本發(fā)明總體上涉及一種用于燃?xì)鉁u輪機(jī)(a gas turbine)的渦輪機(jī)噴嘴(a turbine nozzle)。更特別地，本發(fā)明涉及一種具有冷卻通道和冷卻劑分配增壓室的渦輪機(jī)噴嘴，所述冷卻通道和冷卻劑分配增壓室限定在渦輪機(jī)噴嘴的內(nèi)帶(an inner band)或外帶(an outer band)內(nèi)。

背景技術(shù)：

燃?xì)鉁u輪機(jī)(如工業(yè)、航空或船用燃?xì)鉁u輪機(jī))按照串行流動(dòng)順序(in serial flow order)大體上包括壓縮機(jī)、燃燒器和渦輪機(jī)。渦輪機(jī)具有多個(gè)級(jí)，每個(gè)級(jí)包括一排渦輪機(jī)噴嘴和布置在渦輪機(jī)噴嘴的下游的相鄰的一排渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片。渦輪機(jī)噴嘴在渦輪機(jī)內(nèi)保持靜止并且渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片隨著轉(zhuǎn)子軸旋轉(zhuǎn)。各種渦輪機(jī)級(jí)限定通過渦輪機(jī)的熱氣體路徑(a hot gas path)。

在操作期間，壓縮機(jī)將壓縮空氣提供給燃燒器。壓縮空氣在限定于燃燒器內(nèi)的燃燒室或反應(yīng)區(qū)中與燃料混合并且燃燒以產(chǎn)生高速熱氣體流。熱氣體經(jīng)由渦輪機(jī)入口從燃燒器流動(dòng)到渦輪機(jī)的熱氣體路徑中。當(dāng)熱氣體流動(dòng)通過每個(gè)連續(xù)級(jí)時(shí)，來自高速熱氣體的動(dòng)能傳遞到多排渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片，因此導(dǎo)致轉(zhuǎn)子軸旋轉(zhuǎn)并且產(chǎn)生機(jī)械功。

渦輪機(jī)效率可以至少部分地與流動(dòng)通過渦輪機(jī)熱氣體路徑的熱氣體的溫度相關(guān)。例如，熱氣體的溫度越高，渦輪機(jī)的總效率越大。熱氣體的最大溫度至少部分地由各種渦輪機(jī)部件(如渦輪機(jī)噴嘴和渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片)的材料性質(zhì)和由各種冷卻回路的有效性和通過冷卻回路循環(huán)以將冷卻提供給各種渦輪機(jī)部件的冷卻介質(zhì)的有效性限制。

渦輪機(jī)噴嘴大體上包括在內(nèi)帶或護(hù)罩和外帶或護(hù)罩之間跨越延伸(extends in span)的翼型(an airfoil)。內(nèi)帶和外帶限定熱氣體路徑的內(nèi)流動(dòng)邊界和外流動(dòng)邊界(inner and outer flow boundaries)并且暴露于熱氣體。通過使冷卻介質(zhì)(如壓縮空氣)穿過徑向地延伸通過渦輪機(jī)噴嘴的翼型部分的中心或核心冷卻通道可以冷卻翼型。冷卻介質(zhì)的一部分流動(dòng)通過沿著翼型限定的各種膜孔，因此將膜冷卻(film cooling)提供給翼型。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的方面和優(yōu)點(diǎn)在以下描述中闡述、或者可以從描述顯而易見、或者可以通過本發(fā)明的實(shí)施而獲悉。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例是一種渦輪機(jī)噴嘴。所述渦輪機(jī)噴嘴包括從內(nèi)帶跨越延伸到外帶的翼型，其中所述內(nèi)帶和所述外帶限定所述渦輪機(jī)噴嘴的內(nèi)流動(dòng)邊界和外流動(dòng)邊界。所述內(nèi)帶限定有形成在所述內(nèi)帶的氣體側(cè)表面(a gas side surface)下方的第一組冷卻通道(a first set of cooling channels)和第二組冷卻通道(a second set of cooling channels)。所述內(nèi)帶還限定有與所述第一組冷卻通道和第二組冷卻通道流體連通的冷卻劑分配增壓室(a coolant distribution plenum)。所述冷卻劑分配增壓室將冷卻劑流提供給所述第一組冷卻通道和所述第二組冷卻通道中的至少一個(gè)。

在較佳實(shí)施例中，所述內(nèi)帶限定有提供冷卻劑供給和所述第一組冷卻通道之間的直接流體連通(direct fluid communication)的入口通道(an inlet passage)。

在較佳實(shí)施例中，所述內(nèi)帶限定有提供冷卻劑供給和所述冷卻劑分配增壓室之間的直接流體連通的入口通道。

在較佳實(shí)施例中，所述第一組冷卻通道在冷卻劑供給的直接下游，所述冷卻劑分配增壓室在所述第一組冷卻通道的直接下游，并且所述第二組冷卻通道在所述冷卻劑分配增壓室的直接下游。

在更佳實(shí)施例中，所述第二組冷卻通道與沿著所述內(nèi)帶的氣體側(cè)表面限定的至少一個(gè)冷卻劑排出口(coolant exhaust port)流體連通。

在更佳實(shí)施例中，所述第一組冷卻通道與沿著所述內(nèi)帶的氣體側(cè)表面限定的至少一個(gè)冷卻劑排出口流體連通。

在較佳實(shí)施例中，所述冷卻劑分配增壓室在冷卻劑供給的直接下游，并且所述第一組冷卻通道和所述第二組冷卻通道都在所述冷卻劑分配增壓室的直接下游。

在更佳實(shí)施例中，所述第一組冷卻通道與沿著所述內(nèi)帶的氣體側(cè)表面限定的至少一個(gè)冷卻劑排出口流體連通。

在更佳實(shí)施例中，所述第二組冷卻通道與沿著所述內(nèi)帶的氣體側(cè)表面限定的至少一個(gè)冷卻劑排出口流體連通。

在更佳實(shí)施例中，所述第一組冷卻通道和所述第二組冷卻通道中的至少一個(gè)與冷卻劑排出口流體連通，其中所述冷卻劑排出口提供通過所述內(nèi)帶的壓力側(cè)壁或吸力側(cè)壁的流體連通。

本發(fā)明的另一實(shí)施例是一種渦輪機(jī)噴嘴。所述渦輪機(jī)噴嘴包括從內(nèi)帶跨越延伸到外帶的翼型，其中所述內(nèi)帶和所述外帶限定所述渦輪機(jī)噴嘴的內(nèi)流動(dòng)邊界和外流動(dòng)邊界。所述外帶限定有形成在所述外帶的氣體側(cè)表面下方的第一組冷卻通道和第二組冷卻通道。所述外帶還限定有與所述第一組冷卻通道和第二組冷卻通道流體連通的冷卻劑分配增壓室。所述冷卻劑分配增壓室將冷卻劑流提供給所述第一組冷卻通道和所述第二組冷卻通道中的至少一個(gè)。

在較佳實(shí)施例中，所述外帶限定有提供冷卻劑供給和所述第一組冷卻通道之間的直接流體連通的入口通道。

在較佳實(shí)施例中，所述外帶限定有提供冷卻劑供給和所述冷卻劑分配增壓室之間的直接流體連通的入口通道。

在較佳實(shí)施例中，所述第一組冷卻通道在冷卻劑供給的直接下游，所述冷卻劑分配增壓室在所述第一組冷卻通道的直接下游，并且所述第二組冷卻通道在所述冷卻劑分配增壓室的直接下游。

在更佳實(shí)施例中，所述第二組冷卻通道與沿著所述外帶的氣體側(cè)表面限定的至少一個(gè)冷卻劑排出口流體連通。

在更佳實(shí)施例中，所述第一組冷卻通道與沿著所述外帶的氣體側(cè)表面限定的至少一個(gè)冷卻劑排出口流體連通。

在較佳實(shí)施例中，所述冷卻劑分配增壓室在冷卻劑供給的直接下游，并且所述第一組冷卻通道和所述第二組冷卻通道都在所述冷卻劑分配增壓室的直接下游。

在更佳實(shí)施例中，所述第一組冷卻通道與沿著所述外帶的氣體側(cè)表面限定的至少一個(gè)冷卻劑排出口流體連通。

在更佳實(shí)施例中，所述第二組冷卻通道與沿著所述外帶的氣體側(cè)表面限定的至少一個(gè)冷卻劑排出口流體連通。

在更佳實(shí)施例中，所述第一組冷卻通道和所述第二組冷卻通道中的至少一個(gè)與冷卻劑排出口流體連通，其中所述冷卻劑排出口提供通過所述外帶的壓力側(cè)壁或吸力側(cè)壁的流體連通。

當(dāng)閱覽說明書時(shí)，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將更好地領(lǐng)會(huì)這樣的實(shí)施例以及其它實(shí)施例的特征和方面。

附圖說明

包括對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是本發(fā)明的最佳模式的本發(fā)明的完整和能夠?qū)崿F(xiàn)的公開在包括對(duì)附圖的引用的說明書的剩余部分中更具體地闡述，其中：

圖1是可以包含本發(fā)明的各種實(shí)施例的示例性燃?xì)鉁u輪機(jī)的示意圖；

圖2是可以包含在本發(fā)明的各種實(shí)施例中的燃?xì)鉁u輪機(jī)的示例性渦輪機(jī)部段的橫截面?zhèn)纫晥D；

圖3是可以包含本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的示例性渦輪機(jī)噴嘴的透視側(cè)視圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例的、沿著截面線4-4獲得的如圖3中所示的包括內(nèi)帶的渦輪機(jī)噴嘴的一部分的橫截面俯視圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的、如圖4中所示的內(nèi)帶的一部分的放大簡化橫截面?zhèn)纫晥D；

圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的、如圖4中所示的內(nèi)帶的一部分的放大簡化橫截面?zhèn)纫晥D；

圖7提供根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的內(nèi)帶的俯視流動(dòng)圖(top view flow diagram)；

圖8提供根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的內(nèi)帶的俯視流動(dòng)圖；

圖9是根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例的、沿著截面線9-9獲得的如圖3中所示的包括外帶的渦輪機(jī)噴嘴的一部分的橫截面俯視圖；

圖10是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的、如圖9中所示的外帶的一部分的放大簡化橫截面?zhèn)纫晥D；

圖11是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的、如圖9中所示的外帶的一部分的放大簡化橫截面?zhèn)纫晥D；

圖12提供根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的外帶的俯視流動(dòng)圖；以及

圖13提供根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的外帶的俯視流動(dòng)圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將詳細(xì)地參考本發(fā)明的當(dāng)前實(shí)施例，在附圖中示出其中的一個(gè)或多個(gè)例子。詳細(xì)描述使用數(shù)字和字母標(biāo)識(shí)來指示圖中的特征。圖和描述中的相似或類似的標(biāo)識(shí)用于指示本發(fā)明的相似或類似的部件。

當(dāng)在本發(fā)明中使用時(shí)，術(shù)語“第一”、“第二”和“第三”可以可互換地被使用以將一個(gè)部件與另一部件區(qū)分并且不旨在表示單個(gè)部件的位置或重要性。術(shù)語“上游”和“下游”指的是相對(duì)于流體路徑中的流體流動(dòng)的相對(duì)方向。例如，“上游”指的是流體從其流動(dòng)的方向，并且“下游”指的是流體流向其的方向。術(shù)語“徑向”指的是大致垂直于特定部件的軸向中心線的相對(duì)方向，并且術(shù)語“軸向”指的是大致平行于和/或同軸對(duì)準(zhǔn)到特定部件的軸向中心線的相對(duì)方向。

本發(fā)明中使用的術(shù)語僅僅是為了描述特定實(shí)施例并且不旨在限制本發(fā)明。當(dāng)在本發(fā)明中使用時(shí)，單數(shù)形式“一”和“所述”旨在也包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文清楚地另外說明。還將理解當(dāng)在該說明書中使用時(shí)術(shù)語“包括”和/或“包含”指明所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除一個(gè)或多個(gè)其它特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、部件和/或它們的組的存在或加入。

每個(gè)例子作為本發(fā)明的解釋而不是本發(fā)明的限制被提供。實(shí)際上，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將顯而易見可以在本發(fā)明中進(jìn)行修改和變化而不脫離本發(fā)明的范圍或精神。例如，作為一個(gè)實(shí)施例的一部分示出或描述的特征可以在另一實(shí)施例上使用以產(chǎn)生又一實(shí)施例。因此，本發(fā)明旨在涵蓋屬于附帶的權(quán)利要求及其等效物的范圍內(nèi)的這樣的修改和變化。

盡管為了舉例說明將大體上在用于陸基發(fā)電燃?xì)鉁u輪機(jī)的渦輪機(jī)噴嘴的背景下描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將容易領(lǐng)會(huì)本發(fā)明的實(shí)施例可以應(yīng)用于任何形式或類型的燃?xì)鉁u輪機(jī)并且不限于陸基發(fā)電燃?xì)鉁u輪機(jī)，除非在權(quán)利要求中具體地?cái)⑹觥?/p>

如本發(fā)明中所述、所示和要求權(quán)利，本發(fā)明大體上涉及渦輪機(jī)噴嘴或其它熱氣體路徑部件的內(nèi)帶或外帶部分中的至少一個(gè)，其具有專用于表面下冷卻的一個(gè)或多個(gè)冷卻劑分配或供應(yīng)增壓室或微通道以將新冷卻劑提供給通道并且不提供來自諸如銷堆(pin bank)或沖擊的其它過程的廢冷卻劑。在其它實(shí)施例中，冷卻劑分配增壓室可以收集來自不同冷卻通道的冷卻劑并且然后將冷卻劑進(jìn)給到布置在下游的另一組冷卻通道從而構(gòu)建表面冷卻網(wǎng)絡(luò)。

現(xiàn)在參考圖，圖1示出可以包含本發(fā)明的各種實(shí)施例的示例性燃?xì)鉁u輪機(jī)10的示意圖。如圖所示，燃?xì)鉁u輪機(jī)10大體上包括具有布置在軸流式壓縮機(jī)16的上游端處的入口14的壓縮機(jī)部段12。燃?xì)鉁u輪機(jī)10還包括定位在壓縮機(jī)16的下游的具有一個(gè)或多個(gè)燃燒器20的燃燒部段18和布置在燃燒部段18的下游的包括渦輪機(jī)24(如膨脹渦輪機(jī))的渦輪機(jī)部段22。軸26沿著燃?xì)鉁u輪機(jī)10的軸向中心線28軸向地延伸通過壓縮機(jī)16和渦輪機(jī)24。

圖2提供可以包含本發(fā)明的各種實(shí)施例的示例性渦輪機(jī)24的橫截面?zhèn)纫晥D。如圖2中所示，渦輪機(jī)24可以包括多個(gè)渦輪機(jī)級(jí)。例如，渦輪機(jī)24可以包括三個(gè)渦輪機(jī)，其包括第一級(jí)30(a)，第二級(jí)30(b)和第三級(jí)30(c)。渦輪機(jī)級(jí)30的總數(shù)量可以大于或小于三并且本發(fā)明的實(shí)施例不應(yīng)當(dāng)被限制到三個(gè)渦輪機(jī)級(jí)，除非另外在權(quán)利要求中敘述。

如圖2中所示，每個(gè)級(jí)30(a)-30(c)按照串行流動(dòng)順序包括沿著軸26(圖1)軸向地間隔的相應(yīng)的一排渦輪機(jī)噴嘴32(a)、32(b)和32(c)和相應(yīng)的一排渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片(turbine rotor blades)34(a)、34(b)和34(c)。殼體或外殼36圓周地圍繞渦輪機(jī)噴嘴32(a)-32(c)和渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片34(a)-34(c)的每個(gè)級(jí)30(a)-30(c)。在燃?xì)鉁u輪機(jī)10的操作期間渦輪機(jī)噴嘴32(a)-32(c)與渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片34(a)-34(c)相比較渦輪機(jī)噴嘴32(a)-32(c)保持靜止。例如，渦輪機(jī)噴嘴32(a)-32(c)可以連接到殼體36或噴嘴環(huán)(未顯示)。

在操作中，如圖1和2中總體上所示，來自壓縮機(jī)16的壓縮空氣38提供給燃燒器20，在燃燒器20處它與燃料混合并且燃燒以提供從燃燒器20流動(dòng)到渦輪機(jī)24中的熱燃燒氣體40的氣流。壓縮空氣38的至少一部分可以用作用于冷卻渦輪機(jī)的各種部件(如渦輪機(jī)噴嘴32(a)-32(c)和渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片34(a)-34(c))的冷卻介質(zhì)。

圖3提供可以包含到如圖2中所示的渦輪機(jī)24中并且可以包含本發(fā)明的各種實(shí)施例的示例性渦輪機(jī)噴嘴100的透視圖。渦輪機(jī)噴嘴100可以與渦輪機(jī)噴嘴32(a)-32(c)中的任何一個(gè)對(duì)應(yīng)或者可以代替它被安裝。在特定實(shí)施例中，渦輪機(jī)噴嘴100與在工業(yè)中也可以稱為一級(jí)噴嘴或S1N的第一級(jí)30(a)的渦輪機(jī)噴嘴32(a)對(duì)應(yīng)。

如圖3中所示，渦輪機(jī)噴嘴100包括內(nèi)帶200，與內(nèi)帶200徑向地間隔的外帶300，以及從內(nèi)帶200跨越延伸到外帶300的翼型400。內(nèi)帶200包括氣體側(cè)(a gas side)202和從氣體側(cè)202徑向向內(nèi)定向的后側(cè)(a back side)204。外帶300包括氣體側(cè)302和從氣體側(cè)302徑向向外定向的后側(cè)304。如圖2和3總體上所示，外帶300的氣體側(cè)302和內(nèi)帶200的氣體側(cè)202限定以高速度從燃燒器20流動(dòng)通過渦輪機(jī)24的熱燃燒氣體40的氣流的內(nèi)徑向流動(dòng)邊界和外徑向流動(dòng)邊界。如圖3中所示，翼型400包括前緣部分402，后緣部分404，吸力側(cè)壁406以及壓力側(cè)壁408。

圖4提供如圖3中所示的沿著截面線4-4獲得的渦輪機(jī)噴嘴100的一部分的橫截面俯視圖并且包括根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的翼型400和內(nèi)帶200的一部分。如圖4中所示，內(nèi)帶200包括在翼型400的前緣部分402的前方或上游的前壁206，在后緣部分404的后方或下游的后壁208，吸力側(cè)壁210以及壓力側(cè)壁212。在特定布置中，渦輪機(jī)噴嘴100包括和/或至少部分地限定初級(jí)冷卻通道102。在一個(gè)實(shí)施例中，初級(jí)冷卻通道102徑向地或大致徑向地延伸通過外帶300、翼型400和內(nèi)帶200。

圖5和6提供根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例的、如圖4中所示的內(nèi)帶200的一部分的簡化橫截面圖。在一個(gè)實(shí)施例中，如圖4、5和6中共同所示，內(nèi)帶200限定在內(nèi)帶200的氣體側(cè)表面218下方形成的多個(gè)冷卻通道214和冷卻劑分配增壓室216(圖5)。多個(gè)冷卻通道214可以機(jī)械加工、鑄造或以另外方式形成于內(nèi)帶200的氣體側(cè)表面218下方。在特定實(shí)施例中，如圖5和6中所示，氣體側(cè)表面218可以至少部分地由覆蓋和/或密封多個(gè)冷卻通道214的一個(gè)或多個(gè)板和/或涂層220形成。

如圖4、5和6中所示，多個(gè)冷卻通道214可以包括多組冷卻通道214。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，如圖5和6中所示，多個(gè)冷卻通道214包括至少第一組冷卻通道214(a)和第二組冷卻通道214(b)。一組冷卻通道214可以包括一個(gè)或多個(gè)冷卻通道并且不限于如圖5和6中所示的兩個(gè)或三個(gè)冷卻通道，除非另外在權(quán)利要求中敘述。

多個(gè)冷卻通道214可以取決于內(nèi)帶200的特定冷卻要求在氣體側(cè)表面218下方布置在各種位置。例如，如圖4中所示，多個(gè)冷卻通道214中的至少一些可以布置或定向成遵循或大致遵循翼型400的前緣部分402、吸力側(cè)壁406、后緣部分404和壓力側(cè)壁408中的一個(gè)或多個(gè)的曲率或輪廓。冷卻通道214中的至少一些可以鄰近內(nèi)帶200的吸力側(cè)壁210或后壁208和/或鄰近吸力側(cè)壁210和壓力側(cè)壁212之間的內(nèi)帶200的前壁206布置。

在各種實(shí)施例中，冷卻劑分配增壓室216形成于內(nèi)帶200中以將如圖5和6中的箭頭222指示的冷卻劑流提供給第一組冷卻通道214(a)和/或第二組冷卻通道214(b)中的至少一個(gè)。在各種實(shí)施例中，如圖5和6中所示，內(nèi)帶200包括和/或限定多個(gè)內(nèi)部通道224，其布置在氣體側(cè)表面218下方并且提供冷卻劑分配增壓室216、第一組冷卻通道214(a)和第二組冷卻通道214(b)之間的冷卻劑222的流體連通。

在一個(gè)實(shí)施例中，如圖5中所示，內(nèi)帶200限定入口通道226，其提供諸如壓縮機(jī)16(圖1)的冷卻劑供給和第一組冷卻通道214(a)之間的直接流體連通。在該配置中，第一組冷卻通道214(a)在冷卻劑供給的直接下游，冷卻劑分配增壓室216在第一組冷卻通道214(a)的直接下游，并且第二組冷卻通道214(b)在冷卻劑分配增壓室216的直接下游。在特定實(shí)施例中，入口通道226可以包括沿著內(nèi)帶200的后側(cè)204限定的入口。

在特定實(shí)施例中，如圖5中所示，第二組冷卻通道214(b)與沿著內(nèi)帶200的氣體側(cè)表面218限定的至少一個(gè)冷卻劑排出口228流體連通。在一個(gè)實(shí)施例中，第二組冷卻通道214(b)與沿著如圖5中所示的壓力側(cè)壁212或內(nèi)帶200的吸力側(cè)壁210中的一個(gè)限定的至少一個(gè)冷卻劑排出口230流體連通。在特定實(shí)施例中，第一組冷卻通道214(a)與沿著內(nèi)帶200的氣體側(cè)表面218限定的至少一個(gè)冷卻劑排出口232流體連通。

圖7提供根據(jù)圖5中所示的實(shí)施例的內(nèi)帶200的俯視流動(dòng)圖。在操作中，如圖5和7中共同所示，冷卻劑222行進(jìn)通過入口通道226并且進(jìn)入第一組冷卻通道214(a)的各種冷卻通道214，因此將冷卻提供給在冷卻通道214上方的氣體側(cè)表面218。例如，如圖7中所示，冷卻劑可以流動(dòng)到進(jìn)給第一組冷卻通道214(a)的單獨(dú)的冷卻通道214的第一冷卻劑溝槽234中。冷卻劑222然后可以從冷卻通道214流動(dòng)到第二冷卻劑溝槽236中并且然后流動(dòng)到冷卻劑分配增壓室216，在該處它可以用于冷卻內(nèi)帶200的另一部分。冷卻劑222然后可以流動(dòng)到進(jìn)給第二組冷卻通道214(b)的單獨(dú)的冷卻通道214的第三冷卻劑溝槽238，因此將冷卻提供給在第二組冷卻通道214(b)的冷卻通道214上方的氣體側(cè)表面218。冷卻劑222然后可以從可與第四冷卻劑溝槽240流體連通的冷卻劑排出口228排出以將膜冷卻提供給氣體側(cè)表面218和/或從冷卻劑排出口230排出以幫助在圓周相鄰的渦輪機(jī)噴嘴100的相鄰內(nèi)帶200之間形成密封。

在特定實(shí)施例中，冷卻劑222的一部分可以從冷卻劑排出口232排出以將膜冷卻提供給鄰近第一組冷卻通道214(a)的氣體側(cè)表面218。冷卻劑分配增壓室216內(nèi)的壓力大體上低于第一組冷卻通道214(a)中的壓力，第二組冷卻通道214(b)中的壓力大體上低于冷卻劑分配增壓室216中的壓力，并且就在冷卻劑排出口228、232和230的外部的壓力大體上低于第一或第二組冷卻通道214(a)、214(b)中的壓力。

在一個(gè)實(shí)施例中，如圖6中所示，入口通道242提供冷卻劑供給和冷卻劑分配增壓室216之間的流體連通或直接流體連通。入口通道242可以具有沿著內(nèi)帶200的后側(cè)204布置的入口。第一組冷卻通道214(a)和第二組冷卻通道214(b)在冷卻劑分配增壓室216的直接下游。在一個(gè)實(shí)施例中，第一組冷卻通道214(a)與沿著內(nèi)帶200的氣體側(cè)表面218限定的至少一個(gè)冷卻劑排出口244和/或沿著內(nèi)帶200的吸力側(cè)壁210限定的至少一個(gè)冷卻劑排出口246流體連通。第二組冷卻通道214(b)與沿著內(nèi)帶200的氣體側(cè)表面218限定的至少一個(gè)冷卻劑排出口248和/或沿著內(nèi)帶200的壓力側(cè)壁212限定的至少一個(gè)冷卻劑排出口250流體連通。

圖8提供根據(jù)圖6中所示的實(shí)施例的內(nèi)帶200的俯視流動(dòng)圖。在操作中，如圖6和8中所示，冷卻劑222行進(jìn)通過入口通道242并且進(jìn)入冷卻劑分配增壓室216，在該處它可以用于提供內(nèi)帶200內(nèi)的冷卻。冷卻劑222然后經(jīng)由冷卻劑溝槽234分配到第一組冷卻通道214(a)的各種冷卻通道214并且經(jīng)由冷卻劑溝槽238分配到第二組冷卻通道214(b)的各種冷卻通道214。當(dāng)冷卻劑流動(dòng)通過冷卻通道214時(shí)，冷卻提供給在第一組冷卻通道214(a)的冷卻通道214上方和在第二組冷卻通道214(b)上方的氣體側(cè)表面218。冷卻劑222然后可以經(jīng)由冷卻劑溝槽236和冷卻劑排出口244中的一個(gè)或多個(gè)從第一組冷卻通道214(a)排出以將膜冷卻提供給氣體側(cè)表面218和/或經(jīng)由冷卻劑溝槽236從冷卻劑排出口246排出以幫助在圓周相鄰的渦輪機(jī)噴嘴100的相鄰內(nèi)帶200之間形成密封。

附加地或替代地，冷卻劑222然后可以經(jīng)由冷卻劑排出口248中的一個(gè)或多個(gè)從第二組冷卻通道214(b)排出以將膜冷卻提供給氣體側(cè)表面218和/或從冷卻劑排出口250排出以幫助在圓周相鄰的渦輪機(jī)噴嘴100的相鄰內(nèi)帶200之間形成密封。冷卻劑分配增壓室216內(nèi)的壓力大體上高于第一組冷卻通道214(a)中的壓力或第二組冷卻通道214(b)內(nèi)的壓力。

圖9提供如圖3中所示的沿著截面線9-9獲得的渦輪機(jī)噴嘴100的一部分的橫截面俯視圖，并且包括根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的翼型400和外帶300的一部分。如圖9中所示，外帶300包括在翼型400的前緣部分402的前方或上游的前壁306，在后緣部分404的后方或下游的后壁308，吸力側(cè)壁310以及壓力側(cè)壁312。在特定布置中，渦輪機(jī)噴嘴100包括和/或至少部分地限定初級(jí)冷卻通道102。

圖10和11提供根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例的、如圖9中所示的外帶300的一部分的簡化橫截面圖。在一個(gè)實(shí)施例中，如圖9、10和11中共同所示，外帶300限定在外帶300的氣體側(cè)表面318下方形成的多個(gè)冷卻通道314和冷卻劑分配增壓室316。多個(gè)冷卻通道314可以機(jī)械加工、鑄造或以另外方式形成于外帶300的氣體側(cè)表面318下方。在特定實(shí)施例中，如圖10和11中所示，氣體側(cè)表面318可以至少部分地由覆蓋和/或密封多個(gè)冷卻通道314的一個(gè)或多個(gè)板和/或涂層320形成。

如圖9、10和11中所示，多個(gè)冷卻通道314可以包括多組冷卻通道314。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，如圖10和11中所示，多個(gè)冷卻通道314包括至少第一組冷卻通道314(a)和第二組冷卻通道314(b)。一組冷卻通道314可以包括一個(gè)或多個(gè)冷卻通道并且不限于如圖10和11中所示的兩個(gè)或三個(gè)冷卻通道，除非另外在權(quán)利要求中敘述。多個(gè)冷卻通道314可以取決于外帶300的特定冷卻要求在氣體側(cè)表面318下方布置在各種位置。例如，如圖9中所示，多個(gè)冷卻通道314中的至少一些可以布置或定向成遵循或大致遵循翼型400的前緣部分402、吸力側(cè)壁406、后緣部分404和壓力側(cè)壁408中的一個(gè)或多個(gè)的曲率或輪廓。冷卻通道314中的至少一些可以鄰近外帶300的吸力側(cè)壁310或后壁308和/或鄰近吸力側(cè)壁310和壓力側(cè)壁312之間的外帶300的前壁306布置。

在各種實(shí)施例中，冷卻劑分配增壓室316形成于外帶300中以將如圖10和11中的箭頭322指示的冷卻劑流提供給第一組冷卻通道314(a)和/或第二組冷卻通道314(b)中的至少一個(gè)。在各種實(shí)施例中，如圖10和11中所示，外帶300包括和/或限定多個(gè)內(nèi)部通道324，其布置在氣體側(cè)表面318下方并且提供冷卻劑分配增壓室316、第一組冷卻通道314(a)和第二組冷卻通道314(b)之間的冷卻劑322的流體連通。

在一個(gè)實(shí)施例中，如圖10中所示，外帶300限定入口通道326，其提供諸如壓縮機(jī)16(圖1)的冷卻劑供給和第一組冷卻通道314(a)之間的直接流體連通。在該配置中，第一組冷卻通道314(a)在冷卻劑供給的直接下游，冷卻劑分配增壓室316在第一組冷卻通道314(a)的直接下游，并且第二組冷卻通道314(b)在冷卻劑分配增壓室316的直接下游。在特定實(shí)施例中，入口通道326可以包括沿著外帶300的后側(cè)304限定的入口。

在特定實(shí)施例中，如圖10中所示，第二組冷卻通道314(b)與沿著外帶300的氣體側(cè)表面318限定的至少一個(gè)冷卻劑排出口328流體連通。在一個(gè)實(shí)施例中，第二組冷卻通道314(b)與沿著如圖10中所示的壓力側(cè)壁312或外帶300的吸力側(cè)壁310中的一個(gè)限定的至少一個(gè)冷卻劑排出口330流體連通。在特定實(shí)施例中，第一組冷卻通道314(a)與沿著外帶300的氣體側(cè)表面318限定的至少一個(gè)冷卻劑排出口332流體連通。

圖12提供根據(jù)圖10中所示的實(shí)施例的外帶300的俯視流動(dòng)圖。在操作中，如圖10和12中總體上所示，冷卻劑322行進(jìn)通過入口通道326并且進(jìn)入第一組冷卻通道314(a)的各種冷卻通道314，因此將冷卻提供給在冷卻通道314上方的氣體側(cè)表面318。例如，如圖12中所示，冷卻劑322可以流動(dòng)到進(jìn)給第一組冷卻通道314(a)的單獨(dú)的冷卻通道314的第一冷卻劑溝槽334中。冷卻劑322然后可以從冷卻通道314流動(dòng)到第二冷卻劑溝槽336中并且然后流動(dòng)到冷卻劑分配增壓室316，在該處它可以用于冷卻外帶300的另一部分。冷卻劑322然后可以流動(dòng)到進(jìn)給第二組冷卻通道314(b)的單獨(dú)的冷卻通道314的第三冷卻劑溝槽338，因此將冷卻提供給在第二組冷卻通道314(b)的冷卻通道314上方的氣體側(cè)表面318。冷卻劑322然后可以從可與第四冷卻劑溝槽340流體連通的冷卻劑排出口328排出以將膜冷卻提供給氣體側(cè)表面318和/或從冷卻劑排出口330排出以幫助在圓周相鄰的渦輪機(jī)噴嘴100的相鄰?fù)鈳?00之間形成密封。

在特定實(shí)施例中，冷卻劑322的一部分可以從冷卻劑排出口332排出以將膜冷卻提供給鄰近第一組冷卻通道314(a)的氣體側(cè)表面318。冷卻劑分配增壓室316內(nèi)的壓力大體上低于第一組冷卻通道314(a)中的壓力，第二組冷卻通道314(b)中的壓力大體上低于冷卻劑分配增壓室316中的壓力，并且就在冷卻劑排出口328、332和330的外部的壓力大體上低于第一或第二組冷卻通道314(a)、314(b)中的壓力。

在一個(gè)實(shí)施例中，如圖11中所示，入口通道342提供冷卻劑供給和冷卻劑分配增壓室316之間的流體連通或直接流體連通。入口通道342可以具有沿著外帶300的后側(cè)304布置的入口。第一組冷卻通道314(a)和第二組冷卻通道314(b)在冷卻劑分配增壓室316的直接下游。在一個(gè)實(shí)施例中，第一組冷卻通道314(a)與沿著外帶300的氣體側(cè)表面318限定的至少一個(gè)冷卻劑排出口344和/或沿著外帶300的吸力側(cè)壁310限定的至少一個(gè)冷卻劑排出口346流體連通。第二組冷卻通道314(b)與沿著外帶300的氣體側(cè)表面318限定的至少一個(gè)冷卻劑排出口348和/或沿著外帶300的壓力側(cè)壁312限定的至少一個(gè)冷卻劑排出口350流體連通。

圖13提供根據(jù)圖11中所示的實(shí)施例的外帶300的俯視流動(dòng)圖。在操作中，如圖11和13中所示，冷卻劑322行進(jìn)通過入口通道342并且進(jìn)入冷卻劑分配增壓室316，在該處它可以用于提供外帶300內(nèi)的冷卻。冷卻劑322然后經(jīng)由冷卻劑溝槽334分配到第一組冷卻通道314(a)的各種冷卻通道314并且經(jīng)由冷卻劑溝槽338分配到第二組冷卻通道314(b)的各種冷卻通道314。當(dāng)冷卻劑流動(dòng)通過冷卻通道314時(shí)，冷卻提供給在第一組冷卻通道314(a)的冷卻通道314上方和在第二組冷卻通道314(b)上方的氣體側(cè)表面318。冷卻劑322然后可以經(jīng)由冷卻劑溝槽336和冷卻劑排出口344中的一個(gè)或多個(gè)從第一組冷卻通道314(a)排出以將膜冷卻提供給氣體側(cè)表面318和/或經(jīng)由冷卻劑溝槽336從冷卻劑排出口346排出以幫助在圓周相鄰的渦輪機(jī)噴嘴100的相鄰?fù)鈳?00之間形成密封。

附加地或替代地，冷卻劑322然后可以經(jīng)由冷卻劑排出口348中的一個(gè)或多個(gè)從第二組冷卻通道314(b)排出以將膜冷卻提供給氣體側(cè)表面318和/或從冷卻劑排出口350排出以幫助在圓周相鄰的渦輪機(jī)噴嘴100的相鄰?fù)鈳?00之間形成密封。冷卻劑分配增壓室316內(nèi)的壓力大體上高于第一組冷卻通道314(a)中的壓力或第二組冷卻通道314(b)內(nèi)的壓力。

該書面描述使用例子來公開包括最佳模式的本發(fā)明，并且也使本領(lǐng)域的任何技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明，包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)并且執(zhí)行任何包含的方法。本發(fā)明的專利范圍由權(quán)利要求限定，并且可以包括本領(lǐng)域的技術(shù)人員想到的其它例子。這樣的其它例子旨在屬于權(quán)利要求的范圍內(nèi)，只要它們具有與權(quán)利要求的文字語言沒有區(qū)別的結(jié)構(gòu)元件，或者只要它們包括與權(quán)利要求的文字語言無實(shí)質(zhì)區(qū)別的等效結(jié)構(gòu)元件。