[发明专利]具有自适应冷却开口的带涂层的部件及其制备方法

说明书

本发明公开了一种部件，该部件包括具有外表面的外壁以及至少一个储存槽，该至少一个储存槽限定在外壁的内部并且被构造为在其中接收冷却流体。该部件还包括设置在外表面上的涂层系统。该涂层系统具有厚度。该部件还包括限定在外壁中的多个自适应冷却开口。每个自适应冷却开口从与至少一个储存槽流动连通的第一端向外穿过外表面延伸到第二端，该第二端覆盖在涂层系统的厚度的至少一部分下面。

背景技术

本公开的领域整体涉及包括内部冷却管道的部件，并且更具体地涉及包括一系列冷却开口的部件，该系列冷却开口限定在外壁中，最初由外壁涂层系统闭合，以有利于外壁的自适应冷却。

一些部件(诸如气体涡轮的热气体路径部件)经受高温。至少一些此类部件具有限定在其中的内部冷却管道，诸如但不限于储存槽(plenum)和通路的网络，这些内部冷却管道使冷却流体在内部(例如沿着该部件的外壁的内表面)流通。另外，至少一些此类部件包括外壁的外表面上的涂层系统，诸如热障涂层和粘结层。涂层系统和冷却流体各自有利于保持外壁的外表面、壁的其他部分或该部件的基底材料、热障涂层和粘结层中的一者或多者在操作期间低于相应阈值温度。在至少一些情况下，热粘结层的局部区域可在该部件的操作寿命内发生剥落或以其他方式受损，并且选择冷却流体的增加的总流量以补偿剥落区域中的热粘结层的保护的潜在丧失。对于至少一些部件而言，可在该部件的多个位置中的任何位置处以这些位置处的任何数量出现剥落区域，因此必须向整个部件，而非仅向目标区域提供增加的总冷却流体流。这可导致未发生剥落的区域不必要的过冷，因此降低了操作效率。

发明内容

在一个方面，提供了一种部件。该部件包括具有外表面的外壁以及至少一个储存槽，该至少一个储存槽限定在外壁的内部并且被构造为在其中接收冷却流体。该部件还包括设置在外表面上的涂层系统。该涂层系统具有厚度。该部件还包括限定在外壁中的多个自适应冷却开口。每个自适应冷却开口从与至少一个储存槽流动连通的第一端向外穿过外表面延伸到第二端，该第二端覆盖在涂层系统的厚度的至少一部分下面。

在另一个方面，提供了一种旋转机器。旋转机器包括燃烧器部分，该燃烧器部分被构造为生成燃烧气体；以及涡轮部分，该涡轮部分被构造为从燃烧器部分接收燃烧气体并且由此产生机械旋转能。燃烧气体穿过旋转机器的路径限定热气体路径。旋转机器还包括热气体路径附近的部件。该部件包括具有外表面的外壁以及至少一个储存槽，该至少一个储存槽限定在外壁的内部并且被构造为在其中接收冷却流体。该部件还包括设置在外表面上的涂层系统。涂层系统具有厚度。该部件还包括限定在外壁中的多个自适应冷却开口。每个自适应冷却开口从与至少一个储存槽流动连通的第一端向外穿过外表面延伸到第二端，该第二端覆盖在涂层系统的厚度的至少一部分下面。

在另一个方面，提供了一种制备部件的方法。该方法包括形成封闭至少一个储存槽的外壁。至少一个储存槽被构造为在其中接收冷却流体。外壁包括外表面以及限定在外壁中的多个自适应冷却开口。该方法还包括将涂层系统设置在外表面上。涂层系统具有厚度。每个自适应冷却开口从与至少一个储存槽流动连通的第一端向外穿过外表面延伸到第二端，该第二端覆盖在涂层系统的厚度的至少一部分下面。

附图说明

图1是示例性旋转机器的示意图；

图2是与图1所示的旋转机器一起使用的示例性部件的示意性透视图；

图3是沿着图2所示的线3—3截取的图2所示的部件的示意性横截面；

图4是图2和图3所示的部件的一部分的示意性透视剖视图，该部分在图3中被指定为部分4；

图5是图4所示的部件的示例性外壁的示意性透视剖视图，该外壁包括示例性剥落区域；

图6是可在图5所示的外壁中使用的示例性自适应冷却开口的另选取向的示意性透视图；

图7是图2和图3所示的部件的另一个示例性外壁的示意性剖视图；