[发明专利]使用镜像光学器件的原位激光加工

说明书

本公开涉及一种用于在燃气涡轮发动机内的部件上执行原位激光加工的系统，其中该部件包括限定表面的基板。该系统包括设置在燃气涡轮发动机外部的激光系统，聚焦光学器件和导管。激光系统包括产生输出光束的激光单元。聚焦光学器件设置在激光单元和部件之间。导管限定发动机外部的第一端和通过进入端口进入发动机的第二端。导管在导管内包括多个反射镜。多个反射镜将来自激光系统的输出光束引导到部件上。

技术领域

本主题大体涉及用于在燃气涡轮发动机内执行部件的原位加工的系统和方法。

背景技术

燃气涡轮发动机通常以串行流动关系包括压缩机区段，燃烧区段和涡轮区段。发动机可以以已知的方式操作以产生主气体流。压缩机区段包括固定轮叶的环形阵列(“排”)，其将进入发动机的空气引导到压缩机的下游旋转叶片。一排压缩机轮叶和一排压缩机叶片共同构成压缩机“级”。类似地，涡轮区段包括环形排的固定轮叶，其将离开燃烧器的气体引导到涡轮的下游旋转叶片。总的来说，一排轮叶和一排叶片构成涡轮“级”。通常，压缩机和涡轮都包括多个连续级。

燃气涡轮发动机，包括用于飞行器，工业和船舶设备的燃气涡轮发动机，需要定期维护，修理或改造。例如，定期维护通常被安排为允许检查发动机的内部部件和发动机内的内部部件的缺陷并随后进行修理或以其他方式改造。遗憾的是，许多用于燃气涡轮发动机的传统修理或改造方法要求将发动机从其装置(例如飞行器)中取出并随后部分或完全拆卸。因此，这些修理和改造方法导致与修理内部发动机部件相关的时间和成本的显著增加。

因此，需要一种用于修理或改造内部燃气涡轮发动机部件，同时根据修理或改造最小化或消除燃气涡轮发动机的部分或完全拆卸的系统和方法。

发明内容

本发明的方面和优点将部分地在以下描述中阐述，或者可以从描述中显而易见，或者可以通过实践本发明来学习。

本公开涉及一种用于在燃气涡轮发动机内的部件上执行原位激光加工的系统，其中该部件包括限定表面的基板。该系统包括设置在燃气涡轮发动机外部的激光系统，聚焦光学器件和导管。激光系统包括产生输出光束的激光单元。聚焦光学器件设置在激光单元和部件之间。导管限定发动机外部的第一端和通过进入端口进入发动机的第二端。导管在导管内包括多个反射镜。多个反射镜将来自激光系统的输出光束引导到部件上。

本公开的另一方面涉及一种用于对燃气涡轮发动机内的部件进行原位激光加工的方法。原位激光加工包括包括激光系统和包括多个反射镜的导管的系统。该方法包括使导管进入燃气涡轮发动机，将导管的多个反射镜相对于部件定位，从激光系统传输期望的输出光束，以及将来自激光系统的输出光束通过导管引导到燃气涡轮发动机内的部件上的期望位置。

参考以下描述和所附权利要求，将更好地理解本发明的这些和其他特征，方面和优点。包含在本说明书中并构成其一部分的附图示出了本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

附图说明

在说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的本发明的完整且可行的公开，包括其最佳模式，其参考附图，其中：

图1是燃气涡轮发动机和原位激光加工系统的一个实施例的横截面示意图；

图2是燃气涡轮发动机燃烧区段内的原位激光加工系统的示例性实施例的示意图；

图3A是处于第一位置的原位激光加工系统的另一示例性实施例的示意图；

图3B是处于第二位置的原位激光加工系统的另一示例性实施例的示意图；

图4是原位激光加工系统的又一示例性实施例的示意图；

图5是原位激光加工系统的又一示例性实施例的示意图；

图6是包括热交换器的原位激光加工系统的示例性实施例的示意图；和