[发明专利]制件、构件、和冷却构件的方法

说明书

技术领域

本发明针对制件(article)、构件、和冷却构件的方法。更具体而言，本发明针对冷却制件、包括该冷却制件的构件、和对包括该冷却制件的构件进行冷却的方法。

背景技术

涡轮系统不断得到修改，以提高效率且降低成本。用于提高涡轮系统效率的一种方法包括提高涡轮系统的操作温度。为了提高温度，涡轮系统必须由可在连续的使用期间耐受此种温度的材料构造。

除了修改构件材料和涂层之外，提高涡轮构件的温度能力的一种通常的方法包括使用冲击冷却。冲击冷却大体上包括将冷却流体引导穿过制件的内部区域内的一个或更多个孔口，冷却流体接触制件的内表面(即，冲击在其上)，这继而冷却该制件。孔口通常形成在插入件(诸如冲击套筒)中，以平行的行或列分布在插入件上。

通常，插入件中的孔口中的每一个将单个流体流朝正被冷却的制件的内表面引导。该单个流体流通常是集中的，使得离开孔口的流体能够在具有用于冲击冷却的足够的速率的情况下到达内表面。然而，集中的流体流还将制件的冷却聚焦于流体流与内表面的接触点。因此，为了冷却整个制件，多个紧密地间隔的孔口形成在插入件中。虽然这些孔口可集中在高热量负载的区域中，但温度梯度仍在流体接触点之间形成在制件中。

发明内容

在实施例中，制件包括：基部部分(base portion)，其布置且配置成定位在构件内；和孔口的布置，其形成在基部部分中，孔口中的每一个延伸穿过基部部分。孔口的布置被布置且配置成提供构件的内表面的无阴影冷却。

在另一个实施例中，构件包括：主体部分，其具有内表面和外表面，内表面限定内部区域；和制件，其定位在内部区域内，制件包括：基部部分；和孔口的布置，其形成在基部部分中，孔口中的每一个延伸穿过基部部分。孔口的布置被布置且配置成提供主体部分的内表面的无阴影冷却。

在另一个实施例中，冷却构件的方法包括：将流体引导到构件的内部区域内的构件中，该内部区域由该构件的主体部分的内表面限定；生成穿过在制件的基部部分中形成的孔口的布置的流体流，孔口中的每一个延伸穿过基部部分；和利用流体流接触主体部分的内表面，内表面的接触提供内表面的无阴影冷却。

本发明的第一技术方案提供了一种制件(300)，包括：基部部分(303)，其布置且配置成定位在构件(100)内；以及孔口(301)的布置，其形成在所述基部部分(303)中，所述孔口(301)中的每一个延伸穿过所述基部部分(303)；其中所述孔口(301)的布置被布置且配置成提供所述构件(100)的内表面(205)的无阴影冷却。

本发明的第二技术方案是在第一技术方案中，所述孔口(301)的布置包括围绕所述基部部分(303)的区段定位的至少两个孔口(301)。

本发明的第三技术方案是在第二技术方案中，所述孔口(301)的布置围绕所述基部部分(303)的该区段以基本上环形的定向定位。

本发明的第四技术方案是在第二技术方案中，所述孔口(301)中的至少一个的几何形状与至少一个其他孔口(301)的几何形状不同。

本发明的第五技术方案是在第一技术方案中，所述孔口(301)的布置包括中央孔口(701)和至少两个周围孔口(702)。

本发明的第六技术方案是在第五技术方案中，所述中央孔口(701)的直径大于所述周围孔口(702)中的每一个的直径。

本发明的第七技术方案是在第五技术方案中，所述周围孔口(702)围绕所述中央孔口(701)同心地定位。

本发明的第八技术方案是在第五技术方案中，所述周围孔口(702)围绕所述中央孔口(701)以基本上环形的定向定位。

本发明的第九技术方案是在第五技术方案中，所述周围孔口(702)以至少两个分开的构造定位，各构造关于所述中央孔口(701)同心。

本发明的第十技术方案是在第五技术方案中，所述周围孔口(702)中的至少一个的几何形状与至少一个其他周围孔口(702)的几何形状不同。

本发明的第十一技术方案是在第一技术方案中，所述孔口(301)的布置包括至少两个中央孔口(701)和多个周围孔口(702)。

本发明的第十二技术方案是在第一技术方案中，还包括孔口(301)的至少一个另外布置，所述至少一个另外布置中的每一个被布置且配置成提供与所述外表面(203)相反的结构的无阴影冷却。