[发明专利]用于空气循环机的涡轮喷嘴

说明书

技术领域

本公开涉及空气循环机，并且更具体地涉及空气循环机涡轮喷嘴。

背景技术

空气循环机可包括离心压缩机和涡轮，其安装在轴上以便共同旋转。通常，离心压缩机进一步压缩已被部分地压缩的空气，例如从气体涡轮发动机的压缩机接收的排泄空气。在一个示例中，经压缩的空气排放到下游换热器或其他系统，然后返回到离心涡轮。经压缩的空气在涡轮中膨胀，由此驱动压缩机。从涡轮输出的空气可用作诸如飞机机舱的交通工具的空气供应系统。

发明内容

根据本公开的一个示例性方面的一种用于空气循环机的涡轮喷嘴包括基部，所述基部具有多个涡轮翼片，所述多个涡轮翼片从所述基部延伸翼片高度H，喉部宽度W限定在所述多个涡轮翼片的每一个之间，其中，比率W/H为0.101-0.112。

根据本公开的一个示例性方面的一种用于空气循环机的涡轮喷嘴包括基部，所述基部具有多个涡轮翼片，所述多个涡轮翼片从所述基部延伸，所述多个涡轮翼片的每一个具有翼型廓形剖面，其由表T-1中的一组点限定并由期望因子按比例缩放，所述一组点包括成对的弦和厚度尺寸。

根据本公开的一个示例性方面的一种空气循环机包括涡轮喷嘴，所述涡轮喷嘴具有多个涡轮翼片，所述多个涡轮翼片各自延伸翼片高度H，喉部宽度W限定在所述多个涡轮翼片的每一个之间，其中，比率W/H为0.101-0.112。

根据本公开的一个示例性方面的一种在空气循环机中安装涡轮喷嘴的方法包括：安装涡轮喷嘴以至少部分地限定涡轮流动路径，所述涡轮喷嘴具有多个涡轮翼片，喉部宽度W限定在所述多个涡轮翼片的每一个之间并且所述多个涡轮翼片的每一个限定翼片高度H，其中，比率W/H为0.101-0.112。

附图说明

本领域技术人员将从所公开的非限制性实施例的以下详细描述中明白各种特征。详细描述的附图可简要介绍如下：

图1示出了示例性空气循环机的示意性剖视图；

图2A示出了涡轮喷嘴的第一侧视图；

图2B示出了该涡轮喷嘴的第二侧视图；

图3是涡轮喷嘴的涡轮翼片的展开图；并且

图4是涡轮喷嘴的涡轮翼片的放大侧视图。

具体实施方式

图1示意性地示出了示例的空气循环机（ACM）10，其被包括在交通工具的空气供应系统11中，所述交通工具例如是飞机、直升飞机或陆基交通工具。ACM 10包括轴14，轴14被壳体12中的轴承16支撑。壳体12通常由多个零件构成，该多个零件彼此固定以有助于组装。压缩机转子18以及第一和第二涡轮转子20、22安装在轴14上，以便绕轴线A共同旋转。

在示例的ACM 10中，壳体12提供压缩机入口14和压缩机出口26。压缩机扩散器27流体地布置在压缩机入口24和压缩机出口26之间。来自压缩机出口26的经压缩的空气被第一涡轮入口28接收并且经过第一涡轮喷嘴32，然后在第一涡轮转子20上膨胀。经膨胀的流体离开第一涡轮出口30并且被引导到第二涡轮入口34。流体经过第二涡轮喷嘴38并且在第二涡轮转子22上膨胀。密封板40将轴承室和第二涡轮转子22分开。经膨胀的流体被第二涡轮出口36供应到空气供应系统11。

为了简明起见，未示出压缩机和涡轮区段之间的流体连接和流动，而是通过分别进入和退出入口和出口的箭头来示意性地表示。第二涡轮喷嘴38被保持在第二涡轮入口壳体33和涡轮护罩35之间，其限定了第二涡轮入口和出口34、36之间的流动路径。

参照图2A-4，第二涡轮喷嘴38通常包括绕中心轴线A限定的基部43以及周向地布置的涡轮翼片42，其沿着中心轴线A轴向地延伸。在一个非限制性实施例中，设置了三十四个涡轮翼片42。涡轮翼片42位于第二涡轮转子22（图1）的上游。多个凸部44从基部43延伸并且包括孔口46以接收紧固件（未示出），以便将入口壳体33、涡轮护罩35和第二涡轮喷嘴38彼此固定，如图1所示。如图2A和3所示，凸部44和孔口46与翼片42分开并且独立于翼片42。

涡轮翼片42被设计成提供期望的翼型特性。翼型的特性包括但不限于曲率、最大厚度、轴向弦长、扭度、从根部到尖端的锥度、前缘半径、后缘半径、前缘和后缘从根部到尖端的平直度等等。可以直接按比例扩大或按比例缩小翼型形状来满足不同的要求。