旋转部件、用于形成旋转部件的方法和蒸汽涡轮机系统与流程

本发明总体上涉及冷却旋转部件，并且更具体地涉及涡轮机系统中的旋转部件、形成旋转部件的方法和蒸汽涡轮机系统。

背景技术：

蒸汽涡轮机从蒸汽的流动中提取功以发电。典型的蒸汽涡轮机可以包括与多个叶轮关联的转子。叶轮可以沿着转子的长度彼此间隔开并且限定一系列涡轮机级。涡轮机级设计成以高效方式从在从涡轮机的入口到出口的流动路径上行进的蒸汽提取有用功。当蒸汽沿着流动路径行进时，蒸汽导致叶轮驱动转子。蒸汽可以逐渐膨胀并且蒸汽的温度和压力可以逐渐减小。蒸汽然后可以从涡轮机的出口排出以便再使用或以另外方式使用。更高温度的蒸汽涡轮机可以生成增加的输出，原因是蒸汽的增加温度使可用于提取的总能量增加。

一般而言，典型的蒸汽涡轮机可以包括高压部段、中压部段和低压部段。部段可以串联布置，每个部段包括任何数量的级。在部段内，从蒸汽提取功以驱动转子。在部段之间，蒸汽可以被再加热以便在下一部段中做功。高压部段和中压部段可以在较高温度下操作从而增加总蒸汽涡轮机输出。

高级联合循环发电机组(advanced combined-cycle power plants)依赖于更高蒸汽温度从而以峰值效率操作。然而，暴露于更高蒸汽温度减小转子寿命。已知设计方案关注叶片和转子材料和/或几何形状，蒸汽涡轮机操作温度和/或压力，和/或在蒸汽流动路径外部的管道方案。例如，一种解决方案是使用更好的、更耐热的转子材料。然而，这样的材料和已知过程的使用昂贵并且常常非期望地复杂。另外，限制涡轮机之内的操作温度和压力限制了热力学(thermodynamic)设计空间并且可能导致减小的涡轮机性能。

当更高的入口和再加热蒸汽温度被提出以增加联合循环效率时，必须更多地关注涡轮机转子冷却，例如通过转子自身的流体冷却。在整体、乃至焊接转子中的转子冷却的一个障碍是难以产生用于通过冷却剂的长轴向孔。为了使用该方法提供转子冷却，围绕转子需要圆周定向的轴向定向冷却孔。孔的取向使它们很难机械加工。此外，孔很长且细；长度与直径的比率远大于用于常规机械加工的优选比率。

解决更高蒸汽温度的一种已知尝试包括改变转子几何形状和材料以制造对于长期操作可接受的转子，而不提供外部冷却。然而，这样的几何形状通常成本更高，减小级效率，和/或需要比使用充分冷却方案的设计更昂贵、更高性能的材料。一种已知的冷却方案使用通过蒸汽流动路径铺设以供应冷却蒸汽流的管。例如，这样的管可以定位在第一再加热、双流动桶级内(within first-reheat,double-flow tub stages)。然而，这样的管产生主蒸汽流动中的阻塞并且增加系统的复杂性。

转子冷却布置的另一已知尝试包括通过在蒸汽涡轮机的固定部件中限定的外增压室导引冷却流体并且通过在固定部件的翼型中限定的通道导引来自外增压室的流体。冷却流体通过固定部件的内增压室从翼型通道排出以便于冷却相邻的旋转部件。方法包括经过壳体提供冷却流体，其导致可能经受泄漏和/或涡轮机效率的损失的更复杂布置。

技术实现要素：

在一个实施例中，一种用于形成旋转部件的方法，其包括提供具有外表面的转子。圆周表面特征(a circumferential surface feature)形成于所述转子的外表面上。所述形成圆周表面特征包括将金属材料施加到所述转子的外表面以构建(build up)所述转子的外表面上的所述圆周表面特征以限定至少一个冷却通道。

较佳地，所述形成圆周表面特征包括使用增材制造过程(additive manufacturing process)构建层。

较佳地，所述增材制造过程选自下列构成的组：直接金属激光熔化(Direct Metal Laser Melting；简称DMLM)、直接金属激光烧结(Direct Metal Laser Sintering；简称DMLS)、激光工程网成形(Laser Engineered Net Shaping；简称LENS)、选择性激光烧结(Selective Laser Sintering；简称SLS)、选择性激光熔化(Selective Laser Melting；简称SLM)、电子束熔化(Electron Beam Melting；简称EBM)、熔融沉积成型(Fused Deposition Modeling；简称FDM)和它们的组合。

较佳地，所述冷却通道限定用于冷却流体的冷却路径，所述冷却路径布置和定位成冷却所述转子。

较佳地，所述冷却通道沿着所述转子的外表面限定U形路径、S形路径、螺旋形路径中的一个或多个。

较佳地，所述冷却通道包括选自下列构成的组的横截面几何形状：圆形、大致圆形、卵形、椭圆形、三角形、泪珠形(teardrop)、方形、矩形、多边形和它们的组合。

较佳地，具有所述圆周表面特征的所述转子还通过热均衡加压(hot isostatically pressing)和溶解热处理(solution heat treating)中的一种或多种加工。

在另一实施例中，一种旋转部件，其包括具有限定至少一个通道的圆周表面特征的转子。所述圆周表面特征包括形成于所述转子的外表面上并且从所述外表面构建以限定所述至少一个通道的特征。

较佳地，所述冷却通道限定用于冷却流体的冷却路径，所述冷却路径布置和定位成冷却所述转子。

较佳地，所述冷却通道沿着所述转子的外表面限定U形路径或S形路径中的一个或多个。

较佳地，所述冷却通道包括选自下列构成的组的横截面几何形状：圆形、大致圆形、卵形、椭圆形、三角形、泪珠形、方形、矩形、多边形和它们的组合。

较佳地，所述至少一个通道布置和定位成接收足以冷却所述转子的冷却流体。

在又一实施例中，一种蒸汽涡轮机系统，其包括：根据上述的旋转部件，所述转子是可旋转地安装在壳体内的蒸汽涡轮机转子；蒸汽路径，所述蒸汽路径由所述转子和所述壳体之间的空间限定并且布置和定位成接收蒸汽的流动；其中所述冷却通道被布置和定位成冷却所述蒸汽涡轮机转子。

较佳地，所述蒸汽涡轮机转子在所述蒸汽涡轮机系统的中压部段内。

较佳地，所述蒸汽涡轮机转子在所述蒸汽涡轮机系统的高压部段内。

较佳地，其还包括定位在所述蒸汽路径的外部并且与所述冷却通道流体连通的排气通道。

较佳地，所述蒸汽涡轮机转子包括安装在其上的多个轮叶，所述多个轮叶的至少一部分具有轮叶通道以允许冷却流体从所述冷却通道流动通过其中。

在另一实施例中，一种用于形成旋转部件的装置具有增材制造单元。所述增材制造单元包括布置和定位成将金属粉末提供给转子的表面的金属粉末源以及布置和定位成加热所述转子的表面上的所述金属粉末以形成所述转子的表面上的金属层的聚焦能量源。所述增材制造单元沿着所述转子的轴线可移动并且布置和定位成顺序地沉积所述金属层并且在所述转子上形成具有冷却通道的圆周表面特征。

较佳地，所述增材制造单元配置成接收所述转子，其中所述转子是蒸汽涡轮机转子。

较佳地，所述金属粉末源和所述聚焦能量源布置和定位成执行选自下列构成的组的过程：直接金属激光熔化、直接金属激光烧结、激光工程网成形、选择性激光烧结、选择性激光熔化、电子束熔化、熔融沉积成型和它们的组合。

从结合附图进行的以下更详细描述将显而易见本发明的其它特征和优点，所述附图作为例子示出本发明的原理。

附图说明

图1示意性地显示根据本发明的蒸汽涡轮机系统的例子。

图2显示根据本发明的实施例的蒸汽涡轮机系统的中压部段的放大部分。

图3显示根据本发明的另一实施例的蒸汽涡轮机系统的中压部段的放大部分。

图4是根据本发明的实施例的用于制造制品的方法的过程图。

图5是根据本发明的实施例的具有圆周表面特征的转子的部分截面图。

图6是根据本发明的实施例的具有冷却通道的圆周表面特征的部分截面图。

图7是根据本发明的实施例的具有冷却通道的圆周表面特征的部分截面图。

图8显示根据本发明的实施例的具有进入密封区域的喷射点的蒸汽涡轮机系统的中压部段的放大部分。

图9显示根据本发明的实施例的具有进入蒸汽流动路径的喷射点的蒸汽涡轮机系统的中压部段的放大部分。

图10显示根据本发明的实施例的增材制造系统。

图11示意性地示出根据本发明的实施例的用增材制造系统形成圆周表面特征的方法。

在任何可能的情况下，相同的附图标记将在图中始终用于表示相同的部分。

具体实施方式

提供一种具有冷却通道的旋转制品和一种形成具有冷却通道的旋转制品的方法。例如与未能包括本文中公开的一个或多个特征概念相比，本发明的实施例实现例如在整体涡轮机转子中的轴向冷却通道。另外，根据本发明的蒸汽涡轮机系统实现在焊接涡轮机转子中的冷却通道。转子冷却通道使得冷却的转子能允许在比如今实际的更高的温度下操作的涡轮机中使用当今的、低成本的涡轮机材料。此外，冷却的转子允许能够承受更高的蒸汽温度并且提供现代燃气涡轮机的高排气温度的增加联合循环效率和更好使用。更进一步地，根据本发明的方法允许形成以前不可能的冷却通道的几何形状。几何形状的这样的灵活性允许靶向冷却并且可以减小所使用的冷却流动的总量。

当介绍本发明的各种实施例的元件时，冠词“一”、“该”和“所述”旨在表示有一个或多个元件。术语“包括”、“包含”和“具有”旨在是包括性的并且表示可以有除了列出元件以外的附加元件。

用于发电的系统包括、但不限于蒸汽涡轮机、燃气涡轮机和其它涡轮机组件，如用于发电的蒸汽涡轮机或陆基航空衍生物。在某些应用中，包括其中的涡轮机械(例如，涡轮机、压缩机和泵)和其它机械的发电系统可以包括暴露于严重磨损条件的制品。例如，旋转制品可以包括某些发电系统部件，如蒸汽涡轮机转子或叶轮或燃气涡轮机转子或叶轮，并且可以在高热和高旋转环境中操作。

图1示意性地显示根据本发明的蒸汽涡轮机系统100的例子。蒸汽涡轮机系统100包括围绕旋转轴线103可旋转地安装的涡轮机转子101。蒸汽涡轮机系统100包括高压(HP)部段105、中压(IP)部段107和低压(LP)部段109，每个均安装在转子101上。尽管图1显示HP部段105、IP部段107和LP部段109的一个布置，但是不这样限制本发明，可以使用HP部段105、IP部段107和/或LP部段109的任何合适的布置。HP部段105、IP部段107和LP部段109的每一个包括圆周地安装在HP部段105、IP部段107和LP部段109的每一个中的转子101上的叶片或轮叶(未在图1中显示)。叶片或轮叶由进给到相应的部段的蒸汽驱动(例如参见图2)，其中由蒸汽产生的叶片或轮叶的旋转生成机械功。在涡轮机系统100中产生的机械功经由转子101驱动外部载荷104，如发电机。如图1中所示，高压蒸汽经由高压蒸汽入口111进给。在一个实施例中，HP部段105在从约125巴(bar)到约200巴的压力下和从约565℃到约610℃的温度下接收蒸汽。

如图1中所示，蒸汽在高压蒸汽出口113处从HP部段排出并且进给到再加热器(reheater)115，其中热加入到蒸汽。从再加热器115，蒸汽经由中压蒸汽入口117进给到IP部段107。在一个实施例中，IP部段107在从约30巴到约60巴的压力下和从约565℃到约610℃的温度下接收蒸汽。

如图1中所示，蒸汽在中压蒸汽出口119处从IP部段107排出并且经由低压蒸汽入口121进给到LP部段109。在一个实施例中，IP部段107在从约3巴到约9巴的压力下和从约240℃到约350℃的温度下接收蒸汽。蒸汽然后经由低压出口123从LP部段109排出。

HP部段105、IP部段107和LP部段109的每一个经由联接件125沿着转子101被连接。联接件125可以是机械联接件，如螺栓接头，或者可以是焊接接头。在一个实施例中，联接件125允许拆卸HP部段105、IP部段107和/或LP部段109中的任何一个以便重新配置、服务或维护。

在图1中所示的实施例中，IP部段107包括形成于转子101上的圆周表面特征131。圆周表面特征131包括在一个实施例中能够传送冷却流体的至少一个冷却通道211。圆周表面特征横越转子表面的圆周存在并且沿着转子101的长度的至少一部分延伸。圆周表面特征131的放置使得穿过通道的冷却流体例如可以是来自下游的蒸汽(例如，在IP部段107内或来自LP部段的低温下的蒸汽)或来自HP部段105的出口在再加热之前的蒸汽。

图2显示IP部段107的放大部分。IP部段包括围绕转子101的壳体201。叶片203安装在壳体201内并且接收蒸汽流动路径205中的蒸汽并且将蒸汽引导到轮叶207上。轮叶207安装在转子101中并且当由沿着蒸汽流动路径205的蒸汽驱动时旋转转子101。密封件208安装在壳体201内并且提供密封布置，所述密封布置防止或基本上防止蒸汽从蒸汽流动路径205泄漏。另外，密封件208将具有蒸汽流动路径205的IP部段107的区域从排气通道210分离。排气通道210布置成允许通过密封件208排出泄漏蒸汽(如果有的话)。转子101还包括圆周表面特征131。圆周表面特征131包括沿着转子101的长度的一部分布置在圆周表面特征131内的冷却通道211。圆周表面特征131从在密封件208之前的转子101的一部分延伸并且布置和定位成使冷却通道211与排气通道210流体连通。圆周表面特征131在相反方向上沿着转子101的表面延伸包括两个轮叶207的距离。尽管圆周表面特征131显示为延伸横越两个轮叶207的距离，但是圆周表面特征131的长度可以取决于期望的转子101的冷却量变化。为了横越轮叶207，圆周表面特征131布置和定位成冷却通道211与轮叶通道212对准。轮叶通道212是机械加工或以另外方式形成于轮叶207中以允许冷却流体213的流动的开口或通道。在一个实施例中，冷却流体213进给到排气通道210中。冷却流体213可以包括从高压蒸汽出口113(参见图1)吸取的蒸汽。冷却流体213进给到圆周表面特征131并且引导到冷却通道211，其中冷却流体213冷却转子101并且排出到蒸汽流动路径205中。来自HP部段105的蒸汽出口113的蒸汽具有比蒸汽流动路径205内的蒸汽更低的温度和更高的压力并且允许冷却转子101和将冷却后的蒸汽排出到蒸汽流动路径205中。此外，尽管图2中所示的布置用于IP部段107，但是涡轮机系统100的其它部段(如HP部段105)也可以包括在转子101上的圆周表面特征131。

图3显示具有图2中所示的布置的IP部段107的放大部分。圆周表面特征131包括沿着转子101的长度的一部分布置在圆周表面特征131内的冷却通道211。在图3所示的实施例中，作为从下游蒸汽转子级301吸取的蒸汽的冷却流体213进给到圆周表面特征131并且引导到冷却通道211中，其中冷却流体213冷却转子101并且超出密封件208排出到排气通道210中。来自IP部段107的下游转子级301的蒸汽具有比蒸汽流动路径205内的蒸汽更低的温度和更低的压力并且允许冷却转子101和将冷却后的蒸汽排出到低压排气通道210中。

如上所述，作为冷却流体213的蒸汽可以从蒸汽涡轮机系统的其它部段(例如，从HP部段105或LP部段109)被吸取，例如参见图2。替代地，冷却流体213可以在内部从相同部段(例如，在IP部段107内)被吸取，例如参见图3。在冷却流体从其它部段或从在蒸汽涡轮机系统100的外部的另一来源被吸取的实施例中，管路或其它流体传送装置布置成例如通过穿过壳体201中的开口将冷却流体213(某些实施例中的蒸汽)提供给排气通道210。在另一实施例中，圆周表面特征131可以延伸到壳体201外部并且流体地连接到在壳体201的外部的冷却流体入口。在一个实施例中，圆周表面特征131沿着转子通过联接件125延伸到HP部段105中，其中作为冷却流体213的蒸汽可以被吸取到IP部段107中以冷却转子101。

图4显示具有布置在其上的圆周表面特征131的转子101的部分截面图。圆周表面特征131包括冷却通道211。尽管图4将冷却通道211显示为在横截面几何形状上为半圆形，但是不这样限制本发明。合适的横截面几何形状包括圆形、大致圆形、卵形、椭圆形、三角形、泪珠形、方形、矩形、多边形或它们的组合或提供转子101的期望冷却的任何其它横截面几何形状。另外，尽管冷却通道211显示为沿着转子101的周边均匀地间隔，但是不这样限制本发明。可以使用冷却通道的其它布置，其中冷却通道以规则或不规则间隔交错和/或与旋转轴线103平行、垂直或成其它角布置。

图5、6和7显示包括冷却通道211的圆周表面特征131的替代实施例。在图5所示的实施例中，冷却通道211形成U形和蛇形通道路径。图5的图案相比于线性延伸的冷却通道211提供减少数量的入口和出口并且也允许通过冷却通道211引导的冷却流体的更高效使用。在图6所示的实施例中，冷却通道沿着另外的线性路径形成U形。该布置允许在沿着转子101的特定轴向位置处的集中冷却。在图7所示的实施例中，冷却通道沿着横越转子101的表面的路径形成螺旋形(helical)冷却图案。该布置允许沿着转子101的表面上的螺旋形路径的冷却。

图8显示具有关于图2显示和描述的布置的IP部段107的放大部分。在该实施例中，开口801设在喷嘴203的密封件803内的圆周表面特征131中。这样的开口位置允许将冷却流体213排出到密封件803中，其中冷却流体吹扫到密封件803中最小化、消除或以另外方式防止蒸汽通过密封件泄漏。在一个实施例中，泄漏的防止将提供涡轮机的一些性能效率。

图9显示具有关于图2显示和描述的布置的IP部段107的放大部分。在该实施例中，开口801设在喷嘴203的密封件803内的圆周表面特征131中。这样的开口位置允许将冷却流体213圆周地或成错角(at an alternate angle)排出到蒸汽流动路径205中。在一个实施例中，冷却流体213以一个角度(at an angle)喷射到蒸汽流动路径以最小化再进入的混合损失。在图9所示的另一实施例中，通过倒角边缘或以另外方式在单独的轮叶鸠尾表面(如端面)中形成通道形成轮叶通道212。在该实施例中，冷却流动沿着对应于轮叶207的鸠尾根部的路径引导并且允许转子101的附加冷却。

在一个实施例中，如图10中所示，用增材制造系统1000形成圆周表面特征131。增材制造系统1000包括布置成接收转子101的增材制造单元1001。增材制造单元1001在侧向方向1003上可移动并且转子101可旋转地安装在增材制造单元1001内，允许旋转运动1005。增材制造单元1001包括布置成在转子101的表面上执行增材制造方法的设备。例如，增材方法可以包括在转子101的表面上形成具有冷却通道211的圆周表面特征131。合适的增材制造方法包括、但不限于作为直接金属激光熔化(DMLM)、直接金属激光烧结(DMLS)、激光工程网成形(LENS)、选择性激光烧结(SLS)、选择性激光熔化(SLM)、电子束熔化(EBM)、熔融沉积成型(FDM)或它们的组合为本领域的技术人员已知的过程。增材制造单元1001包括单元分离线1007，其打开以允许增材制造单元1001内的转子101的定位和设备的维护。另外，增材制造单元1001包括密封件1009(如刷式密封件)以帮助保持增材制造单元1001内的期望气氛以便用于圆周表面特征131的材料的沉积。

如图11中所示，在一个实施例中，方法是用于形成圆周表面特征131的增材制造过程。应当注意本发明不限于图11中所示的具体布置并且其它合适的布置可以用于经由增材制造形成圆周表面特征131。图11中所示的过程包括将金属粉末1101从金属粉末源1103提供给转子101的表面。金属粉末1101然后用来自聚焦能量源1107的聚焦能量束1105(如激光)进行加热。金属粉末1101的加热将达到足以接合金属粉末1101的至少一部分以形成初始层1109的温度，并且系统1000顺序地形成附加层，所述附加层在构建方向1111上积累以形成具有在构建方向1111上形成的冷却通道211的圆周表面特征131。方法包括重复在构建方向1111上顺序地形成附加层1109以形成具有冷却通道211的圆周表面特征131的步骤。一旦构建层1109，旋转转子101并且重复所述过程。尽管按照构建层的特定顺序已描述上面的过程，但是可以使用其它序列，例如，在施加后续层之前横越转子101的表面均匀地构建层1109。

在一个实施例中，金属粉末1101的加热包括、但不限于熔化金属粉末1101，烧结金属粉末1101的至少一部分，焊接金属粉末1101的至少一部分，或它们的组合。例如，在另一实施例中，将金属粉末1101加热到足以接合金属粉末的温度包括朝着金属粉末1101可控地引导聚焦能量源。合适的聚焦能量源包括、但不限于激光装置、电子束装置或它们的组合。激光装置包括以用于熔化和/或焊接金属粉末1101的功率范围和运行速度操作的任何激光装置，例如、但不限于纤维激光器、CO₂激光器或ND-YAG激光器。

聚焦能量源1107的合适功率范围包括、但不限于125到500瓦之间、150到500瓦之间、150到400瓦之间或它们的任何组合、子组合、范围或子范围。另外，运行速度包括、但不限于400到1200mm/sec之间、500到1200mm/sec之间、500到1000mm/sec之间或它们的任何组合、子组合、范围或子范围。例如，在一个实施例中，聚焦能量源1107在125到500瓦之间的功率范围内、以400到1200mm/sec之间的运行速度操作持续一到三个轮廓道次(contour pass)。在另一实施例中，聚焦能量源1107包括约0.08mm到0.2mm之间的填充间隔。

聚焦能量源1107的参数取决于用于形成圆周表面特征131的金属粉末1101的材料和/或取向。在一个实施例中，基于金属粉末1101中的材料的熔化温度调节功率和/或运行速度。例如，对于具有相对增加的熔化温度的材料可以增加功率和/或运行速度。用于金属粉末1101的合适材料包括能够通过增材制造接合的任何材料，例如、但不限于金属、金属合金、超合金、钢、不锈钢、工具钢、镍、钴、铬、钛、铝或它们的组合。

在另一实施例中，基于正在接合的金属粉末层的数量和/或金属粉末层的每一个的厚度调节功率和/或运行速度。例如，相比于用于接合金属粉末1101的单层和/或具有相对减小厚度的金属粉末1101的层的功率和/或运行速度，功率和/或运行速度可以增加以接合金属粉末1101的多个层和/或具有增加厚度的金属粉末1101的层。初始层1109和每一个附加层包括在20-100μm(0.0008-0.004英寸)、20-80μm(0.0008-0.0032英寸)、40-60μm(0.0016-0.0024英寸)或它们的任何组合、子组合、范围或子范围的范围内的厚度。初始层1109的厚度等于或不同于对于附加层的每一个保持或变化的附加层的每一个的厚度。基于初始层1109和附加层的每一个的厚度，圆周表面特征131的厚度包括任何合适的厚度，如约2mm到约6.5mm或约3mm到约5mm或约3.5mm到约4.5mm的厚度。另外，圆周表面特征131可以包括任何合适的直径，包括约1mm到约4mm或约2mm到约3mm或约1.5mm到约2.5mm的平均直径。

在一个实施例中，方法还可以包括加工具有圆周表面特征131的转子101。合适的加工步骤包括、但不限于热均衡加压(HIP)转子101和圆周表面特征131，溶解热处理(固溶)转子101和圆周表面特征131，或它们的组合。HIP包括在形成转子101和圆周表面特征131之后，转子101和圆周表面特征131处于足以进一步固化转子101和圆周表面特征131的高温和高压。例如，在另一实施例中，转子101和圆周表面特征131以1149℃到1260℃(2100°F到2300°F)之间的高温和68.95MPa到137.9MPa(10,000PSI到20,000PSI)之间的高压进行HIP持续3-5小时。HIP进一步固化转子101和圆周表面特征131以增加密度，例如，从约98％到约99％之间到约99.5％到约99.8％之间。固溶包括在形成转子101和圆周表面特征131和/或HIP转子101和圆周表面特征131之后，在真空中以1093℃到1205℃(2000°F到2200°F)之间的高温处理转子101和圆周表面特征131持续1-2小时。高温包括足以将分离的合金元素分布在制品200内的任何温度。本领域技术人员将认识到HIP温度和热处理温度将高度取决于粉末的组分和期望的性质。

尽管已参考一个或多个实施例描述了本发明，但是本领域的技术人员将理解可以进行各种变化并且等效物可以替代其元件而不脱离本发明的范围。另外，可以进行许多修改以使特定情况或材料适应本发明的教导而不脱离其实质范围。所以，本发明旨在不限制到作为预期实现本发明的最佳模式公开的特定实施例，而是本发明将包括属于附带的权利要求的范围内的所有实施例。另外，在详细描述中识别的所有数值应当被解释为如同精确和近似值二者都被明确地识别。