DE102014101976A1 - Verfahren zur Erzeugung einer mikrokanalgekühlten Komponente - Google Patents

Verfahren zur Erzeugung einer mikrokanalgekühlten Komponente Download PDF

Info

Publication number
DE102014101976A1
DE102014101976A1 DE201410101976 DE102014101976A DE102014101976A1 DE 102014101976 A1 DE102014101976 A1 DE 102014101976A1 DE 201410101976 DE201410101976 DE 201410101976 DE 102014101976 A DE102014101976 A DE 102014101976A DE 102014101976 A1 DE102014101976 A1 DE 102014101976A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cover member
microchannel
relatively flat
relatively
component
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE201410101976
Other languages
English (en)
Inventor
Benjamin Paul Lacy
Paul Stephen DiMascio
Srikanth Chandrudu Kottilingam
David Edward Schick
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Technology GmbH
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of DE102014101976A1 publication Critical patent/DE102014101976A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23PMETAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23PMETAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • B23P15/02Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass turbine or like blades from one piece
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23PMETAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P17/00Metal-working operations, not covered by a single other subclass or another group in this subclass
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23PMETAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P2700/00Indexing scheme relating to the articles being treated, e.g. manufactured, repaired, assembled, connected or other operations covered in the subgroups
    • B23P2700/13Parts of turbine combustion chambers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R2900/00Special features of, or arrangements for continuous combustion chambers; Combustion processes therefor
    • F23R2900/00018Manufacturing combustion chamber liners or subparts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/002Wall structures
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/30Foil or other thin sheet-metal making or treating
    • Y10T29/301Method
    • Y10T29/302Clad or other composite foil or thin metal making
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49229Prime mover or fluid pump making
    • Y10T29/49231I.C. [internal combustion] engine making
    • Y10T29/49234Rotary or radial engine making
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/4935Heat exchanger or boiler making
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49826Assembling or joining
    • Y10T29/49906Metal deforming with nonmetallic bonding

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

Es ist ein Verfahren zur Erzeugung einer mikrokanalgekühlten Komponente geschaffen. Das Verfahren enthält ein Ausbilden wenigstens eines Mikrokanals innerhalb einer Oberfläche einer relativ ebenen Platte. Das Verfahren enthält ferner ein Anordnen eines relativ ebenen Abdeckelementes über der Oberfläche, die den wenigstens einen darin ausgebildeten Mikrokanal aufweist. Das Verfahren enthält ferner ein Haftbefestigen des relativ ebenen Abdeckelementes an der relativ ebenen Platte. Das Verfahren enthält noch weiter ein Krümmen oder Wölben der mikrokanalgekühlten Komponente durch Anpressen des relativ ebenen Abdeckelementes mit einer Formgebungskomponente für wenigstens einen Teil einer Zeitdauer des Haftbefestigens des relativ ebenen Abdeckelementes an der relativ ebenen Platte.

Description

  • HINTERGRUND ZU DER ERFINDUNG
  • Der hierin offenbarte Gegenstand betrifft Turbinensysteme und insbesondere ein Verfahren zur Erzeugung einer mikrokanalgekühlten Komponente für derartige Turbinensysteme.
  • In Gasturbinensystemen wandelt eine Brennkammer die chemische Energie eines Brennstoffs oder eines Luft-Brennstoff-Gemisches in Wärmeenergie um. Die Wärmeenergie wird durch ein Fluid, häufig Druckluft aus einem Verdichter, zu einer Turbine befördert, wo die Wärmeenergie in mechanische Energie umgesetzt wird. Als ein Teil des Umsetzungsprozesses wird Heißgas über und durch Abschnitte der Turbine als ein Heißgaspfad geleitet. Hohe Temperaturen entlang des Heißgaspfades können Turbinenkomponenten erhitzen und dadurch eine Verschlechterung der Komponenten bewirken.
  • Maßnahmen zur Kühlung oder Aufrechterhaltung geeigneter Temperaturen für Turbinenkomponenten umfassen die Schaffung von Kanälen in verschiedenen Größen, um einen Kühlfluss innerhalb der Turbinenkomponenten zu verteilen. Es treten Schwierigkeiten auf, wenn Turbinenkomponenten mit derartigen Kanälen, insbesondere Turbinenkomponenten, die ein gewisses Maß an Krümmung oder Wölbung erfordern, erzeugt werden.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Erzeugung einer mikrokanalgekühlten Komponente geschaffen. Das Verfahren enthält ein Ausbilden wenigstens eines Mikrokanals innerhalb einer Oberfläche einer relativ ebenen Platte. Das Verfahren enthält ferner ein Anordnen eines relativ ebenen Abdeckelementes über der Oberfläche, die den wenigstens einen darin ausgebildeten Mikrokanal aufweist. Das Verfahren enthält ferner ein Haftbefestigen des relativ ebenen Abdeckelementes an der relativ ebenen Platte. Das Verfahren enthält noch weiter ein Krümmen oder Wölben der mikrokanalgekühlten Komponente durch Pressen des relativ ebenen Abdeckelementes mit einer Formgebungskomponente für wenigstens einen Teil einer Zeitdauer des Haftbefestigens des relativ ebenen Abdeckelementes an der relativ ebenen Platte.
  • Besonders bevorzugte Ausführungsformen des Erzeugungsverfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung enthalten eine oder mehrere der folgenden:
  • Das Anordnen des relativ ebenen Abdeckelementes kann ein Anordnen einer vorgesinterten Vorformfolienschicht über der Oberfläche aufweisen.
  • Das Anordnen des relativ ebenen Abdeckelementes kann ein Anordnen mehrerer vorgesinterter Vorformfolienschichten über der Oberfläche aufweisen.
  • Alternativ oder zusätzlich kann das Anordnen des relativ ebenen Abdeckelementes über der Oberfläche ein Anordnen eines Metallblechs über der Oberfläche aufweisen.
  • Das Anordnen des relativ ebenen Abdeckelementes über der Oberfläche kann ein Anordnen mehrerer Metallbleche über der Oberfläche aufweisen.
  • In einer Ausführungsform weist das Anordnen des relativ ebenen Abdeckelementes über der Oberfläche ein Anordnen einer vorgesinterten Vorformfolienschicht und eines Metallblechs über der Oberfläche auf.
  • In einer beliebigen der vorstehend erwähnten Ausführungsformen kann das Haftbefestigen des relativ ebenen Abdeckelementes an der relativ ebenen Platte wenigstens eines aufweisen von: Löten, Diffusionsverbinden und Reibschweißen.
  • In einer bestimmten Ausführungsform weist das Haftbefestigen des relativ ebenen Abdeckelementes an der relativ ebenen Platte ein Ofenlöten in einem Ofenzyklus auf.
  • Das Anlöten des relativ ebenen Abdeckelementes an der relativ ebenen Platte kann ein Ofenlöten in mehreren Ofenzyklen aufweisen.
  • In jeder beliebigen der vorstehend erwähnten Ausführungsformen kann das Krümmen oder Wölben der mikrokanalgekühlten Komponente ein Pressen mehrerer Formgebungskomponenten in das relativ ebene Abdeckelement aufweisen.
  • In jeder beliebigen der vorstehend erwähnten Ausführungsform kann die mikrokanalgekühlte Komponente eine Gasturbinenkomponente aufweisen.
  • Die Gasturbinenkomponente kann vorzugsweise ein Turbinendeckband aufweisen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Erzeugung einer mikrokanalgekühlten Komponente geschaffen. Das Verfahren enthält ein Ausbilden wenigstens eines Mikrokanals innerhalb einer Oberfläche einer relativ ebenen Platte. Das Verfahren enthält ferner ein Anordnen eines relativ ebenen Abdeckelementes über der Oberfläche, die den wenigstens einen darin ausgebildeten Mikrokanal aufweist. Das Verfahren enthält ferner ein Erwärmen der relativ ebenen Platte und des relativ ebenen Abdeckelementes, um das relativ ebene Abdeckelement an der relativ ebenen Platte haftend zu befestigen. Das Verfahren enthält ferner ein Krümmen oder Wölben der mikrokanalgekühlten Komponente durch Anpressen des relativ ebenen Abdeckelementes mit einer Formgebungskomponente, während gleichzeitig die relativ ebene Platte und das relativ ebene Abdeckelement erwärmt werden.
  • Besonders bevorzugte Ausführungsformen des Erzeugungsverfahrens gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung enthalten diejenigen des Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt und enthalten insbesondere eine oder mehrere der folgenden:
    Das Anordnen des relativ ebenen Abdeckelementes kann ein Anordnen einer vorgesinterten Vorformfolienschicht über der Oberfläche aufweisen.
  • Alternativ kann das Anordnen des relativ ebenen Abdeckelementes über der Oberfläche ein Anordnen eines Metallblechs über der Oberfläche aufweisen.
  • In einer Ausführungsform weist das Anordnen des relativ ebenen Abdeckelementes über der Oberfläche ein Anordnen einer vorgesinterten Vorformfolienschicht und eines Metallblechs über der Oberfläche auf.
  • In jeder beliebigen der vorstehend erwähnten Ausführungsformen kann das Erwärmen der relativ ebenen Platte und des relativ ebenen Abdeckelementes, um das relativ ebene Abdeckelement an der relativ ebenen Platte haftend zu befestigen, ein Anlöten des relativ ebenen Abdeckelementes an der relativ ebenen Platte aufweisen.
  • Das Anlöten des relativ ebenen Abdeckelementes an der relativ ebenen Platte weist vorzugsweise Ofenlöten auf.
  • In jeder beliebigen der vorstehend erwähnten Ausführungsformen weist die mikrokanalgekühlte Komponente vorzugsweise eine Gasturbinenkomponente auf.
  • Gemäß einem noch weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Erzeugung einer mikrokanalgekühlten Komponente geschaffen. Das Verfahren enthält ein Haftbefestigen eines Abdeckelementes an einer Platte, wobei wenigstens entweder das Abdeckelement und/oder die Platte wenigstens einen darin ausgebildeten Mikrokanal aufweist bzw. aufweisen. Das Verfahren enthält ferner ein Krümmen oder Wölben der mikrokanalgekühlten Komponente durch Anpressen des Abdeckelementes mit einer Formgebungskomponente bei gleichzeitiger Haftbefestigung des Abdeckelementes an der Platte.
  • Diese und weitere Vorteile und Merkmale werden aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen offensichtlich.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Der Gegenstand, der als die Erfindung angesehen wird, ist in den Ansprüchen am Schluss der Beschreibung besonders angegeben und deutlich beansprucht. Die vorstehenden sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung erschließen sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, in denen zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung eines Turbinensystems;
  • 2 eine Perspektivansicht einer Platte, die mehrere darin ausgebildete Mikrokanäle aufweist;
  • 3 eine Perspektivansicht eines über der Platte angeordneten Abdeckelementes;
  • 4 eine Perspektivansicht einer Formgebungskomponente;
  • 5 eine Perspektivansicht der Formgebungskomponente und der Platte vor dem Einpressen der Formgebungskomponente in eine mikrokanalgekühlte Komponente;
  • 6 eine Perspektivansicht der mikrokanalgekühlten Komponente; und
  • 7 ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Erzeugung der mikrokanalgekühlten Komponente veranschaulicht.
  • Die detaillierte Beschreibung erläutert Ausführungsformen der Erfindung gemeinsam mit Vorteilen und Merkmalen anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Bezugnehmend auf 1 ist ein Turbinensystem, wie beispielsweise ein Gasturbinensystem, schematisch dargestellt und mit dem Bezugszeichen 10 allgemein bezeichnet. Das Gasturbinensystem 10 enthält einen Verdichter 12, eine Brennkammer 14, eine Turbine 16, eine Welle 18 und eine Brennstoffdüse 20. Es wird erkannt, dass eine Ausführungsform des Gasturbinensystems 10 mehrere Verdichter 12, Brennkammern 14, Turbinen 16, Wellen 18 und Brennstoffdüsen 20 enthalten kann. Der Verdichter 12 und die Turbine 16 sind durch die Welle 18 miteinander gekoppelt. Die Welle 18 kann eine Einzelwelle oder durch mehrere Wellensegmente gebildet sein, die miteinander verbunden sind, um die Welle 18 zu bilden.
  • Die Brennkammer 14 verwendet einen brennbaren flüssigen und/oder gasförmigen Brennstoff, wie beispielsweise Erdgas oder ein wasserstoffreiches Synthesegas, um das Gasturbinensystem 10 zu betreiben. Zum Beispiel stehen die Brennstoffdüsen 20 mit einer Luftversorgung und einer Brennstoffversorgung 22 in Fluidübertragungsverbindung. Die Brennstoffdüsen 20 erzeugen ein Luft-Brennstoff-Gemisch und geben das Luft-Brennstoff-Gemisch in die Brennkammer 14 aus, wodurch eine Verbrennung herbeigeführt wird, die ein heißes unter Druck stehendes Abgas erzeugt. Die Brennkammer 14 leitet das heiße Druckgas durch ein Übergangsstück in einen Turbinenleitapparat (oder einen „Leitapparat der ersten Stufe“) sowie weitere Stufen von Laufschaufeln und Leitschaufeln, wodurch eine Drehung der Turbine 16 innerhalb eines Turbinengehäuses 24 bewirkt wird. Eine Drehung der Turbine 16 veranlasst die Welle 18 zu rotieren, wodurch die Luft verdichtet wird, während sie in den Verdichter 12 einströmt. In einer Ausführungsform sind Heißgaspfadkomponenten in der Turbine 16 dort angeordnet, wo die Heißgasströmung über den Komponenten ein Kriechen, Oxidation, Verschleiß und Wärmeermüdung von Turbinenkomponenten bewirkt. Eine Kontrolle der Temperatur der Heißgaspfadkomponenten kann Notfallmodi in den Komponenten reduzieren. Der Wirkungsgrad des Gasturbinensystems 10 steigt mit einer Erhöhung der Feuerungstemperatur, und die Heißgaspfadkomponenten können eine zusätzliche oder verstärkte Kühlung benötigen, um die Nutzungslebensdauerbedingungen zu erfüllen und ihre bestimmungsgemäße Funktion effektiv zu erfüllen.
  • Bezugnehmend auf die 2 und 3 sind, wie vorstehend erwähnt, verschiedene Heißgaskomponenten überall in dem Gasturbinensystem 10, wie beispielsweise in der Turbine 16, angeordnet. Beispiele für Heißgaspfadkomponenten umfassen ein Turbinendeckband, eine Turbinenleitschaufel und eine Turbinenlaufschaufel, wobei jedoch die vorstehenden Beispiele lediglich veranschaulichend und nicht dazu bestimmt sind, beschränkend zu sein. Eine einzelne derartige Komponente ist allgemein als eine mikrokanalgekühlte Komponente 32 veranschaulicht. Die mikrokanalgekühlte Komponente 32 weist eine relativ ebene Platte 34 auf (2), die im Wesentlichen flach ist. Die relativ ebene Platte 34 enthält eine erste Oberfläche 36 und eine zweite Oberfläche 38. Obwohl die Platte hierin als ein relativ ebenes Element beschrieben ist, wird erkannt, dass ein gebogenes, gekrümmtes, gewölbtes oder verdrehtes Element verwendet werden kann.
  • Die erste Oberfläche 36 der relativ ebenen Platte 34 enthält wenigstens einen, jedoch gewöhnlich mehrere Mikrokanäle 40, der bzw. die in der ersten Oberfläche 36 der relativ ebenen Platte 34 ausgebildet ist bzw. sind. Die mehreren Mikrokanäle 40 können die gleiche oder voneinander unterschiedliche Größe oder Gestalt aufweisen. Gemäß bestimmten Ausführungsformen können die mehreren Mikrokanäle 40 eine Weite von zwischen etwa 100 Mikrometern (µm) und etwa 3 Millimetern (mm) und eine Tiefe zwischen etwa 100 µm und etwa 3 mm aufweisen, wie nachstehend beschrieben ist. Zum Beispiel können die mehreren Mikrokanäle 40 eine Weite und/oder Tiefe zwischen etwa 150 µm und etwa 1,5 mm, zwischen etwa 250 µm und etwa 1,25 mm oder zwischen etwa 300 µm und etwa 1mm aufweisen. In manchen Ausführungsformen können die mehreren Mikrokanäle 40 eine Weite und/oder Tiefe von weniger als etwa 50, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600, 700 oder 750 µm aufweisen. Die mehreren Mikrokanäle 40 können kreisförmige, halbkreisförmige, ovale, kurvenförmige, rechteckige, dreieckige oder rautenförmige Querschnitte aufweisen. Die vorstehende Auflistung ist lediglich veranschaulichend und soll nicht erschöpfend sein. Die Weite und Tiefe könnte über ihre Länge hinweg variieren. Außerdem können die mehreren Mikrokanäle 40 in manchen Ausführungsformen variierende Querschnittsflächen aufweisen. In den mehreren Mikrokanälen 40 können auch Wärmeübertragungsverstärkungen, wie beispielsweise Turbulatoren oder Grübchen, eingerichtet sein.
  • Die mikrokanalgekühlte Komponente 32 enthält ferner ein relativ ebenes Abdeckelement 42 (3), das über der ersten Oberfläche 36 der relativ ebenen Platte 34 und insbesondere über den mehreren Mikrokanälen 40 angeordnet ist, um die mehreren Mikrokanäle 40 wenigstens teilweise einzuschließen. Obwohl das Abdeckelement hierin als ein relativ ebenes Element beschrieben ist, wird erkannt, dass das Abdeckelement eine gebogene, gekrümmte, gewölbte oder verdrehte Geometrie aufweisen kann. Das relativ ebene Abdeckelement 42 kann aus verschiedenen geeigneten Materialien ausgebildet sein. In einer Ausführungsform weist das relativ ebene Abdeckelement 42 eine oder mehrere Lagen von Folien eines vorgesinterten Vorformlings (PSP, Pre-Sintered-Preform) auf. In einer anderen Ausführungsform weist das relativ ebene Abdeckelement 42 eine oder mehrere Metallblechlagen auf. Es ist ferner vorgesehen, dass das relativ ebene Abdeckelement 42 sowohl aus PSP-Folie(n) als auch aus einer oder mehreren Metallblechlagen ausgebildet sein kann. Das relativ ebene Abdeckelement 42 ist in einer derartigen Weise im Wesentlichen flach, dass es mit der ersten Oberfläche 36 der relativ ebenen Platte 34 eine satte Anlageverbindung bildet. Eine satte Anlageverbindung ergibt eine effektive Abdichtung und Einschließung der mehreren Mikrokanäle 40. Es ist vorgesehen, dass die mehreren Mikrokanäle 40 in dem relativ ebenen Abdeckelement 42 als eine Alternative zu oder in Kombination mit Mikrokanälen erzeugt sind, die in der relativ ebenen Platte 34 erzeugt sind.
  • Wie in dem Flussdiagramm nach 7 veranschaulicht und bezugnehmend auf die 16 ist auch ein Verfahren zur Erzeugung einer mikrokanalgekühlten Komponente 100 geschaffen. Das Gasturbinensystem 10 und insbesondere die mikrokanalgekühlte Komponente 32 sind vorstehend beschrieben, und spezielle strukturelle Komponenten brauchen nicht in weiteren Einzelheiten beschrieben zu werden. Das Verfahren zur Erzeugung einer mikrokanalgekühlten Komponente 100 enthält ein Ausbilden wenigstens eines einzigen Mikrokanals innerhalb einer Oberfläche einer relativ ebenen Platte 102. Ein relativ ebenes Abdeckelement wird über der Oberfläche angeordnet, die den wenigstens einen darin ausgebildeten Mikrokanal aufweist, 104. Wie vorstehend beschrieben, stellt die im Wesentlichen flache Geometrie des relativ ebenen Abdeckelementes 42 und der ersten Oberfläche 36 der relativ ebenen Platte 34 eine satte Anlageverbindung zwischen den beiden Komponenten vor der Montage sicher.
  • Das relativ ebene Abdeckelement wird mit der relativ ebenen Platte 106 zusammengefügt. Dies kann auf vielfältige Weise bewerkstelligt werden. Ein Haftbefestigungsprozess, wie beispielsweise Hartlöten, stellt einen beispielhaften Prozess dar, der zur Ausführung des Verfahrens verwendet wird. In einer Ausführungsform wird das relativ ebene Abdeckelement 42 in einem Ofenhartlötprozess an der relativ ebenen Platte 34 haftend befestigt, und das Haftbefestigen kann über einen oder mehrere Ofenzyklen abgeschlossen werden. Unabhängig von dem genauen Lötprozess wird wenigstens ein Teil der mikrokanalgekühlten Komponente 32 während des Haftbefestigens erwärmt, wodurch die Formbarkeit der relativ ebenen Platte 34 und des relativ ebenen Abdeckelementes 42 verbessert wird. Es sollte verstanden werden, dass ein beliebiger Verbindungsprozess zusätzlich zu oder in Kombination mit dem Löten verwendet werden kann. Derartige Verbindungsprozesse umfassen z.B. Diffusionsverbinden und Reibschweißen, wobei jedoch zahlreiche weitere Verbindungsmethoden geeignet sein können.
  • Während wenigstens eines Teils der Zeitdauer des Haftbefestigungsprozesses und insbesondere des Erwärmens der mikrokanalgekühlten Komponente kann ein Krümmen oder Wölben der mikrokanalgekühlten Komponente 108 erreicht werden. Eine Formgebungskomponente 44 (4), die eine nicht ebene, beispielsweise eine gewölbte Geometrie aufweist, wird in einen Abschnitt der mikrokanalgekühlten Komponente 32 eingepresst. 5 veranschaulicht einen Zustand kurz vor dem Einpressen der Formgebungskomponente 44 in das relativ ebene Abdeckelement 42 und indirekt in die relativ ebene Platte 34. Durch Pressen der Formgebungskomponente 44 in die mikrokanalgekühlte Komponente 32 in einem erwärmten Zustand wird eine gekrümmte oder gewölbte oder nicht ebene Gesamtgeometrie der mikrokanalgekühlten Komponente 32 erreicht (6). Es sollte erkannt werden, dass mehrere Formgebungskomponenten zur gleichen Zeit oder zu unterschiedlichen Zeitpunkten verwendet werden können, um der mikrokanalgekühlten Komponente 32 eine gewünschte Geometrie zu verleihen. Es kann erkannt werden, dass zahlreiche Formgebungskomponenten gleichzeitig oder aufeinanderfolgend eingesetzt werden können, um komplexere Geometrien für die mikrokanalgekühlte Komponente 32 zu schaffen.
  • Vorteilhafterweise ermöglicht das Verfahren zur Erzeugung der mikrokanalgekühlten Komponente 100, dass die mehreren Mikrokanäle 40 in einem im Wesentlichen flachen Bereich, wie beispielsweise in der ersten Oberfläche 36 der relativ ebenen Platte 34, erzeugt werden können, wodurch Schwierigkeiten, die mit Mikrokanal-Erzeugungsprozessen innerhalb einer nicht ebenen Oberfläche verbunden sind, vermieden werden. Außerdem kann eine Krümmung oder Wölbung der mikrokanalgekühlten Komponente 32 gleichzeitig und effizient erreicht werden, während die mehreren Mikrokanäle 40 durch das relativ ebene Abdeckelement 42 abgedeckt werden.
  • Während die Erfindung im Einzelnen in Verbindung mit lediglich einer begrenzten Anzahl von Ausführungsformen beschrieben ist, sollte ohne weiteres verstanden werden, dass die Erfindung nicht auf derartige offenbarte Ausführungsformen beschränkt ist. Vielmehr kann die Erfindung modifiziert werden, um eine beliebige Anzahl von Veränderungen, Modifikationen, Ersetzungen oder äquivalenten Anordnungen aufzunehmen, die hier vorstehend nicht beschrieben sind, die jedoch dem Rahmen und Umfang der Erfindung entsprechen. Außerdem sollte verstanden werden, dass, während verschiedene Ausführungsformen der Erfindung beschrieben sind, Aspekte der Erfindung lediglich einige der beschriebenen Ausführungsformen enthalten können. Demgemäß ist die Erfindung nicht als durch die vorstehende Beschreibung beschränkt anzusehen, sondern ist nur durch den Umfang der beigefügten Ansprüche beschränkt.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Gasturbinensystem
    12
    Verdichter
    14
    Brennkammer
    16
    Turbine
    18
    Welle
    20
    Brennstoffdüse
    22
    Brennstoffversorgung
    24
    Turbinengehäuse
    32
    Mikrokanalgekühlte Komponente
    34
    Relativ ebene Platte
    36
    Erste Oberfläche
    38
    Zweite Oberfläche
    40
    Mehrere Mikrokanäle
    42
    Relativ ebenes Abdeckelement
    102
    Verfahren zur Erzeugung einer mikrokanalgekühlten Komponente
    104
    Ausbildung wenigstens eines Mikrokanals innerhalb einer Oberfläche einer relativ ebenen Platte
    106
    Verbinden des relativ ebenen Abdeckelementes mit der relativ ebenen Platte
    108
    Krümmen oder Wölben der mikrokanalgekühlten Komponente

Claims (10)

  1. Verfahren zur Erzeugung einer mikrokanalgekühlten Komponente, das aufweist: Ausbilden wenigstens eines Mikrokanals innerhalb einer Oberfläche einer relativ ebenen Platte; Anordnen eines relativ ebenen Abdeckelementes über der Oberfläche, die den wenigstens einen darin ausgebildeten Mikrokanal aufweist; Haftbefestigen des relativ ebenen Abdeckelementes an der relativ ebenen Platte; und Krümmen oder Wölben der mikrokanalgekühlten Komponente durch Anpressen des relativ ebenen Abdeckelementes mit einer Formgebungskomponente für wenigstens einen Teil einer Zeitdauer des Haftbefestigens des relativ ebenen Abdeckelementes an der relativ ebenen Platte.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Anordnen des relativ ebenen Abdeckelementes ein Anordnen einer vorgesinterten Vorformfolienschicht oder mehrerer vorgesinterter Vorformfolienschichten über der Oberfläche aufweist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Anordnen des relativ ebenen Abdeckelementes über der Oberfläche ein Anordnen eines Metallblechs oder mehrerer Metallbleche über der Oberfläche aufweist.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Anordnen des relativ ebenen Abdeckelementes über der Oberfläche ein Anordnen einer vorgesinterten Vorformfolienschicht und eines Metallblechs über der Oberfläche aufweist.
  5. Verfahren nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Haftbefestigen des relativ ebenen Abdeckelementes an der relativ ebenen Platte wenigstens eines aufweist von: Verlöten, Diffusionsverbinden und Reibverschweißen.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Verlöten des relativ ebenen Abdeckelementes mit der relativ ebenen Platte ein Ofenlöten in einem Ofenzyklus oder in mehreren Ofenzyklen aufweist.
  7. Verfahren nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Krümmen oder Wölben der mikrokanalgekühlten Komponente ein Einpressen mehrerer Formgebungskomponenten in das relativ ebene Abdeckelement aufweist.
  8. Verfahren nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mikrokanalgekühlte Komponente eine Gasturbinenkomponente aufweist, wobei die Gasturbinenkomponente vorzugsweise ein Turbinendeckband aufweist.
  9. Verfahren zur Erzeugung einer mikrokanalgekühlten Komponente, das aufweist: Ausbilden wenigstens eines Mikrokanals in einer Oberfläche einer relativ ebenen Platte; Anordnen eines relativ ebenen Abdeckelementes über der Oberfläche, die den wenigstens einen darin ausgebildeten Mikrokanal aufweist; Erwärmen der relativ ebenen Platte und des relativ ebenen Abdeckelementes, um das relativ ebene Abdeckelement an der relativ ebenen Platte haftend zu befestigen; und Krümmen oder Wölben der mikrokanalgekühlten Komponente durch Anpressen des relativ ebenen Abdeckelementes mit einer Formgebungskomponente bei gleichzeitiger Erwärmung der relativ ebenen Platte und des relativ ebenen Abdeckelementes.
  10. Verfahren zur Erzeugung einer mikrokanalgekühlten Komponente, das aufweist: Haftbefestigen eines Abdeckelementes an einer Platte, wobei wenigstens entweder das Abdeckelement und/oder die Platte wenigstens einen darin ausgebildeten Mikrokanal aufweist bzw. aufweisen; und Krümmen oder Wölben der mikrokanalgekühlten Komponente durch Anpressen des Abdeckelementes mit einer Formgebungskomponente bei gleichzeitiger Haftbefestigung des Abdeckelementes an der Platte.
DE201410101976 2013-02-22 2014-02-17 Verfahren zur Erzeugung einer mikrokanalgekühlten Komponente Pending DE102014101976A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/774,275 2013-02-22
US13/774,275 US9015944B2 (en) 2013-02-22 2013-02-22 Method of forming a microchannel cooled component

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102014101976A1 true DE102014101976A1 (de) 2014-08-28

Family

ID=51349610

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE201410101976 Pending DE102014101976A1 (de) 2013-02-22 2014-02-17 Verfahren zur Erzeugung einer mikrokanalgekühlten Komponente

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9015944B2 (de)
JP (1) JP6283232B2 (de)
CH (1) CH707663A2 (de)
DE (1) DE102014101976A1 (de)

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9163582B2 (en) * 2012-05-30 2015-10-20 United Technologies Corporation Convergent-divergent gas turbine nozzle comprising movable flaps having a variable thickness in a lateral direction
US20140170433A1 (en) * 2012-12-19 2014-06-19 General Electric Company Components with near-surface cooling microchannels and methods for providing the same
US20170044903A1 (en) * 2015-08-13 2017-02-16 General Electric Company Rotating component for a turbomachine and method for providing cooling of a rotating component
US10030537B2 (en) 2015-10-12 2018-07-24 General Electric Company Turbine nozzle with inner band and outer band cooling
US9995172B2 (en) 2015-10-12 2018-06-12 General Electric Company Turbine nozzle with cooling channel coolant discharge plenum
US10385727B2 (en) 2015-10-12 2019-08-20 General Electric Company Turbine nozzle with cooling channel coolant distribution plenum
US10520193B2 (en) * 2015-10-28 2019-12-31 General Electric Company Cooling patch for hot gas path components
US10227878B2 (en) * 2016-03-10 2019-03-12 General Electric Company Article and method of forming an article
US20170306775A1 (en) * 2016-04-21 2017-10-26 General Electric Company Article, component, and method of making a component
US10767501B2 (en) 2016-04-21 2020-09-08 General Electric Company Article, component, and method of making a component
GB201612294D0 (en) * 2016-07-15 2016-08-31 Rolls Royce Plc Method and apparatus for particle injection moulding
US10753228B2 (en) 2016-08-11 2020-08-25 General Electric Company System for removing heat from turbomachinery components
US10830142B2 (en) 2016-10-10 2020-11-10 General Electric Company Combustor aft frame cooling
US20180100437A1 (en) * 2016-10-10 2018-04-12 General Electric Company Combustor igniter cooling
US10677466B2 (en) 2016-10-13 2020-06-09 General Electric Company Combustor inlet flow conditioner
US10443437B2 (en) 2016-11-03 2019-10-15 General Electric Company Interwoven near surface cooled channels for cooled structures
US10519861B2 (en) 2016-11-04 2019-12-31 General Electric Company Transition manifolds for cooling channel connections in cooled structures
CN106322436B (zh) * 2016-11-11 2018-10-26 厦门大学 微通道再生冷却的微型燃烧室
US10544941B2 (en) 2016-12-07 2020-01-28 General Electric Company Fuel nozzle assembly with micro-channel cooling
US10982855B2 (en) 2018-09-28 2021-04-20 General Electric Company Combustor cap assembly with cooling microchannels
US11859818B2 (en) * 2019-02-25 2024-01-02 General Electric Company Systems and methods for variable microchannel combustor liner cooling
US11371702B2 (en) 2020-08-31 2022-06-28 General Electric Company Impingement panel for a turbomachine
US11614233B2 (en) 2020-08-31 2023-03-28 General Electric Company Impingement panel support structure and method of manufacture
US11460191B2 (en) 2020-08-31 2022-10-04 General Electric Company Cooling insert for a turbomachine
US11994292B2 (en) 2020-08-31 2024-05-28 General Electric Company Impingement cooling apparatus for turbomachine
US11994293B2 (en) 2020-08-31 2024-05-28 General Electric Company Impingement cooling apparatus support structure and method of manufacture
US11255545B1 (en) 2020-10-26 2022-02-22 General Electric Company Integrated combustion nozzle having a unified head end
US20230151738A1 (en) * 2021-06-18 2023-05-18 Raytheon Technologies Corporation Hybrid bonded configuration for blade outer air seal (boas)
US11767766B1 (en) 2022-07-29 2023-09-26 General Electric Company Turbomachine airfoil having impingement cooling passages

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3803688A (en) * 1971-07-13 1974-04-16 Electronic Communications Method of making a heat pipe
JPS54134206A (en) * 1978-04-10 1979-10-18 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Manufacture of hollow wing
JPH0667551B2 (ja) * 1987-05-13 1994-08-31 三菱重工業株式会社 積層耐熱合金板の製作方法
JPH0639885B2 (ja) 1988-03-14 1994-05-25 株式会社日立製作所 ガスタービン用シュラウド及びガスタービン
US5957657A (en) 1996-02-26 1999-09-28 Mitisubishi Heavy Industries, Ltd. Method of forming a cooling air passage in a gas turbine stationary blade shroud
US6223524B1 (en) 1998-01-23 2001-05-01 Diversitech, Inc. Shrouds for gas turbine engines and methods for making the same
JP2000094078A (ja) * 1998-09-16 2000-04-04 Sumitomo Light Metal Ind Ltd ろう付けサンドイッチパネル及びその製造方法並びにそれに用いられる枠材
EP1343609A4 (de) * 2000-12-12 2007-10-03 Remmele Engineering Inc Monolithisches teil und verfahren zur herstellung desselben
US6528118B2 (en) 2001-02-06 2003-03-04 General Electric Company Process for creating structured porosity in thermal barrier coating
US6461108B1 (en) 2001-03-27 2002-10-08 General Electric Company Cooled thermal barrier coating on a turbine blade tip
US6679680B2 (en) 2002-03-25 2004-01-20 General Electric Company Built-up gas turbine component and its fabrication
US20040086635A1 (en) 2002-10-30 2004-05-06 Grossklaus Warren Davis Method of repairing a stationary shroud of a gas turbine engine using laser cladding
US6899518B2 (en) 2002-12-23 2005-05-31 Pratt & Whitney Canada Corp. Turbine shroud segment apparatus for reusing cooling air
US7487641B2 (en) 2003-11-14 2009-02-10 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Microfabricated rankine cycle steam turbine for power generation and methods of making the same
US7284954B2 (en) 2005-02-17 2007-10-23 Parker David G Shroud block with enhanced cooling
DE102005055984A1 (de) 2005-11-24 2007-05-31 Mtu Aero Engines Gmbh Verfahren zur Reparatur eines Mantelringsegments einer Gasturbine
US7653994B2 (en) 2006-03-22 2010-02-02 General Electric Company Repair of HPT shrouds with sintered preforms
US7900458B2 (en) 2007-05-29 2011-03-08 Siemens Energy, Inc. Turbine airfoils with near surface cooling passages and method of making same
US20090053045A1 (en) 2007-08-22 2009-02-26 General Electric Company Turbine Shroud for Gas Turbine Assemblies and Processes for Forming the Shroud
EP2108477B1 (de) 2008-04-09 2011-03-23 Alstom Technology Ltd Verfahren zur Reparatur der Heißgaskomponente einer Gasturbine
JP5439041B2 (ja) * 2009-06-02 2014-03-12 三菱重工業株式会社 燃焼器構成部材の製造方法、並びに、燃焼器構成部材、ガスタービン用燃焼器及びガスタービン
JP2010286134A (ja) * 2009-06-09 2010-12-24 Sony Corp 熱輸送デバイスの製造方法及び熱輸送デバイス
EP2353763A1 (de) * 2010-02-10 2011-08-10 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung einer Heißgaskomponente mit einem Kühlkanal beim Löten eines sinteren Teils an einen Träger ; entsprechender Heißgaskomponent
JP5693075B2 (ja) * 2010-07-29 2015-04-01 三菱重工業株式会社 曲げ加工品及び燃焼器の製造方法
US8684662B2 (en) 2010-09-03 2014-04-01 Siemens Energy, Inc. Ring segment with impingement and convective cooling
US8673397B2 (en) 2010-11-10 2014-03-18 General Electric Company Methods of fabricating and coating a component
JP5916293B2 (ja) * 2011-03-31 2016-05-11 三菱重工業株式会社 板状ワークの成形方法
US20140290255A1 (en) * 2011-05-24 2014-10-02 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Hollow curved plate, manufacturing method of the same and combustor of gas turbine

Also Published As

Publication number Publication date
CH707663A2 (de) 2014-08-29
JP2014163379A (ja) 2014-09-08
US20140237784A1 (en) 2014-08-28
JP6283232B2 (ja) 2018-02-21
US9015944B2 (en) 2015-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102014101976A1 (de) Verfahren zur Erzeugung einer mikrokanalgekühlten Komponente
DE102011050757B4 (de) Brennkammerflammrohrkühlsystem
DE68907881T2 (de) Herstellungs- oder Reparaturverfahren für einen integrierten Schaufelrotoraufbau.
EP2010773B1 (de) Turbinenschaufel für eine turbine
DE102013112939A1 (de) Effusionsplattenherstellung mittels materialhinzufügender Herstellungsverfahren
DE69724526T2 (de) Verfahren zur Herstellung von doppelwandigen Turbinenteilen aus vorkonsolidierten Einheiten
DE102014100239B4 (de) System mit einem Verbundstoffschaufelblatt mit Hohlkehlenübergang und Verfahren zur Ausbildung desselben
CH708445A2 (de) Schaufelblatt und Turbinensystem.
CH698036B1 (de) Dichtungsanordnung.
DE102012100521A1 (de) Anordnung zur Verhinderung eines Fluiddurchflusses
DE102011052675A1 (de) Komponenten mit konform gekrümmten Filmlöchern und Verfahren für deren Herstellung
DE102011055612A1 (de) Turbinenkomponenten mit Kühleinrichtungen und Verfahren zur Herstellung derselben
DE102014111837A1 (de) Gasturbinenbauteile mit porösen Kühlungsmerkmalen
CH708318A2 (de) Turbinenkomponente und Verfahren zur Herstellung derselben.
CH707916A2 (de) Turbomaschinenschaufelanordnung.
CH707668A2 (de) Gasturbinensystem.
EP2826959B1 (de) Isolationselement für ein Gehäuse eines Flugtriebwerks
DE102014105650A1 (de) Gasturbinenfügeflächenverbunddichtung
DE102011053702A1 (de) Turbinenschaufelblatt und Verfahren zur Kühlung eines Turbinenschaufelblattes
DE102019132728A1 (de) Turbinenschaufelspitzen-kühlsystem mit spitzenschienen-kühleinsatz
DE102011055152A1 (de) Anordnung und Verfahren zur Verhinderung eines Fluidflusses
EP2647798A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Einlaufbelags
DE102005041830A1 (de) Verfahren zum Anbringen von Wabenstrukturen
DE112013005238T5 (de) Prallblende für die Turbinendüse eines Gasturbinenmotors
WO2021094026A1 (de) Verfahren zur schichtweisen additiven herstellung eines verbundwerkstoffs

Legal Events

Date Code Title Description
R082 Change of representative

Representative=s name: RUEGER | ABEL PATENT- UND RECHTSANWAELTE, DE

Representative=s name: RUEGER, BARTHELT & ABEL PATENTANWAELTE, DE

Representative=s name: RUEGER ] ABEL PATENT- UND RECHTSANWAELTE, DE

Representative=s name: RUEGER ABEL PATENT- UND RECHTSANWAELTE, DE

R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: GENERAL ELECTRIC TECHNOLOGY GMBH, CH

Free format text: FORMER OWNER: GENERAL ELECTRIC COMPANY, SCHENECTADY, N.Y., US