本发明有关燃气轮机。更准确地说，本发明是关于具有叶片中空气通道的空冷叶片的燃气轮机。 燃气轮机由一个用来压缩空气的压气机部分，一个依靠燃料在其中燃烧来加热压缩空气的燃烧室部分，以及一个使燃烧室部分排出的燃气进行膨胀的透平部分组成。
一台燃气轮机的透平部分，其热气流通道由一个在气缸内形成的环形腔室组成，並且环绕装在中心的转轴。环形腔室的内部是环绕环形腔室排列的多排交替布置的静止叶片和转动叶片。从燃气轮机燃烧室部分排出的炽热燃气流过这些静叶和动叶。为了获得最大的功率输出，最好是燃气轮机运行时其燃气温度尽可能高，因此静叶和动叶必须被冷却。冷却是通过使相对凉的空气在静叶和动叶中流过来实现的。为了便于这样冷却静叶，每个静叶内部有一个空腔。该空腔被腔壁封闭，该腔壁就构成静叶的叶型部分。冷却空气从静叶外侧端部上的一个开口进入空腔。冷却空气流过空腔，然后流过封闭该空腔的静叶腔壁中的多个孔眼离开静叶，从这些孔眼排出后，冷却空气进入流过静叶的炽热燃气並与之混合。
为了充分冷却静叶，必须引导冷却空气流过空腔，以保证构成空腔的腔壁整个表面上空气分配适当。这种分配是靠把一个称为衬套的薄壁桶装入空腔来实现的。冷却空气进入静叶后流入该衬套，並且通过整个衬套上散布的多个小分配孔在空腔周围分配。
为了达到效果，冷却空气必须加压，因此冷却空气来自压气机排出的压缩空气。如果燃气轮机在一个污秽和多尘的环境中运行，那么压缩空气中携带的微粒就会沉淀和堆积在衬套的小分配孔中，从而堵塞这些孔。结果，就减弱了衬套正常分配冷却空气的能力。
因此，本发明的主要目的是提供一种结构，来防止用来分配整个静叶冷却空气的衬套孔洞的堵塞，以便保证燃气轮机静叶中冷却空气的正常分配。
带着所考虑的这个目的，本发明用于燃气轮机，它包括：一个用来压缩空气的压气机部分;一个与上述压气机部分相连的燃烧室部分，通过压缩空气中的燃料燃烧产生炽热燃气;一个与上述燃烧室部分相连的透平部分，以便膨胀炽热的燃气;多个布置在上述透平部分中的静止叶片，围绕一个转轴，上述静叶形成一个环形结构，其中流过上述炽热的燃气。上述每一个静叶其中有一个形成的空腔;以及向上述静叶中的上述空腔供应冷却空气的装置，其特征在于该装置从上述空腔抽出一部分上述冷却空气，以便从上述空腔除去上述冷却空气中携带的微粒。
通常，在每一个空腔中配置一个衬套，依靠使冷却空气流过衬套中所开的多个小孔，来分配整个静叶的冷却空气。防止冷却空气中携带的微粒堵塞这些小孔是借助于抽出空腔中的一部分空气，该抽气随身带走与冷却空气一道进入空腔的微粒。抽气是通过一根管子来实现的，该管子把衬套中的一个大孔洞连至静叶的内围带上形成的一个集气腔。从该集气腔，抽出的空气通过内围带中的一个孔，排入到静叶下游的炽热燃气中。
仅用举例的方法，结合附图，从它所示的一个较佳实施例的下列叙述中，本发明将变得更加显而易见，那里：
图1是一台燃气轮机的透平部分一段的轴向剖面图，示出了第一列静止叶片。
图2是图1中所示的第一列静止叶片放大的轴向剖面图。
图3是图2中所示的静叶通过图2的线Ⅲ-Ⅲ切得的剖面图。
图4是图2中所示的静叶内围带的内表面通过图2地线Ⅳ-Ⅳ获得的平面视图。
图1示出一台燃气轮机在叶栅静止叶片7附近的透平部分的一段。多个静叶装在一个透平气缸（cylinder）1中，並且围绕该透平圆周向排列成一列。在每一个静叶的幅向外侧端部是一个外围带13，而在幅向内侧端部则是一个内围带14。两个围带之间的静叶这个部分构成叶型2。每个相邻静叶的内围带和外围带互相连接，以便在整列叶栅上连接起来时，围带形成环形腔室的一个短的轴向部分，炽热的燃气30就在其中流过。
轴5构成了第一列静叶7附近区域的一段透平转子，並且装在气缸（housing）4内。燃气30已在压气机部分受到压缩，並且在燃烧室部分受到燃料燃烧的加热（两者均未示出），然后通过一条管道或过渡段3送至第一列静叶。第一列静叶构成了透平的入口。
第一列静叶后面紧接着的是第一列转动叶片32。该动叶固定在轮盘6上，轮盘也构成透平转子的一部分。
静叶7用压缩空气8冷却，它是压气机的排气经一根排气管（未示出）排出的气。这个冷却空气8通过多个孔洞15，穿过透平的气缸1和装在它内侧的座圈，而进入静叶。大部分冷却空气9通过静叶出汽边中的孔排出，並且与静叶下游炽热的燃气混合。然而，根据本发明，一部分冷却空气10从静叶抽出，並排入流到静叶下游内围带附近的炽热燃气中去。
由于静叶下游炽热燃气的静压比静叶上游低，所以就存在一种倾向，炽热燃气沿内围带内侧通道流动，即通过气缸4和内围带14之间的间隙流动，而旁路掉静叶的倾向。用装在气缸4中的气封11来防止这个问题。气封是弹性受载式，並且抵压在内围带内表面的下游部分26上，从而阻断通过气缸和内围带之间间隙的炽热气流。
现在参见图2，可以看见静叶7的里面部分。空腔24是静叶叶型部分2形成的内腔。称为衬套的薄壁桶22装在空腔内。衬套的外侧端部固定到外围带13上，而内侧端部则由从档板18伸出的销子19支撑。该档板构成内围带的一部分，並密封该空腔的内侧端部。档罩16在外围带13处密封该空腔。冷却空气8通过档罩16中的一个孔17，进入静叶。又参见图3，多个小的分配孔（未示出）散布在整个衬套22上，结果大部分冷却空气被分成多个小的空气射流42，它们冲击在构成静叶叶型部分2的壁的内表面40上。这些小的分配孔的直径一般是在0.76到1.02mm的范围内。在流过壁的内表面40之后，这部分冷却空气9通过构成叶型出气边的壁中的多个孔27排出静叶，从而冷却出气边。应该注意，由于冷却空气是来自压气机排气，它的静压高于流到静叶下游的炽热燃气的静压。冷却空气和炽热燃气之间的一部分压降消耗在流过衬套中的小分配孔，而大部分消耗在流过叶型中的孔27。
如前所述，如果燃气轮机在多尘和污秽的环境中运行，那么冷却空气中携带的微粒有时就沉淀在衬套22的小分配孔中並堆积起来，直到孔被堵塞。由于这种堵塞，冷却空气围绕叶型壁的内表面40的分配就不正常，从而引起叶型壁面的局部超温（热点）。这些热点导致构成叶型壁面的材料损坏，並且缩短静叶的使用寿命。
再参见图2，可以看到根据本发明，空气21通过衬套22内侧端部的孔44从空腔24中抽出。抽出的空气21把冷却空气中携带的微粒带出空腔，防止微粒堵塞分配孔。档板18中有一个孔46，在幅向与孔44对准。抽出的空气由管子20引导通过孔46。管子的一端固定在衬套的孔44处，而另一端插入档板中的孔46内。在通过档板18之后，抽气进入集气腔25，从这里它通过内围带中的通道23排出静叶。实际上，通道23挨着气封11的旁边将抽气送出（如图1中所示），以便排入静叶下游的低压区，与炽热的燃气相混合，如前所述。
图2和4示出腔室的盖12，它构成集气腔25，並封闭了内围带的区段26上游的内围带14的一部分内表面，气封11就是抵压在区段26上。
根据本发明，抽气孔44的直径和管子20的内径是在比衬套中的小分配孔直径大4到6倍的范围内，並且它们允许约10%到15%的供给衬套的空气从静叶中抽出。衬套内部的空气与流到空气被排入的静叶下游炽热燃气之间的压降大于小分配孔前后的压降，这是前述的叶型出气边中的孔27前后压降大的缘故。由于抽气压降大，因抽气孔44尺寸大和有大量的冷却空气抽出，所以冷却空气中携带的微粒首先从衬套中抽出，而不在小的分配孔周围沉积。
另外，应该注意，集气腔25和通道23的通流面积大于抽气孔44的通流面积，这样就保证抽气孔控制从衬套抽出的冷却空气量。还有档罩16中的孔17的直径被增大，以便增加进入静叶的冷却空气，从而补偿从衬套抽出的空气。
编码清单
1.透平气缸
2.静叶的叶型部分
3.管道
4.气缸
5.轴
6.转动轮盘
7.静止叶片
8.冷却空气
9.排出静叶出气边的冷却空气
10.排出内围带的抽气
11.气封
12.腔室盖
13.外围带
14.内围带
15.透平气缸中的孔
16.档罩
17.档罩中的孔
18.档板
19.销子
20.管子
21.抽出的空气
22.衬套
23.内围带中的通道
24.空腔
25.集气腔
26.内围带内表面气封抵压的区段
27.静叶出气边中的孔
30.来自燃烧室部分的炽热燃气
32.转动叶片
40.构成静叶叶型的壁的内表面
42.冷却空气
44.衬套中的孔
46.档板中的孔