用于涡轮组件的冷却组件制造技术

本发明专利技术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。

Cooling assembly for turbine assembly

The invention provides a cooling component, which comprises a cooling chamber arranged inside the turbine component. The cooling chamber is configured to guide cooling air into the main body of the turbine assembly. The cooling assembly includes a transverse group which is connected with the cooling chamber fluid and is positioned to guide at least some of the cooling air out of the cooling chamber and to the outside of the main body. The transverse group includes a plurality of pins having a first end connected with the first side inner surface of the main body and a relative second end connected with the second side inner surface of the main body. The cross group also includes a cross bar connecting the pins. The cross bar extends between the pins so that the cross bar has a second end connected with the outer surface of the first pin in the pin and a second end connected with the outer surface of the second pin in the pin.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于涡轮组件的冷却组件
本文所述的主题涉及冷却涡轮组件。
技术介绍
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。
技术实现思路
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，将更好地理解本专利技术主题，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专利技术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。本文所述的专利技术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。前端本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种冷却组件，包括：/n冷却腔，所述冷却腔设置在涡轮组件的内部，所述冷却腔被构造成将冷却空气引导到所述涡轮组件的主体内部；和/n横组，所述横组与所述冷却腔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，所述横组包括多个销，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，/n其中所述横组还包括连接所述销的横杆，所述横杆在所述销之间延伸，使得所述横杆具有与所述销中的第一销的外表面联接的第一端和与所述销中的第二销的外表面联接的相对第二端。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种冷却组件，包括：
冷却腔，所述冷却腔设置在涡轮组件的内部，所述冷却腔被构造成将冷却空气引导到所述涡轮组件的主体内部；和
横组，所述横组与所述冷却腔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，所述横组包括多个销，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，
其中所述横组还包括连接所述销的横杆，所述横杆在所述销之间延伸，使得所述横杆具有与所述销中的第一销的外表面联接的第一端和与所述销中的第二销的外表面联接的相对第二端。


2.根据权利要求1所述的冷却组件，其中所述横杆沿杆平面伸长，并且所述销沿不同的销平面伸长。


3.根据权利要求1所述的冷却组件，其中所述横杆沿与所述销伸长的方向垂直的方向伸长。


4.根据权利要求1所述的冷却组件，其中所述冷却腔被成形为引导所述冷却空气沿与所述销伸长的方向垂直的方向流动。


5.根据权利要求1所述的冷却组件，其中所述主体是所述涡轮组件的翼型件，所述横组被设置在所述翼型件的后端处。


6.根据权利要求1所述的冷却组件，其中所述横杆与所述主体的所述第一侧内表面间隔开。


7.根据权利要求1所述的冷却组件，其中所述横杆与所述主体的所述第二侧内表面间隔开。


8.根据权利要求1所述的冷却组件，其中所述销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。


9.根据权利要求8所述的冷却组件，还包括连接所述附加销的一个或多个附加横杆。


10.根据权利要求1所述的冷却组件，其中所述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所述附加销。


11.根据权利要求1所述的冷却组件，其中所述销具有第一剖面形状，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。


12.根据权利要求11所述的冷却组件，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。


13.一种冷却组件，包括：
冷却腔，所述冷却腔设置在涡轮组件的内部，所述冷却腔被...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗洛里安·霍夫勒，托马斯·福纳，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US