[發明專利]負載壓縮機蝸殼殼體的制造

有效

• 申請號: 201210259110.0
• 申請日: 2012-07-25
• 公開（公告）號: CN102900701A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: J.L.穆爾;M.A.費希伯恩;J.斯卡;N.N.克拉亞;D.J.里德
• 申請（專利權）人: 哈米爾頓森德斯特蘭德公司
• 主分類號: F04D29/42
• 分類號: F04D29/42
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 吳超;楊炯

技術領域

本公開主要涉及用于輔助動力裝置的負載壓縮機的組裝。更具體地，本公開涉及用于輔助動力裝置的負載壓縮機蝸殼殼體的制造。

背景技術

飛機將輔助動力裝置用于在飛行中重啟主發動機以及在地面操作期間提供壓縮空氣和電能。輔助動力裝置通常包括驅動負載壓縮機的小型燃氣渦輪發動機。負載壓縮機生成能夠被用于環境系統以及輔助啟動主發動機的壓縮空氣。負載壓縮機包括葉輪，葉輪由小型燃氣渦輪發動機驅動以生成被引導通過排氣蝸殼的壓縮空氣。蝸殼是由負載壓縮機殼體界定的引導壓縮空氣通過單個出口的渦旋通道。

渦旋通道通常通過已知的脫蠟鑄造過程成形。脫蠟鑄造對于某些材料可能很低效并且因此限制了用于成形蝸殼殼體的材料。

發明內容

公開的一種制造負載壓縮機蝸殼殼體的方法包括鍛造被機加工并隨后焊接在一起的近終形部件的步驟。被鍛造的部分被機加工以確定蝸殼殼體的特有特征以及配合面。

負載壓縮機蝸殼殼體包括從在蝸殼殼體中心空腔內旋轉的葉輪接收氣流的渦旋室和環形通道。在渦旋室內確定頂部部分和底部部分之間的交界面。交界面處的焊縫提供了渦旋室內的精加工表面，以使氣流不會受到不利影響并且在渦旋室內在焊縫成形后不再需要另外的機加工。頂部部分和底部部分在以鋁坯開始的近終形鍛造過程中成形。從坯料開始的鍛造操作提供了使用其他工藝無法可靠獲得的蝸殼殼體均質材料組成。能量射束被引導通過環形通道進入渦旋室內并引向外壁以形成所需的焊縫。精加工的焊縫在渦旋室內提供不會不利地改變流動性質的期望光潔度。

根據以下的說明內容和附圖能夠很好地理解本發明的各種特征，下面的內容是附圖的簡要說明。

附圖說明

圖1是示例性輔助動力裝置的示意圖。

圖2是一部分示例性輔助動力裝置的截面圖。

圖3是用于輔助動力裝置的負載壓縮機的截面圖。

圖4是用于負載壓縮機的示例性蝸殼殼體的截面圖。

圖5是蝸殼殼體頂部部分的透視圖。

圖6是蝸殼殼體底部部分的示意圖。

圖7是示出了示例性蝸殼殼體頂部半部和底部半部的焊接的截面圖。

圖8是完成的示例性渦旋式壓縮機殼體的透視圖。

具體實施方式

參照圖1和圖2，示例性的輔助動力裝置10包括驅動負載壓縮機14和附件驅動裝置16的燃氣渦輪發動機12。負載壓縮機14生成被驅動通過管道18的壓縮空氣。燃氣輪機12包括將空氣引入壓縮機42內的入口。壓縮機42是安裝在由渦輪44驅動的軸桿40上的葉輪。由壓縮機42吸入的空氣被驅動送至燃燒器46，在此將燃氣與壓縮空氣混合并點燃。點燃的燃氣生成被驅動沖向渦輪44以驅動壓縮機42的氣流。軸桿40上還裝有用于負載壓縮機14的葉輪38。因此，負載壓縮機14由共用軸桿40上的渦輪44驅動。

參照圖3并且繼續參照圖2，負載壓縮機14包括界定出渦旋室22的蝸殼殼體20。通道24用于讓氣流從葉輪38流入渦旋室22內。壓縮空氣被驅動從渦旋室22通過通道18到達使用壓縮空氣的各個裝置和附屬設備。正如應該想到的那樣，壓縮空氣可以被用于飛機環境控制系統并且還可以被用于幫助啟動飛機的主發動機。而且，術語蝸殼或渦旋也被本領域技術人員用于描述示例性蝸殼殼體20以及從擴壓器排氣環路收集氣流并將該氣流輸送至下游管路的其他結構。

示例性蝸殼殼體20由頂部部分50和底部部分52制成。蝸殼殼體20的頂部部分50和底部部分52界定了渦旋室22和環形通道24。

蝸殼殼體20通過將頂部部分50焊接至底部部分52制成。希望在渦旋室22內提供光滑的表面光潔度以使氣流不會受到表面光潔度中的任何不一致的不利影響。因此，在蝸殼殼體20的頂部部分和底部部分上確定的配合面之間的交界面58產生了渦旋室22的期望內部表面光潔度的很小的中斷。

渦旋室22的外壁28包括內表面30和外表面32。內表面和外表面32由外壁28界定。凸臺34被設置在蝸殼殼體20的頂部部分50和底部部分52之間的配合面的位置。凸臺34為焊縫交界面58提供了額外的材料。

參照圖4并且繼續參照圖3，蝸殼殼體20包括通向內腔36的內周邊的內部環形通道24，內腔36界定出葉輪38在其中旋轉的空間。