CN110462166B - 用于涡轮组件的冷却组件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种冷却组件，该冷却组件包括设置在涡轮组件内部的冷却腔。该冷却腔被构造成将冷却空气引导到涡轮组件的主体内部。冷却组件包括横组，该横组与冷却腔流体联接并且被定位成将冷却空气中的至少一些引导出冷却腔并且到主体外部。横组包括多个销，该多个销具有与主体的第一侧内表面联接的第一端和与主体的第二侧内表面联接的相对第二端。横组还包括连接销的横杆。该横杆在销之间延伸，使得横杆具有与销中的第一销的外表面联接的第一端和与销中的第二销的外表面联接的相对第二端。

Description

用于涡轮组件的冷却组件
技术领域
本文所述的主题涉及冷却涡轮组件。
背景技术
当发动机运行时，涡轮组件经受增加的热负荷。为了保护涡轮组件部件免受过热和损坏的影响，可将冷却流体引导到涡轮组件中和/或其上。然后可通过冲击到部件中的通道、冷却穿过部件中的通道的流以及膜冷却的组合来管理部件温度，以达到平衡部件寿命和涡轮效率的目的。可通过增加焙烧温度、减少冷却流或其组合来实现效率提升。
具体地讲，当发动机运行时，已知的涡轮叶片和/或轮片的后端以及涡轮内侧壁和外侧壁可能难以冷却。冷却涡轮翼型件(例如，涡轮叶片或轮片)的后端的一个问题是翼型件内的热传递不足。热传递不足可能导致涡轮组件叶片或轮片的平均和/或局部材料温度保持过高，这可能使部件寿命降低到可接受水平以下或需要使用附加的冷却流体。因此，改进的系统可提供改善的热传递速率，从而降低涡轮的关键部分的平均和/或局部表面温度，使得发动机的操作更高效，并且/或者延长涡轮机械装置的寿命。
发明内容
在一个实施方案中，冷却组件包括设置在涡轮组件内部的冷却腔。该冷却腔被构造成将冷却空气引导到涡轮组件的主体内部。冷却组件包括横组，该横组与冷却腔流体联接并且被定位成将冷却空气中的至少一些引导出冷却腔并且到主体外部。该横组包括多个销，所述多个销具有与主体的第一侧内表面联接的第一端和与主体的第二侧内表面联接的相对第二端。该横组还包括连接这些销的横杆。横杆在销之间延伸，使得横杆具有与这些销中的第一销的外表面联接的第一端和与这些销中的第二销的外表面联接的相对第二端。
在一个实施方案中，冷却组件包括设置在涡轮组件内部的冷却腔。该冷却腔被构造成将冷却空气引导到涡轮组件的主体内部。冷却组件包括横组，该横组与冷却腔流体联接并且被定位成将冷却空气中的至少一些引导出冷却腔并且到主体外部。该横组包括多个销，所述多个销具有与主体的第一侧内表面联接的第一端和与主体的第二侧内表面联接的相对第二端。该横组还包括连接这些销的横杆，其中该横杆与第一侧内表面间隔开，并且该横杆与第二侧内表面间隔开。
在一个实施方案中，冷却组件包括设置在涡轮组件内部的冷却腔。该冷却腔被构造成将冷却空气引导到涡轮组件的主体内部。冷却组件包括横组，该横组与冷却腔流体联接并且被定位成将冷却空气中的至少一些引导出冷却腔并且到主体外部。该横组包括布置在线性排中的多个销。这些销具有与主体的第一侧内表面联接的第一端和与主体的第二侧内表面联接的相对第二端。该横组还包括连接这些销的横杆。这些横杆在销之间延伸，使得这些横杆中的第一横杆具有与这些销中的第一销的外表面联接的第一端和与这些销中的第二销的外表面联接的相对第二端。横杆与第一侧内表面间隔开，并且横杆与第二侧内表面间隔开。
附图说明
通过参考附图阅读以下对非限制性实施方案的描述，将更好地理解本发明主题，其中：
图1示出了根据一个实施方案的涡轮组件；
图2A示出了根据一个实施方案的冷却组件的剖面透视图；
图2B示出了根据一个实施方案的冷却组件的剖面透视图；
图3示出了根据一个实施方案的翼型件的剖面顶视图；
图4示出了根据一个实施方案的横组的剖面局部透视图；
图5A示出了根据一个实施方案的图4的横组的顶视图；
图5B示出了根据一个实施方案的图4的横组的侧视图；
图6示出了根据一个实施方案的热传递系数图；
图7A示出了根据一个实施方案的横组的顶视图；
图7B示出了根据一个实施方案的图7A的横组的侧视图；
图8A示出了根据一个实施方案的横组的顶视图；
图8B示出了根据一个实施方案的图8A的横组的侧视图；
图9A示出了根据一个实施方案的横组的顶视图；
图9B示出了根据一个实施方案的图9A的横组的侧视图；
图10A示出了根据一个实施方案的横组的顶视图；
图10B示出了根据一个实施方案的图10A的横组的侧视图；
图11A示出了根据一个实施方案的横组的顶视图；
图11B示出了根据一个实施方案的图11A的横组的侧视图；并且
图12示出了根据一个实施方案的方法流程图。
具体实施方式
下面将详细参考本发明主题的示例性实施方案，其示例在附图中示出。只要有可能，在整个附图中使用的相同附图标号指的是相同或相似的部分。
本文所述的发明主题的一个或多个实施方案涉及有效地在内部冷却内侧壁、外侧壁和涡轮翼型件的后端的系统和方法。涡轮组件可包括冷却腔，在发动机运行时，该冷却腔引导冷却流体通过翼型件的通道和狭槽以及内侧壁和外侧壁，以便有效地冷却翼型件和侧壁。通常，翼型件的后端难以冷却。例如，当从冷却腔引导的冷却流体到达翼型件的后端时，该流体可能已经是热的了。另外，后端在第一侧(例如，翼型件的压力侧)和第二侧(例如，翼型件的吸力侧)之间具有相对薄的宽度，这限制了可应用于后端的冷却技术。
本文所述的主题的一个或多个技术效应是横组的一个或多个技术效应。存在具有横杆的销组促进了冷却流体流的混合、增加了靠近翼型件内壁的流动速度，并且产生了具有垂直于翼型件内壁的振幅的流动不稳定性。这导致在翼型件的后端处的内部热传递速率提高并改善冷却，相对于不存在具有横杆的销组的涡轮翼型件，这可延长部件寿命并减少意外停运。
图1示出了根据一个实施方案的涡轮组件10。涡轮组件10包括入口16，空气通过该入口沿箭头50的方向进入涡轮组件10。空气沿方向50从入口16开始、通过压缩机18、通过燃烧器20并且通过涡轮22行进至排气口24。旋转轴26穿过涡轮组件10的一个或多个旋转部件并与其联接。
压缩机18和涡轮22包括多个翼型件。这些翼型件可以是一个或多个叶片30、30’或导向轮片36、36’。叶片30、30’沿方向50与导向轮片36、36’轴向偏离。导向轮片36、36’为固定部件并且从涡轮22的外侧壁52延伸。叶片30、30’从涡轮22的内侧壁54延伸并且可操作地与轴26联接并一起旋转。
图2A示出了根据一个实施方案的冷却组件100的透视剖面图。冷却组件100包括图1的涡轮组件10的主体102。在图2A所示的实施方案中，主体102是涡轮组件的翼型件。附加地或另选地，主体102可以是任何另选的结构。翼型件102可以是用于涡轮组件10中的定子轮片、涡轮轮片、旋转叶片等。翼型件102具有压力侧114和与压力侧114相对的吸力侧116。压力侧114和吸力侧116通过前缘118和与前缘118相对的后缘120互连。在前缘118和后缘120之间，压力侧114是大致凹形的并且吸力侧116是大致凸形的。例如，大致凹的压力侧114和大致凸的吸力侧116提供空气动力学表面，压缩的工作流体在该空气动力学表面上流动通过涡轮组件。
翼型件102在前缘118和后缘120之间延伸轴向长度126。翼型件102在第一端144和相对第二端146之间延伸径向长度124。例如，轴向长度126大致垂直于径向长度124。第二端146沿径向长度124相对于第一端144靠近涡轮组件10(图1)的轴26设置。
翼型件具有前端128和后端130。前端128和后端130沿翼型件102的轴向长度126在前缘118和后缘120之间延伸。前端128从前缘118延伸到横组106的入口148。后端130从横组106的入口148延伸到后缘120。横组106被设置在翼型件102的后端130处。附加地或另选地，横组106可被设置在前端128或后端130中的一者或多者中。
冷却腔104被设置在翼型件102的前端128处。冷却腔104被设置在翼型件102内。在例示的实施方案中，冷却腔104被示出为完全中空的。另选地，翼型件102可包括从内部冷却腔104到冷却腔104外部的若干冷却通道和/或蛇形通路、冲击挡板和/或开口等。附加地或另选地，翼型件102可包括一个或多个膜冷却孔，所述一个或多个膜冷却孔沿压力侧114、吸力侧116、前端128或后端130中的一者或多者从翼型件102的内部延伸到翼型件102的外部，以便在翼型件102的内表面和外表面上提供膜冷却。
冷却腔104与横组106流体联接。相对于冷却腔104靠近后缘120来定位横组106，以便使冷却腔104引导离开冷却腔104的冷却空气通过横组106朝向后缘120和翼型件102的外部。例如，冷却腔104引导沿方向101离开冷却腔104的冷却空气中的至少一些。另选地，冷却腔104可将冷却流体、冷却剂等朝向横组106引导。
横组106包括多个销108。销108具有第一端110和第二端112。第一端110与翼型件102的第一侧内表面134联接。例如，在例示的实施方案中，第一侧内表面134可以是翼型件102的压力侧内表面。第二端112与翼型件102的第二侧内表面136联接。例如，在例示的实施方案中，第二侧内表面136可以是翼型件102的吸力侧内表面。销108被定位在横组106内，使得销产生从冷却腔104朝向后缘120沿方向101流动的冷却空气的不稳定流动模式。例如，销108在第一侧内表面134和第二侧内表面136之间伸长，并且被取向成大致垂直于离开冷却腔104的冷却空气的方向101。附加地或另选地，销108可被取向成大致不垂直于离开冷却腔104的冷却空气的方向101。在图2A所示的实施方案中，销108在第一端144和第二端146之间沿径向长度124定位在翼型件102的内部内。任选地，横组106可具有不从第一端144延伸到第二端146的销108。例如，可将销108定位成使得横组106仅延伸径向长度124的长度的大致一半。将在下文中更详细地描述销108。
横组106还包括与销108连接的横杆122。例如，单个横杆122在两个销108之间延伸，使得横杆122具有与第一销108a1的外表面联接的第一端140，并且横杆122具有与不同的第二销108a2的外表面联接的相对第二端142。附加地或另选地，横杆122可与第一销108a1的内表面和第二销108a2的内表面联接。例如，横杆122可从接近或基本上接近第一销108a1的中心的位置延伸到接近或基本上接近第二销108a2的中心的位置。横杆122被定位在横组106内，使得横杆122产生从冷却腔104朝向后缘120沿方向101流动的冷却空气的不稳定流动模式。例如，横杆122在第一销108a1和第二销108a2之间伸长，并且被取向成大致垂直于第一销108a1和第二销108a2，并且大致垂直于离开冷却腔104的冷却空气的方向101。将在下文中更详细地描述横杆。
在图2A所示的实施方案中，横组106包括销108a和横杆122a的第一线性排A，以及附加销108b和附加横杆122b的第二线性排B。该第一排和第二排被示出为在第一端144和第二端146之间沿径向长度124延伸并且设置在冷却腔104和后缘120之间的列。在例示的实施方案中，仅存在第一排和第二排。附加地或另选地，横组106可包括多于两排或少于两排的销和横杆。
图2A示出了设置在涡轮组件10的翼型件内的横组106的一个示例。另选地，可将横组设置在涡轮组件10(图1)的外侧壁52、内侧壁54等内。例如，图2B示出了根据一个实施方案的冷却组件200的透视剖视图，该冷却组件具有设置在涡轮组件10的内侧壁54内的横组206。冷却组件100包括图1的涡轮组件10的主体202。在图2B所示的实施方案中，主体202是涡轮组件10的内侧壁54。附加地或另选地，主体202可以是任何另选的结构。
横组206包括多个销208。销208具有第一端210和第二端212(对应于图2A的具有第一端110和第二端112的销108)。第一端210与内侧壁54的第一侧内表面234联接，并且第二端212与内侧壁54的第二侧内表面236联接。例如，在图2B所示的实施方案中，第一侧内表面234可以是内侧壁54的内壁，第二侧内表面236可以是内侧壁54的外壁。例如，与内壁相比，外壁可靠近轴26设置。销208被定位在横组206内，使得销产生从冷却腔204朝向内侧壁54的端壁252沿方向201流动的冷却空气的不稳定流动模式。
横组206还包括与销208连接的横杆222。例如，单个横杆222在两个销208之间延伸，使得横杆222具有与第一销208b1的外表面联接的第一端240，并且横杆222具有与不同的第二销108b2的外表面联接的相对第二端242。横杆222被定位在横组206内，使得横杆222产生从冷却腔204朝向端壁252沿内侧壁54内的方向201流动的冷却空气的不稳定流动模式。
图2A和图2B示出了具有横组106、206的涡轮组件的两个不同主体的两个示例。例如，主体102表示涡轮组件的翼型件，主体202表示涡轮组件的内侧壁。附加地或另选地，可将横组设置在涡轮组件的任何另选的主体内。例如，可将横组设置在外侧壁内、涡轮组件的护罩或壳体内、压缩机的内侧壁和/或外壁内等。
重新参见图2A的冷却组件100，图3示出了根据一个实施方案的图2A的翼型件102的剖面顶视图。图3所示的横组106包括具有销108(分别为a至e)和横杆(未示出)的五个线性排(A、B、C、D和E)。另选地，横组106可包括少于五排或多于五排的销108和横杆。销108的第一端110与第一侧内表面134联接。销108的第二端112与第二侧内表面136联接。例如，销108可通过焊接、铸造、紧固、机械加工、粘附等中的一种或多种联接到翼型件102的内表面134、136。任选地，可使用一种方法将第一排A的销108a与内表面134、136联接，并且可使用共同或独有的方法将附加排B、C、D或E中的一者或多者的销108与这些内表面联接。
图4示出了冷却组件100的横组106的剖面局部透视图。图4所示的横组106包括具有销108和横杆122的六排。销108在第一侧内表面134和第二侧内表面136之间伸长。在例示的实施方案中，销108为大致圆柱形的，具有大致圆形的剖面形状。附加地或另选地，销108可具有椭圆形、矩形、椭圆形剖面形状等。线性排A、B、C、D、E和F的销108均被示出为具有相同的剖面形状和尺寸。另选地，排A、B、C、D、E或F的一个或多个销108可具有独有的剖面形状和/或尺寸。例如，排A、D、E的销108可具有相同的形状和尺寸，排B、C和F的销108可具有相对排A、D和E的销108的形状和尺寸是独有的相同的形状和尺寸，或其任何组合。
在例示的实施方案中，排A、B、C、D、E或F的销108被定位成使得销108沿径向长度124以距离420间隔开。例如，第一排A的销108a以距离420a间隔开，第二排的销108b以与距离420a大致相同的距离420b间隔开。另外，排C、D、E和F的销分别以距离420间隔开。附加地或另选地，排A、B、C、D、E或F中的一者或多者的销可以大于距离420或小于距离420的距离间隔开。例如，排F的销108f可以大于距离420的距离间隔开，或者排C的销108c可以小于距离420的距离间隔开等。排A、B、C、D、E或F中的一者或多者的销108可与附加排A、B、C、D、E或F中的一者或多者的销一样以相同或独有的距离间隔开。附加地或另选地，排A的销108a可以相同的距离420或独有的距离420间隔开。任选地，销108可沿径向长度124具有相同的重复构型，可沿径向长度124具有无规构型，或其任何组合。
横杆122被伸长并且在两个销108的外表面之间延伸。例如，横杆122a在第一销108a1和第二销108a2之间延伸。在例示的实施方案中，横杆122为大致圆柱形的，具有大致圆形的剖面形状。附加地或另选地，横杆122可具有椭圆形、矩形、椭圆形剖面形状等。排A、B、C、D、E和F的横杆122均被示出为具有相同的剖面形状和尺寸。另选地，排A、B、C、D、E或F中的一者或多者的一个或多个横杆122可具有独有的剖面形状和/或尺寸。例如，排A、D、E的横杆122可具有相同的形状和尺寸，排B、C、F的横杆可具有相对排A、D、E的横杆122的形状和/或尺寸是独有的相同的形状和尺寸，或其任何组合。
横杆122的第一端140和第二端142与销108的外表面联接。例如，横杆122a的第一端140与第一销108a1的外表面联接。横杆122a的相对第二端142与第二销108a2的外表面联接。横杆122可通过焊接、铸造、紧固、机械加工、粘附等中的一种或多种联接到销108的外表面。任选地，可使用一种方法将第一线性排A的横杆122a与销108的外表面联接，并且可使用共同或独有的方法将附加排B、C、D、E或F中的一者或多者的横杆122与销108的外表面联接。在例示的实施方案中，单个横杆122在两个销108之间延伸。任选地，一个或多个横杆122可在两个或更多个销108之间延伸。例如，第一横杆和第二横杆可在销108a1和108a2之间延伸，第一横杆可在销108a1和108a2之间延伸并且第二横杆可在销108a1和108b1之间延伸等。
横杆122与第一侧内表面134以距离404间隔开。另外，横杆122与第二侧内表面136以距离402间隔开。在图4所示的实施方案中，距离402和404大致相同。另选地，距离402可大于或小于距离404。例如，横杆122可以与第一侧内表面134以距离404分离，该距离大于将横杆122与第二侧内表面136分离的距离402。例如，可将横杆122设置成更靠近第一侧内表面134或第二侧内表面136中的一者。在例示的实施方案中，排A、B、C、D、E和F的每个横杆122与第一侧内表面134和第二侧内表面136以大致相同的距离402、404间隔开。例如，排A的横杆122和排B的横杆122一样与内表面134、136以大致相同的距离402、404间隔开。另选地，可将排A的横杆122设置成比排B的横杆122更靠近第一侧内表面134等。
横杆122沿杆平面406伸长。例如，横杆122沿杆平面406在第一端144和第二端146之间沿着(图2A的)翼型件102的径向长度124在方向416上伸长。附加地或另选地，横杆122可沿不同的杆平面406伸长。例如，一个或多个横杆122可在销平面408内沿与杆平面406大致偏离角度G的方向伸长。在图4所示的实施方案中，每个横杆122在杆平面406内沿方向416伸长。任选地，一个或多个横杆122可在杆平面406内沿不同方向伸长。将在下文中更详细地描述另选的实施方案。
销108沿销平面408伸长。销平面408是与杆平面406不同的平面。销108沿销平面408在第一侧内表面134和第二侧内表面136之间沿方向418伸长。在图4所示的实施方案中，每个销108在销平面408内沿方向418伸长。销平面408大致垂直于杆平面406。例如，销122沿方向418伸长，该方向大致垂直于沿方向416伸长的横杆122。另选地，销平面408可不垂直于杆平面406。任选地，一个或多个销108可在销平面408内沿不同方向伸长。将在下文中更详细地描述另选的实施方案。
图5A示出了根据一个实施方案的图4的横组106的顶视图。图5B示出了图4的横组106的侧视图。横组106延伸横组长度502。例如，横组长度502大致沿(图4的)轴向长度126的方向延伸。(图2A的)冷却腔104引导冷却空气沿方向101通过横组106。销108的线性排A、B、C、D、E和F被定位成沿横组长度502相隔距离506，使得排A的销108a与排B的销108b间隔开距离506。在例示的实施方案中，排A、B、C、D、E和F的销108间隔开相同的距离506。任选地，排A、B、C、D、E或F中的一者或多者的销108中的一个或多个可间隔开大于或小于距离506的距离。例如，排B的销108b可被定位成距排C的销108c比距排A的销108a更近。
横组106延伸横组宽度508。例如，横组宽度508大致沿(图4的)径向长度124的方向延伸。销108沿(图2A的)翼型件102的轴向长度126在冷却气流的方向101上与横组106的附加销108轴向偏离。例如，排A、B、C、D、E和F的销108被定位成沿横组宽度508相隔交错距离504，使得排F的销108f与排E的销108e间隔开交错距离504a。在例示的实施方案中，排A、B、C、D、E和F的销108间隔开相同的交错距离504。任选地，排A、B、C、D、E或F中的一者或多者的销108中的一个或多个可间隔开大于或小于交错距离504的交错距离。例如，销108f1可被定位成沿横组宽度508距销108e1比距销108e2更近。在例示的实施方案中，销108被定位成使得线性排A、C和E的销(108a,108c,108e)沿横组长度502轴向对齐，排B、D和F的销(108b,108d,108f)沿横组长度502轴向对齐，并且排A、C和E的销与排B、D和F的销轴向偏离。附加地或另选地，销108可沿横组长度502呈轴向对齐、轴向偏离或其任何组合中的一种或多种。例如，销108可沿轴向长度126具有重复的对齐和/或偏离构型，可沿轴向长度126具有无规的对齐和/或偏离构型，或其任何组合。
横组106的销108与同一线性排中的附加销以距离420分离。例如，第一排A的销108a被设置成使得销108a沿横组宽度508以距离420a间隔开，第二排B的销108b以与距离420a大致相同的距离420b间隔开。附加地或另选地，排A、B、C、D、E或F中的一者或多者的一个或多个销108可间隔开大于或小于距离420的独有和/或共同的距离。
销108具有大致圆形的第一剖面形状510，其中第一面积对应于第一剖面形状510。横杆122具有大致圆形的第二剖面形状522，其中第二面积对应于第二剖面形状522。销108的第一剖面形状510与横杆的第二剖面形状522不同。与销108的第一剖面形状510对应的第一面积大于与横杆122的第二剖面形状522对应的第二面积。例如，第一面积(例如，销的面积)与第二面积(例如，横杆的面积)之间的面积比至少为一。任选地，销的第一面积和横杆的第二面积之间的面积比可以是大于1的任何数。
图6示出了具有横组106的翼型件(对应于图2A的翼型件102)和具有传统销组的翼型件的热传递系数图。水平轴线表示离开冷却腔(例如，冷却腔104)的冷却空气的质量流速增加。垂直轴线表示热传递系数值增加。线602表示在包括传统销组(例如，没有横杆122的销组)的翼型件102的后端130处的第一排(例如，图4的排A)。线604表示在包括横组106(例如，包括横杆122)的翼型件102的后端130处的第一线性排A(图4)。在离开冷却腔被引导通过翼型件102的后端130的冷却流体的质量流速增加时，横组106具有比传统销组(例如，没有横杆122)更大的热传递系数值。相似地，线612表示在包括传统销组(例如，没有横杆122的销组)的翼型件102的后端130处的另选排(例如，图4的排F)。线614表示在包括横组106(例如，包括附加横杆122)的翼型件102的后端130处的附加线性排F(图4)。在离开冷却腔被引导通过翼型件102的后端130的冷却流体的质量流速增加时，横组106具有比传统销组(例如，没有横杆122)更大的热传递系数值。在第一排(例如，排A)处和在另选排(例如，排F)处，与没有横杆122的传统销组相比，横组106在质量流速增加时具有改善的热传递系数值。
图7、图8、图9和图10示出了根据四个实施方案的横组的四个示例。图7、图8、图9和图10的实施方案旨在为例示性的而非限制性的。可通过结合图7、图8、图9和图10的实施方案中的一者或多者或其任何组合来理解另选的实施方案。
图7A示出了根据一个实施方案的横组706的顶视图。图7B示出了横组706的侧视图。横组706延伸横组长度502。(图2A的)冷却腔104引导冷却空气沿方向101通过横组706。横组706包括销108和横杆122。排A、B、C、D、E和F的销108被定位成沿横组长度502相隔距离506。横组706延伸横组宽度508。排A、B、C、D、E和F的销108被定位成沿横组宽度508相隔相同的交错距离504。横杆122在销108之间延伸并且被定位在排B、D和F内。排A、C和E没有横杆。另选地，少于三排或多于三排可包括呈任何构型(例如，无规、图案化等)的横杆122。横杆122与第一侧内表面134以距离404间隔开，并且与第二侧内表面136以距离402间隔开。
图8A示出了根据一个实施方案的横组806的顶视图。图8B示出了横组806的侧视图。横组806延伸横组长度502和横组宽度508。(图2A的)冷却腔104引导冷却空气沿方向101通过横组806。横组806包括多个销108和多个横杆822。排A、B、C、D、E和F的销108被定位成沿横组长度502相隔距离506，并且被定位成沿横组宽度508相隔相同的交错距离504。横杆822在两个不同排中的销108之间延伸。例如，横杆822d在排D的销108d和排E的销108e之间延伸。相似地，横杆822e在排E的销108e和排F的销108f1之间延伸。任选地，横杆822e可在排E的销108e和排F的销108f2之间延伸。在例示的实施方案中，横组806的横杆822以重复图案在销之间延伸。任选地，横杆822可以任何构型(例如，无规、图案化等)在两排或更多排的销之间延伸。
图9A示出了根据一个实施方案的横组906的顶视图。图9B示出了横组906的侧视图。(图2A的)冷却腔104引导冷却空气沿方向101通过横组906。横组906包括排A、B、C、D、E和F内的多个销108，排A、C和E内的多个横杆122，以及排B、D和F内的多个横杆922。销108具有大致圆形的第一剖面形状510和对应于第一剖面形状510的第一面积。横杆122具有大致圆形的第二剖面形状522和对应于第二剖面形状522的第二面积。横杆922具有大致圆形的第三剖面形状908和对应于第三剖面形状908的第三面积。与横杆922的第三剖面形状908对应的第三面积大于与横杆122的第二剖面形状522对应的第二面积。另外，与横杆922对应的第三面积小于与销108的第一剖面形状510对应的第一面积。例如，横杆922的面积大于横杆122的面积但小于销108的面积。任选地，一个或多个排A、B、C、D、E或F可具有一个或多个横杆922和一个或多个横杆122。任选地，横杆922和横杆122可以任何组合定位在销108之间。
图10A示出了根据一个实施方案的横组1006的顶视图。图10B示出了横组1006的侧视图。(图2A的)冷却腔104引导冷却空气沿方向101通过横组1006。横组1006包括多个销108以及多个横杆122、1022a和1022b。横杆122在排A、C和E中的销108之间延伸。横杆1022a、1022b在排B、D和F中的销108之间延伸。横组1006延伸横组宽度508。排A、B、C、D、E和F的销108被定位成沿横组宽度508相隔交错距离1004a、1004b，其中距离1004a大于距离1004b。例如，销108f1与销108e1以距离1004a间隔开，并且销108e1与销108f2以距离1004b间隔开，使得销108e1被定位成沿横组宽度508距销108f2比距108f1更近。任选地，排A、B、C、D、E或F中的一者或多者的销108中的一个或多个可间隔开大于或小于交错距离1004a的交错距离或者大于或小于交错距离1004b的距离中的一个或多个。
横组1006延伸横组长度502。销108被定位成沿横组长度502相隔距离1016a、1016b，其中距离1016a小于距离1016b。例如，沿横组长度502，排A的销108a与排B的销108b间隔开距离1016a，并且排B的销108b与排C的销108c间隔开距离1016b，使得排B的销108b被定位成距排A的销108a比距排C的销108c更近。任选地，排A、B、C、D、E或F中的一者或多者的销108中的一个或多个可间隔开大于或小于距离1016a的距离或者大于或小于距离1016b的距离中的一个或多个。
横杆1022a与第一侧内表面134以距离1044间隔开。另外，横杆1022a与第二侧内表面136以小于距离1044的距离1042间隔开。例如，可将横杆1022a设置成距第二侧内表面136比距第一侧内表面134更近。另外，横杆1022b与第一侧内表面134以距离1054间隔开，并且横杆1022b与第二侧内表面136以大于距离1054的距离1052间隔开。例如，可将横杆1022b设置成距第一侧内表面134比距第二侧内表面136更近。任选地，横杆1022a、1022b中的一者或多者的第一端140可在更靠近第二侧内表面136的位置处与第一销联接，并且第二端142可在更靠近第一侧内表面134的位置处与第二销联接。例如，横杆1022a可在销108b1、108b2之间大致垂直地延伸，或者可在销108b1、108b2之间不垂直地延伸。
图11A示出了根据一个实施方案的横组1106的顶视图。图11B示出了横组1106的侧视图。横组1106延伸横组长度502和横组宽度508。(图2A的)冷却腔104引导冷却空气沿方向101通过横组1106。横组1106包括在排A、B、C、D、E和F内的多个销108和多个横杆1122。销108被定位成沿横组长度502相隔距离506，并且被定位成沿横组宽度508相隔相同的交错距离504。
横杆1122的第一端140与第二侧内表面136以距离1142间隔开。另外，横杆1122的第二端142与第二侧内表面136以距离1152间隔开。例如，横杆1122与销108的外表面成角度地偏离距离1120。可将横杆1122的第一端140设置成距第一侧内表面134比距第二侧内表面136更近。另外，可将横杆1122的第二端142设置成距第二侧内表面136比距第一侧内表面134更近。在例示的实施方案中，横杆1122b1和1122b2与销108b的外表面成角度地偏离相同距离1120。任选地，横杆1122中的一者或多者可与一个或多个销108的外表面成角度地偏离大于或小于距离1120的距离。例如，横杆1122b可成角度地偏离距离1120，并且横杆1122d可成角度地偏离大于距离1120的距离。
图12示出了根据一个实施方案的用于冷却涡轮组件的翼型件(例如，翼型件102)的操作冷却组件(例如，冷却组件100)的方法流程图。在1202处，通过横组(例如，横组106)将冷却腔(例如，冷却腔104)与翼型件102的外部流体联接。例如，横组106可以是在翼型件102的后端130处位于冷却腔104和后缘120之间的通道。在1204处，横组106被布置有一个或多个销108，使得这些销被伸长并且在与翼型件102的第一侧内表面134联接的第一端110和与翼型件102的第二侧内表面136联接的第二端112之间延伸。例如，销108可被布置在线性排(例如，排A、B、C、D、E、F)中，在一个或多个线性排中具有一个或多个销108。
在1206处，将一个或多个横杆122定位成连接销108。横杆122具有与第一销108的外表面联接的第一端140和与第二销108的外表面联接的相对第二端142。例如，横杆122可连接第一排内的两个销108，可将第一排中的销连接到第二排中的销等。
在1208处，通过横组106将冷却空气沿方向101导出冷却腔104到翼型件102的外部。例如，冷却空气中的至少一些(例如，空气、流体、冷却剂等)从冷却腔104流动、通过横组106、围绕销108和横杆122流到翼型件102的后端130的外部。
在本文所述的主题的一个实施方案中，冷却组件包括设置在涡轮组件内部的冷却腔。该冷却腔被构造成将冷却空气引导到涡轮组件的主体内部。冷却组件包括横组，该横组与冷却腔流体联接并且被定位成将冷却空气中的至少一些引导出冷却腔并且到主体外部。该横组包括多个销，所述多个销具有与主体的第一侧内表面联接的第一端和与主体的第二侧内表面联接的相对第二端。该横组还包括连接这些销的横杆。横杆在销之间延伸，使得横杆具有与这些销中的第一销的外表面联接的第一端和与这些销中的第二销的外表面联接的相对第二端。
任选地，横杆沿杆平面伸长，并且销沿不同的销平面伸长。任选地，横杆沿与销伸长的方向垂直的方向伸长。
任选地，冷却腔被成形为引导冷却空气沿与销伸长的方向垂直的方向流动。
任选地，主体是涡轮组件的翼型件，并且横组被设置在翼型件的后端处。
任选地，横杆与主体的第一侧内表面间隔开。任选地，横杆与主体的第二侧内表面间隔开。
任选地，销被布置在第一线性排中，并且横组包括被布置在一个或多个附加排中的销。任选地，冷却组件还包括连接附加销的一个或多个附加横杆。
任选地，横组还包括附加的多个销和一个或多个附加横杆，其中所述一个或多个附加横杆连接附加销。
任选地，销具有第一剖面形状，该第一剖面形状具有第一面积，并且横杆具有第二剖面形状，该第二剖面形状具有第二面积。任选地，第一面积大于第二面积，使得横组在销和横杆之间具有至少为一的面积比。
在本文所述的主题的另一个实施方案中，冷却组件包括设置在涡轮组件内部的冷却腔。该冷却腔被构造成将冷却空气引导到涡轮组件的主体内部。冷却组件包括横组，该横组与冷却腔流体联接并且被定位成将冷却空气中的至少一些引导出冷却腔并且到主体外部。该横组包括多个销，所述多个销具有与主体的第一侧内表面联接的第一端和与主体的第二侧内表面联接的相对第二端。该横组还包括连接这些销的横杆，其中该横杆与第一侧内表面间隔开，并且该横杆与第二侧内表面间隔开。
任选地，横杆在销之间延伸，使得横杆具有与这些销中的第一销的外表面联接的第一端和与这些销中的第二销的外表面联接的相对第二端。
任选地，主体是涡轮组件的翼型件，并且横组被设置在翼型件的后端处。
任选地，销被布置在第一线性排中，并且横组包括布置在一个或多个附加线性排中的附加销。任选地，冷却组件还包括连接附加销的一个或多个附加横杆。
任选地，横组还包括附加的多个销和一个或多个附加横杆，其中所述一个或多个附加横杆连接附加销。
任选地，销具有第一剖面形状，该第一剖面形状具有第一面积，并且横杆具有第二剖面形状，该第二剖面形状具有第二面积，其中第一面积大于第二面积，使得横组在销和横杆之间具有至少为一的面积比。
在本文所述的主题的另一个实施方案中，冷却组件包括设置在涡轮组件内部的冷却腔。该冷却腔被构造成将冷却空气引导到涡轮组件的主体内部。冷却组件包括横组，该横组与冷却腔流体联接并且被定位成将冷却空气中的至少一些引导出冷却腔并且到主体外部。该横组包括布置在线性排中的多个销。这些销具有与主体的第一侧内表面联接的第一端和与主体的第二侧内表面联接的相对第二端。该横组还包括连接这些销的横杆。这些横杆在销之间延伸，使得这些横杆中的第一横杆具有与这些销中的第一销的外表面联接的第一端和与这些销中的第二销的外表面联接的相对第二端。横杆与第一侧内表面间隔开，并且横杆与第二侧内表面间隔开。
如本文所用，以单数形式列举并且以单词“一”或“一个”开头的元件或步骤应该被理解为不排除多个所述元件或步骤，除非明确说明这种排除。此外，对本发明所述的主题的“一个实施方案”的引用不旨在被解释为排除也包含所述特征的附加实施方案的存在。此外，除非明确地相反说明，否则“包括”或“具有”包括特定属性的一个元件或多个元件的实施方案可包括不具有该特性的其他此类元件。
应当理解，以上描述旨在为示例性的而非限制性的。例如，上述实施方案(和/或其方面)可彼此结合使用。此外，在不脱离本发明范围的情况下，可作出许多修改以使特定情况或材料适应本文所述主题的教导内容。虽然本文所述材料的尺寸和类型旨在限定所公开的主题的参数，但它们不是限制性的并且是示例性实施方案。在回顾以上描述时，许多其他实施方案对本领域的技术人员而言将是显而易见的。因此，本文所述主题的范围应当参考所附权利要求书以及此类权利要求书对其有权利的等同物的全部范围来确定。在所附权利要求书中，术语“包括(including)”和“其中(in which)”用作相应术语“包括(comprising)”和“其中(wherein)”的纯英文等同形式。此外，在以下权利要求书中，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标记，并且不旨在对它们的对象施加数值要求。此外，以下权利要求书的限制不是以平均值加函数格式书写的，并且不旨在基于35U.S.C.§112(f)来解释，除非且直到此类权利要求书限制在其他结构的空隙函数的说明之后明确使用短语“用于……的方式”。
该书面描述使用示例来公开本文所述主题的若干实施方案，包括最佳模式，并且还使得本领域普通技术人员能够实践所公开主题的实施方案，包括制造和使用设备或系统以及执行这些方法。本文所述主题的可专利范围由权利要求限定，并且可包括本领域普通技术人员想到的其他示例。如果这些其他示例具有与权利要求书的字面语言没有不同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求书的字面语言无实质差别的等效结构元件，则此类其他示例旨在权利要求书的范围内。

Claims (8)

1.一种冷却组件(100)，包括：
冷却腔(104)，所述冷却腔设置在涡轮组件(10)的内部，所述冷却腔(104)被构造成将冷却空气引导到所述涡轮组件(10)的主体内部；和
横组(106)，所述横组与所述冷却腔(104)流体联接并且被定位成将所述冷却空气中的至少一些引导出所述冷却腔(104)并且到所述主体外部，所述横组(106)包括多个销(108)，所述多个销具有与所述主体的第一侧内表面(134)联接的第一端(110)和与所述主体的第二侧内表面(136)联接的相对第二端(112)，
其中所述横组(106)还包括连接所述销(108)的横杆(122)，其中所述横杆(122)与所述第一侧内表面(134)间隔开，并且所述横杆(122)与所述第二侧内表面(136)间隔开；
其中，所述横杆与所述销中的第一销的内表面和所述销中的第二销的内表面联接。
2.根据权利要求1所述的冷却组件(100)，其中所述主体是所述涡轮组件的翼型件(102)，所述横组(106)被设置在所述翼型件的后端处。
3.根据权利要求1所述的冷却组件(100)，其中所述销(108)被布置在第一线性排中，并且所述横组包括布置在一个或多个附加线性排中的附加销。
4.根据权利要求3所述的冷却组件(100)，还包括连接所述附加销的一个或多个附加横杆。
5.根据权利要求4所述的冷却组件(100)，其中所述附加横杆在所述附加销之间延伸，使得所述附加横杆具有与所述附加销中的第一销的外表面联接的第一端和与所述附加销中的第二销的外表面联接的相对第二端。
6.根据权利要求1所述的冷却组件(100)，其中所述横组(106)还包括多个附加销和一个或多个附加横杆，其中所述一个或多个附加横杆连接所述附加销。
7.根据权利要求1所述的冷却组件(100)，其中所述销(108)具有第一剖面形状，所述第一剖面形状具有第一面积，并且所述横杆具有第二剖面形状，所述第二剖面形状具有第二面积，其中所述第一面积大于所述第二面积，使得所述横组在所述销和所述横杆之间具有至少为一的面积比。
8.一种冷却组件(100)，包括：
冷却腔(104)，所述冷却腔设置在涡轮组件(10)的内部，所述冷却腔(104)被构造成将冷却空气引导到所述涡轮组件(10)的主体内部；和
横组(106)，所述横组与所述冷却腔(104)流体联接并且被定位成将所述冷却空气中的至少一些引导出所述冷却腔并且到所述主体外部，所述横组包括布置在线性排中的多个销(108)，所述多个销具有与所述主体的第一侧内表面联接的第一端和与所述主体的第二侧内表面联接的相对第二端，
其中所述横组(106)还包括连接所述销的横杆(122)，所述横杆(122)在所述销(108)之间延伸，使得所述横杆中的第一横杆具有与所述销中的第一销的内表面联接的第一端和与所述销中的第二销的内表面联接的相对第二端，其中所述横杆与所述第一侧内表面间隔开，并且所述横杆(122)与所述第二侧内表面间隔开。
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