涡轮构件及其组装方法
【专利摘要】本发明涉及涡轮构件及其组装方法。提供了一种涡轮构件(10)。涡轮构件包括翼型件(14)，其具有第一表面(50)和第二表面(52)。热障涂层(54)联接到第二表面上，其中热障涂层包括第一部分(68)、第二部分(70)，以及限定在第一部分与第二部分之间的沟槽(56)。通道(58)流体连通地联接到第一表面和沟槽上，其中通道包括第一侧壁和与第一侧壁相对的第二侧壁(106)。第一侧壁和第二侧壁从第一表面且朝沟槽成一定角延伸。涡轮构件包括联接到第二表面上的覆盖件(62)，其中覆盖件包括联接到第一部分上的第一端部(86)，以及延伸到沟槽中且与第二部分间隔开的第二端部(90)。
【专利说明】涡轮构件及其组装方法
【技术领域】
[0001]本文描述的实施例大体上涉及涡轮构件，并且更具体地涉及用于将覆盖件联接到涡轮构件上以便于介质沿涡轮构件流动的方法及系统。
【背景技术】
[0002]在燃气涡轮中，热气体沿环形气体通路流动。通常，涡轮级沿热气体通路设置，使得热气体流过涡轮级的轮叶和喷嘴。涡轮轮叶可装固到多个涡轮叶轮上，其中各个涡轮叶轮安装到转子轴上来用于与其一起旋转。
[0003]通常，涡轮轮叶可包括从实质平面的平台沿径向向外延伸的翼型件。中空柄部从平面平台沿径向向内延伸，且可包括将轮叶装固到涡轮叶轮上的燕尾部或其它器件。大体上，在燃气涡轮操作期间，热气体大体上在翼型件上和周围被引导。为了保护翼型件免受高温，翼型件可包括翼型件冷却回路，其构造成供应冷却介质如空气穿过翼型件。冷却回路可减小翼型件的压力侧与吸力侧之间的温差。此外，翼型件的外表面可涂布有热障涂层，以提供氧化/腐蚀和/或热的防护。这些涂层可连同冷却方案或用于将空气供应至翼型件的压力侧表面和/或吸力侧表面上的布置使用。
[0004]冷却回路可使用限定为穿过翼型件的一系列膜孔和/或通道。更具体而言，膜孔通常以一定角钻穿翼型件表面，且进入翼型件冷却回路中，以允许冷却介质流过冷却回路来供应至翼型件表面。然而，一些膜孔如圆孔可提供成用于翼型件的表面的少于最佳的冷却。为了改善冷却效率，一些翼型件可包括预先定形的膜孔(例如，扩散器，人字形孔)，或用于膜孔的其它复杂形状的出口。然而，这些预先定形的孔可能难以制造，且因此显著地增加了生产涡轮轮叶的总体成本。然而，一些翼型件可包括定位在翼型件的外表面上且与膜孔流动连通的扩散器。然而，表面扩散器可能难以制造、修理和/或更换。
【发明内容】
[0005]一方面，提供了一种涡轮构件。涡轮构件包括具有第一表面和第二表面的翼型件。热障涂层联接到第二表面上，其中热障涂层包括第一部分、第二部分、以及限定在第一部分与第二部分之间的沟槽。通道流体连通地联接到第一表面和沟槽上，其中通道包括第一侧壁和与第一侧壁相对的第二侧壁。第一侧壁和第二侧壁从第一表面且朝沟槽成一定角延伸。涡轮构件包括联接到第二表面上的覆盖件，其中覆盖件包括联接到第一部分上的第一端部，以及延伸到沟槽中且与第二部分间隔开的第二端部。
[0006]另一方面，提供了覆盖件。覆盖件联接到翼型件上，且定位在沟槽内，以将介质流从成角的通道且沿翼型件引导。覆盖件包括联接到翼型件上的第一端部，以及联接到第一端部上且构造成延伸到沟槽中的第二端部。第二端部包括成角的表面，其与成角的通道对准。硬钎焊紧固件联接到第一端部和第二端部上，且联接到翼型件上。
[0007]又一方面，提供了一种组装涡轮构件的方法。该方法包括形成穿过基底的第一表面和第二表面的成角通道。覆盖件形成为具有第一端部和第二端部。该方法包括将覆盖件联接到第一表面上且使覆盖件延伸超过成角通道。第二端部与成角通道对准。此外，该方法包括将罩施加到第一表面和覆盖件以覆盖成角通道。热障涂层施加到第一表面上。该方法包括形成穿过热障涂层且与成角通道流动连通的沟槽。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1为示例性涡轮构件的透视图。
[0009]图2为图1中所示且沿线2-2截取的涡轮构件的横截面视图。
[0010]图3为联接到图1中所示的涡轮构件上的示例性覆盖件的透视图。
[0011]图4为沿线4-4截取的图3中所示的覆盖件和涡轮构件的横截面视图。
[0012]图5为联接到图1中所示的涡轮构件上的另一个示例性覆盖件的横截面视图。
[0013]图6为联接到图1中所示的涡轮构件上的另一个示例性覆盖件的横截面视图。
[0014]图7为另一个示例性覆盖件的前立面视图。
[0015]图8为联接到涡轮构件上的另一个示例性覆盖件的横截面视图。
[0016]图9为联接到图1中所示的涡轮构件上的另一个示例性覆盖件的横截面视图。
[0017]图10为示出制造涡轮构件的方法的示例性流程图。
[0018]零件清单 10涡轮构件 12柄部
14翼型件 16平面平台 18侧部 20中空腔 22天使翼 24轴向轴线 26径向轴线 28翼型件基部 30翼型件末梢 32压力侧 34吸力侧 36前缘 38后缘 40冷却回路 42介质 44通道 46供应通路 48基底
50第一或内表面 52第二或外表面 54热障涂层56沟槽58通道60径向长度62覆盖件64连结层66热障层68第一部分70第二部分72直端部74第一角78成角端部80第二角82底部表面84紧固件86第一端部88直表面90第二端部92成角表面94第三角96端部98表面100第四角102计量部分104缓和部分106侧壁107罩108覆盖件110第一端部112第一直表面114第二端部116第二直表面118本体120覆盖件121第一端部122第一直表面124第二端部126第二直表面128本体130覆盖件 132第一端部 134第一直表面 138第二端部 140第二直表面 142本体 144覆盖件 146 凹口 148第一端部 150直表面 152第二端部 154成角的表面 156覆盖件 158非扩散器形状 160第一部分 162第二部分 164部件 166布局 168空间 170第一端部 172第二端部 174本体 1000方法
1002形成穿过基底的第一表面和第二表面的成角通道
1004形成包括第一端部和第二端部的覆盖件
1006将覆盖件联接到第一表面上
1008使覆盖件延伸超过成角通道
1010使第二端部与成角通道对准
1012将罩施加到第一表面和覆盖件上以覆盖成角通道
1014将热障涂层施加到第一表面上
1016形成穿过热障涂层且与成角通道流动连通的沟槽。
【具体实施方式】
[0019]本文所述的实施例大体上涉及涡轮构件。更具体而言，实施例涉及用于将覆盖件联接到构件上以便于流体沿构件流动的方法及系统。应当理解的是，本文所述的用于加热的构件的实施例不限于涡轮翼型件，且还将理解的是，使用涡轮、翼型件和覆盖件的描述和附图仅为示例性的。然而，尽管实施例描述涡轮翼型件，但本文所述的实施例可包括在其它适合的涡轮构件中，如，但不限于，涡轮喷嘴、定子导叶、压缩机叶片、燃烧衬套、过渡件和排气喷嘴。此外，应当理解的是，本文所述的实施例不必限于涡轮构件。具体而言，覆盖件可大体上用于任何适合的制品，介质(例如，水、蒸汽、空气、燃料和/或任何其它适合的流体)经由该制品引导来用于冷却制品的表面，且/或用于保持制品的表面温度。在示例性实施例中，三个垂直轴线X，Y和Z和相关联的X，Y和Z参考平面用于限定相对于涡轮构件的三维笛卡尔坐标系。
[0020]图1为涡轮构件10的透视图。图2为沿线2-2截取的涡轮构件10(图1中所示)的横截面视图。涡轮构件10包括柄部12和从实质平面的平台16延伸的翼型件14。翼型件16形成用于热燃烧气体流过燃气涡轮(未示出)的涡轮区段的径向内边界。柄部12构造成从平台16沿径向向内延伸，且包括侧部18、部分地由侧部18限定的中空腔20、以及沿轴向轴线24从各个侧部22延伸的一个或多个天使翼22。柄部12还包括根部结构(未示出)，如燕尾部，其构造成将涡轮构件10装固到燃气涡轮(未示出)的转子盘(未示出)上。
[0021]在示例性实施例中，翼型件14沿径向轴线26从平台16向外延伸，且包括设置在平台16处的翼型件基部28，以及设置成与翼型件基部28相对的翼型件末梢30。翼型件14包括在前缘36与后缘38之间延伸的压力侧表面32和吸力侧表面34。压力侧表面32包括翼型件14的空气动力的凹入外表面。类似地,吸力侧34限定翼型件14的空气动力的凸出外表面。
[0022]在示例性实施例中，涡轮构件10包括翼型件冷却回路40，其从柄部12沿径向向外延伸，以用于使介质42如冷却流体(例如，空气、水、燃料、蒸汽或任何或适合的流体)流动穿过翼型件14。在示例性实施例中，翼型件回路40包括多个通道44，其从一个或多个供应通路46沿径向向外延伸至大体上邻近翼型件末梢30的翼型件14的区域。更具体而言，翼型件回路40包括七个沿径向延伸的通道44，其构造成使从供应通路46供应的流动介质42流动穿过翼型件14。作为备选，翼型件回路40可包括使翼型件14能够起到如本文所述的作用的任何数目的通道44。
[0023]翼型件14由基底48形成，基底48具有第一或内表面50和第二或外表面52，其中外表面52在燃气润轮(未不出)的操作期间大体上比内表面50暴露于相对较高的温度。基底48的内表面50可大体上限定翼型件回路40的通道44的所有或部分，其中流过通道44的介质42提供用于此表面52的直接冷却。在示例性实施例中，基底48包括能够经得起构件10的期望的操作状态的任何适合的材料。更具体而言，基底48包括适合的材料，如但不限于陶瓷和金属材料，如，钢、耐火金属、镍基超级合金、钴基超级合金、铁基超级合金和/或类似物。此外，为了保护外表面52免受腐蚀/氧化和/或提高基底48的操作温度能力，热障涂层(TBC) 54联接到基底48的外表面52上，且沿该外表面52。
[0024]涡轮构件10包括成角的沟槽56，以及限定在翼型件14中且与沟槽56流动连通的多个孔或成角的通道58 (例如，扩散器孔/通道)。在示例性实施例中，扩散器通道58构造成将流过翼型件回路40的一部分介质42供应至成角的沟槽56，以用于冷却翼型件14的压力侧表面32和/或吸力侧表面34。更具体而言，各个扩散器通道58均在一个端部处与翼型件回路40的一部分流动连通，且在另一个端部处与成角的沟槽56流动连通。扩散器通道58在翼型件14内从基底48的内表面50 (例如，从翼型件回路40的通道44中的一个)延伸到限定在翼型件14的压力侧表面32中的成角沟槽56。因此，流过翼型件回路40的介质42经由各个扩散器通道58引导至成角沟槽56中，且随后从成角沟槽56排出到翼型件14的压力侧表面32上，以便于此表面32的膜冷却。
[0025]成角的沟槽56限定在翼型件14中，以便限定任何适合的径向长度60，其允许各个扩散器通道58与沟槽56流动连通。更具体而言，扩散器通道58沿翼型件14沿径向间隔开，大体上从翼型件基部28成排地延伸到翼型件末梢30。作为备选，成角的沟槽56可构造成在翼型件基部28与翼型件末梢30之间仅沿径向仅部分地延伸。成角的沟槽56和/或扩散器通道58可限定在翼型件14的外周内或周围的任何适合的位置处。例如，成角的沟槽56可限定在前缘36与后缘38之间的任何适合的位置处的翼型件14的压力侧32或吸力侧34上，其中扩散器通道58限定在适合的位置处的翼型件14中，以用于将流过翼型件回路40的介质42引导到成角的沟槽56中。此外，涡轮构件10可包括一个以上的成角沟槽56和对应的成组扩散器通道58。多个沟槽56可限定在翼型件14的压力侧32或吸力侧34上。作为备选，一个或多个沟槽12可限定在翼型件14的压力侧32和吸力侧34两者上。
[0026]图3为联接到涡轮构件10上的示例性覆盖件62的透视图。图4为沿图3的线4-4截取的覆盖件62和涡轮构件10的横截面视图。在示例性实施例中，TBC54包括连结到基底48的外表面52上的连结层64，以及沿连结层64设置且联接到连结层64上的热障层66。在示例性实施例中，连结层64包括抗氧化金属材料，其设计成阻止下方的基底48的氧化和/或腐蚀。连结层64可包括由"MCrAlY〃制成的材料，其中〃M〃代表铁、镍或钴，或由铝化物或金属铝化物材料(例如，铝化钼)制成。热障层66包括耐高温材料，其构造成便于提高基底48的操作温度能力。在示例性实施例中，热障层66由各种材料形成，例如，如，部分地或完全地由氧化钇、氧化镁或金属氧化物稳定的氧化锆。作为备选，连结层64和热障层66可包括使TBC54能够起到如本文所述的作用的任何材料成分。此外，TBC54不一定包括多层。例如，TBC系统56可包括直接地施加到基底48的外表面52上的热障层。
[0027]在示例性实施例中，TBC54包括第一部分68和设置在第一部分68下游的第二部分70。如本文使用的用语"下游"是指介质42的局部流动如由箭头代表的行进方向。第一部分68包括实质直的端部72，其从外表面52向外延伸，使得第一角74限定在第一部分68与外表面52之间。此外，第二部分70包括成角的端部78，其从外表面52向外延伸，使得第二角80限定在第二部分70与外表面52之间。成角的沟槽56形成在TBC54中，使得成角的沟槽56的底表面82平行于基底48的外表面52延伸且由外表面52限定。作为备选，成角的沟槽56可限定为穿过TBC54的仅一部分，如，通过在TBC54内形成成角沟槽56，使得底表面82完全由TBC54的层64和66中的一者限定且/或限定在其中。
[0028]紧固件84将覆盖件62联接到外表面52和TBC54上。在示例性实施例中，紧固件84包括硬钎焊紧固件，其构造成将覆盖件62联接到外表面52和/或TBC54上。作为备选，紧固件84例如可包括粘合剂、焊缝和粘结剂。紧固件84可包括使得能够将覆盖件62联接到外表面52上的任何结构和/或成分。覆盖件62包括具有直表面88的第一端部86，以及具有成角表面92的第二端部90。在7^例性实施例中，第一端部86联接到第一部分68上，且第二端部90延伸到沟槽56中。更具体而言，成角表面92从外表面52向外延伸且延伸到沟槽56中，使得第三角94限定在外表面52与第二端部90之间。在示例性实施例中，覆盖件62包括预先烧结的预型件。作为备选，覆盖件62可包括使覆盖件62能够起到如本文的作用的任何结构和材料成分如合金和粉末。
[0029]覆盖件62尺寸、形状确定成且联接到外表面52和/或TBC54上，以便于涡轮构件10的制造过程期间和/或涡轮构件10的修理过程期间有效且经济的安装。此外，覆盖件62尺寸、形状确定成且联接到外表面52和/或TBC54上，以便于介质42从通道58且朝成角的端部78流动，用于随后沿第二部分70和/或在第二部分70附近流动。
[0030]在示例性实施例中，第一角74包括大约90度的角。此外，第二角80和第三角94包括等于小于大约90度的角，如，小于大约60度，或小于大约45度，或小于大约40度。第二角80可小于第三角94，使得第二部分70与翼型件14的表面98之间的表面端部96处的过渡相对平稳，从而便于介质42的流短暂停留在翼型件表面98上。在示例性实施例中，第三角94可等于从大约15度到大约45度的角范围，如，从大约20度到大约40度，或从大约20度到大约30度，以及其间的子范围，且第二角80可等于大约5度到大约35度的角范围，如，从大约10度到大约30度，或从大约10度到大约20度，以及其间的子范围。作为备选，第二角80和第三角94可彼此相等或可彼此不同。第二角80和第三角94构造成便于介质42如本文所述那样沿翼型件表面98流动。第一角74、第二角80和第三角94可包括使涡轮构件10能够起到如本文所述的作用的任何角。
[0031]在示例性实施例中，各个扩散器通道58限定在翼型件14中，以便在基底48的内表面50与成角沟槽56的底表面82之间延伸。各个扩散器通道58均包括基底48的内表面50与底表面82之间的成角定向。更具体而言，扩散器通道58可以以小于大约60度的第四角100倾斜，如，小于大约45度，或小于大约40度。此外，扩散器通道58的角100可实质等于成角表面92的第三角94。更具体而言，通道58与第二部分70的成角端部78和覆盖件62的成角表面92对准。作为备选，角100可等于第二部分70的第二角80，或可不同于第二角80和第三角94两者。第四角100可包括使通道58能够起到如本文所述的作用的任何角。作为备选，可使用任何适合的相对恒定的横截面的直的非扩散通道(未示出)。
[0032]各个扩散器通道58均包括计量部分102和扩散部分104。在示例性实施例中，各个扩散器通道58的计量部分102均包括在基底48的内表面50与扩散部分104之间延伸的实质直的通路。穿过翼型件回路40且从翼型件回路40 (图2中所示)供应的介质42在内表面50处流入各个扩散器通道58的计量部分102，且流至各个扩散器通道58的扩散部分104。计量部分102包括内表面50与扩散部分104之间的实质恒定的横截面区域，如，恒定的圆形横截面形状。作为备选，计量部分102可具有任何或适合的横截面形状，如通过限定矩形或椭圆形横截面形状。
[0033]各个扩散器通道58的扩散部分104构造成从计量部分102朝成角沟槽56的底表面82向外分叉。扩散部分104包括大体上矩形的横截面形状，其构造成在计量部分102与底表面82之间的成角沟槽56的径向或纵向方向上向外分叉。在示例性实施例中，扩散器部分104与TBC54的成角端部78实质对准。引导穿过计量部分102且进入扩散部分104中的介质42在其从扩散通道58沿成角表面92流动且流入成角沟槽56时向外扩张。
[0034]在涡轮构件10的示例性冷却期间，供应通路46 (图1中所示)将介质42从源(未示出)排放穿过冷却回路40 (图1中所示)且进入通道58中。供应到通道58中的介质42流入各个通道58的计量部分102中，且经过该部分102流至各个通道58的扩散部分104。引导穿过计量部分102且进入扩散部分104中的介质42在其从扩散器通道58流入成角沟槽56且沿覆盖件的成角端部78时向外扩张。更具体而言，分叉侧壁106允许介质42在扩散部分104内沿径向或纵向方向扩张，从而减小速度且增大介质的压力。
[0035]介质42继续沿覆盖件的第二端部90的成角表面92流动。成角的表面92构造成将介质42引导到沟槽56中且朝TBC54的第二部分70，且具体是朝成角端部78。在示例性实施例中，第二部分70包括比成角的表面92更浅的角，以便于在介质42由成角表面92引导时抵靠翼型件14的表面的介质42的流动附接。介质42在第二部分70的端部96处离开成角沟槽56。在成角端部78与翼型件表面98之间的端部96处的介质42的过渡相对平稳，以便于介质流短暂停留到翼型件表面98上。此外，介质流42的减小的速度便于加强介质42抵靠第二部分70的成角端部78的流动附接；且因此，继而又提高介质42抵靠翼型件14(图1中所示)的表面98的流动附接。因此，流过翼型件回路40(图1中所示)的介质42经过各个扩散器通道58引导到成角表面92中，且随后从成角表面92排放且排放到第二部分70的成角端部78上，以用于沿翼型件14的压力侧表面32的引导流动来便于膜冷却构件10。
[0036]在用于涡轮构件10的示例性修理过程期间，破坏和/或侵蚀的覆盖件62从外表面52和/或TBC54移除。新覆盖件62联接到外表面52和/或TBC54上。罩107联接到第一部分68、覆盖件62和第二部分70中的至少一者上。罩107施加成穿过沟槽56以覆盖和/或阻挡通道58和/或内表面50。此外，新TBC54施加到表面52上，其中罩107防止施加的TBC54进入通道58和/或内表面54中。罩107然后移除来暴露沟槽56和通道58。修理过程或返工过程执行成便于形成从TBC54到沟槽通道58和到新覆盖件62的平稳过渡。
[0037]图5为联接到涡轮构件10上的另一个覆盖件108的横截面视图。在示例性实施例中，覆盖件108联接到外表面52和/或TBC54上。覆盖件108包括具有实质第一直表面112的第一端部110，以及具有实质第二直表面116的第二端部114。更具体而言，第一端部110联接到第一部分68上，且第二端部114延伸到沟槽56中。第二直表面116构造成将介质42的流引导出通道58，穿过沟槽56且朝第二部分70处的成角端部78。作为备选，表面116可包括成角构造。覆盖件108还包括第一端部110与第二端部114之间的本体118。在示例性实施例中，本体118包括从第一端部110到第二端部114的一致厚度。第一直表面112和第二直表面116和本体118构造成便于方便制造、处理和施加覆盖件108到涡轮构件10上。延伸的覆盖件108构造成便于以下游表面78的期望的更小角引导介质42的流。此外，延伸的覆盖件108构造成便于减小介质42的流与到来的热气体(未示出)的混合，以提高流42的膜有效性，以保护构件10免受热气体。
[0038]图6为联接到涡轮构件10上的另一个示例性覆盖件120的横截面视图。在示例性实施例中，覆盖件120联接到外表面52和/或TBC54上。覆盖件120包括具有实质第一直表面122的第一端部121，以及具有实质第二直表面126的第二端部124。覆盖件120还包括第一端部121与第二端部124之间的本体128。在示例性实施例中，本体128包括从第一端部121到第二端部124的不一致的厚度。在示例性实施例中，本体128包括从第一端部121到第二端部124的锥形构造。作为备选，本体128可包括任何不同厚度构造，例如，如，沿表面从第一端部121到第二端部124和/或在第二端部124处的弯曲构造和扇形构造。本体128可包括使覆盖件120能够起到如本文所述的作用的任何构造。第一直表面122和第二直表面126和本体138构造成便于方便制造，处理和施加覆盖件120到涡轮构件10上，且构造成便于在期望的情况下消除和/或减少流动间断性、热点和通道冷却剂流。
[0039]图7为另一个示例性覆盖件130的前立面视图。覆盖件130包括具有实质第一直表面134的第一端部132，以及具有实质第二直表面140的第二端部138。覆盖件130还包括第一端部132与第二端部138之间的本体142。在示例性实施例中，本体142包括从第一端部132到第二端部138的不一致的厚度。在示例性实施例中，本体142包括从第一端部132到第二端部138的锥形构造。作为备选，本体142可包括任何不同厚度构造，例如，如，沿第一端部132到第二端部138和/或沿第二端部138的弯曲构造和扇形构造。第一表面134和第二表面140和本体142构造成便于方便制造、处理和施加覆盖件130到涡轮构件10 (图1中所示)上，且构造成便于在期望的情况下消除和/或减少流动间断性、热点和通道冷却剂流。
[0040]图8为联接到另一个示例性涡轮构件145上的另一个示例性覆盖件144的横截面视图。在示例性实施例中，基底50包括凹口 146。覆盖件144包括具有实质直表面150的第一端部148，以及具有成角表面154的第二端部152。第一端部148联接到凹口 146上，且第二端部152与通道58的计量部分102对准。此外，TBC56的第一部分68沿覆盖件144从第一端部148延伸到第二端部152上。覆盖件144和凹口 146构造成便于制造、处理和施加覆盖件144到涡轮构件10 (图1中所示)上。此外，凹入的覆盖件144构造成便于TBC56按期望均匀地覆盖和超过通道58。
[0041]图9为联接到涡轮构件10上的另一个示例性覆盖件的横截面视图。覆盖件156联接到外表面52和/或TBC54上，且包括非扩散器形状158，如，但不限于槽口、网状槽口、计量槽口、孔口、销组和/或多孔介质。在示例性实施例中，覆盖件156包括第一部分160和第二部分162。第一部分160联接到外表面52和TCB54上，且延伸到沟槽56中。第二部分162联接到第一部分160和基底48上。第二部分162包括多个部件164，其以阵列布局166构造，阵列布局166具有相邻部件164之间的空间168。
[0042]各个部件164均包括联接到第一部分160上的第一端部170和联接到基底上的第二端部172。本体联接到第一端部170和第二端部172上，且在两者之间延伸。在示例性实施例中，各个部件164均包括具有圆形横截面的柱形。作为备选，部件164可包括其它横截面形状，例如，如，正方形和矩形。部件164可包括使覆盖件能够起到如本文所述的作用的任何形状。第一部分160和第二部分162构造成便于从通道58引导介质42的流，穿过空间168且进入沟槽56中。此外，第一部分160和第二部分162构造成便于将热从第一部分160传递穿过第二部分162且进入介质42中。
[0043]图10为示例性流程图，其示出了制造涡轮构件的方法1000，例如，涡轮构件10 (图4中所示)。方法1000包括形成1002成角通道，如，通道58 (图4中所示)，其穿过第一表面和第二表面中的至少一者，例如，基底如基底48 (图4中所示)的第一表面50(图4中所示)和第二表面52(图4中所示)。在示例性方法中，通道可由加工过程形成，如，通过使用激光加工过程、EDM过程、喷水加工过程、磨削过程和/或任何或适合的加工过程。此外，在一个实施例中，各个扩散器通道的计量部分例如计量部分102(图4中所示)可在与各个扩散器孔14的扩散部分例如扩散部分104(图4中所示)分开的制造步骤中形成。例如，计量部分首先可形成在基底内，其中扩散部分随后在其中加工，或反之亦然。作为备选，计量部分和扩散部分可在单个制造步骤中形成在一起。
[0044]在示例性方法1000中，覆盖件例如，覆盖件62 (图4中所示)形成1004，其中覆盖件包括第一端部和第二端部，如，第一端部86和第二端部90(图4中所示)。方法1000包括将覆盖件的第一端部联接1006到第一表面上。此外，覆盖件延伸1008超过成角通道。在示例性方法1000中，形成覆盖件包括将直表面例如直表面88 (图4中所示)形成到第一端部中，以及将成角表面例如成角表面92(图4中所示)形成到第二端部中。方法还包括使第二端部与成角通道对准1010。在形成过程和/或修理过程期间，方法包括将罩例如罩107(图4中所示)施加1012到第一表面上。罩构造成覆盖和/或堵塞成角通道。
[0045]方法1000还包括将TBC如TBC54(图4中所示)施加1014到基底的第一表面上。在示例性方法1000中，TBC包括连结层，例如，连结层64(图4中所示)，以及热障层，例如，热障层66 (图4中所示)。连结层和热障层通过使用任何适合的过程(包括但不限于包扩散过程、物理汽相沉积过程、化学汽相沉积过程和/或热喷涂过程)施加到基底的第一表面上。方法1000包括移除罩1016。在一个实施例中，罩移除来暴露覆盖件和成角通道。
[0046]方法1000还包括形成1018沟槽，例如，沟槽56 (图4中所示)，穿过TBC，且与成角通道流动连通。在示例性方法中，沟槽通过移除TBC的部分来形成。沟槽可使用任何适合的过程如激光加工过程形成，以在TBC内形成沟槽。作为备选，沟槽可使用放电加工("EDM")过程、喷水加工过程(例如，通过使用磨蚀喷水过程)和/或磨削过程而形成在TBC内。作为备选，用于从物体上移除选择的材料部分的任何或适合的加工过程可用于形成成角沟槽。在不例性方法中，罩施加成实质覆盖第一表面。作为备选，罩可部分地覆盖第一表面，且TBC可覆盖暴露的和/或未罩住的第一表面。
[0047]方法1000包括形成TBC的第一部分，例如，第一部分68 (图4中所示)，以及形成第二部分，例如，第二部分70(图4中所示)，其与第一部分间隔开。此外，方法1000包括将成角端部例如成角端部78(图4中所示)形成到第二部分中。
[0048]本文所述的系统和方法的技术效果包括以下至少一者:沿具有第一表面和第二表面的翼型件引导冷却介质；联接到第二表面上且具有第一部分、第二部分和限定在第一部分与第二部分之间的沟槽的热障涂层；流动连通地联接到第一表面和沟槽上的通道，其中通道包括第一侧壁和与第一侧壁相对的第二侧壁，使得第一侧壁和第二侧壁从第一表面且朝沟槽成一定角延伸；以及覆盖件，其联接到第二表面上，且具有联接到第一部分上的第一端部和延伸到沟槽中且与第二部分间隔开的第二端部。
[0049]本文所述的示例性实施例便于沿加热表面(例如涡轮翼型件的压力侧和/或吸力侦D引导冷却介质。本文所述的实施例使用覆盖件如预先烧结的预型件来沿翼型件表面引导介质流以提高热传递有效性。此外，本文所述的实施例便于提高涡轮效率和/或输出和/或温度能力，同时降低与涡轮相关联的操作和维护成本。更进一步，本文所述的实施例延长了构件寿命且加强了零件的整修。覆盖件改善了介质流，且通过允许扩散器孔/通道在沟槽的底部处而提供了多间隔能力。
[0050]上文详细描述了涡轮构件和用于组装涡轮构件的方法的示例性实施例。方法和系统不限于本文所述的特定实施例，而相反，系统的构件和/或方法的步骤可与本文所述的其它构件和/或步骤独立地且分开地使用。例如，方法还可与其它制造系统和方法组合使用，且不限于仅结合如本文所述的系统和方法来实施。相反，示例性实施例可结合许多其它热应用来实施和使用。
[0051]尽管在一些图中示了而在另一些图中未示出本发明的各种实施例的特定特征，但这仅为了方便。根据本发明的原理，可组合任何其它图的任何特征来参照和/或要求图的任何特征。
[0052]所撰写的说明书使用了示例来公开本发明，包括最佳模式，并还能够使本领域的任何技术人员实践发明，包括制造并使用任何装置或系统且执行任何所合并的方法。发明的可专利的范围由权利要求限定，并可以包括本领域的技术人员想到的其他示例。如果这样的其他示例具有与权利要求的字面语言没有区别的结构元件，或者如果这样的其他示例包括与权利要求的字面语言无实质区别的等同的结构元件，那么，这样的其他示例将在权利要求的范围内。
【权利要求】
1.一种涡轮构件(10)，包括: 包括第一表面(50)和第二表面(52)的翼型件(14)； 联接到所述第二表面上且包括第一部分(68)、第二部分(70)和限定在所述第一部分与所述第二部分之间的沟槽(56)的热障涂层(54)； 流动连通地联接到所述第一表面和所述沟槽上的通道(58)，所述膜通道包括第一侧壁和与所述第一侧壁相对的第二侧壁(106)，所述第一侧壁和所述第二侧壁从所述第一表面且朝所述沟槽成一定角延伸；以及 覆盖件(62)，其联接到所述第二表面上且包括联接到所述第一部分上的第一端部(86)和延伸到所述沟槽中且与所述第二部分间隔开的第二端部(90)。
2.根据权利要求1所述的涡轮构件(10)，其特征在于，所述第一部分(68)包括直端部(72)，以及所述第二部分(70)包括成角端部(78)。
3.根据权利要求1所述的涡轮构件(10)，其特征在于，所述第一部分(68)包括直端部(72)，且所述第二部分(70)包括与所述第二侧壁(106)实质对准的成角端部(78)。
4.根据权利要求3所述的涡轮构件(10)，其特征在于，所述成角端部(78)和所述第二侧壁(106)的所述角小于大约90度。
5.根据权利要求1所述的涡轮构件(10)，其特征在于，所述第一端部(86)包括直表面(88)，以及所述第二端部(90)包括成角表面(92)。
6.根据权利要求1所述的涡轮构件(10)，其特征在于，所述第二端部(90)包括与所述第一侧壁(106)实质对准的成角表面(92)。
7.根据权利要求1所述的涡轮构件(10)，其特征在于，所述覆盖件(62)包括从所述第一端部(86)到所述第二端部(90)实质一致的厚度。
8.根据权利要求1所述的涡轮构件(10)，其特征在于，所述覆盖件(62)包括从所述第一端部(86)到所述第二端部(90)不一致的厚度。
9.根据权利要求1所述的涡轮构件(10)，其特征在于，所述第二端部(90)为实质直的。
10.根据权利要求1所述的涡轮构件(10)，其特征在于，所述覆盖件￠2)包括预先烧结的预型件。
【文档编号】F01D5/18GK104279006SQ201410332395
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年7月14日 优先权日:2013年7月12日
【发明者】B.P.莱西, B.G.布热克, S.C.科蒂林加姆, D.E.施克 申请人:通用电气公司