[發明專利]用于空氣循環機的渦輪噴嘴

有效

• 申請號: 201210348657.8
• 申請日: 2012-09-19
• 公開（公告）號: CN103016069A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: C.M.比爾斯;H.W.希普斯基
• 申請（專利權）人: 哈米爾頓森德斯特蘭德公司
• 主分類號: F01D9/02
• 分類號: F01D9/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李晨;楊炯

技術領域

本公開涉及空氣循環機，并且更具體地涉及空氣循環機渦輪噴嘴。

背景技術

空氣循環機可包括離心壓縮機和渦輪，其安裝在軸上以便共同旋轉。通常，離心壓縮機進一步壓縮已被部分地壓縮的空氣，例如從氣體渦輪發動機的壓縮機接收的排泄空氣。在一個示例中，經壓縮的空氣排放到下游換熱器或其他系統，然后返回到離心渦輪。經壓縮的空氣在渦輪中膨脹，由此驅動壓縮機。從渦輪輸出的空氣可用作諸如飛機機艙的交通工具的空氣供應系統。

發明內容

根據本公開的一個示例性方面的一種用于空氣循環機的渦輪噴嘴包括基部，所述基部具有多個渦輪翼片，所述多個渦輪翼片從所述基部延伸翼片高度H，喉部寬度W限定在所述多個渦輪翼片的每一個之間，其中，比率W/H為0.101-0.112。

根據本公開的一個示例性方面的一種用于空氣循環機的渦輪噴嘴包括基部，所述基部具有多個渦輪翼片，所述多個渦輪翼片從所述基部延伸，所述多個渦輪翼片的每一個具有翼型廓形剖面，其由表T-1中的一組點限定并由期望因子按比例縮放，所述一組點包括成對的弦和厚度尺寸。

根據本公開的一個示例性方面的一種空氣循環機包括渦輪噴嘴，所述渦輪噴嘴具有多個渦輪翼片，所述多個渦輪翼片各自延伸翼片高度H，喉部寬度W限定在所述多個渦輪翼片的每一個之間，其中，比率W/H為0.101-0.112。

根據本公開的一個示例性方面的一種在空氣循環機中安裝渦輪噴嘴的方法包括：安裝渦輪噴嘴以至少部分地限定渦輪流動路徑，所述渦輪噴嘴具有多個渦輪翼片，喉部寬度W限定在所述多個渦輪翼片的每一個之間并且所述多個渦輪翼片的每一個限定翼片高度H，其中，比率W/H為0.101-0.112。

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。詳細描述的附圖可簡要介紹如下：

圖1示出了示例性空氣循環機的示意性剖視圖；

圖2A示出了渦輪噴嘴的第一側視圖；

圖2B示出了該渦輪噴嘴的第二側視圖；

圖3是渦輪噴嘴的渦輪翼片的展開圖；并且

圖4是渦輪噴嘴的渦輪翼片的放大側視圖。

具體實施方式

圖1示意性地示出了示例的空氣循環機（ACM）10，其被包括在交通工具的空氣供應系統11中，所述交通工具例如是飛機、直升飛機或陸基交通工具。ACM?10包括軸14，軸14被殼體12中的軸承16支撐。殼體12通常由多個零件構成，該多個零件彼此固定以有助于組裝。壓縮機轉子18以及第一和第二渦輪轉子20、22安裝在軸14上，以便繞軸線A共同旋轉。

在示例的ACM?10中，殼體12提供壓縮機入口14和壓縮機出口26。壓縮機擴散器27流體地布置在壓縮機入口24和壓縮機出口26之間。來自壓縮機出口26的經壓縮的空氣被第一渦輪入口28接收并且經過第一渦輪噴嘴32，然后在第一渦輪轉子20上膨脹。經膨脹的流體離開第一渦輪出口30并且被引導到第二渦輪入口34。流體經過第二渦輪噴嘴38并且在第二渦輪轉子22上膨脹。密封板40將軸承室和第二渦輪轉子22分開。經膨脹的流體被第二渦輪出口36供應到空氣供應系統11。

為了簡明起見，未示出壓縮機和渦輪區段之間的流體連接和流動，而是通過分別進入和退出入口和出口的箭頭來示意性地表示。第二渦輪噴嘴38被保持在第二渦輪入口殼體33和渦輪護罩35之間，其限定了第二渦輪入口和出口34、36之間的流動路徑。

參照圖2A-4，第二渦輪噴嘴38通常包括繞中心軸線A限定的基部43以及周向地布置的渦輪翼片42，其沿著中心軸線A軸向地延伸。在一個非限制性實施例中，設置了三十四個渦輪翼片42。渦輪翼片42位于第二渦輪轉子22（圖1）的上游。多個凸部44從基部43延伸并且包括孔口46以接收緊固件（未示出），以便將入口殼體33、渦輪護罩35和第二渦輪噴嘴38彼此固定，如圖1所示。如圖2A和3所示，凸部44和孔口46與翼片42分開并且獨立于翼片42。

渦輪翼片42被設計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、軸向弦長、扭度、從根部到尖端的錐度、前緣半徑、后緣半徑、前緣和后緣從根部到尖端的平直度等等。可以直接按比例擴大或按比例縮小翼型形狀來滿足不同的要求。