[发明专利]用于制造轮廓孔的方法

说明书

本发明涉及一种用于制造轮廓孔(8)的方法，所述孔制造于壁(2)中，所述壁包括第一表面(3)、第二表面(4)以及位于壁的第一表面和第二表面之间的壁厚。该方法包括：制造从第一表面延伸到壁中的第一非穿透孔(20)，其中第一孔的远端定位在壁中，使得第一孔不穿透壁的第二表面；以及制造穿透孔(40)，其中穿透孔与第一孔保持流体连通并穿透壁的第二表面。

技术领域

本公开涉及制造轮廓孔的领域。

这种孔可作为薄膜冷却孔应用于例如燃气涡轮中，例如膨胀式涡轮叶片或导叶上。

背景技术

在冷却燃气涡轮发动机的高热负荷构件中时常应用薄膜冷却。对于薄膜冷却，冷却流体被引导至燃气涡轮构件，例如叶片、导叶或平台的热负荷表面上，并意图沿着这个表面流动。因此，薄膜冷却孔需要是倾斜的，并且定制为扩散器形状，从而提供沿着构件表面定向的冷却剂层，并避免冷却剂流与构件表面的分离。

通过例如电化学方法或激光钻孔制造这种冷却孔是已知的。虽然第一个制造方法是费时的且昂贵的，但是激光钻孔可能导致极大的吸热，其可能对金属品质具有影响，并且还能对例如空心叶片或导叶的相反壁造成反冲击。

类似地，穿过隔热涂层的钻孔和所需的尺寸精度以及气流能力可能在制造冷却孔时都是一个问题。

发明内容

本公开的一个目的是提供一种用于制造轮廓孔的方法。在本公开的一个方面应提供一种方法以避免现有技术的缺陷。在另一方面，应提供一种方法，其容许快速且低廉的制造轮廓孔的方法。在本公开的又一目的中，提供了一种用于制造冷却孔，尤其用于燃气涡轮构件的冷却孔和尤其薄膜冷却孔的方法。在更特别的方面，这种孔将制造于例如叶片、导叶或平台中。这些孔可能预期用作薄膜冷却孔，其需要满足特定的边界条件，例如使孔倾斜到预期的热气流方向中，或者使它们定制为扩散器的形状，使得在热气侧发出的冷却空气将尽可能切向地在有待冷却的表面上流动，并且冷却空气流不会干涉热气流。

这通过本发明所公开的方法来实现。

因此，公开了一种用于制造轮廓孔的方法，孔制造于壁中，壁包括第一表面和第二表面，其中所述方法包括制造从第一表面延伸到壁中的第一非穿透孔，其中第一孔的远端定位在壁中，使得第一孔不穿透壁的第二表面，并且制造穿透孔，其中穿透孔与第一孔保持流体连通，并穿透壁的第二表面。

彼此保持流体连通的孔应理解为引导到其中一个孔的流体将能够流入到另一孔中。在示例性实施例中，这意味着孔包括彼此的结合部。同样可能的是这些孔是间接连接的，如以下所述。

孔可具有圆形截面，并且在应用本公开教义的更特别的模式中可为圆柱形孔，并且甚至更特别地是圆柱形钻孔。

在本公开的某些方面，非穿透孔的特征可为盲孔；然而，如将变得更为明晰的那样，在某些实施例中，非穿透孔将具有定位在另一孔中的远端，并因而严格地说可被认为不是盲孔。然而，其将不会穿透壁而从第一表面穿透至第二表面。

应该注意的是，在制造穿透孔之前制造第一非穿透孔并非是强制的。制造孔的顺序可按照任何合适的方式来选择。然而，如下面更详细阐述得那样，在某些实施例中会发现在制造穿透孔之前制造非穿透孔是有利的。

还应该注意在本公开中使用了词语“远端”。孔的远端应表示在用于制造所述孔的工具的顶端形成的孔的末端。

制造孔可包括至少一个钻孔步骤，并且可尤其包括啄式钻孔。

在根据本公开的方法的某些方面中，所述方法可包括制造具有第一横截面积的第一孔，制造具有穿透孔横截面积的穿透孔，并且选择穿透孔横截面积小于第一横截面积。在冷却孔的情况下，穿透孔可提供计量孔，其中穿透孔横截面积限制了穿过冷却孔的冷却剂质量流量或体积流量。