[發明專利]具有微通道的CMC部件及用于在CMC部件中形成微通道的方法

有效

• 申請號: 201810448666.1
• 申請日: 2018-05-11
• 公開（公告）號: CN108868901B
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發明（設計）人: D.A.弗雷;K.D.加利耶;H.C.羅伯茨
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F01D5/18
• 分類號: F01D5/18;F01D5/28;F01D9/04;F01D25/00;F01D25/12
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 肖日松;李強

提供具有微通道的CMC部件以及用于在CMC部件中形成微通道的方法。舉例來說，一種用于在CMC部件中形成微通道的方法包括：鋪設用于形成所述CMC部件的主體的多個主體板層；在所述多個主體板層上鋪設微通道板層，所述微通道板層中具有用于形成至少一個微通道的至少一個空隙；在所述微通道板層上鋪設覆蓋板層，所述覆蓋板層限定所述CMC部件的外層；以及處理所鋪設的所述主體板層、微通道板層和覆蓋板層以形成所述CMC部件。在另一實施例中，所述方法包括將增材基質施加到所述主體板層以限定至少一個微通道。在又其它實施例中，所述方法包括在所述多個主體板層中加工出至少一個微通道。

技術領域

本發明主題大體上涉及復合部件。更確切地說，本發明主題涉及具有冷卻特征的陶瓷基質復合部件以及用于形成此類冷卻特征的方法。

背景技術

更一般來說，例如陶瓷基質復合(CMC)材料和聚合物基質復合(PMC)材料等非傳統高溫復合材料正在例如燃氣渦輪發動機等應用中使用。由此類材料構造的部件與例如金屬部件等典型部件相比具有較高溫度能力，這可以允許改進部件性能和/或增大引擎溫度。然而，盡管復合部件與金屬部件相比通常需要顯著較少的冷卻或不需要冷卻，但仍然可能需要冷卻復合部件，以例如延長部件的壽命、進一步改進部件性能，等。

在例如CMC部件的復合部件中具有近表面冷卻通道的改進型部件和用于在例如CMC部件的復合部件中形成相對較小近表面冷卻通道的方法將是有用的。確切地說，經由相對較小冷卻通道進行的近表面冷卻，例如通道極為接近于復合部件的外表面來引導冷卻流體流，將有益于增大冷卻有效性且由此減小實現所需冷卻所需的冷卻流。作為另一實例，將需要復合部件和用于形成此類部件的方法，其中可優化冷卻通道的大小和位置以提供對流與膜冷卻的最優組合。一般來說，用于形成復合部件的各種方法將是有利的，所述方法包括限定至少一個微通道和用于將冷卻流體流提供至微通道的供應導管。

發明內容

本發明的各方面及優勢將部分在以下描述中闡述，或可從所述描述顯而易見，或可通過實踐本發明得知。

在本發明主題的一個示范性實施例中，提供一種用于在陶瓷基質復合(CMC)部件中形成微通道的方法。所述方法包括：鋪設用于形成所述CMC部件的主體的多個主體板層；在所述多個主體板層上鋪設微通道板層，所述微通道板層中具有用于形成至少一個微通道的至少一個空隙；在所述微通道板層上鋪設覆蓋板層，所述覆蓋板層限定所述CMC部件的外層；以及處理所鋪設的所述主體板層、微通道板層和覆蓋板層以形成所述CMC部件。

在本發明主題的另一示范性實施例中，提供一種用于在陶瓷基質復合(CMC)部件中形成微通道的方法。所述方法包括：鋪設用于形成所述CMC部件的主體的多個主體板層；在所述多個主體板層中加工出至少一個供應導管；將增材基質施加到所述主體板層以限定至少一個微通道；以及處理所鋪設的所述主體板層和增材基質以形成所述CMC部件。

在本發明主題的另一示范性實施例中，提供一種用于在陶瓷基質復合(CMC)部件中形成微通道的方法。所述方法包括：鋪設用于形成所述CMC部件的主體的多個主體板層；在所述多主體板層上加工出至少一個微通道；在所述多個主體板層中加工出至少一個供應導管；在所述多個主體板層上鋪設覆蓋板層，所述覆蓋板層限定所述CMC部件的外層；以及處理所鋪設的所述主體板層和覆蓋板層以形成所述CMC部件。

技術方案1.一種用于在陶瓷基質復合(CMC)部件中形成微通道的方法，所述方法包括：

鋪設用于形成所述CMC部件的主體的多個主體板層；

在所述多個主體板層上鋪設微通道板層，所述微通道板層中具有用于形成至少一個微通道的至少一個空隙；

在所述微通道板層上鋪設覆蓋板層，所述覆蓋板層限定所述CMC部件的外層；以及

處理所鋪設的所述主體板層、微通道板層和覆蓋板層以形成所述CMC部件。

技術方案2.根據技術方案1所述的方法，其中：