用於冷卻熱氣體流路構件的後緣和/或前緣的系統和方法與流程
2023-12-06 13:52:16 2
背景技術：
本文公開的主題涉及燃氣渦輪發動機，且更具體而言，涉及用於燃氣渦輪發動機的渦輪護罩。
渦輪機，諸如燃氣渦輪發動機，可包括壓縮機、燃燒器、和渦輪。氣體在壓縮機中被壓縮，與燃料結合，且然後被供給到燃燒器中，在燃燒器處，氣體/燃料混合物被燃燒。然後，高溫且高能的排出流體沿著熱氣體路徑被供給到渦輪，在渦輪處，流體的能量被轉化為機械能。沿著熱氣體路徑的高溫可加熱渦輪構件(例如，渦輪護罩)，從而導致構件的劣化。
技術實現要素：
在下面總結了在範圍上與原始要求保護的主題相當的某些實施例。這些實施例不意圖限制要求保護的本主題的範圍，相反，這些實施例僅意圖提供本主題的可能形式的簡要總結。事實上，本主題可包括可與在下面闡述的實施例相似或不同的多種形式。
根據第一實施例，提供了用於燃氣渦輪發動機的渦輪區段中的熱氣體流路構件。熱氣體流路構件包括主體，該主體包括前緣、後緣、第一側緣、第二側緣、和在前緣和後緣及第一和第二側緣之間的一對相反的橫向側。這一對相反的橫向側中的第一橫向側構造成與具有冷卻流體的腔對接，且這一對相反的橫向側中的第二橫向側朝熱氣體流路定向。熱氣體流路構件還包括設置在主體內且相對於燃氣渦輪發動機的縱向軸線沿軸向方向從腔延伸到鄰近前緣或後緣的第一供應通道。第一供應通道構造成接收來自腔的冷卻流體。熱氣體流路構件還包括鄰近第二橫向側並鄰近後緣或前緣設置在主體內的第一通道。第一通道沿從第一側緣朝第二側緣的方向延伸跨過主體。第一通道包括鄰近第一側緣的第一端部部分和鄰近第二側緣的第二端部部分。第一通道構造成經由第一中間通道接收來自腔的冷卻流體以冷卻後緣或前緣，第一中間通道相對於縱向軸線沿徑向方向在第一供應通道和第一通道之間延伸。
根據第二實施例，提供了用於燃氣渦輪發動機的渦輪區段中的護罩節段。護罩節段包括主體，該主體包括前緣、後緣、第一側緣、第二側緣、和在前緣和後緣及第一和第二側緣之間的一對相反的橫向側。這一對相反的橫向側中的第一橫向側構造成與具有冷卻流體的腔對接，且這一對相反的橫向側中的第二橫向側朝熱氣體流路定向。護罩節段還包括第一供應通道，該第一供應通道鄰近第一側緣設置在主體內且相對於燃氣渦輪發動機的縱向軸線沿軸向方向上從腔延伸到鄰近後緣。護罩節段還包括第二供應通道，第二供應通道鄰近第二側緣設置在主體內且沿軸向方向從腔延伸到鄰近後緣。第一和第二供應通道構造成接收來自腔的冷卻流體。護罩節段又包括鄰近第二橫向側並鄰近後緣設置在主體內的第一通道。第一通道沿從第一側緣朝第二側緣的方向延伸跨過主體。第一通道包括鄰近第一側緣的第一端部部分和鄰近第二側緣的第二端部部分。第一通道構造成經由第一中間通道接收來自腔的冷卻流體以冷卻後緣，第一中間通道相對於縱向軸線沿徑向方向在第一供應通道和第一通道之間延伸。第二通道的第一端部部分直接聯接到第一中間通道。護罩節段還包括鄰近第二橫向側並鄰近後緣設置在主體內的第二通道。第二通道沿從第一側緣朝第二側緣的方向延伸跨過主體。第二通道包括鄰近第一側緣的第三端部部分和鄰近第二側緣的第四端部部分。第二通道構造成經由第二中間通道接收來自腔的冷卻流體以冷卻後緣，第二中間通道沿徑向方向在第二供應通道和第二通道之間延伸。第二通道的第四端部部分直接聯接到第二中間通道。
根據第三實施例，提供了用於燃氣渦輪發動機的渦輪區段中的護罩節段。護罩節段包括主體，該主體包括前緣、後緣、第一側緣、第二側緣、和在前緣和後緣及第一和第二側緣之間的一對相反的橫向側。這一對相反的橫向側中的第一橫向側構造成與具有冷卻流體的腔對接，且這一對相反的橫向側中的第二橫向側朝熱氣體流路定向。護罩節段還包括第一供應通道，第一供應通道鄰近第一側緣設置在主體內且相對於燃氣渦輪發動機的縱向軸線沿軸向方向從腔延伸到鄰近前緣。護罩節段還包括鄰近第二側緣設置在主體內且沿該軸向方向從腔延伸到鄰近前緣的第二供應通道。第一和第二供應通道構造成接收來自腔的冷卻流體。護罩節段又包括鄰近第二橫向側並鄰近前緣設置在主體內的第一通道。第一通道沿從第一側緣朝第二側緣的方向延伸跨過主體。第一通道包括鄰近第一側緣的第一端部部分和鄰近第二側緣的第二端部部分。第一通道構造成經由第一中間通道接收來自腔的冷卻流體以冷卻前緣，第一中間通道相對於縱向軸線沿徑向方向在第一供應通道和第一通道之間延伸。第二通道的第一端部部分直接聯接到第一中間通道。護罩節段又包括鄰近第二橫向側並鄰近前緣設置在主體內的第二通道。第二通道沿從第一側緣朝第二側緣的方向上延伸跨過主體。第二通道包括鄰近第一側緣的第三端部部分和鄰近第二側緣的第四端部部分。第二通道構造成經由第二中間通道接收來自腔的冷卻流體以冷卻前緣，第二中間通道沿徑向方向在第二供應通道和第二通道之間延伸。第二通道的第四端部部分直接聯接到第二中間通道。
技術方案1.一種用於燃氣渦輪發動機的渦輪區段中的熱氣體流路構件，包括：
主體，其包括前緣、後緣、第一側緣、第二側緣、和在所述前緣和後緣與所述第一和第二側緣之間的一對相反的橫向側，其中，所述一對相反的橫向側中的第一橫向側構造成與具有冷卻流體的腔對接，且所述一對相反的橫向側中的第二橫向側朝熱氣體流路定向；
第一供應通道，其設置在所述主體內且相對於所述燃氣渦輪發動機的縱向軸線沿軸向方向從所述腔延伸到鄰近所述前緣或所述後緣，其中，所述第一供應通道構造成接收來自所述腔的所述冷卻流體；和
第一通道，其鄰近所述第二橫向側且鄰近所述後緣或所述前緣設置在所述主體內，其中，所述第一通道沿從所述第一側緣朝所述第二側緣的方向延伸跨過所述主體，且所述第一通道包括鄰近所述第一側緣的第一端部部分和鄰近所述第二側緣的第二端部部分，並且其中，所述第一通道構造成經由第一中間通道接收來自所述腔的所述冷卻流體以冷卻所述後緣或所述前緣，所述第一中間通道相對於所述縱向軸線沿徑向方向在所述第一供應通道和所述第一通道之間延伸。
技術方案2.根據技術方案1所述的熱氣體流路構件，其中，所述第一供應通道沿所述軸向方向從所述腔延伸到鄰近所述前緣，且所述第一通道鄰近所述前緣設置。
技術方案3.根據技術方案1所述的熱氣體流路構件，其中，所述第一供應通道沿所述軸向方向從所述腔延伸到鄰近所述後緣，且所述第一通道鄰近所述後緣設置。
技術方案4.根據技術方案1所述的熱氣體流路構件，其中，所述第二端部部分包括從所述主體排出所述冷卻流體的冷卻流體出口。
技術方案5.根據技術方案4所述的熱氣體流路構件，其中，所述第二端部部分延伸到所述第二側緣，且所述冷卻流體出口設置在所述第二側緣上，以從所述主體排出所述冷卻流體。
技術方案6.根據技術方案4所述的熱氣體流路構件，其中，所述第二端部部分延伸到所述第二橫向側，且所述冷卻流體出口設置在所述第二橫向側上，以從所述主體排出所述冷卻流體。
技術方案7.根據技術方案4所述的熱氣體流路構件，其中，所述第二端部部分延伸到所述後緣或所述前緣，且所述冷卻流體出口設置在所述後緣或所述前緣上，以從所述主體排出所述冷卻流體。
技術方案8.根據技術方案1所述的熱氣體流路構件，其中，所述第一端部部分聯接到所述第一中間通道。
技術方案9.根據技術方案8所述的熱氣體流路構件，其中，所述第一端部部分包括具有自由端部的鉤狀形狀，且所述第一中間通道聯接到所述自由端部。
技術方案10.根據技術方案1所述的熱氣體流路構件，包括第二通道，所述第二通道鄰近所述第二橫向側且鄰近所述後緣或所述前緣設置在所述主體內，其中，所述第二通道沿從所述第一側緣朝所述第二側緣的方向延伸跨過所述主體，且所述第二通道包括鄰近所述第一側緣的第三端部部分和鄰近所述第二側緣的第四端部部分，且其中，所述第二通道構造成經由第二中間通道接收來自所述腔的所述冷卻流體，以冷卻所述後緣或所述前緣，所述第二中間通道相對於所述縱向軸線沿所述徑向方向在所述第一供應通道和所述第二通道之間延伸。
技術方案11.根據技術方案10所述的熱氣體流路構件，其中，所述第一供應通道的徑向截面面積可在所述軸向方向上從所述腔到所述鄰近所述前緣或所述後緣減小。
技術方案12.根據技術方案1所述的熱氣體流路構件，其中，所述第一供應通道鄰近所述第一側緣設置，所述第一通道的第一端部部分直接聯接到所述第一中間通道，且所述護罩節段包括第二供應通道，所述第二供應通道鄰近所述第二側緣設置在所述主體內且沿所述軸向方向從所述腔延伸到鄰近所述前緣或所述後緣，其中，所述第一和第二供應通道二者設置在相對於所述縱向軸線的相同軸向位置處，並且所述第二供應通道構造成接收來自所述腔的所述冷卻流體。
技術方案13.根據技術方案12所述的熱氣體流路構件，包括第二通道，所述第二通道鄰近所述第二橫向側且鄰近所述後緣或所述前緣設置在所述主體內，其中，所述第二通道沿從所述第一側緣朝所述第二側緣的方向延伸跨過所述主體，且所述第二通道包括鄰近所述第一側緣的第三端部部分和鄰近所述第二側緣的第四端部部分，且其中，所述第二通道構造成經由第二中間通道接收來自所述腔的所述冷卻流體，以冷卻所述後緣或所述前緣，所述第二中間通道沿所述徑向方向在所述第二供應通道和所述第二通道之間延伸，且所述第二通道的第四端部部分直接聯接到所述第二中間通道。
技術方案14.根據技術方案13所述的熱氣體流路構件，其中，所述第一和第二通道相對於彼此平行。
技術方案15.一種用於燃氣渦輪發動機的渦輪區段中的護罩節段，包括：
主體，其包括前緣、後緣、第一側緣、第二側緣、和在所述前緣和後緣與所述第一和第二側緣之間的一對相反的橫向側，其中，所述一對相反的橫向側中的第一橫向側構造成與具有冷卻流體的腔對接，並且所述一對相反的橫向側中的第二橫向側朝熱氣體流路定向；
第一供應通道，其鄰近所述第一側緣設置在所述主體內且相對於所述燃氣渦輪發動機的縱向軸線沿軸向方向從所述腔延伸到鄰近所述後緣；
第二供應通道，其鄰近所述第二側緣設置在所述主體內且沿所述軸向方向從所述腔延伸到鄰近所述後緣，其中，所述第一和第二供應通道構造成接收來自所述腔的所述冷卻流體；
第一通道，其鄰近所述第二橫向側且鄰近所述後緣設置在所述主體內，其中，所述第一通道沿從所述第一側緣朝所述第二側緣的方向延伸跨過所述主體，並且所述第一通道包括鄰近所述第一側緣的第一端部部分和鄰近所述第二側緣的第二端部部分，且其中，所述第一通道構造成經由第一中間通道接收來自所述腔的所述冷卻流體以冷卻所述後緣，所述第一中間通道相對於所述縱向軸線沿徑向方向在所述第一供應通道和所述第一通道之間延伸，且所述第一通道的第一端部部分直接聯接到所述第一中間通道；和
第二通道，其鄰近所述第二橫向側且鄰近所述後緣設置在所述主體內，其中，所述第二通道沿從所述第一側緣朝所述第二側緣的方向延伸跨過所述主體，並且所述第二通道包括鄰近所述第一側緣的第三端部部分和鄰近所述第二側緣的第四端部部分，且其中，所述第二通道構造成經由第二中間通道接收來自所述腔的所述冷卻流體以冷卻所述後緣，所述第二中間通道沿所述徑向方向在所述第二供應通道和所述第二通道之間延伸，且所述第二通道的第四端部部分直接聯接到所述第二中間通道。
技術方案16.根據技術方案15所述的護罩節段，其中，所述主體具有從所述前緣到所述後緣的長度，且所述第一和第二通道自身完全設置在所述長度的最後四分之一內。
技術方案17.根據技術方案15所述的護罩節段，其中，所述第一和第二通道相對於彼此平行。
技術方案18.根據技術方案15所述的護罩節段，其中，所述第二和第三端部部分各自包括從所述主體排出所述冷卻流體的冷卻流體出口。
技術方案19.一種用於燃氣渦輪發動機的渦輪區段中的護罩節段，包括：
主體，其包括前緣、後緣、第一側緣、第二側緣、和在所述前緣和後緣與所述第一和第二側緣之間的一對相反的橫向側，其中，所述一對相反的橫向側中的第一橫向側構造成與具有冷卻流體的腔對接，且所述一對相反的橫向側中的第二橫向側朝熱氣體流路定向；
第一供應通道，其鄰近所述第一側緣設置在所述主體內且相對於所述燃氣渦輪發動機的縱向軸線沿軸向方向從所述腔延伸到鄰近所述前緣；
第二供應通道，其鄰近所述第二側緣設置在所述主體內並且沿所述軸向方向從所述腔延伸到鄰近所述前緣，其中，所述第一和第二供應通道構造成接收來自所述腔的所述冷卻流體；
第一通道，其鄰近所述第二橫向側且鄰近所述後緣設置在所述主體內，其中，所述第一通道沿從所述第一側緣朝所述第二側緣的方向延伸跨過所述主體，且所述第一通道包括鄰近所述第一側緣的第一端部部分和鄰近所述第二側緣的第二端部部分，且其中，所述第一通道構造成經由第一中間通道接收來自所述腔的所述冷卻流體以冷卻所述前緣，所述第一中間通道相對於所述縱向軸線沿徑向方向在所述第一供應通道和所述第一通道之間延伸，且所述第一通道的第一端部部分直接聯接到所述第一中間通道；和
第二通道，其鄰近所述第二橫向側且鄰近所述前緣設置在所述主體內，其中，所述第二通道沿從所述第一側緣朝所述第二側緣的方向延伸跨過所述主體，且所述第二通道包括鄰近所述第一側緣的第三端部部分和鄰近所述第二側緣的第四端部部分，且其中，所述第二通道構造成經由第二中間通道接收來自所述腔的所述冷卻流體以冷卻所述前緣，所述第二中間通道沿所述徑向方向在所述第二供應通道和所述第二通道之間延伸，且所述第二通道的第四端部部分直接聯接到所述第二中間通道。
技術方案20.根據技術方案19所述的護罩節段，其中，所述主體具有從所述前緣到所述後緣的長度，並且所述第一和第二通道自身完全設置在所述長度的最前四分之一內。
實施方案1.一種用於燃氣渦輪發動機10的渦輪區段18中的熱氣體流路構件40，包括：
主體42，其包括前緣44、後緣44、第一側緣48、第二側緣50、和在所述前緣44和後緣46與所述第一和第二側緣48,50之間的一對相反的橫向側52,54，其中，所述一對相反的橫向側52,54中的第一橫向側52構造成與具有冷卻流體的腔56對接，且所述一對相反的橫向側52,54中的第二橫向側54朝熱氣體流路定向；
第一供應通道90，其設置在所述主體42內且相對於所述燃氣渦輪發動機10的縱向軸線80沿軸向方向從所述腔56延伸到鄰近所述前緣44或所述後緣46，其中，所述第一供應通道90構造成接收來自所述腔56的所述冷卻流體；和
第一通道74，其鄰近所述第二橫向側54且鄰近所述後緣46或所述前緣44設置在所述主體42內，其中，所述第一通道74沿從所述第一側緣48朝所述第二側緣50的方向延伸跨過所述主體42，且所述第一通道74包括鄰近所述第一側緣48的第一端部部分82和鄰近所述第二側緣50的第二端部部分84，並且其中，所述第一通道74構造成經由第一中間通道114接收來自所述腔56的所述冷卻流體以冷卻所述後緣46或所述前緣44，所述第一中間通道114相對於所述縱向軸線80沿徑向方向在所述第一供應通道90和所述第一通道74之間延伸。
實施方案2.根據實施方案1所述的熱氣體流路構件40，其中，所述第一供應通道90沿所述軸向方向從所述腔56延伸到鄰近所述前緣44，且所述第一通道74鄰近所述前緣44設置。
實施方案3.根據實施方案1所述的熱氣體流路構件40，其中，所述第一供應通道90沿所述軸向方向從所述腔56延伸到鄰近所述後緣46，且所述第一通道90鄰近所述後緣46設置。
實施方案4.根據實施方案1所述的熱氣體流路構件40，其中，所述第二端部部分84包括從所述主體42排出所述冷卻流體的冷卻流體出口96。
實施方案5.根據實施方案4所述的熱氣體流路構件40，其中，所述第二端部部分84延伸到所述第二側緣50，且所述冷卻流體出口設置在所述第二側緣50上，以從所述主體42排出所述冷卻流體。
實施方案6.根據實施方案4所述的熱氣體流路構件，其中，所述第二端部部分84延伸到所述第二橫向側54，且所述冷卻流體出口96設置在所述第二橫向側54上，以從所述主體42排出所述冷卻流體。
實施方案7.根據實施方案4所述的熱氣體流路構件40，其中，所述第二端部部分84延伸到所述後緣46或所述前緣44，且所述冷卻流體出口設置在所述後緣或所述前緣上，以從所述主體排出所述冷卻流體。
實施方案8.根據實施方案1所述的熱氣體流路構件40，其中，所述第一端部部分82聯接到所述第一中間通道114。
實施方案9.根據實施方案8所述的熱氣體流路構件40，其中，所述第一端部部分82包括具有自由端部99的鉤狀形狀97，且所述第一中間通道114聯接到所述自由端部99。
實施方案10.根據實施方案1所述的熱氣體流路構件40，包括第二通道74，所述第二通道74鄰近所述第二橫向側54且鄰近所述後緣46或所述前緣44設置在所述主體42內，其中，所述第二通道74沿從所述第一側緣48朝所述第二側緣50的方向延伸跨過所述主體42，且所述第二通道74包括鄰近所述第一側緣48的第三端部部分84和鄰近所述第二側緣50的第四端部部分82，且其中，所述第二通道74構造成經由第二中間通道114接收來自所述腔56的所述冷卻流體，以冷卻所述後緣46或所述前緣44，所述第二中間通道114相對於所述縱向軸線80沿所述徑向方向在所述第一供應通道90和所述第二通道74之間延伸。
實施方案11.根據實施方案10所述的熱氣體流路構件40，其中，所述第一供應通道90的徑向截面面積可在所述軸向方向上從所述腔56到所述鄰近所述前緣44或所述後緣46減小。
實施方案12.根據實施方案1所述的熱氣體流路構件40，其中，所述第一供應通道90鄰近所述第一側緣48設置，所述第一通道74的第一端部部分82直接聯接到所述第一中間通道114，且所述護罩節段40包括第二供應通道90，所述第二供應通道90鄰近所述第二側緣50設置在所述主體42內且沿所述軸向方向從所述腔56延伸到鄰近所述前緣44或所述後緣46，其中，所述第一和第二供應通道90二者設置在相對於所述縱向軸線80的相同軸向位置處，並且所述第二供應通道90構造成接收來自所述腔56的所述冷卻流體。
實施方案13.根據實施方案12所述的熱氣體流路構件40，包括第二通道74，所述第二通道74鄰近所述第二橫向側54且鄰近所述後緣46或所述前緣44設置在所述主體內，其中，所述第二通道74沿從所述第一側緣48朝所述第二側緣50的方向延伸跨過所述主體42，且所述第二通道74包括鄰近所述第一側緣48的第三端部部分82和鄰近所述第二側緣50的第四端部部分84，且其中，所述第二通道74構造成經由第二中間通道114接收來自所述腔56的所述冷卻流體，以冷卻所述後緣46或所述前緣44，所述第二中間通道114沿所述徑向方向在所述第二供應通道90和所述第二通道74之間延伸，且所述第二通道74的第四端部部分84直接聯接到所述第二中間通道114。
實施方案14.根據實施方案13所述的熱氣體流路構件40，其中，所述第一和第二通道74相對於彼此平行。
實施方案15.一種用於燃氣渦輪發動機10的渦輪區段18中的護罩節段40，包括：
主體42，其包括前緣44、後緣46、第一側緣48、第二側緣50、和在所述前緣44和後緣46與所述第一48和第二50側緣之間的一對相反的橫向側52,54，其中，所述一對相反的橫向側52,54中的第一橫向側構52造成與具有冷卻流體的腔56對接，並且所述一對相反的橫向側52,54中的第二橫向側54朝熱氣體流路定向；
第一供應通道90，其鄰近所述第一側緣48設置在所述主體42內且相對於所述燃氣渦輪發動機10的縱向軸線80沿軸向方向從所述腔56延伸到鄰近所述後緣46；
第二供應通道90，其鄰近所述第二側緣50設置在所述主體42內且沿所述軸向方向從所述腔56延伸到鄰近所述後緣46，其中，所述第一和第二供應通道90構造成接收來自所述腔56的所述冷卻流體；
第一通道74，其鄰近所述第二橫向側54且鄰近所述後緣46設置在所述主體42內，其中，所述第一通道74沿從所述第一側緣48朝所述第二側緣50的方向延伸跨過所述主體42，並且所述第一通道74包括鄰近所述第一側緣48的第一端部部分82和鄰近所述第二側緣50的第二端部部分84，且其中，所述第一通道74構造成經由第一中間通道114接收來自所述腔56的所述冷卻流體以冷卻所述後緣46，所述第一中間通道114相對於所述縱向軸線80沿徑向方向在所述第一供應通道90和所述第一通道74之間延伸，且所述第二通道74的第一端部部分82直接聯接到所述第一中間通道114；和
第二通道74，其鄰近所述第二橫向側54且鄰近所述後緣46設置在所述主體42內，其中，所述第二通道74沿從所述第一側緣48朝所述第二側緣50的方向延伸跨過所述主體42，並且所述第二通道74包括鄰近所述第一側緣48的第三端部部分82和鄰近所述第二側緣50的第四端部部分84，且其中，所述第二通道74構造成經由第二中間通道114接收來自所述腔56的所述冷卻流體以冷卻所述後緣46，所述第二中間通道114沿所述徑向方向在所述第二供應通道90和所述第二通道74之間延伸，且所述第二通道74的第四端部部分84直接聯接到所述第二中間通道114。
附圖說明
當參照附圖閱讀下列詳細描述時，本主題的這些和其他特徵、方面及優點將變得更好理解，其中貫穿附圖，類似的特徵代表類似的部分，在附圖中：
圖1是渦輪系統的實施例的框圖，該渦輪系統具有帶冷卻通道的渦輪護罩；
圖2是聯接到外渦輪護罩節段的內渦輪護罩節段的實施例的立體圖；
圖3是(例如，具有鄰近後緣設置的冷卻通道的)沿圖2的3-3線截取的熱氣體流路構件的實施例的截面圖(例如，鄰近主體的朝熱氣體流路定向的橫向側)；
圖4是(例如，具有鄰近前緣設置的冷卻通道的)沿圖2的3-3線截取的熱氣體流路構件的實施例的截面圖(例如，鄰近主體的朝熱氣體流路定向的橫向側)；
圖5是(例如，具有鄰近前緣設置的冷卻通道並在前緣上具有出口的)沿圖2的3-3線截取的熱氣體流路構件的實施例的截面圖(例如，鄰近主體的朝熱氣體流路定向的橫向側)；
圖6是具有鄰近前緣設置的冷卻通道和在橫向側上的出口的熱氣體流路構件的實施例的仰視圖(例如，朝熱氣體流路定向的橫向側的視圖)；
圖7是(例如，具有帶鉤形端部部分的冷卻通道的)沿圖2的3-3線截取的熱氣體流路構件的實施例的截面圖(例如，鄰近主體的朝熱氣體流路定向的橫向側)；
圖8是(例如，具有鄰近後緣的供應通道的)熱氣體流路構件的實施例的俯視圖(例如，與腔對接的橫向側的視圖)；
圖9是(例如，具有鄰近前緣的供應通道的)熱氣體流路構件的實施例的俯視圖(例如，與腔對接的橫向側的視圖)；
圖10是沿10-10線截取的圖3的熱氣體流路構件的一部分的實施例的立體截面圖。
部件列表
10渦輪系統
12燃料噴嘴
14燃料供應
16燃燒器
18渦輪
19渦輪殼體
20排氣出口
22軸
24壓縮機
26空氣進氣口
28負載
30軸向方向
32徑向方向
34周向方向
36內渦輪護罩節段
38外渦輪護罩節段
40渦輪護罩節段
42主體
44前緣
46後緣
47熱氣體流路
48第一側緣
50第二側緣
52橫向側
54橫向側
56腔
58預燒結預製件層
60第一表面
62第二表面
74通道
76長度
78長度
80縱向軸線
82第一端部部分
84第二端部部分
86通道
88通道
90供應通道
92寬度或直徑
94寬度或直徑
96出口
97鉤形部分
98箭頭
99自由端部
100部分
102入口
104箭頭
106壁
108入口
110箭頭
112壁
114中間通道
116寬度或直徑。
具體實施方式
下面將描述本主題的一個或更多個具體實施例。為了提供這些實施例的簡明描述，可能不在說明書中描述實際實現方式的所有特徵。應當理解的是，在任何此種實際實現方式的開發中，如在任何工程項目中一樣，必須進行許多實現方式特定的決定以實現開發者的具體目標，諸如遵守與系統相關和與商業相關的約束，它們可從一個實現方式到另一個而不同。而且，應當理解的是，這種開發努力可能是複雜且耗時的，但儘管如此，對於享有本公開益處的本領域技術人員而言將只是製造和加工的例行任務。
當介紹本主題的各種實施例的要素時，冠詞「一」、「一個」、「該」、和「所述」意圖指存在一個或更多個要素。用語「包括」、「包含」以及「具有」意圖為包含性的，且意思是可存在除所列出的要素之外的附加要素。
本公開涉及用於冷卻沿熱氣體流路設置的渦輪構件(例如，渦輪護罩)的系統和方法。特別地，內渦輪護罩節段包括主體，該主體包括設置在朝熱氣體流路定向的橫向側上或鄰近其設置的近表面通道(例如，微通道)。儘管以下關於內渦輪護罩節段論述了這些通道，但類似的實施例可用於沿熱氣體流路設置的其他構件(例如噴嘴側壁)中。在某些實施例中，通道鄰近主體的後緣和/或前緣設置。在某些實施例中，設置在有通道的橫向側上方(例如，硬焊在其上)的預燒結預製件層與主體一起限定通道。在其他實施例中，通道完全形成(例如，鑄造、添加地產生、鑽孔、放電加工等)在主體內。各通道從第一側到第二側緣延伸跨過主體。各通道包括第一端部部分和第二端部部分。鄰近後緣和/或前緣的通道構造成接收來自由內渦輪護罩節段和外渦輪護罩節段限定的腔(例如，凸包(bathtub))的冷卻流體(例如，來自壓縮機的排出空氣或衝擊後空氣)，該外渦輪護罩節段經由一個或更多個供應通道(例如，供應隔室)聯接到內渦輪護罩節段。在某些實施例中，各供應通道鄰近第一側緣或第二側緣設置在主體內，並且相對於燃氣渦輪發動機的縱向軸線在軸向方向上從腔延伸到鄰近後緣或前緣。通道(例如，在第一端部部分處)經由在通道和相應的供應通道之間(例如，徑向地)延伸的中間通道聯接到相應的供應通道。在其他實施例中，單個供應通道可設置在主體內(例如，鄰近前緣或後緣在主體內居中地定位)並且經由中間通道聯接到通道。這些實施例使得冷卻流體能夠沿冷卻流體流路通過供給通道流動到通道(經由中間通道)，且鄰近後緣或前緣跨過主體(從第一端部部分到第二端部部分)，其中冷卻流體從通道的第二端部部分經由(例如，位於側緣處、內護罩節段的朝熱氣體流路定向的橫向側處、前緣或後緣處)的出口排出。在某些實施例中，通道(例如，第一和第二端部部分)定向成以便冷卻流體沿相同的方向鄰近前緣或後緣流動跨過主體。在其他實施例中，鄰近的通道定向成以便冷卻流體沿相反的方向(例如，與彼此逆流)鄰近前緣或後緣流動跨過主體。內渦輪護罩節段的所公開的實施例可用更少(例如，比用於渦輪護罩的典型冷卻系統少)的空氣實現內渦輪護罩節段的冷卻，從而引起與在冷卻中使用的計費空氣相關的成本降低。此外，鄰近後緣或前緣的通道使得最大限度地利用冷卻流體的熱容量。此外，通道確保在後緣或前緣附近的更均勻的溫度。
轉到附圖，圖1是渦輪系統10的實施例的框圖。如在下面詳細描述的，所公開的渦輪系統10(例如，燃氣渦輪發動機)可採用具有在下面描述的冷卻通道的渦輪護罩，該冷卻通道可減少熱氣體路徑構件中的應力模式並提高渦輪系統10的效率。如在上面提到的，類似的冷卻通道可用於沿熱氣體流路設置的其他構件(例如，噴嘴側壁)中。渦輪系統10可使用液體或氣體燃料，諸如天然氣和/或富氫合成氣，以驅動渦輪系統10。如所描繪的，燃料噴嘴12吸入燃料供應14，將燃料與氧化劑(諸如空氣、氧、富氧空氣、氧氣減少的空氣、或其任何組合)混合。雖然以下論述將氧化劑稱為空氣，但可與所公開的實施例一起使用任何適合的氧化劑。一旦燃料和空氣已經被混合，則燃料噴嘴12以用於最佳的燃燒、排放、燃料消耗、和功率輸出的適當的比率將燃料-空氣混合物分配到燃燒器16中。渦輪系統10可包括位於一個或更多個燃燒器16內側的一個或更多個燃料噴嘴12。燃料-空氣混合物在燃燒器16內的室中燃燒，從而產生熱加壓排出氣體。燃燒器16將排出氣體(例如，熱的加壓氣體)通過過渡件引導到渦輪噴嘴(或「第一級噴嘴」)，和動葉(或葉片)和噴嘴的其他級中，從而導致渦輪18在渦輪殼體19(例如，外殼體)中的旋轉。排出氣體朝排氣出口20流動。在排出氣體流動通過渦輪18時，氣體迫使渦輪動葉(或葉片)使軸22沿渦輪系統10的軸線旋轉。如所例示的，軸22可連接到渦輪系統10的各種構件，包括壓縮機24。壓縮機24還包括聯接到軸22的葉片。當軸22旋轉時，壓縮機24內的葉片也旋轉，從而將來自空氣進氣口26的空氣壓縮通過壓縮機24並進入燃料噴嘴12和/或燃燒器16中。來自壓縮機24的壓縮空氣(例如，排出的空氣)的一部分可被轉移到渦輪18或其構件，而不行進通過燃燒器16。排出的空氣(例如，冷卻流體)可用來冷卻渦輪構件，諸如定子上的護罩和噴嘴、以及轉子上的動葉、盤、和間隔件。軸22還可以連接到負載28，負載28可以是車輛或固定負載，例如諸如發電廠中的發電機或飛機上的螺旋槳。負載28可包括能夠由渦輪系統10的旋轉輸出供能的任何合適的裝置。渦輪系統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)位於渦輪18中，其中熱氣體流動跨過構件，從而導致渦輪構件的蠕變、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段(例如，內渦輪護罩節段)，以使得能夠控制熱氣體路徑構件的溫度(例如，使用比用於護罩的典型冷卻系統少的冷卻空氣)，以減少構件中的損壞模式、延長構件的使用壽命(同時執行它們的預期功能)、降低與操作渦輪系統10相關的成本、以及提高燃氣渦輪系統10的效率。
圖2是熱氣體流路構件的實施例的立體圖，熱氣體流路構件諸如聯接到外渦輪護罩節段38以形成渦輪護罩節段40的內渦輪護罩節段36。渦輪18包括多個渦輪護罩節段40，它們一起繞相應的渦輪級形成相應的環。在某些實施例中，對於繞渦輪18(和渦輪級)的旋轉軸線沿周向方向34配置的各渦輪護罩節段40，渦輪18可包括聯接到相應的外渦輪護罩節段38的多個內渦輪護罩節段36。在其他實施例中，渦輪18可包括聯接到外渦輪護罩節段38以形成渦輪護罩節段40的多個內渦輪護罩節段38。
如所描繪的，內渦輪護罩節段40包括主體42，主體42具有都與熱氣體流路47對接的上遊緣或前緣44和下遊緣或後緣46。主體42還包括第一側緣48(例如，第一斜面)和與第一側緣48相反地設置的第二側緣50(例如，第二斜面)，它們都在前緣44與後緣46之間延伸。主體42還包括在前緣和後緣44、46以及第一和第二側緣48、50之間延伸的一對相反的橫向側52、54。在某些實施例中，主體42(特別是橫向側52、54)可以在第一和第二側緣48、50之間沿周向方向34和/或在前緣和後緣44、46之間沿軸向方向30是弧形的。橫向側52構造成與限定在內渦輪護罩節段36與外渦輪護罩節段38之間的腔56對接。橫向側54構造成朝渦輪18內的熱氣體流路47定向。
如在下面更詳細地描述的，主體42可包括設置在橫向側54內的多個通道(例如，冷卻通道或微通道)，以幫助冷卻熱氣體流路構件(例如，渦輪護罩40、內渦輪護罩節段36等)。在某些實施例中，這些通道中的一些鄰近後緣46或前緣44或二者設置，具有或不具有設置在主體42的其他部分上的橫向側54內的其他通道。預燒結預製件(psp)層58可設置在橫向側54上(例如硬焊在其上)，使得psp層58的第一表面60與主體42一起限定(例如，包封)通道，並且psp層58的第二表面62與熱氣體流路47對接。psp層58可由超級合金和硬焊材料形成。在某些實施例中，作為psp層58的替代，非psp金屬片可設置在橫向側54上，其與主體42一起限定通道。在某些實施例中，作為psp層58的備選，可使用屏障塗層或熱屏障塗層橋接，以包封主體42內的通道。在某些實施例中，通道可以在橫向側54附近完全設置在主體42內。通道可通過放電加工、鑽孔、鑄造、添加製造、其組合、或任何其他技術形成或加工在主體中。
在某些實施例中，主體42包括鉤部，以使得能夠將內渦輪護罩渦輪節段36聯接到外渦輪護罩節段38。如在上面提及的，內渦輪護罩節段36的橫向側52和外渦輪護罩節段38限定腔56。外渦輪護罩節段38通常接近來自壓縮機24的在渦輪18中的相對冷的流體或空氣(即，比熱氣體流路47中的溫度冷)。外渦輪護罩節段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，該壓縮機24對腔56提供冷卻流體。如在下面更詳細地描述的，冷卻流體經由從腔56延伸(例如，軸向地30)到鄰近前緣44或後緣46的，設置在主體42內的供應通道或隔室流到內渦輪護罩節段36的主體42內的通道(例如，其鄰近前緣44或後緣46設置並且在側緣48、50之間的方向上(例如，周向地34)延伸)。供應通道鄰近第一側緣48和/或第二側緣50設置。另外，供應通道比鄰近後緣46或前緣44的通道沿徑向32向外(例如，距離燃氣渦輪發動機的縱向軸線更遠地)設置。中間通道將通道聯接(例如，流體地聯接)到供應通道。各通道包括第一端部部分和第二端部部分。在某些實施例中，第一端部部分包括具有自由端部的鉤形部分。第一端部部分聯接到中間通道以接收冷卻流體。第二端部部分包括設置在前緣44或後緣46、側緣48、50、或橫向側54上的出口(例如，冷卻流體出口)，以從主體42排出冷卻流體。在某些實施例中，鄰近的通道可以以交替樣式(例如，具有沿相反方向的逆流)布置，其中通道具有鄰近第一側緣48設置的第一端部部分和鄰近第二側緣50設置的第二端部部分，而鄰近的通道具有相反的定向(即，第一端部部分鄰近第二側緣50設置且第二端部部分鄰近第一側緣48設置)。通道的形狀也被優化，以在通道堵塞的情況下提供充分的冷卻。內渦輪護罩節段的所公開的實施例可使得能夠用更少(例如，比用於渦輪護罩的典型冷卻系統少)的空氣實現內渦輪護罩節段的冷卻，從而導致與在冷卻中使用的計費空氣相關的成本降低。此外，鄰近後緣或前緣的通道使得最大限度地利用冷卻流體的熱容量。此外，通道確保在後緣或前緣附近的更均勻的溫度。
圖3是沿(例如，具有鄰近後緣46設置的冷卻通道74的)圖2的3-3線截取的熱氣體流路構件(例如，內渦輪護罩節段36)的實施例的截面圖(例如，鄰近主體42的朝熱氣體流路定向的橫向側54)。應當注意，橫向側54(在通道74形成在橫向側54中的實施例中)的仰視圖將看起來類似於圖3。如所描繪的，主體42包括鄰近後緣46設置在橫向側54內的多個通道74(例如，冷卻通道或微通道)。主體42可包括鄰近後緣46設置的2至10個或更多個通道74。如所描繪的，通道74相對於彼此平行。所有的通道74可設置在鄰近後緣46的本體42的長度76的最後近似百分之25內。在某些實施例中，通道74可設置在鄰近後緣46的本體42的長度76的最後近似百分之10至25內。例如，通道74可以設置在長度76的最後近似百分之10、15、20、或25內。各通道74(例如，周向地34)從鄰近側緣48到鄰近側緣50延伸跨過主體42。在某些實施例中，各通道74可在側緣48、50之間延伸長度78的近似百分之80至99。例如，各通道74可延伸長度78的近似百分之80、85、90、95、或99。通道74可包括任何截面形狀(例如，相對於主體46、渦輪18、或燃氣渦輪發動機10的縱向軸線80在徑向方向32上)。例如，截面形狀可以是半橢圓形、直線形、三角形、或任何其他截面形狀。各通道74包括第一端部部分82和第二端部部分84。在某些實施例中，第一端部部分82可包括具有自由端部的鉤形部分(見圖7)。如所描繪的，通道74中的一些(例如，通道86)包括鄰近側緣50設置的第一端部部分82和鄰近側緣48設置的第二端部部分82，而通道74的一些(例如，通道88)包括鄰近側緣48設置的第一端部部分82和鄰近側緣50設置的第二端部部分84。在某些實施例中，通道74以交替樣式設置(例如，通道86、88)，其中一個通道74具有鄰近一個側緣48或50設置的第一端部部分82和鄰近相反側緣48或50設置的第二端部部分84，而鄰近的通道74具有相反的定向(例如，為冷卻流體提供逆流)。
各通道74構造成經由中間通道從相應的供應通道或隔室90(以虛線示出)接收來自腔56的冷卻流體(見圖10)。具體而言，各通道74的第一端部部分82經由相應的中間通道聯接到供應通道90以接收冷卻流體。供應通道90相對於縱向軸線80從通道74徑向32向外設置。如所描繪的，供應通道90分別鄰近側緣48、50設置。供應通道90(例如，軸向地)從腔56延伸到鄰近後緣46。供應通道90相對於縱向軸線80設置在相同的軸向位置。在某些實施例中，供應通道90可相對於縱向軸線80(例如，以斜角)成角度。在某些實施例中，供應通道90可包括在從腔56朝後緣46在軸向方向30上變窄的寬度或直徑92(類似於圖9，其示出了在具有設置在前緣44附近的通道74的實施例中的供應通道90的變窄)，以沿著相應的供應通道90對各通道74提供均勻的壓力。在某些實施例中，寬度或直徑92(或截面面積)大於通道74的寬度或直徑94(或截面面積)。供應通道90可包括任何截面形狀(例如，相對於主體46、渦輪18、或燃氣渦輪發動機10的縱向軸線80在徑向方向32上)。例如，截面形狀可以是半橢圓形、直線形、三角形、或任何其他截面形狀。如所描繪的，鄰近側緣50設置的通道74的第一端部部分82流體地聯接到鄰近側緣50的供應通道90，而鄰近側緣48設置的通道74的第一端部部分82流體地聯接到鄰近側48的供應通道90。在某些實施例中，通道74可被定向成同時具有鄰近側緣48、50中的一個的第一端部部分82以及鄰近另一個側緣48、50的第二端部部分84。在這種實施例中，各通道74可流體地聯接到單個供應通道90。
如所描繪的，通道74的第二端部部分84各自包括如箭頭98指示地排出冷卻流體的出口96(例如，冷卻流體出口)。此外，如所描繪的，出口96設置在在附近設置有通道74的第二端部部分84的相應側緣48、50上。在某些實施例中，通道74可朝後緣46轉向，並且通道74的出口96可設置在後緣46上(見圖5，其中類似地，出口96設置在前緣44上)。在其他實施例中，通道74的出口可以設置在橫向表面54上(見圖6)。通道的74形狀也被優化，以在通道堵塞的情況下提供充分的冷卻。內渦輪護罩節段36的所公開的實施例可用更少(例如，比用於渦輪護罩的典型冷卻系統少)的空氣實現內渦輪護罩節段的冷卻，從而導致與在冷卻中使用的計費空氣相關的成本降低。此外，鄰近後緣46的通道74最大限度地利用冷卻流體的熱容量。此外，通道74確保在後緣46附近的更均勻的溫度。在某些實施例中，單個供應通道90可設置在主體內(例如，鄰近後緣46在主體46內居中地定位)並且經由中間通道聯接到通道74。
圖4是(例如，具有鄰近前緣44設置的冷卻通道74的)沿圖2的3-3線截取的熱氣體流路構件(例如，內渦輪護罩節段36)的實施例的截面圖(例如，鄰近主體42的朝熱氣體流路定向的橫向側54)；應當注意，橫向側54(在通道74形成在橫向側54中的實施例中)的仰視圖將看起來類似於圖4。如所描繪的，主體42包括鄰近前緣44設置在橫向側54內的多個通道74(例如，冷卻通道或微通道)。主體42可包括鄰近前緣44設置的2至10個或更多個通道74。如所描繪的，通道74相對於彼此平行。所有的通道74可設置在鄰近前緣44的本體42的長度76的最前近似百分之25內。在某些實施例中，通道74可鄰近前緣44設置在本體42的長度76的最前近似百分之10至25內。例如，通道74可以設置在長度76的最前近似百分之10、15、20、或25內。各通道74從鄰近側緣48到鄰近側緣50(例如，沿周向34)延伸穿過主體42。在某些實施例中，各通道74可在側緣48、50之間延伸長度78的近似百分之80至99。例如，各通道74可延伸長度78的近似百分之80、85、90、95或99。通道74可包括任何截面形狀(例如，相對於主體46、渦輪18、或燃氣渦輪發動機10的縱向軸線80在徑向方向32上)。例如，截面形狀可以是半橢圓形、直線形、三角形、或任何其他截面形狀。各通道74包括第一端部部分82和第二端部部分84。在某些實施例中，第一端部部分82可包括具有自由端部的鉤形部分(見圖7)。如所描繪的，通道74中的一些(例如，通道86)包括鄰近側緣50設置的第一端部部分82和鄰近側緣48設置的第二端部部分82，而通道74中的一些(例如，通道88)包括鄰近側緣48設置的第一端部部分82和鄰近側緣50設置的第二端部部分84。在某些實施例中，通道74以交替樣式設置(例如，通道86、88)，其中一個通道74具有鄰近一個側緣48或50設置的第一端部部分82和鄰近相反側緣48或50設置的第二端部部分84，而鄰近的通道74具有相反的定向(例如，為冷卻流體提供逆流)。
各通道74構造成經由中間通道(見圖10)從相應的供應通道或隔室90(以虛線示出)接收來自腔56的冷卻流體。具體而言，各通道74的第一端部部分82經由相應的中間通道聯接到供應通道90以接收冷卻流體。供應通道90相對於縱向軸線80從通道74徑向32向外設置。如所描繪的，供應通道90分別鄰近側緣48、50設置。供應通道90(例如，軸向地)從腔56延伸到鄰近前緣44。供應通道90相對於縱向軸線80設置在相同的軸向位置。在某些實施例中，供應通道90可相對於縱向軸線80(例如，以斜角)成角度。在某些實施例中，供應通道90可包括在從腔56朝前緣44的軸向方向30上變窄的寬度或直徑92(見圖9)，以沿相應的供應通道90對各通道74提供均勻的壓力。在某些實施例中，寬度或直徑92(或截面面積)大於通道74的寬度或直徑94(或截面面積)。供應通道90可包括任何截面形狀(例如，相對於主體46、渦輪18、或燃氣渦輪發動機10的縱向軸線80在徑向方向32上)。例如，截面形狀可以是半橢圓形、直線形、三角形、或任何其他截面形狀。如所描繪的，鄰近側緣50設置的通道74的第一端部部分82流體地聯接到鄰近側緣50的供應通道90，而鄰近側緣48設置的通道74的第一端部部分82流體地聯接到鄰近側緣48的供應通道90。在某些實施例中，通道74可被定向成同時具有鄰近側緣48、50中的一個的第一端部部分82以及鄰近另一側緣48、50的第二端部部分84。在這種實施例中，各通道74可流體地聯接到單個供應通道90。
如所描繪的，通道74的第二端部部分84各自包括如箭頭98指示地排出冷卻流體的出口96(例如，冷卻流體出口)。此外，如所描繪的，出口96設置在在附近設置有通道74的第二端部部分84的相應的側緣48、50上。在某些實施例中，通道74可朝前緣44轉向，並且通道74的出口96可設置在前緣44上(見圖5)。在其他實施例中，通道74的出口可以設置在橫向表面54上(見圖6)。通道的74形狀也被優化，以在通道堵塞的情況下提供充分的冷卻。內渦輪護罩節段36的所公開的實施例可用更少(例如，比用於渦輪護罩的典型冷卻系統少)的空氣實現內渦輪護罩節段的冷卻，從而導致與在冷卻中使用的計費空氣相關的成本降低。此外，鄰近前緣44的通道74最大限度地利用冷卻流體的熱容量。此外，通道74確保在前緣44附近的更均勻的溫度。在某些實施例中，單個供應通道90可設置在主體內(例如，鄰近前緣44在主體46內居中地定位)並且經由中間通道聯接到通道74。
圖5是(例如，具有鄰近前緣44設置的冷卻通道74和在前緣44上設置的出口96的)沿圖2的3-3線截取的熱氣體流路構件(例如，內渦輪護罩節段36)的實施例的截面圖(例如，鄰近主體42的朝熱氣體流路定向的橫向側54)。應當注意，橫向側54(在通道74形成在橫向側54中的實施例中)的仰視圖將看起來類似於圖5。內渦輪護罩節段36如圖4所描述的那樣，除了通道74的出口96設置在前緣44上之外。具體而言，通道74包括軸向地32延伸到前緣44的部分100。在某些實施例中，用於鄰近後緣46設置的通道74的出口96可設置在後緣46上。在某些實施例中，單個供應通道90可設置在主體內(例如，鄰近前緣44在主體46內居中地定位)並且經由中間通道聯接到通道74。
圖6是熱氣體流路構件(例如，內渦輪護罩節段36)的實施例的仰視圖(例如，主體42的朝熱氣體流路定向的橫向側54的視圖)。內渦輪護罩節段36如圖4中所描述的那樣，除了通道74(以虛線示出)的出口96(以實線示出)設置在主體42的橫向側54上以徑向地32排放冷卻流體之外。在某些實施例中，用於鄰近後緣46設置的通道74的出口96可設置在橫向側54上。在某些實施例中，單個供應通道90可設置在主體內(例如，鄰近前緣或後緣在主體46內居中地定位)並且經由中間通道聯接到通道74。
圖7是(例如，具有有鉤形端部部分的冷卻通道74的)沿圖2的3-3線截取的熱氣體流路構件(例如，內渦輪護罩節段36)的實施例的截面圖(例如，鄰近主體42的朝熱氣體流路定向的橫向側54)。應當注意，橫向側54(在通道74形成在橫向側54中的實施例中)的仰視圖將看起來類似於圖7。內渦輪護罩節段36如圖4中所描述的那樣，除了通道74的第一端部部分82各自包括具有自由端部99的鉤形部分97之外。各鉤形部分97的自由端部99聯接到相應的供應通道90，以經由中間通道接收冷卻流體。各鉤形部分97具有範圍從近似0.05至4毫米(mm)、0.1至3mm、1.14至2.5mm、和它們之間的所有子範圍的鉤轉向半徑。鉤形部分97的曲率使得更多的通道74能夠鄰近前緣44(或後緣46)設置在橫向側54內。此外，鉤形部分97通過增大鄰近側緣48、50的冷卻通道74的長度同時將流量保持為最小值來提供更大的冷卻區(例如，比用於渦輪護罩的典型冷卻系統大)。此外，鉤形部分97使得通道74的平直部分能夠更好地間隔。此外，鉤形部分97的往迴轉向使得通道74的平直部分能夠均勻地遠離鄰近的通道74，以冷卻主體42的在側緣48、50之間的部分。在某些實施例中，可調節鉤形部分97，以使得對於更高熱量負載區，通道74的平直部分的間隔能夠更緊密地聚集。在某些實施例中，單個供應通道90可設置在主體內(例如，鄰近前緣44或後緣46在主體46內居中地定位)並且經由中間通道聯接到通道74。
圖8是(例如，具有鄰近後緣46的供應通道90)的熱氣體流路構件(例如，內渦輪護罩節段36)的實施例的俯視圖(例如，與腔56對接的橫向側52的視圖)。內渦輪護罩節段36如圖3中所描述的那樣。供應通道90(以虛線示出)相對於縱向軸線80從通道74徑向32向外設置。如所描繪的，供應通道90分別鄰近側緣48、50設置。供應通道90各自包括入口102，以接收來自腔56的冷卻流體(如箭頭104指示的)。入口102(鄰近後緣46)設置在遠離橫向側52徑向32延伸的壁106上。壁106與渦輪護罩節段40的其他構件一起有助於限定腔56(見圖2)。供應通道90(例如，軸向地32)從腔56延伸到鄰近後緣46。供應通道90相對於縱向軸線80設置在相同的軸向位置處。在某些實施例中，供應通道90可相對於縱向軸線80(例如，以斜角)成角度。在某些實施例中，供應通道90可包括從腔56朝後緣46在軸向方向30上變窄的寬度或直徑92(見圖9)，以沿相應的供應通道90對各通道74提供均勻的壓力。供應通道90可包括任何截面形狀(例如，相對於主體46、渦輪18、或燃氣渦輪發動機10的縱向軸線80在徑向方向32上)。例如，截面形狀可以是半橢圓形、直線形、三角形、或任何其他截面形狀。在某些實施例中，單個供應通道90可設置在主體內(例如，鄰近前緣44或後緣46在主體46內居中地定位)並且經由中間通道聯接到通道74。
圖9是(例如，具有鄰近前緣44的供應通道90的)熱氣體流路構件(例如，內渦輪護罩節段36)的實施例的俯視圖(例如，與腔56對接的橫向側52的視圖)。內渦輪護罩節段36如圖3中所描述的那樣。供應通道90(以虛線示出)相對於縱向軸線80從通道74徑向32向外設置。如所描繪的，供應通道90分別鄰近側緣48、50設置。供應通道90各自包括入口108，以接收來自腔56的冷卻流體(如箭頭110指示的)。入口108(鄰近前緣44)設置在遠離橫向側52徑向32延伸的壁112上。壁112與渦輪護罩節段40的其他構件一起有助於限定腔56(見圖2)。供應通道90(例如，軸向地32)從腔56延伸到鄰近前緣44。供應通道90相對於縱向軸線80設置在相同的軸向位置處。在某些實施例中，供應通道90可以相對於縱向軸線80朝相應的鄰近側緣48、50(例如，以斜角)成角度。在某些實施例中，如圖9中所描繪的，供應通道90可包括從腔56朝前緣44在軸向方向30上變窄的寬度或直徑92，以沿相應的供應通道90對各通道74提供均勻的壓力。供應通道90可包括任何截面形狀(例如，相對於主體46、渦輪18、或燃氣渦輪發動機10的縱向軸線80在徑向方向32上)。例如，截面形狀可以是半橢圓形、直線形、三角形、或任何其他截面形狀。在某些實施例中，單個供應通道90可設置在主體內(例如，鄰近前緣44在主體46內居中地定位)並且經由中間通道聯接到通道74。
圖10是沿10-10線截取的圖3的熱氣體流路構件(例如，內渦輪護罩節段36)的一部分的實施例的立體截面圖。內渦輪護罩節段36如圖3中所描述的那樣。如所描繪的，中間通道114在供應通道90和通道74的第一端部部分82之間徑向地32延伸。中間通道114流體地聯接供應通道90和通道74，從而使得供應通道90能夠對通道74提供冷卻流體。中間通道114可以包括任何截面形狀(軸向截面形狀)。例如，截面形狀可以是半橢圓形、直線形、三角形、或任何其他截面形狀。各中間通道144包括比供應通道90的寬度或直徑92小的寬度或直徑116。在某些實施例中，單個供應通道90可設置在主體內(例如，鄰近前緣44或後緣46在主體46內居中地定位)並且經由中間通道114聯接到通道74。
所公開的實施例的技術效果包括提供用於冷卻內渦輪護罩節段36的前緣44和/或後緣46的系統和方法。具體而言，熱氣體流路構件(例如，內渦輪護罩節段36)包括鄰近主體42的橫向側54或在其上的近表面微通道74。通道74聯接到相應的供應通道以接收冷卻流體。通道的74形狀也被優化，以在通道74堵塞的情況下提供充分的冷卻。內渦輪護罩節段36的所公開的實施例可用更少(例如，比用於渦輪護罩的典型冷卻系統少)的空氣實現內渦輪護罩節段的前緣44和/或後緣46的冷卻，從而導致與在冷卻中使用的計費空氣相關的成本降低。此外，鄰近前緣44和/或後緣46的通道74最大限度地利用冷卻流體的熱容量。此外，通道74確保在前緣44和/或後緣46附近的更均勻的溫度。
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