专利名称：膜孔沟槽的制作方法
技术领域：
本发明大体涉及一种用于制品(article)的膜孔沟槽，确切地说，涉及一种用于冷却燃气涡轮机部件的翼型的膜孔沟槽。
背景技术：
在燃气涡轮机中，热燃烧气体从环状排列的燃烧室流经过渡件以沿环状热气体通道流动。涡轮机级通常沿热气体通道设置，以便热燃烧气体从过渡件流经第一级喷嘴和桨叶，并且流经后续涡轮机级的喷嘴和桨叶。涡轮机桨叶可以固定到包括涡轮机转子的多个涡轮机叶轮，其中每个涡轮机叶轮安装到转子轴以随转子轴进行旋转。涡轮机桨叶一般包括从大体平整的平台径向向外延伸的翼型，以及从所述平台径向向内延伸的柄部分。所述柄部分可以包括鸠尾榫或其他装置，用以将桨叶固定到涡轮机转子的涡轮机叶轮。一般而言，在燃气涡轮机运行期间，从燃烧室流出的热燃烧气体通常被导向涡轮机桨叶的翼型上方和周围。因此，为了保护部件免受高温，翼型通常包括翼型冷却回路，所述翼型冷却回路经配置以供应空气等冷却介质，用以主动冷却翼型的基底材料。传统上，桨叶的外表面以及翼型的喷嘴使用一系列穿过这些表面而形成的膜孔进行冷却。具体而言，膜孔通常在翼型表面上钻挖并且钻入翼型冷却回路中，以使冷却介质流经冷却回路，从而供应给翼型表面。类似膜孔也用于冷却其他涡轮机部件(例如，防护罩)。然而，已发现，这些膜孔通常无法用于对涡轮机部件表面进行最佳冷却。具体而言，由于膜孔是笔直钻入表面的，因此从孔中排出的冷却介质的出口角相对较高，从而对冷却介质在表面上的流附着(flow attachment)产生消极影响。为了解决此类流附着问题，已提出针对膜孔的各种设计修改，例如，在表面内形成形状复杂的膜孔(例如，人字形或钟形孔)或者针对膜孔形成形状复杂的出口。然而，许多形状复杂的膜孔(例如，人字形孔)用于将冷却剂散布到膜孔的各侧，从而可能导致冷却剂分布不均匀，例如，通过膜孔的中间部分的冷却剂流不足。此外，人字形膜孔等许多形状复杂的膜孔通过对翼型的特定部分冷却不足的结构形成内部介质涡流。因此，此项技术中需要一种帮助冷却剂均匀分布、通过膜孔中间部分提供充分冷却并且通过改进结构形成内部介质涡流的冷却布置。
发明内容
以下说明书将部分阐明本发明的各方面和优点，或者，这些方面和优点在说明书中可能是显而易见的，或者通过实施本发明而能够获悉。在一个实施例中，本发明披露了一种具有绝热材料的制品，所述绝热材料具有第一表面以及第二表面。所述绝热材料在所述第一表面与所述第二表面之间设有膜孔，并且所述膜孔包括邻近所述第一表面的计量部分以及邻近所述第二表面的扩散器部分。所述计量部分设有计量孔轴，并且所述扩散器部分设有沟槽。而且，所述沟槽大体平行于计量孔轴延伸。
在另一个实施例中，本发明披露了一种具有翼型的涡轮机部件，所述翼型具有第一表面以及第二表面。所述翼型在所述第一表面与所述第二表面之间设有膜孔，并且所述膜孔包括计量部分以及扩散器部分。此外，所述计量部分设有计量孔轴，并且所述扩散器部分设有沟槽。而且，所述沟槽大体平行于计量孔轴延伸。在另一个实施例中，披露了一种制造具有第一表面以及第二表面的涡轮机部件的方法。所述方法可包括:在所述第一表面与所述第二表面之间形成膜孔，其中所述膜孔包括扩散器部分以及计量部分；以及在所述扩散器部分上形成沟槽，所述沟槽大体平行于计量孔轴延伸，所述计量孔轴由所述计量部分设定。参考以下具体实施方式
和所附权利要求书可以更好地理解本发明的这些以及其他特征、方面和优点。附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分，其图示了本发明的各个实施例，并与具体说明一起解释本发明的原理。
本说明书参考附图，针对所属领域的技术人员，完整且可实现地揭示了本发明，包括其最佳模式，其中:图1图示了根据本发明各方面的其中设有膜孔的涡轮机桨叶的一个实施例的透视图；图2图示了沿线2-2截得的图1所示涡轮机桨叶的截面图；图3图示了图2所示膜孔的透视图，尤其图示了设在膜孔的扩散器部分中的沟槽；图4图示了沿线4-4截得的图2所示膜孔的俯视截面图，尤其图示了大体平行于计量孔轴的沟槽； 图5图示了根据另一个实施例的膜孔的扩散器部分的透视图，尤其图示了设在扩散器部分中的沟槽；图6图示了根据另一个实施例的膜孔的俯视截面图，尤其图示了设在膜孔的扩散器部分中的多个沟槽。兀件符号列表:
参考标号I部件I参考标号I部件
10涡轮机桨叶12Wm
14多个膜孔TeSi
18柄部分20
22平台侧24WB
26 IS28
3032翼型底座
权利要求
1.一种制品，包括: 绝热材料，所述绝热材料具有第一表面和第二表面； 膜孔，其设在位于所述第一表面与所述第二表面之间的所述绝热材料中，所述膜孔包括邻近所述第一表面的计量部分以及邻近所述第二表面的扩散器部分，所述计量部分设有计量孔轴；以及 沟槽，其设在所述扩散器部分中，所述沟槽大体平行于所述计量孔轴延伸。
2.根据权利要求1所述的制品，其中所述扩散器部分在所述第二表面上形成一种外形，所述外形是人字形、梯形、矩形、三角形、罩形或者钟形中的一者。
3.根据权利要求1所述的制品，进一步包括设在所述扩散器部分中的至少一个额外沟槽，所述至少一个额外沟槽大体平行于所述计量孔轴延伸。
4.根据权利要求1所述的制品，进一步包括位于所述计量部分与所述扩散器部分之间的槛，并且其中所述沟槽在第一端与第二端之间延伸。
5.根据权利要求4所述的制品，其中所述第一端邻近所述槛，并且所述第二端邻近扩散器边缘。
6.根据权利要求4所述的制品，其中所述第二端的宽度小于扩散器边缘的宽度的约50%。
7.根据权利要求 4所述的制品，其中所述第二端的宽度大于扩散器边缘的宽度的约50%。
8.根据权利要求1所述的制品，其中所述沟槽的长度大于或者小于扩散器部分的长度。
9.根据权利要求1所述的制品，其中所述沟槽在第一端与第二端之间延伸，所述第二端宽于所述第一端。
10.一种涡轮机部件，包括: 翼型，所述翼型具有第一表面以及第二表面； 膜孔，其设在位于所述第一表面与所述第二表面之间的所述翼型中，所述膜孔具有计量部分以及扩散器部分，并且所述计量部分设有计量孔轴；以及 沟槽，其设在所述扩散器部分中，所述沟槽大体平行于计量孔轴延伸。
11.根据权利要求10所述的涡轮机部件，其中所述扩散器部分在所述第二表面上形成一种外形，所述外形是人字形、梯形、矩形、三角形、罩形或者钟形中的一者。
12.根据权利要求10所述的涡轮机部件，进一步包括设在所述扩散器部分中的至少一个额外沟槽，所述至少一个额外沟槽大体平行于所述计量孔轴延伸。
13.根据权利要求10所述的涡轮机部件，进一步包括位于所述计量部分与所述扩散器部分之间的槛，并且其中所述沟槽在第一端与第二端之间延伸。
14.根据权利要求13所述的涡轮机部件，其中所述第一端邻近所述槛，并且所述第二端邻近扩散器边缘。
15.根据权利要求13所述的涡轮机部件，其中所述第二端的宽度小于扩散器边缘的宽度的约50%。
16.根据权利要求14所述的涡轮机部件，其中所述第二端的宽度大于扩散器边缘的宽度的约50%。
17.根据权利要求10所述的涡轮机部件，其中所述沟槽的长度大于或者小于所述扩散器部分的长度。
18.根据权利要求10所述的涡轮机部件，其中所述沟槽在第一端与第二端之间延伸，所述第二端宽于所述第一端。
19.一种制造具有第一表面和第二表面的涡轮机部件的方法，包括: 在所述第一表面与所述第二表面之间形成膜孔，所述膜孔具有扩散器部分和设有计量孔轴的计量部分；以及 在所述扩散器部分中形成沟槽，以使所述沟槽大体平行于所述计量孔轴延伸。
20.根据权利要求19所述的方法，进一步包括在所述扩散器部分中形成至少一个额外沟槽，以使所述至少一个额外沟`槽大体平行于所述计量孔轴延伸。
全文摘要
本发明公开了一种制品。所述制品包括具有第一表面和第二表面的绝热材料。所述绝热材料在所述第一表面与所述第二表面之间设有膜孔，并且所述膜孔包括邻近所述第一表面的计量部分以及邻近所述第二表面的扩散器部分。所述计量部分设有计量孔轴，并且所述扩散器部分设有沟槽。所述沟槽大体平行于计量孔轴延伸。
文档编号F01D25/12GK103104300SQ20121044791
公开日2013年5月15日 申请日期2012年11月9日 优先权日2011年11月9日
发明者S.杜塔, B.P.莱西, G.M.伊策尔 申请人:通用电气公司