[發明專利]空氣渦輪啟動器渦輪葉片翼型

有效

• 申請號: 201110235772.X
• 申請日: 2011-08-17
• 公開（公告）號: CN102373959A
• 公開（公告）日: 2012-03-14
• 發明（設計）人: D.J.扎維林斯基;J.M.馬庫萊克;M.斯萊特
• 申請（專利權）人: 哈米爾頓森德斯特蘭德公司
• 主分類號: F01D5/14
• 分類號: F01D5/14;F01D5/30;F01D25/24
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 原紹輝;傅永霄

技術領域

本公開涉及用于啟動氣體渦輪發動機的空氣渦輪啟動器，并且更具體地涉及其空氣動力學流徑。

背景技術

許多相對大型的渦輪發動機，包括渦輪風扇發動機，可使用空氣渦輪啟動器（ATS）來引發氣體渦輪發動機的旋轉。ATS通常安裝在附件齒輪箱上，附件齒輪箱進而安裝在發動機或機身上。因此，ATS一直安裝在飛機內，即使可能只在每次飛行循環開始時進行大約片刻的主動操作，以及在發動機維護活動期間偶爾操作。

ATS通常包括渦輪段，其聯接到殼體中的輸出段。渦輪段聯接到高壓流體源，例如壓縮空氣，以通過齒輪系統驅動輸出段。因而，當高壓流體源沖擊在渦輪段上時，輸出段對氣體渦輪發動機提供動力。

發明內容

根據本公開一個示例性方面的一種用于空氣渦輪啟動器的葉片剖面包括翼型，其限定通過前緣和后緣的翼型剖面。所述翼型剖面被表I、表II、表III或表IV的任何一個中限定的一組X坐標和Y坐標限定并被期望因子按比例縮放。所述X坐標是切向方向，所述Y坐標是軸向方向，并且所述Z坐標是翼型根部和翼型尖端之間的徑向方向。

根據本公開一個示例性方面的一種渦輪轉子包括從渦輪轉子軸延伸的渦輪轂。所述渦輪轉子轂限定多個渦輪葉片（blade），所述多個渦輪葉片的每一個限定通過前緣和后緣的翼型剖面。所述翼型剖面被表I、表II、表III或表IV的任何一個中限定的一組X坐標和Y坐標限定并被期望因子按比例縮放，所述X坐標是切向方向，所述Y坐標是軸向方向，并且所述Z坐標是翼型根部和翼型尖端之間的徑向方向。

根據本公開一個示例性方面的一種空氣渦輪啟動器包括渦輪噴嘴，其具有中心穹頂形狀和多個渦輪翼片（vane），所述多個渦輪翼片從所述中心穹頂形狀沿徑向延伸。渦輪轉子位于所述多個渦輪翼片下游，所述渦輪轉子限定多個渦輪葉片。所述多個渦輪葉片的每一個限定通過前緣和后緣的翼型剖面，所述翼型剖面被表I、表II、表III或表IV的任何一個中限定的一組X坐標和Y坐標限定并被期望因子按比例縮放。所述X坐標是切向方向，所述Y坐標是軸向方向，并且所述Z坐標是翼型根部和翼型尖端之間的徑向方向。

根據本公開一個示例性方面的一種組裝空氣渦輪啟動器的方法包括將渦輪轉子旋轉地安裝到渦輪噴嘴下游的入口殼體中，所述入口殼體至少部分地圍繞所述渦輪轉子，所述入口殼體限定與所述渦輪轉子連通的入口流徑的外流徑曲線，所述外流徑曲線至少部分地由截面上的多個弓形表面限定，所述噴嘴限定與所述渦輪轉子連通的所述入口流徑的內流徑曲線，所述內流徑曲線至少部分地由所述中心穹頂形狀限定。

附圖說明

本領域技術人員將從所公開的非限制性實施例的以下詳細描述中明白各種特征。該詳細描述的附圖可簡要介紹如下：

圖1是用于通過附件齒輪箱引發較大渦輪旋轉的空氣渦輪啟動器（ATS）的總體示意圖；

圖2是ATS的側視剖面圖；

圖3是渦輪轉子的側視圖；

圖4是渦輪轉子的前側視圖；

圖5是ATS的入口殼體組件的剖面側視圖；

圖6是渦輪轉子軸的轉子葉片的透視圖；

圖7-10是渦輪轉子的轉子葉片的輪廓剖面圖；

圖11是ATS的入口殼體組件的剖面側視圖；

圖12是ATS的入口殼體組件的噴嘴的透視圖；

圖13是噴嘴的前視圖；

圖14是噴嘴的側視圖；

圖15-19是噴嘴的噴嘴翼片的輪廓剖面圖；

圖20是入口殼體的剖面側視圖；

圖21是入口殼體組件的入口流徑的示意圖；

圖22是入口殼體組件的的噴嘴的剖面圖；并且

圖23是根據替代尺寸實施例的入口殼體的剖面側視圖，其中，流徑由表XI中的坐標限定。

具體實施方式

圖1示意性地示出了示例性空氣渦輪啟動器（ATS）20，其用于通過附件齒輪箱24引發較大氣體渦輪22（例如渦輪風扇發動機）的旋轉。應當意識到，本申請不限于與特定類型的旋轉機器一同使用。因此，雖然本申請出于便于說明的目的而被表示和描述為在空氣渦輪啟動器中實施，但應當意識到，其也可在許多其他機器中實施，包括但不限于氣體渦輪發動機、輔助動力單元、渦輪增壓器、機械增壓器、空氣循環機、交流發電機、電動機、發電機、集成恒速驅動發電機以及各種類型的具有可被緊密控制的界面的齒輪箱。