而获益，从而提高了流体的总压力。

在另一个方面中，所述方法包括沿叶根和转子轴柱中的一个的前端面从在叶柄空腔的径向内侧的位置引导第二流体流并进入叶柄空腔。需要被理解的是，第二流体流的流动路径被严格限制于相应的前端面，且将不被允许与接缝接触。接缝通过被沿着接缝引导的较冷的第一流体流而与较暖的第二流体流隔开。因此，避免了从第二流体流到形成在转子轴柱与叶根之间的承载接合部的热吸入。由于当发动机被操作时作用在被从径向内侧位置指引至径向外侧位置的第二流体流上的离心力，第二流体流以一种类似于径流式压缩机的方式被增压，并沿着叶根的前端面流动。高温的第二流体流沿着叶根的前端面被选择性地引导，同时避免与转子轴的接触。因此，高温的流体流(在它与第一流体流混合并因此冷却之前)只与由具有足够的机械高温强度的材料所制成的构件接触。

在所述方法的另一个实施例中，第二流体流是未被使用的冷却剂流。因此，未被使用的冷却剂由于其他目的而成为使用的，而不是将其浪费地排入发动机主流，如之前所述那样。如已经描述那样，未被使用的冷却剂的再使用在将其与较冷介质的第一流体流混合是可能的，因此提供具有适合于平台冷却的温度的组合的冷却剂流。另外，第二流体流可以来源于设置在转子前端面附近的空腔，尤其是轮空腔。

还将明白的是，根据本公开的某些方面，第一和第二流体流彼此分离地进入空腔内。将流体流混合以便形成组合的叶柄空腔流体流发生在叶柄空腔内。

被公开的还有一种涡轮发动机转子，它尤其适合之前所描述的方法的实施方式。

在第一方面中，一种涡轮发动机转子被公开，其中转子包括转子轴和至少一个叶片部件。叶片部件包括平台，其中平台包括热气体侧和冷却剂侧，翼型设置在平台热气体侧上，叶脚区段设置在平台冷却剂侧上。叶脚区段包括叶柄和叶根，其中叶柄从平台冷却剂侧延伸并插入在叶根和平台冷却剂侧之间。叶根包括设置在叶根上且由转子轴的固定特征所容纳的根固定特征，其中转子轴固定特征从转子前端面延伸并由转子轴上形成的柱提供。互连接合部形成在由叶根和转子轴所提供的互连特征之间，并延伸到转子前端面，在那里它形成了在转子前端面上的接缝。叶柄空腔设置在平台冷却剂侧附近。第一叶柄空腔供应通道沿着接缝设置在转子前端面上，并与叶柄空腔流体连通。具体地，第一叶柄空腔供应通道沿着形成在转子前端面上的每个接缝而设置在转子前端面上。容易理解的是，上面关于分别涉及转子或转子的部件的特征做出的全部标记和解释全面地应用于公开的涡轮发动机转子。

在涡轮发动机转子的具体实施例中，叶片冷却剂供应增压室设置在转子固定特征的底部和叶根之间，且具体地与翼型的冷却通道流体连通。第一叶柄空腔供应通道在下游端与叶柄空腔流体连通，并在上游端与所述叶片冷却剂供应增压室流体连通。在更具体的实施例中，计量孔设置在叶片冷却剂供应增压室和叶柄空腔之间的流动路径上，且具体地在叶片冷却剂供应增压室和第一叶柄空腔供应通道之间。所述计量孔可以通过从叶根的底部延伸并部分地将叶片冷却剂供应增压室锁定在转子的前端面，同时保持所述计量孔开放的凸耳来设置。

在涡轮发动机转子的另一个实施例中，第二叶柄空腔供应通道被设置，并在下游端与叶柄空腔流体连通。所述第二叶柄空腔供应通道沿着叶根和转子轴柱中的至少一个的前端面设置。需要明白的是，第二叶柄空腔供应通道的位置被严格限制为被布置在相应的前端面附近，而不是在接缝处。接缝通过在第一叶柄空腔供应通道中流动的较冷流体与在第二叶柄空腔供应通道中流动的较暖流体隔开。因此，避免了从第二叶柄空腔供应通道中流动的流体到形成在转子轴柱和叶根之间的承载接合部的热吸入。第二叶柄空腔供应通道的上游端设置在下游端的径向内侧。这表示，在所述第二叶柄空腔供应通道内的流体具有指向径向外侧的流动方向。因此，如之前已经描述的，在转子的旋转期间，流体在从通道的上游端流到通道的下游端的同时，将由于类似径流式压缩机的径向泵送作用而增压。然而，应当注意到，第二叶柄空腔供应通道被设置以便严格地与叶根的承载结构且因此与转子轴的承载结构分离。因此，沿着叶根的前端面在第二叶柄空腔供应通道内流动的流体不会接触转子轴，至少在接缝处不会。因此，该供应通道尤其适合于引导之前所描述的第二流体流，其特别地表现出高温，进一步尤其在与第一流体流比较时。

在更特别的实施例中，盖板被设置以覆盖转子前端面的至少一部分。第一和第二叶柄空腔供应通道设置在转子前端面和盖板之间。通道中的每一个可以例如通过设置在盖板朝向转子前端面的端面上或在转子前端面上的槽来提供，或者通过它们的组合。

此外，第二叶柄空腔供应通道的上游端可以作为盖板上的孔来提供。

盖板还可以意图和用于沿轴向方向锁定叶片部件和转子轴。它可以锁定到转子，其中转子在其径向内侧和/或外侧被容纳在设置在转子轴上和/或在平台内径上的周向延伸的槽内。

还公开了一种用于前述类型的涡轮发动机转子的盖板，其中盖板包括第一端面和第二端面，并具有径向和周向广度。如将认识到的是，盖板意图用于涡轮发动机转子上，具有预定位置和定向。因此，盖板的径向和周向广度据此由这样的盖板来明确。第一端面配置和布置成面朝转子前端面而安装，其中至少一个槽设置在盖板的第一端面上。所述槽布置和配置成当盖板被安装在转子前端面上时形成叶柄空腔供应通道。至少一个槽从径向内侧位置延伸到径向外侧位置。

在包括第一端面和第二端面并具有径向和周向广度的盖板的一些实施例中，第一端面配置和布置成面朝转子前端面安装，其中孔设置在第一和第二端面之间，孔设置在盖板的径向内侧半体上。在更具体的实施例中，至少一个槽设置在盖板的第一端面上，所述槽布置和配置成当盖板安装在转子前端面上时形成叶柄空腔供应通道，且所述至少一个槽从孔延伸且到位于比孔更大半径之外的位置。本领域技术人员将明白，设置在盖板上且与孔流体连通的槽意图形成第二叶柄空腔供应通道并意图用于引导第二流体流，或叶柄空腔供应流。

在本公开的其他方面中，公开了包括之前所描述的转子和/或盖板的涡轮发动机，尤其是燃气涡轮发动机。

应当理解的是，之前所公开的特征和实施例可以彼此组合。将进一步认识到的是，其他实施例在对本领域技术人员显而易见的本公开和所要求保护的主题的范围内是可以想象的。

附图说明

本公开的主题现在通过在附图中示出的选定的示范实施例来详细地描述。附图示出了：

图1是示范膨胀涡轮级的视图；

图2是图1的涡轮级的转子的前视图；

图3是可以在图1和2的实施例中使用的示范叶片部件的脚区段的局部视图；

图4是可以在图1和2的实施例中使用的盖板的示范实施例；

图5是涡轮级的另一个示范实施例；

图6是可以在图5的实施例中使用的盖板的示范实施例；

图7是可以在图1的实施例中使用的盖板的示范实施例。

应当理解的是，附图是高度示意性的，且为了易于理解和描述，与说明无关的细节可能被省略。还应当理解的是，附图仅示出了选定的示意实施例，且未示出的实施例仍可能落入本文所要求保护的主题的范围内。

参考标号

50 工作流体主流

100 转子

110 叶片部件

111 平台

112 翼型

113 柄部

114 叶根

115 凹陷区段

116 突起

117 流动计量凸耳

118 锁定凹槽

119 转子热屏障

120 转子轴

121 转子轴核心

122 转子前端面，转子轮缘

123 转子轴柱

130 盖板

131 孔

132 槽

133 槽，槽的分支

134 槽，槽的分支

135 槽

138 锁定特征

140 下游盖板

200 定子

210 静止导叶

215 静止导叶

220 定子节段

300 冷却剂通道

301 转子主冷却剂流

302 冷却剂流的一部分

303 冷却剂流的一部分，轮缘空腔流

304 轮缘空腔吹扫流

305 第二流体流，第二叶柄空腔供应流

306 第一流体流，第一叶柄空腔供应流

307 组合的叶柄空腔流体流

308 泄漏流

310 轮缘空腔

320 叶片冷却剂供应增压室

330 叶柄空腔，柄部空腔

340 轮空腔

350 密封件

360 迷宫式密封件

370 叶片冷却剂供应通道

1310 第一盖板

1311 凹槽，孔

1312 槽

1313 槽

1320 第二盖板

1323 槽。

具体实施方式

应用方法和标明根据本公开的装置的第一实施例在图1中示出。燃气涡轮发动机包括转子100和定子200。示出的是膨胀涡轮机的第一级，其中第一级将被理解为燃烧器下游的第一级。在这方面，它也可以是布置在具有连续燃烧的燃气涡轮发动机的第二燃烧器下游的涡轮级。工作流体主流50从燃烧器流到静止的第一导叶210，然后将分别朝着第一排叶片部件110或其翼型112进一步流动。转子包括转子轴120。叶片部件110以现有技术中已知的方式由转子轴120的固定特征容纳，例如在本实施例中，枞树根可以被容纳在设于转子轴中的枞树槽中。叶片部件110包括平台111。平台111包括热气体侧，其面朝工作流体主流，且叶片部件110的翼型112设置在该侧上。它还包括冷却剂侧，其朝着转子的中心或者朝着当前图中的底部来定向。叶脚区段设置在平台的冷却剂侧上，包括枞树叶根114和插入在叶根与平台冷却剂侧之间的柄部113。叶柄空腔330形成在平台的冷却剂侧附近。翼型112的尖端面朝定子节段220。环形轮缘形成在转子上，转子轴的枞树容纳槽从环形轮缘延伸。这提供了一个环形转子前端面，其基本上由盖板130覆盖。为了给转子的高热负荷构件提供冷却，冷却剂通道300设置在转子100和定子200之间。转子主冷却剂流301被引导通过通道300。要明白的是，冷却剂例如可以是从燃气涡轮压缩机放出的增压空气。主冷却剂流的第一部分302流过所述通道和转子且进入叶片冷却剂供应增压室320，该增压室设置在叶根和基本上设置在两个相邻转子柱的根部之间的固定特征接收槽的底部之间，转子柱继而提供了用于固定叶根的转子轴固定特征。转子主冷却剂流的第二部分303被引导通过形成在转子和定子之间的迷宫式密封件360，然后进入形成在环形转子前端面的上游并在其上游侧由部分定子200界定的轮缘空腔310。冷却剂流302和303还可以来自于不同的源，诸如压缩机的两个放气点。所述冷却剂流可然后具有不同的压力且因此不同的流体温度。具有不同温度的冷却剂流体流还可以通过例如在压缩机的一个放气点抽出共同流体流，然后将其一部分流引导通过换热器来提供。轮缘空腔流303的一部分通过另一个密封件350离开，作为轮缘空腔吹扫流304进入工作流体主流。轮缘空腔吹扫流304防止来自工作流体流50的热气体进入轮缘空腔310。为了给叶片平台111提供冷却，第一流体流306从叶片冷却剂供应增压室320引入叶柄空腔330。另外，第二流体流305被允许从轮缘空腔310流入叶柄空腔330。将认识到的是，流体流303可能已经在轮缘空腔内明显地加热。因此，提供给叶柄空腔的第二流体流305通常比从叶片冷却剂供应增压室320提供给叶柄空腔330的第一流体流306更热。在叶柄空腔内，流体流305和306混合以形成组合的流体流307，其具有在第一和第二流体的温度之间的温度，并被用于冷却叶片平台111以及吹扫叶柄空腔330。组合的叶柄空腔流体流可随后在例如下游盖板140的区域从叶柄空腔排出，如307处箭头示意性地指示的。

图2描绘了图1中所示的转子的环形前端面122或轮缘的前视图。转子前端面122围绕转子轴核心121环形地布置。转子轴柱123为叶片部件提供固定结构。在相邻的转子轴柱123之间，形成从环形转子前端面延伸的枞树槽形式的阴性固定结构，并接收叶片部件的枞树根114。叶柄空腔330形成在相邻的叶柄、平台、以及转子轴柱123的外径之间。对于每个叶片部件而言，叶片冷却剂供应增压室320形成在叶根114和相应的接收枞树槽的底部之间。互连接合部形成在叶根114和转子柱123的配对固定特征之间。所述互连接合部延伸到转子前端面122并在其上形成接缝，它由转子轴柱和叶根之间的分界线表示。在图的左侧部分，示出了没有盖板130的视图。第一流体流306从叶片冷却剂供应增压室320沿着接缝被引入叶柄空腔330。第二流体流305沿着基本上由叶柄113和叶根114构成的叶片部件脚区段的前端面选择性地引导，且到叶柄空腔中。如之前所述，在叶柄空腔内，两个流混合以提供用于冷却平台并吹扫叶柄空腔的组合的叶柄空腔流体流。在图的右侧，盖板130的示范实施例被示出附接于转子前端面。非强制性的，而是可能的是，盖板的周向广度与叶片部件平台的周向广度一致。另外，非强制性的，而是可能的是，盖板与叶片部件配准地布置。盖板130设有布置在半径上的孔131，该半径通过虚线指示，分别小于叶柄空腔330的内半径，或者转子轴柱123的外半径。孔131允许第二流体305进入形成在叶根区段的前端面和盖板130之间的通道，并被引入叶柄空腔330。同样地，通道被设置以沿着接缝引导第一流体流306。这些通道可以分别设置在转子柱上和/或叶根与叶柄上，或者在盖板130的面朝转子前端面的端面上，或者它们的组合。变得清楚的是，大体上呈现出高于第一流体流306的温度的第二流体流305(如之前所述)仅与叶片部件接触。相对较冷的第一流体流306吹扫接缝以防止摄入较热的流体，使得转子轴柱123的承载结构被保护不与较热的流体接触。因此，转子轴(尤其是转子轴柱的承载结构)与叶片部件的结构保持在通常较低的温度下。另外，当两种流体流305和306在叶柄空腔中混合时，转子轴柱123的径向外侧边界也被很好地保护不直接接触高温第二流体流305。本领域技术人员还将明白，两个流体流305和306被径向向外地引导。因此，在转子旋转后，流体流，以及继而叶柄空腔330的吹扫，从流体流305和306上的径向泵送效应获益。叶片冷却剂供应增压室320的前侧可以设有计量孔，以便限制从叶片冷却剂供应增压室到叶柄空腔的流体流306。这样的计量孔可以例如通过设置在叶根上的凸耳来提供。孔131或比如在组装状态下由下面结合图4描述的槽132,133，134形成的其他通道可以确定尺寸和配置成提供用于第二流体流的计量装置。

可以结合图1和2中所示的实施例使用的示范叶片部件的叶脚区段的示范局部视图在图3中示出。在叶片平台111的冷却剂侧上设置叶柄113和叶根114。在叶脚区段的前端面上，分别设置有V形凹陷区段115，和/或设置楔形突起116。当盖板附接于叶脚区段的前端面且稳固地放置在突起116上时，用于从叶根下方被抽出并被引导到叶柄空腔的第一流体流的第一叶柄空腔供应通道设置在凹陷区段115和盖板之间。另外，用于匹配设在盖板上的锁定特征的锁定凹槽118布置在叶脚区段的前端面上。变得立即清楚的是，第一流体流沿着转子轴前端面上形成的接缝流动，并维持承载结构的低温度。流动计量凸耳117布置在叶根的底部，且在叶根的前端，并用于部分地阻挡叶片冷却剂供应增压室320，如图1和2中所示，且因此分别限制或确定第一叶柄空腔供应流体流305的质量流。

参见图4，示出可以结合图1和2中所示的涡轮发动机转子中的图3的叶片部件使用的盖板130。该图示出了意图面朝转子前端面的盖板的端面上的视图。孔131特别地设置在盖板的径向内侧一半处。所述孔穿过盖板130，诸如以提供盖板的两个端面之间的流体连接。槽132设置在盖板130的端面上。槽132与孔131流体连通。应当注意的是(虽然对本领域技术人员是明显的)，槽132不穿过盖板。槽132从孔131径向向外延伸并分成两个分支133和134。当盖板130安装在转子端面上时，此时图中所示的面朝向转子前端面，孔131可布置在叶根的径向区域中。槽132的径向延伸的部分可例如通过图3中所示的叶脚区段的突出端面116覆盖。因此，形成通道。分支133和134将被布置，以便沿着叶脚区段的前端面行进并沿侧向延续，以便提供在孔131和叶柄空腔之间的流体连通。因此，当转子组装时，包括例如如图3中所绘的叶脚区段和图4中所绘的盖板的叶片，具有两个分支133和134的槽132提供上游端设置在孔131处而下游端设置在相应的叶柄空腔内的第二叶柄空腔供应通道。盖板130还包括意图例如与图3中所绘的锁定凹槽118匹配的匹配锁定特征138。

应用根据本公开的方法和装置的另一个实施例在图5中示出。示出的是下游涡轮级的叶片110。主工作流体流50从上游静止涡轮导叶215流到叶片部件110的翼型112。在转子100上，转子热屏障119以恰当的方式附接，并省略了其他细节。本领域技术人员能明白，高温下的未被使用的冷却剂存在于形成在转子轴120和转子热屏障119之间且在叶片部件110上游的轮空腔340中。叶片部件110还包括包含了叶柄113和叶根114，以及插在脚区段和翼型112之间的叶片平台111的叶脚区段。设在叶根114上的固定特征通过由转子轴柱提供的固定特征来容纳，例如以之前结合图1和2描述的方式。所以，叶根114可以是枞树根，且相对应的枞树槽可以设在转子轴中并朝转子的前端面敞开。转子前端面也可以是环形轮缘，围绕转子轴核心121布置。转子前端面朝向轮空腔340。以结合图1和2标明的方式，叶柄空腔330形成在叶片平台111以下，且叶片冷却剂供应增压室320设置在叶根114和形成在转子轴柱之间的槽的底部之间。叶片冷却剂供应增压室320与设置在转子轴上的叶片冷却剂供应通道370流体连通。叶片冷却剂流307通过叶片冷却剂供应通道370进入叶片冷却剂供应增压室320。叶片冷却剂供应增压室320具体地可以通过形成在叶脚区段上的通道与设置在叶片翼型112上的冷却通道流体连通。盖板130设置在环形转子前端面上，以密封空腔320和330防止来自轮空腔340的热流体的吸入，此外还沿轴向方向将叶片固定在转子轴上。盖板130可以在径向内侧上被容纳在设置于转子轴上的槽中，且在它的径向外侧上被容纳在平台所提供的槽中。锁定板的周向锁定可以被实现，通过可以被容纳在转子前端面的配对锁定凹槽中的锁定结构138。配对锁定凹槽可以例如设置在叶脚区段的前端面上，如结合图3更详细地标明的。虽然有可能在锁定板的所述径向内侧和外侧之一上实现几乎无泄漏的密封效果，但由于例如制造容差、不同的热膨胀、以及其他影响参数，某些游隙可能需要设置在其他侧上。尽管例如可以在径向内侧上且此外通过压力侧叶片冷却剂供应增压室320设置恰当的与转子轴的密封，但一些游隙可能需要设置在平台槽与锁定板之间。所以，来自轮空腔340并进入叶柄空腔330的某些泄漏流308可能是不可避免的，且密封效果的任何提高可能花费很大。根据本公开，流体流306从叶片冷却剂供应增压室320引导并进入叶柄空腔330，在那里它与泄漏流308混合以形成组合的平台冷却剂和/或空腔吹扫流。将明白的是，组合的平台冷却剂流的温度低于泄漏流308的温度，假设供应给叶片冷却剂供应增压室320的流体比轮空腔340中未被使用的冷却剂更冷。组合的流体流比泄漏流308冷的程度将取决于泄漏流308和叶柄空腔供应流306之间的温度差和质量流量比。此外，如之前所述，来自叶片冷却剂供应增压室320的第一叶柄空腔供应流306沿着在转子前端面上形成在叶根与转子轴之间的接缝引导。因此，承载转子轴结构也被保护与热泄漏流308以及组合的平台冷却剂流隔开。因此，接缝暴露给在该位置最冷的可用流体流。提供叶片冷却剂供应增压室320与叶柄空腔330之间的流体连通的叶柄空腔供应通道(如之前所述)设置在转子前端面和盖板130之间。设置叶柄空腔供应通道的合适手段可以是设置在转子前端面上、在盖板上、或它们的组合。节流和/或计量装置可以设置在叶片冷却剂供应增压室和叶柄空腔之间，以便限制和/或确定从叶片冷却剂供应增压室流到叶柄空腔的流体的质量流。根据本文中所公开的方法，以及本文中所公开的装置，有可能的是节省大量的密封费用，尤其是在本发明实施例的盖板的径向外侧上，从而容忍更多的来自上游轮空腔的泄漏流，并且还回收轮空间340中的一部分未被利用的冷却剂并节约专用的叶柄空腔供应流体。

可以结合图5的实施例使用的锁定板的示范实施例在图6中示出。描绘的是在盖板的意图面朝转子端面的端面上的视图。U形槽135存在于所述端面上。注意到，槽135不穿过盖板130；盖板130不提供它的两个端面之间的任何流体连通。当盖板130安装在转子前端面上时，如图5中所示，槽135的径向内侧部分朝叶片冷却剂供应增压室320敞开。槽135的径向分支的径向外侧端朝着叶柄空腔敞开。槽135的径向分支沿着形成在转子前端面上的接缝延伸。盖板130的端面至少基本上与转子前端面齐平。因此，槽135在叶片冷却剂供应增压室320和叶柄空腔330之间提供流体连通，通过该流体连通流体流306可以从叶片冷却剂供应增压室320流到叶柄空腔330，同时吹扫形成在转子前端面上在叶根与转子柱之间的接缝。另外，用于将盖板130锁定到转子前端面并将其沿周向方向固定的锁定特征138被示出。

可以结合图1中所示的发动机实施例使用的盖板布置的另一个实施例在图7中描绘。盖板1310和1320围绕转子前端面的圆周而交替地布置。每个第一盖板1310包括设置在其径向内侧边缘处的凹槽1311。当安装在转子前端面上并与第二盖板1320连接时，所述凹槽形成类似于图4中的孔131的孔，它与槽1312流体连通，槽1312继而设置在盖板1310的意图面朝转子前端面的前端面上。因此，当安装在转子前端面上时，凹槽1311和槽1312构成用于从图1中的轮缘空腔310流过凹槽1311和槽1313进入叶柄空腔的第二流体流的通道。此外，槽1313设置在盖板1310上，且用作用于从叶片冷却剂供应增压室流入叶柄空腔的第一流体流的通道。此外，槽1323设置在第二盖板1320上，且提供用于从叶片冷却剂供应增压室流入叶柄空腔的第一流体流的通道。盖板1310和1320可以沿周向方向布置，使得槽1312与转子轴柱的前端面成直线地布置。在其他可预期的实施例中，槽1312可以具有沿周向方向延伸的分支，类似于图4中所示那样，且可以与叶根的前端面成直线地布置。但是，强制的是，将盖板沿周向方向布置，使得槽1323和1313一直与形成在叶根和转子轴柱之间的接缝成直线，比如在所述高负载接合部结构的上方一直提供较冷的第一流体流，且因此保护它们免受在槽1312中流动的明显更热的流体。

尽管本公开的主题已经通过示范实施例的方式解释，但应当明白这些绝不意图限制本发明要求保护的范围。应认识到的是，权利要求覆盖未在本文中明确示出或公开的实施例，以及在执行本公开的教导的示范模式中所公开的内容以外的实施例将仍由权利要求所覆盖。