專利名稱：位于渦輪發(fā)動機中的具有用于冷卻的擴散部分的部件壁的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及渦輪發(fā)動機，尤其涉及設置在比如燃氣渦輪發(fā)動機的翼面等部件壁中的冷卻結構。
背景技術：
在比如燃氣渦輪發(fā)動機的渦輪機中，空氣在壓縮器中受壓，然后與燃料混合，并在燃燒室中燃燒，以產(chǎn)生熱燃燒氣體。熱燃燒氣體在發(fā)動機的渦輪機內(nèi)膨脹，在發(fā)動機的渦輪機中，能量被提取以驅動壓縮器，并提供用于生產(chǎn)電的輸出功率。熱燃燒氣體行進通過一系列渦輪級。渦輪級可包括一排固定翼面，即輪葉，緊跟著是一排旋轉翼面，即渦輪葉片，渦輪葉片從熱燃燒氣體中提取出能量，用于驅動壓縮器和提供輸出功率。因為當氣體穿過渦輪機時，翼面，即輪葉和渦輪葉片，直接暴露于熱燃燒氣體，所以這些翼面通常具有內(nèi)冷卻回路，內(nèi)冷卻回路引導諸如壓縮器排出空氣的冷卻劑通過翼面，并通過位于翼面表面上的各種薄膜冷卻孔。例如，薄膜冷卻孔通常設置在翼面的壁中，用于引導冷卻空氣通過壁，以將空氣排到翼面的外部，以形成空氣的薄膜冷卻層，空氣的薄膜冷卻層使翼面免受熱燃燒氣體。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，部件壁設置在渦輪發(fā)動機中。所述部件壁包括具有第一表面和與第一表面相對的第二表面的基底，以及包括位于第二表面上的多個擴散部分。每個擴散部分由第一和第二表面之間的底表面、位于第二表面上的敞開的頂部和從底表面延伸到第二表面的壁結構限定。所述壁結構圍繞各個擴散部分，并包括至少第一側壁和與第一側壁相對的第二側壁。每個擴散部分的第一側壁包括朝向各個擴散部分的第二側壁延伸的突出部。每個擴散部分包括單個冷卻通道，每個擴散部分的冷卻通道從第一表面延伸通過基底而到達各個擴散部分的底表面。每個冷卻通道的出口布置在各個擴散部分內(nèi)，使得經(jīng)由所述出口離開每個冷卻通道的冷卻空氣朝向各自第一側壁的突出部被引導。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，部件壁設置在渦輪發(fā)動機中。所述部件壁包括具有第一表面和與第一表面相對的第二表面的基底，以及包括位于第二表面上的多個擴散部分。每個擴散部分由第一和第二表面之間的底表面、位于第二表面上的敞開的頂部和從底表面延伸到第二表面的壁結構限定。所述壁結構圍繞各個擴散部分，并包括第一側壁、與第一側壁相對的第二側壁、在第一和第二側壁之間延伸的第三側壁以及與第三側壁相對并在第一和第二側壁之間延伸的第四側壁。每個擴散部分的底表面基本平行于第二表面，并從第三側壁延伸到第四側壁。每個擴散部分的第一側壁基本垂直于第二表面，并包括朝向各個擴散部分的第二側壁延伸的突出部。每個擴散部分包括單個冷卻通道，每個擴散部分的冷卻通道從第一表面延伸通過基底而到達各個擴散部分的底表面。每個冷卻通道的出口布置在各個擴散部分內(nèi)，使得經(jīng)由出口離開每個冷卻通道的冷卻空氣朝向各自突出部的頂端被引導，以實現(xiàn)冷卻空氣沿各個第一側壁的分叉流動。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種在渦輪發(fā)動機的部件壁中形成冷卻結構的方法。部件壁的內(nèi)層的外表面用掩膜模板覆蓋。掩膜模板包括孔，所述孔限定出位于部件壁中的多個待形成的擴散部分的形狀。所述孔以對應于延伸通過部件壁的內(nèi)層的冷卻通道的出口之間的間隔而彼此分開，使得冷卻通道的出口通過孔而暴露。掩膜材料被施加到部件壁，并進入掩膜模板中的孔，以堵塞冷卻通道的出口。移除掩膜模板，將材料施加在內(nèi)層的外表面上，以在內(nèi)層上方形成部件壁的外層。所述外層圍繞位于部件壁中的多個待形成的擴散部分。


雖然本說明書以特定指出和清楚要求本發(fā)明的權利要求結束，但是應當相信，通過下面結合附圖的說明書會更好地理解本發(fā)明，在附圖中，同樣的標號代表同樣的元件，附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的薄膜冷卻部件壁的一部分的透視圖；圖2是沿圖1的線2-2截取的薄膜冷卻部件壁的側截面圖；圖3是圖1所示的薄膜冷卻部件壁的俯視圖；圖4示出用于在本發(fā)明實施例的部件壁中形成多個擴散部分的方法；圖5-8示出用于根據(jù)圖4所示的方法在部件壁中形成多個擴散部分的步驟；以及圖9是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的薄膜冷卻部件壁的透視圖。
具體實施例方式在以下對優(yōu)選實施例的詳細說明中，參考了形成本發(fā)明一部分的附圖，在附圖中，以說明性而非局限性示出本發(fā)明，本發(fā)明在附圖中實施為特定的優(yōu)選實施例。應當理解的是，可利用其它實施例，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以進行改變。參見圖1-3，示出根據(jù)本發(fā)明實施例的薄膜冷卻部件壁10。部件壁10可包括位于渦輪發(fā)動機中的部件的一部分，比如翼面，即旋轉渦輪葉片或固定輪葉、燃燒室襯里、排氣噴嘴等。部件壁10包括具有第一表面14和第二表面16的基底12。第一表面14可認為是“冷”表面，因為第一表面14可暴露于冷卻空氣，而第二表面16可認為是“熱”表面，因為在操作期間第二表面16可暴露于熱燃燒氣體。這樣的燃燒氣體在發(fā)動機運轉期間可具有高達約2000°C的溫度。在所示實施例中，第一表面14和第二表面16是相對的，并彼此基本平行。形成基底12的材料可根據(jù)部件壁10的應用而變化。例如，對于渦輪發(fā)動機部件，基底12優(yōu)選地包括能夠經(jīng)受存在于發(fā)動機的各個部分中的典型工作條件的材料，比如陶瓷和基于金屬的材料，例如鋼或鎳、鈷或基于鐵的超耐熱合金等。參見圖1和2，基底12可包括一個或多個層，在所示實施例中包括內(nèi)層18A、外層18B和介于內(nèi)層18A和外層18B之間的中間層18C。所示實施例中的內(nèi)層18A包括例如鋼或鎳、鈷或基于鐵的超耐熱合金,并且在一個實施例中，可具有約1. 2mm至約2. Omm的厚度Ta,見圖2。所示實施例中的外層18B包括用于為部件壁10提供高耐熱性的熱障涂層，并且在一個實施例中，可具有約O. 5_至約1. Omm的厚度Tb，見圖2。所示實施例中的中間層18C包括用于將外層18B粘合到內(nèi)層18A上的粘合層，并且在一個實施例中，可具有約O.1mm至約O. 2mm的厚度T。，見圖2。雖然所示實施例中的基底12包括內(nèi)層18A、外層18B和中間層18C，但是應當理解的是，可以使用具有額外層或較少層的基底。例如，熱障涂層，即外層18B,可包括單個層或可包括多于一個的層。在多層熱障涂層應用中，每個層可包括類似或不同的成分，并可包括類似或不同的厚度。如圖1-3所示，多個擴散部分20，也可認為是凹陷、溝槽或狹槽，形成在部件壁10中。擴散部分20可形成在基底12的第二表面16中，即擴散部分20可延伸通過外層18B或在所示實施例中延伸通過外層18B和中間層18C(見圖2)。擴散部分20每個包括圍繞各自擴散部分20的壁結構22、位于基底12的第二表面16上的敞開的頂部24以及底表面26。壁結構22在底表面26和基底12的第二表面16之間延伸。在所示實施例中，壁結構22包括第一側壁22A、與第一側壁22A分開的第二側壁22B、在第一側壁22A和第二側壁22B之間延伸的第三側壁22C以及與第三側壁22C分開、也在第一側壁22A和第二側壁22B之間延伸的第四側壁22D。如圖3所示，每個擴散部分20的底表面26從第三側壁22C延伸到第四側壁22D。注意的是，相對于在操作期間熱氣He流的方向(見圖1-3)，第一側壁22A在第二側壁22B的下游，如將在本文中更詳細地描述。第一、第二、第三和第四側壁22A-22D每個從各個擴散部分20的底表面26向外連續(xù)地延伸到基底12的第二表面16。S卩，第一、第二、第三和第四側壁22A-22D在底表面26和第二表面16之間大致垂直地連續(xù)延伸。此外，在所示實施例中，第一、第二、第三和第四側壁22A-22D每個與基底12的第二表面16基本垂直，也與各個擴散部分20的底表面26基本垂直。而且，根據(jù)該實施例，每個擴散部分20的第二側壁22B包括從第三側壁22C延伸到第四側壁22D的大致筆直的壁部分，如圖3最清楚所示。 在所示實施例中，底表面26由基底12的內(nèi)層18A的外表面28限定，如圖1_3所示。在所示實施例中，底表面26與基底12的第二表面16基本平行，也與基底12的第一表面14基本平行。如圖1和3最清楚所示，每個擴散部分20的第一側壁22A包括單個突出部30，該突出部也可認為是隆起或凸起等，突出部30朝向各個擴散部分20的第二側壁22B軸向地延伸，或與熱氣IV流的方向大致平行地延伸。根據(jù)該實施例，每個突出部30包括頂端32和鄰近的壁部分30a、30b，鄰近的壁部分在熱氣He流的方向上彼此以一角度成分叉關系地從頂端32延伸到與第三側壁22C和第四側壁22D的各自接合點33a、33b。雖然每個突出部30的形狀可以改變，但是該形狀構造成實現(xiàn)冷卻空氣Ca(見圖1)在操作期間沿第一側壁22A的分叉流動，以將冷卻空氣Ca的流動方向從大致平行于熱氣He流改變?yōu)闄M向于熱氣He流，如將在本文中詳細討論。此外，在所示實施例中，雖然每個擴散部分20的突出部30包括大致相同的形狀，但是應當理解的是，一個或多個突出部30可包括一種或多種不同的形狀。還注意的是，突出部30的頂端32可包括如圖1-3所示的銳角，或者可以如圖9所示倒圓成不同程度，如將在本文中描述。參見圖1-3，每個擴散部分20包括單個冷卻通道42，單個冷卻通道從基底12的第一表面14延伸通過基底12而到達各個擴散部分20的底表面26，即每個擴散部分20的冷卻通道42延伸通過所示實施例中的第一層18A。在該實施例中，每個冷卻通道42是傾斜的，即以角度Θ延伸通過基底12，如2所示。角度Θ可以是例如相對于由底表面26限定的平面成約15度至約60度，并且在優(yōu)選的實施例中，可以介于約30度至約45度之間。冷卻通道42的直徑沿其長度可以不變或變化。例如，冷卻通道42的喉部44(見圖2和3)可以是大致圓柱形的，而冷卻通道42的出口 46可以是橢圓形、擴散形或可以具有任何其它合適的幾何形狀。注意的是，每個冷卻通道42的出口 46是冷卻通道42在各個擴散部分20的底表面26上終止的區(qū)域。還注意的是，如果冷卻通道42的出口 46包括擴散形狀，那么基底12的限定出口 46的邊界的部分可相對于各個冷卻通道42的軸成約10度的角度。此外，第三側壁22C和第四側壁22D顯示為彼此偏離，見圖1和3。確切地說,第三側壁22C和第四側壁22D各自可相對于各個冷卻通道42的軸成約10度的角度。如圖1和3所示，每個冷卻通道42的出口 46布置在各個擴散部分20內(nèi)、位于各個擴散部分20的第一、第二、第三和第四側壁22A-22D之間，使得出口 46與各個突出部30的頂端32軸向地對準。因此，通過冷卻通道的出口 46離開各冷卻通道42的冷卻空氣Ca朝向各個第一側壁22A的突出部30被引導。該構造有利地允許冷卻空氣Ca朝向每個突出部30的頂端32流動，以實現(xiàn)冷卻空氣Ca在操作期間沿鄰近的各個壁部分30a、30b的分叉流動，如圖1和3中的實線箭頭所不。在操作時，可包括例如壓縮器排出空氣或任何其它合適的冷卻流體的冷卻空氣Ca從冷卻空氣源(未示出)向冷卻通道42行進。冷卻空氣Ca流過冷卻通道42，并經(jīng)由冷卻通道的出口 46離開冷卻通道42，進入相應的擴散部分20。在冷卻空氣Ca流出每個冷卻通道42的出口 46之后，冷卻空氣Ca朝向各個第一側壁22A的突出部30的頂端32流動。如圖1和3所示，每個第一側壁22A的頂端32實現(xiàn)冷卻空氣Ca沿鄰近的壁部分30a、30b的分叉流動，以使冷卻空氣Ca散布在相應的擴散部分20內(nèi)。冷卻空氣匕大致沿鄰近的壁部分30a、30b朝向接合點33a、33b流動，并散布在擴散部分20內(nèi)。冷卻空氣Ca在擴散部分20內(nèi)的散布產(chǎn)生了位于基本每個全部擴散部分20內(nèi)的冷卻空氣CA“片層”，并提高了冷卻空氣Ca在每個擴散部分20內(nèi)的薄膜覆蓋范圍。因此，認為增加了由冷卻空氣Ca提供的每個擴散部分20的薄膜冷卻下游。熱氣He流沿基底12的第二表面16朝向擴散部分20流動，如圖1_3所示。因為擴散部分20中的冷卻空氣Ca在每個擴散部分20內(nèi)形成冷卻空氣Ca片層，如上所述，所以可認為減少或基本消除了在擴散部分20中與冷卻空氣Ca混合的熱氣He。更確切地，可認為大部分熱氣He流過基底12在擴散部分20之間的第二表面16，并在擴散部分20和在其中的冷卻空氣Ca片層上方流過。如圖1所示，冷卻空氣Ca的一部分沿擴散部分20的第一側壁22A流出每個擴散部分20，流向基底12的第二表面16。冷卻空氣Ca的這部分提供對基底12的第二表面16的薄膜冷卻。因為熱氣He和冷卻空氣Ca在擴散部分20內(nèi)的混合可認為減少或基本消除，如上所述，冷卻流體Ca的基本平均分配的“簾”流出每個擴散部分20，并在基底12的第二表面16上耗盡，以提供對第二表面16的薄膜冷卻。對基底12的第二表面16的薄膜冷卻可認為由流出各個擴散部分20、流向第二表面16的冷卻空氣Ca的基本平均分配的簾改進。參見圖4和額外地參見圖5-8，示出用于在渦輪發(fā)動機的部件壁中形成冷卻結構的方法50。為了示例性目的，這里參考圖4所述的部件壁與上面參考圖1-3所述的部件壁10相同。在步驟52，通過可移除的掩膜模板70覆蓋部件壁10的內(nèi)層18A的外表面28，如圖5所示。掩膜模板70包括多個形成在其中的孔72?？?2限定出在部件壁10中待形成的擴散部分的形狀，如將在本文中所述。如圖5所示，孔72以對應于延伸通過部件壁10的內(nèi)層18A的冷卻通道42的出口 46之間的間隔而彼此分開，使得冷卻通道42的出口 46通過孔72暴露。在所示實施例中，掩膜模板70構造成待形成的擴散部分的突出部與冷卻通道42的各自出口 46對準，如將在本文中詳細討論。掩膜模板70可以是例如帶結構或其它合適的可移除材料。在步驟54，將可移除的掩膜材料76施加到部件壁10，進入掩膜模板70的孔72中，如圖6所示?？赏ㄟ^例如將糊形的掩膜材料76散布在部件壁10上、將掩膜材料76噴涂在部件壁10上、將部件壁10浸潰在掩膜材料76中或任何其它合適的方法來施加掩膜材料76。將掩膜材料76施加在掩膜模板70的孔72中堵塞了冷卻通道42的出口 46，并基本填充了孔72，使得掩膜材料76限定出待形成的擴散部分的形狀。掩膜材料76可以由例如熱固性或熱塑性材料形成，比如環(huán)氧樹脂、醇酸樹脂、酚醛樹脂、丙烯酸樹脂、熱塑性聚酯、聚酰胺、聚烯烴、基于苯乙烯的樹脂和熱塑性材料的共聚物或混合物。在步驟56，將掩膜模板70從部件壁10移除，其中，掩膜材料76仍位于部件壁10上的掩膜模板70的孔72先前所在的位置。因此，在該組裝階段，掩膜材料76仍堵塞冷卻通道42的出口 46。在步驟58，固化掩膜材料76。掩膜材料76的“固化”通常指掩膜材料76的變涼和硬化，盡管可以使用使掩膜材料76凝固或硬化的其它方法，如本領域技術人員所明白的。注意的是，可在步驟56中移除掩膜模板70之前固化掩膜材料76，在該情況下，掩膜模板70可與掩膜材料76 一起固化。這是期望的，例如，如本文所述當在使用掩膜模板70形成位于部件壁10中的冷卻結構之后，除掉掩膜模板時。在步驟60，例如熱障涂層的材料80可布置在內(nèi)層18A的外表面28上，以在內(nèi)層18A上方形成部件壁10的外層18B，如圖7所示。可選地，在將外層18B布置在內(nèi)層18A上之前，可將例如粘合層的中間層18C(見圖7)施加到內(nèi)層18A以便于將外層18B粘合到內(nèi)層18A。作為另一種選擇，在步驟52中將掩膜模板70施加到內(nèi)層18A之前，可將粘合層施加到內(nèi)層18A。這是可行的，因為粘合層基本上很可能不會堵住冷卻通道42的出口 46。在步驟62，將掩膜材料76從部件壁10移除，使得多個擴散部分20形成在部件壁10中的掩膜材料76先前所在的位置處，見圖8。擴散部分20每個可由壁結構22、敞開的頂部24和底表面26限定，如上參考圖1-3所述。底表面26與內(nèi)層18A的外表面28的掩膜材料76先前所處位置的表面區(qū)域相對應。第一側壁22A可由形成部件壁10的外層18B的材料限定，并可包括突出部30，突出部30包括與各個冷卻通道42的出口 46對準的頂端32，如上所述。壁結構22的第二側壁22B、第三側壁22C和第四側壁22D還可由形成部件壁10的外層18B的材料限定。在步驟62移除掩膜材料76會疏通冷卻通道42的出口 46，使得冷卻空氣CA可穿過冷卻通道42，朝向每個第一側壁22A的突出部從冷卻通道的出口 46流出，如上所述。注意的是，在此公開的部件壁10可包括一個或多個擴散部分20、凹陷、溝槽或狹槽，它們可以或不必在基底12的整個第二表面16上延伸。如果部件壁10包括多個擴散部分20，那么相應的冷卻通道42及其出口 46的數(shù)量、形狀和布置可與在此所述的擴散部分20相同或不同。此外，突出部30的形狀以及第一、第二、第三和第四側壁22A-22D的構造可與在此所述的擴散部分20中的那些部分相同或不同。有利地，與現(xiàn)有薄膜冷卻部件壁相比，通過在此所述的公開的部件壁10可實現(xiàn)冷卻和空氣動力學的性能提高。此外，可使用在此公開的方法50來有效地形成位于部件壁10中的多個擴散部分20。確切地說，通過使用掩膜模板70和掩膜材料76，冷卻通道的所有出口 46可在單個步驟中被覆蓋，S卩，通過掩蓋材料76，而不需要用掩膜材料的單獨部分分開地覆蓋每個出口 46。因此，與單獨地覆蓋冷卻通道42的出口 46相比，在部件壁10中形成冷卻結構所需的時間及其復雜性會減少。此外，通過使用掩膜模板70，待形成的擴散部分的形狀可構造成期望的那樣?，F(xiàn)在參見圖9，示出根據(jù)另一個實施例的具有形成在其中的多個擴散部分120的部件壁110。在圖9中，與上面參考圖1-3所述的結構類似的結構包括由相同的標號加上100的標號。此外，在此參考圖9僅描述與上面參考圖1-3所述的結構不同的結構。在圖9中，多個擴散部分120中的每個擴散部分的第一側壁122A的突出部130構造成由各個突出部130的彎曲壁部分131限定的平滑、彎曲形式。如圖9中實線所示，從冷卻通道142的出口 146離開的冷卻空氣Ca朝向突出部130的頂端132被引導，頂端132由彎曲壁部分131的與各個擴散部分120的第二側壁122B最近的一部分限定。彎曲壁部分131的壁部分130a、130b實現(xiàn)冷卻空氣Ca沿第一側壁122A的分叉流動，壁部分130a、130b從頂端132的相對兩側叉開。在此所述的擴散部分20、120可形成為修理過程的一部分，或可實施為新的翼面設計。此外，擴散部分20、120可通過其它過程而不是在此所述的過程而形成。例如，基底12可包括單個層，擴散部分20、 120可機加工進基底層的外表面16中。雖然說明和描述了本發(fā)明的特定實施例，但是對本領域技術人員來說，顯然地，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以進行許多其它改變和修改。因此，在所附權利要求中意在覆蓋所有在本發(fā)明范圍內(nèi)的這樣的改變和修改。
權利要求
1.一種渦輪發(fā)動機中的部件壁，包括基底，具有第一表面和與所述第一表面相對的第二表面；多個擴散部分，位于所述第二表面中，每個所述擴散部分由位于所述第一表面和所述第二表面之間的底表面、位于所述第二表面上的敞開的頂部和從所述底表面延伸到所述第二表面的壁結構限定，所述壁結構圍繞各個擴散部分并包括至少第一側壁和與所述第一側壁相對的第二側壁；其中每個所述擴散部分的所述第一側壁包括朝向各個擴散部分的所述第二側壁延伸的突出部；以及每個所述擴散部分包括單個冷卻通道，每個所述擴散部分的所述冷卻通道從所述第一表面延伸通過所述基底而到達各自擴散部分的所述底表面，其中，每個所述冷卻通道的出口布置在各自擴散部分中，使得經(jīng)由所述出口離開每個所述冷卻通道的冷卻空氣朝向各自第一側壁的所述突出部被引導。
2.如權利要求1所述的部件壁，其中，每個所述擴散部分的所述壁結構的所述第一側壁和所述第二側壁基本垂直于所述第二表面。
3.如權利要求1所述的部件壁，其中，所述第二表面和每個所述擴散部分的所述底表面彼此基本平行。
4.如權利要求1所述的部件壁，其中，每個所述擴散部分的所述第一側壁的所述突出部包括與各自冷卻通道的出口對準的頂端，以實現(xiàn)冷卻空氣沿所述第一側壁的分叉流動。
5.如權利要求4所述的部件壁，其中，至少一個所述突出部由所述第一側壁的彎曲壁部分限定，各個突出部的所述頂端由所述彎曲壁部分的距離所述第二側壁最近的部分限定。
6.如權利要求4所述的部件壁，其中，至少一個所述突出部由所述第一側壁的彼此以一角度延伸并在所述頂端集合的一對壁部分限定。
7.如權利要求1所述的部件壁，其中，所述壁結構還包括第三側壁，在所述第一側壁和所述第二側壁之間延伸；以及第四側壁，與所述第三側壁相對，并在所述第一側壁和所述第二側壁之間延伸，其中，所述底表面從所述第三側壁延伸到所述第四側壁。
8.如權利要求7所述的部件壁，其中，每個所述擴散部分的所述第二側壁包括從所述第三側壁延伸到所述第四側壁的大致筆直的壁部分；以及基本垂直于所述第二表面。
9.一種渦輪發(fā)動機中的部件壁，包括基底，具有第一表面和與所述第一表面相對的第二表面；多個擴散部分，位于所述第二表面中，每個所述擴散部分由位于所述第一表面和所述第二表面之間的底表面、位于所述第二表面的敞開的頂部和從所述底表面延伸到所述第二表面的壁結構限定，所述壁結構圍繞各自擴散部分，并包括第一側壁、與所述第一側壁相對的第二側壁、在所述第一側壁和所述第二側壁之間延伸的第三側壁以及與所述第三側壁相對并在所述第一側壁和所述第二側壁之間延伸的第四側壁；其中每個所述擴散部分的所述底表面基本平行于所述第二表面，并從所述第三側壁延伸到所述第四側壁；每個所述擴散部分的所述第一側壁基本垂直于所述第二表面，并包括朝向各自擴散部分的所述第二側壁延伸的突出部；以及每個所述擴散部分包括單個冷卻通道，每個所述擴散部分的所述冷卻通道從所述第一表面延伸通過所述基底而到達各自擴散部分的所述底表面，其中，每個所述冷卻通道的出口布置在各自擴散部分中，使得經(jīng)由所述出口離開每個所述冷卻通道的冷卻空氣朝向各自突出部的頂端被引導，以實現(xiàn)冷卻空氣沿所述各自第一側壁的分叉流動。
10.如權利要求9所述的部件壁，其中，至少一個所述突出部由以下任一限定所述第一側壁的彎曲壁部分，各個突出部的所述頂端由所述彎曲壁部分的距離所述第二側壁最近的部分限定；以及所述第一側壁的彼此以一角度延伸并在所述頂端集合的一對壁部分。
11.一種在渦輪發(fā)動機的部件壁中形成冷卻結構的方法，包括用掩膜模板覆蓋所述部件壁的內(nèi)層的外表面，所述掩膜模板包含限定出位于所述部件壁中的多個待形成的擴散部分的形狀的孔，所述孔相應于延伸通過所述部件壁的內(nèi)層的冷卻通道的出口之間的間隔而彼此分開，使得所述冷卻通道的出口通過所述孔而暴露；將掩膜材料施加到所述部件壁，進入所述掩膜模板中的孔，以堵塞所述冷卻通道的出Π ；移除所述掩膜模板；以及將材料施加到所述內(nèi)層的外表面，以在所述內(nèi)層上方形成所述部件壁的外層，所述外層圍繞位于所述部件壁中的多個待形成的擴散部分。
12.如權利要求11所述的方法，還包括從所述部件壁移除所述掩膜材料，使得多個擴散部分形成在所述部件壁中的所述掩膜材料先前所在的位置處。
13.如權利要求12所述的方法，其中，每個擴散部分由以下限定底表面，與所述部件壁的內(nèi)層外表面中的掩膜材料先前所在的表面區(qū)域相對應，所述底表面基本平行于所述部件壁的外層的外表面；第一側壁，由形成所述部件壁的外層的材料限定，所述第一側壁基本垂直于所述底表面；以及第二側壁，與所述第一側壁分開，并由形成所述部件壁的外層的材料限定。
14.如權利要求13所述的方法，其中，每個擴散部分還由以下限定第三側壁，在所述第一側壁和所述第二側壁之間延伸，并基本垂直于所述底表面；以及第四側壁，與所述第三側壁相對，并在所述第一側壁和所述第二側壁之間延伸，所述第四側壁基本垂直于所述底表面。
15.如權利要求14所述的方法，其中，所述第二側壁基本垂直于所述底表面。
16.如權利要求14所述的方法，其中，每個擴散部分的底表面從所述第三側壁延伸到所述第四側壁。
17.如權利要求13所述的方法，其中，所述掩膜模板構造成在每個所述第一側壁中形成朝向每個待形成的擴散部分的各自第二側壁延伸、并與各自冷卻通道的出口對準的突出部。
18.如權利要求11所述的方法，還包括在將所述材料施加到所述內(nèi)層的外表面之前，將粘合層施加到所述部件壁的內(nèi)層的外表面。
19.如權利要求11所述的方法，其中，將材料施加到所述內(nèi)層的外表面包括將熱障涂層施加到所述內(nèi)層的外表面。
20.如權利要求11所述的方法，其中，在施加掩膜材料之后，并且在將所述材料施加到所述內(nèi)層的外表面之前，固化所述掩膜材料。
全文摘要
一種形成在渦輪發(fā)動機的部件壁中的薄膜冷卻結構，以及一種制造薄膜冷卻結構的方法。薄膜冷卻結構包括形成在所述壁中的多個單獨的擴散部分(20)，每個擴散部分包括單個冷卻通道(42)，用于朝向限定出擴散部分的壁的突出部(30)而引導冷卻空氣。薄膜冷卻結構可用掩膜模板而形成，掩膜模板包括限定出位于所述壁中的多個待形成的擴散部分的形狀的孔。掩膜材料(76)可被施加到壁，進入掩膜模板中的孔，以堵塞經(jīng)由孔而暴露的冷卻通道的出口。可以移除掩膜模板，并可將材料施加到壁的外表面，使得當移除掩膜材料時，該材料限定出擴散部分。
文檔編號F01D25/12GK103038453SQ201180038265
公開日2013年4月10日 申請日期2011年5月19日 優(yōu)先權日2010年6月11日
發(fā)明者C-P.李, J.Y.吳, M.芒希, H.A.祖尼加 申請人:西門子能量股份有限公司