氧化激活的冷却流的制作方法

氧化激活的冷却流


背景技术：

1.本公开总体上涉及气体涡轮系统，并且更具体地，涉及向经历氧化的气体涡轮系统的部件提供冷却流体的补充流。
2.气体涡轮系统是广泛用于诸如发电的领域的涡轮机的一个示例。常规气体涡轮系统通常包括压缩机区段、燃烧器区段和涡轮区段。在气体涡轮系统的操作期间，系统中的各种部件诸如涡轮桨片、喷嘴翼型件和护罩段经受高温气流，这可能导致部件失效。由于较高温度的流通常导致气体涡轮系统的性能、效率和功率输出增加，因此有利的是冷却经受高温气流的部以允许气体涡轮系统在升高的温度下操作并延长气体涡轮系统的部件的寿命。
3.通常通过引导冷却流体流通过在气体涡轮系统的部件中形成的内部通道来提供冷却(例如，对流冷却、冲击冷却等)。在许多情况下，冷却流体通过泄放由气体涡轮系统的压缩机区段排放的空气的一部分来提供。
4.热障涂层(tbc)通常应用于气体涡轮系统的部件以提供保护性热屏蔽、防止由于高温引起的损坏并通过减少氧化和热疲劳来延长部件寿命。tbc的剥落是气体涡轮系统中的常见问题。当tbc剥落时，tbc的部分可能断裂并脱离部件，从而将下面的表面暴露于高温和损坏(例如，由于氧化)。


技术实现要素：

5.第一实施方案涉及一种用于增加供应给气体涡轮系统的部件的冷却系统的冷却流体的流量的流量调节系统，该流量调节系统包括：气动回路，该气动回路嵌入部件的区段内，气动回路包括一组互连的气动通道；以及压力致动开关，该压力致动开关流体联接到气动回路，其中压力致动开关响应于在部件的区段中形成破裂和嵌入部件的区段中的气动回路的气动通道中的至少一个气动通道的暴露而激活；其中压力致动开关的激活增加供应给部件的冷却系统的冷却流体的流量。
6.另一个实施方案提供了一种用于控制在气体涡轮系统的部件中的破裂附近的氧化的方法，该方法包括：监测嵌入部件的区段内的气动回路中的压力，气动回路包括一组互连的气动通道；以及响应于气动回路内的压力降低，向部件的冷却系统提供冷却流体的补充流或冷却流体的增加流，冷却流体的补充流或冷却流体的增加流阻碍或抑制在部件中的破裂附近的氧化。
7.另一实施方案涉及一种系统，该系统包括：涡轮护罩；冷却系统，该冷却系统用于冷却涡轮护罩；以及流量调节系统，该流量调节系统用于增加供应给涡轮护罩的冷却系统的冷却流体的流量，流量调节系统包括：气动回路，该气动回路嵌入涡轮护罩的区段内，气动回路包括一组互连的气动通道；以及压力致动开关，该压力致动开关流体联接到气动回路，其中压力致动开关响应于在涡轮护罩的区段中形成破裂和嵌入涡轮护罩的区段中的气动回路的气动通道中的至少一个气动通道的暴露而激活；其中压力致动开关的激活增加供应给涡轮护罩的冷却系统的冷却流体的流量。
8.本公开的例示性方面解决本文描述的问题和/或未讨论的其他问题。
附图说明
9.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。
10.图1描绘了根据实施方案的气体涡轮系统的示意图。
11.图2描绘了根据实施方案的气体涡轮系统的涡轮区段的一部分的侧视图。
12.图3描绘了根据实施方案的涡轮护罩的等轴视图。
13.图4描绘了根据实施方案的图3的涡轮护罩的剖视图。
14.图5描绘了根据实施方案的处于非致动状态的压力致动开关。
15.图6描绘了根据实施方案的处于致动状态的压力致动开关。
16.图7描绘了根据其他实施方案的处于非致动状态的压力致动开关。
17.图8描绘了根据其他实施方案的处于致动状态的压力致动开关。
18.图9描绘了根据本公开的实施方案的增材制造工艺的框图，其中包括存储代表涡轮护罩的代码的非暂态计算机可读存储介质。
19.图10描绘了根据本公开的实施方案的用于阻碍和/或抑制氧化的方法的流程图。
20.应当注意，本公开的附图未必按比例绘制。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
21.现在将详细参考附图中例示的代表性实施方案。应当理解，以下描述并非旨在将实施方案限于一个优选的实施方案。相反，旨在涵盖可包括在由所附权利要求限定的所述的实施方案的实质和范围内的另选方案、修改和等同物。
22.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技术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。
23.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方向的术语，诸如通过涡轮的工作流体，或者例如通过燃烧器的空气流或通过一个涡轮的部件系统的冷却剂。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。另外，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”是指物件沿着轴线a的相对位置/方向，该轴线基本上平行于气体涡轮系统(特别是转子区段)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”)。
24.在各种实施方案中，被描述为彼此“流体联接”或“流体连通”的部件可沿着一个或多个接口接合。在一些实施方案中，这些接口可以包括不同部件之间的接合部，并且在其他情况下，这些接口可以包括牢固和/或整体形成的互连。也就是说，在一些情况下，可以同时形成彼此“联接”的部件以限定单个连续构件。然而，在其他实施方案中，这些联接的部件可以形成为单独的构件，并且随后通过已知的工艺(例如，紧固、超声焊接、粘结)接合。
25.在元件或层被称为“位于另一元件上”、“接合到另一元件”、“连接到另一元件”或“联接到另一元件”的情况下，它可直接位于另一元件上、接合到另一元件、连接到另一元件或联接到另一元件，或者可存在居间元件。相比之下，在元件被称为“直接位于另一元件上”、“直接接合到另一元件”、“直接连接到另一元件”或“直接联接到另一元件”的情况下，可不存在居间元件或层。用于描述元件之间关系的其他词语应以类似方式解释(例如，“在
…
之间”与“直接在
…
之间”、“相邻”与“直接相邻”等)。如本文所用，术语“和/或”包括一个或多个相关联的所列项目的任何和所有组合。
26.图1示出了根据各种实施方案的气体涡轮系统10的示意图。如图所示，气体涡轮系统10包括压缩机区段12，该压缩机区段用于压缩进入的空气流14并且用于将压缩空气流16递送到燃烧器区段18。燃烧器区段18将压缩空气流16与加压的燃料供应20混合并点燃混合物以形成燃烧气体流22。虽然仅示出了单个燃烧器区段18，但气体涡轮系统10可包括任何数量的燃烧器区段18。燃烧气体流22继而被递送到涡轮区段24。燃烧气体流22驱动涡轮区段24以产生机械功。涡轮区段24中产生的机械功可经由轴26驱动压缩机区段12并且可用于驱动外部负载28(诸如发电机等)。
27.图2描绘了气体涡轮系统的涡轮区段24的一部分的侧视图，包括位于涡轮区段24的壳体38(“涡轮壳体38”)内的涡轮桨片32(示出一个)的至少一个级30和喷嘴36(示出一个)的至少一个级34。涡轮桨片32的每个级30包括多个涡轮桨片32，这些涡轮桨片联接到转子26并围绕该转子周向定位，并且由燃烧气体22驱动。喷嘴36的每个级34包括多个喷嘴36，这些喷嘴联接到涡轮区段24的涡轮壳体38上并围绕该涡轮壳体周向定位。
28.在图2所示的实施方案中，每个喷嘴36包括定位在外平台42与内平台44之间的翼型件40。类似于喷嘴36，涡轮区段24的每个涡轮桨片32包括从转子26径向延伸的翼型件46。每个翼型件46包括末端部分48和与末端部分48相对定位的平台50。
29.涡轮桨片32和喷嘴36可在涡轮壳体38内彼此相邻轴向地定位。在图2中，例如，喷嘴36被示出为轴向邻近涡轮桨片32并在该涡轮桨片下游定位。涡轮区段24可包括涡轮桨片32的多个级30和喷嘴36的多个级34，这些级轴向地定位在整个涡轮壳体38中。
30.气体涡轮系统10的涡轮区段24可包括轴向地定位在整个涡轮壳体38中的护罩54的多个级52(在图2中示出一个级)。在图2中，例如，护罩54的级52被示出为径向定位成与涡轮级桨片32的级30相邻并且基本上围绕或环绕该级。护罩54的级52也可轴向地定位成与喷嘴36的级34相邻和/或在其上游。此外，护罩54的级52可定位在位于涡轮桨片32的级30的相对侧上的喷嘴36的两个相邻级34之间。护罩54的级52可使用一组延伸部56围绕涡轮壳体38联接，每个延伸部包括被配置为接纳护罩54的对应区段的开口58。
31.涡轮护罩54的等轴视图在图3中描绘。以及涡轮护罩54的剖视图在图4中描绘。如图所示，涡轮护罩54包括主体60。涡轮护罩54的主体60和涡轮护罩54的各种其他部件和/或特征部可以使用包括增材制造工艺的任何合适的技术形成。例如，包括主体60的涡轮护罩54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。
32.涡轮护罩54的主体60包括支撑部分62、中间部分64和密封部分66。支撑部分62直接联接到涡轮护罩54和/或有助于将该涡轮护罩联接到涡轮壳体38和/或延伸部56(参见图2)。支撑部分62包括具有至少一个前钩70的前端68、具有至少一个后钩74的后端72、第一表面76和第二表面78。中间部分64包括在主体60的相对斜面80、82之间的主体60的各种特征部，包括非线性段84和前段86。前段86可以例如用于在涡轮区段24内形成密封、限定流过涡轮区段24的燃烧气体22的热气体流动路径和/或将喷嘴36固定在涡轮壳体38内。密封部分66可以至少部分地限定流过涡轮区段24的燃烧气体22的流动路径。密封部分66包括热气体路径(hgp)表面88，该表面可以定位在涡轮区段24内的燃烧气体22的热气体流动路径附近。
33.涡轮护罩54的主体60还包括至少一个入口开口90，其在主体60的前端68与后端72之间形成于支撑部分62的第一表面76中和/或穿过第一表面。入口开口90与冷却回路92(图4)流体连通，该冷却回路穿过主体60的支撑部分62、中间部分64和密封部分66而形成和/或包括在这些部分中。
34.涡轮护罩54还可以包括一组计量板94(图3中以虚线示出)，这些计量板联接到主体60的支撑部分62的第一表面76。每个计量板94(仅示出一个)可以在相应的入口开口90上和/或至少部分地覆盖相应的入口开口而附连到第一表面76。计量板94允许预定流量的冷却流体经由入口开口90进入冷却回路92。
35.涡轮护罩54的各种集气室和/或冷却通道在图4中描绘，该图是图3的涡轮护罩54的剖视图。如图所示，涡轮护罩54包括至少一个集气室100，该集气室可以穿过涡轮护罩54的主体60的一部分而形成和/或延伸。更具体地，集气室100可以(径向地)穿过涡轮护罩54的主体60的支撑部分62、中间部分64和密封部分66的至少一部分延伸。形成于主体60的中间部分64和密封部分66内的集气室100的一个或多个部分可以在相对的斜面80、82之间和/或邻近斜面延伸。尽管仅示出了单个集气室100，但是应当理解，涡轮护罩54可以包括另外的集气室。
36.集气室100流体联接到形成于主体60的支撑部分62中的入口开口90和/或与开口直接流体连通。如本文所讨论的，集气室100被配置成经由入口开口90接纳冷却流体140(例如，压缩机排放空气)的供应，并且可以将冷却流体140提供给在涡轮护罩54中形成的不同冷却通道，以在气体涡轮系统10的操作期间冷却涡轮护罩54。
37.如图4所示，涡轮护罩54包括第一冷却通道102，其在涡轮护罩54的主体60内形成、定位和/或延伸并与集气室100流体连通。更具体地，第一冷却通道102可以在主体60的前端104与后端106之间和/或与前端和后端相邻而定位在涡轮护罩54的主体60的密封部分66内和/或延伸穿过密封部分。另外，第一冷却通道102可以在相对斜面80、82之间和/或邻近这些相对斜面穿过主体60的密封部分66延伸。第一冷却通道102还可以径向地在集气室100与密封部分66的hgp表面88之间定位在密封部分66内。
38.第一冷却通道102可以包括多个不同的段、区段和/或部分。例如，第一冷却通道102被示出为包括在前部分110与后部分112之间定位和/或延伸的中心部分108。如图4所示，第一冷却通道102的中心部分108居中地形成和/或定位在密封部分66的前端104与后端106之间。第一冷却通道102的前部分110可以直接邻近密封部分66的前端104，并且轴向邻近中心部分108和/或在其轴向上游形成和/或定位。类似地，第一冷却通道102的后部分112直接邻近密封部分66的后端106形成和/或定位，与前部分110相对。中心部分108可以与密封部分66的hgp表面88的轴向部分径向对齐，该轴向部分需要涡轮护罩54内的最大冷却和/或要求最大热交换，以提高涡轮区段24的操作效率和/或涡轮区段24内的涡轮护罩54的操作寿命。
39.集气室100和第一冷却通道102通过肋114隔开。肋114可在相对的斜面80、82之间在涡轮护罩54的主体60内延伸。穿过肋114提供多个冲击开口116。冲击开口116流体联接集气室100和第一冷却通道102的中心部分108。在气体涡轮系统10的操作期间，冷却流体140从集气室100流动通过多个冲击开口116进入第一冷却通道102的中心部分108。
40.除了第一冷却通道102之外，涡轮护罩54的主体60还包括第二冷却通道118。如图4中所描绘，第二冷却通道118邻近密封部分66的前端104在涡轮护罩54的主体60内延伸，并且可以在相对斜面80、82之间在密封部分66内延伸。第二冷却通道118邻近第一冷却通道102的中心部分108并在其上游定位，并且从第一冷却通道102的前部分110径向向内定位。此外，第二冷却通道118在第一冷却通道102的前部分110与密封部分66的hgp表面88之间形成或定位。
41.肋120将第二冷却通道118与第一冷却通道102的前部分110分开。肋120可在相对的斜面80、82之间在涡轮护罩54的主体60内延伸。第二冷却通道118与第一冷却通道102的前部分110直接流体连通。穿过肋120形成的多个冲击开口122流体联接第一冷却通道102的前部件110与第二冷却通道118。在气体涡轮系统10的操作期间(参见图1)，流过第一冷却通道102的前部分110的冷却流体140从第一冷却通道102的前部分110穿过或流过冲击开口122到达第二冷却通道118。
42.涡轮护罩54的主体60还包括与第二冷却通道118流体连通的多个前排气孔124。在操作期间，多个前排气孔124将冷却流体140从第二冷却通道118排放到流过气体涡轮系统10的涡轮区段24的燃烧气体22的热气体流动路径中。
43.第三冷却通道126设置在涡轮护罩54的主体60的密封部分66中。如图4所示，第三冷却通道126位于密封部分66的后端106附近。与第一冷却通道102和第二冷却通道118一样，第三冷却通道126也可以在相对的斜面80、82之间在密封部分66内延伸。第三冷却通道126邻近第一冷却通道102的中心部分108并在其下游定位，并且与密封部分66的hgp表面88相邻从第一冷却通道102的后部分112径向向内定位。
44.肋128将第三冷却通道126与第一冷却通道102的后部分112分开。肋128可在相对的斜面80、82之间在涡轮护罩54的主体60内延伸。穿过肋128形成的多个冲击开口130流体联接第一冷却通道102的后部件112与第三冷却通道126。在气体涡轮系统10的操作期间(参见图1)，流过第一冷却通道102的后部分112的冷却流体140从第一冷却通道102的后部分112穿过或流过冲击开口130到达第三冷却通道126。
45.涡轮护罩54的主体60还包括与第三冷却通道126流体连通的多个后排气孔132。多
个后排气孔132被配置成将冷却流体140从第三冷却通道126排放到流过气体涡轮系统10的涡轮区段24的燃烧气体22的热气体流动路径中。
46.在气体涡轮系统10的操作期间，冷却流体140(例如，压缩机排放空气)在压力下流过主体60以冷却涡轮护罩54。更具体地，当涡轮护罩54在气体涡轮系统10的操作期间暴露于流过涡轮区段24的热气体流动路径的燃烧气体22时，将冷却流体140提供给主体60内的各种冷却特征部(例如，集气室100，冷却通道102、118、126，排气通道124、132等)以冷却涡轮护罩54。在非限制性示例中，冷却流体140通过形成于涡轮护罩54的主体60的支撑部分62的第一表面76中的入口开口90流入涡轮护罩54的主体60中的集气室100中。另外，在涡轮护罩54包括在入口开口90上和/或至少部分地覆盖入口开口而附连到第一表面76的计量板94的情况下，计量板90调节流过入口开口90进入集气室100的冷却流体140的固定流的量和压力。
47.冷却流体140被配置成从入口开口90流动，穿过集气室100，并且径向朝向形成在涡轮护罩54的主体60的密封部分66内的冷却通道102、118、126。更具体地，提供给集气室100的冷却流体140朝向肋114径向流过集气室100，随后流过肋114中的冲击开口116到达第一冷却通道102的中心部分108。从第一冷却通道102的中心部分108，冷却流体140轴向流入第一冷却通道102的前部分110和后部分112中。
48.冷却流体140流入第一冷却通道102的前部分110的那部分流过形成在肋120中的冲击开口122进入第二冷却通道118。类似地，冷却流体140流入第一冷却通道102的后部分112的那部分流过形成在肋128中的冲击开口130进入第三冷却通道126中。
49.从第二冷却通道118，冷却流体140的一部分可以穿过排气孔124流出涡轮护罩54的主体60。另外，第三冷却通道126中的冷却流体140的一部分可以穿过排气孔132流出主体60。未经由排气孔124、132排出的剩余冷却流体140可以被提供给涡轮护罩54的主体60中的其他冷却特征部。
50.破裂可在涡轮护罩54的hgp表面88中因tbc剥落后的氧化而形成。由于hgp表面88在破裂附近的持续氧化，破裂的尺寸可以增加，从而降低涡轮护罩54的操作寿命。
51.根据实施方案，提供了一种流量调节系统200，其用于响应于在hgp表面88中形成破裂而将冷却流体202的补充流输送到涡轮护罩54的冷却回路92。特别地，响应于在hgp表面88中形成破裂，流量调节系统200被配置成将冷却流体202的补充流引导到涡轮护罩54的主体60中的冷却回路92中(例如，进入集气室100)。流量调节系统200可以例如如图5和图6中所描绘用于向涡轮护罩54的冷却回路92提供冷却流体202的补充流，涡轮护罩直接从气体涡轮系统10的压缩机区段12(图1)的排放口(例如第1级或以上)供给其冷却流体140。根据其他实施方案，流量调节系统200可以例如如图7和图8中所描绘用于增加冷却流体140向涡轮护罩54的冷却回路92的流动，涡轮护罩通过气体涡轮系统10的压缩机区段12的抽取端口(例如，第2级或以上)接收其冷却流体140。尽管本文结合涡轮护罩54描述，但是应注意，流量调节系统200可以被配置成与可能发生氧化的气体涡轮系统10的其他部件一起使用。例如，流量调节系统200可以被配置成响应于在部件的hgp表面中形成破裂而向部件(诸如涡轮桨片、喷嘴等)的冷却系统提供冷却流体的补充供应(或冷却流体的增加流)。
52.根据各种实施方案，流量调节系统200包括压力致动开关204(图5和图6)或304(图7和图8)和气动回路206(图3和图4)，该气动回路包括完全嵌入hgp表面88内的一组互连的
气动通道208。气动通道208中的至少一个气动通道流体联接到压力致动开关204、304。如图3和图4所示，气动通道208可以在hgp表面88内以网格状图案提供。也可以使用许多其他配置。例如，气动通道208可以以正弦曲线配置、交叉阴影配置、螺旋配置、矩形网格等提供。通常，hgp表面88内的气动通道208的布置和间隔使得即使hgp表面88中相对小的破裂也将导致hgp表面88中的气动通道208中的一个或多个气动通道的暴露。在不存在破裂的情况下，气动回路206的气动通道208都不暴露。
53.在正常操作期间(例如，hgp表面88中没有破裂)，气动回路206的气动通道208内的压力足以将压力致动开关204、304维持在非致动状态。当在hgp表面88中形成破裂，导致嵌入hgp表面88内的气动回路206的气动通道208中的一个或多个气动通道暴露时，气动回路206的气动通道208内的压力下降，从而导致压力致动开关204、304的致动。当致动时，压力致动开关204、304允许冷却流体202的补充供应(或冷却流体140的增加流)流入涡轮护罩54的冷却系统92中。有利地，冷却流体进入冷却系统92的增加流使得hgp表面88在破裂附近的氧化被阻碍或抑制。
54.根据实施方案的压力致动开关204在图5和图6中描绘。压力致动开关204被配置成响应于在hgp表面88中形成破坏而选择性地向涡轮护罩54的冷却系统92提供冷却流体202的补充供应。压力致动开关204包括流体出口210和流体联接到冷却流体的加压源的流体入口212。在图5中，例如，压力致动开关204的流体入口212流体联接到压缩机排放室(cdc)，该压缩机排放室从气体涡轮系统10的压缩机部分12接收压缩空气流16(图1)。
55.压力致动开关204还包括活塞214和联接到活塞214的盘216，该盘被配置成与座218配合。偏置元件220(诸如弹簧等)朝向座218偏置盘216。活塞214的远端经由气动通道208中的一个或多个气动通道流体联接到气动回路206。
56.在hgp表面88中不存在破裂的情况下，如图5所示，气动通道208内的压力与由偏置元件220施加的偏置力一起大于压缩机排放室内的压力。因此，联接到活塞214的盘216被迫抵靠座218，从而关闭压力致动开关204。这防止冷却流体202的补充供应从压缩机排放室流入涡轮护罩54的冷却系统92。
57.压力致动开关204响应于在hgp表面88中形成破坏(例如，由于氧化)和嵌入hgp表面88内的气动回路206的气动通道208的至少一部分的暴露而致动。暴露导致气动回路206的气动通道208内的压力损失。因此，如图6所示，压缩机排放室内的压力现在大于由偏置元件220施加的偏置力，从而迫使联接到活塞214的盘216远离座218并且将流体入口212流体联接到压力致动开关204的流体出口210。冷却流体202的补充供应现在可以从压缩机排放室流过压力致动开关204进入涡轮护罩54的冷却系统92。进入冷却系统92的冷却流体的增加流阻碍或抑制hgp表面88在破裂附近的氧化。
58.根据其他实施方案的压力致动开关304在图7和图8中描绘。压力致动开关304被配置成响应于在hgp表面88中形成破裂而选择性地触发提供给涡轮护罩54的冷却系统92的冷却流体140的流量的增加。压力致动开关304可以例如用于涡轮护罩52中，涡轮护罩经由气体涡轮系统10的压缩机区段12的抽取端口(例如，第2级或以上)接收其冷却流体140。
59.压力致动开关304可以定位在涡轮护罩54的主体60上。压力致动开关304包括可变形室306，该可变形室经由端口308流体联接到气动回路206的气动通道208中的一个或多个气动通道。端口308穿过定位在可变形室306的第一表面上的第一电触点310。第二电触点
312设置在可变形室306的第二相对表面314上。可变形室306的第一表面314暴露于压缩机排放室内的压力，压缩机排放室从气体涡轮系统10的压缩机部分12接收压缩空气流16(图1)。
60.在hgp表面88中不存在破裂的情况下，如图7所示，气动通道208内(和可变形室306内)的压力高于压缩机排放室内的压力。可变形室306中的较高压力使可变形室306膨胀，这防止第二电触点312与第一电触点310接触。因此，压力致动开关304处于非致动状态。第一电触点310和第二电触点312电连接到控制器316。
61.压力致动开关304响应于在hgp表面88中形成破坏(例如，由于氧化)和嵌入hgp表面88内的气动回路206的气动通道208的至少一部分的暴露而激活。暴露导致气动回路206的气动通道208内的压力损失。因此，压缩机排放室压力现在大于可变形室306内的压力。如图8所示，这导致可变形室306的塌陷。结果，第一电触点310朝向并抵靠第二电触点312移位，从而完成电路并激活压力致动开关304。
62.响应于压力致动开关304的激活，控制器316增加流过抽取端口318进入涡轮护罩54的冷却系统92中的冷却流体140的量。例如，可以通过响应于来自控制器316的信号而扩大如图8中以虚线所示的抽取端口318的开口大小来提供冷却流体140的增加流。进入冷却系统92的冷却流体140的增加流阻碍或抑制hgp表面88在破裂附近的氧化。
63.根据实施方案的用于阻碍和/或抑制氧化的方法的流程图在图10中描绘，并且参考图3至图8描述。在s1，通过流量监测系统200监测气动回路206的气动通道208内的压力。响应于气动回路206中的压力下降(s2处的“是”)，流动进行到s3。在气动回路206中没有压力下降时(s2处的“否”)，流动返回到s1。
64.在s3，响应于气动回路206中的压力下降而致动压力致动开关204、304。在s4，将冷却流体202的补充流或冷却流体140的增加流提供给涡轮护罩54的冷却系统92。在s5，由于冷却流体202的补充流或冷却流体140的增加流，因此涡轮护罩54的hgp表面88中的破裂附近的氧化被阻碍或抑制。
65.如上所详细描述，涡轮护罩54的主体60以及涡轮护罩54的各种其他部件和/或特征部，包括本文公开的流量调节系统200的各种部件/部分，可以使用包括增材制造工艺的任何合适的技术形成。增材制造工艺可以使用能够承受气体涡轮系统10内的涡轮护罩54在操作期间所经历的操作特性(例如，暴露温度、暴露压力等)的任何合适的材料。
66.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(常规工艺的情况)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。
67.为了说明增材制造工艺的示例，图9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。在此示例中，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被示出为涡轮护罩54(参见图2至图8)。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，该代码包括限定涡轮护罩54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，该原材料的原液可保持在am打印机906的室910中。在这种情况下，涡轮护罩54可由能够承受气体涡轮系统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am打印机906的构造板915上的空白画布铺展开，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定义的那样为每个切片熔融颗粒，但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。
68.am控制系统904被示出为在计算机930上作为计算机程序代码执行。在这种程度上，计算机930被示出为包括存储器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在代表本文所述的涡轮护罩54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940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处。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。
69.增材制造工艺以存储代表涡轮护罩54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。例如，代码920可包括涡轮护罩54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designcad3d max等)中的任何一种生成。就这一点而言，代码920可采用任何现在已知或未来开发的文件格式。例如，代码920可为3d系统的立体平版印刷cad程序创建的标准曲面细分语言(stl)，或作为美国机械工程师协会(asme)标准的增材制造文件(amf)，后者是被设计为允许任何cad软件描述将在任何am打印机上制造的任何三维物件的形状和组成的基于可扩展标记语言(xml)的格式。代码920可根据需要在不同格式之间转化、转换成一组数据信号，并且作为一组数据信号传输、接收并转换为代码、被存储等。代码920可以是对系统900的输入，并且可来自零件设计师、知识产权(ip)提供商、设计公司、系统900的操作者或拥有者或来自其他来源。在任何情况下，am控制系统904执行代码920，将涡轮护罩54分成在连续的液体、粉末、片或其他材料层中使用am打印机906组装的一系列薄片。在dmlm示例中，将每一层都熔融成由代码920定义的精确几何形状并融合到前一层。随后，涡轮护罩54可暴露于任何各种修整工艺，例如本文所述的用于再成形或其他较
小的机加工、密封、抛光等的那些工艺。
70.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(comprises)”和/或“包括(comprising)”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。
71.本书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使得本领域的任何技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何设备或系统以及执行任何结合的方法。本发明的可专利范围由权利要求书限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其他示例。如果此类其他示例具有与权利要求书的字面语言没有不同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求书的字面语言无实质差别的等效结构元件，则此类其他示例预期在权利要求书的范围内。