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具有非均匀人字形销的 发动机构件

阅读：131发布：2024-01-12

专利汇可以提供具有非均匀人字形销的发动机构件专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种用于冷却发动机构件(诸如翼型件)的设备和方法可包括将冷却流体流与热流分离的外壁。冷却回路可设在包括冷却通路的发动机构件中，该发动机构件在冷却通路内具有至少一个销，该至少一个销具有人字形形状和非均匀的构造。，下面是具有非均匀人字形销的发动机构件专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种用于涡轮发动机的翼型件，所述翼型件包括：
外壁，其限定压力侧和吸力侧，在限定翼弦方向的前缘与后缘之间沿轴向延伸并在限定翼展方向的根部与末梢之间沿径向延伸；
冷却回路，其位于所述翼型件内并且包括限定冷却通路的通路壁；以及至少一个销，其跨越所述冷却通路并且具有两个腿部，所述两个腿部各自限定腿部轴线并且在限定销中心线的接合部处连结，其中所述销相对于所述销中心线为不对称的。
2.根据权利要求1所述的翼型件，其特征在于，所述腿部轴线为不平行的。
3.根据权利要求2所述的翼型件，其特征在于，所述腿部轴线在它们之间限定锐角。
4.根据权利要求2所述的翼型件，其特征在于，所述各个腿部轴线限定相对于所述销中心线的腿部角度，并且所述腿部角度为不相等的。
5.根据权利要求1所述的翼型件，其特征在于，所述两个腿部包括不同的长度，以限定关于所述至少一个销的不对称性。
6.根据权利要求1所述的翼型件，其特征在于，所述接合部相对于所述通路壁等距地定向在所述冷却通路的中心处。
7.根据权利要求1所述的翼型件，其特征在于，关于所述至少一个销的所述不对称性包括所述两个腿部中的至少一个限定相对于所述销中心线的大于60度的高角度。
8.根据权利要求1所述的翼型件，其特征在于，关于所述至少一个销的所述不对称性包括所述两个腿部中的至少一个限定相对于所述销中心线的小于30度的低角度。
9.根据权利要求1所述的翼型件，其特征在于，所述两个腿部中的一个腿部为弯曲的，以限定关于所述至少一个销的所述不对称性。
10.根据权利要求9所述的翼型件，其特征在于，所述两个腿部中的所述弯曲腿部限定相对于所述弯曲腿部的内边缘的曲率半径在所述至少一个销的厚度的0.5倍和4.0倍之间。

说明书全文

具有非均匀人字形销的发动机构件

背景技术

[0001] 涡轮发动机，且特别是燃气涡轮发动机或燃烧涡轮发动机，为旋转式发动机，其从经过发动机到多个旋转涡轮叶片上的燃烧气流提取能量。

[0002] 用于飞行器的燃气涡轮发动机设计成在高温下操作以最大化发动机效率，因此某些发动机构件(诸如高压涡轮和低压涡轮)的冷却可为有益的。典型地，通过将较冷的空气从高压和/或低压压缩机用管道输送至需要冷却的发动机构件来实现冷却。高压涡轮中的温度为1000℃到2000℃左右，并且来自压缩机的冷却空气温度为500℃到700℃左右。虽然压缩机空气温度高，但其相对于涡轮空气较冷，并从而可用于冷却涡轮。

[0003] 现代涡轮叶片大体上包括用于输送冷却空气穿过叶片以冷却叶片的不同部分的一个或更多个内部冷却回路，并且可包括专用冷却回路，用于冷却叶片的不同部分，诸如叶片的前缘、后缘以及末梢。发明内容

[0004] 在一个方面，本公开涉及一种用于涡轮发动机的翼型件，该翼型件包括外壁，其限定压力侧和吸力侧，在前缘与后缘之间沿轴向延伸而限定翼弦方向并且在根部与末梢之间沿径向延伸而限定翼展方向。冷却回路位于翼型件内并包括限定冷却通路的通路壁。至少一个销跨越冷却通路并且具有带两个腿部的人字形形状的本体，该两个腿部在限定本体中心线的接合部处连结。人字形形状的本体相对于本体中心线为不对称的。

[0005] 在另一方面，本公开涉及一种用于涡轮发动机的构件，该构件包括外壁，其将冷却气流与热气流分离，具有面向冷却气流的第一表面和面向热气流的第二表面。冷却回路位于构件内并包括限定冷却通路的通路壁。至少一个销跨越冷却通路并且具有带两个腿部的人字形形状的本体，该两个腿部在限定本体中心线的接合部处连结。人字形形状的本体相对于本体中心线为不对称的。

[0006] 在又一方面，本公开涉及一种使涡轮构件冷却的方法，其包括通过使冷却流体流过至少一个销来产生不对称的湍流，该至少一个销具有带两个腿部的人字形形状的本体，该两个腿部在限定本体中心线的接合部处连结。人字形形状的本体相对于本体中心线为不对称的。

[0007] 技术方案1. 一种用于涡轮发动机的翼型件，所述翼型件包括：外壁，其限定压力侧和吸力侧，在限定翼弦方向的前缘与后缘之间沿轴向延伸并在限定翼展方向的根部与末梢之间沿径向延伸；
冷却回路，其位于所述翼型件内并且包括限定冷却通路的通路壁；以及
至少一个销，其跨越所述冷却通路并且具有两个腿部，所述两个腿部各自限定腿部轴线并且在限定销中心线的接合部处连结，其中所述销相对于所述销中心线为不对称的。

[0008] 技术方案2. 根据技术方案1所述的翼型件，其特征在于，所述腿部轴线为不平行的。

[0009] 技术方案3. 根据技术方案2所述的翼型件，其特征在于，所述腿部轴线在它们之间限定锐角。

[0010] 技术方案4. 根据技术方案2所述的翼型件，其特征在于，所述各个腿部轴线限定相对于所述销中心线的腿部角度，并且所述腿部角度为不相等的。

[0011] 技术方案5. 根据技术方案1所述的翼型件，其特征在于，所述两个腿部包括不同的长度，以限定关于所述至少一个销的不对称性。

[0012] 技术方案6. 根据技术方案1所述的翼型件，其特征在于，所述接合部相对于所述通路壁等距地定向在所述冷却通路的中心处。

[0013] 技术方案7. 根据技术方案1所述的翼型件，其特征在于，关于所述至少一个销的所述不对称性包括所述两个腿部中的至少一个限定相对于所述销中心线的大于60度的高角度。

[0014] 技术方案8. 根据技术方案1所述的翼型件，其特征在于，关于所述至少一个销的所述不对称性包括所述两个腿部中的至少一个限定相对于所述销中心线的小于30度的低角度。

[0015] 技术方案9. 根据技术方案1所述的翼型件，其特征在于，所述两个腿部中的一个腿部为弯曲的，以限定关于所述至少一个销的所述不对称性。

[0016] 技术方案10. 根据技术方案9所述的翼型件，其特征在于，所述两个腿部中的所述弯曲腿部限定相对于所述弯曲腿部的内边缘的曲率半径在所述至少一个销的厚度的0.5倍和4.0倍之间。

[0017] 技术方案11. 根据技术方案1所述的翼型件，其特征在于，关于所述至少一个销的所述不对称性包括相对于所述销中心线的非恒定截面面积。

[0018] 技术方案12. 根据技术方案1所述的翼型件，其特征在于，关于所述至少一个销的所述不对称性包括沿着所述销平行于所述销中心线截取的变化轮廓。

[0019] 技术方案13. 根据技术方案12所述的翼型件，其特征在于，所述两个腿部中的一个腿部的轮廓为直线的，并且所述两个腿部中的另一个腿部包括为圆形的轮廓。

[0020] 技术方案14. 根据技术方案1所述的翼型件，其特征在于，所述外壁至少部分地由所述通路壁形成。

[0021] 技术方案15. 根据技术方案1所述的翼型件，其特征在于，所述至少一个销的所述不对称性由所述两个腿部的不同体积来限定。

[0022] 技术方案16. 根据技术方案1所述的翼型件，其特征在于，所述至少一个销包括人字形形状本体。

[0023] 技术方案17. 根据技术方案1所述的翼型件，其特征在于，所述冷却通路限定通路中心线，并且所述至少一个销的所述销中心线相对于所述通路中心线偏移。

[0024] 技术方案18. 根据技术方案1所述的翼型件，其特征在于，所述至少一个销包括至少部分地延伸穿过所述至少一个销的内部通路。

[0025] 技术方案19. 根据技术方案18所述的翼型件，其特征在于，所述内部通路包括设在所述至少一个销上的入口和出口。

[0026] 技术方案20. 根据技术方案19所述的翼型件，其特征在于，相对于穿过所述冷却通路的冷却流体流，所述入口设在所述销的上游侧上，并且所述出口设在所述销的下游侧上。

[0027] 技术方案21. 一种用于涡轮发动机的构件，构件包括：外壁，其将冷却气流与热气流分离，具有面向所述冷却气流的第一表面和面向所述热气流的第二表面；
冷却回路，其位于所述构件内并且包括限定冷却通路的通路壁；以及
至少一个销，其跨越所述冷却通路并且具有两个腿部，所述两个腿部各自限定腿部轴线并且在限定销中心线的接合部处连结，并且所述至少一个销相对于所述销中心线为不对称的。

[0028] 技术方案22. 根据技术方案21所述的翼型件，其特征在于，所述腿部轴线为不平行的。

[0029] 技术方案23. 根据技术方案22所述的翼型件，其特征在于，所述各个腿部轴线限定相对于所述销中心线的腿部角度，并且所述腿部角度为不相等的。

[0030] 技术方案24. 根据技术方案21所述的构件，其特征在于，所述两个腿部包括不同的长度，以限定关于所述至少一个销的所述不对称性。

[0031] 技术方案25. 根据技术方案21所述的构件，其特征在于，所述两个腿部中的一个腿部弯曲为弯曲的腿部，以限定关于所述至少一个销的所述不对称性。

[0032] 技术方案26. 一种使涡轮构件冷却的方法，所述方法包括：通过使冷却流体流过具有两个腿部的至少一个销来产生不对称的湍流，所述两个腿部各自限定腿部轴线并且在限定销中心线的接合部处连结，并且所述至少一个销相对于所述销中心线为不对称的。

[0033] 技术方案27. 根据技术方案26所述的方法，其特征在于，所述腿部轴线为不平行的。

[0034] 技术方案28. 根据技术方案26所述的方法，其特征在于，所述各个腿部轴线限定相对于所述销中心线的腿部角度，并且所述腿部角度为不相等的。

[0035] 技术方案29. 根据技术方案26所述的方法，其特征在于，所述方法还包括使所述冷却流体的至少一部分经过所述至少一个销内的内部通路。附图说明

[0036] 在附图中：图1为用于飞行器的燃气涡轮发动机的示意性截面图。

[0037] 图2为设在图1的燃气涡轮发动机中的叶片的透视图。

[0038] 图3为沿截面3-3截取的图2的叶片的截面视图，且其示出设在叶片中的销组。

[0039] 图4为沿图3的截面4-4截取的示例性截面视图，示出了销组中的非均匀销，其具有关于人字形销的腿部的不同角度。

[0040] 图5为图3的销的另一示例性截面视图，示出了附加的非均匀销，其具有关于销的腿部的附加角度。

[0041] 图6为示出沿着非均匀销的销组经过的冷却流体流的另一示例性截面视图。

[0042] 图7为具有弯曲腿部的非均匀销的示例性截面视图。

[0043] 图8为具有非均匀截面形状和面积的另一示例性非均匀销。

[0044] 图9为示出非均匀销上的变化的另一示例性截面视图。

[0045] 图10为示出具有相对于通路中心线偏移的销中心线的销的另一示例性截面视图。

[0046] 图11为示出具有限定关于销的不对称性的内部通路的销的另一示例性截面视图。

[0047] 部件列表10 发动机
12 中心线
14 前部
16 后部
18 风扇区段
20 风扇
22 压缩机区段
24 LP压缩机
26 HP压缩机
28燃烧区段
30 燃烧器
32 涡轮区段
34 HP涡轮
36 LP涡轮
38 排气区段
40 风扇壳体
42 风扇叶片
44 核心
46 核心壳体
47 功率齿轮箱
48 HP 转轴
50 LP转轴
51 转子
52 HP压缩机级
54 HP压缩机级
56 LP压缩机叶片
58 HP压缩机叶片
60 LP压缩机导叶
61 盘
62 HP压缩机导叶
63 定子
64 HP涡轮级
66 LP涡轮级
68 HP涡轮叶片
70 LP涡轮叶片
71 盘
72 HP涡轮导叶
74 LP涡轮导叶
76 加压的周围空气
77 放气
78 气流
80 出口导叶组件
82 翼型件导叶
84 风扇排气侧
90 燕尾榫
92 翼型件
94 末梢
96 根部
98 平台
100 入口通路
102 通路出口
C 冷却流体流
110 外壁
112 第一表面
114 第二表面
116 压力侧壁
118 吸力侧壁
120 前缘
122 后缘
124 内部
130 肋
132 冷却通路
134 冷却回路
140 销组
142 第一侧壁
144 第二侧壁
146 第一端壁
148 第二端壁
150 人字形销
150a 第一人字形销
150b 第二人字形销
150c 第三人字形销
150d 第四人字形销
150e 第五人字形销
150f 第六人字形销
150g 第七人字形销
150h 第八人字形销
152 腿部轴线
158 接合部
160 第一腿部
162 第二腿部
164 标准角度
166 高角度
168 低角度
170 销中心线
172 湍流
190 人字形销
190a 第一人字形销
190b 第二人字形销
190c 第三人字形销
192 冷却通路
194 冷却回路
196 第一侧壁
198 第二侧壁
200 接合部
202 第一腿部
204 第二腿部
206 标准角度
208 厚度
210 曲率半径
212 内边缘
214 腿部轴线
230 人字形销
232 接合部
234 第一腿部
236 第二腿部
238 第一截面形状
240 第二截面形状
242 厚度
300 冷却通路
302 第一侧壁
304 第二侧壁
306 第一不对称人字形销
308 腿部
310 接合部
312 曲率半径
314 内表面
316 拐点
320 第二不对称人字形销
322 腿部
324 接合部
326 混和接合部
330 第三不对称人字形销
332 腿部
334 间隙
336 孔口
338 接合部
400 冷却通路
402 第一侧壁
404 第二侧壁
406 通路中心线
408 销
410 腿部
412 接合部
414 销中心线
500 冷却通路
502 第一侧壁
504 第二侧壁
508 通路中心线
510 销
512 腿部
514 接合部
516 内部通路
518 入口
520 出口
522 上游侧
524 下游侧。

具体实施方式

[0048] 本文描述的公开的方面涉及通过销组中的一个或多个销设置的导管。出于图示的目的，将关于用于飞行器的燃气涡轮发动机的叶片翼型件来描述本公开。然而，将理解的是，本文描述的公开的方面不限于此，并且可在此类发动机的其它构件(包括但不限于导叶、喷嘴、支柱或护罩)内具有普遍适用性，并且可包括任何合适类型的涡轮发动机，以及非飞行器应用(诸如其它移动应用以及非移动工业、商业和住宅应用)。

[0049] 如本文中使用的，用语“向前”或“上游”是指在朝向发动机入口的方向上移动，或构件与另一构件相比相对更靠近发动机入口。结合“向前”或“上游”使用的用语“向后”或“下游”是指朝向发动机的后部或出口的方向，或构件与另一构件相比相对更靠近发动机出口。另外，如本文使用的，用语“径向”或“径向地”是指在发动机的中心纵向轴线与外部发动机圆周之间延伸的维度。此外，如本文使用的，用语“成组”或一“组”元件可为任何数量的元件，包括仅一个元件。

[0050] 所有的方向参照(例如，径向、轴向、近侧、远侧、上部、下部、朝上、朝下、左、右、侧向、前、后、顶部、底部、上面、下面、竖直、水平、顺时针、逆时针、上游、下游、前部、后部等)仅用于标识目的以帮助读者理解本公开，且不产生限制，尤其不限制本文所述的公开的方面的位置、定向或用途。连接参照(例如，附接、联接、连接和连结)应被宽泛地解释且可包括在一系列元件之间的中间部件和在元件之间的相对移动，除非另外指示。因此，连接参照不一定指两个元件直接连接和以固定的关系连接至彼此。示例性附图仅用于图示目的，且所附的图中反映的维度、位置、顺序和相对大小可改变。

[0051] 参照图1，发动机10具有从前部14至后部16延伸的大体上沿纵向延伸的轴线或中心线12。发动机10以下游串流关系包括：包括风扇20的风扇区段18、包括增压器或低压(LP)压缩机24和高压(HP)压缩机26的压缩机区段22、包括燃烧器30的燃烧区段28、包括HP涡轮34和LP涡轮36的涡轮区段32以及排气区段38。

[0052] 风扇区段18包括包绕风扇20的风扇壳体40。风扇20包括围绕中心线12沿径向设置的多个风扇叶片42。HP压缩机26、燃烧器30以及HP涡轮34形成产生燃烧气体的发动机10的核心44。核心44由可与风扇壳体40联接的核心壳体46包绕。

[0053] 围绕发动机10的中心线12同轴设置的HP轴或转轴48传动地将HP涡轮34连接至HP压缩机26。在较大直径的环形HP转轴48内围绕发动机10的中心线12同轴设置的LP轴或转轴50传动地将LP涡轮36连接至LP压缩机24和风扇20。转轴48,50可围绕发动机中心线旋转并且联接至多个可旋转元件，可旋转的元件可共同地限定转子51。

[0054] LP压缩机24和HP压缩机26分别包括多个压缩机级52,54，其中一组压缩机叶片56,58相对于对应的一组静态压缩机导叶60,62(也称为喷嘴)旋转，以对经过级的流体流压缩或加压。在单个压缩机级52,54中，多个压缩机叶片56,58可设置成环，并且可相对于中心线
12从叶片平台沿径向向外延伸至叶片末梢，同时对应的静态压缩机导叶60,62定位在旋转叶片56,58上游并邻近旋转叶片56,58。注意的是，选择示于图1中的叶片、导叶以及压缩机级的数量仅用于图示目的，并且其它数量也是可行的。

[0055] 用于压缩机的级的叶片56,58安装于盘61，盘61安装于HP转轴48和LP转轴50中的对应一个，其中各个级具有其自身的盘61。用于压缩机的级的导叶60,62以周向布置安装于核心壳体46。

[0056] HP涡轮34和LP涡轮36分别包括多个涡轮级64,66，其中一组涡轮叶片68,70相对于对应的一组静态涡轮导叶72,74(也称为喷嘴)旋转，以从经过级的流体流提取能量。在单个涡轮级64,66中，多个涡轮叶片68,70可设置成环，并可相对于中心线12从叶片平台沿径向向外延伸至叶片末梢，同时对应的静态涡轮导叶72,74定位在旋转叶片68,70上游并邻近旋转叶片68,70。注意的是，选择示于图1中的叶片、导叶以及涡轮级的数量仅用于图示目的，并且其它数量也是可行的。

[0057] 用于涡轮的级的叶片68,70可安装于盘71，盘71安装于HP转轴48和LP转轴50中的对应一个，其中各个级具有专用的盘71。用于压缩机的级的导叶72,74可以周向布置安装于核心壳体46。

[0058] 与转子部分互补的发动机10的固定部分，诸如在压缩机区段22和涡轮区段32之中的静态导叶60,62,72,74也被单独地或共同地称为定子63。因此，定子63可指遍及发动机10的非旋转元件的组合。

[0059] 在操作中，离开风扇区段18的气流分开使得气流的一部分被引导到LP压缩机24中，然后LP压缩机24将加压空气76供应至HP压缩机26，HP压缩机26进一步对空气加压。来自HP压缩机26的加压空气76在燃烧器30中与燃料混合，在燃烧器30中，燃料燃烧，由此产生燃烧气体。HP涡轮34从这些气体提取一些功，HP涡轮34驱动HP压缩机26。HP涡轮34将燃烧气体排到LP涡轮36中，LP涡轮36提取额外的功以驱动LP压缩机24，并且排出气体最终经由排气区段38从发动机10排出。LP涡轮36的驱动会驱动LP转轴50以使风扇20和LP压缩机24旋转。

[0060] 加压气流76的一部分可作为放气77被从压缩机区段22抽出。放气77可被从加压气流76抽出，并被提供至需要冷却的发动机构件。进入燃烧器30的加压气流76的温度显著地升高。因此，由放气77提供的冷却对于此类发动机构件在升高的温度环境中操作是必要的。

[0061] 气流78的其余部分绕过LP压缩机24和发动机核心44，并且通过固定导叶排离开发动机组件10，并且更具体而言，通过在风扇排气侧84处的出口导叶组件80离开，出口导叶组件80包括多个翼型件导叶82。更具体而言，邻近风扇区段18使用周向排的沿径向延伸的翼型件导叶82，以对气流78施加一些方向控制。

[0062] 由风扇20供应的空气中的一些可绕过发动机核心44，并且用于发动机10的部分尤其是热的部分的冷却，并且/或者用于冷却飞行器的其它方面或对飞行器的其它方面提供功率。在涡轮发动机的背景下，发动机的热的部分通常在燃烧器30下游，尤其是在涡轮区段32下游，其中HP涡轮34为最热部分，因为HP涡轮34直接在燃烧区段28下游。其它冷却流体源可为但不限于从LP压缩机24或HP压缩机26排出的流体。

[0063] 图2为发动机构件的透视图，发动机构件呈来自图1的发动机10的涡轮叶片68中的一个的形式。涡轮叶片68包括燕尾榫90和翼型件92。翼型件92包括在其间限定翼展方向的末梢94和根部96。翼型件92在根部96处安装至平台98处的燕尾榫90。平台98有助于沿径向容纳涡轮发动机主流气流。燕尾榫90可构造成安装至发动机10上的涡轮转子盘71(图1)。燕尾榫90还包括至少一个入口通路100，示例性地示出为三个入口通路100，它们各自延伸穿过燕尾榫90，以在通路出口102处提供与翼型件92的内部流体连通。应当认识到的是，以截面示出燕尾榫90，使得入口通路100容纳在燕尾榫90的本体内。冷却流体流C可通过入口通路100提供至翼型件92。冷却流体流C可用于冷却在升高的温度下操作的翼型件92的部分。

[0064] 转至图3，翼型件92包括具有第一表面112和第二表面114的外壁110。第一表面112可为面对热气流的翼型件92的外表面，并且第二表面114可为面对冷却气流(诸如图2的冷却流体流C)的翼型件92的内表面。外壁110还限定凹形压力侧壁116和凸形吸力侧壁118，它们连结在一起，以限定具有前缘120和后缘122的翼型形状，前缘120和后缘122在其间限定翼弦方向。翼型件92具有由外壁110包封的内部124。在操作中，叶片68沿使得压力侧壁116遵随吸力侧壁118的方向旋转。因此，如图3中示出的，翼型件92将朝向页面顶部向上旋转，并且略微旋转到页面中。

[0065] 一个或更多个肋130可将内部124分成多个冷却通路132。冷却通路132可沿大致翼展方向至少部分地延伸穿过翼型件92。应当理解的是，冷却通路132和翼型件92的特定内部124为示例性的并且仅用于理解的目的。冷却通路132可包括附加元件，诸如通路、通道、回路、销组、子回路、仓室、壁附近的冷却回路或类似物。冷却通路132和任何此类附加元件可在翼型件92的内部124内形成冷却回路134。

[0066] 内部124还可包括第一销组140。销组140可沿着外壁110的吸力侧壁118设置，但可设想任何位置。销组140可包括布置为第一侧壁142和第二侧壁144的通路壁，其中第二侧壁144形成为外壁110的一部分。应当认识到的是，外壁110不需要形成销组140的一部分或销组140的侧壁142,144中的任一个。在此类示例中，销组140可由完全容纳在翼型件92的内部
124内的侧壁142,144形成。第一侧壁142和第二侧壁144可由第一端壁146和第二端壁148连接，以将销组140限定为沿翼展方向延伸穿过翼型件92的冷却通路132。如示出的，第一端壁
146形成为一个肋130的部分，但还设想的是，第一端壁146可独立于任何其它内部或外部结构或壁形成。一个或更多个销，诸如人字形销150，在第一侧壁142与第二侧壁144之间延伸。
例如可为人字形形状的销的销150可大体上限定不对称性，人字形形状的销包括在接合部处邻接的两个成角度相反的腿部。销组140可在侧壁142,144与端壁146,148之间至少部分地形成冷却通路132，或者可形成为由肋130限定的冷却通路132的部分。无论如何，应当认识到的是，销组140设在冷却通路132中，冷却通路132形成为穿过翼型件92的冷却回路134的一部分。

[0067] 应当理解的是，冷却通路132、销组140以及人字形销150的定位、数量以及定向不应当限于如示出的那样。图3的翼型件92仅作为示例，以便于理解本文描述的方面。冷却通路132、冷却回路134、销组140或人字形销150的数量、组织、几何结构、位置或其它可以任何方式改变，使得冷却流体流可通过延伸穿过翼型件92的冷却回路134的冷却通路132提供，其中销组140设在冷却通路132中，并且至少一个人字形销150设在销组140中。

[0068] 另外，应当认识到的是，翼型件92的方面可对使用销组冷却的任何发动机构件具有同等的适用性。此类构件的非限制性示例可包括导叶、喷嘴、护罩或燃烧衬套。外壁110可为此类发动机构件的壁，用于例如分别在第一表面112和第二表面114处将热气流与冷却气流分离。具有相对侧壁的冷却通路可延伸穿过此类发动机构件，其限定冷却回路的至少一部分，用于提供穿过构件的冷却气流，并且包括一组销，以在冷却通路中形成销组。至少一个人字形销可包括在设在发动机构件的冷却通路中的销组的成组的销中。

[0069] 图4示出了四个不对称的销150a-d，它们可为图3的销150。如本文中使用的，不对称性意味着销关于销中心线170或或者人字形形状的销150a-d的两个腿部160,162之间的接合部158为非对称的，人字形形状的销150a-d的两个腿部160,162具有不同的几何组织、角度、形状、长度、体积、大小、截面、截面面积或定向。用语不对称和非均匀可在本文中可互换地使用。例如，销中心线170可在相对的侧壁142,144之间限定为冷却通路132的中心，或者限定在腿部160,162之间的接合部158处。各个腿部160,162可将腿部轴线152限定为延伸穿过腿部160,162的中心的轴线。虽然遍及冷却通路132销中心线170被示出为恒定的，但应当理解的是，销中心线170特定于各个销150a-d，并且可沿着冷却通路132改变。虽然腿部160,162可在本文中示出为具有同等的长度，或者同等地定位在相对的侧壁142,144之间，但是腿部160,162可为不同的长度，或者相对于相对侧壁142,144中的一个偏移，并且不应当限于如示出的那样。此类几何结构可限定关于销150a-d的不对称性。销150a-d的不对称组织的具体非限制性示例可包括具有不同长度、不同高度、不同体积或不同截面形状或面积的腿部160,162，其中的多数在本文中进一步被描述。不对称组织的又一非限制性示例可包括接合部158的定位，其相对于轴线偏移，该轴线在腿部160,162之间的接合部158处穿过销或者穿过相对于侧壁142,144或相对于销的总体积获得的销150a-d的中心。不对称组织的再一非限制性示例可包括改变腿部的角度，该角度相对于通路的中心线、侧壁的壁或者相对于穿过销或沿着冷却通路限定的中心线来获得。

[0070] 继续图4，第一销150a包括腿部160,162，其中从第一侧壁142延伸的第一腿部160以标准角度164设置，并且从第二侧壁144延伸的第二腿部162以高角度166设置。标准角度164和高角度166可相对于销中心线170限定，该销中心线170限定为沿着第一腿部160与第二腿部162之间的接合部158限定的中心线轴线。备选地，在一个非限制性示例中，销中心线
170可限定为穿过冷却通路132的中心线。销中心线170还可被限定为平行于销150a-d局部的侧壁142,144延伸的轴线。在又一示例中，销中心线170可与作为发动机的半径的图1的发动机中心线12正交，或者可与在图3的翼型件92的前缘120和后缘122之间限定的翼展轴线正交。在又一示例中，销中心线170可限定为平行于经过冷却通路132的冷却流体流C的局部流线流。然而，应当认识到的是，诸如相对于腿部轴线152的角度164,166,168可通过任何合适的方法确定，并且不限于本文示出或描述的示例。

[0071] 第一销150a可定向成使得接合部158面向远离经过冷却通路132的冷却流体流C的流动方向。标准角度164可为例如30度和60度之间的角度，并且高角度166可为例如相对于销中心线170在60度和90度之间的角度。备选地，高角度166可限定为大于标准角度164或关于销150的其余腿部160,162的低角度168(见图5)的角度。

[0072] 第二销150b可关于第一销150a的接合部158成镜像，第二销150b具有以高角度166从第一侧壁延伸的第一腿部160并且具有以标准角度164从第二侧壁144延伸的第二腿部162。第一销150a和第二销150b可定向成使得接合部158指向远离经过冷却通路132的冷却流体流C的方向。

[0073] 第三销150c和第四销150d可分别类似于第二销150b和第一销150a，除了第三销150c和第四销150d具有面对冷却流体流C的接合部158之外。第三销150c具有以高角度166定向的一个腿部160和以标准角度164定向的另一腿部162，且第四销150d具有以高角度166定向的一个腿部162，和以标准角度164定向的另一腿部160。

[0074] 现在参照图5，销150可备选地具有以低角度168定向的一个腿部160,162。如本文描述的低角度168可为相对于销中心线170在1度和30度之间的角度。备选地，低角度168可限定为小于标准角度164或高角度166的角度。第五销150e包括以标准角度164定向的第一腿部160和以低角度168定向的第二腿部162。第六销150f可类似于第五销150e，其关于接合部158成镜像，使得邻近第一侧壁142的第一腿部160以低角度168定位，并且邻近第二侧壁144的第二腿部162以标准角度164定位。第七销150g和第八销150h可包括以低角度168定向的一个腿部160,162和以高角度166定向的一个腿部。

[0075] 在图4和图5中应当理解的是，如所示出的销150a-h中的任一个可用作图3的销150，使得销150具有不对称的定向。腿部轴线152可布置成使得在腿部160,162与销中心线
170之间限定的腿部角度为不相等的。此外，应当理解的是，不对称性不需要限于标准角度
164、高角度166或低角度168之间的差异，而是腿部间的不对称性可小到1度。例如，第一腿部可相对于侧壁以34度角定向，并且第二腿部可相对于相对的侧壁以35度角定向。

[0076] 现在参照图6，冷却流体流C可沿着销150b经过冷却通路132。图6被示出具有一组销150b，其具有关于第一腿部160的高角度166和关于第二腿部162的标准角度164。应当认识到的是，图6为示例性的(如示出的那样)，并且冷却通路132可包括呈任何组织的销150a-h中的任一个。销150b的不对称结构可用于影响冷却流体流C以及冷却周围结构和发动机构件。高角度166使第一腿部160相对于冷却流体流C以更大的角度定向，然而标准角度164更陡。在如示出的示例中，高角度166可允许抵抗第一侧壁142的更大的局部湍流172，这可允许改进局部冷却，而与高角度166的湍流172相比，标准角度164的更陡的角度可允许在第二侧壁144附近的174处的更大的局部速度。类似地，低角度168可允许比标准角度164更高的局部速度，而标准角度164可允许增加的湍流。然而，应当认识到的是，高角度166可允许更大的局部速度，标准角度164可允许更大的湍流，并且销150的特定角度或定向不应当限制在冷却流体流C中引起的特定类型的效果。应当理解的是，虽然在174处的流不被示出为包括湍流，但是销可产生增加的湍流，而该湍流将小于在172处第一腿部160的湍流。

[0077] 因此，应当认识到的是，如本文描述的非均匀销150a-h可在可为合乎需要的时候，用于沿着冷却通路132局部地设计冷却。特定销150a-h还可基于冷却流体流的量、总重量、可制造性、压降以及发动机构件的物理约束(诸如局部冷却通路的大小和形状)来设计。此外，提高了构件使用寿命，并且减少了所需的维护。

[0078] 非均匀销150a-h可提供销组中的销的特定调谐，其可允许改进发动机构件的局部机械应力，以及设计冷却流体流C的产生的涡流被引导的地方。因此，局部传热系数可根据发动机构件的特定需要设计，这可允许提高总传热效率和热应力的改进。

[0079] 现在参照图7，另一组示例性不对称销190被示出为设在冷却通路192内，冷却通路192至少部分地限定第一侧壁196与第二侧壁198之间的冷却回路194。冷却流体流C可沿着销190经过冷却通路192。销190可组织为一组销190，在一个示例中，该一组销190可形成销组。

[0080] 销190可包括接合部200，其将销190分离成从第一侧壁196延伸的第一腿部202和从第二侧壁198延伸的第二腿部204。接合部200可限定穿过各个销190的销中心线188。腿部轴线214可限定成沿着销190的各个腿部居中地延伸。腿部轴线214可偏移成使得它们不平行，并且可在它们之间限定锐角。第一销190a包括以标准角度206定向的第一腿部202，在一个非限制性示例中，该标准角度206可在30度和60度之间，然而可设想在1度和89度之间的任何角度。第二腿部204可包括厚度208，作为穿过第二腿部204的最大截面距离。在一个非限制性示例中，厚度208可等于侧壁196,198的厚度，然而可设想任何厚度208。第二腿部204为弯曲的，具有曲率半径210，限定了第二腿部204的弯曲的腿部轴线214。曲率半径210可相对于内边缘212确定，内边缘212可为邻近弯曲腿部的凹入侧的内壁，其具有由曲率限定的最小距离。相对于内边缘212测得的曲率半径210可在第二腿部204的厚度208的一半与第二腿部204的厚度208的四倍之间，或者在一个非限制性示例中可备选为厚度208的两倍。第一销190为不对称的，因为其具有作为第一腿部202的一个线性腿部和作为第二腿部204的一个弯曲或弓形腿部。

[0081] 第二销190b可具有作为限定弯曲腿部轴线214的弯曲腿部的第一腿部202，并且与第一销190a相比可包括减小的曲率半径210，诸如等于第一腿部202的厚度208，而类似于第一销190a的曲率半径，相对于内边缘212的第二销190b的曲率半径210可在厚度208的一半与四倍之间。另外，一个或更多个腿部的曲率应当定向，以便防止腿部部分地延伸超过销的接合部的末梢。此外，太小的曲率半径可致使腿部延伸超过壁，并且在与接合部隔开的第二接合部处相遇。因此，曲率半径应当维持在此类阈值之上。

[0082] 第三销190c可包括作为弯曲腿部的第一腿部202和作为弯曲腿部的第二腿部204，其中各个腿部202,204具有不同的曲率半径210并且包括弯曲的腿部轴线214。例如，第一腿部202可具有较紧凑的曲率，其具有为第一腿部202的厚度208的两倍的相对于内边缘212的曲率半径210，而第二腿部204可具有较宽的曲率，其具有为第二腿部204的厚度208的四倍的相对于内边缘212的曲率半径210。在备选的示例中，第三销190c的第一腿部和第二腿部可具有如相对于相应腿部202,204的厚度限定的相同的半径曲率210，导致对于各个腿部202,204而言具有不同的厚度208。在此类情况下，关于第三销190c的不对称性可导致腿部
202,204中的不同厚度208。

[0083] 现在参照图8，示出了另一示例性不对称销230的一部分，其具有将第一腿部234和第二腿部236分离的接合部232。销230可为不对称的，具有不同的截面形状。关于第一腿部234的第一截面形状238可为圆形的，如截面A-A示出的。关于第二腿部236的第二截面形状
240可为正方形的，如截面B-B示出的。接合部232可充当第一腿部234与第二腿部236之间的过渡部，允许在形状之间逐渐过渡，以便防止具有两种不同截面形状的连结腿部的流动分离。虽然示出为圆形和正方形截面形状，但是可设想任何形状，诸如在非限制性示例中为正方形、矩形、直线形、圆形、椭圆形、圆状的、独特的或可变的。

[0084] 另外，销230可为不对称的，具有不同的截面面积。销230的厚度242对于第一腿部234和第二腿部236而言可为相同的。然而，在截面B-B处截取的正方形轮廓的厚度242可限定比在截面C-C处截取的圆形轮廓(其中厚度242为圆的直径)大的截面面积。此外，第一腿部234和第二腿部236的厚度242不需要为相同的，并且可为不同的，从而限定各个腿部234,
236的不同截面面积。更进一步，各个腿部234,236的截面面积和形状可为可变的，或者沿着各个腿部234,236离散地变化。此类可变性对各个腿部而言可为独特的，使得不对称的销被限定或者为沿着销或腿部的部分变化的轮廓。

[0085] 现在参照图9，另一组示例性不对称销设在冷却通路300中，冷却通路300可在第一侧壁302与第二侧壁304之间形成冷却回路的一部分。虽然一起被示出，但应当认识到的是，销中的各个可相对于彼此分离地使用，诸如在具有一组相同类型的销的销组中。另外，如描述的销可包括如本文描述的任何不对称的几何结构，并且不应当被限制为如显示的那样。

[0086] 第一不对称销306可包括在接合部310处邻接的两个腿部308。腿部308可为弯曲的或弓形的，限定了各个腿部308的曲率半径312，曲率半径312可在各个腿部308之间为相同的或不同的。在一个非限制性示例中，各个腿部308的曲率半径可在腿部308的宽度的0.5倍和4倍之间，曲率半径312由各个腿部308的内表面314限定。

[0087] 各个腿部的弓形定向可为不同的，使得接合部310限定拐点316。因此，邻近第二侧壁304的腿部308的内表面314可面朝穿过冷却通路300的冷却流体流C，并且邻近第一侧壁302的腿部308的内表面314可面向远离冷却流体流C。接合部310可形成为点(如示出的)，或者可备选地在各个腿部308之间为连续的，使得第一不对称销306形成弯曲的“S”形形状，如组合的“S”形和人字形形状。

[0088] 第二不对称销320可包括在接合部324处邻接的两个腿部322。腿部322可在混和接合部326处联接至相对的侧壁302,304。混和接合部326可为弓形的或弯曲的，以在侧壁302,304与腿部322之间过渡。混和接合部326可在第二不对称销320至侧壁302,304的附接处机加工或形成。可最小化混和接合部326的大小，以最小化对第二不对称销320的整体几何结构的影响。另外，使混和接合部326的总质量最小化可最小化整体构件重量。

[0089] 第三不对称销330可包括从相对的侧壁302,304延伸的两个腿部332。第三不对称销330可包括两个腿部332之间的间隙334，使得腿部332不连接至彼此。在备选的示例中，间隙334可设在腿部332中的一个中，使得接合部338由与间隙334隔开的一个腿部332形成。在另一备选的示例中，孔口336可形成在以虚线示出的腿部332之间的接合部338处。孔口336可在接合部338处延伸穿过由腿部332的其余部分包绕的第三不对称销330。

[0090] 应当认识到的是，限定不对称人字形销的图4-9中描述的不同方面可以任何合适的方式组合，使得不对称销被限定，并且不受如示出的特定示例限制。

[0091] 现在参照图10，备选的冷却通路400限定在第一侧壁402与第二侧壁404之间。通路中心线406可沿着冷却通路400与第一侧壁402和第二侧壁404等距地限定。具有人字形形状的一个或更多个不对称销408设在冷却通路400中。不对称销408各自可包括在接合部412处连结在一起的一组腿部410，在接合部412处限定销中心线414。应当理解的是，销中心线414可相对于通路中心线406偏移，使得关于销408的不对称性可使销408或其一部分远离冷却通路400的中心定向。虽然以式样的方式示出，但是应当理解的是，销408不需要以式样的方式布置，并且可以任何方式布置，使一个或更多个销相对于如由销中心线414限定的通路中心线406偏移。

[0092] 现在参照图11，备选的冷却通路500限定在第一侧壁502与第二侧壁504之间。通路中心线508沿着冷却通路500与侧壁502,504等距地限定。一个或更多个销510可在相对的侧壁502,504之间延伸。销510可具有在接合部514处相遇的一对腿部512。虽然接合部514沿着通路中心线508布置，但是应当认识到的是，接合部514可相对于通路中心线508偏移。

[0093] 一个或更多个内部通路516可在销510内至少部分地延伸，具有限定穿过销510的流动路径的入口518和出口520。内部通路516可限定关于销510的不对称性，其中内部通路516关于通路中心线508或接合部514为不对称的。类似地，入口518或出口520的位置可限定不对称性。如示出的，相对于沿着冷却通路500的冷却流体流C，入口518设在销510的上游侧
522上，而出口520设在销510的下游侧上。另外，设想内部通路516可与如本文描述的其它元件组合来限定不对称性。

[0094] 使发动机构件(如图2的翼型件)冷却的方法可包括通过使冷却流体流过至少一个销来产生不对称的湍流，该至少一个销具有不对称本体，该本体具有在限定销中心线的接合部处连结的两个腿部。本体相对于销中心线为不对称的。不对称形状可类似于如本文描述的不对称销，在限定销的腿部间具有不对称性。

[0095] 关于销的不对称性可包括销与销中心线之间的不同角度。例如，销与一个侧壁之间的角度可为如本文描述的低角度、标准角度或高角度中的一个，而销与另一个侧壁之间的角度可为低角度、标准角度或高角度中的不同的一个。备选地，其不需要如此明显，并且任一侧壁处的角度间的差异可小到一度。

[0096] 该方法还可包括关于销的非均匀性，其在于：销的至少一部分具有曲率，诸如参照图7描述的曲率。例如。一个腿部可具有曲率，或者两个腿部可具有相对于彼此不同的曲率，使得销为非均匀的。在两个腿部具有曲率的情况下，非均匀性可限定为两个腿部之间的曲率半径间的差异。

[0097] 该方法还可包括销具有非恒定的截面面积，其可限定均匀性。非截面面积可包括与另一个腿部相比，一个腿部具有增加的厚度。类似地，该方法还可包括销具有变化的或可变的轮廓，使得轮廓沿着销为非恒定的。例如，诸如图8的示例，一个腿部可包括第一轮廓，诸如圆形轮廓，而另一个腿部可包括不同的第二轮廓，诸如正方形轮廓。

[0098] 应当认识到的是，如本文描述的方面允许改进发动机构件(诸如翼型件92)内的冷却。销150a-h,190,230可具有提高的冷却效率，因为沿着销150经过的冷却流体流C降低了销和相邻的构件结构的温度，从而导致销与横穿销的流之间的较大温差或较大的传热系数，这允许从流中提取更多热。增加的接触冷却流体流的表面面积改进了构件的整体冷却。类似地，除提高冷却效率之外，销，特别是在组织为销组时，可改进发动机构件的结构完整性。此外，方面可允许提高构件使用寿命，同时最小化所需的维护。

[0099] 如本文描述的发动机构件以及销的特征可由增材制造(诸如在非限制性示例中的3D打印)来制作，形成或制造。销和周围结构的非均匀细节对于使用传统方法来制造可为困难的或不可行的，或者可需要过多的成本，或者导致产品产量低。然而，使用增材制造允许如本文描述的销的复杂几何结构的可靠制造。

[0100] 应当认识到的是，公开的设计的应用不限于具有风扇和增压器区段的涡轮发动机，而也适用于涡轮喷气发动机和涡轮发动机。

[0101] 在还未描述的程度上，多个实施例的不同特征和结构可根据需要与彼此组合或替代而使用。未在所有实施例中示出的该一个特征并不意味着解释为其不可实现，而是为了描述简单而这样做。因此，不同实施例的多个特征可根据需要混合和匹配来形成新实施例，而不论是否明确描述该新实施例。本文所述的特征的所有组合或置换由本公开覆盖。

[0102] 本书面说明使用示例来描述本文描述的公开的方面，包括最佳模式，并且还使任何本领域的技术人员能够实践本公开的方面，包括制造和使用任何装置或系统并且实行任何结合的方法。本公开的方面的可授予专利的范围由权利要求限定，并且可包括由本领域技术人员想到的其它示例。如果此类其它示例具有不异于权利要求的文字语言的结构要素，或如果它们包括与权利要求的文字语言无显著差别的等同结构要素，则此类其它示例旨在权利要求的范围内。

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