本文公開的主題涉及燃氣渦輪發(fā)動機，并且更具體地涉及用于燃氣渦輪發(fā)動機的渦輪護罩。

背景技術：

諸如燃氣渦輪發(fā)動機的渦輪機可包括壓縮機、燃燒器和渦輪。氣體在壓縮機中壓縮，與燃料組合，且然后被給送到燃燒器中，在燃燒器中氣體/燃料混合物燃燒。高溫和高能排出流體然后沿熱氣體路徑給送到渦輪，在渦輪處，流體的能量轉(zhuǎn)換成機械能。沿熱氣體路徑的高溫可加熱渦輪構件(例如，渦輪護罩)，引起構件的退化。

技術實現(xiàn)要素：

在范圍上與原來提出的主題相當?shù)哪承嵤├谙挛闹懈攀?。這些實施例不旨在限制提出的主題的范圍，而是，這些實施例僅旨在提供主題的可能形式的簡要概括。實際上，主題可包含可與下文所述實施例相似或不同的多種形式。

在第一實施例中，一種系統(tǒng)包括用于在燃氣渦輪發(fā)動機的渦輪區(qū)段中使用的護罩節(jié)段，該護罩節(jié)段包括本體，其包括前緣、后緣、第一側(cè)緣、第二側(cè)緣，以及在前緣與后緣之間且在第一側(cè)緣與第二側(cè)緣之間的一對相對的側(cè)向側(cè)。系統(tǒng)包括一對相對的側(cè)向側(cè)中的第一側(cè)向側(cè)，其與具有冷卻流體的腔對接。系統(tǒng)還包括一對相對的側(cè)向側(cè)中的第二側(cè)向側(cè)，其與熱氣體流動路徑對接；設置在本體內(nèi)的第一通道，其中第一通道包括第一端部和第二端部。第一端部設置在第一側(cè)緣附近，且第二端部設置在第二側(cè)緣附近。系統(tǒng)還包括設置在本體內(nèi)的第二通道，其中第二通道包括第三端部和第四端部。第三端部設置在第一側(cè)緣附近，且第四端部設置在第二側(cè)緣附近。第一通道和第二通道接收來自腔的冷卻流體來冷卻本體，以及第一端部和第四端部各自包括具有自由端的部分。各個自由端具有沿從前緣到后緣的方向大于聯(lián)接至自由端的部分的相鄰部分的寬度。

在第二實施例中，一種裝置包括燃氣渦輪發(fā)動機，其包括壓縮機、燃燒系統(tǒng)、以及渦輪區(qū)段。裝置包括：殼；聯(lián)接至外殼的外護罩節(jié)段；聯(lián)接至外護罩節(jié)段來形成腔的內(nèi)護罩節(jié)段，腔構造成接收來自壓縮機的排出的冷卻流體。內(nèi)護罩節(jié)段包括本體，其具有前緣、后緣、第一側(cè)緣、第二側(cè)緣，以及在前緣與后緣之間且在第一側(cè)緣與第二側(cè)緣之間的一對相對的側(cè)向側(cè)，其中一對相對的側(cè)向側(cè)中的第一側(cè)向側(cè)構造成與腔對接，以及一對相對的側(cè)向側(cè)中的第二側(cè)向側(cè)構造成與熱氣體流動路徑對接。裝置還包括設置在本體內(nèi)且從第一側(cè)緣附近延伸至第二側(cè)緣附近的多個通道，其中多個通道中的各個通道均包括具有部分的第一端部以及第二端部。多個通道構造成接收來自腔的冷卻流體來冷卻本體。第一端部各自包括具有自由端的部分，且各個自由端具有沿從前緣到后緣的方向大于聯(lián)接至自由端的部分的相鄰部分的寬度。

在第三實施例中，一種系統(tǒng)包括用于在燃氣渦輪發(fā)動機的渦輪區(qū)段中使用的護罩節(jié)段。系統(tǒng)包括本體，其包括前緣、后緣、第一側(cè)緣、第二側(cè)緣，以及在前緣與后緣之間且在第一側(cè)緣與第二側(cè)緣之間的一對相對的側(cè)向側(cè)。一對相對的側(cè)向側(cè)中的第一側(cè)向側(cè)構造成與具有冷卻流體的腔對接，且一對相對的側(cè)向側(cè)中的第二側(cè)向側(cè)構造成與熱氣體流動路徑對接。第一通道設置在本體內(nèi)，且第一通道包括第一端部和第二端部。第一端部設置在第一側(cè)緣附近，且第二端部設置在第二側(cè)緣附近。第二通道設置在本體內(nèi)，且第二通道包括第三端部和第四端部。第三端部設置在第一側(cè)緣附近，且第四端部設置在第二側(cè)緣附近。第一通道和所述第二通道構造成接收來自腔的冷卻流體來冷卻本體，以及第一端部和第四端部各自包括具有自由端的部分。自由端具有橢圓形狀和自由端附近的直的部分。

本發(fā)明的第一技術方案提供了一種護罩節(jié)段，包括：本體，其包括前緣、后緣、第一側(cè)緣、第二側(cè)緣，以及在所述前緣與所述后緣之間且在所述第一側(cè)緣與所述第二側(cè)緣之間的一對相對的側(cè)向側(cè)，其中所述一對相對的側(cè)向側(cè)中的第一側(cè)向側(cè)構造成與具有冷卻流體的腔對接，且所述一對相對的側(cè)向側(cè)中的第二側(cè)向側(cè)構造成與熱氣體流動路徑對接；設置在所述本體內(nèi)的第一通道，其中所述第一通道包括第一端部和第二端部，所述第一端部設置在所述第一側(cè)緣附近，且所述第二端部設置在所述第二側(cè)緣附近；以及設置在所述本體內(nèi)的第二通道，其中所述第二通道包括第三端部和第四端部，所述第三端部設置在所述第一側(cè)緣附近，且所述第四端部設置在所述第二側(cè)緣附近；以及其中所述第一通道和所述第二通道構造成接收來自所述腔的所述冷卻流體來冷卻所述本體，以及其中所述第一端部和所述第四端部各自包括具有自由端的部分，且各個自由端具有沿從所述前緣到所述后緣的方向大于聯(lián)接至所述自由端的部分的相鄰部分的寬度。

本發(fā)明的第二技術方案是在第一技術方案中，各個自由端構造成聯(lián)接至沿徑向方向從所述自由端延伸至所述第一側(cè)向側(cè)的相應入口通路，其中各個相應入口通路構造成將所述冷卻流體從所述腔提供至相應通道。

本發(fā)明的第三技術方案是在第二技術方案中，所述相應入口通路的寬度小于相應自由端的寬度。

本發(fā)明的第四技術方案是在第二技術方案中，所述第一通道和所述第二通道被放電加工到所述本體中。

本發(fā)明的第五技術方案是在第二技術方案中，所述相應入口通路被放電加工到所述本體中。

本發(fā)明的第六技術方案是在第一技術方案中，所述第二端部和所述第三端部構造成聯(lián)接至沿徑向方向延伸至所述第二側(cè)向側(cè)的相應出口通路，其中各個相應出口通路構造成將冷卻流體從所述內(nèi)護罩節(jié)段的本體排出到所述熱氣體流動路徑中。

本發(fā)明的第七技術方案是在第一技術方案中，各個自由端包括橢圓形狀，且各個相鄰部分包括直的部分。

本發(fā)明的第八技術方案是在第一技術方案中，所述護罩節(jié)段構造成用于燃氣渦輪發(fā)動機中。

本發(fā)明的第九技術方案提供了一種燃氣渦輪發(fā)動機，包括：壓縮機；燃燒系統(tǒng)；以及渦輪區(qū)段，其包括：殼；聯(lián)接至外殼的外護罩節(jié)段；聯(lián)接至所述外護罩節(jié)段來形成腔的內(nèi)護罩節(jié)段，所述腔構造成接收來自所述壓縮機的排出的冷卻流體，其中所述內(nèi)護罩節(jié)段包括：本體，其包括前緣、后緣、第一側(cè)緣、和第二側(cè)緣，在所述前緣與所述后緣之間且在所述第一側(cè)緣與所述第二側(cè)緣之間的一對相對的側(cè)向側(cè)，其中所述一對相對的側(cè)向側(cè)中的第一側(cè)向側(cè)構造成與所述腔對接，以及所述一對相對的側(cè)向側(cè)中的第二側(cè)向側(cè)構造成與熱氣體流動路徑對接；設置在所述本體內(nèi)且從所述第一側(cè)緣附近延伸至所述第二側(cè)緣附近的多個通道，其中所述多個通道中的各個通道均包括具有部分的第一端部以及第二端部；以及其中所述多個通道構造成接收來自所述腔的冷卻流體來冷卻所述本體，以及其中所述第一端部各自包括具有自由端的部分，且各個自由端具有沿從所述前緣到所述后緣的方向大于聯(lián)接至所述自由端的部分的相鄰部分的寬度。

本發(fā)明的第十技術方案是在第九技術方案中，各個自由端構造成聯(lián)接至沿徑向方向從所述自由端延伸至所述第一側(cè)向側(cè)的相應入口通路，其中各個相應入口通路構造成將冷卻流體從所述腔提供至相應通道。

本發(fā)明的第十一技術方案是在第十技術方案中，所述相應入口通路的寬度小于相應自由端的寬度。

本發(fā)明的第十二技術方案是在第十技術方案中，所述相應入口通路被放電加工到所述本體中。

本發(fā)明的第十三技術方案是在第九技術方案中，各個自由端包括橢圓形狀，且各個相鄰部分包括直的部分。

本發(fā)明的第十四技術方案是在第九技術方案中，各個第二端部聯(lián)接至延伸的相應出口通路，其中各個相應出口通路構造成將所述冷卻流體從所述內(nèi)護罩節(jié)段的所述本體排出。

本發(fā)明的第十五技術方案是在第九技術方案中，包括硬釬焊到所述第二側(cè)向側(cè)上的預燒結預成形件層，其中所述預燒結預成形件層包括構造成與所述熱氣體流動路徑對接的第一表面和構造成與所述本體對接來限定所述多個通道的第二表面。

本發(fā)明的第十六技術方案是在第九技術方案中，包括圍繞所述渦輪區(qū)段的旋轉(zhuǎn)軸線周向地設置的多個內(nèi)護罩節(jié)段。

本發(fā)明的第十七技術方案是在第九技術方案中，所述部分包括目標特征。

本發(fā)明的第十八技術方案是在第九技術方案中，所述部分包括大致1.14mm的半徑。

本發(fā)明的第十九技術方案提供了一種用于在燃氣渦輪發(fā)動機的渦輪區(qū)段中使用的護罩節(jié)段，包括：本體，其包括前緣、后緣、第一側(cè)緣、第二側(cè)緣，以及在所述前緣與所述后緣之間且在所述第一側(cè)緣與所述第二側(cè)緣之間的一對相對的側(cè)向側(cè)，其中所述一對相對的側(cè)向側(cè)中的第一側(cè)向側(cè)構造成與具有冷卻流體的腔對接，且所述一對相對的側(cè)向側(cè)中的第二側(cè)向側(cè)構造成與熱氣體流動路徑對接；設置在所述本體內(nèi)的第一通道，其中所述第一通道包括第一端部和第二端部，所述第一端部設置在所述第一側(cè)緣附近，且所述第二端部設置在所述第二側(cè)緣附近；以及設置在所述本體內(nèi)的第二通道，其中所述第二通道包括第三端部和第四端部，所述第三端部設置在所述第一側(cè)緣附近，且所述第四端部設置在所述第二側(cè)緣附近；以及其中所述第一通道和所述第二通道構造成接收來自所述腔的所述冷卻流體來冷卻所述本體，以及其中所述第一端部和所述第四端部各自包括包含自由端且具有橢圓形狀的部分，以及鄰近于所述自由端的直的部分。

本發(fā)明的第二十技術方案是在第十九技術方案中，各個自由端構造成聯(lián)接至沿徑向方向從所述自由端延伸至所述第一側(cè)向側(cè)的相應入口通路，其中各個相應入口通路構造成將所述冷卻流體從所述腔提供至相應通道。

附圖說明

在參照附圖閱讀以下詳細描述時，本主題的這些及其它特征、方面和優(yōu)點將變得更好理解，附圖中相似的標號表示附圖各處相似的部分，在附圖中：

圖1為具有帶冷卻通道的渦輪護罩的渦輪系統(tǒng)的實施例的框圖；

圖2為聯(lián)接到外渦輪護罩節(jié)段上的內(nèi)渦輪護罩節(jié)段的實施例的透視圖；

圖3為內(nèi)渦輪護罩節(jié)段的實施例的底視圖(例如，朝熱氣體流動路徑定向的側(cè)向側(cè)的視圖)；

圖4為內(nèi)渦輪護罩節(jié)段的實施例的頂視圖(例如，與腔對接的側(cè)向側(cè)的視圖)；

圖5為沿線5-5截取的圖4的內(nèi)渦輪護罩節(jié)段的一部分的實施例的透視截面視圖(其中以虛線示出了入口通路和通道)；

圖6為內(nèi)渦輪護罩節(jié)段的一部分的實施例的透視圖；

圖7為在圖3的線7-7內(nèi)截取的內(nèi)渦輪護罩節(jié)段的實施例的底視圖；以及

圖8為用于制造內(nèi)渦輪護罩節(jié)段的方法的實施例的流程圖。

具體實施方式

下文將描述本主題的一個或更多個特定實施例。為了提供這些實施例的簡要描述，可在說明書中不描述實際實施方式的所有特征。應當認識到的是，在任何此類實際實施方式的開發(fā)中，如任何工程或設計項目中那樣，必須進行許多實施方式特有的決定來實現(xiàn)開發(fā)者的特定目標，諸如符合系統(tǒng)相關和商業(yè)相關的約束，這可從一個實施方式到另一個不同。此外，應當認識到的是，此開發(fā)工作可能復雜且耗時的，但對于受益于本公開內(nèi)容的普通技術人員仍是設計、制造和生產(chǎn)的例行任務。

當介紹本主題的各種實施例的元件時，詞語"一個"、"一種"、"該"和"所述"旨在意指存在一個或更多個元件。用語"包括"、"包含"和"具有"旨在為包含性的，且意思是可存在除所列元件之外的附加元件。

如下面更詳細地討論的，與燃氣發(fā)動機相關聯(lián)的渦輪護罩的某些實施例減少渦輪葉片的壓力側(cè)和吸力側(cè)之間的熱氣體泄漏。渦輪護罩還將冷卻流體(例如，空氣)提供至渦輪葉片，以減少葉片和相關聯(lián)的葉片構件的過早失效或可冷卻相鄰護罩之間的區(qū)域。如本文中描述的渦輪護罩利用多個冷卻通道。冷卻通道可形成在護罩本體的任一側(cè)(例如，內(nèi)護罩節(jié)段或外護罩節(jié)段)上。冷卻通道可經(jīng)由適合的工藝(諸如放電加工)機加工到護罩本體中，這有助于控制跨過冷卻通道的壓力降(例如，通過產(chǎn)生一致地確定大小的出口孔直徑)。冷卻通道還包括設置在鉤形部分上的自由端。自由端(例如，目標)聯(lián)接至入口通路來接收冷卻流體。目標特征使入口通路(例如，形成進料孔)能夠與通道相交，由此改善護罩節(jié)段的冷卻。對準入口通路和自由端(例如，目標)且放電加工出口計量孔使得入口通路可接收冷卻流(例如，空氣)。如下面更詳細地描述的，多個冷卻通道(例如，第一通道、第二通道)可設置在護罩節(jié)段上。內(nèi)護罩節(jié)段可包括具有前緣和后緣的護罩本體。本體具有第一側(cè)緣和第二側(cè)緣。一對相對的側(cè)向側(cè)可設置在前緣與后緣之間。相對的側(cè)向側(cè)可描述為第一側(cè)向側(cè)和第二側(cè)向側(cè)。第一側(cè)向側(cè)(例如，護罩本體的底側(cè))與由內(nèi)護罩節(jié)段和外護罩節(jié)段限定的腔對接。外護罩節(jié)段聯(lián)接至內(nèi)護罩節(jié)段。第二側(cè)向側(cè)(例如，護罩本體的最外側(cè))可構造成與熱氣體流動路徑(例如，排出氣體)對接。

第一通道包括分別設置在第一側(cè)緣附近和第二側(cè)緣附近的第一端部和第二端部。第二通道設置在護罩本體內(nèi)，且包括第三端部和第四端部。第三端部和第四端部分別設置在第一側(cè)緣附近和第二側(cè)緣附近。第一通道和第二通道接收來自腔的冷卻流體(例如，空氣)，其中腔形成在第一側(cè)向側(cè)和第二側(cè)向側(cè)之間。冷卻流體在其流過冷卻通道時冷卻護罩本體和相鄰護罩之間的空間。第一端部和第四端部兩者包括具有自由端(例如，目標)的部分。自由端(例如，目標)可具有大于聯(lián)接至自由端的部分的相鄰部分的沿從前緣到后緣的方向的寬度。端部可包括目標特征，其使入口通路能夠與冷卻通道相交來接收冷卻流體，由此改善護罩節(jié)段的冷卻。

轉(zhuǎn)到附圖，圖1為渦輪系統(tǒng)10的實施例的框圖。如下文詳細所述，公開的渦輪系統(tǒng)10(例如，燃氣渦輪發(fā)動機)可使用具有下文所述的冷卻通道的渦輪護罩，該冷卻通道可減小熱氣體路徑構件的應力模式，且改善渦輪系統(tǒng)10的效率。渦輪系統(tǒng)10可使用液體或氣體燃料(諸如天然氣和/或富氫合成氣體)以驅(qū)動渦輪系統(tǒng)10。如圖所示，燃料噴嘴12吸入燃料供應14，使燃料與諸如空氣、氧、富氧空氣、少氧空氣或它們的任何組合的氧化劑混合。盡管以下論述將氧化劑稱為空氣，但任何適合的氧化劑都可結合公開的實施例使用。一旦燃料和空氣混合，則燃料噴嘴12將燃料空氣混合物以適合的比率分送到燃燒器16中，以用于最佳的燃燒、排放、燃料消耗和功率輸出。渦輪系統(tǒng)10可包括位于一個或更多個燃燒器16內(nèi)的一個或更多個燃料噴嘴12。燃料空氣混合物在燃燒器16內(nèi)的室中燃燒，由此產(chǎn)生熱加壓排出氣體。燃燒器16引導排出氣體(例如，熱加壓氣體)穿過過渡件進入渦輪噴嘴(或"一級噴嘴")，以及其它級的輪葉(或葉片)和噴嘴，引起渦輪18在渦輪殼19(例如，外殼)內(nèi)旋轉(zhuǎn)。排出氣體朝排氣出口20流動。當排出氣體經(jīng)過渦輪18時，氣體迫使渦輪輪葉(或葉片)使軸22沿渦輪系統(tǒng)10的軸線旋轉(zhuǎn)。如圖所示，軸22可連接到渦輪系統(tǒng)10的各種構件上，包括壓縮機24。壓縮機24還包括聯(lián)接到軸22上的葉片。當軸旋轉(zhuǎn)22時，壓縮機24內(nèi)的葉片也旋轉(zhuǎn)，由此壓縮從進氣口26穿過壓縮機24且進入燃料噴嘴12和/或燃燒器16的空氣。來自壓縮機24的壓縮的空氣(例如，排出空氣)的一部分可轉(zhuǎn)移到渦輪18或其構件，而不經(jīng)過燃燒器16。排出的空氣(例如，冷卻流體)可用于冷卻渦輪構件，諸如護罩和定子上的噴嘴，連同轉(zhuǎn)子上的輪葉、盤和隔板。軸22還可連接到負載28上，其可為車輛或靜止負載，例如，發(fā)電設備中的發(fā)電機或飛行器上的螺旋槳。負載28可包括能夠由渦輪系統(tǒng)10的旋轉(zhuǎn)輸出供能的任何適合的裝置。渦輪系統(tǒng)10可沿軸向軸線或方向30、朝向或遠離軸線30的徑向方向32和圍繞軸線30的周向方向34延伸。在實施例中，熱氣體構件(例如，渦輪護罩、噴嘴等)位于渦輪18中，其中熱氣體流動跨過構件，引起渦輪構件的蠕變、氧化、磨損和熱疲勞。渦輪18可包括具有冷卻通路(例如，近表面微通道)的一個或更多個渦輪護罩節(jié)段(例如，內(nèi)渦輪護罩節(jié)段)，以允許控制熱氣體路徑構件的溫度(例如，使用少于用于護罩的典型冷卻系統(tǒng)的冷卻空氣)，以減少構件中的危害模式，來延長構件的使用壽命(同時執(zhí)行其預期功能)，減少與操作渦輪系統(tǒng)10相關聯(lián)的成本，且改善燃氣輪機系統(tǒng)10的效率。

圖2為聯(lián)接到外渦輪護罩節(jié)段38上來形成渦輪護罩節(jié)段40的內(nèi)渦輪護罩節(jié)段36的實施的透視圖。渦輪18包括多個渦輪護罩節(jié)段40，其一起形成圍繞相應渦輪級的相應的環(huán)。在某些實施例中，渦輪18可包括聯(lián)接到圍繞渦輪18(和渦輪級)的旋轉(zhuǎn)軸線沿周向方向34設置的各個渦輪護罩節(jié)段40的相應外渦輪護罩節(jié)段38上的多個內(nèi)渦輪護罩節(jié)段36。在其它實施例中，渦輪18可包括聯(lián)接到外渦輪護罩節(jié)段38上來形成渦輪護罩節(jié)段40的多個內(nèi)渦輪護罩節(jié)段38。

如圖所示，內(nèi)渦輪護罩節(jié)段40包括本體42，其具有都與熱氣體流動路徑47對接的上游或前緣44和下游或后緣46。本體42還包括都在前緣44與后緣46之間延伸的第一側(cè)緣48(例如，第一斜面)和設置成與第一側(cè)緣48相對的第二側(cè)緣50(例如，第二斜面)。本體42還包括在前緣44與后緣46和第一側(cè)緣48與第二側(cè)緣50之間延伸的一對相對的側(cè)向側(cè)52,54。在某些實施例中，本體42(具體是側(cè)向側(cè)52,54)可在第一側(cè)向側(cè)48與第二側(cè)向側(cè)50之間的周向方向34上和/或前緣44與后緣46之間的軸向方向30上為弧形。側(cè)向側(cè)52構造成與限定在內(nèi)渦輪護罩節(jié)段36與外渦輪護罩節(jié)段38之間的腔56對接。側(cè)向側(cè)54構造成朝渦輪18內(nèi)的熱氣體流動路徑47定向。

如下文更詳細所述，本體42可包括設置在側(cè)向側(cè)54內(nèi)的多個通道(例如，冷卻通道或微通道)，以有助于冷卻熱氣體流動路徑構件(例如，渦輪護罩40、內(nèi)渦輪護罩節(jié)段36，等)。預燒結預成形件(psp)層58可設置(例如，硬釬焊)在側(cè)向側(cè)54上，使得psp層58的第一表面60與本體42一起限定(例如，包圍)通道，且psp層58的第二表面62與熱氣體流動路徑47對接。psp層58可由超級合金和硬釬焊材料形成。在某些實施例中，作為psp層58的替代方案，非psp金屬片可設置在側(cè)向側(cè)54上，其與本體42一起限定通道。在某些實施例中，通道可完全鑄造在側(cè)向側(cè)54附近的本體42內(nèi)。在某些實施例中，作為psp層58的替代方案，阻隔涂層或熱障涂層橋接物可用于包圍本體42內(nèi)的通道。

在某些實施例中，本體42包括鉤部分，以允許內(nèi)渦輪護罩渦輪節(jié)段36聯(lián)接到外渦輪護罩節(jié)段38上。如上文所述，內(nèi)渦輪護罩節(jié)段36的側(cè)向側(cè)52和外渦輪護罩節(jié)段38限定腔56。外渦輪護罩節(jié)段38大體上鄰近來自壓縮機24的渦輪18中的相對冷的流體或空氣(即，比熱氣體流動路徑47中的溫度更冷)。外渦輪護罩節(jié)段38包括通路(未示出)，以接收來自壓縮機24的冷卻流體或空氣，壓縮機24提供冷卻流體至腔56。如下文更詳細所述，冷卻流體經(jīng)由從側(cè)向側(cè)52延伸到通道的設置在本體42中的入口通路流至內(nèi)渦輪護罩節(jié)段36的本體42內(nèi)的通道。各個通道均包括：包括具有自由端的鉤形部分的第一端部，以及第二端部。第二端部可包括計量特征(例如，延伸到通道中的本體42的部分)，以調(diào)節(jié)通道內(nèi)的冷卻流體流或減少通道的堵塞。在某些實施例中，各個通道自身(排除第二端部)用作計量特征(例如，包括延伸到通道中的本體42的一部分)。在其它實施例中，聯(lián)接到鉤形部分上的入口通路可包括計量特征(例如，延伸到入口通路中的本體42的一部分)。在某些實施例中，通道自身、第二端部或入口通路或它們的組合包括計量特征。另外，冷卻流體經(jīng)由第一側(cè)緣48和/或第二側(cè)緣50處的第二端部流出通道(和本體42)。在某些實施例中，通道可布置成交錯圖案，其中通道具有設置在第一側(cè)緣48附近的第一端部和設置在第二側(cè)緣50附近的第二端部，而相鄰通道具有相對定向(即，設置在第二側(cè)緣50附近的第一端部和設置在第一側(cè)緣48附近的第二端部)。通道的鉤形部分在保持流動最小的同時通過在斜面附近增加一段冷卻通道來提供較大的冷卻區(qū)域(例如，大于用于渦輪護罩的典型冷卻系統(tǒng))。另外，鉤形部分允許通道的直部分的較好間距。通道的形狀還優(yōu)化成在堵住通道的情況中提供的足夠的冷卻。內(nèi)渦輪護罩節(jié)段的公開實施例可允許以較少空氣(例如，少于用于渦輪護罩的典型冷卻系統(tǒng))冷卻內(nèi)渦輪護罩節(jié)段，導致與用于冷卻的可充空氣方面相關聯(lián)的成本降低。

圖3為沒有psp層58的內(nèi)渦輪護罩節(jié)段36的實施例的底視圖(例如，朝熱氣體流動路徑定向的本體42的側(cè)向側(cè)54的視圖)。如圖所示，本體42包括設置在側(cè)向側(cè)54內(nèi)的多個通道74(例如，冷卻通道或微通道)。本體42可包括2到40個或更多的通道74(如圖所示，本體42包括23個通道74)。各個通道74均構造成接收來自腔56的冷卻流體。各個通道74均包括第一端部76，其包括具有自由端80的鉤形部分78。在一些實施例中，自由端80可具有橢圓形狀，且靠近自由端80的相鄰部分可具有直的形狀。各個鉤形部分78均具有范圍從大約0.05到4mm、0.1到3毫米(mm)、1.14到2.5mm和其間的所有子范圍的鉤轉(zhuǎn)角半徑。如下文更詳細所述，各個鉤形部分78的自由端80聯(lián)接到入口通路上，其允許通道74接收來自腔56的冷卻流體。鉤形部分78的曲率允許更多通道74設置在側(cè)向側(cè)54內(nèi)。另外，鉤形部分78在保持流動最小的同時通過在側(cè)緣48,50附近增加一段冷卻通道74來提供較大的冷卻區(qū)域(例如，大于用于渦輪護罩的典型冷卻系統(tǒng))。另外，鉤形部分78允許通道74的直部分的較好間距。而且，鉤形部分78的回轉(zhuǎn)允許了通道的直部分與相鄰通道一致間隔開，以鉤住護罩節(jié)段36的本體42的主要部分。在某些實施例中，鉤形部分78可調(diào)整成允許通道74的直部分的間距對于較高熱負載區(qū)更緊密填充。總體上，通道74的形狀還優(yōu)化成在堵住通道74的情況中提供足夠的冷卻。各個通道74均還包括第二端部82，其允許用過的冷卻流體經(jīng)由側(cè)緣48,50，經(jīng)由出口孔如箭頭84指出那樣流出本體42。在某些實施例中，第二端部82包括計量特征，其構造成調(diào)節(jié)(例如，計量)相應通道74內(nèi)的冷卻流體的流。在某些實施例中，各個通道74均可在第二端部82處形成分段的通道。具體而言，本體42的橋接部分可延伸跨過第二端部82內(nèi)的各個通道74(例如，沿從前緣44到后緣46的方向)，其中通道74的一部分在橋接部分上游，且通道74的一部分在橋接部分下游。通路可在流體地連接橋接部分上游和下游的通道74的部分的橋接部分下方延伸。在某些實施例中，各個通道74自身(排除第二端部82)用作計量特征(例如，包括延伸到通道中的本體42的一部分)。在其它實施例中，聯(lián)接到鉤形部分78上的入口通路可包括計量特征(例如，延伸到入口通路中的本體42的一部分)。在某些實施例中，通道74自身、第二端部82或入口通路或它們的組合包括計量特征。

如圖所示，通道74中的一些(例如，通道86)包括設置在側(cè)緣50附近的第一端部76的鉤形部分78和設置在側(cè)緣48附近的第二端部82，而通道74中的一些(例如，通道88)包括設置在側(cè)緣48附近的第一端部76的鉤形部分78和設置在側(cè)緣50附近的第二端部82。在某些實施例中，通道74以交錯圖案設置(例如，通道86,88)，其中一個通道74具有設置在一個側(cè)緣48或50附近的鉤形部分78，以及設置在相對側(cè)緣48或50附近的第二端部82，其中相鄰通道74具有相對定向。如圖所示，通道74從前緣44附近到后緣46附近在側(cè)緣48,50之間延伸。在某些實施例中，通道74可在側(cè)緣48,50之間延伸，覆蓋前緣44與后緣46之間的本體42的長度90的大約百分之50到90、百分之50到70、百分之70到90，以及其中的所有子范圍。例如，通道74可在側(cè)緣48,50之間延伸，覆蓋長度90的大約百分之50,55,60,65,70,75,80,85或90。這允許了沿兩個側(cè)緣48,50的冷卻，以及跨過前緣44與后緣46和側(cè)緣48,50之間的本體42的顯著部分(具體而言，朝熱氣體流動路徑47定向的側(cè)向側(cè)54)的冷卻。

護罩42可包括多個冷卻通道74。例如，所示實施例繪出了第一通道86和第二通道88。第一通道86包括第一端部76和第二端部82。第一端部76可設置在第一側(cè)緣48附近，且第二端部82設置在第二側(cè)緣50附近。第二通道88設置在護罩本體42內(nèi)，且包括第三端部和第四端部。第三端部設置在第一側(cè)緣48附近，且第四端部設置在第二側(cè)緣50附近。盡管本文中討論描述了兩個冷卻通道74，但護罩本體42可包括2到100個、5到50個、或10到30個冷卻通道，以及其間的所有子范圍。

第一通道86和第二通道88構造成接收來自腔的冷卻流體(例如，空氣)來冷卻本體42。第一端部76和第四端部85各自包括具有自由端80的鉤形部分78，且各個自由端具有大于聯(lián)接至自由端80的鉤形部分78的相鄰部分的沿從前緣42到后緣44的方向的寬度。在一些實施例中，鉤形部分78可具有大致0.05到4mm、0.1到3毫米(mm)、1.14到2.5mm和其間的所有子范圍的半徑。在一些實施例中，鉤形部分78包括大致0.05到4mm、0.1到3mm、1.27到2.5mm和其間的所有子范圍的深度。鉤形部分的深度可小于、大于、或大致等于鉤形部分78的半徑。

盡管本文中描述的冷卻通道74被描述為具有鉤形端部，但本文中的論述不意圖限制冷卻通道的端部的幾何形狀。例如，冷卻通道可在端部處利用任何其它適合的形狀，包括球形端部、方形端部、卵形端部、橢圓形端部、正方形端部、或任何其它適合的多邊形。第一端部76和第四端部85包括用于入口通路來對準的目標部分(例如，自由端)。冷卻通道74然后可聯(lián)接至目標部分(例如，自由端)，來提供跨過護罩本體42的冷卻流。目標部分(例如，自由端)被制造成大致相同的大小。例如，目標部分在直徑上可以是大致恒定的。將目標部分制造成相同大小使冷卻通道能夠通過防止任何一個冷卻通道變成堵塞的或阻塞的而保持基本沒有碎屑。目標部分還允許受控的壓力降和穿過冷卻通道的冷卻流體(例如，空氣)的流。

圖4為內(nèi)渦輪護罩節(jié)段36的實施例的頂視圖(例如，與腔56對接的側(cè)向側(cè)52的視圖)。如圖所示，本體包括允許冷卻流體從腔56經(jīng)由入口通路流入通道74中的多個開口或孔口92。圖5為沿線5-5截取的圖4的內(nèi)渦輪護罩節(jié)段36的實施例的透視截面視圖。如圖所示，入口通路94(虛線所示)大體上沿徑向方向32從通道74的鉤形部分78的自由端80延伸至側(cè)向側(cè)52，以允許冷卻流體流入通道74中。在某些實施例中，入口通路94可關于側(cè)向側(cè)54成角。例如，入口通路94的角可范圍在大約45到90度之間、45到70度之間、70到90度之間，以及其中的所有子范圍。

圖6為內(nèi)渦輪護罩節(jié)段36(例如，沒有psp層58)的實施例的一部分的透視圖，示出了通道74的第二端部82的分段的通道96。在某些實施例中，第二端部82包括計量特征(例如，橋接部分98)，其構造成調(diào)節(jié)(例如，計量)相應通道74內(nèi)的冷卻流體的流。具體而言，本體42的橋接部分98可延伸跨過第二端部82內(nèi)的各個通道74(例如，沿從前緣44到后緣46的方向(例如，軸向方向30))，以形成節(jié)段96，其中通道74的部分100在橋接部分98的上游，且通道74的部分102在橋接部分98的下游。橋接部分98還可沿徑向方向32部分地延伸到通道74中。通路104可在流體地連接通道74上游和下游的通道74的部分100,102的橋接部分98下方延伸，以允許冷卻流體經(jīng)由出口孔105流出。在某些實施例中，各個通道74自身(排除第二端部82)用作計量特征(例如，包括延伸到通道中的本體42的一部分)。在其它實施例中，聯(lián)接到鉤形部分78上的入口通路94可包括計量特征(例如，延伸到入口通路中的本體42的一部分)。在某些實施例中，通道74自身、第二端部82或入口通路94或它們的組合包括計量特征。

圖7為在圖3的線7-7內(nèi)截取的內(nèi)渦輪護罩節(jié)段36的實施例的底視圖。如本文中描述的以下論述可大體上是指端部，其可理解成意味著通路74的鉤形部分78。鉤形部分78包括自由端80。自由端80可接收來自入口通路94的冷卻流體。盡管示出的是鉤形部分，但任意適合的形狀可用于第一端部76和第四端部85來接收來自入口通路94的冷卻流體。如以上描述的，自由端80可具有沿從前緣44到后緣46的方向的寬度81，其大于(例如，直接)聯(lián)接至自由端80的鉤形部分78的相鄰部分(例如，直的部分)的寬度95。

端部80可以是橢圓形的(例如，圓形、卵形等)?；局钡牟糠挚稍O置成鄰近(例如，正下游)于自由端80。如以上所描述的，鉤形部分78可具有大致0.05到4mm、0.1到3mm、1.14到2.5mm和其間的所有子范圍的半徑91。鉤形部分78包括大致0.05到4mm、0.1到3mm、1.27到2.5mm和其間的所有子范圍的深度(由箭頭96表示)。在一些實施例中，鉤形部分78的深度96可小于、大于、或大致等于鉤形部分78的半徑91。應認識到的是，盡管描述了涉及鉤形部分78的深度和半徑91的以上范圍，但范圍不意圖限制于本文中描述的范圍。如以上所描述的，端部80(例如，鉤形部分78)包括目標特征，其使入口通路94能夠與冷卻通道74相交來接收冷卻流體，由此改善護罩節(jié)段36的冷卻。

自由端80經(jīng)由目標(例如，鉤形部分78)聯(lián)接至相應的入口通路94。入口通路94將冷卻流(例如，冷卻流體、空氣)從腔提供至冷卻通路74。在示出的實施例中，鉤形部分78附近的直的部分的寬度95小于鉤形部分78的寬度81。相鄰部分的寬度95顯示在第一直的部分97上。第一直的部分97設置鄰近于第一彎曲部分99。第一彎曲部分99設置鄰近于第二直的部分101。第二直的部分101設置鄰近于第二彎曲部分103，其設置鄰近于第三直的部分107。第三直的部分107基本垂直于第二直的部分101。第一直的部分97和第三直的部分107基本平行于彼此。鉤形部分78具有從平面87沿與方向32相對的方向延伸的部分(有箭頭96表示)。

圖8為用于制造內(nèi)渦輪護罩節(jié)段36的方法106的實施例的流程圖。方法106包括鑄造本體42(框108)。方法106還包括將氣體路徑表面銑削到本體42上(框110)。具體而言，構造成朝熱氣體流動路徑47定向的側(cè)向側(cè)54可在第一側(cè)緣48與第二側(cè)緣50之間沿周向方向34和/或在前緣44與后緣46之間沿軸向方向30銑削成弧形。方法106還包括將通道74形成(例如，機加工、放電加工等)到本體42的側(cè)向側(cè)54，且將目標特征形成到端部的自由端(框112)。目標特征使計量特征能夠與通道74相交。方法106進一步包括形成(例如，機加工、放電加工等)出口特征或出口標記特征(例如，橋接部分102)，其指示將在通道74的第二端部82中鉆取或放電加工的出口孔105的位置(框114)。該方法106進一步包括形成(例如，機加工、放電加工等)從側(cè)向52到通道74的第一端部76的鉤形部分78的自由端80的入口通路94(框116)。方法106包括遮蓋入口通路94的開口或孔口92(框118)，以在內(nèi)渦輪護罩節(jié)段36的制造期間阻擋碎屑進入通道74內(nèi)。方法106包括將psp層58硬釬焊到側(cè)向側(cè)54上(框120)，使得psp層58的第一表面60與本體42一起限定(例如，包圍)通道74，且psp層58的第二表面62與熱氣體流動路徑47對接。在某些實施例中，作為psp層58的替代方案，非psp金屬片可設置在側(cè)向側(cè)54上，其與本體42一起限定通道74。在某些實施例中，作為psp層58的替代方案，阻隔涂層或tbc橋接物可用于包圍本體42內(nèi)的通道74。方法106還包括檢查psp層58與本體42的硬釬焊(框122)。方法106進一步包括機加工斜面(例如，側(cè)緣48,50)(框124)。方法106還進一步包括從入口通路94的開口92除去遮蓋(框126)。該方法106甚至還包括形成(例如，機加工、放電加工等)通道74的第二端部82的出口孔105，以允許冷卻流體流出側(cè)緣48,50(框128)。在某些實施例中，通道74、計量特征和入口通路94可在本體42內(nèi)鑄造。

公開的實施例的技術效果包括制造多個冷卻通道來將冷卻流體(例如，空氣)提供至渦輪葉片，以減少葉片和相關聯(lián)的構件的過早失效。冷卻通道可形成在內(nèi)護罩節(jié)段和/或外護罩節(jié)段上。冷卻通道和相關聯(lián)的目標(例如，自由端)可通過適合的技術(諸如放電加工)形成。冷卻通道包括設置在鉤形部分上的自由端(例如，目標)。自由端聯(lián)接至入口通路，以接收來自腔的冷卻流體來冷卻渦輪護罩。

本書面描述使用了實例來公開本主題，包括最佳模式，且還使本領域的任何技術人員能夠?qū)嵺`本主題，包括制作和使用任何裝置或系統(tǒng)，以及執(zhí)行任何并入的方法。本主題的專利范圍由權利要求限定，且可包括本領域的技術人員想到的其它實例。如果此類其它實施例具有并非不同于權利要求的書面語言的結構元件，或如果它們包括與權利要求的書面語言無實質(zhì)差別的等同結構元件，則期望此類其它實例在權利要求的范圍內(nèi)。