单面板或多面板的制造制造技术

一种结构冷却面板的制造方法，包括：将脱浆2D陶瓷切割成组织；通过至少一个刀片涂布方法在组织中渗入浆料；将组织层叠成多层面板，其中在每层之后浸渍浆料，其中组织具有组合纤维和/或预先构成的冷却孔；干燥；脱模；烧结多层面板，其中组合纤维的部分在烧结过程期间烧尽，留下形成冷却结构的阴架构，且/或预先构成的冷却孔限定冷却结构；使用下者进行修整：i)后加工，和/或ii)表面光滑化/再加工，和/或iii)涂层施加，和/或其它程序。

Single panel or multi panel manufacturing

Method for producing a structure cooling panel: desizing 2D ceramic cutting into tissues; through at least one blade coating method in the organization into the slurry; will be organized into multilayer laminated panel, wherein each layer after immersion in slurry, which has combined fiber and / or a pre cooling hole; drying; demoulding; sintered multilayer panel, which combined fiber part in sintering process during burn, leaving the formation of Yin cooling structure architecture, and / or pre formed cooling holes define a cooling structure; use with dressing: I) after processing, and / or II) / smooth surface processing, and / or III) the coating is applied, and / or other procedures.

【技术实现步骤摘要】
单面板或多面板的制造
本专利技术涉及模块化工业燃气轮机(IGT)构件的先进构想，其基于根据现有技术水平的IGT构件的每个领域的工业范围中使用最适合材料的原理。其是指用于施加到构件上以使最终构件适于特定功能的隔离结构或面板、冷却结构或面板的制造的方法。此外，本专利技术涉及i)组合式面板结构；ii)形成组合式面板结构的各种面板的特殊处理；iii)涉及结构冷却面板的制造构想；iv)由组合式面板结构组装的各种IGT构件。此外，本专利技术涉及模块化结构组件和CMC翼型件固定在具有上述结构IGT构件的金属芯的金属平台上，尤其是指导叶或转子叶片翼型件。
技术介绍
最适合材料的选择总体上与工作经历下的环境、热、机械和热机械负载条件相关。根据该设计构想，整体的陶瓷和陶瓷基质复合物(CMC)材料尤其有益于施加到高温负载区域中，而金属合金优选主要用于机械或中等热机械负载的区段。该原理是指使用整体陶瓷且尤其是CMC用于生成GT构件或构件模块/涡轮和燃烧器GT区段中的特殊区域，如，平台和翼型件、插入件，或更一般地作为衬套材料。该途径也是适于较高温度应用的涉及WO2014/146829A1的新重整/修理原理。实际上，整体陶瓷材料和陶瓷基质复合物在经历高和很高的温度(1000到1700°)和周期操作状况时，不易于受热退化作用。相比于使用必须由与热障涂层(即，TBC系统)组合的环境金属涂层保护的金属合金，允许了相当长的总体构件寿命。陶瓷系统(包括CMC)也可能需要由陶瓷制成的环境和热障保护涂层，尤其是在高温范围中，但因此允许在金属合金不可忍受的温度水平下操作，或较大地延长了构件寿命。基于该构想，主要存在两个因素驱使陆基IGT的涡轮叶片和燃烧器区段的整体和陶瓷复合物制成的本体的发展，且这至少部分对于航空GT也是有效的：1.构件耐温且延长寿命；2.涡轮叶片的前级的冷却需要可通过向叶片(旋转和/或静止)提供陶瓷壳作为针对操作期间的热气体的冲击的保护隔层来较大减小。模块化IGT构件设计中的现今标准整体陶瓷和CMC系统的典型缺陷：i.脆性性质和低断裂韧性(整体陶瓷)；ii.很有限的疲劳性质，尤其是整体陶瓷，而且CMC系统也是；iii.有限抗蠕变性(CMC)；iv.成本较高(CMC)。市售的以及文献中描述的CMC材料仍存在：在考虑涡轮零件且尤其是在旋转叶片(蠕变负载)的情况下，CMC的机械强度值大体上在设计要求的极限内。考虑不同构件区段的简单功能分开(即，机械和热去耦)并不足够，如，构件分成不同的子构件，其中某些区域主要需要承受机械负载，而其它构件区段将必须对抗高热负载(如若干专利和公开文献所述)。壳的一些特殊区域应对很高的温度，且针对来自很高气体质量流、气体压力和离心负载的不可忽略的机械负载。强各向异性机械和物理CMC材料性质。该现象基于CMC复合物内的无机纤维的本来的2D/3D织造微观结构。尤其是在需要较厚材料强度的情况下，多层布置不可避免，这附加地提高了内在的不均一，且导致独立层叠层之间的局部缺陷或完全分层的风险。除此方面外，增大多孔性的总体风险随用于形成最终的壳或线性区段的层数而提高。有限蠕变性质，如主要由作为增强元件包含在CMC微观结构内的纤维性质驱动。陶瓷复合材料的该特质甚至进一步限制了设计灵活性和随后在较长操作时间内应用于组合的机械和高温负载的区域中。将预计到翼型件周围的高热梯度(温度不均一)。事实上，所得的最大热和机械负载可很局部化，这存在局部破坏形成的高风险，这可最终导致CMC系统的完全破坏。
技术实现思路
本专利技术的目的在于概括用于IGT构件的先进的整体陶瓷和CMC区段以及相关模块化构件设计方案的局限性和不足。出于此目的，必须克服以下关键方面：i.CMC材料的机械性质的显著各向异性；ii.标准整体和CMC材料的机械、热和热机械局限；iii.CMC材料的侵蚀极限；iv.标准整体和CMC材料的抗冲击性；v.导致基质和纤维性质退化的非氧化物陶瓷的高温化学稳定性(陶瓷腐蚀)和氧化的极限；vi.独立CMC区段的高成本(例如，翼型件壳、衬套和其它构件)。本专利技术的目的涉及根据独立权利要求的实施例。此外，本专利技术的目的关于基于模块化结构组装涡轮机的导叶或转子叶片的方法，其中至少翼型件壳、衬套和其它构件包括至少一个隔离面板，其由根据本描述的一个或多个所附权利要求的制造过程制备。使用基于模块化结构的涡轮机的导叶组件的实例，该导叶包括至少一个翼型件、内平台、外平台，其中导叶翼型件和/或平台具有在其一端的用于在彼此间连接导叶元件的目的的构型。导叶元件在彼此间的连接，尤其是根据本描述的所附权利要求中的一项或多项的制造相对于涡轮机的转子轴线而构造为相对于翼型件的径向或准径向延伸部是可分开的、永久或半永久固定的。翼型件相对于至少一个平台的组装基于力配合和/或形状配合连接，或翼型件相对于至少一个平台的组装基于金属和/或陶瓷配合表面的使用，或翼型件相对于至少一个平台的组装基于具有可分开的、永久或半永久固定的力闭合装置。至少导叶翼型件或翼型件的备选基础结构包括至少一个流填充的外热气体路径衬套，其包围导叶翼型件的至少一部分，其中流填充的外热气体路径衬套通过使用收缩接头连接到导叶翼型件或翼型件的备选的接触结构上。此外，至少一个导叶翼型件或翼型件的备选基础结构包括至少一个填填充的外热气体路径衬套，其包围导叶翼型件的至少一部分。流填充的外热气体路径衬套相对于导叶翼型件或翼型件的备选基础结构通过使用收缩接头来连接。此外，至少导叶翼型件或翼型件的备选基础结构包括至少一个流填充的外热气体路径衬套，其包围限定的导叶翼型件的至少一部分，其中平台包括至少一个插入元件或机械联锁件，和/或沿热应力区域的附加的热障涂层。此外，至少导叶翼型件或翼型件的备选基础结构包括至少一个流填充的外热气体路径衬套，其包围限定的导叶翼型件的至少一部分，其中平台和/或翼型件和/或翼型件载体和/或外热气体路径包括沿热应力区域或在热应力区域内的至少一个插入元件和/或机械联锁件。如果其关于转子叶片或衬套和相关联的结构和构件，则相同或相似的考虑也适用。组装导叶或转子叶片的方法特征在于基于根据本描述的一个或多个所附权利要求的隔离面板的插入元件和/或形成相应的流填充区域的机械联锁件以力配合方式或具有附加固定器件的推动加载的抽屉的方式至少插入适当设计的凹口中。作为组装转子叶片的实例，以下程序是可能的：转子叶片组件包括至少一个转子叶片翼型件、至少一个踏板安装部分，而转子叶片元件具有在其一端处的用于彼此之间可互换连接的目的的器件。至少一个翼型件根据本专利技术的一个或多个所附权利要求制造。翼型件相对于其它元件的连接基于相对于燃气轮机的轴线的径向或准径向延伸部中的固定，而叶片翼型件关于踏板安装部分的组装基于由依附互连促动的摩擦锁定的连结。作为备选，与踏板安装部分连接的叶片翼型件的组装基于将转子叶片元件固定到彼此上的金属和/或陶瓷表面的使用。或者，与踏板安装部分连接的叶片翼型件的组装基于具有可分开、永久或半永久固定的闭合器件，而踏板安装部分由至少两折的元件构成。单独的踏板安装部分相对于转子叶片翼型件的脚侧的长形部分的组装利用往复轴向引导的联接进行，而具有轴向相对的裂缝或抓爪的踏板安装部分(120,130)对应于柄下方结构的长形部分的沿轴向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造用于施加到构件上来使最终构件适于特定冷却功能的结构冷却面板的方法，所述面板通过以下操作制成：a)将脱浆的2D陶瓷切割成正确尺寸和形状的组织来用于施加；b)通过至少一个刀片涂布方法来将浆料渗入所述组织中；c)将所述组织层叠成多层面板，其中在各层之后浸渍浆料，其中所述组织具有组合纤维和/或预先构成的冷却孔；d)干燥；e)脱模；g)烧结所述多层面板，其中所述组合纤维的部分在烧结过程期间烧尽，留下形成所述冷却结构的阴架构，且/或所述预先构成的冷却孔限定所述冷却结构；h)使用下者来进行修整：i)后加工，和/或ii)表面光滑化/再加工，和/或iii)涂层施加，和/或其它程序。

【技术特征摘要】
2015.07.10 EP 15176309.11.一种制造用于施加到构件上来使最终构件适于特定冷却功能的结构冷却面板的方法，所述面板通过以下操作制成：a)将脱浆的2D陶瓷切割成正确尺寸和形状的组织来用于施加；b)通过至少一个刀片涂布方法来将浆料渗入所述组织中；c)将所述组织层叠成多层面板，其中在各层之后浸渍浆料，其中所述组织具有组合纤维和/或预先构成的冷却孔；d)干燥；e)脱模；g)烧结所述多层面板，其中所述组合纤维的部分在烧结过程期间烧尽，留下形成所述冷却结构的阴架构，且/或所述预先构成的冷却孔限定所述冷却结构；h)使用下者来进行修整：i)后加工，和/或ii)表面光滑化/再加工，和/或iii)涂层施加，和/或其它程序。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为了生成涉及穿过所述面板结构的厚度的一部分或穿过整个厚度的冷却空气孔的直冷却路径而利用多个销的销应用包括以下步骤中的至少一者，即，销可为：i)金属销，其在顶部上具有陶瓷层以避免基质附接到所述销上和烧结期间所述销的过强氧化；ii)永久陶瓷销，其可在烧结之后容易地除去；iii)将在所述烧结过程期间经由热处理消除的销。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，被消除的销由碳材料制成。4.根据权利要求1至权利要求3中的一项所述的方法，其特征在于，所述销通过使它们滑动穿过厚度的一部分或穿过所述面板结构来施加，其中为了便于所述销的定位，下方模具可设有定位孔，所述销以适合的位置和角度配合到所述孔中。5.根据权利要求1至权利要求4中的一项所述的方法，其特征在于，所述销插入组织纤维束之间，以便避免所...

【专利技术属性】
技术研发人员：PD格拉佐，A施坦科夫斯基，S普伊多卡斯，
申请(专利权)人：安萨尔多能源英国知识产权有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB