用于改变孔口的方法和用于改变通过构件的流量的系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于改变通过孔口的流量的方法。更具体而言，本发明涉及在冷却孔的表面上的电火花淀积，以改变流量。
【背景技术】
[0002]燃气涡轮构件会经历在热方面、在机械方面和在化学方面有害的环境。例如，在燃气涡轮的压缩机部分中，大气空气被例如压缩到大气压力的10-25倍，并且在该过程中以绝热的方式例如加热到800°F-1250°F(427°C -677°C )。这个经加热和压缩的空气被引导到燃烧器中，在那里，其与燃料混合。燃料被点燃，并且燃烧过程将气体加热到非常高的温度，例如，超过3000 °F (1650°C ) ο这些热气传送通过涡轮和排气系统，在涡轮中，固定到旋转涡轮盘上的翼型件抽取能量来驱动涡轮的风扇和压缩机，在排气系统中，气体提供足够的能量来使发电机转子旋转来发电。为了在高温下保持足够的强度和避免氧化/腐蚀损害，已经将涂层应用到金属构件的表面上，并且已经实施冷却方案来使得构件良好地工作且满足设计的寿命。
[0003]为了改善燃气涡轮的运行效率，燃烧温度一直被升高。在较高温度下，用来制造构件的材料会变得太弱，以至于不能实现它们的功能或甚至开始熔化。在传统上，空气用于进行温度控制。这需要通过被涂覆的构件中的关键位置钻出冷却孔。典型的高温燃气涡轮叶片或导叶可在翼型件表面上包含数百个小冷却孔，以例如冷却金属构件，在典型的高级燃气涡轮的第I级喷嘴中可存在超过700个冷却孔，它们通常涂覆有隔热涂层(TBC)。
[0004]在制造或修理被冷却的涡轮构件的较大挑战在于确保冷却空气的流量是正确的，以提供恰当的冷却量。如果流量太低，则可能存在回流可能且构件可能变得太热，导致构件可能受损。如果流量太高，则存在涡轮性能问题。如果构件流量太低，则孔可重新打开或扩大，以允许有额外的流量。但是，当部件流量太高时，已知的用于改变流量的方法需要剥掉构件的TBC涂层，重新涂覆新的TBC涂层且重新清洁冷却孔，以试图将流量恢复到期望值。这是昂贵且费时的选择，并且不能确保解决问题。
[0005]用于改变通过孔口(诸如冷却孔)的流量的没有一个或多个上述缺陷的方法在本领域将是合乎需要的。
[0006]公开的系统和/或方法的意图优点满足这些需要中的一个或多个或提供其它有利的特征。根据本说明书，其它特征和优点将变得显而易见。公开的教导延伸到落在权利要求的范围内的那些实施例，而不管它们是否实现了上述需要中的一个或多个。
【发明内容】
[0007]在示例性实施例中，一种用于改变构件中的孔口的方法包括:提供具有至少一个孔口的基底，孔口具有导电表面；提供包括ESD喷枪的淀积装置，ESD喷枪包括包含导电材料的孔口贯穿电极；将孔口贯穿电极至少部分地插入孔口中；以及在孔口贯穿电极和导电表面之间产生电弧，以将电极材料淀积在孔口内。
[0008]在另一个示例性实施例中，一种用于改变通过构件的流量的系统包括可移除地支承在电极保持器中的ESD喷枪，ESD喷枪包括孔口贯穿电极。孔口贯穿电极构造成将电极材料应用到孔口中的导电表面上，以改变通过孔口的流量。
[0009]在另一个示例性实施例中，一种涡轮构件包括至少一个孔口，其沿着导电表面具有电火花淀积的材料，电火花淀积的材料改变通过涡轮构件的流体流量。
[0010]技术方案1:一种用于改变构件中的孔口的方法，包括:
提供具有至少一个孔口的基底，所述至少一个孔口具有导电表面；
提供包括电火花淀积喷枪的淀积装置，所述电火花淀积喷枪包括包含导电材料的孔口贯穿电极；
将所述孔口贯穿电极至少部分地插入所述孔口中；以及
在所述孔口贯穿电极和所述导电表面之间产生电弧，以将电极材料淀积在所述孔口内。
[0011]技术方案2:根据技术方案I所述的方法，所述至少一个孔口为冷却孔或流体计量通路。
[0012]技术方案3:根据技术方案2所述的方法，进一步包括测量所述构件的流体流量。
[0013]技术方案4:根据技术方案3所述的方法，进一步包括选择所述构件中的所述冷却孔中的至少一个冷却孔来进行改变，所述至少一个冷却孔的位置对应于所述位置所暴露于的温度。
[0014]技术方案5:根据技术方案I所述的方法，所述产生电弧的步骤进一步包括以冶金的方式使所述电极材料在所述导电表面中形成合金，以在所述孔口内形成淀积物。
[0015]技术方案6:根据技术方案5所述的方法，进一步包括重复所述产生电弧的步骤，以增大所述淀积物的尺寸。
[0016]技术方案7:根据技术方案6所述的方法，进一步包括增大所述淀积物的尺寸，以部分地阻挡所述孔口。
[0017]技术方案8:根据技术方案6所述的方法，进一步包括增大所述淀积物的尺寸，以完全阻挡所述孔口。
[0018]技术方案9:根据技术方案I所述的方法，所述基底包括非导电层。
[0019]技术方案10:根据技术方案9所述的方法，所述非导电层为隔热涂层。
[0020]技术方案11:根据技术方案I所述的方法，所述孔口贯穿电极包括用于改变所述孔口的结构。
[0021]技术方案12:根据技术方案I所述的方法，进一步包括用电极保持器支承所述电火花淀积喷枪。
[0022]技术方案13:根据技术方案12所述的方法，所述电极保持器为可动框架。
[0023]技术方案14:根据技术方案I所述的方法，所述孔口贯穿电极包含镍基超合金或钴基超合金。
[0024]技术方案15:—种用于改变通过构件的流量的系统，包括:
电火花淀积喷枪，其可移除地支承在电极保持器中，所述电火花淀积喷枪包括孔口贯穿电极；
其中所述孔口贯穿电极构造成将电极材料应用到孔口中的导电表面上，以改变通过所述孔口的流量。
[0025]技术方案16:根据技术方案15所述的系统，所述孔口贯穿电极包括用于改变所述孔口的结构。
[0026]技术方案17:根据技术方案15所述的系统，所述孔口贯穿电极包含镍基超合金或钴基超合金。
[0027]技术方案18:根据技术方案15所述的系统，所述电极保持器为可动框架。
[0028]技术方案19:一种涡轮构件，包括:
至少一个孔口，其沿着导电表面具有电火花淀积的材料，所述电火花淀积的材料改变通过所述涡轮构件的流体流量。
[0029]技术方案20:根据技术方案19所述的涡轮构件，所述构件选自下者组成的组:叶片、喷嘴、燃烧燃料喷嘴、燃烧衬套、燃烧帽、轮叶、过渡件和护罩。
[0030]根据结合附图得到的优选的实施例的以下更详细的描述，本发明的其它特征和优点将显而易见，附图以示例的方式示出本发明的原理。
【附图说明】
[0031]图1显示根据本公开的实施例的用于改变孔口的示意性布置。
[0032]图2显示根据本公开的实施例的经改变的孔口的横截面图。
[0033]图3显示根据本公开的实施例的经改变的孔口的横截面图。
[0034]图4显示根据本公开的实施例的用于改变构件中的孔口的方法的流程图。
[0035]图5显示未改变的孔口的截面图。
[0036]图6显示根据本公开的实施例的经改变的孔口的截面图。
[0037]图7显示根据本公开的实施例的经改变的孔口的截面图。
[0038]在可能的情况下，在图中，相同参考标号将用来表示相同部件。
【具体实施方式】
[0039]提供了用于改变构件中的孔口的方法、用于改变通过构件的流量的系统，以及涡轮构件。例如，与不包括本文公开的一个或多个特征的方法相比，本公开的实施例增强了加工出的特征(例如涡轮构件上的冷却孔)的功能属性和附近材料的物理/机械属性，增强材料和/或加工出的特征(例如，涡轮构件上的冷却孔)的物理属性，提供额外的冷却流量控制，容许减小现有的冷却孔的尺寸而不需要进行剥离和重新涂覆，或它们的组合。
[0040]图1-3显示用于改变通过构件101的流量的系统，其包括电火花淀积(ESD)装备，以及ESD喷枪104。构件101包括粘合涂层103和非导电层109，诸如隔热涂层(TBC)。ESD喷枪104包括孔口贯穿电极106，其构造成将电极材料111淀积在孔口 105的内表面内或附近的导电表面107上。如本文使用，用语“孔口贯穿电极”表示电极构造成通过将