用于空氣循環(huán)機(jī)的壓縮機(jī)殼體的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種用于空氣循環(huán)機(jī)的壓縮機(jī)殼體。所述壓縮機(jī)殼體包括具有壓縮機(jī)蝸殼的主體，所述壓縮機(jī)蝸殼被構(gòu)造來提供所述空氣循環(huán)機(jī)中的離心壓縮。配合表面與所述主體整體地形成。所述配合表面包括多個(gè)大致上等角度間隔開的凸臺(tái)。所述凸臺(tái)包括在第一徑向距離處并且被構(gòu)造來接收聯(lián)接至所述空氣循環(huán)機(jī)的渦輪噴嘴的螺紋緊固件的第一凸臺(tái)類型。所述凸臺(tái)還包括在第二徑向距離處被構(gòu)造來固定所述空氣循環(huán)機(jī)的密封板的第二凸臺(tái)類型。所述第二徑向距離小于所述第一徑向距離。所述第一凸臺(tái)類型與所述第二凸臺(tái)類型的凸臺(tái)數(shù)目的比是17比2。
【專利說明】用于空氣循環(huán)機(jī)的壓縮機(jī)殼體
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
本申請(qǐng)要求于2013年I月11日提交的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)序列號(hào)61/751，343的優(yōu)先權(quán)，所述申請(qǐng)的全部內(nèi)容以引用的方式具體地并入本文。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明的示例性實(shí)施方案總體上涉及飛行器環(huán)境控制系統(tǒng)，并且更具體地說，涉及用作飛行器環(huán)境控制系統(tǒng)的一部分的空氣循環(huán)機(jī)的壓縮機(jī)殼體。
【背景技術(shù)】
[0003]常規(guī)的飛行器環(huán)境控制系統(tǒng)(ECS)合并有空氣循環(huán)機(jī)(ACM)，又稱為空氣循環(huán)冷卻機(jī)，以用于冷卻和除濕供應(yīng)到飛行器機(jī)艙的空氣。ACM可以包括離心式壓縮機(jī)和安裝用于在一個(gè)軸上共同旋轉(zhuǎn)的離心式渦輪機(jī)。所述離心式壓縮機(jī)進(jìn)一步壓縮部分壓縮的空氣，如從氣體渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮機(jī)接收的引氣。所述壓縮空氣在返回至所述離心式渦輪機(jī)之前排放至下游熱交換器或其它系統(tǒng)。所述壓縮空氣在所述渦輪機(jī)中膨脹，以便由此驅(qū)動(dòng)所述壓縮機(jī)。來自所述渦輪機(jī)的空氣輸出可以用作用于運(yùn)載工具(如飛行器的機(jī)艙)的空氣供應(yīng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，提供一種用于空氣循環(huán)機(jī)的壓縮機(jī)殼體。所述壓縮機(jī)殼體包括主體，所述主體具有被構(gòu)造來提供所述空氣循環(huán)機(jī)中的離心壓縮的壓縮機(jī)蝸殼。配合表面與所述主體整體地形成。所述配合表面包括多個(gè)大致上等角度間隔開的凸臺(tái)。所述凸臺(tái)包括在第一徑向距離處并且被構(gòu)造來接收聯(lián)接至所述空氣循環(huán)機(jī)的渦輪噴嘴的螺紋緊固件的第一凸臺(tái)類型。所述凸臺(tái)還包括在第二徑向距離處被構(gòu)造來固定所述空氣循環(huán)機(jī)的密封板的第二凸臺(tái)類型。所述第二徑向距離小于所述第一徑向距離。所述第一凸臺(tái)類型與所述第二凸臺(tái)類型的凸臺(tái)數(shù)目的比是17比2。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，提供一種空氣循環(huán)機(jī)組件。所述空氣循環(huán)機(jī)組件包括多個(gè)渦輪噴嘴、密封板、以及壓縮機(jī)殼體。所述壓縮機(jī)殼體包括主體和與所述主體整體地形成的配合表面。所述主體包括被構(gòu)造來提供離心壓縮的壓縮機(jī)蝸殼。所述配合表面包括多個(gè)大致上等角度間隔開的凸臺(tái)。所述凸臺(tái)包括在第一徑向距離處并且被構(gòu)造來接收聯(lián)接至所述渦輪噴嘴中的一個(gè)的螺紋緊固件的第一凸臺(tái)類型。所述凸臺(tái)還包括在第二徑向距離處被構(gòu)造來固定所述密封板的第二凸臺(tái)類型。所述第二徑向距離小于所述第一徑向距離。所述第一凸臺(tái)類型與所述第二凸臺(tái)類型的凸臺(tái)數(shù)目的比是17比2。
[0006]一種將壓縮機(jī)殼體安裝在空氣循環(huán)機(jī)組件中的方法包括將密封板與所述壓縮機(jī)殼體的配合表面對(duì)準(zhǔn)。所述壓縮機(jī)殼體包括主體，其中所述配合表面與所述主體整體地形成。所述配合表面包括多個(gè)大致上等角度間隔開的凸臺(tái)。所述凸臺(tái)包括在第一徑向距離處的第一凸臺(tái)類型和在小于所述第一徑向距離處的第二徑向距離處的第二凸臺(tái)類型。所述第一凸臺(tái)類型與所述第二凸臺(tái)類型的凸臺(tái)數(shù)目的比是17比2。所述密封板在每個(gè)第二凸臺(tái)類型的凸臺(tái)處固定至所述第二凸臺(tái)類型的凸臺(tái)。渦輪噴嘴與每個(gè)凸臺(tái)對(duì)準(zhǔn)。使用螺紋緊固件將與每個(gè)第一凸臺(tái)類型的凸臺(tái)對(duì)準(zhǔn)的每個(gè)渦輪噴嘴夾緊于所述壓縮機(jī)殼體。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]在本說明書的結(jié)尾處的權(quán)利要求書中具體地指出并且明確地要求了被視為本發(fā)明的主題。本發(fā)明的前述和其它特征以及優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合附圖的以下詳述是清楚的，其中:
圖1是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的空氣循環(huán)機(jī)(ACM)的截面；
圖2是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的圖1的ACM的壓縮機(jī)殼體的透視圖；
圖3是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的圖1的ACM的密封板和渦輪噴嘴的局部透視圖；
圖4是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的圖1和圖2的壓縮機(jī)殼體的局部正視圖；
圖5是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的圖1和圖2的壓縮機(jī)殼體的軸承防旋轉(zhuǎn)銷區(qū)域的局部底視圖；并且
圖6是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的沿線6-6取得的圖5的軸承防旋轉(zhuǎn)銷區(qū)域的截面視圖。
[0008]詳述參照附圖以舉例的方式來說明本發(fā)明的實(shí)施方案以及優(yōu)點(diǎn)和特征。
【具體實(shí)施方式】
[0009]現(xiàn)在參考圖1，示例性空氣循環(huán)機(jī)(ACM) 10包括風(fēng)扇20、渦輪機(jī)40、以及壓縮機(jī)60。ACM 10包括由多個(gè)殼體部分制造以便為風(fēng)扇20提供所需的間隙的殼體組件12、渦輪機(jī)40、以及壓縮機(jī)60。ACM殼體12包括風(fēng)扇殼體22、渦輪機(jī)殼體42、壓縮機(jī)殼體62。用緊固件50將風(fēng)扇殼體22和渦輪機(jī)殼體42連接至中心定位的壓縮機(jī)殼體62。在一個(gè)實(shí)施方案中，多個(gè)緊固件50直接螺紋連接至壓縮機(jī)殼體62中。
[0010]風(fēng)扇20具有入口 24和出口 26，并且渦輪機(jī)40具有入口 44和出口 46。壓縮機(jī)60還包括入口 64和出口 66。風(fēng)扇20包括風(fēng)扇轉(zhuǎn)子28，渦輪機(jī)40包括渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子48，并且壓縮機(jī)60包括壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子68。風(fēng)扇轉(zhuǎn)子28、渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子48、以及壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子68被聯(lián)接到用于繞軸線A旋轉(zhuǎn)的軸70上，以使得渦輪機(jī)40經(jīng)由軸70驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇20和壓縮機(jī)60。在一個(gè)實(shí)施方案中，軸70通過軸承72支撐在ACM殼體12內(nèi)，例如像液體滑動(dòng)軸承。軸70可以包括多個(gè)孔口(未圖示)以使得冷卻流進(jìn)入軸70中來冷卻軸承72。一個(gè)或多個(gè)軸承防旋轉(zhuǎn)銷可以用于防止軸承72的物理旋轉(zhuǎn)，如在圖1中的軸承防旋轉(zhuǎn)銷區(qū)域100處所描繪的軸承防旋轉(zhuǎn)銷102。
[0011]密封板80將渦輪機(jī)40與壓縮機(jī)60之間的空氣流分開。使用多個(gè)緊固件50將密封板80聯(lián)接至渦輪機(jī)護(hù)罩43、多個(gè)渦輪噴嘴47以及壓縮機(jī)殼體62的多個(gè)凸臺(tái)67。另外的部件、螺紋插入件以及密封件(未描繪)也可以通過緊固件50來聯(lián)接。在一個(gè)實(shí)施方案中，緊固件50是不同大小的螺紋螺栓。所示的ACM 10是示例性的并且本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其它構(gòu)造是在本發(fā)明的范圍內(nèi)。ACM 10的兩個(gè)或更多個(gè)部件的組合通常被稱為ACM組件。
[0012]現(xiàn)在參考圖2，更詳細(xì)地示出了壓縮機(jī)殼體62。在一個(gè)實(shí)施方案中，壓縮機(jī)殼體62由單塊鑄造材料制造，其中壓縮機(jī)殼體62的主體202是壓縮機(jī)蝸殼，所述壓縮機(jī)蝸殼被構(gòu)造來在壓縮機(jī)入口 64與壓縮機(jī)出口 66之間提供圖1的ACM 10中的尚心壓縮。壓縮機(jī)殼體62還包括與主體202整體地形成的配合表面204。配合表面204包括多個(gè)大致上等角度間隔開的凸臺(tái)67。在一個(gè)實(shí)施方案中，在配合表面204上存在十九個(gè)凸臺(tái)67。在12點(diǎn)鐘位置處的最上面的凸臺(tái)167界定軸線Y，所述軸線Y與配合表面204中的上部狹槽206和下部狹槽208相交。
[0013]圖3描繪根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的圖1的ACM 10的密封板80和渦輪噴嘴47。多個(gè)渦輪噴嘴47包括聯(lián)接孔口 49，所述聯(lián)接孔口 49被構(gòu)造來接收?qǐng)D1的緊固件50 ;然而，不是所有的渦輪噴嘴47都包括聯(lián)接孔口 49。在一個(gè)實(shí)施方案中,存在十九個(gè)大致上等角度地間隔開的渦輪噴嘴47，當(dāng)組裝在圖1的ACM 10中時(shí)，所述渦輪噴嘴47大致上與圖2的壓縮機(jī)殼體的62的十九個(gè)凸臺(tái)67對(duì)準(zhǔn),其中十九個(gè)潤輪噴嘴47中的十七個(gè)被夾緊于壓縮機(jī)殼體62。
[0014]圖4是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的圖2的壓縮機(jī)殼體62的配合表面204的局部正視圖。如前所描述，配合表面204包括多個(gè)大致上等角度地間隔開的凸臺(tái)67。凸臺(tái)67可以包括或接收螺紋插入件(未描繪)以便與螺紋緊固件(如圖1的緊固件50)聯(lián)接。凸臺(tái)67包括在第一徑向距離D1處的第一凸臺(tái)類型，所述第一凸臺(tái)類型各自被構(gòu)造來接收聯(lián)接至圖1的ACM 10的一個(gè)渦輪噴嘴47的一個(gè)緊固件50。凸臺(tái)67還包括在第二徑向距離D2處的第二凸臺(tái)類型，所述第二凸臺(tái)類型被構(gòu)造來固定圖1的ACM 10的密封板80，特別是在組裝過程中。所述第二徑向距離D2小于所述第一徑向距離Dp在一個(gè)實(shí)施方案中，所述第一徑向距離D1大于所述第二徑向距離D2約2%。所述第一凸臺(tái)類型與所述第二凸臺(tái)類型的凸臺(tái)67的數(shù)目比是17比2。
[0015]凸臺(tái)67彼此成角度地間隔開約19度。更具體地說，每個(gè)凸臺(tái)67之間的平均角度間隔(Q1)是18.95度。凸臺(tái)67的角度間隔之間可以存在一些較小的變化，以使得相鄰?fù)古_(tái)67之間的角度間隔可以在約17度與21度之間變化。在圖4的實(shí)施例中，存在十七個(gè)第一凸臺(tái)類型的凸臺(tái)67和兩個(gè)第二凸臺(tái)類型的凸臺(tái)67。凸臺(tái)167和267是在距離配合表面204的中心210的第一徑向距離D1處的第一凸臺(tái)類型的實(shí)例。凸臺(tái)367a和367b是在距離配合表面204的中心210的第二徑向距離D2處的第二凸臺(tái)類型的實(shí)例。凸臺(tái)367a和367b相對(duì)于彼此具有約170度至190度之間的角度偏移(O2)。在圖4的實(shí)施例中，O2是170.5度。每個(gè)第二凸臺(tái)類型的凸臺(tái)67與兩個(gè)第一凸臺(tái)類型的凸臺(tái)67相鄰。
[0016]如前面參照?qǐng)D2所描述的，在12點(diǎn)鐘位置處的最上面的凸臺(tái)167界定軸線Y，所述軸線Y與配合表面204中的上部狹槽206和下部狹槽208相交。作為第一凸臺(tái)類型的凸臺(tái)67的圖4的凸臺(tái)267相對(duì)于軸線Y偏移大約28度的角度(O3)。凸臺(tái)267與第二凸臺(tái)類型的凸臺(tái)367b相鄰。凸臺(tái)267還與凹陷區(qū)域104成角度地對(duì)準(zhǔn)并且相鄰，所述凹陷區(qū)域104被構(gòu)造來接收?qǐng)D1的軸承防旋轉(zhuǎn)銷102，如在圖5至圖6中最佳看出。
[0017]圖5是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的圖1的壓縮機(jī)殼體62的軸承防旋轉(zhuǎn)銷區(qū)域100的局部底視圖。在一個(gè)實(shí)施方案中，凹陷區(qū)域104具有大約0.40英寸(1.02 cm)的直徑圖6是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的沿線6-6取得的圖5的軸承防旋轉(zhuǎn)銷區(qū)域100的截面視圖。相對(duì)于圖2和圖4的軸線Y，凹陷區(qū)域104在大約28度的角度(O3)處對(duì)準(zhǔn)。如可以在圖6中看出，凹陷區(qū)域104從壓縮機(jī)殼體62的主體202的外表面212朝向壓縮機(jī)殼體62的中心210延伸。軸承防旋轉(zhuǎn)銷102鄰近壓縮機(jī)殼體62的中心210安裝。
[0018]一種用于將壓縮機(jī)殼體62安裝在ACM 10中的方法在本文參照?qǐng)D1至圖6進(jìn)行描述。將密封板80與壓縮機(jī)殼體62的配合表面204對(duì)準(zhǔn)。將密封板80在每個(gè)第二凸臺(tái)類型的凸臺(tái)367a和367b處固定至配合表面204。將渦輪噴嘴47與每個(gè)凸臺(tái)67對(duì)準(zhǔn)。使用螺紋緊固件50將與每個(gè)第一凸臺(tái)類型的凸臺(tái)67(例如，凸臺(tái)167和267)對(duì)準(zhǔn)的每個(gè)渦輪噴嘴47夾緊于壓縮機(jī)殼體62。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，不將與第二凸臺(tái)類型的凸臺(tái)367a和367b對(duì)準(zhǔn)的每個(gè)渦輪噴嘴47夾緊于壓縮機(jī)殼體62。如前所描述，第一凸臺(tái)類型的凸臺(tái)267與第二凸臺(tái)類型的凸臺(tái)367b相鄰，并且凸臺(tái)267與凹陷區(qū)域104成角度地對(duì)準(zhǔn)并且相鄰，所述凹陷區(qū)域104被構(gòu)造來接收軸承防旋轉(zhuǎn)銷102。將軸承防旋轉(zhuǎn)銷102安裝在凹陷區(qū)域104中。
[0019]雖然已經(jīng)結(jié)合僅有限數(shù)量的實(shí)施方案詳細(xì)描述了本發(fā)明，但應(yīng)當(dāng)易于了解的是，本發(fā)明并不限于所述公開的實(shí)施方案。相反，本發(fā)明可以進(jìn)行修改來合并有之前并未描述但與本發(fā)明的精神和范圍相符的任何數(shù)量的變化、改變、替代或等效布置。此外，雖然已經(jīng)描述了本發(fā)明的不同實(shí)施方案，但應(yīng)該理解本發(fā)明的方面可以僅包括所描述的實(shí)施方案中的一些。因此，本發(fā)明不應(yīng)被視為受前述描述限制，而僅受限于隨附權(quán)利要求的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于空氣循環(huán)機(jī)的壓縮機(jī)殼體，其包括: 主體，所述主體包括被構(gòu)造來提供所述空氣循環(huán)機(jī)中的離心壓縮的壓縮機(jī)蝸殼；以及 與所述主體整體地形成的配合表面，所述配合表面包括多個(gè)大致上等角度地間隔開的凸臺(tái)，所述凸臺(tái)包括在第一徑向距離處并且被構(gòu)造來接收聯(lián)接至所述空氣循環(huán)機(jī)的渦輪噴嘴的螺紋緊固件的第一凸臺(tái)類型和在第二徑向距離處被構(gòu)造來固定所述空氣循環(huán)機(jī)的密封板的第二凸臺(tái)類型，其中所述第二徑向距離小于所述第一徑向距離，并且所述第一凸臺(tái)類型與所述第二凸臺(tái)類型的凸臺(tái)數(shù)目的比是17比2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓 縮機(jī)殼體，其中所述第一凸臺(tái)類型的第一凸臺(tái)與所述第二凸臺(tái)類型的第二凸臺(tái)相鄰，并且所述第一凸臺(tái)與凹陷區(qū)域成角度地對(duì)準(zhǔn)并且相鄰，所述凹陷區(qū)域被構(gòu)造來接收所述空氣循環(huán)機(jī)中的軸承防旋轉(zhuǎn)銷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)殼體，其中所述凸臺(tái)彼此成角度地間隔開約19度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)殼體，其中每個(gè)所述第二凸臺(tái)類型的凸臺(tái)與兩個(gè)所述第一凸臺(tái)類型的凸臺(tái)相鄰。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)殼體，其中所述第一徑向距離大于所述第二徑向距離約2%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)殼體，其中存在相對(duì)于彼此具有約170度至190度之間的角度偏移的兩個(gè)第二凸臺(tái)類型的凸臺(tái)。
7.一種空氣循環(huán)機(jī)組件，其包括: 多個(gè)渦輪噴嘴； 密封板；以及 包括主體和與所述主體整體地形成的配合表面的壓縮機(jī)殼體,所述主體包括被構(gòu)造來提供離心壓縮的壓縮機(jī)蝸殼，并且所述配合表面包括多個(gè)大致上等角度地間隔開的凸臺(tái)，所述凸臺(tái)包括在第一徑向距離處并且被構(gòu)造來接收聯(lián)接至所述渦輪噴嘴中的一個(gè)的螺紋緊固件的第一凸臺(tái)類型，和在第二徑向距離處被構(gòu)造來固定所述密封板的第二凸臺(tái)類型，其中所述第二徑向距離小于所述第一徑向距離，并且所述第一凸臺(tái)類型與所述第二凸臺(tái)類型的凸臺(tái)數(shù)目的比是17比2。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的空氣循環(huán)機(jī)組件，其中所述第一凸臺(tái)類型的第一凸臺(tái)與所述第二凸臺(tái)類型的第二凸臺(tái)相鄰，并且所述第一凸臺(tái)與凹陷區(qū)域成角度地對(duì)準(zhǔn)并且相鄰，所述凹陷區(qū)域被構(gòu)造來接收軸承防旋轉(zhuǎn)銷。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的空氣循環(huán)機(jī)組件，其中所述凸臺(tái)彼此成角度地間隔開約19度。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的空氣循環(huán)機(jī)組件，其中每個(gè)所述第二凸臺(tái)類型的凸臺(tái)與兩個(gè)所述第一凸臺(tái)類型的凸臺(tái)相鄰。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的空氣循環(huán)機(jī)組件，其中所述第一徑向距離大于所述第二徑向距離約2%。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的空氣循環(huán)機(jī)組件，其中存在相對(duì)于彼此具有約170度至190度之間的角度偏移的兩個(gè)第二凸臺(tái)類型的凸臺(tái)。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的空氣循環(huán)機(jī)組件，其中每個(gè)所述渦輪噴嘴與一個(gè)所述凸臺(tái)對(duì)準(zhǔn)；通過螺紋緊固件將與所述第一凸臺(tái)類型的凸臺(tái)對(duì)準(zhǔn)的每個(gè)所述渦輪噴嘴夾緊于所述壓縮機(jī)殼體； 并且與所述第二凸臺(tái)類型的凸臺(tái)對(duì)準(zhǔn)的每個(gè)所述渦輪噴嘴不夾緊于所述壓縮機(jī)殼體。
【文檔編號(hào)】F04D25/04GK103925246SQ201410011602
【公開日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2014年1月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月11日
【發(fā)明者】C.M.比爾斯, B.J.默里特, C.麥考利夫 申請(qǐng)人:哈米爾頓森德斯特蘭德公司