[发明专利]具有膜孔的用于涡轮发动机的部件

说明书

技术领域

涡轮发动机，并且具体而言燃气或燃烧涡轮发动机，是从通过发动机到达大量旋转涡轮轮叶上的燃烧气体流提取能量的旋转发动机。

背景技术

发动机效率随着燃烧气体的温度提高。然而，燃烧气体沿其流动路径加热多个部件，从而随后需要对所述部件进行冷却以实现较长的发动机使用寿命。典型地，通过来自压缩机的放出空气对热气体路径部件进行冷却。该冷却过程降低发动机效率，原因在于放出空气不用于燃烧过程。

涡轮发动机冷却领域是成熟的并且包括用于多个热气体路径部件中的冷却回路和特征的各个方面的多个专利。例如，燃烧器包括径向外部衬里和径向内部衬里，需要在操作期间对所述径向外部衬里和径向内部衬里进行冷却。涡轮喷嘴包括被支承在外部带和内部带之间的中空叶片，所述中空叶片也需要冷却。涡轮转子轮叶是中空的并且典型地包括位于其中的冷却回路，其中轮叶被涡轮护罩包绕，所述涡轮护罩也需要冷却。热燃烧气体通过排气部被排放，该排气部也可以具有衬里并且被适当地冷却。

在所有这些示例性的涡轮发动机部件中，高强度高温合金(superalloy)金属的薄金属壁通常用于增强耐久性，同时使得对其进行冷却的需要最小化。在发动机中的其相应环境中，为这些单个部件定制多个冷却回路以及特征。此外，所有的这些部件通常都包括共同的多排膜冷却孔。

典型的膜冷却孔是以低角度倾斜穿过加热壁的圆柱形孔口，以用于沿壁的外部表面排放冷却空气膜，从而在操作期间相对于来自热燃烧气体的流提供隔热。膜在壁外表面之上方以低角度被排放，以使不期望的放气的可能性最小化，这种不期望的放气会导致流分离以及膜冷却有效性的损失。

诸如热障涂层之类的涂层能够被置于膜冷却孔的多个部分上，以防止由于高温而造成的热损坏。

发明内容

在一个方面中，实施例涉及一种在涡轮发动机的部件中制造具有预定内部尺寸的膜孔的方法，包括：在该部件中形成孔，其中孔具有接合部分，使孔的内部尺寸大于预定内部尺寸；向该部件施布涂层，使得涂层填充接合部分，使得孔的尺寸与预定内部尺寸相等。

在另一个方面中，实施例涉及一种用于涡轮发动机的发动机部件，该发动机部件产生热燃烧气体流并且提供冷却流体流，该发动机部件包括：壁，该壁将热燃烧气体流和冷却流体流分开并且具有热燃烧气体在热流动路径中沿其流动的热表面和面向冷却流体流的冷表面；和至少一个膜孔，该至少一个膜孔包括预定内部尺寸部分和邻近预定内部尺寸部分的接合部分；以及填充接合部分的涂层。

技术方案1：一种在涡轮发动机的部件中制造具有预定内部尺寸的膜孔的方法，包括：

在所述部件中形成孔，其中所述孔具有接合部分，使所述孔的内部尺寸大于所述预定内部尺寸；

向所述部件施布涂层，使得所述涂层填充所述接合部分，使所述孔的尺寸与所述预定内部尺寸相等。

技术方案2：根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述接合部分设置于所述孔的一部分上。

技术方案3：根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述预定内部尺寸限定了圆。

技术方案4：根据技术方案3所述的方法，其特征在于，所述接合部分包括与所述圆相邻的新月形部分。

技术方案5：根据技术方案3所述的方法，其特征在于，所述接合部分包括圆，所述圆具有比所述预定内部尺寸大的直径。

技术方案6：根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述孔包括圆锥部段并且所述接合部分沿所述圆锥部段延伸。

技术方案7：根据技术方案6所述的方法，其特征在于，所述孔包括位于所述圆锥部段上游的测量部段。

技术方案8：根据技术方案7所述的方法，其特征在于，所述测量部段包括圆形横截面。

技术方案9：根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述涂层包括衬底、粘结涂层、以及一个或多个陶瓷基外部涂层。

技术方案10：根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述膜孔通过放电加工、3D打印、激光加工、或铸造制成。

技术方案11：根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述内部尺寸是直径、长轴或短轴中的至少一个。

技术方案12：根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述孔具有圆形或非圆形横截面中的至少一种。

技术方案13：一种用于涡轮发动机的发动机部件，所述发动机部件产生热燃烧气体流并且提供冷却流体流，所述发动机部件包括：

壁，所述壁将热燃烧气体流和冷却流体流分开并且具有热燃烧气体在热流动路径中沿其流动的热表面和面向冷却流体流的冷表面；和