CN103422992A - 用于制造热气体路径部件的方法 - Google Patents

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CN103422992A CN2013101974321A CN201310197432A CN103422992A CN 103422992 A CN103422992 A CN 103422992A CN 2013101974321 A CN2013101974321 A CN 2013101974321A CN 201310197432 A CN201310197432 A CN 201310197432A CN 103422992 A CN103422992 A CN 103422992A
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B.P.莱西
S.C.科蒂林加姆
B.L.托利森
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    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F01D5/18Hollow blades, i.e. blades with cooling or heating channels or cavities; Heating, heat-insulating or cooling means on blades
    • F01D5/187Convection cooling
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
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Abstract

本发明涉及一种用于制造热气体路径部件的方法。更具体而言,本发明描述了一种用于在机器的部件中制造冷却通路的方法。该方法可包括:在部件的表面中形成通道,该通道具有预定构型;形成覆盖线材,该覆盖线材具有基于通道的预定构型的预定构型;将覆盖线材嵌入通道中;以及将所嵌入的覆盖线材焊接到部件,使得通道被封闭。

Description

用于制造热气体路径部件的方法
相关申请的交叉引用
本申请涉及与本文同时提交的[GE文献252388]和[GE文献252769],这两份文献全文以引用方式并入本文中并构成其一部分。
技术领域
本文所公开的主题涉及经受高操作温度的工业机械,例如涡轮机械。更特别地但不以限制方式,本主题涉及冷却通路和冷却通路在涡轮的热气体路径部件中的形成。
背景技术
例如,在涡轮中,燃烧器将燃料或空气燃料混合物的化学能转化为热能。热能被流体(常常为来自压缩机的压缩空气)传递到涡轮,在这里热能被转化为机械能。作为转化过程的一部分,热气体在涡轮的部分的上方且穿过其流动。沿热气体路径的高温可加热涡轮部件,从而造成部件的劣化。通过铸造在部件中形成冷却通道限制了通道与待冷却的部件表面的接近度。因此,冷却通道的有效性受限制,从而增加了由沿热气体路径的涡轮部件所经受的热应力。
用于解决这个问题的一种已知方式是封闭形成于部件的表面上的开放通道。用于这样做的一种已知方法是用覆层封闭通道。在这种情况下,形成的通道被填料填充。然后,将表面覆层施加到部件的表面,以覆盖填料的外表面。一旦覆层硬化,就将填料从通道浸出,使得形成定位成非常靠近部件表面的中空封闭冷却通道。然而,虽然该方法已在一定量的成功案例中使用,但填料/浸出过程是耗时而昂贵的,并且由于通道仅被一层覆层封闭,可出现与通道的耐久性有关的问题。在类似的已知方法中,开放通道在部件的表面水平处形成有狭窄的颈部,其在不添加填料的情况下支撑覆层。然而将理解,这类通道几何形状使加工过程大大复杂化,限制了通道尺寸和入口或进料孔直径,限制了可使用的覆层的类型和粘度,并且仍然引发耐久性问题。为了解决耐久性问题,另一种已知方法用板或箔覆盖部件的表面,该板或箔硬焊到表面上,使得形成于表面上的所有通道均被覆盖。然而,该工艺通常局限于部件的平坦区域并且对整个过程增加了大量的加工时间。
因此,需要定位成靠近经受极端温度的部件的表面形成的改进且稳固的冷却通路。另外,需要改进的方法,通过该方法可以以有效且低成本的方式构造这些表面冷却通路。
发明内容
根据本发明的一个方面,一种用于在机器的部件中制造冷却通路的方法,该方法包括下列步骤:在部件的表面中形成通道,该通道具有预定构型;形成覆盖线材,该覆盖线材具有基于通道的预定构型的预定构型;将覆盖线材嵌入(nest)通道中;以及将所嵌入的覆盖线材焊接到部件,使得通道被封闭。
根据一实施例,一种用于在机器的部件中制造冷却通路的方法,方法包括:在部件的表面中形成通道,通道具有预定构型;形成覆盖线材,覆盖线材具有基于通道的预定构型的预定构型;将覆盖线材嵌入通道中;以及将嵌入的覆盖线材焊接到部件,使得通道被封闭。
根据一实施例,覆盖线材和通道的预定构型允许在将覆盖线材嵌入通道中的步骤之后,覆盖线材的一部分延伸进入通道,同时保持覆盖线材和通道的底部之间的间距;其中,部件包括在燃烧涡轮发动机的涡轮中的转子叶片或护罩中的一个。
根据一实施例,通道包括狭窄的浅凹槽;其中,下列步骤:在部件的表面上形成通道包括形成在部件的表面上间隔开的多个通道;形成覆盖线材包括形成多个覆盖线材,将覆盖线材嵌入通道中包括将覆盖线材中的一个嵌入多个通道中的每一个中;并且将嵌入的覆盖线材焊接到部件使得通道被封闭包括将嵌入的覆盖线材中的每一个焊接到部件,使得多个通道中的每一个被封闭。
根据一实施例,通道被构造成包括限定通道的侧面的相对的侧壁和限定通道的最深范围的底部;并且其中,通道宽度包括在相对的侧壁之间的距离;其中,通道深度包括在部件的表面水平与通道的底部之间的距离;其中,通道被构造成包括由在通道内的相对深度区分的两个区域:口部区域,其驻留在更靠近表面水平处;以及内部区域,其驻留在口部区域和底部之间;并且其中,口部区域的通道宽度大于内部区域的通道宽度。
根据一实施例,在口部区域内的侧壁从表面水平附近的最大通道宽度渐缩至通道的内部区域附近的最小通道宽度。
根据一实施例,口部的渐缩侧壁包括具有弯曲轮廓的凹表面;其中,口部的弯曲轮廓由曲率半径限定;并且其中,覆盖线材被构造成具有圆形横截面,覆盖线材的圆形横截面由曲率半径限定。
根据一实施例,覆盖线材和通道被构造成使得一旦覆盖线材嵌入通道内,覆盖线材的一部分就延伸进入通道,但侧壁的收窄防止覆盖线材进一步延伸进入通道,使得在嵌入的覆盖线材和底部之间保持所需间距;并且其中,所需间距对应于通过通道的所需的无阻碍横截流动面积。
根据一实施例,口部的曲率半径大约等于覆盖线材的半径。
根据一实施例,覆盖线材的半径略小于口部的侧壁的曲率半径,使得在覆盖线材和口部的侧壁之间形成面向外的间隙。
根据一实施例,通道和覆盖线材被构造成使得,一旦覆盖线材被嵌入通道内,覆盖线材包括所需附连位置。
根据一实施例,所需附连位置包括这样的位置,其:允许覆盖线材延伸进入通道所需距离;在覆盖线材和通道的底部之间保持所需间距;在覆盖线材和通道的侧壁之间产生所需接触区域;并且导致覆盖线材在部件的表面水平上方延伸所需距离。
根据一实施例,将覆盖线材焊接到部件的步骤包括焊接覆盖线材,使得覆盖线材的边缘焊接到口部的表面;并且其中,焊接导致通道被覆盖线材大致封闭;还包括在焊接步骤之后加工存在于部件的表面上的覆盖线材的溢流部分使得部件的表面平滑的步骤。
根据一实施例,部件包括在燃烧涡轮发动机中的热气体部件。
根据一实施例,口部区域和内部区域的侧壁包括阶梯构型。
根据一实施例,口部的渐缩侧壁包括线性轮廓。
根据一实施例,口部的渐缩侧壁包括与部件的表面水平在30和60度之间的角度。
根据一实施例,内部区域被构造成包括大致矩形的构型,其中,侧壁大致垂直于表面水平并且底部大致平行于表面水平。
根据一实施例,口部的侧壁的曲率半径和覆盖线材的曲率半径被构造成一旦覆盖线材被嵌入通道中就在通道和覆盖线材之间产生所需的接触区域。
根据一实施例,所需的附连位置包括导致在20%和100%之间的覆盖线材安置在部件的表面水平以下的位置。
根据一实施例,最大通道深度沿通道的长度为大致恒定的,其中最大通道深度在0.01和0.1英寸之间;其中,通过通道的口部区域的最大通道宽度沿通道的长度为大致恒定的,其中,通道的口部区域的最大通道宽度在0.02和0.11英寸之间;其中,通过通道的内部区域的最大通道宽度沿通道的长度为大致恒定的,其中,通道的内部区域的最大通道宽度在0.01和0.1英寸之间。
根据一实施例,覆盖线材和通道的预定构型允许在将覆盖线材嵌入通道中的步骤之后,覆盖线材的一部分延伸进入通道,同时保持覆盖线材和通道的底部之间的间距。
根据一实施例,部件包括在燃烧涡轮发动机的涡轮中的转子叶片或护罩中的一个。
根据一实施例,通道被构造成包括限定通道的侧面的相对的侧壁和限定通道的最深范围的底部;并且其中,通道宽度包括在相对的侧壁之间的距离;其中,通道深度包括在部件的表面水平与通道的底部之间的距离;
根据一实施例,通道被构造成包括由在通道内的相对深度区分的两个区域:口部区域,其驻留在更靠近表面水平处;以及内部区域,其驻留在口部区域和底部之间;并且其中,口部区域的通道宽度大于内部区域的通道宽度。
根据一实施例,口部的渐缩侧壁包括具有弯曲轮廓的凹表面;
根据一实施例,口部的弯曲轮廓由曲率半径限定;并且其中,覆盖线材被构造成具有圆形横截面,覆盖线材的圆形横截面由曲率半径限定。
根据一实施例,将覆盖线材焊接到部件的步骤包括焊接覆盖线材,使得覆盖线材的边缘焊接到口部的表面;并且其中,焊接导致通道被覆盖线材大致封闭。
根据一实施例,方法还包括在焊接步骤之后加工存在于部件的表面上的覆盖线材的溢流部分使得部件的表面平滑的步骤。
在结合附图和所附权利要求查阅对优选实施例的以下详细描述之后,本申请的这些和其它特征将变得显而易见。
附图说明
在作为说明书的结论处的权利要求中特别地指明和清楚地要求保护被视为本发明的主题。根据结合附图所获得的以下详细描述,本发明的前述和其它特征及优点将显而易见,在附图中:
图1是涡轮机械系统的实施例的示意图;
图2是示例性热气体路径部件、涡轮转子叶片的透视图;
图3是根据本发明的一个方面的在热气体路径部件上的示例性表面的透视图,其中已形成通道;
图4是根据本发明的一个方面的图3的通道的示例性形状的透视图;
图5是根据本发明的一个方面的图3的通道的备选形状的侧视图;
图6是根据本发明的一个方面的图3的通道的备选形状的侧视图;
图7是根据本发明的一个方面的图3的通道的备选形状的侧视图;
图8是根据本发明的一个方面的通道和覆盖线材的透视图;
图9是根据本发明的一个方面的通道和覆盖线材的透视图;
图10是根据本发明的一个方面的沿热气体路径部件上的表面的通道和覆盖线材的透视图;
图11是根据本发明的一个方面的在焊接覆盖线材之后的通道和覆盖线材的透视图;
图12是根据本发明的一个方面的在焊接和平滑处理覆盖线材之后的通道和覆盖线材的透视图;以及
图13是根据本发明的一个方面的示出形成表面冷却通路的示例性方法的框图。
详细描述参照附图以举例的方式解释本发明的实施例以及优点和特征。
部件列表
100   燃气涡轮系统
102   压缩机
104   燃烧器
106   涡轮
108   轴
110   燃料喷嘴
112   燃料源
115   转子叶片
116   燃烧气体
117   转子盘
120   护罩
122   根部或燕尾件
124   翼型件
126   平台
128   压力侧壁
130   吸力侧壁
132   前缘
134   后缘
137   叶片末端
138   表面
139   部件
140   通道
142   口部(mouth)区域
143   内部区域
144   表面水平
150   覆盖线材
152   底部
154   侧壁
155   面向外的间隙。
具体实施方式
图1是诸如燃气涡轮系统100的涡轮机系统的实施例的示意图。系统100包括压缩机102、燃烧器104、涡轮106、轴108和燃料喷嘴110。在一个实施例中,系统100可包括多个压缩机102、燃烧器104、涡轮106、轴108和燃料喷嘴110。压缩机102和涡轮106通过轴108联接。轴108可以是单个轴或联接到一起形成轴108的多个轴分段。
在一方面,燃烧器104使用诸如天然气或富烃合成气的液体和/或气体燃料来运转发动机。例如,燃料喷嘴110与空气源和燃料源112流体连通。燃料喷嘴110形成空气-燃料混合物,并且将空气燃料混合物排入燃烧器104中,从而引起形成热加压排气的燃烧。燃烧器100将热的加压排气通过过渡件导向至涡轮喷嘴(或“第一级喷嘴”)以及其它级的动叶和喷嘴,从而引起涡轮106旋转。涡轮106的旋转使轴108旋转,从而在空气流入压缩机102时压缩空气。在一个实施例中,包括但不限于护罩、隔板、喷嘴、动叶和过渡件的热气体路径部件位于涡轮106中,其中横跨部件的热气体流造成涡轮部件的蠕变、氧化、磨损和热疲劳。控制热气体路径部件的温度可减少部件中的损坏模式。燃气涡轮的效率随涡轮系统100中的点火温度的增加而增加。随着点火温度的增加,热气体路径部件需要适当地冷却以实现使用寿命。下面参照图2至图12详细讨论具有用于冷却靠近热气体路径的区域的改进布置的部件以及用于制造这样的部件的方法。虽然下面的讨论主要集中在燃气涡轮上,但所讨论的概念不限于燃气涡轮。
图2是示例性的热气体路径部件(涡轮转子叶片115)的透视图,其被定位在燃气涡轮或燃烧发动机的涡轮中。应当理解,涡轮安装在紧靠燃烧器的下游以用于接纳来自燃烧器的热燃烧气体116。围绕轴向中心轴线轴向对称的涡轮包括转子盘117和沿径向轴线从转子盘117径向向外延伸的多个周向间隔开的涡轮转子叶片(仅示出其中一个)。环形涡轮护罩120适当地接合到固定的定子壳体(未示出)并且围绕转子叶片115,使得在操作期间限制燃烧气体泄漏的相对小的间距或间隙保持在涡轮护罩120和转子叶片115之间。
每个转子叶片115大体包括可具有任何常规形式的根部或燕尾件122,例如轴向燕尾件,其构造成用于安装在转子盘117的周边中的对应燕尾件狭槽中。中空的翼型件124一体地接合到燕尾件122并且从燕尾件122径向地或纵向地向外延伸。转子叶片115也包括设置在翼型件124和燕尾件122的接头处的一体的平台126,以用于限定用于燃烧气体116的径向内部流动路径的一部分。应当理解,转子叶片115可以以任何常规方式形成并且通常为一体式铸件。可以看出,翼型件124优选地包括分别在相对的前缘132和后缘134之间轴向地延伸的大体凹形的压力侧壁128和周向或侧向相对的大体凸形的吸力侧壁130。侧壁128和130还沿径向方向从平台126延伸至径向外末端或叶片末端137。
此外,压力侧壁128和吸力侧壁130在周向方向上在翼型件124的整个径向跨度上间隔开,以限定至少一个内部流动室或通道,用于将冷却空气导引通过翼型件124以便冷却翼型件。冷却空气通常以任何常规方式从压缩机流出。翼型件124的内部可具有任何构型,包括例如蜿蜒型流动通道,其带有在其中的用于增强冷却空气效果的各种湍流器,其中冷却空气通过诸如常规薄膜冷却孔和/或后缘排放孔的穿过翼型件124的各种孔而排放。应当理解,此类内部冷却通路可通过加工将内部冷却通路连接到所形成的表面通道的通路而构造成或结合本发明的表面冷却通道使用。这可以以任何常规方式进行。此外,如下文更详细讨论的,根据本发明的表面通道可形成为与现有的冷却剂出口相交,使得一旦表面通道被封闭,加压的冷却剂就迫使冷却剂流通过表面通道。如所阐述的,图2的转子叶片组件为示例性的,而并非意图妨碍在其它涡轮部件或其它工业机械中的部件上使用本发明。在图2的转子叶片115的情况中,应当理解,本发明的表面冷却通道可在接触通过涡轮的流动路径的热气体的任何部件上采用,包括例如翼型件、固定翼型件、平台、护罩、端壁、叶片末端等。
如此前所提及地,将内部冷却通路定位成非常靠近热气体路径部件的表面是冷却热气体路径部件的非常有效的方式。然而,如本领域的普通技术人员将认识到的,有时称为“微通道”或“表面冷却通路”的这些通路难以制造,因为它们必须被定位成非常靠近表面。因此,通过诸如铸造的常规手段制造它们是不可能的或成本高昂的。如下文结合图3至图13所讨论的,本发明描述了一种改进的微通道构型以及可用来制造这些表面冷却通路的高效且低成本的方法。也就是说,本申请利用形成于部件的表面上的浅通道或凹槽,并且使用焊接到通道的覆盖线材来封闭通道。覆盖线材可被定尺寸成使得当沿其边缘焊接时,通道被紧紧封闭,同时穿过导引冷却剂的内部区域保持中空。
图3是在部件139上的示例性表面138的透视图,部件139例如可以是涡轮发动机中的热气体部件,其中已根据本发明的一个方面形成开放通道或通道140。如图所示,通道140可布置成横跨示例性表面138平行且呈间隔关系,但可能是其它构型。通道140可通过铸造后加工工艺形成。通道140也可铸造到部件139的表面138中。
如在图4至图7中更清楚示出地,通道140可描述为具有口部或口部区域142和内部区域143。如图所示,口部区域142和内部区域143通过它们在通道140内的相应深度来区分。具体而言,口部区域142驻留在更靠近表面水平144(即,部件139的表面138的水平)处,而内部区域143驻留在口部区域143以内(即,在通道140内的更深部分)。通道140可描述为具有底部152和侧壁154。在优选实施例中,如图所示,通道140具有其中口部区域142宽于内部区域143的轮廓。(应注意,如本文所用“轮廓”是指当从图5至图3的透视图中提供时通道140的形状。)
在优选实施例中,更靠近部件的表面139的通道140的部分(即,口部区域142)宽于通道140的内部(即,更靠近底部152的内部区域143)。该构型可通过在通道140的口部区域142内渐缩的侧壁154实现。渐缩可具有如图4中所提供的弯曲轮廓。在这种情况下,侧壁154可向内弯曲(即,形成凹表面)并且由曲率半径限定。在另一个实施例中,如图5中所示,在口部区域142内的渐缩部可以是线性的。在这种类型的优选实施例中,口部区域142的渐缩侧壁154可描述为与表面水平144形成在30和60度之间的角度。在这些备选方案中的任一个中,口部142从表面水平144附近的最大通道宽度渐缩至内部区域143附近的最小通道宽度。内部区域143可然后保持恒定的宽度直到通道140的底部152,但其它构型也是可能的。如在图6中所示,口部区域142和内部区域143可形成阶梯状构型。应当理解,在一些实施例中,通道可具有在所有深度水平上恒定的宽度,如图7中所示,但由于下文讨论的原因,渐缩的口部或阶梯状构型可为优选的。
通道140可相对窄且深度较浅,并且特定尺寸可变化以适合特定应用。横截面可以是正方形、圆形或其它合适的形状。横截面可沿通道长度在面积上变化并且可具有诸如湍流器的热传递增强特征。然而,通常,考虑到朝热气体路径部件的表面集中冷却的期望目的,在优选实施例中,例如涉及涡轮转子叶片、定子叶片或护罩的那些应用中,最大通道深度可沿通道140的长度大致恒定,并且在0.010和0.1英寸之间。通过通道140的口部区域142的最大通道宽度可沿通道140的长度大致恒定,并且在0.020和0.11英寸之间。并且,通过通道140的内部区域143的最大通道宽度可沿通道140的长度大致恒定,并且在0.01和0.1英寸之间。
图8至图10示出了如在制造期间可被构造和定位在通道140内的覆盖线材150。覆盖线材150可以是金属线,其由诸如IN617、IN625、H230、Hastelloy W、Haynes 25、MarM918的固态溶液加强填料金属和诸如Haynes 282、Rene 41、Waspalloy、GTD222、Nimonic C263、Rene 80、GTD111的沉淀硬化填料金属或其它合适的材料制成。在一个优选的实施例中,覆盖线材150可具有如图所示的圆形横截面,但其它横截面形状也是可能。覆盖线材150可结合通道140定尺寸,使得覆盖线材150以所需方式“嵌入”通道内。在一个优选的实施例中,覆盖线材150延伸进入通道150的一部分,但然后通过通道140的侧壁154的收窄而停止,使得内部区域143的相当大一部分保持畅通。一旦被适当地嵌入,覆盖线材150就可实现所需的附连位置。在该位置中,覆盖线材150向部件139的表面138的焊接可有效地进行并且产生封闭通道140的稳固覆盖件。应当理解,使用线材封闭通道利用了易得的低成本部件。
在一个优选的实施例中,口部区域142的侧壁154以形成凹表面的方式弯曲,如图4所示。弯曲可由曲率半径限定。如图8至图10中所示,在优选实施例中,口部142的侧壁154的曲率半径以所需方式与圆形覆盖线材150的曲率半径有关。例如,在图8中,口部区域142较浅,但具有与圆形覆盖线材150大致相同的曲率半径。应当理解,该构型允许覆盖线材150嵌入通道140内,使得在覆盖线材150和部件139之间的接触面积增加。在这种情况下,口部区域142的整个侧壁154沿覆盖线材150的长度接触覆盖线材150。这种增加的接触面积可使将覆盖线材150附连到部件139更容易并且提高形成于覆盖线材150和通道140的侧壁154之间的连接和密封的稳固性。
内部区域143可被构造成具有小于圆形覆盖线材140的直径的通道宽度。通过以这种方式定尺寸,覆盖线材150被防止在被安装时进入通道140太远。在优选实施例中,内部区域143的宽度和覆盖线材150的直径被联合地构造成使得实现所需嵌入或附连构型,该构型例如可包括:在覆盖线材150和通道140的底部152之间的所需间距(clearance);在覆盖线材150和通道140的侧壁154之间的所需接触面积;覆盖线材150延伸超出表面水平144的所需高度;覆盖线材150的所需部分包含在通道140内;等等。
图9提供了如何可构造覆盖线材150和通道140的另一个示例。在该示例中,口部区域142延伸进入部件139的表面138更深,使得一旦覆盖线材150嵌入口部区域142中,大约一半的覆盖线材150包含在口部区域142内。在一些优选实施例中,口部区域142的曲率半径可类似于覆盖线材150的曲率半径。如图9所示,覆盖线材150的半径可略小于口部区域142的侧壁154的曲率半径。在该优选实施例中,在覆盖线材150和口部区域142的侧壁154之间形成面向外的间隙155。在附连过程期间,当覆盖线材150被加热时,面向外的间隙155可允许覆盖线材150向外变形以填充间隙155,这在图11和图12中示出。应当理解,该构型可导致在覆盖线材150和口部区域142的侧壁154之间形成非常大的接触面积。
图11是根据本发明的一个方面的在焊接覆盖线材150之后的通道140和覆盖线材150的透视图。焊接可通过激光焊接或任何其它常规焊接技术进行。覆盖线材150可被焊接,使得覆盖线材150的边缘焊接到口部区域142的侧壁154,同时让内部区域143畅通。应当理解,焊接可使用常规技术完成,例如电弧焊(包括GTAW、PAW、GMAW-短路)、激光焊接(连续或脉冲)、或电子束焊接。
图12是在覆盖线材140的平滑处理完成之后的通道140和覆盖线材150的透视图。具体而言,金属在部件139的表面138上的溢流部分可通过任何常规的加工技术加工掉。如图所示,一旦完成,通道140就被覆盖线材150封闭,给定线材的耐久性和焊接工艺,这可提供紧密密封的稳固覆盖件。通道140此时提供了封闭的表面冷却通路或微通道,冷却剂可通过其流通。
图13是根据本发明的一个方面的示出形成表面冷却通路的示例性方法的框图。在初始步骤,步骤202中,可在热气体路径部件139的表面138上形成通道140。通道140可通过任何常规加工或铸造工艺形成。通道140也可形成为连接到连接器或进料口,该连接器或进料口连接到在使用期间流通通过中空翼型件的冷却剂源。在步骤204中,可将覆盖线材150放置就位或嵌入通道140内。在步骤206中,覆盖线材150可焊接到部件139,从而封闭通道140。最后,在步骤208中,可将来自覆盖线材150和/或焊接过程的过量材料加工掉,使得留下平滑的表面。
虽然已经结合仅有限数量的实施例详细描述了本发明,但应该容易理解,本发明不受限于这样公开的实施例。而是,本发明可被修改以包含任何数量的此前未描述的、但与本发明的精神和范围相称的变型、改动、替换或等同布置。另外,虽然已经描述了本发明的各种实施例,但应当理解,本发明的方面可仅包括所描述的实施例中的一些。因此,本发明不应视为受先前的描述限制,而仅受所附权利要求的范围限制。

Claims (10)

1. 一种用于在机器的部件中制造冷却通路的方法,所述方法包括:
在所述部件的表面中形成通道,所述通道具有预定构型;
形成覆盖线材,所述覆盖线材具有基于所述通道的预定构型的预定构型;
将所述覆盖线材嵌入所述通道中;以及
将嵌入的覆盖线材焊接到所述部件,使得所述通道被封闭。
2. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述覆盖线材和所述通道的预定构型允许在将所述覆盖线材嵌入所述通道中的步骤之后,所述覆盖线材的一部分延伸进入所述通道,同时保持所述覆盖线材和所述通道的底部之间的间距;
其中,所述部件包括在燃烧涡轮发动机的涡轮中的转子叶片或护罩中的一个。
3. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述通道包括狭窄的浅凹槽;
其中,下列步骤:
在所述部件的表面上形成所述通道包括形成在所述部件的表面上间隔开的多个通道;
形成所述覆盖线材包括形成多个覆盖线材,
将所述覆盖线材嵌入所述通道中包括将所述覆盖线材中的一个嵌入所述多个通道中的每一个中;并且
将所述嵌入的覆盖线材焊接到所述部件使得所述通道被封闭包括将所述嵌入的覆盖线材中的每一个焊接到所述部件,使得所述多个通道中的每一个被封闭。
4. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述通道被构造成包括限定所述通道的侧面的相对的侧壁和限定所述通道的最深范围的底部;并且
其中,通道宽度包括在所述相对的侧壁之间的距离;
其中,通道深度包括在所述部件的表面水平与所述通道的底部之间的距离;
其中,所述通道被构造成包括由在所述通道内的相对深度区分的两个区域:口部区域,其驻留在更靠近所述表面水平处;以及内部区域,其驻留在所述口部区域和所述底部之间;并且
其中,所述口部区域的通道宽度大于所述内部区域的通道宽度。
5. 根据权利要求4所述的方法,其特征在于,在所述口部区域内的侧壁从所述表面水平附近的最大通道宽度渐缩至所述通道的内部区域附近的最小通道宽度。
6. 根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述口部的渐缩侧壁包括具有弯曲轮廓的凹表面;
其中,所述口部的弯曲轮廓由曲率半径限定;
并且
其中,所述覆盖线材被构造成具有圆形横截面,所述覆盖线材的圆形横截面由曲率半径限定。
7. 根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述覆盖线材和所述通道被构造成使得一旦所述覆盖线材嵌入所述通道内,所述覆盖线材的一部分就延伸进入所述通道,但所述侧壁的收窄防止所述覆盖线材进一步延伸进入所述通道,使得在所述嵌入的覆盖线材和所述底部之间保持所需间距;并且
其中,所述所需间距对应于通过所述通道的所需的无阻碍横截流动面积。
8. 根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述口部的曲率半径大约等于所述覆盖线材的半径。
9. 根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述覆盖线材的半径略小于所述口部的侧壁的曲率半径,使得在所述覆盖线材和所述口部的侧壁之间形成面向外的间隙。
10. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述通道和所述覆盖线材被构造成使得,一旦所述覆盖线材被嵌入所述通道内,所述覆盖线材包括所需附连位置。
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