在冷侧上的热传递增强凸起/结构的制作方法

本公开大体涉及用于燃气涡轮发动机的护罩。更具体而言，本公开涉及用于燃气涡轮发动机的护罩，其具有多个冷却突起。

背景技术：

燃气涡轮发动机大体包括处于串行流顺序的压缩机区段、燃烧区段、涡轮区段和排气区段。在运行中，空气进入压缩机区段的入口，其中，一个或多个轴向压缩机逐渐压缩空气，直到其到达燃烧区段。燃料在燃烧区段内与压缩空气混合且燃烧，从而产生燃烧气体。燃烧气体从燃烧区段流过涡轮区段内限定的热气体路径且然后通过排气区段离开涡轮区段。

在特定构造中，涡轮区段包括处于串行流顺序的高压(hp)涡轮和低压(lp)涡轮。hp和lp涡轮各自包括一个或多个涡轮叶片，其从流过其中的燃烧气体抽取动能和/或热能。各个涡轮叶片典型地包括涡轮护罩，其形成围绕涡轮叶片的环或封壳。也就是说，各个涡轮护罩定位在各个对应的涡轮叶片的径向外侧且沿周向包围各个对应的涡轮叶片。在这方面，各个涡轮叶片和各个对应的涡轮护罩在其之间形成间隙。

限定热气体路径的构件(诸如涡轮护罩)可由复合物材料(例如，陶瓷基质复合物)或能够承受长期暴露于热燃烧气体的另一种材料构造而成。此外，冷却空气(例如，来自压缩机区段的放气空气)可传送到护罩的径向外表面或冷侧，以对其进行冷却。传统的复合物涡轮护罩典型地包括平坦径向外表面或冷侧，其由冲击空气冷却。这个冷却可降低燃气涡轮发动机的效率和增加燃气涡轮发动机的单位燃料消耗。因此，用于燃气涡轮发动机的提供改进的热传递的护罩在本领域将是受欢迎的。

技术实现要素：

在以下描述中将部分地阐述本发明的各方面和优点，或者根据该描述，本发明的各方面和优点可为显而易见的，或者可通过实践本发明来学习本发明的各方面和优点。

本文公开的用于燃气涡轮的护罩包括从其径向外表面沿径向向外延伸的一个或多个冷却突起。在这方面，与传统护罩相比，本文公开的护罩有更大表面面积暴露于冷却空气，从而改进热传递。因而，本文公开的护罩增加燃气涡轮效率和降低单位燃料消耗。

在一方面，本公开涉及用于燃气涡轮的复合物构件。复合物构件包括复合物壁，其具有无流侧表面。无流侧表面包括至少一个复合物冷却突起，其定位在无流侧表面上且从无流侧表面向外延伸。

本公开的另一个方面涉及燃气涡轮。燃气涡轮包括压缩机区段、燃烧器、涡轮区段和至少一个复合物护罩。至少一个复合物护罩包括复合物护罩壁，其具有径向外表面和径向内表面。至少一个复合物冷却突起从护罩壁的径向外表面向外延伸。

本公开的进一步方面涉及形成用于燃气涡轮的复合物构件的方法。方法包括形成复合物构件的复合物壁。复合物壁包括无流侧表面。至少一个复合物冷却突起形成在复合物壁的无流侧表面上。复合物壁和至少一个复合物冷却突起被固化。

技术方案1.一种用于燃气涡轮的复合物构件，包括：

复合物壁，其具有无流侧表面，其中，所述无流侧表面包括至少一个复合物冷却突起，其定位在所述无流侧表面上且从所述无流侧表面向外延伸。

技术方案2.根据技术方案1所述的复合物构件，其特征在于，所述复合物构件为涡轮护罩、涡轮护罩安装件、涡轮定子导叶或燃烧器。

技术方案3.根据技术方案1所述的复合物构件，其特征在于，所述复合物壁和所述至少一个复合物冷却突起由陶瓷基质复合物形成。

技术方案4.根据技术方案1所述的复合物构件，其特征在于，所述至少一个复合物冷却突起包括圆柱形形状、圆锥形形状或半球形形状。

技术方案5.根据技术方案1所述的复合物构件，其特征在于，所述至少一个复合物冷却突起使通过所述复合物构件的热传递增加至少15%。

技术方案6.根据技术方案1所述的复合物构件，其特征在于，所述至少一个复合物冷却突起使通过所述复合物构件的热传递增加至少30%。

技术方案7.根据技术方案1所述的复合物构件，其特征在于，所述至少一个冷却突起包括多个冷却突起，并且其中，所述多个冷却突起在轴向方向或周向方向上均匀地间隔开。

技术方案8.根据技术方案1所述的复合物构件，其特征在于，至少一个冷却突起包括多个冷却突起，并且其中，所述多个冷却突起在轴向方向或周向方向上不均匀地间隔开。

技术方案9.根据技术方案1所述的复合物构件，其特征在于，所述至少一个复合物冷却突起在其中限定腔体。

技术方案10.根据技术方案1所述的复合物构件，其特征在于，所述至少一个复合物冷却突起包括0.1英寸或更少的径向长度。

技术方案11.一种燃气涡轮，包括：

压缩机区段；

燃烧器；

涡轮区段；以及

至少一个复合物护罩，其包括：

复合物护罩壁，其包括径向外表面和径向内表面；以及

至少一个复合物冷却突起，其从所述径向外表面向外延伸。

技术方案12.根据技术方案11所述的燃气涡轮，其特征在于，所述至少一个复合物护罩定位在所述涡轮区段中。

技术方案13.根据技术方案11所述的燃气涡轮，其特征在于，所述至少一个复合物护罩包括与所述复合物护罩壁整体地形成的至少一个复合物安装壁。

技术方案14.一种形成用于燃气涡轮的复合物构件的方法，所述方法包括：

形成所述复合物构件的复合物壁，所述复合物壁具有无流侧表面；

在所述复合物壁的所述无流侧表面上形成至少一个复合物冷却突起；以及

使所述复合物壁和所述至少一个复合物冷却突起固化。

技术方案15.根据技术方案14所述的方法，其特征在于，形成所述至少一个冷却突起包括与所述复合物壁分开地形成所述至少一个复合物冷却突起和使所述至少一个复合物冷却突起定位在所述复合物壁的所述无流侧表面上。

技术方案16.根据技术方案15所述的方法，其特征在于，通过压机或滚子形成所述至少一个复合物冷却突起。

技术方案17.根据技术方案14所述的方法，其特征在于，形成所述至少一个冷却突起包括挤压所述复合物壁的所述无流侧表面的第一部分，并且其中，在挤压之后，所述复合物壁的所述无流侧表面的第二部分与所述第一部分沿径向间隔开，以形成所述至少一个冷却突起。

技术方案18.根据技术方案17所述的方法，其特征在于，利用压机或滚子来挤压所述复合物壁的所述无流侧表面的所述第一部分。

技术方案19.根据技术方案15所述的方法，其特征在于，所述复合物壁和所述至少一个复合物冷却突起在高压釜中固化。

技术方案20.根据技术方案15所述的方法，其特征在于，所述多个复合物层片为多个陶瓷基质复合物层片。

参照以下描述和所附权利要求，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解。附图结合在本说明书中且构成说明书的一部分，附图示出本发明的实施例，并且和描述共同用来说明本发明的原理。

附图说明

针对本领域普通技术人员，在说明书中阐述本发明的完整和能够实施的公开，包括其最佳模式，说明书参照了附图，其中：

图1为根据本文公开的实施例的示例性高旁通涡轮风扇喷气发动机的示意性横截面图；

图2为图1中显示的燃气涡轮发动机的高压涡轮部分的横截面侧视图，其示出高压(hp)涡轮中的护罩的位置；

图3为本文公开的护罩的一个实施例的透视图；

图4为图3中的显示护罩的实施例的侧视图，其示出从护罩沿径向向外延伸的一个或多个冷却突起；

图5(a)为矩形冷却突起的一个实施例的透视图，其可从图3-4中显示的护罩沿径向向外延伸；

图5(b)为圆锥形冷却突起的一个实施例的透视图，其可从图3-4中显示的护罩沿径向向外延伸；

图5(c)为圆柱形冷却突起的一个实施例的透视图，其可从图3-4中显示的护罩沿径向向外延伸；

图5(d)为半球形冷却突起的一个实施例的透视图，其可从图3-4中显示的护罩沿径向向外延伸；

图5(e)为在其中限定腔体的冷却突起的一个实施例的透视图，其可从图3-4中显示的护罩沿径向向外延伸；

图6为护罩的俯视图，其示出从护罩沿径向向外延伸的冷却突起的均匀布置；

图7为护罩的俯视图，其示出从护罩沿径向向外延伸的冷却突起的不均匀布置；

图8为护罩的俯视图，示出从护罩沿径向向外延伸的多个同心冷却突起；

图9为示出形成根据本文公开的实施例的护罩的一个方法的流程图；

图10示出用压机形成一个或多个半球形冷却突起；

图11示出用滚子形成一个或多个半球形冷却突起；

图12示出用心轴将一个或多个半球形冷却突起附连到护罩上；以及

图13示出用滚子将一个或多个半球形冷却突起附连到护罩上。

部件列表：

10涡轮风扇喷气发动机

12纵向或轴向中心线

14风扇区段

16核心/燃气涡轮发动机

18外壳

20入口

22低压压缩机

24高压压缩机

26燃烧器

28高压涡轮

30低压涡轮

32喷气排气区段

34高压轴/轴杆

36低压轴/轴杆

38风扇轴杆/轴

40风扇叶片

42风扇壳或机舱

44出口导叶

46下游区段

48旁通空气流道

50第一级

52排

54定子导叶

56排

58涡轮转子叶片

60第二级

62排

64定子导叶

66排

68涡轮转子叶片

70热气体路径

72涡轮护罩组件

72(a)第一涡轮护罩组件

72(b)第二涡轮护罩组件

74涡轮护罩

74(a)护罩密封件

74(b)护罩密封件

76叶片末梢

78叶片末梢

82壳

84涡轮护罩安装件

84(a)第一涡轮护罩安装件

84(b)第二涡轮护罩安装件

90轴向方向

92径向方向

94周向方向

100护罩

101护罩壁

102径向外表面

104径向内表面

106第一周向表面

108第二周向表面

110轴向表面

112第一安装件

114第二安装件

116矩形冷却突出部

118圆锥形冷却突出部

120圆柱形冷却突出部

122半球形冷却突出部

124具有腔体的冷却突出部

126冷却突出部的纵向表面

128矩形冷却突出部的径向表面

130矩形冷却突出部的横向表面

132矩形冷却突出部的横向长度

134矩形冷却突出部的径向长度

136矩形冷却突出部的纵向长度

138圆锥形冷却突出部的径向长度

140圆锥形冷却突出部的直径

141圆锥体顶点半径

142圆柱形冷却突出部的径向长度

144圆柱形冷却突出部的直径

146半球形冷却突出部的径向长度

148半球形冷却突出部的直径

150具有腔体的冷却突出部的基部

152具有腔体的冷却突出部的环形壁

154具有腔体的冷却突出部的腔体

156具有腔体的冷却突出部的径向长度

158具有腔体的冷却突出部的直径

160冷却突出部排

162冷却突出部列

163同心冷却突出部

164第一环状冷却突出部

166第二环状冷却突出部

168中心冷却突出部

170压机

172压机腔体

174多个复合物层片

176多个层片中的层片

178平台

180滚子

182滚子腔体

185心轴腔体

186第一模具部分

188第二模具部分

190护罩壁的径向厚度

192护罩壁的轴向长度

194护罩壁的周向长度

196第一部分

198第二部分

200空气

202入口部分

204第一空气部分

206第二空气部分

208压缩空气

210燃烧气体

212lp涡轮导叶

214hp涡轮导叶。

具体实施方式

现在将详细参照本发明的目前的实施例，在附图中示出实施例的一个或多个示例。详细描述使用数字和字母标号来引用图中的特征。在图和描述中使用相同或相似标号引用本发明的相同或相似部件。如本文所用，用语“第一”、“第二”和“第三”可互换使用，以区分一个构件与另一个构件，而不意于表示单独的构件的位置或重要性。用语“上游”和“下游”指的是相对于流体路径中的流体流的相对流方向。例如，“上游”表示流体流出的流方向，而“下游”则表示流体流到的流方向。

以阐述本发明，而非限制本发明的方式提供各个示例。实际上，对于本领域技术人员将显而易见的是，在本发明中可作出修改和变型，而不偏离其范围或精神。例如，作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可用于另一个实施例上，以产生又一个实施例。因而，意图的是，本发明覆盖落在所附权利要求和其等效方案的范围内的这种修改和变型。虽然将大体在结合到涡轮风扇喷气发动机中的涡轮护罩的背景下描述本发明的示例性实施例，以用于说明，但是本领域普通技术人员将容易想到，本发明的实施例可应用于结合到任何涡轮机中的任何涡轮，并且不限于燃气涡轮风扇喷气发动机，除非在权利要求中特别陈述。

现在参照附图，其中，相同标号在所有图中表示相同元件，图1为示例性高旁通涡轮风扇类型燃气涡轮发动机10(“涡轮风扇发动机10”)的示例性横截面图且可结合本公开的多个实施例。如图1中显示，涡轮风扇发动机10具有延伸通过其中的纵向或轴向中心线轴线12，以用于参照目的。大体上，涡轮风扇发动机10可包括核心涡轮或燃气涡轮发动机14，其设置在风扇区段16下游。

燃气涡轮发动机14可大体包括基本管状外壳18，其限定环形入口20。外壳18可由多个壳形成。外壳18包围处于串行流关系的：压缩机区段，其具有增压器或低压(lp)压缩机22和高压(hp)压缩机24；燃烧器26；涡轮区段，其具有高压(hp)涡轮28和低压(lp)涡轮30；以及喷气排气喷嘴区段32。高压(hp)轴或轴杆34将hp涡轮28传动地连接到hp压缩机24。低压(lp)轴或轴杆36将lp涡轮30传动地连接到lp压缩机22。lp轴杆36还可连接到风扇区段16的风扇轴杆或轴38。在特定实施例中，如图1中显示，lp轴杆36可直接连接到风扇轴杆38，诸如在直接驱动构造中。在备选构造中，lp轴杆36可通过降速齿轮39连接到风扇轴杆38，诸如在间接驱动或齿轮驱动构造中。

如图1中显示，风扇区段16包括多个风扇叶片40，其联接到风扇轴杆38上且从风扇轴杆38沿径向向外延伸。环形风扇壳或机舱42沿周向包围风扇区段16和/或燃气涡轮发动机14的至少一部分。机舱42可相对于燃气涡轮发动机14由多个沿周向间隔开的出口导叶44支承。此外，机舱42的下游区段46可延伸经过燃气涡轮发动机14的外部部分，以在其之间限定旁通空气流道48。

图2为图1中显示的燃气涡轮发动机14的hp涡轮28部分的横截面图，其可结合本文公开的多个实施例。如图2中显示，hp涡轮28包括处于串行流关系的第一级50，其具有与成排56的一个或多个涡轮转子叶片58(仅显示一个)沿轴向间隔开的成排52的一个或多个定子导叶54(仅显示一个)。hp涡轮28进一步包括第二级60，其具有与成排66的一个或多个涡轮转子叶片68(仅显示一个)沿轴向间隔开的成排62的一个或多个定子导叶64(仅显示一个)。

涡轮转子叶片58,68从hp轴杆34(图1)沿径向向外延伸且联接到hp轴杆34上。如图2中显示，定子导叶54,64和涡轮转子叶片58,68至少部分地限定热气体路径70，以将燃烧气体从燃烧器26(图1)传送通过hp涡轮28。如图1中显示，成排52,62的定子导叶54,64围绕hp轴杆34环形地布置，而成排56,66的涡轮转子叶片58,68围绕hp轴杆34沿周向间隔开。

如图2中显示，hp涡轮28的多个实施例包括至少一个涡轮护罩72。例如，hp涡轮28可包括第一涡轮护罩72(a)和第二涡轮护罩72(b)。各个涡轮护罩72(a),72(b)大体围绕对应排56,66的涡轮转子叶片58,68形成环或护罩。

各个涡轮护罩72(a),72(b)可与涡轮转子叶片58,68的一个或多个对应的叶片末梢76,78沿径向间隔开。一个或多个销(未显示)可将各个涡轮护罩72(a),72(b)联接到对应的涡轮护罩安装件84(a),84(b)。涡轮护罩安装件84(a),84(b)可连接到涡轮风扇发动机10的壳82。

这个布置在叶片末梢76,78和密封件表面或热侧表面80(a),80(b)之间形成间隙。如上面所提到，大体合乎需要的是最小化叶片末梢76,78和涡轮护罩74(a),74(b)之间的间隙，特别是在涡轮风扇发动机10的巡航运行期间，以减少从热气体路径70经过叶片末梢76,78和通过间隙的泄漏。在特定实施例中，涡轮护罩74(a),74(b)中的至少一个可形成为连续、整体或无缝的环。

如图1中示出，空气200在涡轮风扇发动机10运行期间进入涡轮风扇发动机10的入口部分202。空气200的第一部分204流入旁通流道48，而空气200的第二部分206进入lp压缩机22的入口20。在第二空气部分206流到hp压缩机24的途中，lp压缩机22逐渐压缩第二空气部分206。hp压缩机24进一步压缩流过24中的第二空气部分206，因而提供压缩空气208给燃烧器26，在燃烧器26中，压缩空气208与燃料混合且燃烧以提供燃烧气体210。

燃烧气体210流过hp涡轮28，在这里，定子导叶54,64和涡轮转子叶片58,68从燃烧气体210抽取第一部分动能和/或热能。这个能量抽取支持hp压缩机24的运行。燃烧气体210然后流过lp涡轮30，在这里，成连续级的联接到lp轴或轴杆36上的lp涡轮定子导叶212和lp涡轮转子叶片214从燃烧气体210抽取第二部分热能和/或动能。这个能量抽取使lp轴或轴杆36旋转，从而支持lp压缩机22的运行和/或风扇轴杆或轴38的旋转。燃烧气体210然后流过燃气涡轮发动机14的喷气排气喷嘴区段32。

与涡轮风扇发动机10一起，核心涡轮14用于类似目的且在下者中遇到类似的环境：陆基燃气涡轮；涡轮喷气发动机，其中，第一空气部分204与第二空气部分206的比率小于涡轮风扇发动机的比率；以及无涵道风扇发动机，其中风扇区段16没有机舱42。在涡轮风扇发动机、涡轮喷气发动机和无涵道发动机中的各个中，减速装置(例如，减速齿轮箱39)可包括在任何轴和轴杆之间。例如，降低齿轮箱39可设置在lp轴杆36和风扇区段16的风扇轴38之间。

图3-4示出护罩100的多个特征，其可与护罩74(a-b)中的任一个对应或安装来替代护罩74(a-b)中的任一个。在这方面，护罩100可结合到图2中显示的hp涡轮28中。图3为根据本文公开的实施例的护罩100的透视图。图4为护罩100的横截面图，其示出一个或多个冷却突起116。

如图3-4中示出，护罩100限定轴向方向90、径向方向92和周向方向94。大体上，轴向方向90沿着纵向轴线12延伸，径向方向92从纵向轴线12垂直地向外延伸，而周向方向94围绕纵向轴线12同心地延伸。

如图3-4中示出，护罩100包括护罩壁101。更具体而言，护罩壁101包括径向外表面102和径向内表面104，径向内表面104与径向外表面102间隔开径向厚度190。如果护罩定位在hp涡轮28或lp涡轮30中，则径向内表面104暴露于燃烧气体210，并且因此为流侧表面。相反，径向外表面102不暴露于燃烧气体210。在这方面，径向外表面102为无流侧表面。径向内表面104可在周向方向94上为弯曲或平坦的。护罩壁101还包括第一周向表面106和第二周向表面108，第二周向表面108与第一周向表面106间隔开周向长度194。此外，护罩壁101包括第一轴向表面110和第二轴向表面(未显示)，第二轴向表面与第一轴向表面间隔开轴向长度192。

在显示在图3-4中的实施例中，护罩100包括第一安装件112和第二安装件114，以用于将护罩100联接到涡轮护罩安装件84。但是，在需要或期望时，护罩100可包括更多或更少安装件。具体而言，第一和第二安装件112,114可从径向外表面102沿径向向外延伸。第一和第二安装件112,114可如图3-4中示出的那样与护罩壁101整体地形成，或分开地形成。第一和第二安装件112,114的周向外表面可与护罩壁101的第一和第二周向表面106,108沿周向对齐，如图3-4中示出的那样。备选地，第一和第二安装件112,114的周向外表面可与护罩壁101的第一和第二周向表面106,108沿周向间隔开，如图12中示出的那样。此外，第一安装件112与第二安装件114沿周向间隔开。在一些实施例中，第一和第二安装件112,114包括一个或多个孔口(未显示)，以接收对应的安装销(未显示)。在进一步备选实施例中，第一和第二安装件112,114可与轴向表面110沿周向对齐或沿周向间隔开。

护罩100进一步包括一个或多个冷却突起，例如，一个或多个矩形冷却突起116，其从径向外表面102沿径向向外延伸。一个或多个冷却突起增加护罩100的表面面积，从而增加护罩可被冷却空气(例如，来自lp压缩机22和/或hp压缩机24的放气空气)冷却的速率。如图3-4中示出，护罩100可包括5个沿轴向对齐且沿周向间隔开的矩形翅片状冷却突起116(a),116(b),116(c),116(d),116(e)。尽管如此，在需要或期望时，护罩100可包括更多或更少矩形冷却突起116。此外，冷却突起可具有不同的形状，以及/或者在护罩壁101的径向外表面116上具有不同的布置，这将在下面更详细论述。

图5(a-e)示出一个或多个冷却突起的多个实施例。更具体而言，图5(a)更详细示出图3-4中显示的一个或多个矩形冷却突起116中的一个。具体而言，矩形冷却突起116包括成对的纵向表面126(仅显示一个)，其分开一纵向距离136。矩形冷却突起116进一步包括分开一径向距离134的成对的径向表面128(仅显示一个)以及分开一横向距离132的成对的横向表面130(未显示)。如本文使用，纵向距离136为矩形突起116的长度和宽度中的较长的，而横向距离132为矩形突起116的长度和宽度中的较短的。

在一些实施例中，矩形冷却突起116可为翅片状。更具体而言，纵向距离136可比横向距离132长得多(例如，10倍长)。此外，径向距离134可比横向距离132更长，例如，2倍长。在这方面，冷却突起116可呈现为连续的沿周向间隔开且沿轴向对齐的翅片，如图3-4中示出。尽管如此，纵向距离136可比横向距离132略微更长(例如，2倍长或更少)。矩形冷却突起116可布置成排和列，如图6中示出和如下面将更详细论述。此外，纵向距离136和横向距离132可相同(即，矩形突起116具有正方形横截面)。此外，径向距离134可小于或等于横向距离132。

图5(b)示出圆锥形突起冷却118，其限定径向距离138和直径140。径向距离138可长于、短语或等于直径140。圆锥形突起118的顶点可为圆化的，且因此，包括半径141。

图5(c)示出圆柱形冷却突起120，其限定径向距离142和直径144。径向距离142可长于、短语或等于直径144。

图5(d)示出半球形冷却突起122，其限定径向距离146和直径148。径向距离146可长于、短语或等于直径148。

图5(e)示出冷却突起124，在其中限定腔体154。更具体而言，冷却突起124包括基部部分150和环形壁部分152，环形壁部分152定位在基部部分150的径向外侧。环形壁部分152限定腔体154，其可为圆锥形、圆柱形、半球形或任何其它适当的形状。冷却突起124可为其中形成有腔体154的矩形、圆锥形、圆柱形和半球形冷却突起116,118,120,122,124中的任一个。

尽管如此，一个或多个冷却突起也可为其它适当的形状(例如，三角形)。此外，如果一个或多个冷却突起包括多个冷却突起，则多个冷却突起可包括多个不同的形状的冷却突起。例如，多个冷却突起可包括圆锥形冷却突起118和半球形冷却突起122。

在一些实施例中，一个冷却突起116,118,120,122,124的径向长度134,138,142,146,156可为0.1英寸或更少。但是，一个冷却突起116,118,120,122,124的径向长度134,138,142,146,156也可大于0.1英寸。

图6-7示出半球形冷却突起122在护罩壁101的径向外表面102上的不同的布置。虽然在半球形冷却突起122的背景下显示这些冷却突起布置，但是这些冷却突起布置也可适用于矩形、圆锥形和圆柱形冷却突起116,118,120。实际上，这些冷却突起布置可适用于具有任何适当的形状的冷却突起，包括限定腔体154的冷却突起124。

如图6中示出，半球形冷却突起122可大体均匀布置。更具体而言，半球形冷却突起122可布置成多个沿轴向间隔开且沿周向对齐的排160和沿周向间隔开且沿轴向对齐的列162。在图6中，例如，半球形冷却突起122可布置成5个排160(a),160(b),160(c),160(d),160(e)和4个列162(a),162(b),162(c),162(d)。在这方面，护罩100包括20个半球形冷却突起122。但是，在需要或期望时，护罩100可具有更多或更少的排160和/或列162。此外，在需要或期望时，排160和列162中的各个可包括更多或更少半球形冷却突起122。此外，半球形冷却突起122可布置成其它适当的均匀布置(例如，同心圆)。

在一些实施例中，半球形冷却突起122可以不均匀方式定位，如图7中示出。在一些实施例(诸如图7中显示的一个)中，半球形冷却突起122的布置可完全随机。备选地，护罩100可包括随机布置的成组的均匀定位的半球形冷却突起122。

图8示出冷却突起的进一步布置，即多个同心冷却突起163。如图8中示出，例如，多个同心冷却突起163可包括第一环状冷却突起164和第二同心环状冷却突起166，第二同心环状冷却突起166定位在第一环状冷却突起164内。可为矩形冷却突起116的中心冷却突起168可定位在第二同心环状冷却突起164中。虽然图8中显示的实施例包括2个环状冷却突起164,166，但是在需要或期望时，护罩100可包括更多或更少环状冷却突起。环状冷却突起164,166可为多边形(例如，图8中示出的矩形)、圆形、椭圆形或任何其它适当的形状。

护罩100由复合物材料形成，护罩100包括护罩壁101、第一安装件112、第二安装件114和一个或多个矩形、圆锥形、圆柱形、半球形冷却突起116,118,120,122和限定腔体154的冷却突起124。优选地，护罩100由陶瓷基质复合物(“cmc”)材料形成。在一个实施例中，使用的cmc材料可为连续纤维增强cmc材料。例如，适当的连续纤维增强cmc材料可包括用下者增强的cmc材料：连续碳纤维、氧化物纤维、碳化硅单丝纤维和包括连续纤维叠层和/或编织纤维预成形件的其它cmc材料。在其它实施例中，使用的cmc材料可为不连续增强cmc材料或无增强碳化硅浆料基质层片。例如，适当的不连续增强cmc材料可包括颗粒、小板、细丝、原始不连续纤维和纳米复合物增强cmc材料。在其它实施例中，衬底可由任何其它适当的非金属复合物材料形成。例如，在备选实施例中，衬底可由氧化物-氧化物高温度复合物材料形成。

下面在护罩100的背景下论述一个或多个冷却突起116,118,120,122,124的多个实施例。尽管如此，一个或多个冷却突起116,118,120,122,124可定位在任何适当的复合物燃气涡轮构件(包括涡轮护罩安装件、压缩机护罩安装件、涡轮定子导叶、压缩机定子导叶、燃烧器(例如，燃烧器衬套)等等)的无流侧上。

冷却突起116,118,120,122,124增加护罩100的径向外表面102的暴露于冷却空气的表面面积。增加径向外表面102的暴露于冷却空气的表面面积会降低流路径侧(即，径向内表面104)护罩温度。

为了估计温度降低量，将径向外表面102的热传递系数乘以具有冷却突起116,118,120,122,124的径向外表面102的总表面面积与不具有冷却突起116,118,120,122,124的径向外表面102的表面面积的比率。例如，由cmc形成的护罩壁101的径向外表面102可具有1000btu/hr*ft²*f的热传递系数和10in²的表面面积。对cmc护罩壁101的径向外表面102添加冷却突起116,118,120,122,124可使径向外表面102的表面面积从10in²增加到13in²。径向外表面102的热传递系数由总表面面积的比率来按比例确定，总表面面积的比率为1.3(即,13in²/10in²)。在这方面，护罩100的径向外表面102的最终热传递系数将为1.3*1000btu/hr*ft²*f=1300btu/hr*ft²*f。因而，冷却突起116,118,120,122,124使护罩100的热传递增加30%。但是，冷却突起116,118,120,122,124可使护罩100的热传递增加更少(例如,15%)或增加更多(例如，50%)。这个按比例确定的估计可按照需要而利用测试来检验和校准。表面面积的增加量可取决于从护罩100的径向外表面102向外延伸的冷却突起116,118,120,122,124的几何结构的复杂性、数量和高度。

护罩100的冷却径向外表面102上的热传递系数的这个增加会改进热传递和降低护罩100中的温度。最达的温度降低出现在护罩100的径向外表面102上。但是，较少但仍然明显的温度降低出现在护罩100的径向内表面104上。降低的幅度取决于热系统，包括多个因素，诸如后侧和流路径侧空气温度和热传递系数、cmc和涂层厚度和传导性和其它几何结构差异。

图9-13示出形成复合物燃气涡轮构件(诸如护罩100)的方法。更具体而言，图9为流程图，其示出形成根据本文公开的实施例的护罩100或其它复合物燃气涡轮构件的方法(300)。图10示出用压机170与护罩壁101分开地形成一个或多个半球形冷却突起122。图11示出用滚子180与护罩壁101分开地形成一个或多个半球形冷却突起122。图12示出用压机170挤压护罩壁101的径向外表面102，以形成一个或多个半球形冷却突起122。图13示出用滚子180挤压护罩壁101的径向外表面102，以形成一个或多个半球形冷却突起122。

下面在形成一个或多个半球形冷却突起122和/或将一个或多个半球形冷却突起122附连到护罩壁101的背景下描述方法(300)。尽管如此，方法(300)可用来形成一个或多个矩形、圆锥形或圆柱形突起116,118,120和/或将其附连到护罩壁101。实际上，方法(300)可用来形成和/或附连具有任何适当的形状的冷却突起，包括具有腔体154形成于其中的一个或多个冷却突起124。此外，方法(300)可用来形成一个或多个冷却突起和/或将其附连到具有无流侧表面的任何适当的燃气涡轮构件，诸如涡轮护罩安装件、压缩机护罩安装件、涡轮定子导叶、压缩机定子导叶或燃烧器(例如，燃烧器衬套)。

在步骤(302)中，形成护罩壁101。在一些实施例中，步骤(302)可包括与护罩壁101整体地形成第一和第二安装件112,114。在备选实施例中，步骤(302)可包括为其它适当的燃气涡轮构件形成具有无流侧表面的复合物壁。

在步骤(304)中，一个或多个半球形冷却突起122形成在护罩壁101的径向外表面102上。在一些实施例中，可用压机170与护罩壁101分开地形成一个或多个半球形冷却突起122。更具体而言，压机170限定一个或多个压机腔体172，其大小和形状设置成形成半球形冷却突起122。但是，一个或多个压机腔体172的大小和形状也可设置成形成任何适当的形状的冷却突起。虽然显示在图10中的压机170包括4个压机腔体172，但是在需要或期望时，压机170可包括更多或更少压机腔体172。多个复合物层片174(例如，cmc层片)置于平台178上。如图10中示出，多个层片174可包括4个层片176(a),176(b),176(c),176(d)。但是，在需要或期望时，多个层片174可包括更多或更少层片176。压机170在多个层片174上施加向下压力。多个层片174的部分被迫进入一个或多个压机腔体172，从而形成一个或多个半球形冷却突起122。在一些实施例中，压机170可结合到高压釜中，以容许同时形成和固化一个或多个半球形冷却突起122和护罩壁101。

还可利用滚子180与护罩壁101分开地形成一个或多个半球形冷却突起122，如图11中示出。更具体而言，滚子180限定一个或多个滚子腔体182，其大小和形状设置成形成半球形冷却突起122。但是，一个或多个滚子腔体182的大小和形状也可设置成形成任何适当的形状的冷却突起。虽然显示在图11中的滚子180包括8个滚子腔体182，但是在需要或期望时，滚子180可包括更多或更少滚子腔体182。多个复合物层片174置于平台178上。如图11中示出，多个层片174可包括4个层片176(a),176(b),176(c),176(d)。但是，在需要或期望时，多个层片174可包括更多或更少层片176。滚子180在多个层片174上施加向下压力。多个层片174的部分被迫进入一个或多个滚子腔体182，从而形成一个或多个半球形冷却突起122。

如果至少一个冷却突起122与护罩壁101分开地形成，则步骤(304)包括将至少一个冷却突起122定位在护罩壁101的径向外侧102上。

在备选实施例中，一个或多个半球形冷却突起122可形成在护罩壁101的径向外表面102上。如图12中示出，压机184可挤压护罩壁101的径向外表面102的第一部分196。在这方面，护罩壁101的径向外表面102的第二部分198与第一部分196沿径向间隔开，以在挤压之后形成至少一个半球形冷却突起122。如图12中示出，护罩壁101置于第一模具部分186上，并且通过第二模具部分188保持就位；但是，这不是必须的。

一个或多个半球形冷却突起122可利用滚子180形成在护罩壁101上，如图13中示出。更具体而言，滚子180可挤压护罩壁101的径向外表面102的第一部分196。在这方面，护罩壁101的径向外表面102的第二部分198与第一部分196沿径向间隔开，以在挤压之后形成至少一个半球形冷却突起122。

在步骤(306)中，护罩壁101和一个或多个半球形冷却突起122同时固化。步骤(306)可包括使第一和第二安装件112,114与护罩壁101和一个或多个半球形冷却突起122固化。在一些实施例中，步骤(306)执行在高压釜(未显示)中。

方法(300)可还包括额外的步骤，诸如机加工和/或安装到涡轮风扇10中。在一些实施例中，例如，护罩壁101和一个或多个半球形冷却突起122可在烧结炉中同时烧结。在护罩100在步骤(306)中固化之后，半球形冷却突起122可机加工到护罩壁101的径向外表面102中。

本书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使本领域任何技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统，以及实行任何结合的方法。本发明的可取得专利的范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果这样的其它示例包括不异于权利要求的字面语言的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质性差异的等效结构要素，则它们意于处在权利要求的范围之内。