DE4116886A1 - Ein gelochtes blech und ein verfahren zur herstellung desselben - Google Patents

Ein gelochtes blech und ein verfahren zur herstellung desselben

Info

Publication number
DE4116886A1
DE4116886A1 DE4116886A DE4116886A DE4116886A1 DE 4116886 A1 DE4116886 A1 DE 4116886A1 DE 4116886 A DE4116886 A DE 4116886A DE 4116886 A DE4116886 A DE 4116886A DE 4116886 A1 DE4116886 A1 DE 4116886A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
layer
holes
perforated sheet
laminate material
layers
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.)
Granted
Application number
DE4116886A
Other languages
English (en)
Other versions
DE4116886C2 (de
Inventor
John Stanley Richardson
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.)
Rolls Royce PLC
Original Assignee
Rolls Royce PLC
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 Rolls Royce PLC filed Critical Rolls Royce PLC
Publication of DE4116886A1 publication Critical patent/DE4116886A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE4116886C2 publication Critical patent/DE4116886C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B3/00—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar form; Layered products having particular features of form
    • B32B3/26—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar form; Layered products having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer
    • B32B3/266—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar form; Layered products having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer characterised by an apertured layer, the apertures going through the whole thickness of the layer, e.g. expanded metal, perforated layer, slit layer regular cells B32B3/12
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/14—Form or construction
    • F01D5/18—Hollow blades, i.e. blades with cooling or heating channels or cavities; Heating, heat-insulating or cooling means on blades
    • F01D5/182—Transpiration cooling
    • F01D5/184—Blade walls being made of perforated sheet laminae
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/14—Form or construction
    • F01D5/18—Hollow blades, i.e. blades with cooling or heating channels or cavities; Heating, heat-insulating or cooling means on blades
    • F01D5/186—Film cooling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02K—JET-PROPULSION PLANTS
    • F02K1/00—Plants characterised by the form or arrangement of the jet pipe or nozzle; Jet pipes or nozzles peculiar thereto
    • F02K1/78—Other construction of jet pipes
    • F02K1/82—Jet pipe walls, e.g. liners
    • F02K1/822—Heat insulating structures or liners, cooling arrangements, e.g. post combustion liners; Infra-red radiation suppressors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/002—Wall structures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2250/00—Layers arrangement
    • B32B2250/02—2 layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/30—Properties of the layers or laminate having particular thermal properties
    • B32B2307/302—Conductive
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/724—Permeability to gases, adsorption
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2309/00—Parameters for the laminating or treatment process; Apparatus details
    • B32B2309/08—Dimensions, e.g. volume
    • B32B2309/10—Dimensions, e.g. volume linear, e.g. length, distance, width
    • B32B2309/105—Thickness
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00—Geometry
    • F05D2250/10—Two-dimensional
    • F05D2250/19—Two-dimensional machined; miscellaneous
    • F05D2250/191—Two-dimensional machined; miscellaneous perforated
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/20—Heat transfer, e.g. cooling
    • F05D2260/202—Heat transfer, e.g. cooling by film cooling
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft
    • Y—GENERAL 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T156/00—Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
    • Y10T156/10—Methods of surface bonding and/or assembly therefor
    • Y10T156/1052—Methods of surface bonding and/or assembly therefor with cutting, punching, tearing or severing
    • Y10T156/1056—Perforating lamina
    • Y—GENERAL 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T156/00—Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
    • Y10T156/10—Methods of surface bonding and/or assembly therefor
    • Y10T156/1052—Methods of surface bonding and/or assembly therefor with cutting, punching, tearing or severing
    • Y10T156/1056—Perforating lamina
    • Y10T156/1057—Subsequent to assembly of laminae
    • Y—GENERAL 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12361—All metal or with adjacent metals having aperture or cut
    • Y—GENERAL 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24273—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including aperture
    • Y—GENERAL 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24273—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including aperture
    • Y10T428/24298—Noncircular aperture [e.g., slit, diamond, rectangular, etc.]
    • Y10T428/24314—Slit or elongated
    • Y—GENERAL 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24273—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including aperture
    • Y10T428/24322—Composite web or sheet
    • Y—GENERAL 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24942—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including components having same physical characteristic in differing degree
    • Y—GENERAL 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24942—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including components having same physical characteristic in differing degree
    • Y10T428/2495—Thickness [relative or absolute]

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein perforiertes Blech, das eine Filmkühlung bewirken kann und auf ein Verfahren zur Herstellung eines solchen perforierten Bleches. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf die Benutzung solcher perforierter Bleche für eine Brennkammer eines Gasturbinentriebwerks.
Es ist bekannt, die Wände einer Brennkammer eines Gasturbinen­ triebwerks durch Filmkühlung zu kühlen. Dabei läßt man einen Kühlfilm längs der Innenseite der Brennkammerwand abfließen, der eine Isolation der Wände gegenüber den heißen Verbrennungs­ gasen innerhalb der Brennkammer bewirkt.
Ein herkömmliches Verfahren der Filmkühlung der Brennkammer­ wände besteht darin, eine Kühlluftströmung durch mehrere zylin­ drische Öffnungen in den Wänden hindurchströmen zu lassen. Die Luft strömt durch die zylindrischen Öffnungen in die Brenn­ kammerwände und tritt längs der inneren Oberfläche der Wände aus, um einen Kühlluftfilm zu bilden. Durch dieses Verfahren der Filmkühlung erhält die aus den Öffnungen austretende Luft eine hohe Geschwindigkeit und dies steht im Gegensatz zur Erzeugung eines wirksamen Kühlfilms. Die Hochgeschwindigkeit der austretenden Luft bewirkt, daß der Film von der inneren Oberfläche der Brennkammerwände abreißt. Dies kann dazu führen, daß die innere Oberfläche der Brennkammerwände erhitzt wird, da die heißen Verbrennungsgase mit der inneren Oberfläche in Berührung gelangen können.
Eine verbesserte Filmkühlung wurde durch Benutzung fächerförmig gestalteter Kühlöffnungen in den Brennkammerwänden erreicht. Jede Öffnung besitzt einen anfänglichen zylindrischen Abschnitt und einen divergierenden Abschnitt, durch den die Luft längs der Innenwand der Brennkammer austritt. Der divergierende Abschnitt der fächerförmig gestalteten Öffnungen kann die Geschwindigkeit der austretenden Luft vermindern und auf diese Weise wird eine wirksamere Filmkühlung erreicht. Die Breite des Luftfilms, der aus den fächerförmig gestalteten Öffnungen aus­ tritt, vergrößert sich dadurch, so daß eine geringere Luftmenge benutzt werden kann, um eine gegebene Oberfläche zu kühlen. Der divergierende Abschnitt der Öffnungen kann im Winkel so bemessen sein, daß der Kühlfilm auf den inneren Oberflächen der Brennkammerwände verbleibt.
Fächerförmig gestaltete Kühlöffnungen erzeugen einen wirksamen Kühlfilm, aber sie sind schwierig und zeitraubend in der Her­ stellung und es müssen spezielle Herstellungstechniken an­ gewandt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein perforiertes Blech zu schaffen, welches die wirksame Filmkühlung verbessert und dennoch relativ einfach herzustellen ist.
Gemäß der Erfindung besteht ein perforiertes Blech zur Erzeugung eines Kühlfilms aus einer ersten und einer zweiten Schicht eines Laminatkörpers, wobei jede Schicht mehrere Öffnungen aufweist und die ersten und zweiten Schichten aneinanderliegend über­ einandergefügt sind, so daß alle Öffnungen der ersten Schicht in Strömungsverbindung mit wenigstens einer Öffnung in der zweiten Schicht stehen, um Kanäle durch das perforierte Blech zu erzeugen, wobei die Querschnittsflächen der Öffnungen in der zweiten Schicht größer sind als die Querschnittsflächen der Öffnungen in der ersten Schicht, mit denen sie in Verbindung stehen.
Vorzugsweise besitzen die Öffnungen in der ersten und zweiten Laminatschicht parallele Seitenwände.
Die ersten und zweiten Schichten des Laminatmaterials können unterschiedliche Dicke besitzen, und sie sind vorzugsweise so miteinander verbunden, daß sie eine gute thermische Leitfähig­ keit zwischen den Schichten gewährleisten.
Die Löcher in der ersten Laminatschicht können so angestellt sein, daß eine Massenströmung von Kühlmittel hindurch gesteuert wird. In gleicher Weise können die Öffnungen der zweiten Schicht aus Laminatmaterial so angestellt sein, daß der Winkel gesteuert wird, unter dem die Kühlmittelströmung betriebsmäßig ausgeblasen wird.
Ein Verfahren zur Herstellung eines gelochten Bleches zur Erzeugung einer Filmkühlung umfaßt die folgenden Schritte: es werden mehrere Löcher mit gegebener Querschnittsfläche in einem vorbestimmten Muster in einem Schichtenkörper hergestellt, es werden mehrere Löcher in einem entsprechenden Muster in einer zweiten Schicht eines Laminats hergestellt, wobei die Öffnungen in der zweiten Schicht eine größere Querschnittsfläche besitzen als jene der entsprechenden Öffnungen der ersten Schicht, es werden die beiden Laminatschichten übereinander gefügt und derart ausgerichtet, daß die Löcher der ersten Schicht in Strömungsverbindung mit wenigstens einem der entsprechenden Löcher in der zweiten Schicht stehen, um Kanäle durch das gelochte Blech hindurch zu bilden.
Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines perforierten Bleches, das einen Teil einer Brennkammerwand bildet und gemäß der Erfindung ausgeführt ist;
Fig. 2 eine Querschnittsansicht eines perforierten Blechs, das einen Teil einer Brennkammerwand bildet und gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgestattet ist;
Fig. 3 eine Querschnittsansicht eines perforierten Bleches, welches einen Teil einer Brennkammerwand bildet und gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgeführt ist.
In Fig. 1 ist ein perforiertes Blech 10 dargestellt, welches einen Teil einer Brennkammerwand bildet und mehrere Kanäle aufweist, die durch das Blech hindurch verlaufen. Die Kanäle 12 lassen eine Kühlluftströmung von einer äußeren Oberfläche 13 nach einer inneren Oberfläche 15 des perforierten Bleches 10 gelangen. Die Kühlluftströmung tritt aus den Kanälen 12 aus, um einen Kühlluftfilm auf der inneren Oberfläche 15 des perforierten Blechs 10 zu bilden. Die Kanäle 12 sind in einem vorbestimmten Muster angeordnet, welches gewährleistet, daß ein gleichförmiger Kühlluftfilm über der inneren Oberfläche 15 ausgebreitet wird, der als Barriere wirkt um zu verhindern, daß heiße Verbrennungsgase oder dergleichen die Innenwand 15 berühren.
Das perforierte Blech 10 besteht aus zwei getrennten Schichten 14 und 16 aus einem Laminatmaterial, und die Schichten sind aneinanderstoßend übereinandergefügt. Bei den in den Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispielen haben die beiden Schichten 14 und 16 aus Laminatmaterial eine gleiche Dicke, jedoch ist es klar, daß die Dicke jeder Schicht gemäß der speziellen Anwendung des Bleches 10 geändert werden kann. Jede der Schichten 14 und 16 besitzt mehrere Löcher 12a und 12b. Die Löcher 12a und 12b in den Schichten 14 bzw. 16 sind relativ zueinander so angeordnet, daß sie in Strömungsverbindung stehen, wenn die beiden Schichten 14 und 16 aneinanderstoßend über­ einandergefügt werden. Die beiden Schichten aus Laminatmaterial 14 und 16 werden dann miteinander verbunden, um zu gewährleisten daß eine gute thermische Verbindung zwischen ihnen besteht. Die Löcher 12a und 12b stehen miteinander in Verbindung, um durch das gelochte Blech 10 Kanäle 12 zu schaffen.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 hat die erste Schicht 14 aus Laminatmaterial mehrere Löcher 12a, die normal zur Oberfläche 13 durch das Blech hindurchverlaufen. Die zweite Schicht 16 besitzt ebenfalls mehrere Löcher 12b, die durch die Schicht hindurchgehen und die eine größere Querschnittsfläche als die entsprechenden Löcher 12a in der ersten Schicht 14 haben. Die Löcher 12b in der zweiten Schicht 16 sind gegenüber der Oberfläche 15 so im Winkel angestellt, daß sie die hindurch­ strömende Luft in Richtung stromab zur Strömung der Verbren­ nungsprodukte über das Blech 10 richten. Diese Ausrichtung der austretenden Luft stromab gewährleistet einen Kühlluftfilm, der an der inneren Oberfläche des gelochten Bleches 10 anhaftet. Es ist klar, daß der Anstellwinkel der Löcher 12b geändert werden kann, um den Winkel einzustellen, unter dem die Luft aus­ tritt, damit die Wirksamkeit des Kühlfilms bei einer bestimmten Anwendung optimiert werden kann.
Im Betrieb strömt die Luft in Richtung des Pfeiles A längs der äußeren Oberfläche 13 des gelochten Bleches 10. Ein Teil der Luft strömt durch die Löcher 12a nach den größeren Löchern 12b, wo eine Diffusion stattfindet. Diese Diffusion der Luft bewirkt eine Verringerung der Luftgeschwindigkeit. Durch Verminderung der Geschwindigkeit wird bewirkt, daß die aus den Löchern 12b austretende Luft eine erhöhte Tendenz zeigt an der inneren Oberfläche 15 anzuhaften, so daß ein wirksamer Kühlluftfilm auf der inneren Oberfläche 15 ausgebildet wird. Hierdurch wird auch die Dicke des Luftfilms, der aus den Löchern 12b austritt vergrößert, so daß eine verringerte Luftmenge benutzt werden kann, um die innere Oberfläche 15 zu kühlen.
Ein weiterer Vorteil der Ausführungsform nach Fig. 2 besteht darin, daß die durch die Löcher 12a nach den größeren Löchern 12b strömende Luft auf der Innenwand 12c der Löcher 12b auf­ trifft. Dies führt zu einer Prallkühlung der Wand 12c, wodurch weiter die Kühlwirksamkeit der durch das gelochte Blech 10 strömenden Luft verbessert wird.
Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei die Löcher 12a in der ersten Laminatschicht 14 im Winkel gegenüber der Oberfläche 13 angestellt sind. Der Einlaß der Löcher 12a auf der Oberfläche 13 weist in Richtung stromauf, so daß ein größerer Anteil von Luft hindurchströmen kann. Für den Fachmann ist es klar, daß der Anstellwinkel der Löcher 12a geändert werden kann, um die Massenströmung der Luft durch diese Löcher auf eine spezielle Anwendung einzustellen.
Der Vorteil dieser Konstruktion des gelochten Bleches 10 besteht darin, daß die Löcher 12a und 12b in jeder Schicht 14 bzw. 16 unabhängig erzeugt werden können, um einen durchgehenden Kanal 12 zu erzeugen. Auf diese Weise können die Löcher 12a und 12b in jeder Schicht 14 und 16 auf einfache Weise spanabhebend bearbeitet und auf die gewünschte Größe, Gestalt und mit dem optimalen Anstellwinkel erzeugt werden, um die Kühlfilmwirk­ samkeit zu optimieren und eine Luftströmungssteuerung für jede spezielle Anwendung zu schaffen.
Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen stehen einzelne Löcher in jeder Schicht miteinander in Verbindung. Es ist jedoch klar, daß auch jedes der Löcher 12a in der ersten Laminatschicht 14 mit einem entsprechenden Loch 12b in der zweiten Laminatschicht 16 in Verbindung stehen kann, das in eine Mehrzahl von Löchern aufgeteilt ist.

Claims (8)

1. Gelochtes Blech für die Erzeugung eines Kühlfilms, wobei das gelochte Blech eine Oberfläche eines Gasturbinentriebwerks definiert und aus einer ersten und zweiten Schicht aus Laminat­ material besteht und jede Schicht mehrere Löcher aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Schicht (14, 16) aneinanderstoßend derart übereinandergefügt sind, daß jedes Loch (12a) in der ersten Schicht (14) in Strömungsverbindung mit wenigstens einem Loch (12b) der zweiten Schicht (16) steht, um durch das gelochte Blech (10) hindurch verlaufende Kanäle zu schaffen, wobei die Querschnittsfläche der Löcher (12b) in der zweiten Schicht (16) größer ist als die Querschnittsfläche der Löcher (12a) der ersten Schicht (14), denen sie entsprechen.
2. Gelochtes Blech nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (12a, 12b) in der ersten und zweiten Schicht (14, 16) des Laminatmaterials parallele Seitenwände aufweisen.
3. Gelochtes Blech nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Schicht (14, 16) aus Laminatmaterial unterschiedliche Dicken aufweisen.
4. Gelochtes Blech nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Schicht (14, 16) aus Laminatmaterial miteinander verbunden sind, um eine gute thermische Verbindung zwischen beiden herzustellen.
5. Gelochtes Blech nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (12a) in der ersten Schicht (14) aus Laminatmaterial im Winkel derart angestellt sind, daß betriebsmäßig eine Hauptströmung von Kühlmittel durch die Löcher hindurch gesteuert wird.
6. Gelochtes Blech nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (12b) in der zweiten Schicht (16) aus Laminatmaterial im Winkel angestellt sind, um den Winkel zu steuern, unter dem das Kühlmittel betriebsmäßig ausgeblasen wird.
7. Gelochtes Blech nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zur Verwendung bei der Herstellung einer Brennkammerwand eines Gasturbinentriebwerks.
8. Verfahren zur Herstellung eines gelochten Bleches zur Erzeugung eines Kühlfilms mit den folgenden Schritten:
es werden mehrere Löcher gegebener Querschnittsfläche in einem vorbestimmten Muster in einer ersten Schicht aus Laminatmaterial hergestellt,
es werden mehrere Löcher eines entsprechenden Musters in einer zweiten Schicht aus Laminatmaterial hergestellt, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (12b) in der zweiten Schicht (16) eine größere Querschnittsfläche besitzen als die entsprechenden Löcher (12a) in der ersten Schicht (14), und daß die beiden Schichten (14, 16) aus Laminatmaterial über­ einanderliegend derart aneinandergefügt werden, daß die Löcher (12a) der ersten Schicht (14) in Strömungsverbindung mit wenigstens einem der entsprechenden Löcher (12b) in der zweiten Schicht (16) gelangen, um durchgehende Kanäle durch das gelochte Blech (10) zu schaffen.
DE4116886A 1990-06-05 1991-05-23 Gelochtes Blech als Hitzeschild Expired - Fee Related DE4116886C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB9012531A GB2244673B (en) 1990-06-05 1990-06-05 A perforated sheet and a method of making the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE4116886A1 true DE4116886A1 (de) 1991-12-12
DE4116886C2 DE4116886C2 (de) 2000-01-05

Family

ID=10677109

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE4116886A Expired - Fee Related DE4116886C2 (de) 1990-06-05 1991-05-23 Gelochtes Blech als Hitzeschild

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5223320A (de)
DE (1) DE4116886C2 (de)
FR (1) FR2662782B1 (de)
GB (1) GB2244673B (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013214487A1 (de) * 2013-07-24 2015-01-29 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Brennkammerschindel einer Gasturbine
DE102015225505A1 (de) * 2015-12-16 2017-06-22 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Wand eines mittels Kühlluft zu kühlenden Bauteils, insbesondere einer Gasturbinenbrennkammerwand

Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5816777A (en) * 1991-11-29 1998-10-06 United Technologies Corporation Turbine blade cooling
US5476623A (en) * 1992-03-25 1995-12-19 Ngk Insulators, Ltd. Method of manufacturing hollow ceramic part with hole therein
US5651662A (en) * 1992-10-29 1997-07-29 General Electric Company Film cooled wall
US5660525A (en) * 1992-10-29 1997-08-26 General Electric Company Film cooled slotted wall
US5382133A (en) * 1993-10-15 1995-01-17 United Technologies Corporation High coverage shaped diffuser film hole for thin walls
US6383602B1 (en) * 1996-12-23 2002-05-07 General Electric Company Method for improving the cooling effectiveness of a gaseous coolant stream which flows through a substrate, and related articles of manufacture
US6234755B1 (en) 1999-10-04 2001-05-22 General Electric Company Method for improving the cooling effectiveness of a gaseous coolant stream, and related articles of manufacture
US6386825B1 (en) * 2000-04-11 2002-05-14 General Electric Company Apparatus and methods for impingement cooling of a side wall of a turbine nozzle segment
US7093439B2 (en) * 2002-05-16 2006-08-22 United Technologies Corporation Heat shield panels for use in a combustor for a gas turbine engine
US7464554B2 (en) * 2004-09-09 2008-12-16 United Technologies Corporation Gas turbine combustor heat shield panel or exhaust panel including a cooling device
EP1942250A1 (de) * 2007-01-05 2008-07-09 Siemens Aktiengesellschaft Bauteil mit schräg verlaufenden Vertiefungen in der Oberfläche und Verfahren zum Betreiben einer Turbine
US8677759B2 (en) * 2009-01-06 2014-03-25 General Electric Company Ring cooling for a combustion liner and related method
DE102009007164A1 (de) * 2009-02-03 2010-08-12 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Verfahren zum Ausbilden einer Kühlluftöffnung in einer Wand einer Gasturbinenbrennkammer sowie nach dem Verfahren hergestellte Brennkammerwand
US8651805B2 (en) * 2010-04-22 2014-02-18 General Electric Company Hot gas path component cooling system
US9028207B2 (en) * 2010-09-23 2015-05-12 Siemens Energy, Inc. Cooled component wall in a turbine engine
GB2484485A (en) * 2010-10-12 2012-04-18 Premierchoice Ltd Blind apparatus
US8673397B2 (en) 2010-11-10 2014-03-18 General Electric Company Methods of fabricating and coating a component
FR2973443B1 (fr) * 2011-03-30 2016-07-22 Snecma Capot primaire poreux pour turboreacteur
US9638057B2 (en) 2013-03-14 2017-05-02 Rolls-Royce North American Technologies, Inc. Augmented cooling system
US9476306B2 (en) 2013-11-26 2016-10-25 General Electric Company Components with multi-layered cooling features and methods of manufacture
US9687953B2 (en) 2014-06-27 2017-06-27 Applied Materials, Inc. Chamber components with polished internal apertures
EP2990605A1 (de) * 2014-08-26 2016-03-02 Siemens Aktiengesellschaft Turbinenschaufel
US10100659B2 (en) 2014-12-16 2018-10-16 Rolls-Royce North American Technologies Inc. Hanger system for a turbine engine component
US10443398B2 (en) 2015-10-15 2019-10-15 General Electric Company Turbine blade
US10370978B2 (en) 2015-10-15 2019-08-06 General Electric Company Turbine blade
US10174620B2 (en) 2015-10-15 2019-01-08 General Electric Company Turbine blade
US10208605B2 (en) 2015-10-15 2019-02-19 General Electric Company Turbine blade
EP3179040B1 (de) 2015-11-20 2021-07-14 Raytheon Technologies Corporation Bauteil für ein gasturbinentriebwerk und zugehöriges verfahren zur herstellung eines filmgekühltes artikels
KR20180065728A (ko) * 2016-12-08 2018-06-18 두산중공업 주식회사 베인의 냉각 구조
US11499433B2 (en) 2018-12-18 2022-11-15 General Electric Company Turbine engine component and method of cooling
US10767492B2 (en) 2018-12-18 2020-09-08 General Electric Company Turbine engine airfoil
US11352889B2 (en) 2018-12-18 2022-06-07 General Electric Company Airfoil tip rail and method of cooling
US11174736B2 (en) 2018-12-18 2021-11-16 General Electric Company Method of forming an additively manufactured component
US11566527B2 (en) 2018-12-18 2023-01-31 General Electric Company Turbine engine airfoil and method of cooling
US10844728B2 (en) 2019-04-17 2020-11-24 General Electric Company Turbine engine airfoil with a trailing edge
US11306659B2 (en) 2019-05-28 2022-04-19 Honeywell International Inc. Plug resistant effusion holes for gas turbine engine
CN114353122A (zh) * 2022-01-23 2022-04-15 西北工业大学 一种带y形扰流柱的燃烧室火焰筒壁层板冷却结构

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2657531A (en) * 1948-01-22 1953-11-03 Gen Electric Wall cooling arrangement for combustion devices
US3584972A (en) * 1966-02-09 1971-06-15 Gen Motors Corp Laminated porous metal
CH493803A (de) * 1968-07-03 1970-07-15 Sulzer Ag Plattenabdeckung für eine Lochdecke
US4022542A (en) * 1974-10-23 1977-05-10 Teledyne Industries, Inc. Turbine blade
US4168348A (en) * 1974-12-13 1979-09-18 Rolls-Royce Limited Perforated laminated material
US4004056A (en) * 1975-07-24 1977-01-18 General Motors Corporation Porous laminated sheet
GB2049152B (en) * 1979-05-01 1983-05-18 Rolls Royce Perforate laminated material
US4302940A (en) * 1979-06-13 1981-12-01 General Motors Corporation Patterned porous laminated material
GB2066372A (en) * 1979-12-26 1981-07-08 United Technologies Corp Coolable wall element
US4422300A (en) * 1981-12-14 1983-12-27 United Technologies Corporation Prestressed combustor liner for gas turbine engine
US4487550A (en) * 1983-01-27 1984-12-11 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Cooled turbine blade tip closure
JPS6032903A (ja) * 1983-08-01 1985-02-20 Agency Of Ind Science & Technol ガスタ−ビンの翼
JPH0660740B2 (ja) * 1985-04-05 1994-08-10 工業技術院長 ガスタービンの燃焼器
US4738588A (en) * 1985-12-23 1988-04-19 Field Robert E Film cooling passages with step diffuser
GB2221979B (en) * 1988-08-17 1992-03-25 Rolls Royce Plc A combustion chamber for a gas turbine engine

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013214487A1 (de) * 2013-07-24 2015-01-29 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Brennkammerschindel einer Gasturbine
US9696036B2 (en) 2013-07-24 2017-07-04 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Gas turbine combustion chamber tile having effusion cooling holes including straight and offset sections
DE102015225505A1 (de) * 2015-12-16 2017-06-22 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Wand eines mittels Kühlluft zu kühlenden Bauteils, insbesondere einer Gasturbinenbrennkammerwand
US10429069B2 (en) 2015-12-16 2019-10-01 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Wall of a structural component, in particular of gas turbine combustion chamber wall, to be cooled by means of cooling air

Also Published As

Publication number Publication date
GB9012531D0 (en) 1990-07-25
US5223320A (en) 1993-06-29
GB2244673B (en) 1993-09-01
FR2662782A1 (fr) 1991-12-06
DE4116886C2 (de) 2000-01-05
FR2662782B1 (fr) 1995-04-07
GB2244673A (en) 1991-12-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4116886A1 (de) Ein gelochtes blech und ein verfahren zur herstellung desselben
DE2942815C2 (de) Metallblechschichtkörper
EP0925128B1 (de) Verfahren und vorrichtungen zum herstellen eines metallbleches mit einer wellung und einer quer dazu liegenden mikrostruktur
DE19819248C1 (de) Flachrohr eines Heizungswärmetauschers oder Kühlers eines Kraftfahrzeugs
EP2199725B1 (de) Multi-Impingement-Verbund zum Kühlen einer Wand
DE2628529A1 (de) Laminiertes, poren enthaltendes metallblech und aus diesem hergestellte waermebeanspruchte bauteile
DE4203418B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Formung einer äußeren Schicht bei Honigwabenstrukturen
EP0484364A1 (de) Wabenkörper mit internen anströmkanten, insbesondere katalysatorkörper für kraftfahrzeuge.
DE1601550A1 (de) Kuehlbare Wand mit Porositaet
EP0740743A1 (de) Düsenplatte, insbesondere für einspritzventile und verfahren zur herstellung einer düsenplatte
CH647814A5 (de) Verfahren zum aufbringen eines hochtemperaturtauglichen materials auf ein substrat sowie plasmaerzeuger und -spritzvorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens.
DE4015142A1 (de) Pressanlage fuer die herstellung von spanplatten, faserplatten und aehnlichen pressgutplatten sowie verfahren zum betrieb einer solchen pressanlage
EP1196232B1 (de) Partikelfilter aus metallfolie
WO2015082685A1 (de) Wärmeübertrager und verfahren zum herstellen eines wärmeübertragers
EP2045556A2 (de) Plattenwärmetauscher
DE2901134A1 (de) Leichtgewichtiges werkstueck und verfahren zu seiner herstellung
WO2011088817A1 (de) Strukturierte oberflächenbeschichtung mittels kinetischem kaltgasspritzen
DE3726868C2 (de)
EP0225527A2 (de) Kühlfluidkanäle aufweisende Wand, insbesondere für Gasturbinenanlagen, und Verfahren zu ihrer Herstellung
EP3625511B1 (de) Vorrichtung zum kühlen, wärmen oder wärmeübertragen und verfahren zu deren herstellung
DE10158548A1 (de) Brennkammerschindel für eine Gasturbine mit mehreren Kühllöchern mit unterschiedlicher Winkelausrichtung
WO2017211523A1 (de) Fluidtemperierter gasverteiler in schichtbauweise
EP0206067A1 (de) Katalytisch wirksamer Baukörper aus Einzelelementen und Verfahren zum Herstellen dieser Baukörper
DE3818779A1 (de) Brennstoffverteilungseinrichtung
DE2720756A1 (de) Sekundaerer waermeaustauscher

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee