CN102953773A - 斜沟式扩散器 - Google Patents

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CN102953773A CN2012102349304A CN201210234930A CN102953773A CN 102953773 A CN102953773 A CN 102953773A CN 2012102349304 A CN2012102349304 A CN 2012102349304A CN 201210234930 A CN201210234930 A CN 201210234930A CN 102953773 A CN102953773 A CN 102953773A
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Abstract

本发明涉及斜沟式扩散器。公开了一种制品，其包括具有第一表面(52)和第二表面(54)的基板(50)以及设置在第二表面(54)上的涂层(58)。另外，制品包括至少部分地限定在涂层(58)中的斜沟(12)。斜沟(12)可包括底面(66)、第一侧壁(68)和设置在第一侧壁(68)的下游的第二侧壁(70)。第一侧壁(68)和第二侧壁(70)可以以小于大约60度的角度(72，74)从底面(66)延伸。此外，制品可包括限定在第一表面(52)与底面(66)之间的多个孔(14)。

Description

斜沟式扩散器
本发明根据由能源部授予的合同No.DE-FC26-05NT42643在政府的支持下做出。政府可在本发明中具有一定的权利。
技术领域
本主题大体上涉及一种用于制品的斜沟式扩散器，并且尤其地涉及一种用于冷却燃气涡轮部件的翼型件的斜沟式并且对应的扩散孔。
背景技术
在燃气涡轮中，热燃烧气体沿着环形热气体路径从燃烧器的环形阵列流过用于流动的过渡件。涡轮级典型地沿着热气体路径设置，使得热燃烧气体从过渡件流过第一级喷嘴和动叶(bucket)并流过后续涡轮级的喷嘴和动叶。涡轮动叶可固连至包括涡轮转子的多个涡轮叶轮，其中每一个涡轮叶轮安装至转子轴，以便与转子轴一起旋转。
涡轮动叶通常包括从大致平面的平台径向向外延伸的翼型件和从平台径向向内延伸的中空柄部。柄部可包括楔形榫头或其他装置，以将动叶固连至涡轮转子的涡轮叶轮。通常，在燃气涡轮的操作期间，从燃烧器流出的热燃烧气体通常引导到涡轮动叶的翼型件上并且环绕涡轮动叶的翼型件。因此，为了保护部件免受高温，翼型件典型地包括构造成遍及翼型件供应诸如空气的冷却介质，以便减小翼型件的压力侧与吸力侧之间的温差的翼型件冷却回路。另外，翼型件的外表面可涂覆涂层(例如利用热障涂层(“TBC”)系统)，以提供这样的表面氧化/侵蚀和/或热保护。这些涂层典型地与用于向翼型件的压力侧表面和/或吸力侧表面供应空气的冷却方案或布置结合利用。
常规地，动叶翼型件的表面利用通过这样的表面限定的一系列薄膜孔冷却。尤其地，薄膜孔典型地直线钻通(多个)翼型件表面并钻入翼型件冷却回路，以允许流过冷却回路的冷却介质被供应至翼型件表面。然而，已发现的是，这些薄膜孔常常提供低于翼型件的表面的最佳冷却的冷却。具体地，由于膜孔直线钻入翼型件，所以从孔排出的冷却介质的出口角相对地高，从而负面地影响冷却介质对于翼型件的表面的流动附着。为了解决这样的流动附着问题，提出了薄膜孔的各种设计变型，诸如通过在翼型件内形成改进形(advanced-shaped)膜孔(例如V形孔)或者通过为薄膜孔形成复杂形出口。然而，这些设计变型常常非常难以制造，并因而明显增加生产涡轮动叶的总成本。
因此，可容易地制造并且向翼型件的表面提供足够冷却的冷却布置在本技术中是受欢迎的。
发明内容
本发明的方面和优点将在以下的说明中部分地陈述，或者可从说明书中显而易见，或者可通过本发明的实践学习。
在一方面中，本主题公开了一种制品，该制品包括具有第一表面和第二表面的基板以及设置在第二表面上的涂层。另外，制品包括至少部分地限定在涂层中的斜沟。斜沟可包括底面、第一侧壁和设置在第一侧壁的下游的第二侧壁。第一和第二侧壁可以以小于大约60度的角度从底面延伸。此外，制品可包括限定在第一表面与底面之间的多个孔。
在另一方面中，本主题公开了一种涡轮部件，该涡轮部件包括具有基部和与基部相对设置的顶端的翼型件。翼型件可由具有第一表面和第二表面的基板形成。另外，涡轮部件可包括：热障涂层系统，其设置在第二表面上；和斜沟，其至少部分地限定在热障涂层系统中，以便至少部分地在基部与顶端之间纵向地延伸。斜沟可包括底面、第一侧壁和设置在第一侧壁的下游的第二侧壁。第一和第二侧壁可以以小于大约60度的角度从底面延伸。此外，制品可包括限定在第一表面与底面之间的多个孔。
在另一方面中，本主题公开了一种用于制造由基板和涂层形成的制品的方法，该基板具有第一表面、第二表面，该涂层设置在第二表面上。该方法可包括：去除涂层的一部分，以形成斜沟，其中，斜沟具有底面和以小于大约60度的角度从底面延伸的至少一个侧壁；和形成从底面延伸至基板的第一表面的多个孔。
参考以下的说明和所附权利要求，本发明的这些及其他的特征、方面和优点将变得更好理解。被合并且构成本说明书的一部分的附图图示了本发明的实施例，并且与说明一起用于解释本发明的原理。
附图说明
在参考附图的说明书中提出了本发明的针对本领域的技术人员的包括本发明的最佳模式的完整且能够实现的公开，附图中：
图1图示了根据本主题的方面具有限定在其中的斜沟和扩散孔的涡轮动叶的一个实施例的透视图；
图2图示了沿线2-2截取的图1所示的涡轮动叶的剖视图；
图3图示了图2所示的涡轮动叶的翼型件的一部分的剖视图，尤其地图示了图2所示的斜沟和扩散孔的剖视近视图；
图4图示了图1所示的涡轮动叶的翼型件的一部分的压力侧视图，尤其地图示了图1所示的斜沟和若干扩散孔的顶视近视图；
图5图示了根据本主题的方面用于制造部件和/或制品的方法的一个实施例的流程图；
图6图示了成形电极的一个实施例的透视图，该成形电极可用于形成本主题的扩散孔；以及
图7图示了电极梳的一个实施例的透视图，该电极梳可用于形成本主题的斜沟和扩散孔。
部件列表
10    涡轮动叶
12    斜沟
14    扩散孔
16    翼型件
18    柄部
20    平台
22    侧面
24    空腔
26    天使翼(angel wings)
28    轴向方向
30    径向方向
32    翼型件基部
34    翼型件顶端
36    压力侧表面
38    吸力侧表面
40    前缘
42    后缘
44    翼型件回路
46    通道
48    通路
50    基板
52    内表面
54    外表面
56    TBC系统
58    结合(bond)层
60    热障层
62    介质
64    径向长度
66    底面
68    第一侧壁
70    第二侧壁
72     第一角度
74     第二角度
76     顶端
78     角度
80     限流部(metering portion)
82     扩散部
84     侧壁
86     箭头
88     间隙
100    方法
102    方法要素
104    基板方法要素
104    电极
106    直线段
108    发散段
110    发散侧壁
112    电极梳
114    突起
116    梳基
118    直线段
120    发散段
122    第一侧面
124    第二侧面
具体实施方式
现在将对在附图中图示了其一个或多个示例的本发明的实施例详细地作出参考。每一个示例被以本发明的说明、而非本发明的限制的方式提供。实际上，对于本领域的技术人员显而易见，可在不偏离本发明的范围或精神的情况下在本发明中作出各种变型和变体。例如，作为一个实施例的一部分图示或描述的特征可与另一实施例一起利用，以得到又一实施例。因此，由于这样的变型和变体在所附权利要求和它们的等同的范围内，所以本发明意在包括这样的变型和变体。
本主题大体上涉及一种在制品中形成的斜沟式扩散器，该制品具有基板和施加至基板的外表面的涂层。尤其地，本主题公开了一种在涡轮部件中形成的斜沟式扩散器，该涡轮部件具有基板和施加在所述基板上的热障涂层(“TBC”)系统。在若干实施例中，斜沟式扩散器可包括在TBC系统内形成的斜沟和从斜沟延伸至基板的内表面的多个扩散孔。例如，在一个实施例中，斜沟可限定在涡轮部件(例如涡轮动叶和/或涡轮喷嘴)的翼型件的压力侧表面和/或吸力侧表面中。在这样的实施例中，扩散孔可形成在翼型件内，以便在斜沟与翼型件的翼型件冷却回路之间延伸，使得可将流过翼型件冷却回路的冷却介质引导通过扩散孔并引导到斜沟中，以向翼型件的表面提供薄膜冷却。这样的扩散孔与斜沟一起利用可使冷却介质的膜横跨翼型件表面的展开最大化，从而增加薄膜冷却效率，降低冷却需求和/或增加部件寿命和/或承温能力。
通常，在本文中将参考燃气涡轮的涡轮动叶描述本主题的斜沟和扩散孔。然而，本领域的技术人员应容易意识到，斜沟和扩散孔通常可限定在任何其他合适的涡轮部件(例如涡轮喷嘴、定子静叶、压缩器叶片、燃烧室衬套、过渡件、排气喷嘴和/或同类的事物)中。另外，应意识到，本主题的应用不必局限于涡轮部件。具体地，斜沟和扩散孔通常可形成在任何合适的制品中，介质(例如水、蒸汽、空气和/或任何其他合适的流体)被引导通过所述斜沟和扩散孔，用于冷却制品的表面和/或用于维持制品的表面的温度。
此外，应容易意识到的是，尽管斜沟和扩散孔在本文中通常被描述成限定在具有TBC系统的部件和/或制品中，但斜沟和扩散孔通常可限定在具有施加在其上的任何合适的涂层和/或涂层系统的部件和/或制品中。因此，在本主题的若干实施例中，斜沟可形成在TBC系统或者本领域已知的任何其他合适的涂层和/或涂层系统内。
现在参考附图，图1和图2图示了关于本主题的方面具有限定在其中的斜沟12和多个扩散孔14的涡轮动叶10的一个实施例。尤其地，图1图示了涡轮动叶10的透视图。图2图示了沿线2-2截取的图1所示的涡轮动叶10的翼型件16的一部分的剖视图，尤其地图示了图1所示的斜沟12和扩散孔14中的一个的剖视图。
如图所示，涡轮动叶10通常包括从大致平面的平台20延伸的柄部18和翼型件16。平台20通常用作流过燃气涡轮(未示出)的涡轮段的热燃烧气体的径向向内的边界。动叶10的柄部18通常可构造成从平台20径向向内延伸，并且可包括侧面22、由侧面22部分地限定的中空腔24和在轴向方向上(由箭头28指示)从每一个侧面22延伸的一个或多个天使翼26。柄部18还可包括构造成将动叶10固连至燃气涡轮(未示出)的转子盘的诸如楔形榫头的根结构(未图示)。
翼型件16通常在径向方向上(由箭头30指示)从平台20向外延伸，并且可包括设置在平台30处的翼型件基部32和与翼型件基部32相对设置的翼型件顶端34。因此，翼型件顶端34通常可限定涡轮动叶10的径向最外部。翼型件16还可包括在前缘40与后缘42之间延伸的压力侧表面36和吸力侧表面38(图2)。压力侧表面36通常可包括翼型件16的空气动力的凹形外表面。类似地，吸力侧48通常可限定翼型件16的空气动力的凸形外表面。
另外，涡轮动叶10还可包括从柄部18径向向外延伸的翼型件冷却回路44，用于使诸如冷却介质(例如空气、水、蒸汽或任何其他合适的流体)的介质遍及翼型件16流动。通常，应意识到，翼型件回路44可具有本领域已知的任何合适的构型。例如，在若干实施例中，翼型件回路44可包括从一个或多个供应通路48径向向外延伸至翼型件16的通常邻近翼型件顶端34的区域的多个通道46(图2)。具体地，如图2所示，翼型件回路44包括构造成使从供应通路48供应的介质遍及翼型件16流动的七个径向延伸的通道46。然而，本领域技术人员应意识到，翼型件回路44可包括任何数量的通道46。
此外，尤其地如图2所示地，涡轮动叶10的翼型件16通常可由具有第一或内表面52和第二或外表面54的基板50形成。由于外表面54在燃气涡轮(未示出)的操作期间通常暴露于比内表面52相对更高的温度，所以内表面52还可称为“冷”表面，而外表面54可称为“热”表面。例如，如图示的实施例所示，基板50的内表面52通常可限定翼型件回路44的全部或部分通道46。因此，流过通道46的介质可为这样的表面52提供直接冷却。另外，为了保护外表面54免受侵蚀/氧化和/或为了增加基板50的操作承温能力，可将热障涂层(TBC)系统56设置在基板50的外表面54上。例如，如以下将参考图3所描述地，TBC系统56可包括设置在基板50的外表面54上的结合层58和热障层50。
应意识到，基板50通常可包括能够经受部件的期望操作条件的任何合适的材料和/或由基板50形成的制品。例如，在基板50形成涡轮部件(例如涡轮动叶10)的一部分的实施例中，合适的材料可包括但不局限于陶瓷和金属材料、诸如钢、耐火金属、镍基超级合金、钴基超级合金、铁基超级合金和/或同类的事物。
仍然参考图1和图2，如上文所指出地，涡轮动叶10还可包括限定在翼型件16中的斜沟12和多个孔14(例如扩散孔14)。通常，扩散孔14可构造成将流过翼型件回路44的介质的一部分(由箭头62指示)供应至斜沟12，用于冷却翼型件16的压力侧表面36和/或吸力侧表面38。因此，在若干实施例中，扩散孔14中的每一个可在一端处与翼型件回路44的一部分流体连通，并且可在另一端处与斜沟12流体连通。例如，如图示的实施例所示，扩散孔14可在翼型件106内从基板50的内表面52(例如，从翼型件回路44的通道46中的一个)延伸至限定在翼型件16的压力侧表面36(例如，翼型件16的TBC系统56)中的斜沟12。因此，流过翼型件回路44的介质可通过扩散孔14中的每一个引导到斜沟12中，并且随后可从斜沟12排出到翼型件16的压力侧表面36上，以便为薄膜冷却这样的表面36提供装置。
应意识到，斜沟12通常可限定在翼型件16中，以便限定允许扩散孔14中的每一个与沟12流体连通的任何合适的径向长度64。例如，尤其地如图1所示地，扩散孔14在通常从翼型件基部32延伸至翼型件顶端34的排中可沿着翼型件16径向间隔开。因此，斜沟12可构造成限定通常从翼型件基部32延伸至翼型件顶端34的径向长度64。然而，在其他实施例中，斜沟12可构造成仅部分地在翼型件基部32至翼型件顶端34之间径向地延伸。
还应意识到，斜沟12和/或扩散孔14通常可限定在翼型件16的外周内和/或周围的任何合适的位置。例如，在本主题的若干实施例中，斜沟12可在前缘40与后缘42之间任何合适位置处限定在翼型件16的压力侧36和吸力侧38上，其中扩散孔14于合适的位置限定在翼型件16中用于将流过翼型件回路44的介质引导到斜沟16中。类似地，应容易意识到，涡轮动叶10可包括超过一个的斜沟12和对应的成组扩散孔14。例如，在一个实施例中，多个沟12可限定在翼型件16的压力侧36或吸力侧38上。替代性地，一个或多个沟12可限定在翼型件16的压力侧36和吸力侧38上。
现在参考图3和图4，根据本主题的方面图示了图1和图2所示的斜沟12和扩散孔14的不同视图。尤其地，图3图示了图2所示的翼型件16的一部分的剖视图，尤其地图示了斜沟12和扩散孔14中的一个的一部分的剖视近视图。另外，图4图示了图1所示的翼型件16的一部分的压力侧视图，尤其地图示了斜沟12和若干扩散孔14的一部分的顶视近视图。
如上文所指出地，翼型件16的基板50通常可包括限定翼型件回路44(图2)的所有或一部分通道46的内表面52和具有施加在其上的TBC系统56的外表面54。如图3所示，TBC系统56通常可包括覆盖基板50的外表面54的结合层58和设置在结合层58上的热障层60。如通常所理解地，结合层58可由设计成禁止底层基板50的氧化和/或侵蚀的抗氧化金属材料形成。例如，在若干实施例中，结合层58可由包括“MCrAlY”的材料形成，其中“M”表示铁、镍或者钴，或者可由铝化物或者贵金属铝化物材料(例如铂铝化物)形成。类似地，热障层60可由耐热材料形成，以便增加基板50的操作承温能力。例如，在若干实施例中，热障层60可由各种已知的陶瓷材料形成，诸如通过氧化钇、氧化镁或其他贵金属氧化物部分或完全稳定的氧化锆。
本领域的技术人员应意识到，可利用本领域已知的任何合适的工艺将结合层58和热障层60施加在基板50的外表面54上，所示工艺包括但不局限于包覆扩散工艺、物理汽相沉积工艺、化学汽相沉积工艺和/或热喷涂工艺。还应意识到，TBC系统56不必包括多个层。例如，在一个实施例中，TBC系统56可简单地包括直接施加至基板50的外表面54上的热障层60。
通常，本主题的斜沟12可限定在TBC系统56内。在若干实施例中，斜沟12可完全形成在TBC系统56内。例如，如图3所示，在一个实施例中，斜沟12可形成在TBC系统56中，使得斜沟12的底面66与基板50的外表面54平行延伸并由基板50的外表面54限定。然而，在另一实施例中，斜沟12可通过TBC系统56的一部分限定，诸如通过将斜沟12形成在TBC系统56内，使得底面66完全由TBC系统56的层58、60中的一个限定和/或限定在TBC系统56的层58、68中的一个中。替代性地，斜沟12可仅部分地形成在TBC系统56内。例如，在一个实施例中，斜沟12可被形成为完全通过TBC系统56并可形成到基板50中，使得底面66的至少一部分限定在基板50的外表面54的下方。
如图3所示，除底面66之外，斜沟12还可包括第一侧壁68和设置在第一侧壁68的下游的第二侧壁70。如在本文中所利用地，术语“下游”指的是局部流移动的方向。在若干实施例中，第一侧壁68通常可从底面66向外延伸，使得第一角度72限定在第一侧壁68与底面66之间。类似地，第二侧壁70通常可从底面66向外延伸，使得第二角度74限定在第二侧壁70与底面66之间。
通常，第一和第二角度72、74可对应于允许斜沟12如在本文中所描述地起作用的任何合适的角度。例如，在多个实施例中，第一和第二角度72、74可与等于或小于大约60度的角度对应，诸如小于大约45度或者小于大约40度。另外，应意识到，第一和第二角度72、74可相等或者可彼此不同。例如，对于第二侧壁70可能合乎需要的是限定比第一侧壁68浅的角度，以便当介质在第二侧壁70的顶端76处离开斜沟12时增强介质对翼型件16的表面(例如压力侧表面36)的流动附着。因此，如图示的实施例所示，第二角度74可小于第一角度72，使得在第二侧壁70与翼型件16的表面之间在顶端76处的过渡相对平滑，从而促进介质薄膜短暂停留在翼型件表面上。例如，在本主题的特定实施例中，第一角度72可等于范围为从大约15度到大约45度的角度、诸如从大约20度到大约40度或者从大约20度到大约30以及在其间的所有其他的子范围，并且第二角度74可等于从大约5度到大约35度变动的角度、诸如从大约10度到大约30度或者从大约10度到大约20以及其间的所有其他的子范围。
仍然参考图3和图4，如上文所指出地，多个径向隔开的扩散孔14同样可限定在翼型件16内，使得可将通过翼型件回路44供应的介质引导通过扩散孔14并引导到斜沟12中。因此，如图3所示，每一个扩散孔12通常可限定在翼型件16中，以便在基板50的内表面52与斜沟12的底面66之间延伸。另外，在若干实施例中，每一个扩散孔15可具有在基板50的内表面52与斜沟12的底面66之间的斜取向。例如，扩散孔14可以以小于大约60度、诸如小于大约45度或者小于大约40度的扩散器角78倾斜。此外，如图3所示，在一个实施例中，扩散孔16的角度78可大致等于第一侧壁68的第一角度72。然而，在替代性实施例中，角度78可等于第二侧壁70的第二角度74或者可与第一和第二角度72、74不同。另外，可利用具有任何合适的相对恒定的截面的直的非扩散孔。
此外，尤其地如图4所示地，每一个扩散孔14通常可包括限流部80和扩散部82。通常，每一个扩散孔14的限流部80可包括在基板50的内表面52与扩散部82之间延伸的大致直的通路。因此，在图示的实施例中，通过翼型件回路44(图2)供应的介质可在内表面52处进入每一个扩散孔14的限流部80，并通过这样的部分80流向每一个扩散孔14的扩散部82。另外，限流部80通常可限定大致恒定的截面积。例如，在图示的实施例中，限流部80在内表面52与扩散部82之间限定大致恒定的圆形截面形状。然而，在替代性实施例中，限流部80可诸如通过限定矩形或椭圆形的截面形状而具有任何其他合适的截面形状。
每一个扩散孔14的扩散部82通常可构造成从限流部80朝斜沟12的底面66向外发散。例如，如图4所示，扩散部82可具有大体矩形的截面形状，其中侧壁84构造成在斜沟12的径向或纵向方向上(由图1和图4中的箭头30指示)在限流部80与底面66之间向外发散。结果，被引导通过限流部80并引导到扩散部82中的介质当其从扩散孔14流向斜沟12时可向外展开。尤其地，发散侧壁84可允许介质在扩散部82内在径向或纵向方向上展开，从而降低介质的速度并增加介质的压力。这样降低的速度通常可增强介质对斜沟12的第二侧壁70的流动附着，并因此当介质在第二侧壁70的顶端76处离开斜沟12时可继而增加对翼型件16的表面(例如压力侧表面36)的流动附着。
在替代性实施例中，应意识到，每一个扩散孔12的扩散部82可具有任何其他合适的截面形状。例如，代替大体矩形的截面形状，扩散部82可限定大体圆形或椭圆形的截面形状。还应意识到的是，每一个扩散孔14的扩散部82可构造成在任何方向上向外发散，并因此不必局限于仅在径向或纵向方向上发散。例如，在本主题的另一实施例中，每一个扩散孔14的扩散部82可包括在与纵向方向横切的方向上(由图3中的箭头86指示)向外发散的侧壁。替代性地，扩散部82可构造成在纵向和横向上向外发散。
此外，如图4所示，在一个实施例中，扩散孔14可彼此径向间隔开，使得间隙88限定在相邻的扩散孔14的侧壁84的交点处的这些发散侧壁84与斜沟12的底面66之间。然而，在替代性实施例中，扩散孔14可限定在翼型件16中，使得相邻扩散孔14的侧壁84彼此相交。在这样的实施例中，斜沟12的底面66通常可限定在侧壁84相交的点处。
应意识到，尽管孔14在本文中被描述成“扩散孔”，但孔14不必包括扩散部82。具体地，在替代性实施例中，孔14可简单地包括在任何方向上不扩散或发散的直的限流孔。
现在参考图5，图示了用于制造由基板50形成的涡轮动叶10或任何其他制品的方法100的一个实施例的流程图，该基板50具有设置在其上的涂层(例如TBC系统56)。如图所示，方法100通常包括：去除涂层的一部分，以形成斜沟102；和形成在斜沟的底面与基板104的第一或内表面之间延伸的多个孔。应意识到，尽管在图5中以特定的顺序图示了公开的方法100的要素102、104，但要素102、104通常可以与在本文中提供的公开一致的任何序列和/或顺序执行。
通常，本主题的斜沟12可通过利用各种已知的加工工艺来去除TBC系统56的一部分或者其他涂层而形成。例如，在一个实施例中，可将激光加工工艺用于在TBC系统56内形成斜沟12。在另一实施例中，斜沟12可利用放电加工工艺(“EDM”)工艺、水喷射加工工艺(例如通过利用磨料水喷射工艺)和/或铣削工艺形成在TBC系统56内。替代性地，可利用本领域已知的用于从对象去除材料的选定的部分的任何其他合适的加工工艺。
类似地，公开的扩散孔14可利用各种已知的加工工艺形成，诸如通过利用激光加工工艺、EDM工艺、水喷射加工工艺、铣削工艺和/或任何其他合适的加工工艺。另外，在一个实施例中，每一个扩散孔14的限流部80可在单独的制造步骤中由每一个扩散孔14的扩散部82形成。例如，限流部80可初始地形成在基板50内，而扩散部82随后在其中加工，或者相反。替代性地，限流部80和扩散部82可在单个制造步骤中一起形成。例如，图6图示了可用于EDM工艺的成形电极104，以同时形成扩散孔14中的一个的限流部80和扩散部82的一个实施例。如图所示，成形电极104包括具有大体恒定的截面积的直线段106，用于形成每一个扩散孔14的限流部80。另外，成形电极104包括具有大体与扩散部82的侧壁84对应的发散侧壁110的发散段108。因此，当成形电极104在基板50内移动时，基板50的一部分可被直线段106和发散段108侵蚀掉，以限定每一个扩散孔14的限流部80和扩散部82的期望的形状。
另外，应意识到的是，在一个实施例中，所有的扩散孔14可在已形成斜沟12之后同时形成，或者斜沟12和扩散孔14可在单个制造步骤中一起形成。例如，图7图示了可用于EDM工艺的电极梳112，以同时只形成扩散孔14或者形成斜沟12和扩散孔14的一个实施例。如图所示，电极梳112包括从梳基116延伸的多个突起(projection)114。每一个突起114通常可设计成形成扩散孔14中的一个。因此，诸如通过具有用于形成每一个扩散孔14的限流部80的直线段118和用于形成每一个扩散孔14的扩散部82的发散段120，每一个突起114通常可构造成与以上参考图6描述的成形电极104相同或类似。另外，梳基116的一部分通常可设计成形成斜沟12。例如，梳基116可包括：第一侧面122，其具有与斜沟12的第一侧壁68的角取向对应的角取向；和第二侧面124，其具有与斜沟12的第二侧壁70的角取向对应的角取向。因此，当梳基112移动通过TBC系统56并进入基板50中时，TBC系统56和基板50的一部分可被突起114和梳基116侵蚀掉，以限定扩散孔14和斜沟12的期望的形状。
此外，如上文所指出地，应容易意识到，公开的斜沟12和扩散孔14不必局限于在涡轮动叶和/或涡轮部件内利用。而是，本主题通常可应用于具有基板(例如金属的或非金属的材料)和施加在其上的涂层和/或涂层系统的任何合适的制品内，介质(例如水、蒸汽、空气和/或任何其他合适的流体)被引导通过所述斜沟和扩散孔，用于冷却制品的表面和/或用于维持制品的表面的温度。例如，以上参考图3描述的基板50的内表面52通常可包括与介质源(例如水源、蒸汽源、空气源和/或任何其他合适的流体源)流体连通的制品的任何合适的表面，使得可将来源于这样的源的介质引导通过扩散孔14和斜沟12并引导到制品不同的表面上。
该书面说明利用示例以公开本发明，包括最佳模式，并且还使得本领域技术人员能够实践本发明，包括制造和利用任何装置或系统和执行任何合并的方法。本发明的专利保护的范围由权利要求限定，并且可包括本领域的技术人员所想到的其他示例。如果这样的其他的示例包括与权利要求的字面语言没有不同的结构元件，或者如果它们包括具有与权利要求的字面语言无实质差异的等同结构元件，则这样的其他示例意图为在权利要求的范围内。

Claims (15)

1.一种制品，包括：
基板(50)，其具有第一表面(52)和第二表面(54)；
涂层(58)，其设置在所述第二表面(54)上；
斜沟(12)，其至少部分地限定在所述涂层(58)中，所述斜沟(12)具有底面(66)、第一侧壁(68)和设置在所述第一侧壁(68)的下游的第二侧壁(70)，所述第一侧壁(68)和第二侧壁(70)以小于大约60度的角度(72，74)从所述底面(66)延伸；以及
多个孔(14)，其限定在所述第一表面(52)与所述底面(66)之间。
2.根据权利要求1所述的制品，其特征在于，所述第一侧壁(68)和第二侧壁(70)以小于大约45度的角度(72)从所述底面(66)延伸。
3.根据权利要求1所述的制品，其特征在于，所述第一侧壁(68)的所述角度(74)与所述第二侧壁(70)的所述角度(74)相同或不同。
4.根据权利要求1所述的制品，其特征在于，所述第一侧壁(68)的所述角度(72)的范围从大约15度到大约45度，并且所述第二侧壁(70)的所述角度(74)的范围从大约5度到大约35度。
5.根据权利要求1所述的制品，其特征在于，所述多个孔(14)中的每一个包括限流部(80)和扩散部(82)。
6.根据权利要求5所述的制品，其特征在于，所述扩散部(82)在所述斜沟(12)的纵向方向上向外发散。
7.一种涡轮部件，包括：
翼型件(16)，其包括基部(32)和与所述基部(32)相对设置的顶端(34)，所述翼型件(16)由具有第一表面(52)和第二表面(54)的基板(50)形成；
热障涂层(58)系统，其设置在所述第二表面(54)上；
斜沟(12)，其至少部分地限定在所述热障涂层(58)系统中，以便至少部分地在所述基部(32)与所述顶端(34)之间纵向地延伸，所述斜沟(12)具有底面(66)、第一侧壁(68)和设置在所述第一侧壁(68)的下游的第二侧壁(70)，所述第一侧壁(68)和第二侧壁(70)以小于大约60度的角度(72，74)从所述底面(66)延伸；以及
多个孔(14)，其限定在所述第一表面(52)与所述底面(66)之间。
8.根据权利要求7所述的涡轮部件，其特征在于，所述第一侧壁(68)和第二侧壁(70)以小于大约45度的角度(72，74)从所述底面(66)延伸。
9.根据权利要求7所述的涡轮部件，其特征在于，所述第一侧壁(68)的所述角度(72)与所述第二侧壁(70)的所述角度(74)相同或不同。
10.根据权利要求7所述的涡轮部件，其特征在于，所述第一侧壁(68)的所述角度(72)的范围从大约15度到大约45度，并且所述第二侧壁(70)的所述角度(74)的范围从大约5度到大约35度。
11.根据权利要求7所述的涡轮部件，其特征在于，所述多个孔(14)中的每一个包括限流部(80)和扩散部(82)。
12.根据权利要求11所述的涡轮部件，其特征在于，所述扩散部(82)在所述斜沟(12)的纵向方向上向外发散。
13.一种用于制造由基板(50)和涂层(58)形成的制品的方法(100)，所述基板(50)具有第一表面(52)、第二表面(54)，所述涂层(58)设置在所述第二表面(54)上，所述方法(100)包括：
去除所述涂层(58)的一部分，以形成斜沟(12)，所述斜沟(12)具有底面(66)和以小于大约60度的角度(72，74)从所述底面(66)延伸的至少一个侧壁(68，70)；以及
形成从所述底面(66)延伸至所述基板(50)的第一表面(52)的多个孔(14)。
14.根据权利要求13所述的方法(100)，其特征在于，去除所述涂层(58)的一部分以形成斜沟(12)包括利用激光加工工艺、放电加工工艺、铣削工艺和水喷射加工工艺中的至少一种去除所述涂层(58)的一部分，以形成所述斜沟(12)。
15.根据权利要求13所述的方法(100)，其特征在于，形成从所述底面(66)延伸至所述基板(50)的第一表面(52)的多个孔(14)包括利用激光加工工艺、放电加工工艺、铣削工艺和水喷射加工工艺中的至少一种形成从所述底面(66)延伸至所述基板(50)的第一表面(52)的所述多个孔。
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