[发明专利]用于流体流发动机的部件和方法

说明书

本发明涉及一种用于流体流发动机的部件(100)，所述流体流发动机比如是燃气涡轮机(100)，该部件包括第一侧部(1)和第二侧部(2)，第一侧部例如是顶侧部，第二侧部例如是底侧部，其中，所述部件(100)还包括用于导引流体穿过部件(100)的内部通道(20)的网格(5)，其中，在第一侧部(1)与第二侧部(2)处分别设置有与网格(5)的通道(10)流体连通的流体入口，并且其中，网格(5)还设置且构造成使得自第一侧部(1)的流体入口(10)的通道(20)与自第二侧部(2)的流体入口(10)的通道(20)相互交错，使得进入部件(100)的流体在网格(5)中至少部分地根据相反的方向(FD)导引。

技术领域

本发明涉及用于诸如燃气涡轮机之类的流体流发动机的部件，所述部件特别包括由内部通道比如冷却通道构成的网格。此外，本发明涉及增材制造所述部件的方法。

背景技术

优选地，所提到的部件借助于粉末床方法、比如选择性激光熔融和/或电子束熔融进行制造。

这些是用于例如由粉末材料制作、成型或制造零件或部件的相对周知的方法。用于这些方法的常规设备或装置通常包括制造或构建平台，在供给基础材料层或粉末层之后在该平台上逐层构建该部件，其中，所述基础材料层或粉末层随后可以例如通过激光束的能量熔融并随后固化。层厚度由在粉末床上移动、例如自动移动并将余料移除的刮板确定。典型的层厚度的范围为20μm或40μm。在制造期间中，所述激光束在表面上扫描并根据要制造的部件的几何形状使选定区域中的粉末熔融，所述选定区域可以通过CAD文件预先确定。

涡轮机部件、比如燃气涡轮机的叶片或叶轮需要在其预期操作期间被冷却，以抵抗在此期间由热气暴露引起的高热载荷。目前，燃气涡轮机的流动路径硬件在其预期操作期间例如需要抵抗高达1500℃的温度，以提高相应发动机的能量效率。

因此，冷却空气或其他冷却流体的预定部分例如从内部被导引穿过部件。因此，该部件是冷的并且所述流体随后在专用出口开口处离开该部件，以例如提供薄膜冷却或泻流冷却(effusion cooling)。因此，当然必须保持部件的稳定性。这一点尤其重要，这是由于在涡轮机的叶轮或叶片的情况下，部件还暴露于高机械载荷例如操作期间的压力载荷或吸入载荷。

由于冷却空气通常被分支成标准的工作流体流，因而必须经济地施加冷却空气，因为流体流的“冷却部分”并不有助于部件的能量转换或产生。因此，通常适宜的是将冷却机构主要施加于部件的暴露于最大热载荷的某些“热点”。

现有技术例如描述了多种冷却原理，特别是涡轮机部件的蛇形冷却、泻流冷却和/或膜冷却。

例如从GB 2443116A已知燃气涡轮机部件的冷却装置。

然而，仍存在对于改进的涡轮机的冷却原理的迫切的要求，这是因为例如由于气候和/或经济要求以及工业变化，必须尽可能地降低相关机器的燃料消耗。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供改进的部件和/或解决所述问题的冷却原理。

所述目的是通过独立权利要求的主题来实现的。有利的实施方式为从属权利要求的主题。

本发明涉及一种用于流体流发动机的部件，流体流发动机例如是燃气涡轮机，该部件包括第一侧部和第二侧部，第一侧部例如是顶侧部，第二侧部例如是底侧部，其中，该部件还包括由内部通道构成的网格或网状件，内部通道用于导引流体比如冷却流体穿过该部件。

第一侧部和第二侧部优选地限定部件的外部延伸部或尺寸。

所述通道优选地涉及冷却通道。为此，所提到的流体优选地是预期用于在部件的预期操作期间实现部件的冷却的冷却流体。

该部件在第一侧部处设置有流体入口，该流体入口与网格的通道中的至少一些通道流体连通。