[发明专利]空气循环机的涡轮机护罩

说明书

技术领域

本发明涉及一种空气循环机，更具体地涉及用于此的涡轮机护罩。

背景技术

空气循环机可以包括安装在轴上以共同旋转的离心压缩机和离心涡轮机。离心压缩机进一步压缩部分受压缩的空气，例如从气体涡轮发动机的压缩机接收的排出空气。受压缩的空气在返回离心涡轮机之前被排放到下游热交换器或其他系统。受压缩的空气在涡轮机中膨胀以从而驱动压缩机。来自涡轮机的空气输出可以被用作运输工具例如飞机客舱的空气供应。

发明内容

根据本发明的示例性方面的一种用于空气循环机的涡轮机护罩包括限定涡轮机流动路径的壁内表面，所述壁内表面由在表T-1中的一组点限定，所述一组点由期望因子缩放，所述一组点包括成对的距涡轮机护罩的中心线的径向尺寸和距凸缘安装表面的轴向尺寸。

根据本发明的示例性方面的一种空气循环机包括涡轮机护罩，其具有壁内表面，壁内表面至少部分地限定涡轮机路径，所述壁内表面由在表T-1中的一组点限定，所述一组点由期望因子缩放，所述一组点包括成对的距涡轮机护罩的中心线的径向尺寸和距凸缘安装表面的轴向尺寸。

根据本发明的示例性方面的一种装配空气循环机的方法包括将涡轮机护罩安装到涡轮机喷嘴，以通过壁内表面至少部分地限定涡轮机路径，所述壁内表面由在表T-1中的一组点限定，所述一组点由期望因子缩放，所述一组点包括成对的距涡轮机护罩的中心线的径向尺寸和距凸缘安装表面的轴向尺寸。

附图说明

对于本领域的技术人员来说，根据下面公开的非限制性实施例的详细描述，各个特征将变得清晰。伴随详细描述的附图可以简要地描述为如下：

图1示出实例空气循环机的示例截面图；

图2示出涡轮机护罩的透视图；

图3示出涡轮机护罩的正视图；

图4为沿着图3的线4-4剖开的涡轮机护罩的截面图；

图5为示出这里限定的内表面从哪里开始的涡轮机喷嘴的放大视图；以及

图6为示出护罩的相关厚度部分的涡轮机护罩的放大截面图。

具体实施方式

图1示例性地示出实例空气循环机20（“ACM”），其包含在运输工具，例如飞机、直升机或基于地面的运输工具的空气供应系统22中。ACM 20包括压缩机部分24、涡轮机部分26以及风扇部分28，这三部分大体上绕着主轴30，例如连接杆设置。压缩机部分24包括压缩机转子32，涡轮机部分26包括涡轮机转子34，以及风扇部分28包括风扇转子36。压缩机转子32、涡轮机转子34和风扇转子36固定在主轴30上用于绕着轴线A共同旋转。

涡轮机部分26大体上包括涡轮机转子34、涡轮机护罩38和容纳在涡轮机壳体部分44内的涡轮机喷嘴40。涡轮机部分26轴向地设置在风扇部分28和压缩机部分24之间。涡轮机护罩38轴向地附接在涡轮机喷嘴40的下游以限定用于涡轮机转子34的涡轮机流动路径46。

参考在图2中示出的涡轮机护罩38的透视图、图3的正视图、图4的剖视图，涡轮机护罩38大体上包括绕着中心轴线A限定的凸缘部分38A和护罩部分38B。凸缘部分38A包括用于接纳将涡轮机护罩38附接到涡轮机喷嘴40和其他结构的紧固件f的小开口48（图1）。

涡轮机流动路径46限定为从凸缘部分38A到护罩部分38B然后向外穿过涡轮机壳体部分44。涡轮机流动路径46的形状可以利用例如计算流体力学（CFD）分析软件设计并且被优化来满足可应用的ACM的具体性能要求。通过优化的涡轮机流动路径46，从径向涡轮机入口到轴向涡轮机出口的涡轮机流动分布使由沿着入口流动路径的空气的流动干扰或再循环引起的能量损失最小。应该理解，附加的限制，例如在ACM的轴向长度方面的限制可以替代地或附加地考虑以用于入口流动路径的优化。这个过程可以使用来产生独特优化的流动路径以满足不同性能需求，并且可以被放大或缩小以满足不同ACM性能需求。

参考图4，涡轮机护罩38包括壁38W，其限定相对平滑的壁内表面52I。壁内表面52I限定涡轮机流动路径46。壁内表面52I的形状设计成与涡轮机转子34的邻近转子叶片尖部轮廓以提供期望转子性能的偏移间隙紧密地匹配。