背景技术：
本公开整体涉及用于涡轮机系统的热气路径部件，并且更具体地讲，涉及形成为翼型件的热气路径部件，这些翼型件包括多个喷嘴和在其中形成的文丘里管。
常规涡轮机诸如气体涡轮机系统为发电机产生电力。通常，气体涡轮机系统通过使流体(例如，热气体)穿过气体涡轮机系统的涡轮机部件来生成动力。更具体地，入口空气可以被吸入压缩机中被压缩。一旦被压缩，入口空气与燃料混合以形成燃烧产物，该燃烧产物可以由气体涡轮机系统的燃烧器反应以形成气体涡轮机系统的操作流体(例如，热气体)。然后，流体可以流过流体流动路径以用于旋转涡轮机部件的多个旋转桨片和转子或轴以用于生成动力。可以经由多个旋转桨片以及定位于旋转桨片之间的多个固定喷嘴或叶片来将流体引导通过涡轮机部件。当多个旋转叶片旋转气体涡轮机系统的转子时，联接到转子的发电机可以从转子的旋转产生电力。
在操作期间，涡轮机桨片和叶片，更具体地讲每个涡轮机桨片和叶片的翼型件可暴露于流过涡轮部件的流动路径的高温操作流体。随时间推移和/或在暴露期间，涡轮机桨片和叶片的翼型件可发生不期望的热膨胀和/或操作磨损。翼型件的热膨胀可导致涡轮机桨片/叶片的损坏和/或中断。当翼型件损坏或发生中断事件时，可降低涡轮机部件的操作效率，继而降低整个涡轮机系统的操作效率。附加地，当翼型件损坏或发生中断事件时，涡轮机部件可能需要关闭以更换损坏的涡轮机桨片和/或叶片，从而导致更换桨片/叶片时涡轮机系统不产生电力。
为了使热膨胀和劣化最小化，通常冷却翼型件。例如，常规翼型件通常包含内部冷却通道的复杂迷宫。由例如气体涡轮机系统的压缩机提供的冷却空气(或其他合适的冷却剂)可通过和流出冷却通道以冷却桨片和叶片的翼型件的各部分。由这些常规翼型件中的一个或多个冷却通道形成的冷却回路可包括例如内部、近壁冷却回路、内部中心冷却回路、尖端冷却回路和邻近翼型件的前缘和后缘的冷却回路。
通常，在常规系统中，仅高压冷却空气可提供给翼型件并供其利用以进行冷却。因此，流过常规燃气涡轮机静态部件的基本上全部或大部分冷却空气必须由高压源提供，该高压源经受更大量的压缩机泵送工作。如果压力过低，则不能使用来自较低压力源的原本可用于冷却部件的冷却空气。这继而可降低气体涡轮机系统的操作效率，并且/或者可能需要将补充的高压空气发生系统结合在气体涡轮机系统内。因此，使用补充的高压空气发生系统来向系统提供附加的高压空气给气体涡轮机系统增加了不期望的建造、安装、维护和/或操作费用。
技术实现要素：
本公开的第一方面提供了翼型件，该翼型件包括：主体，该主体包括：限定高压流体室的内壁；延伸穿过内壁的多个高压喷嘴，所述多个高压喷嘴中的每个与高压流体室流体连通；中间壁，该中间壁邻近内壁定位并围绕该内壁以限定在中间壁和内壁之间形成的低压流体室；延伸穿过中间壁的多个低压文丘里管，所述多个低压文丘里管中的每个与低压流体室流体连通；和外壁，该外壁邻近中间壁定位并围绕该中间壁以限定在中间壁和外壁之间形成的冷却通道。
本公开的第二方面提供了翼型件，该翼型件包括：主体，该主体包括：限定第一高压流体室的第一内壁；延伸穿过第一内壁的多个第一高压喷嘴，所述多个第一高压喷嘴中的每个与第一高压流体室流体连通；第一中间壁，该第一中间壁邻近第一内壁定位并围绕该第一内壁以限定第一中间壁和第一内壁之间的第一低压流体室；延伸穿过第一中间壁的多个第一低压文丘里管，所述多个第一低压文丘里管中的每个与第一低压流体室流体连通；第二内壁，该第二内壁围绕并限定第二高压流体室，该第二内壁邻近第一内壁定位；延伸穿过第二内壁的多个第二高压喷嘴，所述多个第二高压喷嘴中的每个与第二高压流体室流体连通；第二中间壁，该第二中间壁邻近第二内壁定位并围绕该第二内壁以限定在第二中间壁和第二内壁之间形成的第二低压流体室；延伸穿过第二中间壁的多个第二低压文丘里管，所述多个第二低压文丘里管中的每个与第二低压流体室流体连通；外壁，该外壁邻近第一中间壁定位并围绕该第一中间壁以限定在第一中间壁和外壁之间形成的第一冷却通道；第二中间壁，该第二中间壁用于限定在第二中间壁和外壁之间形成的第二冷却通道；以及在第一冷却通道和第二冷却通道之间延伸并将它们分开的分段壁，该分段壁被外壁包围。
本公开的示例性方面被设计成解决本文描述的问题和/或未讨论的其他问题。
附图说明
从结合描绘本公开的各种实施方案的附图的对本公开的各个方面的以下详细描述，将更容易理解本公开的这些和其他特征，其中：
图1示出了根据本公开的实施方案的气体涡轮机系统的示意图。
图2示出了根据本公开的实施方案的图1的气体涡轮机系统的涡轮机的一部分的侧视图，该涡轮机包括涡轮机桨片、定子叶片、转子、壳体、热气路径部件和支撑件。
图3示出了根据本公开的实施方案的图2的涡轮机系统的一部分的放大侧视图。
图4示出了根据本公开的实施方案的图2和图3的热气路径部件的等轴视图。
图5示出了根据本公开的实施方案的沿图4中的线cs-cs截取的热气路径部件的横截面侧视图。
图6示出了根据本公开的实施方案的图5的热气路径部件的放大横截面侧视图。
图7示出了根据本公开的附加实施方案的图2的涡轮机系统的一部分的放大侧视图。
图8示出了根据本公开的实施方案的图7所示的热气路径部件的横截面侧视图。
图9示出了根据本公开的另外实施方案的图2的涡轮机系统的一部分的放大侧视图。
图10示出了根据本公开的附加实施方案的图1的涡轮机系统的一部分的放大侧视图。
图11示出了根据本公开的实施方案的图10的热气路径部件的横截面侧视图。
图12示出了根据本公开的另一个实施方案的图1的涡轮机系统的一部分的放大侧视图。
图13示出了根据本公开的实施方案的图12的热气路径部件的横截面侧视图。
图14示出了根据本公开的附加实施方案的图1的气体涡轮机系统的涡轮机的一部分的侧视图，该涡轮机包括两个涡轮机桨片、包括热气路径部件的定子叶片、转子、壳体和支撑件。
图15示出了根据本公开的附加实施方案的图10的涡轮机系统的一部分的放大侧视图。
图16示出了根据本公开的实施方案的图1的气体涡轮机系统的涡轮机的一部分的侧视图，该涡轮机包括涡轮机桨片、定子叶片、转子、壳体、热气路径部件和支撑件。
图17示出了根据本公开的实施方案的图16所示的沿线cs-cs截取的涡轮机桨片或定子叶片的翼型件的俯视剖视图。
图18示出了根据本公开的实施方案的图17的翼型件的放大横截面侧视图。
图19示出了根据本公开的附加实施方案的图16所示的沿线cs-cs截取的涡轮机桨片或定子叶片的翼型件的俯视剖视图。
图20示出了根据本公开的另外实施方案的图16所示的沿线cs-cs截取的涡轮机桨片或定子叶片的翼型件的俯视剖视图。
图21示出了根据本公开的另一个实施方案的图16所示的沿线cs-cs截取的涡轮机桨片或定子叶片的翼型件的俯视剖视图。
图22示出了根据本公开的实施方案的增材制造工艺的框图，其中包括存储代表热气路径部件的代码的非暂态计算机可读存储介质。
应当注意，本公开的附图未按比例绘制。附图旨在仅描绘本公开的典型方面，并且因此不应当被视为限制本公开的范围。在附图中，类似的编号表示附图之间的类似的元件。
具体实施方式
首先，为了清楚地描述当前公开，当引用和描述本公开范围内的相关机器部件时，将有必要选择某些术语。在这样做时，如果可能的话，通用的行业术语将以与其接受含义一致的方式进行使用和采用。除非另有说明，否则应当对此类术语给出与本申请的上下文和所附权利要求书的范围一致的广义解释。本领域的普通技术人员将了解，通常可以使用若干不同或重叠术语来引用特定部件。在本文中可描述为单个零件的物体可以包括多个部件并且在另一个上下文中被引用为由多个部件组成。另选地，本文中可描述为包括多个部件的物体可在别处称为单个零件。
此外，本文中可能会定期使用若干描述性术语，并且在本节开始时定义这些术语应当证明是有帮助的。除非另有说明，否则这些术语以及其定义如下。如本文所用，“下游”和“上游”是指示相对于流体流动的方向的术语，诸如通过涡轮引擎的工作流体，或者例如通过燃烧器的空气流或通过涡轮机的部件系统之一的冷却剂。术语“下游”对应于流体流动方向，并且术语“上游”是指与流动相反的方向。在没有任何另外的特殊性的情况下，术语“前”和“后”是指方向，其中“前”是指引擎的前端或压缩机端，并且“后”是指引擎的后端或涡轮机端。另选地，术语“前面”和“后面”可以分别使用和/或理解为在描述上类似于术语“前”和“后”。通常，需要描述处于不同径向、轴向和/或周向位置的零件。“a”轴线表示轴向取向。如本文所用，术语“轴向”和/或“轴向地”是指物体沿着轴线a的相对位置/方向，该轴线基本上平行于涡轮机系统(特别是转子部分)的旋转轴线。如本文进一步使用的，术语“径向”和/或“径向地”是指物体沿着方向“r”的相对位置/方向(参见图1)，该方向基本上垂直于轴线a并仅在一个位置处与轴线a相交。最后，术语“周向”是指围绕轴线a的移动或位置(例如，方向“c”)。
如上所述，本公开提供了用于涡轮机系统的热气路径部件，并且更具体地讲，涉及形成为翼型件的热气路径部件，这些翼型件包括多个喷嘴和在其中形成的文丘里管。
下面参考图1至图22讨论这些和其他实施方案。然而，本领域技术人员将容易理解，本文相对于这些附图给出的详细描述仅用于说明目的并且不应当被解释为限制。
图1示出了示例性气体涡轮机系统10的示意图。气体涡轮机系统10可包括压缩机12。压缩机12压缩进入的空气流18。压缩机12将压缩空气流20输送到燃烧器22。燃烧器22将压缩空气流20与加压燃料流24混合并点燃混合物以产生燃烧气体流26。尽管仅示出了单个燃烧器22，但气体涡轮机系统10可包括任何数量的燃烧器22。燃烧气体流26继而被输送到涡轮机28，该涡轮机通常包括多个涡轮机桨片，其包括翼型件(参见图2)和定子叶片(参见图2)。燃烧气体流26驱动涡轮机28，并且更具体地，驱动涡轮机28的多个涡轮机桨片以产生机械功。涡轮机28中产生的机械功经由延伸穿过涡轮机28的转子30驱动压缩机12，并且可以用于驱动外部负载32(诸如发电机等)。
气体涡轮机系统10还可以包括排气框架34。如图1所示，排气框架34可以邻近气体涡轮机系统10的涡轮机28定位。更具体地，排气框架34可以邻近涡轮机28定位，并且可以基本上定位在涡轮机28和/或从燃烧器22流动到涡轮机28的燃烧气体流26的下游。如本文所讨论的，排气框架34的一部分(例如，外部壳体)可以直接联接到涡轮机28的外壳、壳或壳体36。
在燃烧气体26流过并驱动涡轮机28之后，燃烧气体26可以沿流动方向(d)通过排气框架34排出、流过和/或排放。在图1所示的非限制性示例中，燃烧气体26可以沿流动方向(d)流过排气框架34，并且可以从气体涡轮机系统10排放(例如，排放到大气)。在气体涡轮机系统10是联合循环发电厂(例如，包括气体涡轮机系统和蒸气涡轮机系统)的一部分的另一个非限制性示例中，燃烧气体26可以从排气框架34排放，并且可以沿流动方向(d)流入联合循环发电厂的热回收蒸气发生器。
转到图2，示出了涡轮机28的一部分。具体而言，图2示出了涡轮机28的一部分的侧视图，包括涡轮机桨片38(示出一个)的级，以及定位在涡轮机28的壳体36内的定子叶片40(示出一个)的级。如本文所讨论的，涡轮机桨片38的每个级(例如，第一级、第二级(未示出)、第三级(未示出))可以包括多个涡轮机桨片38，其可以联接到转子30并围绕该转子周向地定位，并且可以由燃烧气体26驱动以旋转转子30。附加地，定子叶片40的每个级(例如，第一级、第二级(未示出)、第三级(未示出))可以包括多个定子叶片，其可以联接到涡轮机28的壳体36并围绕该壳体周向地定位。在图2所示的非限制性示例中，定子叶片40可包括多个热气路径(hgp)部件200。例如，定子叶片40的hgp部件200可包括和/或形成为外部平台200a，该外部平台邻近定子叶片40定位和/或将该定子叶片联接到涡轮机28的壳体26；以及与外部平台200a相对定位的内部平台200b，涡轮机28的定子叶片40还可包括在外部平台200a和内部平台200b之间定位的翼型件42。定子叶片40的外部平台200a和内部平台200b可限定用于流过定子叶片40的燃烧气体26的流动路径(fp)。
定子叶片40可经由支撑件202联接到壳体36。支撑件202可从涡轮机28的壳体36径向向内延伸，并且可被构造成联接到和/或接收形成为定子叶片40的外部平台200a的hgp部件，以将定子叶片40联接、定位和/或固定到壳体36和/或该壳体内。在非限制性示例中，支撑件202可联接和/或固定到涡轮机28的壳体36。更具体地，支撑件202可围绕壳体36周向地设置，并且可邻近涡轮机桨片38轴向定位。在另一个非限制性示例(未示出)中，支撑件202可与壳体36一体形成以用于将定子叶片40联接、定位和/或固定到壳体36和/或该壳体内。在另一个非限制性示例(未示出)中，支撑件202可直接联接和/或附连到与涡轮机桨片38相关联的hgp部件的支撑件，如本文所讨论的。
涡轮机28的每个涡轮机桨片38可以包括翼型件46，该翼型件从转子30径向延伸并定位在流过涡轮机28的燃烧气体26的流动路径(fp)内。每个翼型件46可包括邻近转子30径向定位的尖端部分48。涡轮机桨片38和定子叶片40也可以在壳体36内彼此邻近轴向地定位。在图2所示的非限制性示例中，定子叶片40可邻近涡轮机桨片38并在其下游轴向定位。为清楚起见，并未示出涡轮机28的所有涡轮机桨片38、定子叶片40和/或所有转子30。附加地，尽管在图2中仅示出了涡轮机28的涡轮机桨片38和定子叶片40的单个级的一部分，但涡轮机28可以包括轴向定位在整个涡轮机28的壳体36上的涡轮机桨片和定子叶片的多个级。
气体涡轮机系统10的涡轮机28(参见图1)还可包括多个热气路径(hgp)部件100。在图2所示的非限制性示例中，hgp部件100可以是包括在涡轮机28内的涡轮机护罩。在本文相对于图2至图13所讨论的非限制性示例中，hgp部件100和涡轮机护罩可互换使用。涡轮机28可包括hgp部件100的级(示出一个)。hgp部件100可对应于涡轮机桨片38的级和/或定子叶片40的级。即，并且如本文所讨论的，hgp部件100的级可以在涡轮机28内邻近涡轮机桨片38的级和/或定子叶片40的级定位，以与流过涡轮机28的燃烧气体26的流动路径(fp)相互作用并在其中提供密封。在图2所示的非限制性示例中，hgp部件100的级可邻近涡轮机桨片38的级径向定位并且/或者可基本上围绕或环绕该级。hgp部件100可邻近涡轮机桨片38的翼型件46的尖端部分48径向定位。附加地，hgp部件100也可邻近涡轮机28的定子叶片40和/或在其上游径向定位。
类似于定子叶片40，hgp部件100的级可包括多个hgp部件100，其可联接到涡轮机28的壳体36并围绕该壳体周向地定位。在图2所示的非限制性示例中，hgp部件100可经由从涡轮机28的壳体36径向向内延伸的支撑件102联接到壳体36。支撑件102可被配置成联接到和/或接收hgp部件100的紧固件或钩(参见图4)以将hgp部件100联接、定位和/或固定到涡轮机28的壳体36。在非限制性示例中，支撑件102可联接和/或固定到涡轮机28的壳体36。更具体地，支撑件102可围绕壳体36周向地设置，并且可邻近涡轮机桨片38径向定位。在另一个非限制性示例(未示出)中，支撑件102可与壳体36一体形成以用于将hgp部件100联接、定位和/或固定到壳体36。类似于涡轮机桨片38和/或定子叶片40，尽管图2中仅示出了涡轮机28的hgp部件100的级的一部分，但涡轮机28可包括轴向定位在整个涡轮机28的壳体36中并且使用支撑件102联接到壳体26的hgp部件100的多个级。
转到图3，其示出了包括hgp部件100和支撑件102的涡轮机28的放大部分。如本文所讨论的，涡轮机28的hgp部件100和支撑件102可包括各种附加特征部，这些附加特征部允许使用低压流体(lpf)连同高压流体(hpf)在涡轮机28的操作期间冷却hgp部件100。将这些特征部包括在hgp部件100和/或支撑件102中可减少冷却hgp部件100所需的高压流体的量，这继而减少涡轮机系统10内的燃料消耗和/或热耗率(参见图1)。
如图2和图3所示，支撑件102可包括高压流体室104。高压流体室104可在支撑件102内形成，与hgp部件100径向相邻和/或径向向外。附加地，并且如本文所讨论的，高压流体室104可与hgp部件100的特征部(例如喷嘴)流体联接和/或流体连通。高压流体室104可在支撑件102中形成以接收流过涡轮机28和/或在该涡轮机内流动的高压流体(hpf)，随后可在气体涡轮机系统10的操作期间将该高压流体提供给hgp部件100(参见图1)。在图2和图3所示的非限制性示例中，高压流体(hpf)可在涡轮机28和/或涡轮机壳体36内流动。具体地，hpf可在涡轮机28的基本上邻近支撑件102和/或该支撑件的上游的区域50中流动和/或流过该区域。hpf可以是在涡轮机28内流动的任何合适的流体(例如空气)，该流体适于在涡轮机系统10的操作期间冷却hgp部件100(参见图1)。在非限制性示例中，hpf可以是从涡轮机28的压缩机排放室(cdc)流出的流体。
支撑件102还可包括在其中形成的至少一个高压供应导管106。高压供应导管106可与高压流体室104流体连通并且/或者流体联接到该高压流体室。即，高压供应导管106可与包含hpf的区域50以及高压流体室104流体连通。因此，高压供应导管106可接收流过区域50的hpf，并且可将hpf提供给支撑件102的高压流体室104。一旦从高压供应导管106接收到hpf，高压流体室104就可将其提供给hgp部件100，如本文所讨论的。尽管在非限制性示例中示出为仅包括单个高压供应导管106，但应当理解，支撑件102可包括用于将hpf提供给hgp部件100的多个高压供应导管106(例如，图7)。
如图2和图3所示，支撑件102还可包括至少一个低压供应导管108。低压供应导管108可与涡轮机壳体36内的可包含低压流体(lpf)的区域52流体连通并且/或者流体联接到该区域。lpf可基本上邻近涡轮机28的支撑件102流动和/或在该支撑件的下游流动。因此，包含lpf的区域52可在支撑件102和定子叶片40的外部平台200a之间形成。附加地，如图2和图3所示，并且如本文所讨论的，低压供应导管108可流体联接到hgp部件100并且/或者与该hgp部件流体连通，以在涡轮机系统10的操作期间将lpf从区域52提供给hgp部件100(参见图1)。lpf可以是在涡轮机28内流动以冷却hgp部件100的任何合适的流体(例如，空气)，如本文所讨论的。在非限制性示例中，lpf可以是涡轮机28的在涡轮机桨片38和定子叶片40之间流动的压缩机提取流体。
在图2和图3所示的非限制性示例中，支撑件102可包括和/或形成为单个、连续和/或非脱节的部件或零件。在非限制性示例中，由于支撑件102由单个、连续和/或非脱节的部件或零件形成，因此支撑件102可不需要构建、接合、联接和/或组装各种零件以完全形成支撑件102，并且/或者在支撑件102可安装和/或实施在涡轮机系统10内之前可不需要构建、接合、联接和/或组装各种零件(参见图1)。相反，一旦单个、连续和/或非脱节的支撑件102被构建成包括其中的各种特征部(例如，高压供应导管106、低压供应导管108)，则支撑件102可立即安装在涡轮机系统10和/或涡轮机壳体36内。
在非限制性示例中，支撑件102以及在其中形成的各种特征部(例如，高压流体室104、高压供应导管106、低压供应导管108)可使用任何合适的增材制造工艺和/或方法来形成。例如，支撑件102可以通过以下来形成：直接金属激光熔化(dmlm)(也称为选择性激光熔化(slm))、直接金属激光烧结(dmls)、电子束熔化(ebm)、立体光刻(sla)、粘结剂喷射、或任何其他合适的增材制造工艺。附加地，支撑件102可由可被增材制造工艺利用和/或能够在操作期间承受气体涡轮机系统10内的支撑件102所经历的操作特性(例如，暴露温度、暴露压力等)的任何材料形成。
在另一个非限制性示例中，支撑件102可形成为多个和/或不同的部分或部件。例如，支撑件102可由两个不同的部件或零件形成，这些部件或零件包括支撑件102的各种特征部的至少一部分。在支撑件102安装在气体涡轮机系统10内的涡轮机28中之前，形成支撑件102的两个部件可彼此接合、联接和/或附连。形成支撑件102的每个部件以及支撑件102的各种特征部可使用任何合适的增材制造工艺和/或方法来形成。例如，可通过铣削、车削、切割、铸造、模制、钻孔等形成支撑件102，该支撑件包括两个不同的部件。在另一个非限制性示例中，支撑件102可通过执行合适的材料移除或包括但不限于铣削、车削、切割、铸造、钻孔等的减法工艺由单件材料形成。
图4至图6示出了用于图1的气体涡轮机系统10的涡轮机28的hgp部件100的各种视图。具体地，图4示出了hgp部件100的等轴视图，图5示出了沿图4中的线cs-cs截取的hgp部件100的横截面侧视图，并且图6示出了图5中的hgp部件100的一部分的放大横截面侧视图。
hgp部件100可包括主体110。在图4和图5所示的非限制性示例中，hgp部件100可包括和/或形成为整体主体110，使得hgp部件100是单个、连续和/或非脱节的部件或零件。在图4和图5所示的非限制性示例中，由于hgp部件100包括整体主体，因此hgp部件100可不需要构建、接合、联接和/或组装各种零件以完全形成hgp部件100，并且/或者在hgp部件100可安装和/或实施在涡轮机系统10内之前可不需要构建、接合、联接和/或组装各种零件(参见图1)。相反，如本文所讨论，一旦构建了用于hgp部件100的单个、连续和/或非脱节的整体主体110，hgp部件100就可以立即安装在涡轮机系统10内。
在非限制性示例中，hgp部件100的整体主体110以及hgp部件100的各种部件和/或特征部可以使用任何合适的增材制造工艺和/或方法来形成。例如，包括整体主体110的hgp部件100可以通过以下来形成：直接金属激光熔化(dmlm)(也称为选择性激光熔化(slm))、直接金属激光烧结(dmls)、电子束熔化(ebm)、立体光刻(sla)、粘结剂喷射、或任何其他合适的增材制造工艺。附加地，hgp部件100的整体主体110可由可被用于形成hgp部件100的增材制造工艺利用和/或能够在操作期间承受气体涡轮机系统10内的hgp部件100所经历的操作特性(例如，暴露温度、暴露压力等)的任何材料形成。
在另一个非限制性示例中，hgp部件100的主体110可形成为多个和/或不同的部分或部件(参见图7和图8)。例如，并且如本文所讨论的，hgp部件100的主体110可由以下项形成：第一零件，该第一零件可包括钩112、118和内表面；以及第二零件，该第二零件可包括hgp部件100的外表面(和内部特征部的一部分)。在被安装在气体涡轮机系统10内的涡轮机28中之前，形成hgp部件100的主体110的两个部件可彼此接合、联接和/或附连以形成hgp部件100。形成主体110的每个部件以及hgp部件100的各种部件和/或特征部可使用任何合适的增材制造工艺和/或方法来形成。例如，可通过铣削、车削、切割、铸造、模制、钻孔等形成hgp部件100，该hgp部件包括主体110，该主体包括两个不同的部件。
hgp部件100还可包括各种端部、侧面和/或表面。例如，并且如图4和图5所示，hgp部件100的主体110可包括前端120和与前端120相对定位的后端122。前端120可定位在后端122的上游，使得流过涡轮机28内限定的流动路径(fp)的燃烧气体26可在流过hgp部件100的主体110的相邻后端122之前流过相邻前端120。如图3和图4所示，前端120可包括第一钩112，该第一钩被配置成联接到和/或接合涡轮机28的壳体36的支撑件102以将hgp部件100联接、定位和/或固定在壳体36内(参见图2)。附加地，后端122可包括第二钩118，该第二钩与第一钩112相对定位和/或形成在主体110上。类似于第一钩112，第二钩118可被配置成联接到和/或接合涡轮机28的壳体36的支撑件102以将hgp部件100联接、定位和/或固定在壳体36内(参见图2)。
附加地，hgp部件100的主体110还可包括第一侧124以及与第一侧124相对定位的第二侧126。如图4所示，第一侧124和第二侧126可在前端120与后端122之间延伸和/或形成。主体110的第一侧124和第二侧126可基本上闭合并且/或者可包括实心端壁或盖。同样地，并且如本文所讨论的，第一侧124和第二侧126的实心端壁可基本上防止涡轮机28内的流体(例如，燃烧气体26、冷却流体)进入hgp部件100，并且/或者防止冷却流体经由第一侧124和/或第二侧126离开在hgp部件100内形成的内部部分(例如，通道、集气室)。
如图4和图5所示，hgp部件100的主体110还可包括外表面128。在非限制性示例中，外表面128可面对在hgp部件100的主体110和支撑件102之间形成的高压流体室104(参见图2)。更具体地，外表面128可被定位、形成、面对和/或直接暴露于在支撑件102内形成的高压流体室104中。如本文所讨论的，在涡轮机28的操作期间，支撑件102的高压流体室104可接收和/或将hpf提供给hgp部件100。除了面向高压流体室104之外，hgp部件100的主体110的外表面128也可分别在前端120与后端122之间以及第一侧124与第二侧126之间形成、延伸和/或定位。
hgp部件100的主体110还可包括与外表面128相对形成的内表面130。即，并且如图4和图5中的非限制性示例所示，hgp部件100的主体110的内表面130可与外表面128径向相对和/或径向向内形成。简而言之，回到图2，同时继续参考图4和图5，内表面130可面向流过涡轮机28(参见图2)的燃烧气体26的热气体流动路径(fp)。更具体地，内表面130可以定位、形成、面向和/或直接暴露于流过气体涡轮机系统10的涡轮机28的涡轮机壳体36的燃烧气体26的热气体流动路径(fp)。附加地，如图2所示，hgp部件100的主体110的内表面130可邻近翼型件46的尖端部分48径向定位。除了面向燃烧气体26的热气体流动路径(fp)之外，并且类似于外表面128，hgp部件100的主体110的内表面130也可分别在前端120与后端122之间以及第一侧124与第二侧126之间形成和/或定位。
转到图5和图6，并且继续参考图2至图4，现在讨论hgp部件100的附加特征部。hgp部件100可包括内部部分132。如图5所示，内部部分132可以形成为hgp部件100的整体主体110的一体部分。附加地，内部部分132可以包括内表面130，并且/或者内表面130可以形成在hgp部件100的主体110的内部部分132上。hgp部件100的主体110的内部部分132可以分别在前端120与后端122之间以及第一侧124与第二侧126之间形成、定位和/或延伸。附加地，内部部分132可以与形成在主体110的第一侧124和第二侧126上的实心侧壁一体形成(参见图4)。简而言之，回到图2和图3，hgp部件100的内部部分132也可邻近涡轮机系统10的涡轮机28的热气体流动路径(fp)定位，并且/或者可与翼型件46的尖端部分48径向相邻和/或径向向外。如本文所讨论的，hgp部件100的内部部分132可以至少部分地形成和/或限定hgp部件100内的至少一个冷却通道。
hgp部件100可包括与内部部分132径向相对形成的外部部分134。类似于内部部分132，如图5所示，外部部分134可以形成为hgp部件100的整体主体110的一体部分。外部部分134可以包括外表面128，并且/或者外表面128可以形成在hgp部件100的主体110的外部部分134上。hgp部件100的主体110的外部部分134可以分别在前端120与后端122之间以及第一侧124与第二侧126之间形成、定位和/或延伸。附加地，并且也类似于内部部分132，外部部分134可以与形成在主体110的第一侧124和第二侧126上的实心侧壁一体形成。如图3和图5所示，外部部分134可邻近支撑件102的高压流体室104(径向)形成。hgp部件100的外部部分134可至少部分地形成和/或限定hgp部件100内的低压流体通道，如本文所讨论的。
如图5的非限制性示例所示，hgp部件100也可包括中间部分136。中间部分136可在hgp部件100的整体主体110的内部部分132和外部部分134之间(径向)形成。类似于内部部分132和外部部分134，并且如图5所示，hgp部件100的中间部分136可形成为hgp部件100的主体110的一体部分。hgp部件100的主体110的中间部分136可分别在前端120和后端122之间以及第一侧124与第二侧126之间形成、定位和/或延伸，并且可与形成在主体110的第一侧124和第二侧126上的实心侧壁一体形成(参见图4)。
内部部分132、外部部分134和/或中间部分136可在hgp部件100内至少部分地形成和/或限定通道。例如，中间部分136和外部部分134可在hgp部件100内限定和/或形成低压流体通道138。更具体地，低压流体通道138可在hgp部件100的整体主体110的中间部分136和外部部分134之间形成。低压流体通道138可基本上分别在整体主体110的前端120和后端122之间以及第一侧124与第二侧126之间延伸。如本文所讨论的，低压流体通道138可经由开口140接收lpf，该开口穿过hgp部件100形成并且与支撑件102的低压供应导管108(以虚线显示的部分)流体连通。
在图5所示的非限制性示例中，中间部分136和内部部分132也可限定和/或形成hgp部件100内的冷却通道142。即，冷却通道142可在hgp部件100的整体主体110的中间部分136和内部部分132之间形成。冷却通道142可基本上分别在主体110的前端120和后端122之间以及第一侧124与第二侧126之间延伸。如本文所讨论的，冷却通道142可接收hpf和低压流体(lpf)以在气体涡轮机系统10的操作期间冷却hgp部件100(参见图1)，并且随后可经由排气孔144将hpf和lpf从hgp部件10排出或排放。
为了在hgp部件100的各部分(例如，通道138、142)内提供hpf和lpf以冷却部件，hgp部件100和/或主体110还可包括在其中形成的多个开口和/或开口阵列。例如，hgp部件100的外部部分134和中间部分136可各自包括在其中形成和/或延伸穿过其中的多个开口和/或开口阵列、喷嘴和/或文丘里管。在图4至图6所示的非限制性示例中，外部部分134可包括在其中形成和/或延伸穿过其中的多个高压开口或喷嘴146(在下文中称为“喷嘴146”)。所述多个喷嘴146中的每个可穿过hgp部件100的整体主体110的外表面128和外部部分134形成。穿过外部部分134形成的所述多个喷嘴146可与支撑件102的高压流体室104流体连通并且/或者流体联接到该高压流体室。由于流体联接到高压流体室104，因此所述多个喷嘴146中的每个也可与流过涡轮机28和/或支撑件102的高压供应导管106的hpf流体连通(参见图3)。附加地，并且如图5所示，穿过外部部分134形成的所述多个喷嘴146可流体联接支撑件102的高压流体室104和hgp部件100的低压流体通道138。如本文所讨论的，穿过外部部分134形成的所述多个喷嘴146中的每个可从支撑件102的高压供应导管106和/或高压流体室104接收hpf，并且随后将hpf提供给hgp部件100的低压流体通道138或使其流动到该低压流体通道。
在图4至图6的非限制性示例中还示出了，中间部分136可包括在其中形成和/或延伸穿过其中的多个低压开口或文丘里管148(在下文中称为“文丘里管148”)。所述多个文丘里管148中的每个可形成或延伸穿过hgp部件100的整体主体110的中间部分136。穿过中间部分136形成的所述多个文丘里管148可与在hgp部件100的整体主体110内形成的低压流体通道138和冷却通道142流体连通并且/或者可流体联接。附加地，并且因为文丘里管148与低压流体通道138流体连通，所以hgp部件100的文丘里管148也可与流过低压流体通道138的lpf流体连通，并且/或者可与支撑件102的将lpf提供给低压流体通道138的低压供应导管108流体连通。如本文所讨论的，穿过中间部分136形成的所述多个文丘里管148中的每个可从低压流体通道138接收lpf，并且随后将lpf提供给冷却通道142或使其流动到该冷却通道。附加地，并且如本文所讨论的，所述多个文丘里管148中的每个可经由所述多个喷嘴146接收流过低压流体通道138的高压流体(hpf)，并且随后将hpf提供给冷却通道142或使其流动到该冷却通道。如本文所讨论的，hgp部件100的喷嘴146可基于尺寸、形状和/或构型(例如，包括漫射体)而与hgp部件100的文丘里管148不同。
转到图6，并且继续参考图5，示出了包括单个喷嘴146和单个文丘里管148的hgp部件100的放大横截面图。在图5和图6所示的非限制性示例中，在外部部分134中形成的所述多个喷嘴146和在hgp部件100的中间部分136中形成的所述多个文丘里管148可径向和/或同心对准。即，所述多个喷嘴146中的每个可与对应文丘里管148对准和/或基本上同心。附加地，并且如非限制性示例图6所示，形成于外部部分134中的所述多个喷嘴146中的每个可包括可延伸到在中间部分136中形成的对应文丘里管148中的部分150。具体地，部分150可延伸到hgp部件100的对应文丘里管148中并且/或者可部分地定位在该对应文丘里管内并且/或者被该对应文丘里管径向围绕和/或同心对准。如本文所讨论的，每个喷嘴146的部分150可延伸到对应文丘里管148中以引导hpf穿过文丘里管148。附加地或另选地，每个喷嘴146的部分150可延伸到对应文丘里管148中，以将流过低压流体通道138的低压流体(lpf)引导到文丘里管148中，并且/或者防止lpf径向向外流过喷嘴146。
如图6所示，所述多个喷嘴146中的每个可设定成不同的尺寸并且/或者可包括与所述多个文丘里管148不同的尺寸。即，所述多个喷嘴146的尺寸(例如，直径)可不同于所述多个文丘里管148的尺寸。在非限制性示例中，在外部部分134中形成的所述多个喷嘴146中的每个可在喷嘴开口或构型的喉部或颈部(例如，最窄零件)处包括第一直径(d1)。附加地，在中间部分136中形成的所述多个文丘里管148中的每个可在文丘里管开口或构型的喉部(例如，最窄零件)处包括第二直径(d2)。如图6的非限制性示例所示，每个文丘里管148的第二直径(d2)可高于或大于喷嘴146的第一直径(d1)。在非限制性示例中，文丘里管148的第二直径可为喷嘴146的第一直径(d1)的至少两倍大(例如，比率2:1或更大)。在其他非限制性示例中，文丘里管148的第二直径可比喷嘴146的第一直径(d1)大得多(例如，大10％)。第一直径(d1)和第二直径(d2)中的每者的大小或尺寸，以及第一直径(d1)和第二直径(d2)之间的差值可提高流过hgp部件100的hpf和lpf的速度和/或压力，如本文所讨论的。
应当理解，如图5和图6所示，在hgp部件100内形成的喷嘴146和文丘里管148的尺寸和/或数量仅是示例性的。这样，hgp部件100可包括更大或更小的喷嘴146和文丘里管148，并且/或者可包括在其中形成的更多或更少的喷嘴146和文丘里管148。附加地，尽管喷嘴146和文丘里管148两者的尺寸和/或形状被示为基本均匀，但应当理解，在hgp部件100中形成的所述多个喷嘴146和文丘里管148中的每者可以包括不同的尺寸和/或形状。在hgp部件100中形成的喷嘴146和文丘里管148的尺寸、形状和/或数量可至少部分地取决于气体涡轮机系统10在操作期间的各种参数(例如，暴露温度、暴露压力、涡轮机壳体36内的位置、hpf操作压力/温度、lpf操作压力/温度等)。附加地或另选地，在hgp部件100中形成的喷嘴146和文丘里管148的尺寸、形状和/或数量可至少部分地取决于hgp部件100的特性(例如，内部部分132的厚度、外部部分134的厚度、冷却通道142的体积等)。
附加地，如图6所示，hgp部件100的整体主体110的中间部分136也可包括多个漫射体152。所述多个漫射体152中的每个可与穿过中间部分136形成的对应文丘里管148一体形成。即，并且如图6所示，漫射体152可与每个文丘里管148一体形成并且可邻近文丘里管148径向定位，并且更具体地，邻近每个文丘里管148的喉部(例如，最窄零件)径向定位。漫射体152也可邻近hgp部件100的主体110的内部部分132形成和/或朝该内部部分径向延伸。在非限制性示例中，漫射体152可包括发散的形状、几何形状和/或构型，当漫射体152朝hgp部件100的内部部分132更靠近地(径向)延伸时，该发散的形状、几何形状和/或构型变得更大或更宽。在非限制性示例中，漫射体152的最大尺寸(例如，直径)可在径向邻近内部部分132的端部154处形成。漫射体152的端部154可包括第三直径(d3)，该第三直径可大于或高于喷嘴146的第一直径(d1)和文丘里管148的第二直径(d2)。除了第一直径(d1)和第二直径(d2)中的每者的大小或尺寸之外，hgp部件100的每个漫射体152的第三直径(d3)的大小可增加流过hgp部件100的hpf和lpf的静压，如本文所讨论的。
此外，尽管本文讨论为基本上圆形的和/或包括不同的直径(例如，第一直径(d1)、第二直径(d2)等)，但应当理解，喷嘴146、文丘里管148和/或漫射体152可由不同的形状或构型形成。因此，喷嘴146、文丘里管148和漫射体152中的每者的尺寸可不包括直径。即，例如喷嘴146、文丘里管148和/或漫射体152可为基本上正方形或多边形的。在这些非限制性示例中，喷嘴146、文丘里管148和漫射体152中的每者可包括独特和/或不同的区域(例如，尺寸)。更具体地，喷嘴146的喉部可包括第一区域(a1)，文丘里管148的喉部可包括可大于喷嘴146的第一区域(a1)的第二区域(a2)，并且漫射体152可包括分别大于第一区域(a1)和第二区域(a2)两者的第三区域(a3)。
附加地，如图4至图6所示，hgp部件100还可以包括多个支撑销156。具体地，hgp部件100的主体110可包括多个支撑销156，所述多个支撑销在内部部分132和中间部分136之间以及中间部分136和外部部分134之间定位/延伸并与它们一体形成。如图5和图6所示，在内部部分132和中间部分136之间延伸的所述多个支撑销156也可在冷却通道142内定位，并且在中间部分136和外部部分134之间延伸的所述多个支撑销156可在低压流体通道138内定位。所述多个支撑销156可以定位在hgp部件100的整个主体110上以向内部部分132、外部部分134和/或中间部分136提供支撑、结构和/或刚度。包括在内部部分132、外部部分134和/或中间部分136之间延伸并且/或者与它们一体形成的所述多个支撑销156向hgp部件100的各个部分提供了附加的支撑、结构和/或刚度，并且可在气体涡轮机系统10的操作期间基本上防止所述各个部分的振动。除了向内部部分132、外部部分134和/或中间部分136提供支撑、结构和/或刚度之外，如本文所讨论的，定位在低压流体通道138和/或冷却通道142内的所述多个支撑销156还可以在气体涡轮机系统10的操作期间辅助hgp部件100的热传递和/或冷却(参见图1)。当使用任何合适的增材制造工艺和/或方法来形成hgp部件100的整体主体110时，所述多个支撑销156可与内部部分132、外部部分134和/或中间部分136一体形成。
如图4至图6所示，定位在hgp部件100内的支撑销156的尺寸、形状和/或数量仅是例示性的。同样地，hgp部件100可包括更大或更小的支撑销156、不同尺寸的支撑销156，并且/或者可包括在其中形成的更多或更少的支撑销156。在hgp部件100中形成的支撑销156的尺寸、形状和/或数量可以至少部分地取决于气体涡轮机系统10在操作期间的操作特性(例如，暴露温度、暴露压力、涡轮机壳体36内的位置等)。附加地或另选地，在hgp部件100中形成的支撑销156的尺寸、形状和/或数量可至少部分地取决于hgp部件100的特性(例如，内部部分132的厚度、外部部分134的厚度、通道138、142的高度等)。
参照图3至图6，描述了hpf和lpf的流过hgp部件100的示例性流动路径。具体地，在图3、图5和图6中，流体的流动方向可由箭头表示并且可标记为“hpf”和“lpf”。
在非限制性示例中，hpf可从区域50流过高压供应导管106(参见图3)，并且流入支撑件102的高压流体室104。hpf可从高压流体室104流过穿过外部部分134形成的所述多个喷嘴146。在喷嘴146与文丘里管148径向对准和/或同心的非限制性示例中，hpf可直接流入和/或流过穿过中间部分136形成的文丘里管148。hpf可与也流过文丘里管148的lpf混合并且基本上通电或提高其速度。hpf可流过文丘里管148，可被中间部分136的漫射体152扩散，并且可流向hgp部件100的冷却通道142。一旦进入冷却通道142，hpf和lpf的混合物可基本上冷却hgp部件100的内部部分132，并且可在经由冷却通道142的排气孔144从hgp部件排出之前，朝前端120或后端122流过冷却通道142。
与流过hgp部件100的hpf同时和/或独立于hpf，lpf也可提供给hgp部件100并流过该hgp部件。lpf可从区域52流过支撑件102的低压供应导管108(参见图3)。在非限制性示例中，低压供应导管108可与穿过hgp部件100的后端122形成的低压流体通道138的开口140直接流体连通。附加地，并且如虚线所示，不同的低压供应导管108可与穿过hgp部件100的前端120形成的低压流体通道138的不同开口140直接流体连通。因此，lpf可设置在低压流体通道138的相对侧或端部上。一旦被提供给低压流体通道138，lpf就可以流过穿过中间部分136形成的所述多个文丘里管148。在喷嘴146的部分150(参见图6)延伸到文丘里管148中的非限制性示例中，喷嘴146可引导lpf通过文丘里管148。附加地，在喷嘴146与文丘里管148径向对准和/或同心的情况下，lpf可直接流入文丘里管148，并且可与hpf混合并且在流过文丘里管148时基本上充电或经历速度的提高。类似于hpf，lpf可流过文丘里管148，可被中间部分136的漫射体152扩散，并且可流向hgp部件100的冷却通道142。一旦进入冷却通道142，lpf连同hpf可基本上冷却hgp部件100的内部部分132，并且可在经由冷却通道142的排气孔144和145从hgp部件排出之前，朝前端120或后端122流过冷却通道142(参见图5)。
图7和图8示出了包括hgp部件100和支撑件102的涡轮机28的另一个非限制性示例的各种视图。具体地，图7示出了包括联接到支撑件102的hgp部件100的气体涡轮机系统10的涡轮机28的一部分的非限制性示例的放大侧视图(参见图1)，图8示出了图7所示的hgp部件100的另一个非限制性示例的横截面侧视图。应当理解，类似编号和/或命名的部件可能以基本类似的方式起作用。为清楚起见，已经省略了对这些部件的冗余解释。
如图7所示，并且与本文相对于图3所讨论的非限制性示例相比，支撑件102可不包括高压流体室104(参见图3)。相反，支撑件102可形成为可邻接或接触hgp部件100的外表面128的基本上实心和/或连续的部件或零件，并且可包括在其中形成的多个供应导管。在图7所示的非限制性示例中，支撑件102可包括多个高压供应导管106和在其中形成的单个低压供应导管108。所述多个高压供应导管106可穿过支撑件102延伸到例如hgp部件100的前端120或后端122。附加地，所述多个高压供应导管106中的每个可与hgp部件100直接流体连通和/或直接联接到该hgp部件。即，支撑件102的所述多个高压供应导管106中的每个可流体连通和/或流体联接到hgp部件100的区域50和通道(例如，高压流体通道)(参见图8)。如本文所讨论的，高压供应导管106可在气体涡轮机系统10的操作期间将高压流体(hpf)从区域50提供给hgp部件100(参见图1)。
转到图8，并且继续参考图7，当在涡轮机28中使用时，hgp部件100可包括附加特征部和/或部件。例如，并且如本文所讨论的，hgp部件100可不由整体主体110形成。相反，hgp部件100可由第一零件157和不同的第二零件158形成。更具体地，hgp部件100可由第一零件157和可接合、联接和/或附连到第一零件157的第二零件158形成和/或包括该第一零件和第二零件。如图8所示，hgp部件100的第一零件157可包括hgp部件100的钩112、118、内表面130和内部部分132。另外，在非限制性示例中，hgp部件100的第一零件157可包括低压流体通道138的一部分和高压流体通道160的一部分，该低压流体通道包括开口140并且该高压流体通道包括开口162，如本文所讨论的。
第二零件158可包括hgp部件100的与第一零件157不同的特征部和/或部分。例如，第二零件158可包括外部部分134、中间部分136和包括hgp部件100的外表面128的顶板159，如本文所讨论的。附加地，在非限制性示例中，第二零件158还可包括穿过外部部分134形成的喷嘴146、穿过中间部分136形成的文丘里管148，以及分别在外部部分134、中间部分136和顶板159之间延伸和/或从该外部部分、该中间部分和该顶板延伸的多个支撑销156。如图8所示，第二零件158还可包括在外部部分134和中间部分136之间形成的低压流体通道138的一部分，以及在外部部分134和顶板159之间形成的高压流体通道160的一部分。冷却通道142可在第一零件157和第二零件158之间形成，并且更具体地，在第二零件158的中间部分136和第一零件157的内部部分132之间形成。
在图8所示的非限制性示例中，第一零件157和第二零件158可由不同的材料形成。例如，包括钩112、118和内部部分132的第一零件157可由具有第一组材料属性和/或特性(例如，熔点、热传递特性、硬度、延展性等)的第一金属或合金形成，而第二零件158可由具有第二组材料属性和/或特性的第二金属或合金形成。另选地，第一零件157和第二零件158可由相同的材料形成。第一零件157和第二零件158中的每者可各自使用任何合适的制造工艺包括但不限于铣削、车削、切割、铸造、模制、钻孔等单独和/或分开地形成。附加地，第一零件157和第二零件158可使用任何合适的接合工艺或技术彼此接合、联接和/或附连以形成hgp部件100，该接合工艺或技术包括但不限于焊接、紧固、熔化、烧结、硬钎焊等。
在图8所示的非限制性示例中，hgp部件100还可包括顶板159，该顶板径向向外、径向相邻和/或在第二零件158的外部部分134上方径向形成。附加地，如图7和图8所示，顶板159可从支撑件102的一部分径向向内定位并且/或者可基本上接触或邻接该部分。顶板159可由基本上实心或连续的(例如，无开口或文丘里管)部件形成，该部件可分别在前端120和后端122之间以及第一侧124与第二侧126之间形成、延伸和/或定位。在本文所讨论的非限制性示例中，顶板159可以是形成hgp部件100的第二零件158的一部分或在该第二零件中形成。在其他非限制性示例(未示出)中，顶板159可以是hgp部件100的单独部件或零件，其可接合、联接和/或附连到第一零件157和/或第二零件158以形成hgp部件100。
附加地，如图8所示，hgp部件100还可包括高压流体通道160。高压流体通道160可在外部部分134和顶板159之间形成。即，hgp部件100的顶板159和外部部分134可在hgp部件100内限定和/或形成高压流体通道160。高压流体通道160可基本上分别在hgp部件100的前端120和后端122之间以及第一侧124与第二侧126之间延伸。高压流体通道160可包括延伸穿过hgp部件100的第一零件157并且/或者邻近hgp部件100的前端120或后端122形成的开口162。开口162可流体联接到相应的高压供应导管106(以虚线显示的部分)，以从支撑件102的高压供应导管106接收hpf，并且随后向高压流体通道160提供hpf。高压流体通道160可将hpf供给或提供给穿过外部部分134形成的所述多个喷嘴146。如本文类似地讨论的，当lpf流过文丘里管148时，hpf可流过喷嘴146以与lpf混合并且基本上通电或提高其速度。hpf可在经由开口145阵列从hgp部件100排出之前提供给hgp部件100的冷却通道142。
图9示出了包括联接到支撑件102的hgp部件100的气体涡轮机系统10(参见图1)的涡轮机28的一部分的放大侧视图的另一个非限制性示例。在非限制性示例中，hgp部件100可形成为整体主体110，如本文相对于图3至图5类似地讨论的。附加地，在非限制性示例中，支撑件102可仅包括单个高压供应导管106。高压供应导管106可从区域50穿过支撑件102形成和/或延伸到hgp部件100的整体主体110的相邻前端120。如本文类似地讨论的，支撑件102的高压供应导管106可流体连通和/或流体联接到区域50和hgp部件100(例如，高压流体通道160)(参见图8)，以在气体涡轮机系统10的操作期间将高压流体(hpf)从区域50提供给hgp部件100(参见图1)。
附加地，在图9所示的非限制性示例中，支撑件102可包括低压流体室164。低压流体室164可在支撑件102内形成，与hgp部件100径向相邻和/或径向向外。低压流体室164可在支撑件102中形成以接收流过涡轮机28的区域52和/或在该区域内流动的低压流体(lpf)，随后可在气体涡轮机系统10的操作期间将该低压流体提供给hgp部件100(参见图1)。例如，低压流体室164可流体联接到至少一个低压入口166和在支撑件102内形成的至少一个低压供应导管108并且/或者与它们流体连通。在非限制性示例中，低压入口166可与可包含lpf的涡轮机壳体36内的区域52流体连通并且/或者流体联接到该区域，并且可与低压流体室164流体连通并且/或者流体联接到该低压流体室。低压入口166可从区域52接收lpf并将lpf提供给低压流体室164。一旦在低压流体室164中接收到lpf，就可将其提供给至少一个低压供应导管108，并且随后经由低压供应导管108将其提供给hgp部件100的低压流体通道138(参见图5)，如本文类似地讨论的。
图10和图11示出了包括hgp部件100和支撑件102的涡轮机28的另一个非限制性示例的各种视图。具体地，图10示出了包括联接到支撑件102的hgp部件100的气体涡轮机系统10的涡轮机28的一部分的非限制性示例的放大侧视图(参见图1)，图11示出了图10所示的hgp部件100的另一个非限制性示例的横截面侧视图。应当理解，类似编号和/或命名的部件可能以基本类似的方式起作用。为清楚起见，已经省略了对这些部件的冗余解释。
类似地，在图9所示的非限制性示例中，支撑件102可包括低压流体室164。低压流体室164可在支撑件102内形成，与hgp部件100径向相邻和/或径向向外。如本文所讨论的，低压流体室164可接收流过涡轮机28的区域52和/或在该区域内流动的低压流体(lpf)。在非限制性示例中，低压流体室164可流体联接到在支撑件102内形成的低压供应导管108并且/或者与该低压供应导管直接流体连通。低压供应导管108可与可包含lpf的涡轮机壳体36内的区域52流体连通并且/或者流体联接到该区域，并且可将lpf提供给低压流体室164。
然而，图10和图11所示的非限制性示例包括hgp部件100和/或支撑件102，该hgp部件和/或该支撑件具有与本文所讨论的hgp部件100和/或支撑件102的其他非限制性示例不同的构型。例如，并且与图9所示的非限制性示例不同，低压流体室164可流体联接hgp部件100的特征部并且/或者与该特征部直接流体连通。更具体地，并且如图10和图11所示，低压流体室164可邻近hgp部件100的外部部分134(径向)形成，使得hgp部件100的外部部分134可在hgp部件100内至少部分地形成和/或限定低压流体室164。附加地，低压流体室164可与穿过hgp部件100的外部部分134形成或延伸穿过该外部部分的所述多个喷嘴146流体联接和/或直接流体连通。由于邻近延伸穿过外部部分134的所述多个喷嘴146径向形成并且与所述多个喷嘴直接流体连通，因此低压流体室164可在冷却hgp部件100时将lfp提供给所述多个喷嘴146中的每个，如本文所讨论的。
支撑件102还可包括在其中形成的至少一个高压供应导管106。高压供应导管106可与包含hpf的区域50以及hgp部件100直接流体连通并且/或者流体连接到该区域以及该hgp部件。更具体地，并且如图10和图11所示，高压供应导管106可与涡轮机28的区域50(参见图10)和hgp部件100的高压流体通道160(参见图11)流体连通并且/或者可流体联接该区域和该高压流体通道，以将hpf从区域50提供给hgp部件100的高压流体通道160。在图11所示的非限制性示例中，高压供应导管106可经由穿过hgp部件100的前端120形成的开口162与高压流体通道160流体连通。由于低压流体室164与喷嘴146直接流体连通，并且不同于本文所讨论的非限制性示例(例如，图9)，因此高压流体通道160可在hgp部件100的主体110的外部部分134和中间部分136之间形成并且/或者可由该外部部分和中间部分限定。穿过中间部分136形成或延伸穿过该中间部分的所述多个文丘里管148中的每个可继而与高压流体通道160流体联接和/或直接流体连通，并且可在冷却hgp部件100时接收hpf，如本文所讨论的。
参考图10和图11，描述了lpf和hpf的流过hgp部件100的示例性流动路径。在非限制性示例中，lpf可从区域52流过支撑件102的低压供应导管108(参见图10)至低压流体室164。lpf可从低压流体室164流过穿过外部部分134形成的所述多个喷嘴146。在其中喷嘴146与文丘里管148径向对准和/或同心的非限制性示例中，lpf可直接流入和/或流过穿过中间部分136形成的文丘里管148。附加地或另选地，lpf可从所述多个喷嘴146中的每个流动，所述多个喷嘴包括在图11所示的hgp部件100的外部部分134和中间部分136之间形成的高压流体通道160。lpf可与也流过文丘里管148的hpf混合并且基本上被通电或速率提高，如本文所讨论的。lpf可流过文丘里管148，可被中间部分136的漫射体152扩散，并且可流向hgp部件100的冷却通道142。一旦进入冷却通道142，lpf和hpf的混合物可基本上冷却hgp部件100的内部部分132，并且可在经由冷却通道142的排气孔144从hgp部件排出之前，朝前端120或后端122流过冷却通道142。
与流过hgp部件100的lpf同时和/或独立于lpf，hpf可从区域50流过在支撑件102中形成的高压供应导管106(参见图10)。高压供应导管106可与穿过hgp部件100的前端120形成的高压流体通道160的开口162直接流体连通。一旦被提供给高压流体通道160，hpf就可以流过穿过中间部分136形成的所述多个文丘里管148。在其中喷嘴146的部分(例如，部分150；参见图6)延伸到文丘里管148中的非限制性示例中，喷嘴146可引导hpf通过文丘里管148。附加地，在喷嘴146与文丘里管148径向对准和/或同心的情况下，hpf可直接流入文丘里管148并且可与lpf混合。流过高压流体通道160和/或文丘里管148的hpf可基本上充电或提高lpf从喷嘴146流过文丘里管148的速度。类似于lpf，hpf可流过文丘里管148，可被中间部分136的漫射体152扩散，并且可流向hgp部件100的冷却通道142。一旦进入冷却通道142，hpf连同lpf可基本上冷却hgp部件100的内部部分132，并且可在经由冷却通道142的排气孔144和145从hgp部件排出之前，朝前端120或后端122流过冷却通道142(参见图11)。
图12和图13示出了包括hgp部件100和支撑件102的涡轮机28的另一个非限制性示例的各种视图。具体地，图12示出了包括联接到支撑件102的hgp部件100的气体涡轮机系统10的涡轮机28的一部分的非限制性示例的放大侧视图(参见图1)，图13示出了图12所示的hgp部件100的另一个非限制性示例的横截面侧视图。应当理解，类似编号和/或命名的部件可能以基本类似的方式起作用。为清楚起见，已经省略了对这些部件的冗余解释。
类似于图7所示的非限制性示例，图12的非限制性示例中所示的支撑件102可不包括内部压力室(例如，高压流体室104、低压流体室164)。因此，并且类似于图7和图8，hgp部件100可包括顶板159，该顶板径向向外、径向相邻和/或在hgp部件100的外部部分134上方径向形成。顶板159可从支撑件102的一部分径向向内定位并且/或者可基本上接触或邻接该部分，如图12所示。
然而，图12和图13所示的非限制性示例包括hgp部件100和/或支撑件102，该hgp部件和/或该支撑件具有与本文所讨论的hgp部件100和/或支撑件102的其他非限制性示例(例如，图7和图8)不同的构型。例如，虽然支撑件102包括高压供应导管106和低压供应导管108，但每个供应导管106、108可在不同的区域中穿过支撑件102形成并且/或者可流体联接到hgp部件100的不同的部分，而非本文相对于图7和8所讨论的。具体地，支撑件102可包括在其中形成的单个高压供应导管106。高压供应导管106可穿过支撑件102延伸到hgp部件100的相邻前端120。高压供应导管106可直接流体连通并且/或者分别直接联接到hgp部件100和区域50，以在气体涡轮机系统10的操作期间将hpf从区域50提供给hgp部件100(参见图1)。在非限制性示例中，高压供应导管106可经由穿过hgp部件100的前端120形成的开口162(参见图13)流体地联接到高压流体通道160并且/或者与该高压流体通道直接流体连通。如图12和图13所示，并且类似于图10和图11所示的非限制性示例，高压流体通道160可在hgp部件100的主体110的外部部分134和中间部分136之间形成并且/或者可由该外部部分和中间部分限定。穿过中间部分136形成或延伸穿过该中间部分的所述多个文丘里管148中的每个可继而与高压流体通道160流体联接和/或直接流体连通，并且可在冷却hgp部件100时接收hpf。即，hpf可直接从高压供应导管106流向高压流体通道160，并且随后穿过延伸穿过中间部分136的所述多个文丘里管148。如本文相对于图10和图11类似地讨论的，流过所述多个文丘里管148的hpf可在从hgp部件100排放之前与由所述多个喷嘴146提供的lpf混合，进入冷却通道142。
附加地，如图12的非限制性示例所示，支撑件102可包括多个低压供应导管108。所述多个低压供应导管108可分别朝hgp部件100的前端120和后端122延伸穿过支撑件102。附加地，所述多个低压供应导管108中的每个可与hgp部件100直接流体连通和/或直接联接到该hgp部件。即，支撑件102的所述多个低压供应导管108中的每个可经由hgp部件100的开口140(参见图13)流体连通和/或流体联接到区域50以及低压流体通道138。如图12和图13所示，低压流体通道138可在hgp部件100的主体110的外部部分134和顶板159之间形成并且/或者可由该外部部分和顶板限定。穿过外部部分134形成或延伸穿过该外部部分的所述多个喷嘴146中的每个可继而与低压流体通道138流体联接和/或直接流体连通，并且可在冷却hgp部件100时接收lpf。即，lpf可从所述多个低压供应导管108中的每个直接流向低压流体通道138，并且随后穿过延伸穿过外部部分134的所述多个喷嘴146。如本文相对于图10和图11类似地讨论的，流过所述多个喷嘴146的lpf可在流入冷却通道142并从hgp部件100排放之前从所述多个喷嘴146流入所述多个文丘里管148，并且可与hpf混合。
图14和图15示出了包括在气体涡轮机系统10的涡轮机28中的hgp部件200的另一个非限制性示例的附加视图。具体地，图14示出了涡轮机28的一部分的侧视图，该涡轮机包括两级涡轮机桨片38和一级定子叶片40，该定子叶片包括定位在涡轮机28的壳体36内的hgp部件200a、200b，图15示出了包括hgp部件200a和支撑件202的涡轮机28的放大部分。应当理解，类似编号和/或命名的部件可能以基本类似的方式起作用。为清楚起见，已经省略了对这些部件的冗余解释。
在图14和图15所示的非限制性示例中，并且如本文相对于图2所讨论的，hgp部件200a、200b可分别形成为定子叶片40的外部平台和内部平台，并且可联接和/或附连到定子叶片40的翼型件42。附加地，如本文所讨论的，支撑件202可从涡轮机28的壳体36径向向内延伸，并且可被构造成联接到和/或接收定子叶片40的hgp部件200a(例如，外部平台)，以将定子叶片40联接、定位和/或固定到壳体36和/或该壳体内。在图14和图15所示的该非限制性示例中，并且类似于本文所讨论的hgp部件100和涡轮机护罩(参见图2至图13)，定子叶片40的hgp部件200a和外部平台可互换使用，并且hgp部件200b和内部平台可互换使用。
如图14和图15所示，hgp部件200a、200b和支撑件202可被在涡轮机28内流动的高压流体(hpf)和低压流体(lpf)围绕。具体地，定位在hgp部件200a和支撑件202上游的区域52可包括lpf，而定位在hgp部件200a和支撑件202下游的区域50可包括hpf。附加地，定位在hgp部件200b上游的区域52可包括lpf，并且定位在hgp部件200b下游的区域50可包括hpf。
类似于本文所讨论的hgp部件100(例如涡轮机护罩)和支撑件102，hgp部件200a和支撑件202可被构造成并且/或者可包括可允许使用hpf和lpf来冷却hgp部件200a的特征部。例如，并且如图15所示，支撑件202可包括在其中形成的至少一个高压供应导管206。高压供应导管206可与包含hpf的区域50以及hgp部件200a流体连通并且/或者流体连接到该区域以及该hgp部件。高压供应导管206可接收流过区域50的hpf，并且可直接将hpf提供给hgp部件200a，如本文所讨论的。尽管在非限制性示例中示出为仅包括单个高压供应导管206，但应当理解，支撑件202可包括用于将hpf提供给hgp部件200a的多个高压供应导管206。
支撑件202还可包括至少一个低压供应导管208。低压供应导管208可与包含lpf的区域52流体连通并且/或者流体联接到该区域。如图15所示，并且如本文所讨论的，低压供应导管208可流体联接到hgp部件200a并且/或者与该hgp部件流体连通，以在涡轮机系统10的操作期间将lpf从区域52提供给hgp部件200a(参见图1)。
hgp部件200a(例如，外部平台)也可包括主体，该主体包括可用于使用流过涡轮机28的hpf和lpf来冷却hgp部件200a的多个表面、部分、流体通道、喷嘴和文丘里管。例如，并且如图15所示，hgp部件200a可包括主体210。在图1所示的非限制性示例中，hgp部件200a可包括和/或形成为整体主体210，使得hgp部件200a是单个、连续和/或非脱节的部件或零件。在非限制性示例中，hgp部件200a的整体主体210以及hgp部件200a的各种部件和/或特征部可以使用任何合适的增材制造工艺和/或方法来形成，如本文类似地讨论的。在另一个非限制性示例中，hgp部件200a的主体210可形成为多个和/或不同的部分或部件(未示出)，如本文类似地讨论的(参见图7和图8)。
hgp部件200a还可包括内表面230，该内表面定位、形成、面向、直接暴露于和/或部分地限定流过气体涡轮机系统10的涡轮机28的涡轮机壳体36的燃烧气体26的热气体流动路径(fp)。hgp部件230的主体210的内表面200a可邻近定子叶片40的翼型件42径向定位。除了面对燃烧气体26的热气体流动路径(fp)之外，主体210的内表面230还可在hgp部件200a的前端220和后端222之间形成和/或定位。
如图15所示，hgp部件200a还可包括内部部分232。内部部分232可以形成为hgp部件200a的(整体)主体210的一体部分。附加地，内部部分232可以包括内表面230，并且/或者内表面230可以形成在hgp部件200a的主体210的内部部分232上。hgp部件200a的主体210的内部部分232可在hgp部件200a的前端220和后端222以及相对侧(未示出)之间形成、定位和/或延伸。附加地，内部部分232可与形成在主体210的侧面上的实心侧壁(未示出)一体形成。hgp部件200a的内部部分232也可邻近涡轮机系统10的涡轮机28的热气体流动路径(fp)定位。
hgp部件200a还可包括与内部部分232径向相对形成的外部部分234。类似于内部部分232，外部部分234可以形成为hgp部件200a的整体主体210的一体部分。hgp部件200a的主体210的外部部分234可分别在主体210的前端220和后端222以及相对侧(未示出)之间形成、定位和/或延伸。hgp部件200a的外部部分234可至少部分地形成和/或限定hgp部件200a内的各种流体通道，如本文所讨论的。
如图15的非限制性示例所示，hgp部件200a也可包括中间部分236。中间部分236可在hgp部件200a的整体主体210的内部部分232和外部部分234之间(径向)形成。类似于内部部分232和外部部分234，并且如图1所示，hgp部件200a的中间部分236可形成为hgp部件200a的主体210的一体部分。hgp部件200a的主体210的中间部分236可在前端220和后端222和主体210的相对侧之间形成、定位和/或延伸，并且可与形成在相对侧(未示出)上的实心侧壁一体形成。
hgp部件200a还可包括顶板259，该顶板径向向外、径向相邻和/或在主体210的外部部分234上方径向形成。顶板259可从支撑件202的一部分径向向内定位并且/或者可基本上接触或邻接该部分。顶板259可由基本上实心或连续的(例如，无开口或文丘里管)部件形成，该部件可分别在前端220和后端222以及主体210的相对侧之间形成、延伸和/或定位。在非限制性示例中，顶板259可形成和/或限定hgp部件200a的外表面228。
内部部分232、外部部分234、中间部分236和/或顶板259可在hgp部件200a内至少部分地形成和/或限定通道。例如，中间部分236和外部部分234可在hgp部件200a内限定和/或形成低压流体通道238。更具体地，低压流体通道238可在hgp部件200a的整体主体210的中间部分236和外部部分234之间形成。低压流体通道238可基本上在前端220和后端222和整体主体210的相对侧之间延伸。如本文所讨论的，低压流体通道238可经由开口接收lpf，该开口穿过hgp部件200a形成并且与支撑件202的低压供应导管208流体连通。
在图15所示的非限制性示例中，中间部分236和内部部分232也可限定和/或形成hgp部件200a内的冷却通道242。即，冷却通道242可在hgp部件200a的整体主体210的中间部分236和内部部分232之间形成。冷却通道242可基本上在前端220和后端222和主体210的相对侧(未示出)之间延伸。冷却通道238可接收hpf和低压流体(lpf)以在气体涡轮机系统10的操作期间冷却hgp部件200a(参见图1)，并且随后可经由排气孔244、245将hpf和lpf从hgp部件10排出或排放。
hgp部件200a还可包括高压流体通道260。高压流体通道260可在外部部分234和顶板259之间形成。即，hgp部件200a的顶板259和外部部分234可在hgp部件200a内限定和/或形成高压流体通道260。高压流体通道260可基本上在前端220和后端222和主体210的相对侧之间延伸。高压流体通道260可包括流体联接到高压供应导管206的开口，以从支撑件202的高压供应导管206接收hpf，并且随后将hpf供给高压流体通道260。在另一个非限制性示例(未示出)中，hgp部件200a可不包括顶板259。因此，高压流体通道260可在外部部分234和支撑件202之间形成，并且可与用于接收hpf的高压供应导管206直接流体连通，如本文所讨论的。
附加地，并且类似于本文相对于图2至图9所讨论的hgp部件100，hgp部件200a可包括在其中形成的多个喷嘴246和文丘里管248。例如，hgp部件200a的外部部分234可包括在其中或穿过其中形成的多个开口或喷嘴246(下文称为“喷嘴146”)。所述多个喷嘴246中的每个可穿过hgp部件200a的整体主体210的外部部分234形成。穿过外部部分234形成的所述多个喷嘴246可与hgp部件200a的高压流体通道260流体连通并且/或者流体联接到该高压流体通道。附加地，并且如图15所示，穿过外部部分134形成的所述多个喷嘴246可流体联接hgp部件200a的高压流体通道260和低压流体通道238。如本文所讨论的，穿过外部部分234形成的所述多个喷嘴246中的每个可从高压供应导管206和/或高压流体通道260接收hpf，并且随后将hpf提供给hgp部件200a的低压流体通道238或使其流动到该低压流体通道。
在图15的非限制性示例中还示出了，中间部分236可包括在其中或穿过其中形成的多个开口或文丘里管248(在下文中称为“文丘里管248”)。所述多个文丘里管248中的每个可穿过hgp部件200a的主体210的中间部分236形成。穿过中间部分236形成的所述多个文丘里管248可与在hgp部件200a的主体210内形成的低压流体通道238和冷却通道242流体连通并且/或者可流体联接。附加地，并且因为文丘里管248与低压流体通道238流体连通，所以hgp部件200a的文丘里管248也可与流过低压流体通道238的lpf流体连通，并且/或者可与支撑件202的将lpf提供给低压流体通道238的低压供应导管208流体连通。如本文所讨论的，穿过中间部分236形成的所述多个文丘里管248中的每个可从低压流体通道238接收lpf，并且随后将lpf提供给冷却通道242或使其流动到该冷却通道。附加地，并且如本文所讨论的，所述多个文丘里管248中的每个可经由所述多个喷嘴246接收流过低压流体通道238的hpf，并且随后将hpf提供给冷却通道242或使其流动到该冷却通道。
在hgp部件200a内形成的所述多个喷嘴246和文丘里管248可包括与本文相对于图5和图6所讨论的hgp部件100的所述多个喷嘴146和文丘里管148基本上类似的特征部。例如，如图15所示，在外部部分234中形成的所述多个喷嘴246和在hgp部件200a的中间部分236中形成的所述多个文丘里管248可径向和/或同心对准。即，所述多个喷嘴246中的每个可与对应文丘里管248对准和/或基本上同心。附加地，喷嘴246可包括第一尺寸，例如在喉部(参见例如图6)处的第一直径，该第一直径小于每个文氏管248的在文氏管248的喉部(参见例如图6)处的第二尺寸或直径。附加地，每个文丘里管248还可包括具有第三尺寸或直径(参见例如图6)的漫射体(参见例如图6)，该第三尺寸或直径可大于或高于喷嘴246的第一尺寸或直径以及文丘里管248的第二尺寸或直径。hgp部件200a的喷嘴246和文丘里管248的各种特征部可有助于hfp和lpf的混合，并且在气体涡轮机系统10的涡轮机28的操作期间基本上通电或提高lpf的速度以冷却hgp部件200a，如本文类似地讨论的。
应当理解，形成为定子叶片40的内部平台的hgp部件200b可包括与本文相对于图14和图15讨论的hgp部件200a类似的特征部。更具体地，定子叶片40的hgp部件200b可包括主体，该主体包括多个表面、部分、流体通道、喷嘴和文丘里管，所述多个表面、部分、流体通道、喷嘴和文丘里管可与hgp部件200a的多个表面、部分、流体通道、喷嘴和文丘里管基本相同。然而，与hgp部件200a不同，hgp部件200b可包括与邻近涡轮机28的转子30定位的区域52直接流体连通的低压流体通道(例如，低压流体通道238)和与邻近转子30定位的区域50直接流体连通的高压流体通道(例如，高压流体通道260)。如本文类似地讨论的，区域52可包括lpf，并且区域50可包括hpf，hpf可用于在涡轮机28的操作期间冷却hgp部件200b。在另一个非限制性示例(未示出)中，hpf和lpf可由邻近壳体36定位的区域50、52提供，并且随后经由穿过翼型件46形成的导管提供给hgp部件200b。
类似于本文相对于图10和图13所示和讨论的那些非限制性示例，hgp部件200a、200b的特征部和/或部件可定位在不同的部分中并且/或者可被构造成与图15所示的非限制性示例不同。例如，与低压供应导管208流体连通的低压流体通道238可在包括所述多个喷嘴246的顶板259和外板234之间形成、定位并且/或者被限定在该顶板和该外板之间。附加地，与高压供应导管206流体连通的高压流体通道260可在包括所述多个文丘里管248的外板234和中间板236之间形成、定位并且/或者被限定在该外板和该中间板之间。如本文相对于图12和图13类似地讨论的，流过hgp部件200a、200b中的所述多个喷嘴246的lpf可在流入冷却通道242并从hgp部件200a、200b排放之前流入流过所述多个文丘里管248的hpf并与hpf混合。
图16和图17示出了包括在气体涡轮机系统10的涡轮机28中的hgp部件的另一个非限制性示例的附加视图。具体地，图16示出了涡轮机28的一部分的侧视图，该涡轮机包括一级涡轮机桨片38和一级定子叶片40，该一级涡轮机桨片包括hgp部件300a并且该一级定子叶片包括hgp部件300b，并且图17示出了沿图16中的线cs-cs截取的hgp部件300a和/或300b的俯视剖视图。在非限制性示例中，hgp部件300a可形成为涡轮机桨片38的翼型件46，并且hgp部件300b可形成为定子叶片40的翼型件42。如本文相对于图16和图17所讨论的，涡轮机桨片38的hgp部件300a和翼型件46可互换使用，并且定子叶片40的hgp部件300b和翼型件42可互换使用。图16所示的涡轮机28的部分的非限制性示例可基本上类似于本文相对于图2所示和讨论的涡轮机28的部分。应当理解，类似编号和/或命名的部件可能以基本类似的方式起作用。为清楚起见，已经省略了对这些部件的冗余解释。
转到图17，继续参考图16，本文讨论了hgp部件300a、300b的各种特征部。应当理解，形成为涡轮机桨片38的翼型件46的hgp部件300a和形成为定子叶片40的翼型件42的hgp部件300b可包括基本上类似的特征部。附加地，应当理解，气体涡轮机系统10的涡轮机28(参见图1)可包括在操作期间使用的hgp部件300a和/或hgp部件300b。
hgp部件300a、300b可包括主体302。在图17所示的非限制性示例中，hgp部件300a、300b以及hgp部件300a、300b的各种部件和/或特征部可包括和/或形成为整体主体302，使得hgp部件300a、300b是单个、连续和/或非脱节的部件或零件。在其中hgp部件300a、300b包括整体主体的非限制性示例中，hgp部件300a、300b可不需要构建、接合、联接和/或组装各种零件以完全形成hgp部件300a、300b，并且/或者在hgp部件300a、300b可安装和/或实施在涡轮机系统10内之前可不需要构建、接合、联接和/或组装各种零件(参见图1)。相反，如本文所讨论，一旦构建了用于hgp部件300a、300b的单个、连续和/或非脱节的整体主体302，hgp部件300a、300b就可以立即安装在涡轮机系统10内。
在非限制性示例中，hgp部件300a、300b的整体主体302以及hgp部件300a、300b的各种部件和/或特征部可以使用任何合适的增材制造工艺和/或方法来形成。例如，包括整体主体302的hgp部件300a、300b可以通过以下来形成：直接金属激光熔化(dmlm)(也称为选择性激光熔化(slm))、直接金属激光烧结(dmls)、电子束熔化(ebm)、立体光刻(sla)、粘结剂喷射、或任何其他合适的增材制造工艺。附加地，hgp部件300a、300b的整体主体302可由可被用于形成hgp部件300a、300b的增材制造工艺利用和/或能够在操作期间承受气体涡轮机系统10内的hgp部件300a、300b所经历的操作特性(例如，暴露温度、暴露压力等)的任何材料形成。
在另一个非限制性示例中，hgp部件300a、300b的主体302可形成为多个和/或不同的部分或零件(参见图17)。例如，并且如本文所讨论的，hgp部件300a、300b的主体302可由可包括外壁的第一零件和可包括形成hgp部件300a、300b的附加部分或壁的至少一个不同的零件形成。在被安装在气体涡轮机系统10内的涡轮机28中之前，形成hgp部件300a、300b的主体302的不同的零件可彼此接合、联接和/或附连以形成hgp部件300a、300b。形成主体302的每个零件以及hgp部件300a、300b的各种部件和/或特征部可使用任何合适的增材制造工艺和/或方法来形成。例如，可通过铣削、车削、切割、铸造、模制、钻孔等形成主体302，该主体包括不同的零件。
hgp部件300a、300b也可包括各种边缘和侧面。例如，并且如图17所示，hgp部件300a、300b的主体302可包括前缘304和与前缘304相对形成的后缘306。附加地，hgp部件300a、300b的主体302可包括压力侧308以及与压力侧308相对定位的吸力侧310。hgp部件300a、300b的压力侧308和吸力侧310均可在主体302的前缘304和后缘306之间延伸。在操作期间，燃烧气体26(参见图16)可从前缘304流向后缘306，并分别在压力侧308和吸力侧310上方流动，以驱动和/或旋转转子30，如本文所讨论的。
如图17所示，hgp部件300a、300b的主体302也可包括多个不同的壁。例如，hgp部件300a、300b的主体302可包括内壁312、中间壁318和邻近前缘304形成的外壁320。内壁312可径向延伸穿过hgp部件300a、300b。在其中hgp部件300a、300b形成为翼型件42、46的非限制性示例中，内壁312可径向延伸穿过翼型件46的在涡轮机桨片38的平台47和尖端部分48之间的一部分，并且/或者径向延伸穿过穿过翼型件42的在定子叶片40的外部平台200a和内部平台200b之间的(径向)部分。内壁312可形成和/或成形为基本上开放的圆柱体。即，并且如图17所示，主体302的内壁312可包括开口，并且/或者可围绕并限定在hgp部件300a、300b中形成的高压流体室322。类似于内壁312，高压流体室322可径向延伸穿过hgp部件300a、300b。在图17所示的非限制性示例中，由内壁312限定的高压流体室322可径向延伸穿过涡轮机桨片38的平台47和尖端部分48之间的翼型件46的一部分并且/或者形成在该部分中，并且/或者径向延伸穿过翼型件42的在定子叶片40的外部平台200a和内部平台200b之间的一部分并且/或者形成在该部分中。如本文所讨论的，高压流体室322可接收流过涡轮机28的一部分(例如，区域50，图16)的高压流体(hpf)，并且随后可流过或引导hpf穿过主体302的各个壁312、318、320以在涡轮机28的操作期间冷却hgp部件300a、300b。
hgp部件300a、300b的主体302也可包括中间壁318。中间壁318可径向延伸穿过hgp部件300a、300b。在其中hgp部件300a、300b形成为翼型件42、46的非限制性示例中，中间壁318可径向延伸穿过翼型件46的在涡轮机桨片38的平台47和尖端部分48之间的一部分，并且/或者径向延伸穿过穿过翼型件42的在定子叶片40的外部平台200a和内部平台200b之间的(径向)部分。附加地，并且如图17所示，中间壁318可邻近hgp部件300a、300b的主体302的内壁312定位，与该内壁分开定位并且/或者可基本上围绕该内壁。即，中间壁318也可形成和/或成形为基本上开放的圆柱体并且可基本上围绕或环绕内壁312。因此，并且如图17的非限制性示例所示，中间壁318可与内壁312一起围绕形成在hgp部件300a、300b中的低压流体室324并且可限定该低压流体室。类似于高压流体室322，低压流体室324可径向延伸穿过hgp部件300a、300b。在非限制性示例中，由中间壁318和内壁312限定和/或在该中间壁和该内壁之间形成的低压流体室324可径向延伸穿过翼型件46的在涡轮机桨片38的平台47和尖端部分48之间的一部分并且/或者形成在该部分中，并且/或者径向延伸穿过翼型件42的在定子叶片40的外部平台200a和内部平台200b之间的一部分并且/或者形成在该部分中。附加地，低压流体室324可邻近和/或基本上平行于hgp部件300a、300b的高压流体室322定位。如本文所讨论的，低压流体室324可接收流过涡轮机28的一部分(例如，区域52，图16)的低压流体(lpf)，并且随后可流过或引导lpf穿过主体302的各个壁318、320以在涡轮机28的操作期间冷却hgp部件300a、300b。
附加地，在图17所示的非限制性示例中，hgp部件300a、300b的主体302可包括外壁320。外壁320可形成hgp部件300a、300b的主体302的暴露表面或外表面326。在hgp部件300a、300b形成为翼型件42、46的情况下，外壁320可在涡轮机桨片38的平台47和尖端部分48之间延伸，并且/或者可在定子叶片40的外部平台200a和内部平台200b之间延伸。附加地，在非限制性示例中，翼型件42、46的外壁320(例如，hgp部件300a、300b)可包括外表面326，该外表面可在涡轮机28的操作期间暴露和/或接触燃烧气体26(参见图16)。如图17所示，中间壁320可分别邻近hgp部件300a、300b的主体302的内壁312和中间壁318定位，与该内壁和该中间壁分开定位并且/或者可基本上围绕该内壁和该中间壁。即，外壁320也可形成和/或成形为基本上开放的圆柱体，并且可基本上围绕或环绕中间壁318，继而也可环绕内壁312。因此，并且如图17的非限制性示例所示，外壁320可与中间壁318一起围绕形成在hgp部件300a、300b中的冷却通道328并且可限定该冷却通道。类似于本文所讨论的流体室322、324，冷却通道328可径向延伸穿过hgp部件300a、300b。在非限制性示例中，由中间壁318和外壁320限定和/或在该中间壁和该外壁之间形成的冷却通道328可径向延伸穿过翼型件46的在涡轮机桨片38的平台47和尖端部分48之间的一部分并且/或者形成在该部分中，并且/或者径向延伸穿过翼型件42的在定子叶片40的外部平台200a和内部平台200b之间的一部分并且/或者形成在该部分中。附加地，冷却通道328可分别邻近和/或基本上平行于hgp部件300a、300b的高压流体室322和低压流体室324定位。冷却通道328也可邻近且相对于包括在hgp部件300a、300b的外壁320中的外表面326径向延伸穿过主体302。如本文所讨论的，冷却通道328可接收流过主体302的各个壁312、318的hpf和lpf，以在涡轮机28的操作期间冷却hgp部件300a、300b，并且更具体地，冷却外壁320。
在图17所示的非限制性示例中，主体302的各个壁312、318、320可彼此一体形成，使得主体302为整体主体。即，并且如本文所讨论的，主体302的内壁312、中间壁318和外壁320可彼此一体形成，并且/或者可形成为单个、连续和/或非脱节的部件或零件。hgp部件300a、300b的包括内壁312、中间壁318和外壁320的整体主体302可使用任何合适的增材制造工艺和/或方法形成，如本文类似地讨论的。在本文所讨论的其他非限制性示例中(参见图17)，主体302的内壁312、中间壁318和外壁320可由不同的零件形成，并且可在hgp部件300a、300b被包括在涡轮机28内之前进行组装和/或接合。
为了在hgp部件300a、300b的各部分(例如，室322、324，冷却通道328)内提供hpf和lpf以冷却部件，hgp部件300a、300b还可包括在其中形成的多个开口和/或开口阵列。例如，hgp部件300a、300b的内壁312和中间壁318可各自包括多个开口、喷嘴和/或文丘里管和/或开口、喷嘴和/或文丘里管阵列。转到图18，继续参考图17，内壁312可包括在其中或穿过其中形成的多个高压开口或喷嘴330(下文称为“高压喷嘴330”)。所述多个高压喷嘴330中的每个可通过hgp部件300a、300b的主体302的内壁312形成。穿过内壁312形成或延伸穿过该内壁的所述多个高压喷嘴330可与高压流体室322流体连通并且/或者流体联接到该高压流体室。附加地，如图17至图18所示，穿过内壁312形成的所述多个高压喷嘴330可流体联接到在内壁312和中间壁318之间形成的低压流体室324并且/或者与该低压流体室流体连通。因此，所述多个高压喷嘴330可流体联接hgp部件300a、300b的高压流体室322和低压流体室324。如本文所讨论的，穿过内壁312形成的所述多个高压喷嘴330中的每个可从高压流体室322接收hpf，并且随后将hpf提供给hgp部件300a、300b的低压流体室324或使其流动到该低压流体室。
在图17和图18的非限制性示例中还示出了，中间壁318可包括在其中或穿过其中形成的多个低压开口或文丘里管332(在下文中称为“低压文丘里管332”)。所述多个低压文丘里管332中的每个可穿过hgp部件300a、300b的主体302的中间壁318形成或延伸穿过该中间壁。穿过中间壁318形成或延伸穿过该中间壁的所述多个低压文丘里管332可与在hgp部件300a、300b的主体302内形成的低压流体室324和冷却通道328流体连通并且/或者可流体联接。如本文所讨论的，穿过中间壁318形成的所述多个低压文丘里管332中的每个可从低压流体室324接收lpf，并且随后将lpf提供给冷却通道328或使其流动到该冷却通道。附加地，并且如本文所讨论的，所述多个低压文丘里管332中的每个可经由所述多个高压喷嘴330接收流过低压流体室324的高压流体(hpf)，并且随后将hpf提供给冷却通道328或使其流动到该冷却通道。
在图17和图18所示的非限制性示例中，在内壁312中形成的所述多个高压喷嘴330和在hgp部件300a、300b的中间壁318中形成的所述多个低压文丘里管332可(同心)对准。即，所述多个高压喷嘴330中的每个可与对应低压文丘里管332对准和/或基本上同心。附加地，并且如图18中的非限制性示例所示，形成于内壁312中的所述多个高压喷嘴330中的每个可包括可延伸到在中间壁318中形成的对应低压文丘里管332中的部分334。具体地，高压喷嘴330的部分334可延伸到hgp部件300a、300b的同心对准的对应低压文丘里管332中，并且/或者可部分地定位在该对应低压文丘里管内和/或被其围绕。如本文所讨论的，每个高压喷嘴330的部分334可延伸到对应低压文丘里管332中以引导hpf穿过低压文丘里管332。附加地或另选地，每个高压喷嘴334的部分330可延伸到对应低压文丘里管332中，以将流过低压流体室324的低压流体(lpf)引导到低压文丘里管332中，并且/或者防止lpf流过高压喷嘴330和/或内壁312。
如图18所示，所述多个高压喷嘴330中的每个可设定成不同的尺寸并且/或者可包括与所述多个低压文丘里管332不同的尺寸。即，所述多个高压喷嘴330的尺寸(例如，直径)可不同于所述多个低压文丘里管332的尺寸。在非限制性示例中，在内壁312中形成的所述多个高压喷嘴330中的每个可在喷嘴开口或构型的喉部或颈部(例如，最窄零件；部分334)处包括第一直径(d1)。附加地，在中间壁318中形成的所述多个低压文丘里管332中的每个可在文丘里管开口或构型的喉部(例如，最窄零件)处包括第二直径(d2)。如图18的非限制性示例所示，每个低压文丘里管332的第二直径(d2)可高于或大于高压喷嘴330的第一直径(d1)。在非限制性示例中，低压文丘里管332的第二直径可为高压喷嘴330的第一直径(d1)的至少两倍大(例如，比率2:1或更大)。在其他非限制性示例中，低压文丘里管332的第二直径可比高压喷嘴330的第一直径(d1)大得多(例如，大10％)。第一直径(d1)和第二直径(d2)中的每者的大小或尺寸，以及第一直径(d1)和第二直径(d2)之间的大小差值可提高流过hgp部件300a、300b的hpf和lpf的速度和/或压力，如本文所讨论的。
应当理解，如图17和图18所示，在hgp部件300a、300b内形成的喷嘴330和文丘里管332的尺寸和/或数量仅是示例性的。这样，hgp部件300a、300b可包括更大或更小的喷嘴330和文丘里管332，并且/或者可包括在其中形成的更多或更少的喷嘴330和文丘里管332。附加地，尽管高压喷嘴330和低压文丘里管332两者的尺寸和/或形状被示为基本均匀，但应当理解，在hgp部件300a、300b中形成的所述多个喷嘴330和文丘里管332中的每者可以包括不同的尺寸和/或形状。在hgp部件300a、300b中形成的喷嘴330和文丘里管332的尺寸、形状和/或数量可至少部分地取决于气体涡轮机系统10在操作期间的各种参数(例如，暴露温度、暴露压力、涡轮机壳体36内的位置、hpf操作压力/温度、lpf操作压力/温度等)。附加地或另选地，在hgp部件300a、300b中形成的喷嘴330和文丘里管332的尺寸、形状和/或数量可至少部分地取决于hgp部件300a、300b的特性(例如，内壁312的厚度、中间壁318的厚度、室322、324的体积、冷却通道328的体积等)。
附加地，如图18所示，hgp部件300a、300b的主体302的中间壁318也可包括多个漫射体336。所述多个漫射体336中的每个可与穿过中间壁318形成的对应低压文丘里管332一体形成。即，并且如图18所示，漫射体336可与每个低压文丘里管332一体形成并且可邻近低压文丘里管332径向定位，并且更具体地，邻近每个低压文丘里管332的喉部(例如，最窄零件)径向定位。漫射体336也可邻近hgp部件300a、300b的主体302的外壁320形成和/或朝该外壁径向延伸。在非限制性示例中，漫射体336可包括发散的形状、几何形状和/或构型，当漫射体336朝hgp部件300a、300b的外壁320更靠近地延伸时，该发散的形状、几何形状和/或构型变得更大或更宽。在非限制性示例中，漫射体336的最大尺寸(例如，直径)可在邻近外壁320的端部338处形成。漫射体336的端部338可包括第三直径(d3)，该第三直径可大于或高于高压喷嘴330的第一直径(d1)和低压文丘里管332的第二直径(d2)。除了第一直径(d1)和第二直径(d2)中的每者的大小或尺寸之外，hgp部件300a、300b的每个漫射体336的第三直径(d3)的大小可增加流过hgp部件300a、300b的hpf和lpf的静压，如本文所讨论的。
回到图17，hgp部件300a、300b还可包括至少一个冷却孔340、342。更具体地，hgp部件300a、300b的主体302可包括穿过外壁320形成和/或延伸穿过该外壁的冷却孔340、342。在非限制性示例中，第一冷却孔340可延伸穿过hgp部件300a、300b的主体302的压力侧308上的外壁320，并且第二冷却孔342可延伸穿过吸力侧310上的外壁320。附加地，冷却孔340、342可穿过主体302的外壁320的外表面326形成并且/或者可延伸穿过该外表面。冷却孔340、342可与冷却通道328流体联接和/或流体连通。如本文所讨论的，冷却流体(例如，hpf、lpf)可在经由与冷却通道328流体连通的冷却孔340、342从hgp部件300a、300b排出之前流过冷却通道328。
尽管示出了两个冷却孔340、342形成在hgp部件300a、300b中并且与冷却通道328流体连通，但应当理解，在hgp部件300a、300b内形成的冷却孔的数量仅是示例性的。因此，hgp部件300a、300b可包括在其中形成的更多或更少的冷却孔，用于在操作期间从hgp部件300a、300b排出冷却流体(例如，hpf、lpf)。在hgp部件300a、300b中形成的冷却孔的数量可至少部分地取决于气体涡轮机系统10在操作期间的各种参数(例如，暴露温度、暴露压力、涡轮机壳体36内的位置/级、hpf操作压力/温度、lpf操作压力/温度等)。附加地或另选地，在hgp部件300a、300b中形成的冷却孔的数量可至少部分地取决于hgp部件300a、300b的特性(例如，外壁320的厚度、室322、324的体积、冷却通道328的体积等)。
参考图17和图18，本文可讨论了hpf和lpf的穿过hgp部件300a、300b的流动路径。具体地，在图17和图18中，流体的流动方向可由箭头表示并且可标记为“hpf”和“lpf”。
在非限制性示例中，hpf可从区域50流过涡轮机桨片38和/或定子叶片40的一部分(参见图16)，并且流入延伸穿过和/或形成在hgp部件300a、300b中的高压流体室322。hpf可从高压流体室322流过穿过内壁312形成的所述多个高压喷嘴330。在其中高压喷嘴330与延伸穿过中间壁318的低压文丘里管332对准和/或同心的非限制性示例中，hpf可直接流入和/或流过穿过中间壁318形成的低压文丘里管332。hpf可与也流过低压文丘里管332的lpf混合并且基本上通电或提高其速度。hpf可流过低压文丘里管332，可被中间壁318的漫射体336扩散，并且可流向hgp部件300a、300b的冷却通道328。一旦进入冷却通道328，hpf和lpf的混合物可基本上冷却hgp部件300a、300b的外壁320，并且可朝hgp部件300a、300b的冷却孔340、342流过冷却通道328并随后从这些冷却孔排出。
与流过hgp部件300a、300b的hpf同时和/或独立于hpf，lpf也可提供给hgp部件300a、300b并流过该hgp部件。lpf可从区域52流过涡轮机桨片38和/或定子叶片40的一部分(参见图16)，并且流入延伸穿过和/或形成在hgp部件300a、300b中的低压流体室324。一旦被提供给低压流体室324，lpf就可以流过穿过中间壁318形成的所述多个低压文丘里管332。在其中高压喷嘴330的部分334(参见图18)延伸到低压文丘里管332中的非限制性示例中，高压喷嘴330的部分334可引导lpf通过低压文丘里管332。附加地，在高压喷嘴330与低压文丘里管332对准和/或同心的情况下，lpf可直接流入低压文丘里管332，并且可与hpf混合并且在流过低压文丘里管332时基本上被充电或经历速度的提高。类似于hpf，lpf可流过低压文丘里管332，可被中间壁318的漫射体336扩散，并且可流向hgp部件300a、300b的冷却通道328。一旦进入冷却通道328，lpf连同hpf可在经由与冷却通道328流体连通的冷却孔340、342从hgp部件排出之前基本上冷却hgp部件300a、300b的外壁320(参见图17)。
如图17所示，hgp部件300a、300b可包括可类似于本文所讨论的那些的附加特征部和/或部分。即，hgp部件300a、300b的主体302可包括邻近后缘306定位的附加特征部和/或部分，这些附加特征部和/或部分可基本上类似于邻近前缘304定位的那些特征部和/或部分。例如，图17所示的hgp部件300a、300b可包括邻近后缘306形成的不同的壁344、346，这些壁可限定hgp部件300a、300b的主体302内的各种室348、350和/或通道352。具体地，hgp部件300a、300b的主体302还可包括限定第二或不同的高压流体室348的第二或不同的内壁344、围绕用于限定低压流体室350的内壁344的第二或不同的中间壁346，以及围绕用于限定第二或不同的冷却通道352的中间壁346的外壁320。附加地，如图17所示，不同的内壁344可包括穿过其中延伸或形成的多个高压喷嘴330，并且不同的中间壁346可包括穿过其中延伸或形成的多个低压文丘里管332，如本文相对于内壁312和中间壁320类似地讨论的。应当理解，类似命名的部件或特征部(例如，内壁312和不同的内壁344、中间壁320和不同的中间壁346、高压流体室330和不同的高压流体室348等)可以基本上类似的方式起作用。为清楚起见，已经省略了对这些部件的冗余解释。
同样基本上类似于邻近前缘304定位的那些特征部和/或部分，hgp部件300a、300b可包括附加的和/或不同的冷却孔354、356。类似于冷却孔340、342，冷却孔354、356可穿过外壁320形成并且/或者延伸穿过该外壁。在非限制性示例中，冷却孔354可延伸穿过hgp部件300a、300b的主体302的压力侧308上的外壁320，并且冷却孔356可延伸穿过吸力侧310上的外壁320。附加地，冷却孔354、356可穿过主体302的外壁320的外表面326形成并且/或者可延伸穿过该外表面。冷却孔354、356可与冷却通道352流体联接和/或流体连通。如本文相对于冷却孔340、342类似地讨论的，冷却流体(例如，hpf、lpf)可在经由与冷却通道352流体连通的冷却孔354、356从hgp部件300a、300b排出之前流过冷却通道352。
在非限制性示例中，hgp部件300a、300b还可包括后缘冷却孔358。后缘冷却孔358可穿过外壁320形成并且/或者延伸穿过该外壁。具体地，后缘冷却孔358可延伸穿过hgp部件300a、300b的主体302的压力侧308和吸力侧310之间的外壁320，并且可延伸穿过(或邻近)hgp部件300a、300b的后缘306并且/或者穿过(或邻近)该后缘形成。附加地，后缘冷却孔358可穿过主体302的外壁320的外表面326形成并且/或者可延伸穿过该外表面。后缘冷却孔358也可与冷却通道352流体联接和/或流体连通。类似于冷却孔354、356，冷却流体(例如，hpf、lpf)可在经由与冷却通道352流体连通的后缘冷却孔358从hgp部件300a、300b排出之前流过冷却通道352。
附加地，在图17所示的非限制性示例中，hgp部件300a、300b可包括分段壁360。更具体地，hgp部件300a、300b的主体302可包括与外壁320一体形成和/或被该外壁围绕的分段壁360。如图17所示，分段壁360可在hgp部件300a、300b的压力侧308和吸力侧310之间延伸并且/或者可在该压力侧和该吸力侧之间形成，并且可在前缘304和后缘306之间的主体302内定位或形成。分段壁360也可在冷却通道328和形成在hgp部件300a、300b中的不同冷却通道352之间延伸并将它们分开。
虽然示出了两组单独冷却构型(例如内壁、中间壁、高压流体室、低压流体室、冷却通道、冷却孔等)形成在hgp部件300a、300b中，但应当理解，在hgp部件300a、300b中形成相同冷却构型和部件的数量仅是示例性的。因此，hgp部件300a、300b可包括更多或更少的冷却构型和/或壁、室和/或冷却通道。在hgp部件300a、300b中形成冷却构型的特征部或部件的数量可至少部分地取决于气体涡轮机系统10在操作期间的各种参数(例如，暴露温度、暴露压力、涡轮机壳体36内的位置/级、hpf操作压力/温度、lpf操作压力/温度等)。附加地或另选地，在hgp部件300a、300b中形成冷却构型的特征部或部件的数量可至少部分地取决于hgp部件300a、300b的特性(例如，外壁320的厚度、室322、324、348、350的体积、冷却通道328、352的体积等)。
图19和图20示出了hgp部件300a、300b的附加非限制性示例的俯视剖视图。图19至图20中所示的hgp部件300a、300b的非限制性示例可包括当用于涡轮机28中时的附加特征部和/或部件，如本文所讨论的。应当理解，类似编号和/或命名的部件可能以基本类似的方式起作用。为清楚起见，已经省略了对这些部件的冗余解释。
如图19所示，hgp部件300a、300b可包括至少一个支撑件362。支撑件362可例如定位在hgp部件300a、300b的高压流体室322内。支撑件362可向hgp部件300a、300b提供支撑、结构和/或刚度，并且更具体地，至少向hgp部件300a、300b的主体302的内壁312提供支撑、结构和/或刚度。附加地，支撑件362还可在操作期间防止或基本上减少包括各种内室322、324和通道328的hgp部件300a、300b的振动。在非限制性示例中，支撑件362可包括第一区段364，该第一区段可定位在高压流体室322内并(径向)延伸穿过该高压流体室。支撑件的第一区段364可邻近内壁312定位，与该内壁分开定位并且/或者被该内壁围绕。支撑件362还可包括定位在高压流体室322内的至少一个不同的或第二区段366。第二区段366可在hgp部件300a、300b的第一区段364和内壁312之间延伸。具体地，支撑件362的第二区段366可在内壁312之间延伸并接触该内壁，并且/或者与该内壁联接、附连或一体形成，以将支撑件362的第一区段364联接和/或接合到hgp部件300a、300b的内壁312。
在非限制性示例中，支撑件362可与hgp部件300a、300b的主体302一体形成。更具体地，包括第一区段364和第二区段366的支撑件362可与包括内壁312的主体302一体形成。当使用任何合适的增材制造工艺和/或方法形成hgp部件300a、300b的整体主体302时，支撑件362可与主体302/内壁312一起形成，如本文所讨论的。另选地，仅区段之一(例如，第一区段364)或支撑件362的任何部分可与hgp部件300a、300b的主体302/内壁312一体形成。在这些非限制性示例中，不与主体302一体形成的区段可使用任何合适的制造工艺包括但不限于铣削、车削、切割、铸造、模制、钻孔等分开和/或单独地形成。附加地，单独形成的区段364、366或另选地整个支撑件362可彼此接合、联接和/或附连，随后使用包括但不限于焊接、紧固、熔化、烧结、硬钎焊等的任何合适的接合工艺或技术接合、联接和/或附连到hgp部件300a、300b的主体302/内壁312。
附加地，如图19所示，hgp部件300a、300b还可包括至少一个支撑销368。在非限制性示例中，多个支撑销368可在内壁312和中间壁318之间定位和/或延伸，并且可定位在低压流体室324内。附加地，所述多个支撑销368中的每个也可分别与hgp部件300a、300b的内壁312和中间壁318接触和/或联接、附连或一体形成。类似于支撑件362，将所述多个支撑销368包括在hgp部件300a、300b内可向hgp部件300a、300b的内壁312和中间壁318提供附加的或改善的支撑、结构和/或刚度，并且可在气体涡轮机系统10的操作期间基本上防止hgp部件300a、300b的振动。除了向hgp部件300a、300b的各部分提供支撑、结构和/或刚度之外，定位在低压流体室324内的所述多个支撑销368还可以在气体涡轮机系统10的操作期间辅助hgp部件300a、300b的热传递和/或冷却(参见图16)，如本文所讨论的。在非限制性示例中，当使用任何合适的增材制造工艺和/或方法形成hgp部件300a、300b的整体主体302时，所述多个支撑销368可与内壁312和/或中间壁318一体形成，如本文所讨论的。另选地，支撑销368可使用任何合适的制造工艺分开和/或单独地形成，并且随后可使用任何合适的接合工艺或技术接合、联接和/或附连到hgp部件300a、300b的内壁312和中间壁318。
如图19所示，邻近后缘306形成的不同的冷却构型可不包括支撑件362和所述多个支撑销368。即，支撑件362可仅定位在高压流体室322内并且/或者延伸穿过该高压流体室。在其他非限制性示例中，hgp部件300a、300b可包括所有冷却构型(例如，包括高压流体室322的前缘冷却构型和包括高压流体室348的后缘冷却构型)下的支撑件362和/或所述多个支撑销368。
尽管示出为仅在内壁312和中间壁318之间形成，但hgp部件300a、300b可包括在主体302的其他部分中和/或附加壁之间形成的附加支撑销368。在图20所示的非限制性示例中，hgp部件300a、300b可包括在内壁312和中间壁318之间形成或定位的第一多个支撑销368，如本文相对于图19类似地讨论的。附加地，在非限制性示例中，hgp部件300a、300b可包括在中间壁318和外壁320之间定位和/或延伸并定位在冷却通道328内的第二多个支撑销370。附加地，第二多个支撑销370中的每个也可分别与hgp部件300a、300b的中间壁318和外壁320接触和/或联接、附连或一体形成。类似于第一多个支撑销368，包括在hgp部件300a、300b内的第二多个支撑销370可向hgp部件300a、300b的中间壁318和外壁320提供附加的或改善的支撑、结构和/或刚度，并且可在气体涡轮机系统10的操作期间基本上防止hgp部件300a、300b的振动。除了向hgp部件300a、300b的各部分提供支撑、结构和/或刚度之外，定位在冷却通道328内的第二多个支撑销370还可以在气体涡轮机系统10的操作期间辅助hgp部件300a、300b的热传递和/或冷却(参见图16)，如本文所讨论的。
同样类似于第一多个支撑销368，当使用任何合适的增材制造工艺和/或方法来形成hgp部件300a、300b的整体主体302时，第二多个支撑销370可与中间壁318和/或外壁320一体形成，如本文所讨论的。另选地，支撑销370可使用任何合适的制造工艺分开和/或单独地形成，并且随后可使用任何合适的接合工艺或技术接合、联接和/或附连到hgp部件300a、300b的中间壁318和/或外壁320。
如图19和图20所示，定位或形成在hgp部件300a、300b内的支撑销368、370的尺寸、形状和/或数量仅是例示性的。同样地，hgp部件300a、300b可包括更大或更小的支撑销368、370、不同尺寸的支撑销368、370，和/或可包括形成在其中的更多或更少的支撑销368、370。在hgp部件300a、300b中形成的支撑销368、370的尺寸、形状和/或数量可以至少部分地取决于气体涡轮机系统10在操作期间的操作特性(例如，暴露温度、暴露压力、涡轮机壳体36内的位置等)。附加地或另选地，在hgp部件300a、300b中形成的支撑销368、370的尺寸、形状和/或数量可至少部分地取决于hgp部件300a、300b的特性(例如，内壁312/中间壁318/外壁320的厚度、室322、324的体积、冷却通道328的体积等)。
图21示出了hgp部件300a、300b的另一个非限制性示例的俯视剖视图。图21中所示的hgp部件300a、300b的非限制性示例可包括与本文所讨论的其他非限制性示例不同的特征部和/或部件。应当理解，类似编号和/或命名的部件可能以基本类似的方式起作用。为清楚起见，已经省略了对这些部件的冗余解释。
例如，并且如本文所讨论的，hgp部件300a、300b可不由整体主体302形成。相反，hgp部件300a、300b可由各种不同的零件形成。更具体地，hgp部件300a、300b的内壁312和中间壁318可由不同的零件形成并且/或者可不同于hgp部件300a、300b的外壁320而形成。在图21所示的非限制性实施方案中，内壁312和中间壁318可单独形成和/或与外壁320分开，并且可对主体302或外壁320感兴趣并随后接合、联接和/或附连到该主体或该外壁以形成hgp部件300a、300b。内壁312和中间壁318可接合、联接和/或附连到hgp部件300a、300b和/或桨片38的各部分，例如平台47或尖端部分48。在另一个非限制性示例中，内壁312可经由第一多个支撑销368(以虚线示出)联接到中间壁318，并且/或者中间壁318可经由第二多个支撑销370(以虚线示出)联接到外壁320，如本文相对于图20类似地讨论的。将单独零件内壁312和中间壁318与主体302或外壁320包括并接合在一起可形成并限定高压流体室322、低压流体室324和冷却通道328，如本文所讨论的。
在图21所示的非限制性示例中，内壁312和中间壁318可由与hgp部件300a、300b的外壁320不同的材料形成。例如，内壁312和中间壁318可由具有第一组材料属性和/或特性(例如，熔点、热传递特性、硬度、延展性等)的第一金属或合金形成，而外壁320可由具有第二组材料属性和/或特性的第二金属或合金形成。另选地，内壁312、中间壁318和外壁320中的每者可由不同的材料形成，其中每种材料具有独特的材料属性和/或特性。在另一个非限制性示例中，内壁312、中间壁318和外壁320可由相同的材料形成，但仍分开和/或单独地形成。内壁312、中间壁318和外壁320中的每者可各自使用任何合适的制造工艺包括但不限于增材制造、铣削、车削、切割、铸造、模制、钻孔等单独和/或分开地形成。附加地，内壁312、中间壁318和外壁320可使用任何合适的接合工艺或技术彼此接合、联接和/或附连以形成hgp部件300a、300b，该接合工艺或技术包括但不限于焊接、紧固、熔化、烧结、硬钎焊等。
通过利用如本文相对于图2至图21讨论的支撑件102、202和/或hgp部件100、200、300a、300b，气体涡轮机系统10的涡轮机28可利用存在在涡轮机28内的hpf和lpf两者来冷却hgp部件100、200、300a、300b。附加地，可用于冷却hgp部件100、200、300a、300b的hpf和lpf的比率可包括比hpf更大量的lpf。
可以多种方式形成热气路径(hgp)部件100、200和支撑件102、202(分别参见图2至图15)，以及涡轮机28的hgp部件300a、300b或翼型件42、46(参见图16至图21)。在一个实施方案中，hgp部件100、200、300a、300b和/或支撑件102、202可通过铸造制成。然而，如本文所指出的，增材制造尤其适于制造包括整体主体110、支撑件102、202的hgp部件100、200和包括整体主体302的hgp部件300a、300b。如本文所用，增材制造(am)可包括通过对材料进行连续分层而不是移除材料(在常规工艺的情况下是移除材料)来生产物件的任何工艺。增材制造可形成复杂的几何形状，而无需使用任何种类的工具、模具或夹具，并且很少浪费或不浪费材料。并非由实心塑料或金属坯体(其中许多被切削掉并被抛弃)对部件进行机加工，增材制造中使用的仅有材料是使零件成形所需的材料。增材制造工艺可包括但不限于：3d打印、快速成型(rp)、直接数字制造(ddm)、粘结剂喷射、选择性激光熔融(slm)和直接金属激光熔融(dmlm)。在当前设置中，已发现dmlm或slm是有利的。
为了示出增材制造工艺的示例，图22示出了用于生成物件902的例示性计算机化增材制造系统900的示意图/框图。在该示例中，系统900被布置用于dmlm。应当理解，本公开的一般教导内容同样适用于其他形式的增材制造。物件902被示出为翼型件42、46或hgp部件300a、300b(参见图12至图17)，但也可包括hgp部件100(参见图2至图13)和/或hgp部件200(参见图14和图15)。am系统900通常包括计算机化增材制造(am)控制系统904和am打印机906。如将描述的，am系统900执行代码920，该代码包括限定翼型件42、46的一组计算机可执行指令，以使用am打印机906物理地生成物件902。每个am工艺可使用呈例如细粒粉末、液体(例如聚合物)、片等形式的不同原材料，该原材料的原液可以保持在am打印机906的室910中。在这种情况下，翼型件42、46可由能够承受气体涡轮机系统10(参见图1)的环境的金属或金属化合物制成。如图所示，涂敷器912可形成原材料914的薄层，其作为空白画布铺展开，将根据该空白画布形成最终物件的每个连续切片。在其他情况下，涂敷器912可将下一层直接施加或打印到如代码920所定义的前一层上，例如在使用金属粘结剂喷射工艺的情况下。在所示的示例中，激光或电子束916如代码920所定义的那样为每个切片熔融颗粒，但是在采用快凝液态塑料/聚合物的情况下这可能不是必需的。am打印机906的各种零件可移动以适应每个新层的添加，例如，每个层之后，构建平台918可降低，并且/或者室910和/或涂敷器912可升高。
am控制系统904被示为在计算机930上被实现为计算机程序代码。在这种程度上，计算机930被示出包括存储器932、处理器934、输入/输出(i/o)接口936以及总线938。此外，计算机930被示出与外部i/o设备/资源940和存储系统942通信。通常，处理器934在代表本文所述的hgp部件100的来自代码920的指令下执行存储在存储器932和/或存储系统942中的计算机程序代码，诸如am控制系统904。当执行计算机程序代码时，处理器934可向/从存储器932、存储系统942、i/o设备940和/或am打印机906读取和/或写入数据。总线938提供计算机930中的每个部件之间的通信链路，并且i/o设备940可包括使用户能够与计算机交互的任何设备(例如，键盘、指向设备、显示器等)。计算机930仅表示硬件和软件的各种可能组合。例如，处理器934可包括单个处理单元或者跨越一个或多个位置(例如，客户端和服务器上)的一个或多个处理单元分布。类似地，存储器932和/或存储系统942可驻留在一个或多个物理位置。存储器932和/或存储系统942可包括各种类型的非暂态计算机可读存储介质的任何组合，包括磁介质、光介质、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)等。计算机930可包括任何类型的计算设备，诸如网络服务器、台式计算机、膝上型计算机、手持设备、移动电话、寻呼机、个人数字助理等。
增材制造工艺以存储代表hgp部件100的代码920的非暂态计算机可读存储介质(例如，存储器932、存储系统942等)开始。如所指出的，代码920包括定义外部电极的一组计算机可执行指令，该一组计算机可执行指令可用于在系统900执行代码时物理地生成尖端。例如，代码920可包括hgp部件100的精确定义的3d模型，并且可由各种各样的熟知计算机辅助设计(cad)软件系统(诸如
本公开的技术效果包括例如提供包括在其中形成的多个喷嘴和文丘里管的涡轮机桨片和/或定子叶片翼型件。翼型件的主体(使用增材制造形成)允许形成喷嘴/文丘里管的各层并且在冷却部件时利用低压流体。这导致冷却翼型件所需的流体的量减少，这继而降低了涡轮机系统内的燃料消耗和/或热速率。
本文使用的术语仅用于描述特定实施方案的目的并且不旨在限制本公开。如本文所用，单数形式“一个”、“一种”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文另有明确地说明。将进一步理解，当在说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”指定存在陈述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但是不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组。“任选的”或“任选地”意指随后描述的事件或情况可能发生或可能不发生，并且该描述包括事件发生的实例和事件不发生的实例。
如在整个说明书和权利要求书中使用的，近似语言可以用于修改可以允许变化的任何定量表示，而不会导致与其相关的基本功能的变化。因此，由一个或多个术语(诸如“约”、“大约”和“基本上”)修饰的值不限于指定的精确值。在至少一些情况下，近似语言可以对应于用于测量值的仪器的精度。在此和整个说明书和权利要求书中，范围限制可以组合和/或互换，此类范围被识别并且包括其中包含的所有子范围，除非上下文或语言另有指示。应用于范围的特定值的“大约”适用于两个值，除非另外依赖于测量值的仪器的精度，否则可以指示一个或多个所述值的 /-10％。
以下权利要求书中的所有装置或步骤加功能元件的对应结构、材料、动作和等同物旨在包括用于结合具体要求保护的其他要求保护的元件执行功能的任何结构、材料或动作。已经出于说明和描述的目的给出了对本公开的描述，但其并不旨在穷举或将本公开限制于所公开的形式。在不脱离本公开的范围和实质的情况下，许多修改和变化对于本领域普通技术人员将是显而易见的。选择和描述了实施方案以便最好地解释本公开的原理和实际应用，并且使得本领域的其他技术人员能够理解具有适合于预期的特定用途的各种修改的本公开的各种实施方案。
1.一种翼型件(42)，所述翼型件包括：
主体(110)，所述主体包括：
内壁(344)，所述内壁限定高压流体室(104)；
多个高压喷嘴(330)，所述多个高压喷嘴延伸穿过所述内壁(344)，所述多个高压喷嘴(330)中的每个与所述高压流体室(104)流体连通；
中间壁(318,346)，所述中间壁邻近所述内壁(344)定位并围绕所述内壁以限定在所述中间壁(318,346)和所述内壁(344)之间形成的低压流体室(324)；
多个低压文丘里管(332)，所述多个低压文丘里管延伸穿过所述中间壁(318,346)，所述多个低压文丘里管(332)中的每个与所述低压流体室(324)流体连通；和
外壁(320)，所述外壁邻近所述中间壁(318,346)定位并围绕所述中间壁以限定在所述中间壁(318,346)和所述外壁(320)之间形成的冷却通道(142,242)。
2.根据权利要求1所述的翼型件(42)，其中所述多个高压喷嘴(330)中的每个与所述低压流体室(324)流体连通，以将高压流体从所述高压流体室(104)提供给所述低压流体室(324)。
3.根据权利要求1所述的翼型件(42)，其中所述多个低压文丘里管(332)中的每个与所述冷却通道(142,242)流体连通，以将低压流体从所述低压流体室(324)提供给所述冷却通道(142,242)。
4.根据权利要求1所述的翼型件(42)，其中延伸穿过所述内壁(344)的所述多个高压喷嘴(330)与延伸穿过所述中间壁(318,346)的所述多个低压文丘里管(332)流体连通，以将高压流体从所述高压流体室(104)提供给所述多个低压文丘里管(332)。
5.根据权利要求1所述的翼型件(42)，其中所述多个高压喷嘴(330)中的每个与所述多个低压文丘里管(332)中的对应低压文丘里管(332)对准。
6.根据权利要求1所述的翼型件(42)，还包括延伸穿过所述外壁(320)的至少一个冷却孔(340,354)，所述至少一个冷却孔(340,354)与所述冷却通道(142,242)流体连通。
7.根据权利要求1所述的翼型件(42)，其中所述内壁(344)或所述中间壁(318,346)中的至少一者与所述外壁(320)一体形成。
8.根据权利要求1所述的翼型件(42)，还包括：
支撑件(362)，所述支撑件定位在所述高压流体室(104)内，所述支撑件(362)包括：
第一区段(364)，所述第一区段径向延伸穿过所述高压流体室(104)；和
至少一个第二区段(366)，所述至少一个第二区段在所述第一区段(364)和所述内壁(344)之间延伸并接触所述所述第一区段和所述内壁。
9.根据权利要求8所述的翼型件(42)，还包括以下中的至少一者：
第一多个支撑销(368)，所述第一多个支撑销在所述内壁(344)和所述中间壁(318,346)之间延伸并接触所述内壁和所述中间壁，或
第二多个支撑销(370)，所述第二多个支撑销在所述中间壁(318,346)和所述外壁(320)之间延伸并接触所述中间壁和所述外壁。
10.根据权利要求1所述的翼型件(42)，还包括以下中的至少一者：
第一多个支撑销(368)，所述第一多个支撑销在所述内壁(344)和所述中间壁(318,346)之间延伸并接触所述内壁和所述中间壁，或
第二多个支撑销(370)，所述第二多个支撑销在所述中间壁(318,346)和所述外壁(320)之间延伸并接触所述中间壁和所述外壁。
11.根据权利要求10所述的翼型件(42)，其中所述内壁(344)、所述中间壁(318,346)和所述多个支撑销(368)形成为整体部件。
12.根据权利要求1所述的翼型件(42)，其中：
延伸穿过所述内壁(344)的所述多个高压喷嘴(330)中的每个具有第一尺寸；以及
延伸穿过所述中间壁(318,346)的所述多个低压文丘里管(332)中的每个具有大于所述第一尺寸的第二尺寸。
13.根据权利要求12所述的翼型件(42)，其中所述多个低压文丘里管(332)中的每个还包括：
多个漫射体(152,336)，所述多个漫射体(152,336)中的每个与邻近所述冷却通道(142,242)的所述多个低压文丘里管(332)的对应低压文丘里管(332)一体形成。
14.根据权利要求13所述的翼型件(42)，其中所述多个漫射体(152,336)中的每个包括第三尺寸，所述第三尺寸大于所述多个低压文丘里管(332)的所述第二尺寸。
15.根据权利要求1所述的翼型件(42)，其中所述多个高压喷嘴(330)中的每个的区段(334)在对应低压文丘里管(332)内延伸。
技术总结