用于涡轮机中的部件制造技术

本实用新型专利技术公开一种用于涡轮机中的部件。在一个实施例中，所述部件包括外壁基底，其中所述外壁基底包括内表面和外表面，以及置于所述外表面上的多个平台。形成多个冷却孔，在所述外壁基底的所述内表面与所述外表面之间提供流体通道。每个冷却孔被设置成穿过平台。第一涂覆层沉积在所述外壁基底的所述外表面上。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
用于涡轮机中的部件
本技术总体上涉及一种用于涡轮机组件的保护涂层高温气体通道部件，确切地说，涉及一种置于高温气体通道部件的外表面上的冷却薄膜孔平台(plateau)。
技术介绍
诸如燃气涡轮机等涡轮机的工作流体流动通道中的部件通常需要在运行期间承受高温。这些运行温度可能引起不利的条件。 已使用多种方法来冷却高温气体通道部件，以延长这些部件的使用寿命。可以使用热障涂层(TBC)涂覆高温气体通道部件，所述涂层能够隔离部件，并且保存承载合金与涂层表面之间存在明显温度差，从而限制结构部件的热暴露。薄膜冷却通常与TBC结合使用。薄膜冷却包括将来自诸如压缩机抽气流等绕过燃烧室的空气注入部件表面中的孔中。温度较低的空气进入高温气体通道，并在高温气体与部件之间形成保温层，从而进一步减少进入到部件中的热通量。 可以使用多种方法在部件中形成冷却孔，例如，电火花加工。诸如EDM等机械加工方法不利于穿过保护性TBC的机械加工，而此类机械加工广泛应用于许多部件。因此在许多情况下，需要对冷却孔进行手动切割或研磨。
技术实现思路
本技术的第一方面提供一种用于涡轮机中的部件。所述部件包括具有内表面和外表面的外壁基底，以及置于所述外表面上的多个平台。多个冷却孔提供所述外壁基底的内表面与外表面之间的流体通道。所述多个冷却孔中的每个冷却孔被安置成穿过所述多个平台中的一个平台。第一非金属涂覆层置于所述外壁基底的外表面上，其中所述第一涂覆层不覆盖所述多个平台中的每个平台的外表面。 本技术的第二方面提供一种构造用于涡轮机中的部件的方法。所述方法包括形成外壁基底，其中所述外壁基底包括内表面和外表面，以及置于所述外表面上的多个平台。形成多个冷却孔，在所述外壁基底的内表面与外表面之间提供流体通道。每个冷却孔被安置成穿过所述多个平台中的一个平台。将第一非金属涂覆层沉积在所述外壁基底的外表面上。 阅读以下详细说明可清楚地了解本技术的这些和其他方面、优势和显著特征，当与附图结合阅读时，以下说明用于公开本技术的实施例，在附图中，类似的零部件用类似的参考符号表示。 【附图说明】 图1是燃气涡轮机系统的简化示意图。 图2A-B是采用翼片形式的部件的俯视截面图(图2A)，以及根据本技术实施例的冷却孔和平台(图2B)的详细截面图。 图3是根据本技术实施例的采用翼片形式的部件的局部截面图。 图4是根据本技术实施例的采用翼片形式的部件的截面图。 图5是根据本技术实施例的采用翼片形式的部件，以及采用侧壁形式的部件的局部透视图。 图6是根据本技术实施例的燃烧室环境中的部件的局部截面图。 图7是根据本技术实施例的采用防护罩形式的部件的局部截面图。 请注意，本技术的附图并不一定按比例绘制。附图仅用于示出本技术的典型方面，因此不视作对本技术范围的限定。在附图中，类似的数字表示多幅附图中类似的元件。 【具体实施方式】 下文参考本技术与燃气涡轮机系统运行结合时的应用描述了本技术的至少一个实施例。尽管本技术的实施例参考燃气涡轮机系统进行说明，但应了解，本技术的教义等效适用于部件需要承受高温的其他电机，包括其他类型的燃烧系统。此外，下文将参考标称大小来描述本技术的至少一个实施例，并且一组标称尺寸。但是，所属领域中的技术人员清楚地了解，本技术同样适用于任何合适的涡轮机和/或压缩机。此外，所属领域中的技术人员清楚地了解，本技术同样适用于各种尺度的标称大小和/或标称尺寸。 参见附图，图1示出了简化形式的燃气涡轮机系统10的示意图。系统10可以包括一个或多个压缩机12、燃烧室14、涡轮机16和燃料喷嘴20。压缩机12和涡轮机16可以通过一个或多个轴18连接。轴18可以是单级轴，或者可以由多个彼此相连的轴段构成。 燃气涡轮机系统10可以包括多个高温气体通道部件。术语“高温气体通道部件”是指系统10的任何部件，所述部件至少部分暴露于系统10中的高温气体流中。例如，轮叶(叶片)组件、喷嘴(轮叶)组件、防护罩部件、过渡连接件、固定环以及燃烧室排气部件均为高温气体通道部件的实例，尽管并不是所有实例。 图2A-B示出了示例性翼片部件30 (图2A)的俯视截面图，以及冷却孔40的(图2B)的详细插图。如图2A所示，部件30(采用图2A-B、图3和图4中的翼片的形式)包括外壁基底32，所述外壁基底具有内表面34和外表面36。外壁基底32可以由金属制成。根据部件的目标应用，例如，外壁基底32可以是镍基超级合金。 如图2B所述，多个冷却孔40在外壁基底32的内表面34与外表面36之间提供流体通道。每个冷却孔40被设置成延伸穿过图2B所示的内表面34与外表面36之间的平台38。每个部件30可以包括多达300个或更多个冷却孔40。 多个平台38或突起特征设置于外表面36上。在多个实施例中，每个平台可以具有约0.0254cm-l.02cm(约0.010英寸至约0.4英寸)的宽度，以及约0.013cm至约 0.178cm(约0.005英寸至约0.070英寸)的高度。平台38可以在部件上以条状分布。在一些实施例中，如图5所示，平台38可以延伸一行冷却孔40的长度，以便单行中的所有冷却孔40均包括在单个平台38内。在其他实施例中，部件30可以包括排列成一行的多个平台38，每个冷却孔40具有自己的平台38。这些实施例中还包括多个不同的实施例，其中平台38所包括的冷却孔40的数量多于一个，但少于整行冷却孔40的数量。在进一步实施例中，冷却孔40和平台38可以按线性行排列，或者可以按照曲线或弧形行排列。曲线或弧形布置可以沿径向、沿轴向，或者沿径向和轴向弯曲，具体取决于部件30的形状及其冷却需求。 第一涂覆层42可以设置于外壁基底32的外表面36上。第一涂覆层42可以包括非金属材料，特别是陶瓷材料。在一些实施例中，第一涂覆层42可以通过沉积一个或多个非金属材料层来形成。在一些实施例中，可以存在第二涂覆层44，置于第一涂覆层42与外壁基底32的外表面36之间。第二涂覆层可以包括金属粘合层。在一些实施例中，与第一涂覆层42类似，第二涂覆层44可以通过沉积一个或多个金属材料层来形成。还可以存在除第一涂覆层42和第二涂覆层44以外的其他层。总的来说，第一涂覆层42和第二涂覆层44以及其他层用于在外壁基底32上形成热障涂层。在一些实施例中，第一涂覆层42的厚度小于或等于平台38的高度。在进一步实施例中，第一涂覆层42和第二涂覆层44的厚度和小于或等于平台38的高度。因此，第一涂覆层42可以不覆盖多个平台38中的每个平台38的外表面48，如图2B所示。 转向图3，现在将描述一种构造部件30的方法。 首先，通过诸如铸造等任何传统方法形成外壁基底32。所述外壁基底包括内表面34和外表面36。外壁基底32可以由诸如镍基超级合金等金属制成。多个平台38设置于外表面36上。例如，平台38可以通过研磨部件30的外表面来形成。在其他实施例中，可铸造包括平台38的部件30。 转向图4,第一涂覆层42可以沉积在外壁基底32的外表面36上。在一些实施例中，第一涂覆层42包括非金属材料，例如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于涡轮机中的部件，所述部件包括： 外壁基底，所述外壁基底具有内表面和外表面； 设置于所述外表面上的至少一个平台； 多个冷却孔，所述多个冷却孔在所述外壁基底的所述内表面与所述外表面之间提供流体通道，所述多个冷却孔中的每个冷却孔被设置成穿过所述至少一个平台中的一个平台；以及 设置于所述外壁基底的所述外表面上的第一涂覆层，其中所述第一涂覆层是非金属的， 其中所述第一涂覆层不覆盖所述多个平台中的每个平台的外表面。

【技术特征摘要】
2012.10.15 US 13/6516011.一种用于涡轮机中的部件，所述部件包括: 外壁基底，所述外壁基底具有内表面和外表面； 设置于所述外表面上的至少一个平台； 多个冷却孔，所述多个冷却孔在所述外壁基底的所述内表面与所述外表面之间提供流体通道，所述多个冷却孔中的每个冷却孔被设置成穿过所述至少一个平台中的一个平台；以及 设置于所述外壁基底的所述外表面上的第一涂覆层，其中所述第一涂覆层是非金属的， 其中所述第一涂覆层不覆盖所述多个平台中的每个平台的外表面。2.根据权利要求1所述的部件，进一...

【专利技术属性】
技术研发人员：I塞泽尔，GM伊策尔，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：新型
国别省市：美国;US