具有內帶和外帶冷卻的渦輪噴嘴的制作方法

本發明大體上涉及用于燃氣渦輪的渦輪噴嘴。更具體而言，本發明涉及具有內帶和外帶冷卻的渦輪噴嘴。

背景技術：

燃氣渦輪如工業、飛行器或船舶燃氣渦輪大體上包括以串流順序的壓縮機、燃燒器和渦輪。渦輪具有多個級，其中各個級包括一排渦輪噴嘴和設置在渦輪噴嘴下游的相鄰的一排渦輪轉子葉片。渦輪噴嘴在渦輪內保持靜止，并且渦輪轉子與轉子軸一起旋轉。各種渦輪級限定穿過渦輪的熱氣體路徑。

在操作期間，壓縮機提供壓縮空氣至燃燒器。壓縮空氣與燃料混合，并且在限定于燃燒器內的燃燒室或反應區中焚燒，以產生高速熱氣體流。熱氣體從燃燒器經由渦輪入口流動到渦輪的熱氣體路徑中。在熱氣體流動穿過各個相繼的級時，來自高速熱氣體的動能傳遞至成排的渦輪轉子葉片，因此引起轉子軸旋轉并且產生機械功。

渦輪效率可至少部分地關于流動穿過渦輪熱氣體路徑的熱氣體的溫度。例如，熱氣體的溫度越高，渦輪的總效率越高。熱氣體的最高溫度至少部分地由渦輪構件如渦輪噴嘴和渦輪轉子葉片的材料性質，以及由各種冷卻回路的效力和循環穿過冷卻回路來將冷卻提供至各種渦輪構件的冷卻介質限制。

渦輪噴嘴和渦輪轉子葉片的第一級定位成最接近渦輪入口，并且因此暴露于最高熱氣體溫度。第一級渦輪噴嘴包括在內帶或護罩與外帶或護罩之間的跨度中延伸的翼型件。內帶和外帶限定熱氣體路徑的內流動邊界和外流動邊界，并且暴露于熱氣體。

第一級渦輪噴嘴典型地通過使冷卻介質如壓縮空氣穿過沿徑向延伸穿過渦輪噴嘴的翼型件部分的中心或芯部冷卻通道來冷卻。冷卻介質的一部分流動穿過沿翼型件限定的各種膜孔，因此將膜冷卻提供至翼型件。渦輪噴嘴的內帶和外帶經由后側或沖擊冷卻來冷卻。然而，后側冷卻的益處可為有限的。因此，具有改進的冷卻的渦輪噴嘴將是有用的。

技術實現要素：

本發明的方面和優點在以下描述中在下面闡述，或者可從描述為明顯的，或者可通過本發明的實踐學習。

本發明的一個實施例為一種渦輪噴嘴。渦輪噴嘴包括在從內帶到外帶的跨度中延伸的翼型件。內帶和外帶一起限定渦輪噴嘴的內流動邊界和外流動邊界。內帶具有由一個或更多個內板至少部分地覆蓋的氣體側表面。內帶還包括在一個或更多個內板下方形成在氣體側表面內的多個冷卻通道。外帶具有由一個或更多個外板至少部分地覆蓋的氣體側表面。外帶還包括在一個或更多個外板下方形成在氣體側表面內的多個冷卻通道。

本發明的另一個實施例為一種燃氣渦輪。燃氣渦輪包括壓縮機、在壓縮機下游的燃燒器，以及設置在燃燒器下游的渦輪。渦輪包括具有以串流順序的一排渦輪噴嘴和一排渦輪轉子葉片的級。至少一個渦輪噴嘴包括翼型件，其在從內帶到外帶的跨度中延伸，其中內帶和外帶限定渦輪噴嘴的內流動邊界和外流動邊界。內帶包括由一個或更多個內板至少部分地覆蓋的氣體側表面。內帶還包括在一個或更多個內板下方形成在氣體側表面內的多個冷卻通道。外帶具有由一個或更多個外板至少部分地覆蓋的氣體側表面。外帶還包括在一個或更多個外板下方形成在氣體側表面內的多個冷卻通道。

技術方案1.一種渦輪噴嘴，包括：

翼型件，其在從內帶到外帶的跨度中延伸，所述內帶和所述外帶限定所述渦輪噴嘴的內流動邊界和外流動邊界；

其中所述內帶具有由一個或更多個內板至少部分地覆蓋的氣體側表面，其中所述內帶包括在所述一個或更多個內板下方形成在所述氣體側表面內的多個冷卻通道；并且

其中所述外帶具有由一個或更多個外板至少部分地覆蓋的氣體側表面，其中所述外帶包括在所述一個或更多個外板下方形成在所述氣體側表面內的多個冷卻通道。

技術方案2.根據技術方案1所述的渦輪噴嘴，其特征在于，所述外帶的所述多個冷卻通道包括至少一個蛇線形冷卻通道。

技術方案3.根據技術方案1所述的渦輪噴嘴，其特征在于，所述外帶的所述多個冷卻通道包括限定在所述翼型件的前緣部分與所述外帶的前壁之間的至少一個蛇線形冷卻通道。

技術方案4.根據技術方案1所述的渦輪噴嘴，其特征在于，所述外帶的所述多個冷卻通道包括限定在所述翼型件的壓力側壁與所述外帶的壓力側壁之間的至少一個蛇線形冷卻通道。

技術方案5.根據技術方案1所述的渦輪噴嘴，其特征在于，所述內帶的所述多個冷卻通道包括至少一個蛇線形冷卻通道。

技術方案6.根據技術方案1所述的渦輪噴嘴，其特征在于，所述內帶的所述多個冷卻通道包括限定在所述翼型件的前緣部分與所述內帶的前壁之間的至少一個蛇線形冷卻通道。

技術方案7.根據技術方案1所述的渦輪噴嘴，其特征在于，所述內帶的所述多個冷卻通道包括限定在所述翼型件的壓力側壁與所述外帶的壓力側壁之間的至少一個蛇線形冷卻通道。

技術方案8.根據技術方案1所述的渦輪噴嘴，其特征在于，所述內帶的所述多個冷卻通道包括沿所述內帶的前緣部分設置且在所述內帶的壓力側壁與吸入側壁之間延伸的至少一個冷卻通道。

技術方案9.根據技術方案1所述的渦輪噴嘴，其特征在于，所述外帶的所述多個冷卻通道包括一組密集間隔的冷卻通道和一組稀疏間隔的冷卻通道。

技術方案10.根據技術方案1所述的渦輪噴嘴，其特征在于，所述內帶的所述多個冷卻通道包括一組密集間隔的冷卻通道和一組稀疏間隔的冷卻通道。

技術方案11.一種燃氣渦輪，包括：

壓縮機；

在所述壓縮機下游的燃燒器；以及

設置在所述燃燒器下游的渦輪，其中所述渦輪包括具有一排渦輪噴嘴和一排渦輪轉子葉片的級，至少一個渦輪噴嘴包括：

翼型件，其在從內帶到外帶的跨度中延伸，其中所述內帶和所述外帶限定所述渦輪噴嘴的內流動邊界和外流動邊界；

其中所述內帶具有由一個或更多個內板至少部分地覆蓋的氣體側表面，其中所述內帶包括在所述一個或更多個內板下方形成在所述氣體側表面內的多個冷卻通道；并且

其中所述外帶具有由一個或更多個外板至少部分地覆蓋的氣體側表面，其中所述外帶包括在所述一個或更多個外板下方形成在所述氣體側表面內的多個冷卻通道。

技術方案12.根據技術方案11所述的燃氣渦輪，其特征在于，所述外帶的所述多個冷卻通道包括至少一個蛇線形冷卻通道。

技術方案13.根據技術方案11所述的燃氣渦輪，其特征在于，所述外帶的所述多個冷卻通道包括限定在所述翼型件的前緣部分與所述外帶的前壁之間的至少一個蛇線形冷卻通道。

技術方案14.根據技術方案11所述的燃氣渦輪，其特征在于，所述外帶的所述多個冷卻通道包括限定在所述翼型件的壓力側壁與所述外帶的壓力側壁之間的至少一個蛇線形冷卻通道。

技術方案15.根據技術方案11所述的燃氣渦輪，其特征在于，所述內帶的所述多個冷卻通道包括至少一個蛇線形冷卻通道。

技術方案16.根據技術方案11所述的燃氣渦輪，其特征在于，所述內帶的所述多個冷卻通道包括限定在所述翼型件的前緣部分與所述內帶的前壁之間的至少一個蛇線形冷卻通道。

技術方案17.根據技術方案11所述的燃氣渦輪，其特征在于，所述內帶的所述多個冷卻通道包括限定在所述翼型件的壓力側壁與所述外帶的壓力側壁之間的至少一個蛇線形冷卻通道。

技術方案18.根據技術方案11所述的燃氣渦輪，其特征在于，所述內帶的所述多個冷卻通道包括沿所述內帶的前緣部分設置且在所述內帶的壓力側壁與吸入側壁之間延伸的至少一個冷卻通道。

技術方案19.根據技術方案11所述的燃氣渦輪，其特征在于，所述外帶的所述多個冷卻通道包括一組密集間隔的冷卻通道和一組稀疏間隔的冷卻通道。

技術方案20.根據技術方案11所述的燃氣渦輪，其特征在于，所述內帶的所述多個冷卻通道包括一組密集間隔的冷卻通道和一組稀疏間隔的冷卻通道。

本領域技術人員將在審閱說明書時更好地認識到此類實施例及其它實施例的特征和方面。

附圖說明

包括針對本領域技術人員的其最佳模式的本發明的完整且開放的公開在包括參照附圖的說明書的其余部分中更具體闡述，在該附圖中：

圖1為如可并入本發明的各種實施例的示例性燃氣渦輪的示意圖；

圖2為如可并入在本發明的各種實施例中的燃氣渦輪的示例性渦輪區段的截面側視圖；

圖3為如可并入本發明的一個或更多個實施例的示例性渦輪噴嘴的透視側視圖；

圖4為根據本發明的至少一個實施例的沿截面線4-4截取的如圖3中所示的包括內帶的渦輪噴嘴的一部分的截面俯視圖；

圖5為根據本發明的至少一個實施例的沿截面線5-5截取的如圖3中所示的包括外帶的渦輪噴嘴的一部分的截面仰視圖；

圖6為根據本發明的至少一個實施例的如圖3中所示的渦輪噴嘴的外帶部分的局部透視圖；

圖7為根據本發明的至少一個實施例的如圖3中所示的渦輪噴嘴的內帶部分的局部透視圖；

圖8為根據本發明的至少一個實施例的、如分別在圖4和5中所示的、如可形成在渦輪噴嘴的內帶或外帶中的示例性冷卻通道的截面視圖；

圖9為根據本發明的至少一個實施例的、如分別在圖4和5中所示的、如可形成在渦輪噴嘴的內帶或外帶中的相鄰冷卻通道的俯視圖；

圖10為根據本發明的至少一個實施例的如圖4中所示的渦輪噴嘴的一部分的截面俯視圖；以及

圖11為根據本發明的至少一個實施例的如圖5中所示的渦輪噴嘴的一部分的截面仰視圖。

部件列表

10燃氣渦輪

12壓縮機區段

14入口

16壓縮機

18燃燒區段

20燃燒器

22渦輪區段

24渦輪

26轉子軸

28軸向中心線

30渦輪級

30(a)第一渦輪級

30(b)第二渦輪級

30(c)第三渦輪級

32(a)渦輪噴嘴

32(b)渦輪噴嘴

32(c)渦輪噴嘴

34(a)渦輪轉子葉片

34(b)渦輪轉子葉片

34(c)渦輪轉子葉片

36殼/殼體

38壓縮空氣

40燃燒氣體流

100渦輪噴嘴

102主冷卻通路

200內帶

202氣體側

204后側

206前壁/面

208后壁/面

210壓力側壁/面

212吸入側壁/面

214冷卻通道

214(a)密集組合的冷卻通道

214(b)稀疏組合的冷卻通道

216氣體側表面

218前緣部分-內帶

220s形冷卻通道

222s形冷卻通道

224孔口

226內板

228排氣端口

300內帶

302氣體側

304后側

306前壁/面

308后壁/面

310壓力側壁/面

312吸入側壁/面

314冷卻通道

314(a)密集組合的冷卻通道

314(b)稀疏組合的冷卻通道

316氣體側表面

318s形冷卻通道

320s形冷卻通道

322孔口

326外板

328排氣端口

400翼型件

402內根部

404外根部

406前緣部分

408后緣部分

410吸入側壁

412壓力側壁。

具體實施方式

現在將詳細參照本發明的本實施例，其一個或更多個實例在附圖中示出。詳細描述使用了數字和字母標號來表示附圖中的特征。附圖和描述中相似或類似的標號用于表示本發明的相似或類似的部分。

如本文中使用的，用語"第一"、"第二"和"第三"可以可互換地使用，以將一個構件與另一個區分開，并且不旨在表示獨立構件的位置或重要性。用語"上游"和"下游"是指相對于流體通道中的流體流的相對方向。例如，"上游"是指流體流自的方向，而"下游"是指流體流至的方向。用語"徑向地"是指大致垂直于特定構件的軸向中心線的相對方向，而用語"軸向地"是指大致平行于和/或同軸地對準于特定構件的軸向中心線的相對方向。

本文中使用的用語出于僅描述特定實施例的目的，并且不旨在限制本發明。如本文中使用的，單數形式"一"、"一個"和"該"旨在也包括復數形式，除非上下文另外清楚地指出。還將理解的是，用語"包括(comprises)"和/或"包含(comprising)"在用于本說明書中時表示敘述的特征、整數、步驟、操作、元件和/或構件的存在，但并未排除存在或添加一個或更多個其它特征、整數、步驟、操作、元件、構件和/或它們的組。

各個實例經由闡釋本發明提供，而不限制本發明。實際上，對本領域技術人員而言將顯而易見的是，可在本發明中作出改型和變型，而不脫離其范圍或精神。例如，示為或描述為一個實施例的部分的特征可用于另一個實施例上以產生又一個實施例。因此，意圖是，本發明覆蓋如歸入所附權利要求和它們的等同物的范圍內的此類改型和變型。

盡管本發明的示例性實施例將出于圖示目的大體上在用于陸基發電燃氣渦輪的渦輪噴嘴的背景下描述，但本領域技術人員將容易認識到，本發明的實施例可應用于任何型式或類型的燃氣渦輪，并且不限于陸基發電燃氣渦輪，除非權利要求中具體敘述。

現在參照附圖，圖1示出了如可并入本發明的各種實施例的示例性燃氣渦輪10的示意圖。如所示，燃氣渦輪10大體上包括壓縮機區段12，其具有設置在軸向壓縮機16的上游端部處的入口14。燃氣渦輪10還包括具有定位在壓縮機16下游的一個或更多個燃燒器20的燃燒區段18，以及包括渦輪24如設置在燃燒區段18下游的膨脹渦輪的渦輪區段22。軸26沿燃氣渦輪10的軸向中心線28軸向地延伸穿過壓縮機16和渦輪24。

圖2提供了如可并入本發明的各種實施例的示例性渦輪24的截面側視圖。如圖2中所示，渦輪24可包括多個渦輪級30。例如，渦輪24可包括三個渦輪級30，其包括第一級30(a)、第二級30(b)和第三級30(c)。渦輪級30的總數可多于或少于三個，并且本發明的實施例不應當限于三個渦輪級，除非另外在權利要求中敘述。

如圖2中所示，各個級30(a-c)包括以串流順序的對應的一排渦輪噴嘴32(a),32(b)和32(c)，以及沿軸26(圖1)軸向地間隔的對應的一排渦輪轉子葉片34(a),34(b)和34(c)。殼體或殼36沿周向包繞渦輪噴嘴32(a-c)和渦輪轉子葉片34(a-c)的各級30(a-c)。渦輪噴嘴32(a-c)在燃氣渦輪10的操作期間保持關于渦輪轉子葉片34(a-c)靜止。

在操作中，如圖1和2中共同所示，來自壓縮機16的壓縮空氣38提供至燃燒器20，其中其與燃料混合并且焚燒來提供從燃燒器20流動到渦輪24中的熱燃燒氣體流40。壓縮空氣38的至少一部分可用作冷卻介質，用于冷卻渦輪的各種構件，如渦輪噴嘴32(a-c)和渦輪轉子葉片32(a-c)。

圖3提供了如可并入到如圖2中所示的渦輪24中且如可并入本發明的各種實施例的示例性渦輪噴嘴100的透視圖。渦輪噴嘴100可與渦輪噴嘴32(a-c)中的任一個對應或者代替其安裝。在特定實施例中，渦輪噴嘴100與第一級30(a)的渦輪噴嘴32(a)對應，第一級30(a)的渦輪噴嘴32(a)還可在本行業中被稱為一級噴嘴或s1n。

如圖3中所示，渦輪噴嘴100包括內帶200、與內帶200沿徑向間隔的外帶300，以及在從內帶200到外帶300的跨度中延伸的翼型件400。內帶200包括氣體側202和后側204，后側204定向在氣體側202的徑向內側。外帶300包括氣體側302和后側304，后側304定向在氣體側302的徑向外側。如圖2和3中共同所示，外帶300的氣體側302和內帶200的氣體側202限定用于在高速下從燃燒器20流動穿過渦輪24的熱燃燒氣體流40的內徑向流動邊界和外徑向流動邊界。

圖4提供了如沿如圖3中所示的截面線4-4截取的渦輪噴嘴100的一部分的截面俯視圖，并且包括根據本發明的一個實施例的翼型件400的一部分和內帶200。圖5提供了如沿如圖3中所示的截面線5-5截取的渦輪噴嘴100的一部分的截面仰視圖，并且包括根據本發明的一個實施例的翼型件400的一部分和外帶300。

如圖4和5中共同所示，翼型件400包括設置成分別鄰近內帶200和外帶300的前壁206,306的前緣部分406、設置成分別鄰近內帶200和外帶300的后壁208,308的后緣部分408、吸入側壁410以及壓力側壁412。

如圖4中所示，內帶200包括吸入側壁210和壓力側壁212。如圖5中所示，外帶300包括吸入側壁310和壓力側壁312。在各種實施例中，如圖3,4和5中共同所示，渦輪噴嘴100包括和/或至少部分地限定主冷卻通道102。在一個實施例中，主冷卻通道102沿徑向延伸穿過外帶300、翼型件400和內帶200。

在一個實施例中，如圖4中所示，內帶200限定加工、鑄造或另外形成在內帶200的頂面或氣體側表面216中的多個冷卻通道214，并且如圖5中所示，外帶300限定加工、鑄造或另外形成在外帶300的頂面或氣體側表面316中的多個冷卻通道314。

關于內帶200，如圖4中所示，冷卻通道214可取決于內帶200的特定冷卻要求沿氣體側表面216設置在各種位置。例如，在特定實施例中，多個冷卻通道214中的至少一些可布置或定向成以便遵循或大致遵循翼型件400的前緣部分406、吸入側壁410、后緣部分408和壓力側壁412中的一個或更多個的曲率或輪廓。冷卻通道214中的至少一些可設置成鄰近內帶200的吸入側壁210或后壁208。在一個實施例中，冷卻通道214中的至少一個沿內帶200的前緣部分218在吸入側壁210與壓力側壁212之間延伸。

在一個實施例中，如圖4中所示，多個冷卻通道214中的一個或更多個冷卻通道為蛇線或"s"形。在特定實施例中，至少一個蛇線形冷卻通道220設置在內帶200的前壁206與翼型件400的前緣部分406之間。在特定實施例中，至少一個蛇線形或"s"形冷卻通道222設置在翼型件的吸入側壁410與內帶200的后壁208之間。在特定實施例中，(多個)"s"形冷卻通道220可具有沿冷卻通道的長度或延伸的深度d的變化，以優化冷卻特征。例如，(多個)"s"形冷卻通道220可在中部中較深，并且在(多個)"s"形冷卻通道220的相對端部處較淺。

多個孔口224限定用于冷卻介質如壓縮空氣38從后側204(圖3)流動穿過內帶200到冷卻通道214中的一個或更多個中的流動路徑。冷卻通道214中的一個或更多個可構造成沿內帶200的吸入側壁210或壓力側壁212排出冷卻介質。(多個)"s"形冷卻通道220可具有多個孔口226和出口。例如，(多個)"s"形冷卻通道220中的一個或更多個可具有限定成鄰近"s"形冷卻通道220的中間部分的孔口224，以及限定在"s"形冷卻通道220的相對端部上的出口，或者可具有在相對端部處的兩個孔口222，以及鄰近"s"形冷卻通道220的中間部分的出口。

關于外帶300，如圖5中所示，冷卻通道314可取決于外帶300的特定冷卻要求沿氣體側表面316設置在各種位置。例如，在特定實施例中，多個冷卻通道314中的至少一些可布置或定向成以便遵循或大致遵循翼型件400的前緣部分406、吸入側壁410、后緣部分408和壓力側壁412中的一個或更多個的曲率或輪廓。冷卻通道314中的至少一些可設置成鄰近外帶300的吸入側壁310或后壁308。

在一個實施例中，如圖5中所示，多個冷卻通道314中的一個或更多個冷卻通道318為蛇線或"s"形。在特定實施例中，多個冷卻通道314包括設置在外帶300的前壁306與翼型件400的前緣部分406之間的至少一個蛇線形冷卻通道318。在特定實施例中，多個冷卻通道314包括設置在翼型件400的壓力側壁412與外帶300的壓力側壁312之間的至少一個蛇線形冷卻通道320。在特定實施例中，"s"形冷卻通道318中的一個或更多個可具有沿冷卻通道318的長度或延伸的深度d的變化，以優化冷卻特征。例如，(多個)"s"形冷卻通道318可在中部中較深，并且在(多個)"s"形冷卻通道318的相對端部處較淺。

多個孔口322限定用于冷卻介質如壓縮空氣38從后側304(圖3)流動穿過外帶300到冷卻通道314中的一個或更多個中的流動路徑。冷卻通道314中的一個或更多個可構造成沿外帶300的吸入側壁310、壓力側壁312或后壁308排出冷卻介質。(多個)"s"形冷卻通道318中的一個或更多個可具有多個孔口322和出口。例如，(多個)"s"形冷卻通道318中的一個或更多個可具有限定成鄰近"s"形冷卻通道318的中間部分的孔口322，以及限定在"s"形冷卻通道318的相對端部上的出口，或者可具有在相對端部處的兩個孔口322，以及鄰近"s"形冷卻通道318的中間部分的出口。

圖6提供了根據本發明的一個實施例的如圖5中所示的外帶300的截面徑向外視圖。圖6提供了根據本發明的一個實施例的如圖4中所示的內帶200的截面俯視圖。在各種實施例中，沿外帶300(圖5)的氣體側表面316限定的冷卻通道314經由一個或更多個外板326覆蓋。在各種實施例中，沿內帶200(圖4)的氣體側表面216限定的冷卻通道214經由一個或更多個內板226覆蓋。在特定實施例中，如圖6和7中所示，多個排氣端口228,328由一個或更多個內板226和一個或更多個外板326中的一個或更多個限定。各個排氣端口228,328提供從對應的冷卻通道214,314分別穿過對應的內板226或外板326的流動路徑，以便在燃氣渦輪10的燃燒操作期間向內帶200的氣體側202和外帶300的氣體側302提供膜冷卻。在特定實施例中，排氣端口228,328中的一個或更多個可形成為使得冷卻介質相對于燃燒氣體流40的流動方向大致垂直地流出冷卻通道214,314。在特定實施例中，排氣端口228,328中的一個或更多個可形成為使得冷卻介質相對于燃燒氣體流40的流動方向成角地流出冷卻通道214,314。在特定實施例中，排氣端口228,328中的一個或更多個可具有至少部分橢圓形、圓形、三角形、矩形或正方形形狀。在一個實施例中，排氣端口228,328中的一個或更多個可形成為使得冷卻介質擴散或傳播橫跨對應氣體側202,302的一部分。在特定實施例中，多個冷卻通道214,314可經由冷卻劑溝槽排出穿過公共排氣端口228,328。

圖8提供了可代表根據本發明的各種實施例的冷卻通道214和314中的任一個的示例性冷卻通道的截面視圖。圖9提供了可代表根據本發明的各種實施例的冷卻通道214和314的相鄰冷卻通道的俯視圖。盡管示例性冷卻通道214和314在圖8中示為具有大體上"u"形或半圓形截面輪廓，但將理解的是，冷卻通道214和314可具有任何截面輪廓，并且不限于所示的"u"形截面輪廓，除非權利要求中另外敘述。在特定實施例中，冷卻通道214和314可具有大致正方形截面輪廓、三角形、淚珠和/或燕尾或其它截面輪廓。截面輪廓的形狀和/或尺寸可沿冷卻通道214,314中的一個或更多個的長度變化。

在特定實施例中，如圖8中所示，各個冷卻通道214,314具有深度d、寬度w，并且各個冷卻通道214,314的底部具有半徑r。深度d可分別從氣體側表面216,316測量。如圖9中所示，多個冷卻通道214,314中的相鄰冷卻通道，或單個冷卻通道的多個行程(pass)(如具有蛇線形冷卻通道)以節距p間隔開。相鄰冷卻通道214,314之間的深度d、寬度w、半徑r和節距p可至少部分地基于如內帶200和外帶300的壁厚和/或橫跨內帶200和外帶300的氣體側202,302的熱分布的因素來沿氣體側表面216,316變化。

圖10提供了根據本發明的一個實施例的如圖4中所示的內帶200的截面俯視圖。圖11提供了根據本發明的一個實施例的如圖5中所示的外帶300的截面徑向外視圖。在特定實施例中，如圖10中所示，內帶200的多個冷卻通道214可包括一組或更多組密集組合的冷卻通道214(a)，以及一組或更多組稀疏組合的冷卻通道214(b)。在特定實施例中，如圖11中所示，外帶300的多個冷卻通道314可包括一組或更多組密集組合的冷卻通道314(a)，以及一組或更多組稀疏組合的冷卻通道314(b)。

在特定實施例中，關于內帶200，構成一組密集組合的冷卻通道214(a)的冷卻通道214的寬度w等于半徑r的大約兩倍。構成一組稀疏組合的冷卻通道214(b)的冷卻通道214的寬度w等于半徑r的大約兩倍。構成一組稀疏組合的冷卻通道214(b)的冷卻通道214的深度d等于密集組合的冷卻通道214(a)的深度d的大約1.3倍。相鄰的稀疏組合的冷卻通道214(b)之間的節距p或間距等于相鄰的密集組合的冷卻通道214(a)之間的節距p的大約兩倍。

在一個實施例中，構成一組密集組合的冷卻通道214(a)的冷卻通道214的寬度w等于那些冷卻通道的半徑r的大約兩倍。在一個實施例中，構成一組稀疏組合的冷卻通道214(b)的冷卻通道214的寬度w等于那些冷卻通道的半徑r的兩倍。在一個實施例中，構成一組密集組合的冷卻通道214(a)的冷卻通道214的寬度w等于那些冷卻通道的半徑r的1.8倍到2.2倍之間。在特定實施例中，構成一組稀疏組合的冷卻通道214(b)的冷卻通道214的寬度214(b)可沿冷卻通道214中的一個或更多個的延伸變化。例如，對應的冷卻通道214的側壁可成角或非垂直。

在特定實施例中，稀疏組合的冷卻通道214(b)中的一個或更多個冷卻通道214的特定位置處的深度d等于密集組合的冷卻通道214(a)中的一個或更多個冷卻通道214的特定位置處的深度d的大約1.3倍到大約2.5倍之間。在一個實施例中，稀疏組合的冷卻通道214(b)中的一個或更多個冷卻通道214的特定位置處的深度d等于密集組合的冷卻通道214(a)的深度d的1.3倍到2.5倍之間。在一個實施例中，稀疏組合的冷卻通道214(b)中的一個或更多個冷卻通道214的特定位置處的深度d等于密集組合的冷卻通道214(a)的深度d的2.0倍到5.0倍之間。在一個實施例中，稀疏組合的冷卻通道214(b)中的一個或更多個冷卻通道214的特定位置處的深度d等于密集組合的冷卻通道214(a)的深度d的1.3倍。在特定實施例中，深度d可沿稀疏組合的冷卻通道214(b)中的一個或更多個冷卻通道214的延伸變化。

相鄰的稀疏組合的冷卻通道214(b)之間的節距p或間距等于相鄰的密集組合的冷卻通道214(a)之間的節距p的大約二倍到五倍之間。在特定實施例中，相鄰的稀疏組合的冷卻通道214(b)之間的節距p或間距等于相鄰的密集組合的冷卻通道214(a)之間的節距p的兩倍。

在特定實施例中，關于外帶300，構成一組密集組合的冷卻通道314(a)的冷卻通道314的寬度w等于半徑r的大約兩倍。構成一組稀疏組合的冷卻通道314(b)的冷卻通道314的寬度w等于半徑r的大約兩倍。構成一組稀疏組合的冷卻通道314(b)的冷卻通道314的深度d等于密集組合的冷卻通道314(a)的深度d的大約1.3倍。相鄰的稀疏組合的冷卻通道314(b)之間的節距p或間距等于相鄰的密集組合的冷卻通道314(a)之間的節距p的大約兩倍。

在一個實施例中，構成一組密集組合的冷卻通道314(a)的冷卻通道314的寬度w等于那些冷卻通道的半徑r的大約兩倍。在一個實施例中，構成一組稀疏組合的冷卻通道314(b)的冷卻通道314的寬度w等于那些冷卻通道的半徑r的兩倍。在一個實施例中，構成一組密集組合的冷卻通道314(a)的冷卻通道314的寬度w等于那些冷卻通道的半徑r的1.8倍到2.2倍之間。在特定實施例中，構成一組稀疏組合的冷卻通道314(b)的冷卻通道314的寬度314(b)可沿冷卻通道314中的一個或更多個的延伸變化。例如，對應的冷卻通道314的側壁可成角或非垂直。

在特定實施例中，稀疏組合的冷卻通道314(b)中的一個或更多個冷卻通道314的特定位置處的深度d等于密集組合的冷卻通道314(a)中的一個或更多個冷卻通道314的特定位置處的深度d的大約1.3倍到大約2.5倍之間。在一個實施例中，稀疏組合的冷卻通道314(b)中的一個或更多個冷卻通道314的特定位置處的深度d等于密集組合的冷卻通道314(a)的深度d的1.3倍到2.5倍之間。在一個實施例中，稀疏組合的冷卻通道314(b)中的一個或更多個冷卻通道314的特定位置處的深度d等于密集組合的冷卻通道314(a)的深度d的2.0倍到5.0倍之間。在一個實施例中，稀疏組合的冷卻通道314(b)中的一個或更多個冷卻通道314的特定位置處的深度d等于密集組合的冷卻通道314(a)的深度d的1.3倍。在特定實施例中，深度d可沿稀疏組合的冷卻通道314(b)中的一個或更多個冷卻通道314的延伸變化。

相鄰的稀疏組合的冷卻通道314(b)之間的節距p或間距等于相鄰的密集組合的冷卻通道314(a)之間的節距p的大約兩倍到五倍之間。在特定實施例中，相鄰的稀疏組合的冷卻通道314(b)之間的節距p或間距等于相鄰的密集組合的冷卻通道314(a)之間的節距p的兩倍。

本文中提供的冷卻通道214,314導致了優于用于渦輪噴嘴的離開冷卻方案的各種技術優點。例如，本文中提供的冷卻通道剛好分別在內板226或外板326下方沿氣體側表面216,316延伸。這防止了內帶200和外帶200的大部分暴露于燃燒氣體流40的高溫，因此隨著時間的過去，防止了基體金屬的軟化并且改進了內帶200和外帶300的材料壽命。如本文中提出的冷卻通道214,314可減少所需的冷卻介質的量，并且將內帶200和外帶300的操作溫度保持在可接受的極限內。

該書面的描述使用實例以公開本發明(包括最佳模式)，并且還使本領域技術人員能夠實踐本發明(包括制造和使用任何裝置或系統并且執行任何并入的方法)。本發明的可專利范圍由權利要求限定，并且可包括本領域技術人員想到的其它實例。如果這些其它實例包括不與權利要求的字面語言不同的結構元件，或者如果這些其它實例包括與權利要求的字面語言無顯著差別的等同結構元件，則這些其它實例意圖在權利要求的范圍內。