JP6986834B2 - 物品を冷却する物品および方法 - Google Patents

Description

本発明は、物品を冷却する物品および方法を対象とする。より具体的には、本発明は、冷却された物品と、物品を冷却する方法とを対象とする。

タービンシステムは、効率を高めかつコストを減少させるために、絶え間なく修正されている。タービンシステムの効率を高めるための１つの方法は、タービンシステムの動作温度を上昇させることを含む。温度を上昇させるために、連続使用時のそのような温度に耐えることができる材料からタービンシステムを構成する必要がある。

部品材料およびコーティングの変更に加えて、タービン部品の温度性能を上げる１つの一般的な方法は、冷却機構の使用を含む。例えば、タービン部品の多くは、その内部空洞内に配置された衝突スリーブまたは衝突板を含む。衝突スリーブまたは衝突板は、タービン部品の内面に向けて冷却流体を導く複数の冷却チャネルを含み、タービン部品の衝突冷却を提供する。しかし、タービン部品内に配置するための個々の衝突スリーブを形成することは、製造時間およびコストを増加させる。さらに、衝突スリーブは、典型的には、衝突スリーブとタービン部品との間に著しいクロスフローを生成し、かつ冷却チャネルの各々を同時に流れる流体流れを提供するために潤沢な冷却流体を必要とするが、そのどちらもシステムの効率を低下させる。

タービン部品を冷却する別の方法は、蛇行冷却の使用を含む。蛇行冷却は、冷却流体をタービン部品内の通路を通過させて、部品の正圧側壁および負圧側壁の両方を同時に冷却することを含む。両方の壁を同時に冷却することは、１つの壁を過冷却して他の壁を十分に冷却することであってもよい。１つの壁を過冷却することは、不要な熱吸収と同時に温度勾配につながり、どちらも下流側の冷却効果および冷却効率を低下させる。

米国特許第７５６８８８２号明細書

実施形態では、物品は、外面および内部領域を画定する内面を有する本体部分と、内部領域内に形成され、本体部分の基部から本体部分の先端に向けて延在する少なくとも１つのアップパス空洞と、各々が本体部分の先端に隣接し、その内部に形成された少なくとも１つの開口部を有している、各アップパス空洞内に形成されたキャップとを有する。各キャップは、少なくとも１つのアップパス空洞からの流体を、キャップ内部に形成された少なくとも１つの開口部を通して、本体部分の先端に導くように構成および配置されている。

実施形態では、物品は、外面および内部領域を画定する内面を有する本体部分と、前記内部領域内に形成された少なくとも１つのアップパス空洞であって、本体部分の基部から本体部分の先端に向かって延在する少なくとも１つのアップパス空洞と、２つのアップパス空洞を流体接続する少なくとも１つのダウンパス空洞であって、各々が２つのアップパス空洞の一方から、他方のアップパス空洞まで流体を下流側に導くように構成および配置されている、ダウンパス空洞と、各々が本体部分の先端に隣接し、その内部に形成された少なくとも１つの開口部を有しているキャップであって、各アップパス空洞内に形成されたキャップとを有する。各キャップは、少なくとも１つのアップパス空洞からの流体を、キャップ内部に形成された少なくとも１つの開口部を通して、本体部分の先端に導くように構成および配置されており、キャップ内の各開口部は、先端の衝突冷却を提供するように構成および配置されている。

別の実施形態では、物品を冷却する方法は、物品の内部領域内に形成された第１のアップパス空洞内に流体を導くことと、第１のアップパス空洞内に形成されたキャップ内の少なくとも１つの開口部を通して流体を通過させることと、キャップ内の少なくとも１つの開口部を通過する流体と物品の先端とを接触させることであって、先端を冷却し、かつ衝突後流体を形成する、流体と先端とを接触させることと、ダウンパス空洞内で衝突後流体を受けることと、衝突後流体を、ダウンパス空洞を通って第２のアップパス空洞内に導くことと、第２のアップパス空洞内に形成された追加のキャップ内の少なくとも１つの開口部を通して、流体を第２のアップパス空洞から通過させることと、付加キャップ内の少なくとも１つの開口部を通過する流体と物品の先端とを接触させることであって、先端を冷却し、かつ第２の衝突後流体を形成する、流体と先端とを接触させることを含む。

本発明の他の特徴および効果は、例えば、本発明の原理を図示する添付の図面と合わせて、以下のより詳細な説明から明らかになろう。

本開示の実施形態による物品の正面斜視図である。 図１の線２−２に沿った、本開示の実施形態による物品の断面図である。 図２の断面図に直交する方向から見た、物品内の冷却機構の断面図である。 図１の線２−２に沿った、本開示の別の実施形態による物品の断面図である。 図４の断面図に直交する方向から見た、物品内の冷却機構の断面図である。 図１の線２−２に沿った、パーティションを取り外した状態の、物品の断面図である。

可能な限り、図面全体を通して、同一の整理番号は同一の部分を指す。

物品を冷却する物品および方法を提供する。本開示の実施形態は、例えば、本明細書に開示された特徴の内の１つ以上を含んでいない概念と比較すると、冷却効率を上げ、先端の冷却効果を高め、冷却流量分布の制御を強化することを容易にし、下流側の先端冷却を強化し、物品寿命を延長し、上昇したシステム温度の使用を容易にし、システム効率を向上し、フィルム供給圧力に対する強化された制御を提供し、またはこれらの組み合わせを行う。

図１を参照すると、一実施形態では、物品１００は、タービンバケット１０１または動翼を含むが、これに限定されない。タービンバケット１０１は、根元部１０３、プラットフォーム１０５、および翼形部１０７を有している。根元部１０３は、タービンバケット１０１を、タービンシステム内の例えば、ロータホイール等に固定するように構成されている。また、根元部１０３は、タービンシステムから流体を受け、その流体を翼形部１０７内に導くように構成されている。タービンバケットに関して本明細書で説明してきたが、当業者には理解されるように、物品１００はこれに限定されず、冷却流体を受けるのに適した任意の他の物品、例えば中空部品、高温ガス経路部品、シュラウド、ノズル、ベーン等、またはそれらの組み合わせを含むことができる。

図２〜図５に示すように、物品１００は、外面２０３、内面２０５、および内部に形成された１つ以上のパーティション２１０を有する本体部分２０１を含んでいる。１つ以上のパーティション２１０の各々は、物品１００の第１の側から物品１００の第２の面へ、内部領域２０７を横切って延在する。内面２０５と内面２０５により画定される内部領域２０７とをより明瞭に示すために、図６は、パーティション２１０を取り外した状態の図２〜図５の翼形部１０７を示している。

１つ以上のパーティション２１０は、本体部分２０１と一体でおよび／または分離して形成されてもよい。一実施形態では、１つ以上のパーティション２１０を本体部分２０１と一体で形成すると、本体部分２０１と分離して成形されてその後本体部分２０１に固定された１つ以上のパーティション２１０と比較すると、１つ以上のパーティション２１０と本体部分２０１との間の、冷却流体等の流体の移動が減少するか排除される。別の実施形態では、１つ以上のパーティション２１０を本体部分２０１と一体で形成すると、本体部分２０１と分離して成形されてその後本体部分２０１に固定された１つ以上のパーティション２１０と比較すると、衝突後への漏れが減少するか排除される。本体部分２０１および／または１つ以上のパーティション２１０を形成するための適切な方法には、直接金属レーザ溶融（ＤＭＬＭ）、直接金属レーザ焼結（ＤＭＬＳ）、選択的レーザ溶融（ＳＬＭ）、選択的レーザ焼結（ＳＬＳ）、熱溶融積層法（ＦＤＭ）、他の任意の積層造形技術、またはこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されるものではない。

図２〜図３を参照すると、一実施形態では、パーティション２１０は、物品１００内で蛇行冷却構成を形成するように配置される。蛇行冷却構成は、１つ以上のアップパス空洞２１１および１以上のダウンパス空洞２１３を含んでいる。各アップパス空洞２１１は、物品１００の先端部分３０１（図３参照）に向けて流体を導くように構成され、各ダウンパス空洞２１３は、アップパス空洞２１１の１つからの流体を受け、かつ流体を先端部分３０１から離れるように導くように構成されている。物品１００は、任意の適切な数のアップパス空洞２１１および／またはダウンパス空洞２１３を含み、流体は、物品１００から排出されるまで、アップパス空洞２１１およびダウンパス空洞２１３を順次交互に通過する。流体は、蛇行冷却構成のアップパス空洞２１１およびダウンパス空洞２１３の内面２０５に沿って移動する際、本体部分２０１を冷却する。追加的または代替的に、流体は、外面２０３のフィルム冷却を提供しながら、本体部分２０１および／または先端部分３０１を通して排出される。

任意の適切な数の蛇行冷却構成が、物品１００内に形成されてもよい。各蛇行冷却構成は、物品１００に入る流体を受けるように構成された少なくとも１つのアップパス空洞２１１を含み、物品１００内で別々の流体流れを提供する。一実施形態では、物品１００は、単一の蛇行冷却構成を含む。単一の蛇行冷却構成は、物品１００の前縁３０３から後縁３０５までの、またはその反対の、単一の方向の流体流れを提供するが、そこで流体は、構成中のアップパス空洞２１１およびダウンパス空洞２１３のそれぞれを順次通過する。別の実施形態では、物品１００は、２つ以上の蛇行冷却構成を含む。蛇行冷却構成の各々は、根元部１０３を通るような、物品１００に入る流体を受けるように構成された１つのアップパス空洞２１１を含み、１つの方向に連続的な流体流れを提供する。蛇行冷却構成の各々における流体流れの方向は、他の蛇行冷却構成（複数可）における流体流れの方向と同一でも異なっていてもよい。例えば、図２〜図３に示すように、蛇行冷却構成の各々は、物品１００に入る流体を受け、別のアップパス空洞２１１およびダウンパス空洞２１３を連続的に通過させて流体を導くように構成されており、ある構成では前縁３０３に向けて流体を導き、もう一方の構成では後縁３０５に向けて流体を導く。

図２〜図３に示すように、蛇行冷却構成のアップパス空洞２１１の少なくとも１つは、その内部にキャップ２１９が形成されている。各キャップ２１９は、アップパス空洞２１１を横切って延在し、キャップを貫通して延びる少なくとも１つの開口部２２０を有している。一実施形態では、キャップ２１９は、アップパス空洞２１１の閉端部の形成および／またはアップパス空洞２１１と先端部分３０１との間に先端空洞２２１の作成を行う。別の実施形態では、少なくとも１つの開口部２２０は、アップパス空洞２１１内の流体を、キャップ２１９を通して先端部分３０１に向けて導く。少なくとも１つの開口部２２０を通して導かれる流体は、先端部分３０１と接触し、先端部分３０１と衝突してそこに衝突冷却を提供する。先端部分３０１と衝突した後、衝突後流体はダウンパス空洞２１３に入り、これにより先端部分３０１から流体が離れる。本明細書で用いる「衝突後流体」とは、本体部分２０１の表面および／または先端部分３０１の方に向けて導かれた流体を称し、表面と接触あるいは衝突する流体と、１つ以上の開口部２２０を通して導かれるが表面とは接触しない流体との両方を含む。

各アップパス空洞２１１内に形成された１つのキャップ２１９を含むものとして示しているが、当業者には理解されるように、物品１００はこれに限定されず、キャップ２１９の有無にかかわらず、アップパス空洞２１１の任意の組み合わせを含むことができる。さらに、キャップ２１９の各々に形成された開口部２２０の形状、向き、および／または数は、１つ以上の他のキャップ２１９と比較して、同一であるか、ほぼ同一であるか、異なっていてもよい。開口部２２０の形状、向き、および／または数を変更することにより、アップパス空洞２１１内の流体圧力が調整され、衝突冷却圧力が調整され、衝突流体流れが調整され、またはそれらの組み合わせが調整される。例えば、比較的高温である先端部分３０１の断面に対応するキャップ２１９は、比較的低温である先端部分３０１の断面に対応するキャップ２１９よりも開口部２２０を多く含み、より多くの開口部２２０は、先端部分３０１の対応断面により強い冷却をもたらす。追加的または代替的に、キャップ２１９の開口部２２０の数および／またはサイズは、対応するアップパス空洞２１１内の流体圧力を増加または減少させるように選択することができる。

図４〜図５を参照すると、一実施形態では、パーティション２１０は、物品１００内で再利用冷却構成を形成するように配置されている。再利用冷却構成は、アップパス空洞２１１の少なくとも１つと、少なくとも１つの再利用空洞４０１とを含む。別の実施形態では、アップパス空洞２１１の少なくとも１つおよび／または再利用空洞４０１の少なくとも１つは、その内部に形成されたキャップ２１９を含む。さらなる実施形態では、アップパス空洞２１１の各々および再利用空洞４０１の各々は、そこに形成されたキャップ２１９を含む。追加的または代替的に、アップパス空洞２１１の各々および再利用空洞４０１の各々が、その内部に形成されたキャップ２１９の１つを含む場合、先端空洞２２１は、アップパス空洞２１１および／または少なくとも１つの再利用空洞４０１の上に延在する連続空洞である。

物品１００に入る流体は、アップパス空洞２１１の少なくとも１つに供給され、そこで流体はアップパス空洞２１１を通して導かれる、および／または少なくとも部分的にアップパス空洞２１１を満たす。流体は、一旦アップパス空洞２１１内で、キャップ２１９の少なくとも１つの開口部２２０を通して先端部分３０１に向けて導かれる。キャップ２１９内の少なくとも１つの開口部２２０を通過した後、流体は、先端部分３０１に接触し、その衝突冷却を提供する。衝突後流体は、その後、先端空洞２２１を通して導かれ、および／または本体部分２０１（図４参照）および／または先端部分３０１（図５参照）の孔４０３を通して、物品１００から排出される。

追加的または代替的に、パーティション２１０の１つ以上は、その内部に形成された開口部２２０の少なくとも１つを含んでいてもよく、開口部２２０は、アップパス空洞２１１と再利用空洞４０１とを、および／または再利用空洞４０１の１つとその下流側の別の再利用空洞４０１とを流体接続する。流体は、パーティション２１０内の開口部２２０を通して、本体部分２０１の下流側の再利用空洞４０１内にある、本体部分２０１の内面２０５に向けて導かれる。例えばアップパス空洞２１１内の流体は、アップパス空洞２１１のパーティション２１０内の開口部（複数可）２２０を通して導かれ、流体は開口部（複数可）２２０を通過して、アップパス空洞２１１のパーティション２１０に隣接する再利用空洞４０１内の本体部分２０１の内面２０５に向かう。パーティション２１０内の開口部２２０（複数可）を通過した後、流体は、本体部分２０１の内面２０５と接触し、その衝突冷却を提供する。内面２０５からの衝突後流体は、その後、キャップ２１９内の開口部（複数可）および／または再利用空洞４０１のパーティション２１０を通過する前に、再利用空洞４０１を通して導かれる、および／または再利用空洞４０１の少なくとも一部を満たす。ある実施形態において、各再利用空洞４０１内の流体は、すべてあるいは基本的に、再利用空洞４０１内で受けた衝突後流体で構成されている。図５に単一の再利用空洞を示しているが、当業者には理解されるように、物品１００はこれに限定されず、再利用冷却構成を通過する流体を順次受けるように構成された再利用空洞４０１の、任意の適切な数を含むことができる。

任意の適切な数の再利用冷却構成が物品１００内に形成されてもよく、各再利用冷却構成は、他の再利用冷却機構（複数可）と比較して同一の、ほぼ同一の、あるいは異なる方向の流体流れを提供してもよい。例えば、単一の再利用冷却構成は、前縁３０３から後縁３０５に向けて延在し、同一の方向に流体流れを提供してもよい。別の例では、２つの再利用冷却構成が物品１００内に形成され、一方の再利用冷却構成は、前縁３０３に向けて延在しかつ流体流れを提供し、他方の再利用冷却構成は、後縁３０５に向けて延在しかつ流体流れを提供する。追加的または代替的に、物品１００は、再利用冷却構成および蛇行冷却構成の組み合わせを含むことができる。

従来の先端反転流れ（すなわち下降流れ）を含む、キャップ２１９なしの再利用冷却構成および／またはキャップ２１９なしの蛇行冷却構成と比較すると、先端部分３０１の衝突冷却は、先端冷却効果を高め、先端の冷却効率を上げ、先端冷却の一貫性を増大させ、先端冷却の予測精度を高め、またはこれらの組み合わせを行う。さらに、キャップ２１９は、アップパス空洞２１１、ダウンパス空洞２１３、再利用空洞４０１、および／または先端空洞２２１内の流体圧力に対する強化された制御を提供し、衝突圧力比を上昇させ、正圧側面の抽気フィルム孔ブローイング比を上昇させ、低速度領域を減少させ、冷媒側伝熱係数の変更を容易にし、熱応力を低減し、および／または低サイクル疲労（ＬＣＦ）寿命を延長させる、本体部分２０１および／または先端部分３０１の温度を助長し、またはそれらの組み合わせを行う。例えば、一実施形態では、キャップ２１９は、冷却構成の最後のアップパス空洞２１１および／または再利用空洞内に形成され、キャップ２１９は先端部分３０１への流体流れを増加させるので、キャップ２１９を備えた構成と比べて、先端部分３０１内の酸化作用を低下または排除する。別の例では、流体流れおよび流体圧力に対する強化された制御は、壁温度の変動を減少させ、それにより物品の寿命および／またはエンジン性能が増大する。

本発明について１つ以上の実施形態を参照して説明してきたが、本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更を行うことができ、またその要素を等価物で置き換えることができることは、当業者には理解されるであろう。さらに、本発明の本質的な範囲を逸脱せずに特定の状況または材料を本発明の教示に適応させるために、多くの修正を行うことができる。したがって、本発明は、本発明を実施するために考えられる最良の形態として開示された特定の実施形態に限定されるものではなく、本発明は、添付した特許請求の範囲に入るすべての実施形態を含むことが意図されている。さらに、詳細な説明で特定されたすべての数値は、正確な値および近似値がそれぞれ明示的に特定されたと解釈されるものとする。

１００ 物品
１０１ タービンバケット
１０３ 根元部分
１０５ プラットフォーム
１０７ 翼形部
２０１ 本体部分
２０３ 外面
２０５ 内面
２０７ 内部領域
２１０ パーティション
２１１ アップパス空洞
２１３ ダウンパス空洞
２１９ キャップ
２２０ 開口部
２２１ 先端空洞
３０１ 先端部分
３０３ 前縁
３０５ 後縁
４０１ 再利用空洞
４０３ 孔

Claims (12)

1. 物品（１００）であって、当該物品（１００）が、
   外面（２０３）及び内部領域（２０７）を画定する内面（２０５）を有する本体部分（２０１）と、
   前記内部領域（２０７）内に形成された少なくとも１つのアップパス空洞（２１１）であって、前記本体部分（２０１）の基部から前記本体部分（２０１）の先端（３０１）に向けて延在する少なくとも１つのアップパス空洞（２１１）と、
   各アップパス空洞（２１１）内に形成されたキャップ（２１９）であって、各キャップ（２１９）が前記本体部分（２０１）の先端（３０１）に隣接し、かつ少なくとも１つの開口部（２２０）が各キャップに形成されていて、各キャップ（２１９）が、前記少なくとも１つのアップパス空洞（２１１）からの流体を、キャップに形成された前記少なくとも１つの開口部（２２０）を通して、前記本体部分（２０１）の先端（３０１）に導くように構成及び配置されている、キャップ（２１９）と、
   前記内部領域（２０７）内に形成された少なくとも１つのダウンパス空洞（２１３）であって、前記本体部分（２０１）の先端（３０１）から前記本体部分（２０１）の基部に向けて延在し、かつ前記少なくとも１つのアップパス空洞（２１１）のそれぞれの下流側になるように構成及び配置されている、少なくとも１つのダウンパス空洞（２１３）と、
   前記少なくとも１つのアップパス空洞（２１１）とそれに対応する前記少なくとも１つのダウンパス空洞（２１３）との間にそれぞれ配置されたパーティション（２１０）と
   を備えており、各々のパーティション（２１０）が前記キャップ（２１９）まで延在しているとともに、各パーティション（２１０）の第１の面が前記少なくとも１つのアップパス空洞（２１１）の内面を形成し、各パーティション（２１０）の第１の面とは反対側の第２の面が前記少なくとも１つのダウンパス空洞（２１３）の内面を形成し、各々のパーティション（２１０）が前記本体部分（２０１）と一体に形成され、かつ前記少なくとも１つのアップパス空洞（２１１）の各々が前記キャップまで延在するように構成されている、物品（１００）。
2. 各キャップ（２１９）の少なくとも１つの開口部（２２０）が、前記先端（３０１）の衝突冷却を提供するように構成及び配置されている、請求項１に記載の物品（１００）。
3. 前記本体部分（２０１）の各キャップ（２１９）と前記先端（３０１）との間に形成された先端空洞（２２１）をさらに備える、請求項１又は請求項２に記載の物品（１００）。
4. 前記少なくとも１つのダウンパス空洞（２１３）が前記先端空洞（２２１）に流体接続されており、前記少なくとも１つのダウンパス空洞（２１３）が、前記先端空洞（２２１）からの流体を前記本体部分（２０１）の基部に向けて導くように構成及び配置されている、請求項３に記載の物品（１００）。
5. 前記流体を前記少なくとも１つのダウンパス空洞（２１３）から受けて、前記流体を前記少なくとも１つのダウンパス空洞（２１３）から前記本体部分（２０１）の先端（３０１）に向けて導くように構成及び配置されている、追加のアップパス空洞（２１１）と、
   前記追加のアップパス空洞（２１１）内に形成された追加のキャップ（２１９）であって、前記本体部分（２０１）の先端（３０１）に隣接し、かつ少なくとも１つの開口部（２２０）が形成されている、追加のキャップ（２１９）と
   をさらに備える、請求項４に記載の物品（１００）。
6. 前記追加のキャップ（２１９）が、前記追加のアップパス空洞（２１１）からの流体を、該追加のキャップに形成された前記少なくとも１つの開口部（２２０）を通して、前記本体部分（２０１）の先端（３０１）に向けて導くように構成及び配置されている、請求項５に記載の物品（１００）。
7. 当該物品（１００）が、
   前記少なくとも１つのアップパス空洞（２１１）の下流側に形成された少なくとも１つの再利用空洞（４０１）であって、各再利用空洞（４０１）が上流側の空洞に流体接続され、該上流側の空洞が、前記少なくとも１つのアップパス空洞（２１１）、及び前記再利用空洞（４０１）と前記アップパス空洞（２１１）との間に形成された別の再利用空洞（４０１）からなる群から選択される、少なくとも１つの再利用空洞（４０１）と、
   各再利用空洞（４０１）内に形成された追加のキャップ（２１９）であって、少なくとも１つの開口部（２２０）が形成されており、かつ前記再利用空洞（４０１）からの流体を、該追加のキャップに形成された前記少なくとも１つの開口部（２２０）を通して、前記本体部分（２０１）の先端（３０１）に向けて導くように構成及び配置されている追加のキャップ（２１９）と
   をさらに備える、請求項３に記載の物品（１００）。
8. 各追加のキャップ（２１９）が、前記本体部分（２０１）の追加のキャップ（２１９）と前記先端（３０１）との間に追加の先端空洞（２２１）を形成し、各追加の先端空洞（２２１）が、前記本体部分（２０１）のキャップ（２１９）と前記先端（３０１）との間に形成された先端空洞（２２１）を当該物品（１００）の縁部に向けて延伸する、請求項７に記載の物品（１００）。
9. 前記キャップ（２１９）が、前記本体部分（２０１）と一体に形成されている、請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の物品（１００）。
10. 当該物品（１００）がタービンバケット（１０１）である、請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の物品（１００）。
11. 物品（１００）を冷却する方法であって、当該方法が、
    前記物品（１００）の内部領域（２０７）内に形成された第１のアップパス空洞（２１１）内へ流体を導くステップと、
    前記流体を、第１のアップパス空洞（２１１）内に形成されたキャップ（２１９）の少なくとも１つの開口部（２２０）を通して通過させるステップと、
    前記キャップ（２１９）の少なくとも１つの開口部（２２０）を通過する前記流体を前記物品（１００）の先端（３０１）と接触させて前記先端（３０１）を冷却し、第１の衝突後流体を形成するステップと、
    第１の衝突後流体を第１のダウンパス空洞（２１３）内に受けるステップと、
    第１の衝突後流体を第１のダウンパス空洞（２１３）に通してから第２のアップパス空洞（２１１）内に導くステップと、
    第２のアップパス空洞（２１１）からの流体を、第２のアップパス空洞（２１１）内に形成された追加のキャップ（２１９）の少なくとも１つの開口部（２２０）を通して通過させるステップと、
    前記追加のキャップ（２１９）の少なくとも１つの開口部（２２０）を通過する前記流体を前記物品（１００）の先端（３０１）と接触させるて前記先端（３０１）を冷却し、第２の衝突後流体を形成するステップと、
    第２の衝突後流体を第２のダウンパス空洞（２１３）内に受けるステップと
    を含んでおり、
    前記物品（１００）が、第１のアップパス空洞（２１１）と第１のダウンパス空洞（２１３）との間及び第２のアップパス空洞（２１１）と第２のダウンパス空洞（２１３）との間にそれぞれ配置されたパーティション（２１０）を備えており、各々のパーティション（２１０）が前記キャップ（２１９）又は前記追加のキャップ（２１９）まで延在しているとともに、各パーティション（２１０）の第１の面が第１又は第２のアップパス空洞（２１１）の内面を形成し、各パーティション（２１０）の第１の面とは反対側の第２の面が第１又は第２のダウンパス空洞（２１３）の内面を形成し、各々のパーティション（２１０）が前記本体部分（２０１）と一体に形成され、かつ第１又は第２のアップパス空洞（２１１）がそれぞれ前記キャップ又は前記追加のキャップ（２１９）まで延在するように構成されている、方法。
12. 前記物品（１００）の側壁を、第１のアップパス空洞（２１１）、前記ダウンパス空洞（２１３）及び第２のアップパス空洞（２１１）を流れる流体で冷却することをさらに含む、請求項１１に記載の方法。

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