[發明專利]物品和形成物品的方法

在審

• 申請號: 201611129766.5
• 申請日: 2016-12-09
• 公開（公告）號: CN107013251A
• 公開（公告）日: 2017-08-04
• 發明（設計）人: G.M.伊策爾
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F01D5/18
• 分類號: F01D5/18
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 嚴志軍,劉林華

技術領域

本發明涉及物品和形成物品的方法。更具體而言，本發明涉及被冷卻物品和形成被冷卻物品的方法。

背景技術

渦輪系統不斷得到修改，以提高效率且降低成本。用于提高渦輪系統效率的一種方法包括提高渦輪系統的操作溫度。為了提高溫度，渦輪系統必須由可在持續使用期間耐受此種溫度的材料構造。

提高渦輪構件的溫度能力的一種通常的方法包括使用冷卻特征。冷卻特征通常由在燃氣渦輪的高溫區中使用的金屬和合金形成。通常，冷卻特征在制造期間鑄造在構件上或內，但難以通過當前可用的鑄造技術形成最復雜的冷卻特征。

此外，通過構件的鑄造形成的冷卻特征的表面微結構通常通過特定鑄造過程來確定。雖然鑄造過程的不同過程參數可改變機械特性，但修改表面結構通常包括加工或表面處理。然而，對于某些構件，諸如具有內部冷卻特征的物品，對物品內表面以及內部冷卻特征的表面的接近是高度受限的。由于該受限的接近，修改冷卻特征的表面特征是困難、耗時、且昂貴的。而且，可能不一定可能夠在加工過程期間達到物品的內表面的各冷卻特征或部分。

發明內容

在實施例中，物品包括主體部分和至少一個冷卻特征，該主體部分具有內表面和外表面，該內表面限定內區，該至少一個冷卻特征定位在該內區內。該主體部分的內表面和該至少一個冷卻特征中的至少一者具有大約100微英寸(大約2.54微米)與大約3000微英寸(大約76.2微米)之間的表面粗糙度。

在另一實施例中，物品包括主體部分和至少一個冷卻特征，該主體部分具有內表面和外表面，該內表面限定內區，該至少一個冷卻特征定位在該內區內。該主體部分的內表面和該至少一個冷卻特征包括添加制造微結構，該添加制造微結構具有大約100微英寸(大約2.54微米)與大約3000微英寸(大約76.2微米)之間的表面粗糙度，且該至少一個冷卻特征是從由以下構成的集合中選擇的：沖擊目標、膜孔、槽道、針組(pin bank)、針肋片(pin fin)、湍流件、突出、冷卻孔、和它們的組合。

在另一實施例中，形成物品的方法包括通過添加制造技術制造主體部分，和通過該添加制造技術制造至少一個冷卻特征。該添加制造在該主體部分的內表面和該至少一個冷卻特征中的至少一者上一體地形成在大約100微英寸(大約2.54微米)與大約3000微英寸(大約76.2微米)之間的表面粗糙度。

技術方案1：一種物品100，包括：

主體部分201，其具有內表面205和外表面203，所述內表面205限定內區207；和

至少一個冷卻特征，其定位在所述內區207內；

其中，所述主體部分201的內表面205和所述至少一個冷卻特征中的至少一者具有大約100微英寸(大約2.54微米)與大約3000微英寸(大約76.2微米)之間的表面粗糙度。

技術方案2：根據技術方案1所述的物品100，其中，所述至少一個冷卻特征是從由以下構成的集合中選擇的：沖擊目標405、膜孔215、槽道217、針組214、針肋片、湍流件211、突出209、冷卻孔、和它們的任何組合。

技術方案3：根據技術方案1所述的物品100，其中，所述主體部分201的內表面205和所述至少一個冷卻特征具有大約100微英寸(大約2.54微米)與大約3000微英寸(大約76.2微米)之間的表面粗糙度。

技術方案4：根據技術方案3所述的物品100，其中，所述主體部分201的內表面205的表面粗糙度與所述至少一個冷卻特征的表面粗糙度不同。

技術方案5：根據技術方案1所述的物品100，其中，所述表面粗糙度在所述物品100內變化。

技術方案6：根據技術方案5所述的物品100，其中，所述表面粗糙度作為來自熱氣體路徑的熱負載的函數而變化。

技術方案7：根據技術方案1所述的物品100，其中，所述表面粗糙度提高所述物品100的熱傳遞系數。

技術方案8：根據技術方案1所述的物品100，其中，所述表面粗糙度增大構件的摩擦損耗。

技術方案9：根據技術方案1所述的物品100，其中，所述至少一個冷卻特征與所述主體部分201一體。

技術方案10：根據技術方案1所述的物品100，其中，所述至少一個冷卻特征形成在插入件401上，所述插入件401布置且配置成用于定位在所述主體部分201的內區207內。

技術方案11：根據技術方案10所述的物品100，其中，所述主體部分201的內表面205的表面粗糙度對應于在所述插入件401上形成的所述至少一個冷卻特征的定向。