CN112065509B - 叶型及包含它的燃气轮机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种提高了冷却效率的叶型及包含它的燃气轮机。本发明一个实施例的叶型是内部形成有冷却流路的叶型，包括：盘体，形成于冷却流路的内墙，通过减少冷却流路的流动截面积而使在冷却流路流动的冷却流体的流动压力增加；和贯通孔，形成为贯穿盘体，使通过了盘体的冷却流体形成涡流。

Description

叶型及包含它的燃气轮机
技术领域
本发明涉及一种叶型及包含它的燃气轮机(Airfoil and gas turbinecomprising it)。
背景技术
透平是一种利用蒸汽、气体之类的可压缩流体的流动以冲击力或反动力获得旋转力的机械装置，主要包括利用蒸汽的蒸汽轮机及利用高温燃气的燃气轮机等。
燃气轮机主要包括压气机、燃烧室及透平。所述压气机具备导入空气的空气导入口，在压气机外壳内交替地配置了多个压气机静叶片与压气机动叶片。
燃烧室对所述压气机所压缩的压缩空气供应燃料并且利用燃烧装置点火而生成高温高压燃气。
透平在透平外壳内交替地配置了多个涡轮静叶片与涡轮动叶片。而且，以贯穿压气机、燃烧室、透平及排气室的中心部的方式配置了转子。
所述转子的两端部受到轴承的支持而得以旋转。而且，所述转子上固定有多个轮盘而得以连接各个叶片的同时还在排气室侧的端部连接发电机等的驱动轴。
该燃气轮机由于没有诸如四冲程内燃机的活塞之类的往复运动机构而不具备活塞-气缸之类的相互摩擦部位，因而使得润滑油的消耗极少，从而大幅减少了往复运动机械的特征之一的振幅，具有能够进行高速运动的优点。
下面简单说明燃气轮机的运行。压气机所压缩的空气和燃料混合后燃烧而产生高温燃气，如此产生的燃气则喷射到透平侧。喷射的燃气在通过所述透平静叶片及透平动叶片时产生旋转力，进而驱使所述转子旋转。
【现有技术文献】
【专利文献】
韩国公开专利第10-2010-0064754号(名称：燃气轮机的冷却动叶片)
发明内容
本发明的目的是提供一种提高了冷却效率的叶型及包含它的燃气轮机。
本发明一个实施例的叶型是内部形成有冷却流路的叶型，包括：盘体，形成于冷却流路的内墙，通过减少冷却流路的流动截面积而使在冷却流路流动的冷却流体的流动压力增加；和贯通孔，形成为贯穿盘体，使通过了盘体的冷却流体形成涡流。
在本发明一个实施例的叶型中，可以为：盘体形成于冷却流路的入口侧内墙，使流入冷却流路的冷却流体的流动压力增加。
在本发明一个实施例的叶型中，可以为：贯通孔在盘体形成有一对。
在本发明一个实施例的叶型中，可以为：一对贯通孔中的任一个贯通孔形成于吸力面侧，其余的一个贯通孔形成于压力面侧。
在本发明一个实施例的叶型中，可以为：一对贯通孔中的任一个贯通孔形成为往一个方向倾斜，其余的一个贯通孔形成为往另一个方向倾斜。
在本发明一个实施例的叶型中，可以为：贯通孔以3个以上的多个形成于盘体。
在本发明一个实施例的叶型中，可以为：冷却流路形成为沿着以透平转子轮盘的轴方向为中心的辐射方向延伸。
在本发明一个实施例的叶型中，可以为：冷却流路形成为与形成于根部并且使冷却流体流入冷却流路的流入口连接，并且具有从叶型的下端往上端延伸后再从上端往下端延伸的弯弯曲曲的结构。
在本发明一个实施例的叶型中，可以为：还包括突出地形成于冷却流路的内墙的冷却肋，冷却肋使通过了盘体的冷却流体进一步生成涡流。
在本发明一个实施例的叶型中，可以为：贯通孔以与将透平转子轮盘的轴方向作为中心的辐射方向平行的方向形成。
在本发明一个实施例的叶型中，可以为：贯通孔以相对于将透平转子轮盘的轴方向为中心的辐射方向形成预设角度的倾斜的方向形成。
在本发明一个实施例的叶型中，可以为：贯通孔以下宽上窄的圆锥台形态形成。
在本发明一个实施例的叶型中，可以为：贯通孔以下宽上窄的圆锥台形态和下窄上宽的倒圆锥台形态的组合形成。
在本发明一个实施例的叶型中，可以为：形成有贯通孔的盘体在冷却流路形成有多个。
在本发明一个实施例的叶型中，可以为：形成于多个盘体的贯通孔的大小相同时，形成于冷却流体的流动方向后方的盘体所形成的贯通孔的数量，小于形成于冷却流体的流动方向前方的盘体所形成的贯通孔的数量。
在本发明一个实施例的叶型中，可以为：形成于多个盘体的贯通孔的数量相同时，形成于冷却流体的流动方向后方的盘体所形成的贯通孔的大小，小于形成于冷却流体的流动方向前方的盘体所形成的贯通孔的大小。
在本发明一个实施例的叶型中，可以为：将形成于多个盘体的贯通孔的数量和贯通孔的大小的乘积设为贯穿面积时，形成于冷却流体的流动方向后方的盘体的贯穿面积，小于形成于冷却流体的流动方向前方的盘体的贯穿面积。
本发明一个实施例的燃气轮机包括：压气机，将流入的空气压缩；燃烧室，将压气机所压缩的空气和燃料混合后燃烧；及透平，凭借燃烧室所燃烧的气体而生成动力，具备在燃气经过的燃气路径上引导燃气的透平静叶片、和在燃气路径上凭借燃气而进行旋转的透平动叶片；透平静叶片和透平动叶片中的至少任一个包括内部形成有冷却流路的叶型。叶型包括：盘体，形成于冷却流路的内墙，通过减少冷却流路的流动截面积而使在冷却流路流动的冷却流体的流动压力增加；和贯通孔，形成为贯穿盘体，使通过了盘体的冷却流体形成涡流。
在本发明一个实施例的燃气轮机中，可以为：盘体形成于冷却流路的入口侧内墙，使流入冷却流路的冷却流体的流动压力增加。
在本发明一个实施例的燃气轮机中，可以为：贯通孔在盘体形成有一对。
在本发明一个实施例的燃气轮机中，可以为：一对贯通孔中的任一个贯通孔形成于吸力面侧，其余的一个贯通孔形成于压力面侧。
在本发明一个实施例的燃气轮机中，可以为：一对贯通孔中的任一个贯通孔形成为往一个方向倾斜，其余的一个贯通孔形成为往另一个方向倾斜。
在本发明一个实施例的燃气轮机中，可以为：贯通孔以3个以上的多个形成于盘体。
在本发明一个实施例的燃气轮机中，可以为：冷却流路形成为沿着透平转子轮盘的轴方向为中心的辐射方向延伸。
在本发明一个实施例的燃气轮机中，可以为：冷却流路形成为与形成于根部并且使冷却流体流入冷却流路的流入口连接，并且具有从叶型的下端往上端延伸后再从上端往下端延伸的弯弯曲曲的结构。
在本发明一个实施例的燃气轮机中，可以为：还包括突出地形成于冷却流路的内墙的冷却肋，冷却肋能使通过了盘体的冷却流体进一步发生涡流。
在本发明一个实施例的燃气轮机中，可以为：贯通孔以与透平转子轮盘的轴方向为中心的辐射方向平行的方向形成。
在本发明一个实施例的燃气轮机中，可以为：贯通孔以相对于将透平转子轮盘的轴方向作为中心的辐射方向形成预设角度的倾斜的方向形成。
在本发明一个实施例的燃气轮机中，可以为：贯通孔以下宽上窄的圆锥台形态形成。
在本发明一个实施例的燃气轮机中，可以为：贯通孔以下宽上窄的圆锥台形态和下窄上宽的倒圆锥台形态的组合形成。
在本发明一个实施例的燃气轮机中，可以为：形成有贯通孔的盘体在冷却流路形成有多个。
在本发明一个实施例的燃气轮机中，可以为：形成于多个盘体的贯通孔的大小相同时，形成于冷却流体的流动方向后方的盘体所形成的贯通孔的数量，小于形成于冷却流体的流动方向前方的盘体所形成的贯通孔的数量。
在本发明一个实施例的燃气轮机中，可以为：形成于多个盘体的贯通孔的数量相同时，形成于冷却流体的流动方向后方的盘体所形成的贯通孔的大小，小于形成于冷却流体的流动方向前方的盘体所形成的贯通孔的大小。
在本发明一个实施例的燃气轮机中，可以为：将形成于多个盘体的贯通孔的数量和贯通孔的大小的乘积设为贯穿面积时，形成于冷却流体的流动方向后方的盘体的贯穿面积，小于形成于冷却流体的流动方向前方的盘体的贯穿面积。
本发明一个实施例的透平动叶片，在下侧形成有结合到透平转子轮盘的根部，根部的上侧与凭借空气压力而旋转并且内部形成有冷却流路的叶型结合成一体。叶型包括：盘体，形成于冷却流路的内墙，通过减少冷却流路的流动截面积而使在冷却流路流动的冷却流体的流动压力增加；和贯通孔，形成为贯穿盘体，使通过了盘体的冷却流体形成涡流。
在本发明一个实施例的透平动叶片中，可以为：根部包括使冷却流体流入叶型的流入口，形成有贯通孔的盘体在冷却流路形成有多个，盘体中的任一个形成于冷却流路的由流入口与冷却流路相接的入口侧内墙，其余的盘体以预设间距形成于冷却流体的流动方向后方，将形成于多个盘体的贯通孔的数量和贯通孔的大小的乘积设为贯穿面积时，形成于冷却流体的流动方向后方的盘体的贯穿面积，小于形成于冷却流体的流动方向前方的盘体的贯穿面积。
本发明一个实施例的透平静叶片包括形成于外叶冠与内叶冠之间并且内部形成有冷却流路的叶型。叶型包括：盘体，形成于冷却流路的内墙，通过减少冷却流路的流动截面积而使在冷却流路流动的冷却流体的流动压力增加；和贯通孔，形成为贯穿盘体，使通过了盘体的冷却流体形成涡流。
在本发明一个实施例的透平静叶片中，可以为：形成有贯通孔的盘体在冷却流路形成有多个，盘体中的任一个形成于冷却流路的由流体流入口与冷却流路相接的入口侧内墙，其余的盘体以预设间距形成于冷却流体的流动方向后方，将形成于多个盘体的贯通孔的数量和贯通孔的大小的乘积设为贯穿面积时，形成于冷却流体的流动方向后方的盘体的贯穿面积，小于形成于冷却流体的流动方向前方的盘体的贯穿面积。
根据本发明实施例的叶型及包含它的燃气轮机，通过在流入冷却流路的冷却流体形成涡流，从而提高叶型的冷却性能。
附图说明
图1是示出本发明一个实施例的燃气轮机的内部的图。
图2是切割图1所示燃气轮机的一部分后查看的剖视图。
图3是示出包含本发明一个实施例的叶型的透平动叶片的立体图。
图4是示出包含本发明一个实施例的叶型的透平动叶片的剖视图。
图5是示出包含本发明的另一个实施例的叶型的透平动叶片的剖视图。
图6是示出包含本发明一个实施例的叶型的透平静叶片的剖视图。
图7a至图7d是示出本发明实施例的盘体上形成的各种形状的贯通孔的剖视图。
图8是例示本发明实施例的盘体上形成有一对贯通孔的俯视图。
图9是例示了本发明实施例的冷却流路上形成多个盘体的例子的剖视图。
图10及图11是概念性地示出现有技术的叶型中凭借冷却流体的冷却过程的图。
图12是概念性地示出本发明实施例的叶型中凭借冷却流体的冷却过程的图。
具体实施方式
下面参照附图具体说明本发明的透平动叶片及包含它的燃气轮机。但，本发明不限于下面所揭示的实施例，本发明可以通过各种互不相同的形态实现，这些实施例只是有助于本发明的完整揭示，其主要目的是向本发明所属领域中具有通常知识者完整地说明本发明的范畴。
在整个本说明书中，当指称某一部分“包含”某一构成要素时，其指的是，除非特别记载了相反内容，否则其不排除其它构成要素而是还能包含其它构成要素。而且，在整个说明书中“在～上”指的是位于对象之上或之下而不是一定指称位于以重力方向为基准的上侧。
下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。此时，附图中尽量使用同一符号指示。而且，将省略那些可能混淆本发明的主旨的公知结构或功能的相关说明。根据同样的理由，附图中一部分构成要素可能会夸张地图示或概略地图示或予以省略。
图1是示出本发明一个实施例的燃气轮机的内部的图，图2是概念性地示出本发明一个实施例的燃气轮机的截面的图。
如图1及图2所示，本发明一个实施例的燃气轮机1包括压气机10、燃烧室20及透平30。压气机10起到将流入的空气压缩成高压空气的作用，将压缩的空气传输到燃烧室侧。压气机10具备以辐射状配置的多个压气机动叶片，接受凭借透平30的旋转所产生的动力的一部分而使压气机动叶片旋转，叶片的旋转则使空气被压缩而往燃烧室20移动。动叶片的大小与安装角度可以根据安装位置而不同。
压气机10所压缩的空气往燃烧室20移动并且通过以环形配置的多个燃烧腔与燃料喷嘴模块22与燃料混合后燃烧。通过燃烧生成的高温燃气则被排放到透平30而透平则凭借燃气旋转。
透平30通过沿轴方向结合透平转子轮盘300的中心拉杆400以多级方式排列。透平转子轮盘300包括以辐射状配置的多个透平动叶片100。透平动叶片100能以燕尾之类的方式结合到透平转子轮盘300。与此同时，透平动叶片100之间也具备固定在机壳的透平静叶片200而引导通过了透平动叶片100的燃气的流动方向。
如图2所示，透平30可以沿着燃气轮机1的轴方向以交替方式各自排列n个透平静叶片200与透平动叶片100。高温燃气沿着轴方向通过透平静叶片200及透平动叶片100，使透平动叶片100旋转。
本发明一个实施例的叶型可以是适用于透平动叶片100或透平静叶片200的叶型。下面说明时将以适用于燃气轮机的透平动叶片100(请参阅图4)的叶型为例进行说明，但也能适用于透平静叶片200(请参阅图 6)。而且，本说明书所记载的技术精神并不限定于燃气轮机，还能适用于包含蒸汽透平在内的具备叶型的装置。
图3是示出包含本发明一个实施例的叶型的透平动叶片的立体图，图 4是示出包含本发明一个实施例的叶型的透平动叶片的剖视图，图5是示出包含本发明的另一个实施例的叶型的透平动叶片的剖视图，图6是示出包含本发明一个实施例的叶型的透平静叶片的剖视图。
请参阅图3至图6，本发明一个实施例的透平动叶片100包括根部110 与叶型1000。
透平动叶片100安装在透平转子轮盘300并且凭借高压燃气使透平旋转运行，下侧形成有结合到透平转子轮盘300的根部110，根部110的上侧则一体地结合了凭借气体压力旋转的叶型1000，从而凭借叶型1000的前后面的压差使透平旋转运行。
根部110的外侧面形成有朝外侧方向突出的柄部及平台而得以坚固地固定。根部110形成有使冷却流体F流入叶型1000的流入口1110。冷却流体是压气机10所压缩的压缩空气的一部分或者是通过压缩外气而供应的空气，其被压气机10供应给透平动叶片100的根部110，一边通过流入口1110流入叶型1000一边冷却透平动叶片100。或者，冷却流体通过从压气机10连接到透平30的内部流路(未图示)供应到根部110，一边通过流入口1110流入叶型1000一边冷却透平动叶片100。
叶型1000配置在根部110的上侧。另一方面，叶型1000形成于透平静叶片200的情况下，叶型1000形成于外叶冠201与内叶冠202之间，冷却流体F可以通过形成于内叶冠或外叶冠侧的流体流入口203流入(请参阅图6)。
叶型1000在供燃气流入的前面形成有以构成朝外侧方向凸出的曲面的方式突出的吸力面(suction side)1100，后面形成有构成以向吸力面1100 侧凹陷的方式凹入的曲面的压力面(pressure side)1200，从而使得叶型 1000前后的压差极大化而得以使气体顺畅地流动。
叶型1000包括前缘121(leading edge)与尾缘123(trailing edge)，该前缘121与尾缘是压力面1200与吸力面1100所相接的两端部，前缘121 指的是叶型1000中迎接流动流体的前部位的末端，尾缘123指的是叶型 1000的后部位的末端。而且，从根部朝向叶型尖端(tip)的方向称为跨度(span)方向。
叶型1000可以包括贯穿吸力面1100或压力面1200地形成的多个冷却孔1210。冷却流体通过冷却孔1210喷射并且可以在叶型的外表面发挥出气幕作用而以所谓的膜冷却(film cooling)方式冷却叶型1000的外表面。另一方面，在本发明的实施例中，形成于前缘121侧的冷却流路1300 也可以不形成冷却孔1210。
请参阅图4，叶型1000在内部具备供冷却流体流动的冷却流路1300。冷却流体一边在冷却流路1300流动一边与冷却流路1300的内墙碰撞而吸收叶型1000的热使其冷却。
冷却流路1300以透平转子轮盘300的轴方向为中心沿着辐射方向延伸形成。冷却流路1300形成为和流入口1110连接，其能反复形成下述弯弯曲曲的结构，该结构从叶型1000的下端往上端延伸后从上端再次往下端延伸。当然这仅仅是例示而已，冷却流路1300不是一定要具备弯弯曲曲的结构，也可以是从叶型1000的下端往上端延伸并且在上端形成终端的结构。此时，在冷却流路1300流动的冷却流体可以通过形成于尾缘123 侧的内墙的流动孔1320(请参阅图5)流到毗邻的冷却流路。
在本发明的一个实施例中，冷却流路1300的预设位置形成有盘体 2100，盘体2100可形成有供冷却流体通过的贯通孔2200。
盘体2100减少冷却流路1300的流动截面积而提高冷却流体的流动压力。为此，盘体2100以密封冷却流路1300的形态形成于冷却流路1300 的内墙。在此，“密封”指的不是完全阻止冷却流体的流动，其含义还包括通过贯通孔2200使冷却流体的一部分流动。
盘体2100可形成于冷却流路1300的几处位置。另一方面，冷却流路 1300的入口1301形成为和根部110的流入口1110连接。冷却流路1300 的入口1301是压气机10所供应的压缩空气(冷却流体)的压力损失少的部位，因此盘体2100优选形成于冷却流路1300的入口1301侧内墙。
贯通孔2200贯穿盘体2100地形成。贯通孔2200使通过了盘体2100 的冷却流体形成涡流。被密封冷却流路1300的盘体2100提高了流动压力的冷却流体在通过贯通孔2200时流动压力降低而扩散到冷却流路1300的内墙侧，与此同时以漩涡形状流动。冷却流体往冷却流路1300的内墙侧以漩涡形状扩散而碰撞内墙由此冷却叶型1000。
图7a至图7d是示出本发明实施例的盘体上形成的各种形状的贯通孔的剖视图。
如图7a所示，贯通孔2200a以与将透平转子轮盘300的轴方向作为中心的辐射方向(radial direction)平行的方向形成。
如图7b所示，贯通孔2200b以相对于将透平转子轮盘300的轴方向作为中心的辐射方向形成预设角度θ的倾斜的方向形成。若贯通孔2200b 以倾斜方向形成，则冷却流体在通过贯通孔2200b时以预先具备一定角度的方式通过，因此使得冷却流体更容易形成涡流。
如图7c所示，贯通孔2200c能以下宽上窄的圆锥台形态形成。此时，由于贯通孔2200c的下部宽，所以冷却流体能比图7a及图7b所示贯通孔顺畅地流入贯通孔2200c，从而能消除冷却流体在盘体2100中的流动迟滞。
如图7d所示，能以下述方式形成，即，从贯通孔2200d的下部到中间地点为止以下宽上窄的圆锥台形态形成，中间地点到上部为止则以下窄上宽的倒圆锥台形态形成。此时，既能具有图7c的优点又能使得冷却流体在通过贯通孔2200d的途中扩散而使得冷却流体的涡流更轻易地形成。
另一方面，贯通孔2200的大小及倾斜角可以根据基于冷却流路1300 截面积大小、冷却流路1300位置、叶型1000种类等各种设计条件的实验数据进行选择及设计，因此本发明并不给予特别限定。即使盘体2100上只形成单一贯通孔2200，通过了贯通孔2200的冷却流体依然形成涡流，因此本发明也不特别限定贯通孔2200的数量。
请重新参阅图4，冷却流路1300的内墙可形成有冷却肋1310。冷却肋1310可以是从冷却流路1300的内墙突出形成的突起。冷却肋1310能使得在冷却流路1300流动的冷却流体进一步发生涡流(或者也称为乱流)，其结果，冷却流体碰撞冷却流路1300内墙的次数增加而提高冷却效率。
冷却流体通过贯通孔2200时第一次形成涡流，该涡流则碰撞冷却肋 1310时进一步形成涡流而在整体上提高冷却流体的冷却效率。优选地，该冷却肋1310形成于前缘121侧的冷却流路。
请参阅图5，冷却流路1300可以是下述两个结构结合的形态，即，形成为与第一流入口1111连接并且从叶型1000的下端往上端延伸并且在上端形成终端的结构1300A，和形成为与第二流入口1112连接并且从叶型1000的下端往上端延伸后再从上端往下端延伸的弯弯曲曲的结构 1300B。
另一方面，图6例示了具备具有所述冷却流路1300的叶型1000的透平静叶片200。
图8是例示本发明实施例的盘体上形成有一对贯通孔的俯视图。
如图8所示，在本发明的一个实施例中，贯通孔2200能形成一对。当然，本发明并不限定于此，贯通孔2200也能形成3个以上。而且，各个贯通孔2200也能以图7a至图7d所示形状的贯通孔2200a～2200d形成以及以它们的组合形成。
图8例示了在压力面1200与吸力面1100所相接的两端部即前缘121 侧的冷却流路1300形成有盘体2100的情形，大约以三角形形状形成。如图5所示在与前缘121侧冷却流路1300A相邻的冷却流路1300B形成有盘体2100的情况下，也可以根据相邻的冷却流路1300的形状以四角形形状形成。
本发明并不特别限定一对贯通孔2200的配置位置，但是为了促进叶型1000的吸力面1100与压力面1200的冷却，一对贯通孔2200中的某一个贯通孔可形成于吸力面1100侧，其余的一个贯通孔则可形成于压力面 1200侧。
图9是例示了在本发明实施例的冷却流路形成多个盘体的例子的剖视图。
如图9所示，可以在冷却流路1300安装形成有贯通孔2200的多个盘体2100(2101、2102)。图9例示了2个盘体，但本发明并不限定于此。下面进行说明时，为了便于说明，设定“盘体2100(2101、2102)”包括贯通孔。
考虑在冷却流路1300流动的冷却流体的压力损失，而将多个盘体 2100(2101、2102)配置到适当位置。由于冷却流路1300的入口1301是压气机10所供应的压缩空气(冷却流体)的压力损失少的部分，因此优选第一盘体2101形成于冷却流路1300的入口1301侧内墙。在下述地点安装第二盘体2102而提高冷却流体的流动压力，该地点是通过了第一盘体2101的冷却流体因压力损失而使得基于碰撞的冷却效果减少的地点。该第二盘体2102的安装位置可以根据基于冷却流路1300截面积大小、冷却流路1300位置、叶型1000种类等各种设计条件的实验数据进行选择及设计，因此本发明并不给予特别限定。
形成于第一盘体2101的第一贯通孔2201和形成于第二盘体2102的第二贯通孔2202能以互不相同的大小或数量形成。例如，第一贯通孔2201 与第二贯通孔2202能以图7a至图7d所示的任一个形状形成。
碰撞冷却流路1300内墙而损失了压力的冷却流体抵达第二盘体 2102。因此，在和第一贯通孔2201相同地制作第二贯通孔2202的情况下，因通过了第二贯通孔2202的冷却流体的流动压力变低而可能在各冷却流路领域发生不同的冷却。为此，将第二贯通孔2202制作成使流动压力比第一贯通孔2201增加，由此使冷却流路整体均匀地冷却。
例如，若将第一贯通孔2201与第二贯通孔2202制作成相同大小并且将第二贯通孔2202的数量制作成少于第一贯通孔2201的数量，则形成有第二贯通孔2202的第二盘体2102处的流动压力增加量大于第一盘体2101 处的流动压力增加量，从而能够补充所损失的压力。
而且，作为一例，若将第一贯通孔2201制作成与第二贯通孔2202的数量相同并且将第二贯通孔2202的大小制作成小于第一贯通孔2201的大小，则第二盘体2102处的流动压力增加量大于第一盘体2101处的流动压力增加量，从而能够补充所损失的压力。
整体来说，将“贯通孔的数量”X“贯通孔的大小”设为“贯穿面积”时，优选地，将第二贯通孔2202的贯穿面积形成为小于第一贯通孔2201 的贯穿面积。
接着，下面结合图10至图12对本发明实施例的叶型和现有技术的叶型的冷却性能进行定性比较说明。
图10及图11是概念性地示出现有技术的叶型中凭借冷却流体的冷却过程的图，图12是概念性地示出本发明实施例的叶型中凭借冷却流体的冷却过程的图。
在如图10所示的现有技术中，流入冷却流路13a的冷却流体一面维持流入方向一面沿着冷却流路13a流动。在流动的过程中冷却流体的一部分碰撞冷却流路13a的内墙而冷却叶型，由于碰撞内墙的冷却流体相对少而冷却性能低。
而且，在如图11所示的现有技术中，冷却流路13b具备排放冷却流体的冷却孔13bb。在流动的过程中冷却流体的一部分碰撞冷却流路13b 的内墙而冷却叶型，在冷却流体的一部分通过冷却孔13bb排放到叶型外部的过程中，碰撞冷却孔13bb及冷却流路13b的内墙而使得冷却性能比图10提高。但是在叶型外部流动的高温燃气可能会通过冷却孔13bb流入冷却流路13b，该高温燃气则导致冷却性能降低。
另一方面，根据如图12所示的本发明的实施例，通过根部110的流入口1110流入冷却流路1300的冷却流体被盘体2100暂时阻止流动而使得流动压力增加。流动压力增加的冷却流体在通过贯通孔2200而经过盘体2100的过程中流动压力降低，所以向冷却流路1300的内墙侧扩散的同时以漩涡形状流动。冷却流体以漩涡形状向冷却流路1300的内墙侧扩散，碰撞内墙而使得叶型冷却，因此能提高冷却性能。而且，即使没有形成如图11所示的冷却孔13bb也能提高冷却性能。
本实施例与本说明书的附图只是用来明确说明本发明所包含的技术思想的一部分而已，只要本技术领域的技术人员能从本发明的说明书及附图所包含的技术思想的范围内类推出来的各种变形例和具体实施例均应阐释为属于本发明的权利范围。
【符号说明】
1：燃气轮机 10：压气机
20：燃烧室 30：透平
100：透平动叶片 200：透平静叶片
300：透平转子轮盘 400：中心拉杆
1000：叶型 1100：吸力面
1200：压力面 1300：冷却流路
2100：盘体 2200：贯通孔

Claims (30)

1.一种叶型，内部形成有冷却流路，其特征在于，
包括：
盘体，形成于所述冷却流路的内墙，通过减少所述冷却流路的流动截面而使在所述冷却流路流动的冷却流体的流动压力增加；和
贯通孔，形成为贯穿所述盘体，使通过了所述盘体的冷却流体形成涡流，所述贯通孔以相对于将透平转子轮盘的轴方向作为中心的辐射方向形成预设角度的倾斜的方向形成。
2.根据权利要求1所述的叶型，其特征在于，
所述盘体形成于所述冷却流路的入口侧内墙，使流入所述冷却流路的冷却流体的流动压力增加。
3.根据权利要求1所述的叶型，其特征在于，
所述贯通孔在所述盘体形成有一对。
4.根据权利要求3所述的叶型，其特征在于，
一对所述贯通孔中的任一个贯通孔形成于吸力面侧，其余的一个贯通孔形成于压力面侧。
5.根据权利要求3所述的叶型，其特征在于，
一对所述贯通孔中的任一个贯通孔形成为往一个方向倾斜，其余的一个贯通孔形成为往另一个方向倾斜。
6.根据权利要求1所述的叶型，其特征在于，
所述贯通孔以3个以上的多个形成于所述盘体。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的叶型，其特征在于，
所述冷却流路形成为沿着以透平转子轮盘的轴方向为中心的辐射方向延伸。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的叶型，其特征在于，
所述冷却流路形成为与形成于根部并且使冷却流体流入所述冷却流路的流入口连接，并且具有从叶型的下端往上端延伸后再从上端往下端延伸的弯弯曲曲的结构。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的叶型，其特征在于，
还包括突出地形成于所述冷却流路的内墙的冷却肋，
所述冷却肋使通过了所述盘体的冷却流体进一步生成涡流。
10.根据权利要求1至6中任一项所述的叶型，其特征在于，
形成有所述贯通孔的盘体在所述冷却流路形成有多个。
11.根据权利要求10所述的叶型，其特征在于，
形成于多个所述盘体的贯通孔的大小相同时，形成于所述冷却流体的流动方向后方的盘体所形成的贯通孔的数量，小于形成于所述冷却流体的流动方向前方的盘体所形成的贯通孔的数量。
12.根据权利要求10所述的叶型，其特征在于，
形成于多个所述盘体的贯通孔的数量相同时，形成于所述冷却流体的流动方向后方的盘体所形成的贯通孔的大小，小于形成于所述冷却流体的流动方向前方的盘体所形成的贯通孔的大小。
13.根据权利要求10所述的叶型，其特征在于，
将形成于多个所述盘体的贯通孔的数量和贯通孔的大小的乘积设为贯穿面积时，形成于所述冷却流体的流动方向后方的盘体的贯穿面积，小于形成于所述冷却流体的流动方向前方的盘体的贯穿面积。
14.一种燃气轮机，其特征在于，
包括：
压气机，将流入的空气压缩；
燃烧室，将所述压气机所压缩的空气和燃料混合后燃烧；及
透平，凭借所述燃烧室所燃烧的气体而生成动力，具备在所述燃气经过的燃气路径上引导所述燃气的透平静叶片、和在所述燃气路径上凭借所述燃气而进行旋转的透平动叶片；
所述透平静叶片和所述透平动叶片中的至少任一个包括内部形成有冷却流路的叶型，
所述叶型包括：
盘体，形成于所述冷却流路的内墙，通过减少所述冷却流路的流动截面而使在所述冷却流路流动的冷却流体的流动压力增加；和
贯通孔，形成为贯穿所述盘体，使通过了所述盘体的冷却流体形成涡流，所述贯通孔以相对于将透平转子轮盘的轴方向作为中心的辐射方向形成预设角度的倾斜的方向形成。
15.根据权利要求14所述的燃气轮机，其特征在于，
所述盘体形成于所述冷却流路的入口侧内墙，使流入所述冷却流路的冷却流体的流动压力增加。
16.根据权利要求14所述的燃气轮机，其特征在于，
所述贯通孔在所述盘体形成有一对。
17.根据权利要求16所述的燃气轮机，其特征在于，
一对所述贯通孔中的任一个贯通孔形成于吸力面侧，其余的一个贯通孔形成于压力面侧。
18.根据权利要求16所述的燃气轮机，其特征在于，
一对所述贯通孔中的任一个贯通孔形成为往一个方向倾斜，其余的一个贯通孔形成为往另一个方向倾斜。
19.根据权利要求14所述的燃气轮机，其特征在于，
所述贯通孔以3个以上的多个形成于所述盘体。
20.根据权利要求14至19中任一项所述的燃气轮机，其特征在于，
所述冷却流路形成为沿着以透平转子轮盘的轴方向为中心的辐射方向延伸。
21.根据权利要求14至19中任一项所述的燃气轮机，其特征在于，
所述冷却流路形成为与形成于根部并且使冷却流体流入所述冷却流路的流入口连接，并且具有从叶型的下端往上端延伸后再从上端往下端延伸的弯弯曲曲的结构。
22.根据权利要求14至19中任一项所述的燃气轮机，其特征在于，
还包括突出地形成于所述冷却流路的内墙的冷却肋，
所述冷却肋使通过了所述盘体的冷却流体进一步生成涡流。
23.根据权利要求14至19中任一项所述的燃气轮机，其特征在于，形成有所述贯通孔的盘体在所述冷却流路形成有多个。
24.根据权利要求23所述的燃气轮机，其特征在于，
形成于多个所述盘体的贯通孔的大小相同时，形成于所述冷却流体的流动方向后方的盘体所形成的贯通孔的数量，小于形成于所述冷却流体的流动方向前方的盘体所形成的贯通孔的数量。
25.根据权利要求23所述的燃气轮机，其特征在于，
形成于多个所述盘体的贯通孔的数量相同时，形成于所述冷却流体的流动方向后方的盘体所形成的贯通孔的大小，小于形成于所述冷却流体的流动方向前方的盘体所形成的贯通孔的大小。
26.根据权利要求23所述的燃气轮机，其特征在于，
将形成于多个所述盘体的贯通孔的数量和贯通孔的大小的乘积设为贯穿面积时，形成于所述冷却流体的流动方向后方的盘体的贯穿面积，小于形成于所述冷却流体的流动方向前方的盘体的贯穿面积。
27.一种透平动叶片，安装在透平转子轮盘并且凭借高压燃气而旋转，其特征在于，
下侧形成有结合到所述透平转子轮盘的根部，所述根部的上侧与凭借空气压力而旋转并且内部形成有冷却流路的叶型结合成一体，
所述叶型包括：
盘体，形成于所述冷却流路的内墙，通过减少所述冷却流路的流动截面而使在所述冷却流路流动的冷却流体的流动压力增加；和
贯通孔，形成为贯穿所述盘体，使通过了所述盘体的冷却流体形成涡流，所述贯通孔以相对于将透平转子轮盘的轴方向作为中心的辐射方向形成预设角度的倾斜的方向形成。
28.根据权利要求27所述的透平动叶片，其特征在于，
所述根部包括使所述冷却流体流入所述叶型的流入口，
形成有所述贯通孔的盘体在所述冷却流路形成有多个，所述盘体中的任一个形成于所述冷却流路的由所述流入口与所述冷却流路相接的入口侧内墙，其余的盘体以预设间距形成于冷却流体的流动方向后方，
将形成于多个所述盘体的贯通孔的数量和贯通孔的大小的乘积设为贯穿面积时，形成于所述冷却流体的流动方向后方的盘体的贯穿面积，小于形成于所述冷却流体的流动方向前方的盘体的贯穿面积。
29.一种透平静叶片，包括形成于外叶冠与内叶冠之间并且内部形成有冷却流路的叶型，其特征在于，
冷却流体通过形成于所述内叶冠及所述外叶冠侧的至少任一个流体流入口流入，
所述叶型包括：
盘体，形成于所述冷却流路的内墙，通过减少所述冷却流路的流动截面而使在所述冷却流路流动的冷却流体的流动压力增加；和
贯通孔，形成为贯穿所述盘体，使通过了所述盘体的冷却流体形成涡流，所述贯通孔以相对于将透平转子轮盘的轴方向作为中心的辐射方向形成预设角度的倾斜的方向形成。
30.根据权利要求29所述的透平静叶片，其特征在于，
形成有所述贯通孔的盘体在所述冷却流路形成有多个，所述盘体中的任一个形成于所述冷却流路的由所述流体流入口与所述冷却流路相接的入口侧内墙，其余的盘体以预设间距形成于冷却流体的流动方向后方，
将形成于多个所述盘体的贯通孔的数量和贯通孔的大小的乘积设为贯穿面积时，形成于所述冷却流体的流动方向后方的盘体的贯穿面积，小于形成于所述冷却流体的流动方向前方的盘体的贯穿面积。
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