本文公开的主题涉及燃气涡轮发动机，并且更具体地涉及用于燃气涡轮发动机的涡轮护罩。
背景技术：
诸如燃气涡轮发动机的涡轮机可包括压缩机、燃烧器和涡轮。气体在压缩机中压缩，与燃料组合，且然后被给送到燃烧器中，在燃烧器中气体/燃料混合物燃烧。高温和高能排出流体然后沿热气体路径给送到涡轮，在涡轮处，流体的能量转换成机械能。沿热气体路径的高温可加热涡轮构件(例如，涡轮护罩)，引起构件的退化。
技术实现要素：
在范围上与原来提出的主题相当的某些实施例在下文中概述。这些实施例不旨在限制提出的主题的范围，而是，这些实施例仅旨在提供主题的可能形式的简要概括。实际上，主题可包含可与下文所述实施例相似或不同的多种形式。
在第一实施例中，一种系统包括用于在燃气涡轮发动机的涡轮区段中使用的护罩节段，该护罩节段包括本体，其包括前缘、后缘、第一侧缘、第二侧缘，以及在前缘与后缘之间且在第一侧缘与第二侧缘之间的一对相对的侧向侧。系统包括一对相对的侧向侧中的第一侧向侧，其与具有冷却流体的腔对接。系统还包括一对相对的侧向侧中的第二侧向侧，其与热气体流动路径对接；设置在本体内的第一通道，其中第一通道包括第一端部和第二端部。第一端部设置在第一侧缘附近，且第二端部设置在第二侧缘附近。系统还包括设置在本体内的第二通道，其中第二通道包括第三端部和第四端部。第三端部设置在第一侧缘附近，且第四端部设置在第二侧缘附近。第一通道和第二通道接收来自腔的冷却流体来冷却本体，以及第一端部和第四端部各自包括具有自由端的部分。各个自由端具有沿从前缘到后缘的方向大于联接至自由端的部分的相邻部分的宽度。
在第二实施例中，一种装置包括燃气涡轮发动机，其包括压缩机、燃烧系统、以及涡轮区段。装置包括：壳；联接至外壳的外护罩节段；联接至外护罩节段来形成腔的内护罩节段，腔构造成接收来自压缩机的排出的冷却流体。内护罩节段包括本体，其具有前缘、后缘、第一侧缘、第二侧缘，以及在前缘与后缘之间且在第一侧缘与第二侧缘之间的一对相对的侧向侧，其中一对相对的侧向侧中的第一侧向侧构造成与腔对接，以及一对相对的侧向侧中的第二侧向侧构造成与热气体流动路径对接。装置还包括设置在本体内且从第一侧缘附近延伸至第二侧缘附近的多个通道，其中多个通道中的各个通道均包括具有部分的第一端部以及第二端部。多个通道构造成接收来自腔的冷却流体来冷却本体。第一端部各自包括具有自由端的部分，且各个自由端具有沿从前缘到后缘的方向大于联接至自由端的部分的相邻部分的宽度。
在第三实施例中，一种系统包括用于在燃气涡轮发动机的涡轮区段中使用的护罩节段。系统包括本体，其包括前缘、后缘、第一侧缘、第二侧缘，以及在前缘与后缘之间且在第一侧缘与第二侧缘之间的一对相对的侧向侧。一对相对的侧向侧中的第一侧向侧构造成与具有冷却流体的腔对接，且一对相对的侧向侧中的第二侧向侧构造成与热气体流动路径对接。第一通道设置在本体内，且第一通道包括第一端部和第二端部。第一端部设置在第一侧缘附近，且第二端部设置在第二侧缘附近。第二通道设置在本体内，且第二通道包括第三端部和第四端部。第三端部设置在第一侧缘附近，且第四端部设置在第二侧缘附近。第一通道和所述第二通道构造成接收来自腔的冷却流体来冷却本体，以及第一端部和第四端部各自包括具有自由端的部分。自由端具有椭圆形状和自由端附近的直的部分。
本发明的第一技术方案提供了一种护罩节段，包括：本体，其包括前缘、后缘、第一侧缘、第二侧缘，以及在所述前缘与所述后缘之间且在所述第一侧缘与所述第二侧缘之间的一对相对的侧向侧，其中所述一对相对的侧向侧中的第一侧向侧构造成与具有冷却流体的腔对接，且所述一对相对的侧向侧中的第二侧向侧构造成与热气体流动路径对接；设置在所述本体内的第一通道，其中所述第一通道包括第一端部和第二端部，所述第一端部设置在所述第一侧缘附近，且所述第二端部设置在所述第二侧缘附近；以及设置在所述本体内的第二通道，其中所述第二通道包括第三端部和第四端部，所述第三端部设置在所述第一侧缘附近，且所述第四端部设置在所述第二侧缘附近；以及其中所述第一通道和所述第二通道构造成接收来自所述腔的所述冷却流体来冷却所述本体，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，且各个自由端具有沿从所述前缘到所述后缘的方向大于联接至所述自由端的部分的相邻部分的宽度。
本发明的第二技术方案是在第一技术方案中，各个自由端构造成联接至沿径向方向从所述自由端延伸至所述第一侧向侧的相应入口通路，其中各个相应入口通路构造成将所述冷却流体从所述腔提供至相应通道。
本发明的第三技术方案是在第二技术方案中，所述相应入口通路的宽度小于相应自由端的宽度。
本发明的第四技术方案是在第二技术方案中，所述第一通道和所述第二通道被放电加工到所述本体中。
本发明的第五技术方案是在第二技术方案中，所述相应入口通路被放电加工到所述本体中。
本发明的第六技术方案是在第一技术方案中，所述第二端部和所述第三端部构造成联接至沿径向方向延伸至所述第二侧向侧的相应出口通路，其中各个相应出口通路构造成将冷却流体从所述内护罩节段的本体排出到所述热气体流动路径中。
本发明的第七技术方案是在第一技术方案中，各个自由端包括椭圆形状，且各个相邻部分包括直的部分。
本发明的第八技术方案是在第一技术方案中，所述护罩节段构造成用于燃气涡轮发动机中。
本发明的第九技术方案提供了一种燃气涡轮发动机，包括：压缩机；燃烧系统；以及涡轮区段，其包括：壳；联接至外壳的外护罩节段；联接至所述外护罩节段来形成腔的内护罩节段，所述腔构造成接收来自所述压缩机的排出的冷却流体，其中所述内护罩节段包括：本体，其包括前缘、后缘、第一侧缘、和第二侧缘，在所述前缘与所述后缘之间且在所述第一侧缘与所述第二侧缘之间的一对相对的侧向侧，其中所述一对相对的侧向侧中的第一侧向侧构造成与所述腔对接，以及所述一对相对的侧向侧中的第二侧向侧构造成与热气体流动路径对接；设置在所述本体内且从所述第一侧缘附近延伸至所述第二侧缘附近的多个通道，其中所述多个通道中的各个通道均包括具有部分的第一端部以及第二端部；以及其中所述多个通道构造成接收来自所述腔的冷却流体来冷却所述本体，以及其中所述第一端部各自包括具有自由端的部分，且各个自由端具有沿从所述前缘到所述后缘的方向大于联接至所述自由端的部分的相邻部分的宽度。
本发明的第十技术方案是在第九技术方案中，各个自由端构造成联接至沿径向方向从所述自由端延伸至所述第一侧向侧的相应入口通路，其中各个相应入口通路构造成将冷却流体从所述腔提供至相应通道。
本发明的第十一技术方案是在第十技术方案中，所述相应入口通路的宽度小于相应自由端的宽度。
本发明的第十二技术方案是在第十技术方案中，所述相应入口通路被放电加工到所述本体中。
本发明的第十三技术方案是在第九技术方案中，各个自由端包括椭圆形状，且各个相邻部分包括直的部分。
本发明的第十四技术方案是在第九技术方案中，各个第二端部联接至延伸的相应出口通路，其中各个相应出口通路构造成将所述冷却流体从所述内护罩节段的所述本体排出。
本发明的第十五技术方案是在第九技术方案中，包括硬钎焊到所述第二侧向侧上的预烧结预成形件层，其中所述预烧结预成形件层包括构造成与所述热气体流动路径对接的第一表面和构造成与所述本体对接来限定所述多个通道的第二表面。
本发明的第十六技术方案是在第九技术方案中，包括围绕所述涡轮区段的旋转轴线周向地设置的多个内护罩节段。
本发明的第十七技术方案是在第九技术方案中，所述部分包括目标特征。
本发明的第十八技术方案是在第九技术方案中，所述部分包括大致1.14mm的半径。
本发明的第十九技术方案提供了一种用于在燃气涡轮发动机的涡轮区段中使用的护罩节段，包括：本体，其包括前缘、后缘、第一侧缘、第二侧缘，以及在所述前缘与所述后缘之间且在所述第一侧缘与所述第二侧缘之间的一对相对的侧向侧，其中所述一对相对的侧向侧中的第一侧向侧构造成与具有冷却流体的腔对接，且所述一对相对的侧向侧中的第二侧向侧构造成与热气体流动路径对接；设置在所述本体内的第一通道，其中所述第一通道包括第一端部和第二端部，所述第一端部设置在所述第一侧缘附近，且所述第二端部设置在所述第二侧缘附近；以及设置在所述本体内的第二通道，其中所述第二通道包括第三端部和第四端部，所述第三端部设置在所述第一侧缘附近，且所述第四端部设置在所述第二侧缘附近；以及其中所述第一通道和所述第二通道构造成接收来自所述腔的所述冷却流体来冷却所述本体，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椭圆形状的部分，以及邻近于所述自由端的直的部分。
本发明的第二十技术方案是在第十九技术方案中，各个自由端构造成联接至沿径向方向从所述自由端延伸至所述第一侧向侧的相应入口通路，其中各个相应入口通路构造成将所述冷却流体从所述腔提供至相应通道。
附图说明
在参照附图阅读以下详细描述时，本主题的这些及其它特征、方面和优点将变得更好理解，附图中相似的标号表示附图各处相似的部分，在附图中：
图1为具有带冷却通道的涡轮护罩的涡轮系统的实施例的框图；
图2为联接到外涡轮护罩节段上的内涡轮护罩节段的实施例的透视图；
图3为内涡轮护罩节段的实施例的底视图(例如，朝热气体流动路径定向的侧向侧的视图)；
图4为内涡轮护罩节段的实施例的顶视图(例如，与腔对接的侧向侧的视图)；
图5为沿线5-5截取的图4的内涡轮护罩节段的一部分的实施例的透视截面视图(其中以虚线示出了入口通路和通道)；
图6为内涡轮护罩节段的一部分的实施例的透视图；
图7为在图3的线7-7内截取的内涡轮护罩节段的实施例的底视图；以及
图8为用于制造内涡轮护罩节段的方法的实施例的流程图。
具体实施方式
下文将描述本主题的一个或更多个特定实施例。为了提供这些实施例的简要描述，可在说明书中不描述实际实施方式的所有特征。应当认识到的是，在任何此类实际实施方式的开发中，如任何工程或设计项目中那样，必须进行许多实施方式特有的决定来实现开发者的特定目标，诸如符合系统相关和商业相关的约束，这可从一个实施方式到另一个不同。此外，应当认识到的是，此开发工作可能复杂且耗时的，但对于受益于本公开内容的普通技术人员仍是设计、制造和生产的例行任务。
当介绍本主题的各种实施例的元件时，词语"一个"、"一种"、"该"和"所述"旨在意指存在一个或更多个元件。用语"包括"、"包含"和"具有"旨在为包含性的，且意思是可存在除所列元件之外的附加元件。
如下面更详细地讨论的，与燃气发动机相关联的涡轮护罩的某些实施例减少涡轮叶片的压力侧和吸力侧之间的热气体泄漏。涡轮护罩还将冷却流体(例如，空气)提供至涡轮叶片，以减少叶片和相关联的叶片构件的过早失效或可冷却相邻护罩之间的区域。如本文中描述的涡轮护罩利用多个冷却通道。冷却通道可形成在护罩本体的任一侧(例如，内护罩节段或外护罩节段)上。冷却通道可经由适合的工艺(诸如放电加工)机加工到护罩本体中，这有助于控制跨过冷却通道的压力降(例如，通过产生一致地确定大小的出口孔直径)。冷却通道还包括设置在钩形部分上的自由端。自由端(例如，目标)联接至入口通路来接收冷却流体。目标特征使入口通路(例如，形成进料孔)能够与通道相交，由此改善护罩节段的冷却。对准入口通路和自由端(例如，目标)且放电加工出口计量孔使得入口通路可接收冷却流(例如，空气)。如下面更详细地描述的，多个冷却通道(例如，第一通道、第二通道)可设置在护罩节段上。内护罩节段可包括具有前缘和后缘的护罩本体。本体具有第一侧缘和第二侧缘。一对相对的侧向侧可设置在前缘与后缘之间。相对的侧向侧可描述为第一侧向侧和第二侧向侧。第一侧向侧(例如，护罩本体的底侧)与由内护罩节段和外护罩节段限定的腔对接。外护罩节段联接至内护罩节段。第二侧向侧(例如，护罩本体的最外侧)可构造成与热气体流动路径(例如，排出气体)对接。
第一通道包括分别设置在第一侧缘附近和第二侧缘附近的第一端部和第二端部。第二通道设置在护罩本体内，且包括第三端部和第四端部。第三端部和第四端部分别设置在第一侧缘附近和第二侧缘附近。第一通道和第二通道接收来自腔的冷却流体(例如，空气)，其中腔形成在第一侧向侧和第二侧向侧之间。冷却流体在其流过冷却通道时冷却护罩本体和相邻护罩之间的空间。第一端部和第四端部两者包括具有自由端(例如，目标)的部分。自由端(例如，目标)可具有大于联接至自由端的部分的相邻部分的沿从前缘到后缘的方向的宽度。端部可包括目标特征，其使入口通路能够与冷却通道相交来接收冷却流体，由此改善护罩节段的冷却。
转到附图，图1为涡轮系统10的实施例的框图。如下文详细所述，公开的涡轮系统10(例如，燃气涡轮发动机)可使用具有下文所述的冷却通道的涡轮护罩，该冷却通道可减小热气体路径构件的应力模式，且改善涡轮系统10的效率。涡轮系统10可使用液体或气体燃料(诸如天然气和/或富氢合成气体)以驱动涡轮系统10。如图所示，燃料喷嘴12吸入燃料供应14，使燃料与诸如空气、氧、富氧空气、少氧空气或它们的任何组合的氧化剂混合。尽管以下论述将氧化剂称为空气，但任何适合的氧化剂都可结合公开的实施例使用。一旦燃料和空气混合，则燃料喷嘴12将燃料空气混合物以适合的比率分送到燃烧器16中，以用于最佳的燃烧、排放、燃料消耗和功率输出。涡轮系统10可包括位于一个或更多个燃烧器16内的一个或更多个燃料喷嘴12。燃料空气混合物在燃烧器16内的室中燃烧，由此产生热加压排出气体。燃烧器16引导排出气体(例如，热加压气体)穿过过渡件进入涡轮喷嘴(或"一级喷嘴")，以及其它级的轮叶(或叶片)和喷嘴，引起涡轮18在涡轮壳19(例如，外壳)内旋转。排出气体朝排气出口20流动。当排出气体经过涡轮18时，气体迫使涡轮轮叶(或叶片)使轴22沿涡轮系统10的轴线旋转。如图所示，轴22可连接到涡轮系统10的各种构件上，包括压缩机24。压缩机24还包括联接到轴22上的叶片。当轴旋转22时，压缩机24内的叶片也旋转，由此压缩从进气口26穿过压缩机24且进入燃料喷嘴12和/或燃烧器16的空气。来自压缩机24的压缩的空气(例如，排出空气)的一部分可转移到涡轮18或其构件，而不经过燃烧器16。排出的空气(例如，冷却流体)可用于冷却涡轮构件，诸如护罩和定子上的喷嘴，连同转子上的轮叶、盘和隔板。轴22还可连接到负载28上，其可为车辆或静止负载，例如，发电设备中的发电机或飞行器上的螺旋桨。负载28可包括能够由涡轮系统10的旋转输出供能的任何适合的装置。涡轮系统10可沿轴向轴线或方向30、朝向或远离轴线30的径向方向32和围绕轴线30的周向方向34延伸。在实施例中，热气体构件(例如，涡轮护罩、喷嘴等)位于涡轮18中，其中热气体流动跨过构件，引起涡轮构件的蠕变、氧化、磨损和热疲劳。涡轮18可包括具有冷却通路(例如，近表面微通道)的一个或更多个涡轮护罩节段(例如，内涡轮护罩节段)，以允许控制热气体路径构件的温度(例如，使用少于用于护罩的典型冷却系统的冷却空气)，以减少构件中的危害模式，来延长构件的使用寿命(同时执行其预期功能)，减少与操作涡轮系统10相关联的成本，且改善燃气轮机系统10的效率。
图2为联接到外涡轮护罩节段38上来形成涡轮护罩节段40的内涡轮护罩节段36的实施的透视图。涡轮18包括多个涡轮护罩节段40，其一起形成围绕相应涡轮级的相应的环。在某些实施例中，涡轮18可包括联接到围绕涡轮18(和涡轮级)的旋转轴线沿周向方向34设置的各个涡轮护罩节段40的相应外涡轮护罩节段38上的多个内涡轮护罩节段36。在其它实施例中，涡轮18可包括联接到外涡轮护罩节段38上来形成涡轮护罩节段40的多个内涡轮护罩节段38。
如图所示，内涡轮护罩节段40包括本体42，其具有都与热气体流动路径47对接的上游或前缘44和下游或后缘46。本体42还包括都在前缘44与后缘46之间延伸的第一侧缘48(例如，第一斜面)和设置成与第一侧缘48相对的第二侧缘50(例如，第二斜面)。本体42还包括在前缘44与后缘46和第一侧缘48与第二侧缘50之间延伸的一对相对的侧向侧52,54。在某些实施例中，本体42(具体是侧向侧52,54)可在第一侧向侧48与第二侧向侧50之间的周向方向34上和/或前缘44与后缘46之间的轴向方向30上为弧形。侧向侧52构造成与限定在内涡轮护罩节段36与外涡轮护罩节段38之间的腔56对接。侧向侧54构造成朝涡轮18内的热气体流动路径47定向。
如下文更详细所述，本体42可包括设置在侧向侧54内的多个通道(例如，冷却通道或微通道)，以有助于冷却热气体流动路径构件(例如，涡轮护罩40、内涡轮护罩节段36，等)。预烧结预成形件(psp)层58可设置(例如，硬钎焊)在侧向侧54上，使得psp层58的第一表面60与本体42一起限定(例如，包围)通道，且psp层58的第二表面62与热气体流动路径47对接。psp层58可由超级合金和硬钎焊材料形成。在某些实施例中，作为psp层58的替代方案，非psp金属片可设置在侧向侧54上，其与本体42一起限定通道。在某些实施例中，通道可完全铸造在侧向侧54附近的本体42内。在某些实施例中，作为psp层58的替代方案，阻隔涂层或热障涂层桥接物可用于包围本体42内的通道。
在某些实施例中，本体42包括钩部分，以允许内涡轮护罩涡轮节段36联接到外涡轮护罩节段38上。如上文所述，内涡轮护罩节段36的侧向侧52和外涡轮护罩节段38限定腔56。外涡轮护罩节段38大体上邻近来自压缩机24的涡轮18中的相对冷的流体或空气(即，比热气体流动路径47中的温度更冷)。外涡轮护罩节段38包括通路(未示出)，以接收来自压缩机24的冷却流体或空气，压缩机24提供冷却流体至腔56。如下文更详细所述，冷却流体经由从侧向侧52延伸到通道的设置在本体42中的入口通路流至内涡轮护罩节段36的本体42内的通道。各个通道均包括：包括具有自由端的钩形部分的第一端部，以及第二端部。第二端部可包括计量特征(例如，延伸到通道中的本体42的部分)，以调节通道内的冷却流体流或减少通道的堵塞。在某些实施例中，各个通道自身(排除第二端部)用作计量特征(例如，包括延伸到通道中的本体42的一部分)。在其它实施例中，联接到钩形部分上的入口通路可包括计量特征(例如，延伸到入口通路中的本体42的一部分)。在某些实施例中，通道自身、第二端部或入口通路或它们的组合包括计量特征。另外，冷却流体经由第一侧缘48和/或第二侧缘50处的第二端部流出通道(和本体42)。在某些实施例中，通道可布置成交错图案，其中通道具有设置在第一侧缘48附近的第一端部和设置在第二侧缘50附近的第二端部，而相邻通道具有相对定向(即，设置在第二侧缘50附近的第一端部和设置在第一侧缘48附近的第二端部)。通道的钩形部分在保持流动最小的同时通过在斜面附近增加一段冷却通道来提供较大的冷却区域(例如，大于用于涡轮护罩的典型冷却系统)。另外，钩形部分允许通道的直部分的较好间距。通道的形状还优化成在堵住通道的情况中提供的足够的冷却。内涡轮护罩节段的公开实施例可允许以较少空气(例如，少于用于涡轮护罩的典型冷却系统)冷却内涡轮护罩节段，导致与用于冷却的可充空气方面相关联的成本降低。
图3为没有psp层58的内涡轮护罩节段36的实施例的底视图(例如，朝热气体流动路径定向的本体42的侧向侧54的视图)。如图所示，本体42包括设置在侧向侧54内的多个通道74(例如，冷却通道或微通道)。本体42可包括2到40个或更多的通道74(如图所示，本体42包括23个通道74)。各个通道74均构造成接收来自腔56的冷却流体。各个通道74均包括第一端部76，其包括具有自由端80的钩形部分78。在一些实施例中，自由端80可具有椭圆形状，且靠近自由端80的相邻部分可具有直的形状。各个钩形部分78均具有范围从大约0.05到4mm、0.1到3毫米(mm)、1.14到2.5mm和其间的所有子范围的钩转角半径。如下文更详细所述，各个钩形部分78的自由端80联接到入口通路上，其允许通道74接收来自腔56的冷却流体。钩形部分78的曲率允许更多通道74设置在侧向侧54内。另外，钩形部分78在保持流动最小的同时通过在侧缘48,50附近增加一段冷却通道74来提供较大的冷却区域(例如，大于用于涡轮护罩的典型冷却系统)。另外，钩形部分78允许通道74的直部分的较好间距。而且，钩形部分78的回转允许了通道的直部分与相邻通道一致间隔开，以钩住护罩节段36的本体42的主要部分。在某些实施例中，钩形部分78可调整成允许通道74的直部分的间距对于较高热负载区更紧密填充。总体上，通道74的形状还优化成在堵住通道74的情况中提供足够的冷却。各个通道74均还包括第二端部82，其允许用过的冷却流体经由侧缘48,50，经由出口孔如箭头84指出那样流出本体42。在某些实施例中，第二端部82包括计量特征，其构造成调节(例如，计量)相应通道74内的冷却流体的流。在某些实施例中，各个通道74均可在第二端部82处形成分段的通道。具体而言，本体42的桥接部分可延伸跨过第二端部82内的各个通道74(例如，沿从前缘44到后缘46的方向)，其中通道74的一部分在桥接部分上游，且通道74的一部分在桥接部分下游。通路可在流体地连接桥接部分上游和下游的通道74的部分的桥接部分下方延伸。在某些实施例中，各个通道74自身(排除第二端部82)用作计量特征(例如，包括延伸到通道中的本体42的一部分)。在其它实施例中，联接到钩形部分78上的入口通路可包括计量特征(例如，延伸到入口通路中的本体42的一部分)。在某些实施例中，通道74自身、第二端部82或入口通路或它们的组合包括计量特征。
如图所示，通道74中的一些(例如，通道86)包括设置在侧缘50附近的第一端部76的钩形部分78和设置在侧缘48附近的第二端部82，而通道74中的一些(例如，通道88)包括设置在侧缘48附近的第一端部76的钩形部分78和设置在侧缘50附近的第二端部82。在某些实施例中，通道74以交错图案设置(例如，通道86,88)，其中一个通道74具有设置在一个侧缘48或50附近的钩形部分78，以及设置在相对侧缘48或50附近的第二端部82，其中相邻通道74具有相对定向。如图所示，通道74从前缘44附近到后缘46附近在侧缘48,50之间延伸。在某些实施例中，通道74可在侧缘48,50之间延伸，覆盖前缘44与后缘46之间的本体42的长度90的大约百分之50到90、百分之50到70、百分之70到90，以及其中的所有子范围。例如，通道74可在侧缘48,50之间延伸，覆盖长度90的大约百分之50,55,60,65,70,75,80,85或90。这允许了沿两个侧缘48,50的冷却，以及跨过前缘44与后缘46和侧缘48,50之间的本体42的显著部分(具体而言，朝热气体流动路径47定向的侧向侧54)的冷却。
护罩42可包括多个冷却通道74。例如，所示实施例绘出了第一通道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可设置在第一侧缘48附近，且第二端部82设置在第二侧缘50附近。第二通道88设置在护罩本体42内，且包括第三端部和第四端部。第三端部设置在第一侧缘48附近，且第四端部设置在第二侧缘50附近。尽管本文中讨论描述了两个冷却通道74，但护罩本体42可包括2到100个、5到50个、或10到30个冷却通道，以及其间的所有子范围。
第一通道86和第二通道88构造成接收来自腔的冷却流体(例如，空气)来冷却本体42。第一端部76和第四端部85各自包括具有自由端80的钩形部分78，且各个自由端具有大于联接至自由端80的钩形部分78的相邻部分的沿从前缘42到后缘44的方向的宽度。在一些实施例中，钩形部分78可具有大致0.05到4mm、0.1到3毫米(mm)、1.14到2.5mm和其间的所有子范围的半径。在一些实施例中，钩形部分78包括大致0.05到4mm、0.1到3mm、1.27到2.5mm和其间的所有子范围的深度。钩形部分的深度可小于、大于、或大致等于钩形部分78的半径。
尽管本文中描述的冷却通道74被描述为具有钩形端部，但本文中的论述不意图限制冷却通道的端部的几何形状。例如，冷却通道可在端部处利用任何其它适合的形状，包括球形端部、方形端部、卵形端部、椭圆形端部、正方形端部、或任何其它适合的多边形。第一端部76和第四端部85包括用于入口通路来对准的目标部分(例如，自由端)。冷却通道74然后可联接至目标部分(例如，自由端)，来提供跨过护罩本体42的冷却流。目标部分(例如，自由端)被制造成大致相同的大小。例如，目标部分在直径上可以是大致恒定的。将目标部分制造成相同大小使冷却通道能够通过防止任何一个冷却通道变成堵塞的或阻塞的而保持基本没有碎屑。目标部分还允许受控的压力降和穿过冷却通道的冷却流体(例如，空气)的流。
图4为内涡轮护罩节段36的实施例的顶视图(例如，与腔56对接的侧向侧52的视图)。如图所示，本体包括允许冷却流体从腔56经由入口通路流入通道74中的多个开口或孔口92。图5为沿线5-5截取的图4的内涡轮护罩节段36的实施例的透视截面视图。如图所示，入口通路94(虚线所示)大体上沿径向方向32从通道74的钩形部分78的自由端80延伸至侧向侧52，以允许冷却流体流入通道74中。在某些实施例中，入口通路94可关于侧向侧54成角。例如，入口通路94的角可范围在大约45到90度之间、45到70度之间、70到90度之间，以及其中的所有子范围。
图6为内涡轮护罩节段36(例如，没有psp层58)的实施例的一部分的透视图，示出了通道74的第二端部82的分段的通道96。在某些实施例中，第二端部82包括计量特征(例如，桥接部分98)，其构造成调节(例如，计量)相应通道74内的冷却流体的流。具体而言，本体42的桥接部分98可延伸跨过第二端部82内的各个通道74(例如，沿从前缘44到后缘46的方向(例如，轴向方向30))，以形成节段96，其中通道74的部分100在桥接部分98的上游，且通道74的部分102在桥接部分98的下游。桥接部分98还可沿径向方向32部分地延伸到通道74中。通路104可在流体地连接通道74上游和下游的通道74的部分100,102的桥接部分98下方延伸，以允许冷却流体经由出口孔105流出。在某些实施例中，各个通道74自身(排除第二端部82)用作计量特征(例如，包括延伸到通道中的本体42的一部分)。在其它实施例中，联接到钩形部分78上的入口通路94可包括计量特征(例如，延伸到入口通路中的本体42的一部分)。在某些实施例中，通道74自身、第二端部82或入口通路94或它们的组合包括计量特征。
图7为在图3的线7-7内截取的内涡轮护罩节段36的实施例的底视图。如本文中描述的以下论述可大体上是指端部，其可理解成意味着通路74的钩形部分78。钩形部分78包括自由端80。自由端80可接收来自入口通路94的冷却流体。尽管示出的是钩形部分，但任意适合的形状可用于第一端部76和第四端部85来接收来自入口通路94的冷却流体。如以上描述的，自由端80可具有沿从前缘44到后缘46的方向的宽度81，其大于(例如，直接)联接至自由端80的钩形部分78的相邻部分(例如，直的部分)的宽度95。
端部80可以是椭圆形的(例如，圆形、卵形等)。基本直的部分可设置成邻近(例如，正下游)于自由端80。如以上所描述的，钩形部分78可具有大致0.05到4mm、0.1到3mm、1.14到2.5mm和其间的所有子范围的半径91。钩形部分78包括大致0.05到4mm、0.1到3mm、1.27到2.5mm和其间的所有子范围的深度(由箭头96表示)。在一些实施例中，钩形部分78的深度96可小于、大于、或大致等于钩形部分78的半径91。应认识到的是，尽管描述了涉及钩形部分78的深度和半径91的以上范围，但范围不意图限制于本文中描述的范围。如以上所描述的，端部80(例如，钩形部分78)包括目标特征，其使入口通路94能够与冷却通道74相交来接收冷却流体，由此改善护罩节段36的冷却。
自由端80经由目标(例如，钩形部分78)联接至相应的入口通路94。入口通路94将冷却流(例如，冷却流体、空气)从腔提供至冷却通路74。在示出的实施例中，钩形部分78附近的直的部分的宽度95小于钩形部分78的宽度81。相邻部分的宽度95显示在第一直的部分97上。第一直的部分97设置邻近于第一弯曲部分99。第一弯曲部分99设置邻近于第二直的部分101。第二直的部分101设置邻近于第二弯曲部分103，其设置邻近于第三直的部分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。钩形部分78具有从平面87沿与方向32相对的方向延伸的部分(有箭头96表示)。
图8为用于制造内涡轮护罩节段36的方法106的实施例的流程图。方法106包括铸造本体42(框108)。方法106还包括将气体路径表面铣削到本体42上(框110)。具体而言，构造成朝热气体流动路径47定向的侧向侧54可在第一侧缘48与第二侧缘50之间沿周向方向34和/或在前缘44与后缘46之间沿轴向方向30铣削成弧形。方法106还包括将通道74形成(例如，机加工、放电加工等)到本体42的侧向侧54，且将目标特征形成到端部的自由端(框112)。目标特征使计量特征能够与通道74相交。方法106进一步包括形成(例如，机加工、放电加工等)出口特征或出口标记特征(例如，桥接部分102)，其指示将在通道74的第二端部82中钻取或放电加工的出口孔105的位置(框114)。该方法106进一步包括形成(例如，机加工、放电加工等)从侧向52到通道74的第一端部76的钩形部分78的自由端80的入口通路94(框116)。方法106包括遮盖入口通路94的开口或孔口92(框118)，以在内涡轮护罩节段36的制造期间阻挡碎屑进入通道74内。方法106包括将psp层58硬钎焊到侧向侧54上(框120)，使得psp层58的第一表面60与本体42一起限定(例如，包围)通道74，且psp层58的第二表面62与热气体流动路径47对接。在某些实施例中，作为psp层58的替代方案，非psp金属片可设置在侧向侧54上，其与本体42一起限定通道74。在某些实施例中，作为psp层58的替代方案，阻隔涂层或tbc桥接物可用于包围本体42内的通道74。方法106还包括检查psp层58与本体42的硬钎焊(框122)。方法106进一步包括机加工斜面(例如，侧缘48,50)(框124)。方法106还进一步包括从入口通路94的开口92除去遮盖(框126)。该方法106甚至还包括形成(例如，机加工、放电加工等)通道74的第二端部82的出口孔105，以允许冷却流体流出侧缘48,50(框128)。在某些实施例中，通道74、计量特征和入口通路94可在本体42内铸造。
公开的实施例的技术效果包括制造多个冷却通道来将冷却流体(例如，空气)提供至涡轮叶片，以减少叶片和相关联的构件的过早失效。冷却通道可形成在内护罩节段和/或外护罩节段上。冷却通道和相关联的目标(例如，自由端)可通过适合的技术(诸如放电加工)形成。冷却通道包括设置在钩形部分上的自由端(例如，目标)。自由端联接至入口通路，以接收来自腔的冷却流体来冷却涡轮护罩。
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