用于空氣循環(huán)機(jī)的渦輪機(jī)殼體的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于空氣循環(huán)機(jī)的渦輪機(jī)殼體。用于空氣循環(huán)機(jī)的渦輪機(jī)入口殼體包括殼體主體，其圍繞中心軸線延伸并且接收渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子。入口管道延伸遠(yuǎn)離殼體主體以提供用于將空氣傳送到位于殼體主體內(nèi)的腔中的入口管道。多個螺栓孔凸臺形成在入口殼體的下游面上。螺栓孔凸臺將接收螺栓以將出口殼體固定到入口殼體。多個凸臺具有傾斜表面，其徑向向外延伸的程度大于第二多個凸臺。多個傾斜凸臺在下游面與管道之間延伸。傾斜凸臺具有前凸臺部和傾斜表面，傾斜表面以在50度與54度之間的角度從前凸臺部的上游端延伸。彎曲表面從傾斜表面的上游端彎曲以合并到管道中。還公開并要求保護(hù)渦輪機(jī)級和空氣循環(huán)機(jī)。
【專利說明】用于空氣循環(huán)機(jī)的渦輪機(jī)殼體
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及將被結(jié)合到空氣循環(huán)機(jī)中的獨(dú)特渦輪機(jī)殼體。
【背景技術(shù)】
[0002]空氣循環(huán)機(jī)是已知的，并且典型地包括安裝在該空氣循環(huán)機(jī)的相反兩端處的一對渦輪機(jī)級，該對渦輪機(jī)級驅(qū)動公共軸。壓縮機(jī)被安裝在這兩個渦輪機(jī)中間，并且由渦輪機(jī)連同所述軸一起被驅(qū)動。
[0003]典型地，渦輪機(jī)可能暴露于沖壓空氣，例如所述沖壓空氣可能存在于移動的飛行器外部。該空氣被傳輸?shù)降谝粶u輪機(jī)級中，驅(qū)動該渦輪機(jī)級旋轉(zhuǎn)，并且然后該空氣向下游傳送到第二渦輪機(jī)級。
[0004]壓縮機(jī)壓縮空氣，該空氣可被傳輸用于飛行器的艙室中或用于飛行器上的其他用途。
[0005]殼體與三個部分中的每個都相關(guān)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]用于空氣循環(huán)機(jī)的渦輪機(jī)入口殼體具有殼體主體,所述殼體主體圍繞中心軸線延伸并且接收渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子。入口管道延伸遠(yuǎn)離所述殼體主體以提供用于將空氣傳送到位于所述殼體主體內(nèi)的腔中的入口管道。多個螺栓孔凸臺形成在入口殼體的下游面上。螺栓孔凸臺將接收螺栓以將出口殼體固定到入口殼體。多個凸臺具有傾斜表面，傾斜表面徑向向外延伸的程度大于第二多個凸臺。多個傾斜凸臺在下游面與管道之間延伸。傾斜凸臺具有前凸臺部和傾斜表面，傾斜表面以在50度與54度之間的角度從前凸臺部的上游端延伸。彎曲表面從所述傾斜表面的上游端彎曲以合并到所述管道中。還公開并要求保護(hù)渦輪機(jī)級和空氣循環(huán)機(jī)。
[0007]本發(fā)明的這些以及其他特征從下述說明書和附圖將被更好地理解，下述是其簡要說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1示出了外部組裝的空氣循環(huán)機(jī)。
[0009]圖2是貫穿空氣循環(huán)機(jī)的截面圖。
[0010]圖3示出了第二級渦輪機(jī)殼體的細(xì)節(jié)。
[0011]圖4是圖3的殼體的正視圖。
[0012]圖5示出了渦輪機(jī)殼體的細(xì)節(jié)。
[0013]圖6示出了殼體的另一細(xì)節(jié)。
【具體實施方式】
[0014]在圖1和圖2中示出了空氣循環(huán)機(jī)20，所述空氣循環(huán)機(jī)具有容納壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子24的壓縮機(jī)殼體22。壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子24由軸25驅(qū)動。高壓渦輪機(jī)級由一對殼體125和26來提供。殼體125和26相結(jié)合來容納渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子28，所述渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子驅(qū)動軸25。
[0015]第二級渦輪機(jī)包括轉(zhuǎn)子34，所述轉(zhuǎn)子被包圍在入口殼體30和出口殼體32之間，其也驅(qū)動軸25。轉(zhuǎn)子34被容納在位于殼體30內(nèi)的腔或室1004中。
[0016]如圖所示，入口殼體30包括管道40，所述管道在第一渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子28下游接收空氣。入口殼體30可被稱為處于出口殼體32的“上游”，這是因為空氣被接收在管道40中、經(jīng)過第二級轉(zhuǎn)子34并且通過出口殼體32離開。
[0017]圖3示出了入口殼體30。管道40具有內(nèi)部流動通道42。設(shè)置多個凸臺44和46接收螺栓，以將殼體32固定到殼體30上。在一定意義上，凸臺44和46可被稱為形成在殼體30的位于“下游”的面100上，這是因為該面連接到出口殼體32。如從圖3可理解的，凸臺44是大致圓柱形的，但與管道40相關(guān)聯(lián)的凸臺46具有傾斜的徑向向外延伸的表面，這將在下文被更好地闡述。凸臺46延伸到它們合并到管道40中的點(diǎn)102。該點(diǎn)1002會被稱為處于下游面100的上游。
[0018]圖4示出了入口殼體30的細(xì)節(jié)。如圖所示，管道40具有直徑屯。主殼體部具有從中心X開始的內(nèi)部半徑R1，所述中心X將是轉(zhuǎn)子24的旋轉(zhuǎn)軸線。殼體30的壁100具有厚度V在實施方式中，屯可以是4.75英寸(12.0 CmXR1是7.55英寸(19.1 cm)并且&是 0.12 英寸(0.30 cm)ο
[0019]如圖5所示，傾斜凸臺46包括接收螺栓孔50的前凸臺部52。傾斜表面56于部分52向內(nèi)或向上游開始。傾斜表面56相對于螺栓孔50的中心J具有角度A。在一個實施方式中，A是52度。在實施方式中，角度A在50度和54度之間。在點(diǎn)58處，帶角度表面結(jié)束，并且會合到管道40中的 彎曲傾斜表面開始。
[0020]螺栓孔50的直徑是d2。距離t2被限定從螺栓孔50的中心線y徑向向外至傾斜表面56的端點(diǎn)58。在實施方式中，&是1.08英寸(2.74 cm)并且d2是0.25英寸(0.6 cm)。
[0021]在實施方式中，〖2與(12的比在4.2和4.4之間。七2與&的比在8.8和9.3之間。Cl1與的比在39.3與39.8之間。
[0022]如圖6所示，存在圍繞殼體30周向隔開的17個凸臺44/46。兩個傾斜凸臺46被限定為相對于半徑T以角度B和C對中，所述半徑T從殼體30的中心X延伸并且延伸成垂直于管道40的外表面。在一個實施方式中，B是16.5度并且C是37.7度。在實施方式中，B可以在16.45度和16.55度之間，并且C可以在37.65度和37.75度之間。
[0023]上述公開的殼體相對于現(xiàn)有技術(shù)具有有利的特征。具體地，傾斜凸臺操作以在高度受應(yīng)力的區(qū)域中提供附加穩(wěn)定性，在所述區(qū)域中，螺栓孔46將被固定到管道中。本文所公開的各種幾何尺寸提供將能夠抵擋應(yīng)力的殼體，但是還使用減少量的材料。
[0024]雖然已經(jīng)公開了本發(fā)明的實施方式，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員會認(rèn)識到，一些修改會落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。鑒于此，下述權(quán)利要求書應(yīng)當(dāng)被研究以確定本發(fā)明的實質(zhì)范圍和內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種用于空氣循環(huán)機(jī)的潤輪機(jī)入口殼體，包括: 殼體主體和入口管道，所述殼體主體圍繞中心軸線延伸并且用于接收渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子，所述入口管道延伸遠(yuǎn)離所述殼體主體，用于將空氣傳送到位于所述殼體主體內(nèi)的腔中；以及 所述殼體主體的下游面，用于面對出口殼體，以及所述管道位于所述下游面的上游； 多個螺栓孔凸臺，形成在所述殼體主體的所述下游面上，所述螺栓孔凸臺用于接收螺栓以將出口殼體固定到所述渦輪機(jī)入口殼體上，以及所述多個凸臺中的第一多個凸臺具有傾斜表面，所述傾斜表面徑向向外延伸的程度大于所述多個凸臺中的第二多個凸臺，以及傾斜的所述第一多個凸臺在所述下游面與所述管道之間延伸，并且所述傾斜凸臺具有前凸臺部、傾斜表面和彎曲表面，所述傾斜表面以在50度與54度之間的角度從所述前凸臺面的上游端延伸，所述彎曲表面從所述傾斜表面的上游端彎曲以合并到所述管道中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的入口殼體，其中，從所述中心軸線至所述傾斜表面的上游端垂直地測量的距離與形成于所述傾斜凸臺中的螺栓孔的直徑的比在4.2和4.4之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的入口殼體，其中，所述管道的直徑與所述殼體主體中的壁的厚度的比在39.3和39.8之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的入口殼體，其中，從所述中心軸線至所述傾斜表面的上游端垂直地測量的距離與所述殼體主體中的所述壁的所述厚度的所述比在8.8和9.3之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的入口殼體，其中，所述管道的直徑與所述殼體主體中的壁的厚度的比在39.3和39.8之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的入口殼體，其中，從所述中心軸線至所述傾斜表面的上游端垂直地測量的距離與所述殼體主體中的所述壁的厚度的比在8.8和9.3之間。
7.一種空氣循環(huán)機(jī)，所述空氣循環(huán)機(jī)包括: 第一級渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子、第二級渦輪機(jī)機(jī)轉(zhuǎn)子和壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子，所述第一級渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子和所述第二級渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子被固定以驅(qū)動軸，以及所述壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子被固定以隨所述軸旋轉(zhuǎn)，并且所述壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子在軸向上位于所述第一級渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子和所述第二級渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子中間； 所述第一級渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子具有第一級殼體，所述壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子具有壓縮機(jī)殼體，所述第二級渦輪機(jī)具有第二級渦輪機(jī)殼體，其中，所述第二級渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子包括用螺栓連接到入口殼體的出口殼體；以及 所述入口殼體具有殼體主體和入口管道，所述殼體主體圍繞中心軸線延伸并且用于接收渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子，所述入口管道延伸遠(yuǎn)離所述殼體主體，用于將空氣傳送到位于所述殼體主體內(nèi)的腔中； 所述殼體主體的下游面，用于面對出口殼體，并且所述管道位于所述下游面的上游；以及 多個螺栓孔凸臺，形成在所述殼體主體的所述下游面上，所述螺栓孔凸臺用于接收螺栓以將出口殼體固定到所述渦輪機(jī)入口殼體上，以及所述多個凸臺中的第一多個凸臺具有傾斜表面，所述傾斜表面徑向向外延伸的程度大于所述多個凸臺中的第二多個凸臺，以及傾斜的所述第一多個凸臺在所述下游面與所述管道之間延伸，并且所述傾斜凸臺具有前凸臺部、傾斜表面和彎曲表面，所述傾斜表面以在50度與54度之間的角度從所述前凸臺面的上游端延伸，所述彎曲表面從所述傾斜表面的上游端彎曲以合并到所述管道中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的空氣循環(huán)機(jī)，其中，從所述中心軸線至所述傾斜表面的上游端垂直地測量的距離與形成于所述傾斜凸臺中的螺栓孔的直徑的比在4.2和4.4之間。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的空氣循環(huán)機(jī)，其中，所述管道的直徑與所述殼體主體中的壁的厚度的比在39.3和39.8之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的空氣循環(huán)機(jī)，其中，從所述中心軸線至所述傾斜表面的上游端垂直地測量的距離與所述殼體主體中的所述壁的所述厚度的所述比在8.8和9.3之間。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的空氣循環(huán)機(jī)，其中，所述管道的直徑與所述殼體主體中的壁的厚度的比在39.3和39.8之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的空氣循環(huán)機(jī)，其中，從所述中心軸線至所述傾斜表面的上游端垂直地測量的距離與所述殼體主體中的所述壁的厚度的比在8.8和9.3之間。
13.一種用于空氣循環(huán)機(jī)的第二級渦輪機(jī)，包括: 被接收在出口殼體和入口殼體之間的渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子，所述出口殼體和所述入口殼體由螺栓連接；以及 所述入口殼體具有殼體主體和入口管道，所述殼體主體圍繞中心軸線延伸并且用于接收渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子，所述入口管道延伸遠(yuǎn)離所述殼體主體，用于將空氣傳送到位于所述殼體主體內(nèi)的腔中；以及所述殼體主體的下游面，用于面對出口殼體，并且所述管道位于所述下游面的上游； 多個螺栓孔凸臺，形成在所述殼體主體的所述下游面上，所述螺栓孔凸臺用于接收螺栓以將出口殼體固定到所述渦輪機(jī)入口殼體上，以及所述多個凸臺中的第一多個凸臺具有傾斜表面，所述傾斜表面徑向向外延伸的程度大于所述多個凸臺中的第二多個凸臺，以及傾斜的所述第一多個凸臺在所述下游面與所述管道之間延伸，并且所述傾斜凸臺具有前凸臺部、傾斜表面和彎曲表面，所述傾斜表面以在50度與54度之間的角度從所述前凸臺部的上游端延伸，所述彎曲表面從所述傾斜表面的上游端彎曲以合并到所述管道中。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的第二級渦輪機(jī)，其中，從所述外部軸線至所述傾斜表面的上游端垂直地測量的距離與形成于所述傾斜凸臺中的螺栓孔的直徑的比在4.2和4.4之間。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的第二級渦輪機(jī)，其中，所述管道的直徑與所述殼體主體中的壁的厚度的比在39.3和39.8之間。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的第二級渦輪機(jī)，其中，從所述中心軸線至所述傾斜表面的上游端垂直地測量的距離與所述殼體主體中的所述壁的所述厚度的所述比在8.8和9.3之間。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的第二級渦輪機(jī)，其中，所述管道的直徑與所述殼體主體中的壁的厚度的比在39.3和39.8之間。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的第二級渦輪機(jī)，其中，從所述中心軸線至所述傾斜表面的上游端垂直地測量的距離與所述殼體主體中的所述壁的厚度的比在8.8和9.3之間。
【文檔編號】F01D25/24GK103573309SQ201310318559
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年7月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月27日
【發(fā)明者】E.什拉巴什, B.J.默里特 申請人:哈米爾頓森德斯特蘭德公司