[發明專利]用于先進膜冷卻的具有小復雜特征的CMC制品

有效

• 申請號: 201610866284.1
• 申請日: 2016-09-30
• 公開（公告）號: CN107143382B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 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;周心志

1.一種用于生成熱燃燒氣流的燃氣渦輪發動機的發動機構件，包括：

基底，其由CMC材料構造且具有面對所述熱燃燒氣流的熱表面和面對冷卻流體流的冷卻表面，所述熱燃燒氣流限定相對于所述熱表面的上游方向和下游方向，且其中，所述基底限定膜孔，所述膜孔延伸穿過所述基底且具有設在所述冷卻表面上的入口、設在所述熱表面上的出口、和連接所述入口和所述出口的通路；和

流動調節結構，其在所述熱表面上設在所述出口的上游，其中，所述流動調節結構包括從上游邊緣到下游邊緣且在所述熱表面的切線上方延伸的連續的凸脊，其中所述流動調節結構具有在所述上游邊緣與所述下游邊緣之間從所述熱表面向外彎曲的截面形狀，其中所述連續的凸脊圍繞在中心線的任一側上至少45°延伸，以便沿著所述出口的上游部分圍繞所述出口的至少90°延伸，并且其中所述連續的凸脊由緩沖區與所述出口分開。

2.根據權利要求1所述的發動機構件，其中，所述凸脊沿著所述出口的上游部分圍繞所述出口的至少135°延伸。

3.根據權利要求1所述的發動機構件，其中，所述緩沖區包括臺肩，所述臺肩在所述凸脊的下游延伸且凹入所述熱表面的切線的下方，其中，所述臺肩限定在臺肩深度處從其延伸的臺肩深度切線。

4.根據權利要求3所述的發動機構件，其中，所述凸脊具有沿所述熱表面的切線從上游邊緣到下游邊緣限定的長度，所述長度為所述臺肩深度的0.5到2倍且其中，所述臺肩限定最多達所述臺肩深度的3倍的長度。

5.根據權利要求3所述的發動機構件，其中，所述凸脊具有從所述凸脊的峰部到所述熱表面的切線限定的高度，所述高度大于0最多達所述臺肩深度。

6.根據權利要求3所述的發動機構件，其中，所述膜孔包括計量區段，所述計量區段限定與穿過所述通路的冷卻流體流的方向正交的最小截面面積。

7.根據權利要求6所述的發動機構件，其中，所述膜孔還包括擴散區段，所述擴散區段相對于穿過所述通路的冷卻流體流的方向在所述計量區段的下游，其中，所述擴散區段側向地擴張，使得所述冷卻流體在所述熱表面處形成更寬的冷卻膜。

8.根據權利要求7所述的發動機構件，其中，所述擴散區段包括架，其中，所述架具有最多達所述臺肩深度的5倍的長度，且其中，所述架提供較淺區，以用于所述冷卻流體在與熱流體相互作用之前側向地擴張。

9.根據權利要求8所述的發動機構件，其中，出口限定與所述熱表面的區域合并的下游邊緣，所述下游邊緣具有由相對于所述架的中心線的側向擴散角度限定的在所述下游邊緣處的所述中心線的任一側上的寬度，其中，所述側向擴散角度大于0°到15°。

10.根據權利要求1所述的發動機構件，其中，所述膜孔的通路限定在上游內表面與下游內表面之間的截面面積，其中，所述上游內表面平行于穿過所述通路的中心線，其中，下游內表面具有相對于穿過所述通路的中心線的擴散角度，其中，所述擴散角度為0°到15°。