[发明专利]用于热气体路径构件的冷却补块

说明书

本申请提供了一种用于与燃气涡轮发动机(10)的热气体路径构件(110)一起使用的冷却补块(10)。冷却补块(100)可包括具有延伸穿过其的一定数量的冷却通道(140)的基层(120)，以及定位在基层(120)上的覆盖层(130)。基层(120)和覆盖层(130)可包括预烧结的预形件材料。

技术领域

本申请及所得专利大体上涉及燃气涡轮发动机，并且更具体地涉及用于涡轮热气体路径构件等的增强冷却的冷却补块。

背景技术

在燃气涡轮发动机中，热燃烧气体大体上沿热气体路径从燃烧器流动穿过过渡件到涡轮中以产生有用功。由于较高温度的燃烧流大体上导致燃气涡轮发动机的性能、效率和总体功率输出的提高，故经受较高温度的燃烧流的构件必须冷却，以允许燃气涡轮发动机在此类升高温度下操作而不损坏或缩短寿命。类似地，局部过热或热点还可产生其中的高热应力。

例如，应当冷却的热气体路径构件为燃烧器衬套。具体而言，由燃烧器内的燃料/空气混合物的燃烧引起的高温流引导穿过燃烧器衬套。燃烧器衬套的下游部分可连接于燃烧器的其它构件，如过渡件等，并且因此可不暴露于可冷却其余构件的各种空气流。此类冷却缺乏可引起上文所述的损坏、失效或寿命缩短。

因此，存在对用于与热气体路径构件等一起使用的改进的冷却装置和方法的期望。此类改进的装置和方法可按需要应用于局部热点和/或别处。此类改进的装置和方法可提供冷却，而不影响总体系统功率输出和效率。

发明内容

本申请及所得专利因此提供了一种用于与燃气涡轮发动机的热气体路径构件一起使用的冷却补块。冷却补块可包括具有延伸穿过其的一定数量的冷却通道的基层，以及定位在基层上的覆盖层。基层和覆盖层可包括预烧结的预形件材料。

本申请及所得专利还提供了一种将附加冷却供应至热气体路径构件的方法。该方法可包括以下步骤：使冷却补块与热气体路径构件上的一定数量的冷却孔对准，将冷却补块附接于热气体路径构件，热处理就位的冷却补块，通过冷却补块提供空气流以冷却热气体路径构件，以及使空气流动穿过热气体路径构件上的一定数量的冷却孔。

本申请及所得专利还提供了一种用于与燃气涡轮发动机一起使用的热气体路径构件。热气体路径构件可包括从冷侧表面到热侧表面延伸穿过其的一定数量的冷却孔，以及邻近冷却孔定位在冷侧表面上的冷却补块。冷却补块可包括一定数量的冷却通道，使得空气流穿过冷却通道并且穿过冷却孔以提供冷却。

技术方案1. 一种用于与燃气涡轮发动机的热气体路径构件一起使用的冷却补块，包括：

基层；

沿所述基层延伸的多个冷却通道；以及

定位在所述基层上的覆盖层；

其中所述基层和所述覆盖层包括预烧结的预形件材料。

技术方案2. 根据技术方案1所述的冷却补块，其特征在于，所述预烧结的预形件材料包括高熔点合金粉末、低熔点合金粉末，以及粘合剂。

技术方案3. 根据技术方案1所述的冷却补块，其特征在于，所述基层包括邻近所述多个冷却通道的入口。

技术方案4. 根据技术方案1所述的冷却补块，其特征在于，所述热气体路径构件包括穿过其的多个热气体路径构件孔，并且其中所述基层包括与所述多个热气体路径构件孔和所述多个冷却通道对准的多个出口孔。

技术方案5. 根据技术方案1所述的冷却补块，其特征在于，所述多个冷却通道包括大约0.05到0.08英寸(大约1.27到2.03毫米)的宽度，以及大约一到三英寸(大约2.54到7.62厘米)的长度。

技术方案6. 根据技术方案1所述的冷却补块，其特征在于，所述覆盖层包括大致实心板。