[发明专利]生产一组孔洞的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过壁的处理生产一组贯通壁的孔洞的方法，其通过形成和/或改变所述孔洞的横截面，所述孔洞作为一组具有预定特征，以及涉及用于该生产的装置。

背景技术

“一组孔洞的生产”将做广泛的解释并包括通过材料分离方法形成贯通壁的一组孔洞，也就是，通过去除材料，例如通过传统的钻孔或通过激光烧灼，或者通过材料保存方法例如通过冲孔转移材料，通过由分离和/或保存加工增大已有孔洞的横截面而改变其横截面，或通过减小其横截面例如通过部分地涂覆孔洞的材料收敛方法，以及这些类型的壁处理的可能的组合以便获得具有预定特征的一组孔洞。这样，一些孔洞可例如已经在那里，而生产仅包括形成其它孔洞以便获得具有预定特征的所述组。“预定特征”可例如为所述孔洞的预定总横截面面积或经受流体通过这些孔洞的有效横截面。特征还可为在某馈送压力下对于特定质量流的特定压力下降。

再者，“壁”也做广泛的解释并指任何“类似壁的”部件并且不一定为真正的壁，但是其可例如为燃气涡轮中的涡轮叶片。

现将描述对于燃气涡轮在燃烧器罐中的渗出冷却孔洞形式的一组孔洞的生产以便示出本发明，但无论如何不是限制其范围。这种生产的结果具有对燃气涡轮的燃烧室的冷却、操作温度和排放以及涡轮中的下游部件的寿命具有显著的影响。通过所谓的激光钻孔生产这样的一组孔洞是已知的，其主要意味着通过激光束烧灼而材料分离加工壁材料。

这样是非常重要的，这些孔洞作为一组具有预定特征，例如预定总横截面面积，但是其它参数也可包括在所述预定特征中，以使得获得燃烧室和涡轮的最优化操作。该问题通过将所述壁所属的整个部件在其已经从激光加工中心拆除后带到独立的测试台并在其上进行测量而得以处理。当这些测量显示偏离所述组孔洞的所述预定特征时，则通过例如钻孔修整相邻部件例如冲击套中的孔洞进行例如整个燃烧器组件流率的修正。

在这种进行的方法中存在大量的内在缺点。至少两个操作需要单独的夹紧，其减慢了加工过程。在具有所述壁的单个子部件之间将具有明显的差异，因为每一个子部件的一组孔洞将具有不同的特征，以使得互换性打折扣。相应地，一个这样的子部件不能被另一个替换，因为所述测量没有在单个的这样的子部件上进行，而仅仅是对于整个燃烧器组件。此外，因为这样的子部件必须修整和匹配，所以有可能有错误组件。因为匹配是在给定测试条件下对于整个组件的，所以在离开该条件的条件下将仍有分离差异，例如其在燃气涡轮的操作中经历的那些。

一种在介绍中限定的类型的方法已经通过美国专利No.6408610是已知的，其公开了“调整燃气涡轮部件冷却空气流的方法”，其中壁中的一组孔洞的生产通过涂覆包括已有孔洞的壁的区域而进行，以使得所述孔洞然后部分地被涂覆并且其横截面得以改变。在这已经完成之后，具有所述组孔洞的部件被带到用于流动检查部件的压力流动台。然后检查空气流是否在期望冷却孔洞空气流的预选择范围内。当这是事实时，部件可接受以便使用，否则其返回到室中进行所述涂覆步骤并经受进一步的涂覆，于是其在所述压力流动台中再次被流动检查。该方法解决了上述问题的一些，但是所述组孔洞的生产仍然耗时，相当复杂，并且在一些情形下不够可靠。

发明内容

本发明的目的是提供在介绍中限定的类型的方法和装置，解决已知的这种方法和装置的上面的问题。

关于所述方法，该目的是根据本发明通过提供包括以下步骤的这种方法而获得：至少在所述生产的最后阶段期间安排流体流经所述孔洞同时保持所述壁在所述处理的位置上，至少在所述生产的最后阶段期间监测通过孔洞的所述流动以监测所述组孔洞的生产的进程，和使得所述处理适应所述监测结果以便获得具有所述预定特征的所述组孔洞。

通过在一组孔洞的生产过程中安排所述流通过所述孔洞并监视其，同时保持壁在所述处理位置上，两个操作，也就是，生产和检查被合并为一个并且不需要单独的夹紧。这缩短了所述组孔洞的生产时间。处理将直接适应监视的结果以使得具有所述预定特征的孔洞将有效率地和可靠地获得。此外，合并两个操作为一个将缩小生产过程中必需的公差带，并且一分析已经表明在燃烧器罐冷却流区域情况中硬件温度和公差带的宽度之间的强相关。