[發明專利]具有用于先進膜冷卻的小的復雜特征的CMC制品

在審

• 申請號: 201610866225.4
• 申請日: 2016-09-30
• 公開（公告）號: CN107035415A
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發明（設計）人: R.S.班克;K.R.菲爾德曼;D.R.史密斯;K.D.賈利爾;D.S.馬泰因;R.A.武科哈
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F01D5/18
• 分類號: F01D5/18;F01D5/14;F01D9/04;F01D25/14;F02C7/18;F23R3/58
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 嚴志軍,譚祐祥

1.一種用于生成熱燃燒氣流(H)的燃氣渦輪發動機(10)的發動機構件(80)，包括：

基底(82)，其由CMC材料構造且具有面向所述熱燃燒氣流(H)的熱表面(84)和面向冷卻流體流(C)的冷卻表面(86)，所述熱燃燒氣流(H)大體上限定相對于所述熱表面(84)的上游方向(108)和下游方向(110)，且其中所述基底(82)限定膜孔(90)，所述膜孔延伸穿過所述基底(82)且具有設在所述冷卻表面(86)上的入口(92)、設在所述熱表面(84)上的出口(94)以及連接所述入口(92)和所述出口(94)的通路(96)，其中所述通路(96)包括：

計量區段(98)；以及

擴散區段(100)，其中所述擴散區段(100)包括架(101)、第一外凸耳(120a)和第二外凸耳(120b)。

2.根據權利要求1所述的發動機構件(80)，其特征在于，所述第一外凸耳(120a)和所述第二外凸耳(120b)允許所述冷卻流體流(C)在所述計量區段(98)下游在所述擴散區段(100)內沿側向擴張。

3.根據權利要求1所述的發動機構件(80)，其特征在于，所述架(101)在與所述熱表面(84)的會合區域處限定下游邊緣，其中側向擴散線(109a)從所述出口(94)的上游邊緣至所述架(101)的最外側點限定，且其中側向擴散角(β)限定在所述側向擴散線(109a)和所述熱燃燒氣流(H)中的中心線(102)之間，其中所述側向擴散角(β)為大于0°到大約15°。

4.根據權利要求1所述的發動機構件(80)，其特征在于，側向擴散線(109a)從所述出口(94)的上游邊緣至所述架(101)的最外側點限定，且其中所述擴散區段(100)具有從所述計量區段(98)內的計量直徑位置至局部外表面切線(85)的交點限定的長度(L_D)，所述外凸耳(120a,120b)中的每一個具有沿其相應側向擴散線(109a)測量的開孔深度(B)，所述開孔深度為所述長度(L_D)的大約10%到大約75%。

5.根據權利要求1所述的發動機構件(80)，其特征在于，各個開孔具有有效直徑(D_B)，所述有效直徑為限定在所述計量區段(98)內的計量直徑(D)的大約0.5倍到大約1倍。

6.根據權利要求1所述的發動機構件(80)，其特征在于，所述膜孔(90)的通路(96)限定上游內表面(95)和下游內表面(97)之間的截面面積，其中所述上游內表面(95)大致平行于穿過所述通路(96)的中心線(102)。

7.根據權利要求6所述的發動機構件(80)，其特征在于，下游內表面(97)具有相對于穿過所述通路(96)的所述中心線(102)的擴散角(φ)，其中所述擴散角(φ)為0°到大約15°。

8.根據權利要求1所述的發動機構件(80)，其特征在于，所述發動機構件還包括：

緩沖區域(114)，其在所述出口(94)的上游且包括向下游延伸且在所述熱表面(84)的切線(85)下方凹入的臺肩(115)，其中所述臺肩(115)限定在臺肩深度(d)處從其延伸的臺肩深度切線(117)，其中所述架(101)具有達到所述臺肩深度(d)的5倍的長度。

9.根據權利要求1所述的發動機構件(80)，其特征在于，所述發動機構件還包括：

流調節結構(112)，其在所述熱表面(84)上設在所述出口(94)的上游，其中所述流調節結構(112)包括從所述熱表面(84)延伸的凸脊，其中所述凸脊圍繞所述出口(94)的上游邊緣的至少50%延伸，且其中所述凸脊通過緩沖區域(114 )與所述出口(94)分開。

10.根據權利要求1所述的發動機構件(80)，其特征在于，各個外凸耳(120a,120b)對于各個外凸耳的至少大約150°由所述擴散區段(100)的表面沿其相應直徑限定。