[發明專利]熱管理物品及用于形成熱管理物品的方法

有效

• 申請號: 201611121250.6
• 申請日: 2016-12-08
• 公開（公告）號: CN107023322B
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: S.C.科蒂林加姆;J.C.謝菲爾;B.L.托利森;崔巖;D.E.施克
• 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;李強

本發明涉及熱管理物品及用于形成熱管理物品的方法。公開了熱管理物品，其包括基底和安置于基底上的第一涂層。第一涂層包括第一涂層表面和安置于基底與第一涂層表面之間的至少一個通路。至少一個通路限定至少一個流體途徑。公開了用于形成熱管理物品的方法，其包括將至少一個通路附接至基底。至少一個通路包括具有壁厚的通路壁部，并且，限定至少一個流體途徑。第一涂層涂敷至基底和通路壁，形成第一涂層表面。至少一個通路安置于基底與第一涂層表面之間。

技術領域

本發明針對熱管理物品(thermal management article)及用于形成熱管理物品的方法。更具體地，本發明針對包括安置于基底與第一涂層表面之間的至少一個通路的熱管理物品及用于形成熱管理物品的方法。熱管理物品可以包括燃氣渦輪構件，但不限于此。

背景技術

燃氣渦輪被持續地修改，以提高效率并降低成本。一個用于提高燃氣渦輪的效率的方法包括提高運行溫度。運行溫度的提高導致更極端的運行條件，這導致開發了設計成提高渦輪構件的耐熱性且保護渦輪構件免受燃氣渦輪的熱氣路徑中的活性氣體損害的先進的超合金材料和復雜的涂層系統。

還可以通過使用冷卻通道而提高渦輪構件的溫度容限。冷卻通道典型地合并至在燃氣渦輪的高溫區域中使用的渦輪構件的金屬及陶瓷基底中。然而，冷卻通道與渦輪構件的暴露于燃氣渦輪的熱氣路徑的表面之間的距離對冷卻通道的冷卻效果造成影響。使冷卻通道與熱氣路徑分離的渦輪構件上的保護涂層的厚度的增加導致冷卻通道的有效性下降。

發明內容

在示范性的實施例中，熱管理物品包括基底和安置于基底上的第一涂層。第一涂層包括第一涂層表面和安置于基底與第一涂層表面之間的至少一個通路。至少一個通路限定至少一個流體途徑。

在另一示范性的實施例中，用于形成熱管理物品的方法包括將至少一個通路附接到基底。至少一個通路包括具有壁厚的通路壁，并且，限定至少一個流體途徑。第一涂層涂敷到基底和通路壁，形成第一涂層表面。至少一個通路安置于基底與第一涂層表面之間。

本發明的第一技術方案提供了一種熱管理物品，包括：基底；以及第一涂層，其安置于所述基底上，所述第一涂層包括第一涂層表面和安置于所述基底與所述第一涂層表面之間的至少一個通路，所述至少一個通路限定至少一個流體途徑。

本發明的第二技術方案是在第一技術方案中，所述第一涂層選自由熱屏障涂層、環境屏障涂層、熱生長氧化物、陶瓷頂涂層、粘結涂層、擴散涂層、可磨耗涂層(abradablecoating)以及多孔涂層中的至少一個組成的集合。

本發明的第三技術方案是在第一技術方案中，所述熱管理物品是渦輪構件。

本發明的第四技術方案是在第一技術方案中，所述至少一個通路包括具有壁厚的通路壁。

本發明的第五技術方案是在第四技術方案中，所述通路壁附接至所述基底。

本發明的第六技術方案是在第四技術方案中，所述通路壁包括選自由超合金、鎳基超合金、鈷基超合金、不銹鋼、合金鋼、鈦合金、鋁合金、難熔合金、陶瓷、釔穩定氧化鋯、氧化鋁以及以上的材料的組合組成的集合的壁材料。

本發明的第七技術方案是在第四技術方案中，所述壁厚是在大約0.003英寸至大約0.02英寸之間。

本發明的第八技術方案是在第一技術方案中，第二涂層安置于所述第一涂層表面上。

本發明的第九技術方案是在第九技術方案中，所述第二涂層選自由熱屏障涂層、環境屏障涂層、熱生長氧化物、陶瓷頂涂層、粘結涂層、擴散涂層、可磨耗涂層以及多孔涂層中的至少一個組成的集合。

本發明的第十技術方案是在第一技術方案中，所述至少一個通路包括長度和幾何形狀，所述幾何形狀沿著所述長度改變。