用于空氣循環(huán)機的壓縮機殼體的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種用于空氣循環(huán)機的壓縮機殼體。所述壓縮機殼體包括具有壓縮機蝸殼的主體，所述壓縮機蝸殼被構(gòu)造來提供所述空氣循環(huán)機中的離心壓縮。配合表面與所述主體整體地形成。所述配合表面包括多個大致上等角度間隔開的凸臺。所述凸臺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)機的渦輪噴嘴的螺紋緊固件的第一凸臺類型。所述凸臺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)機的密封板的第二凸臺類型。所述第二徑向距離小于所述第一徑向距離。所述第一凸臺類型與所述第二凸臺類型的凸臺數(shù)目的比是17比2。
【專利說明】用于空氣循環(huán)機的壓縮機殼體
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
本申請要求于2013年I月11日提交的美國臨時專利申請序列號61/751，343的優(yōu)先權(quán)，所述申請的全部內(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)機的壓縮機殼體。
【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(ACM)，又稱為空氣循環(huán)冷卻機，以用于冷卻和除濕供應(yīng)到飛行器機艙的空氣。ACM可以包括離心式壓縮機和安裝用于在一個軸上共同旋轉(zhuǎn)的離心式渦輪機。所述離心式壓縮機進一步壓縮部分壓縮的空氣，如從氣體渦輪發(fā)動機的壓縮機接收的引氣。所述壓縮空氣在返回至所述離心式渦輪機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中膨脹，以便由此驅(qū)動所述壓縮機。來自所述渦輪機的空氣輸出可以用作用于運載工具(如飛行器的機艙)的空氣供應(yīng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，提供一種用于空氣循環(huán)機的壓縮機殼體。所述壓縮機殼體包括主體，所述主體具有被構(gòu)造來提供所述空氣循環(huán)機中的離心壓縮的壓縮機蝸殼。配合表面與所述主體整體地形成。所述配合表面包括多個大致上等角度間隔開的凸臺。所述凸臺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)機的渦輪噴嘴的螺紋緊固件的第一凸臺類型。所述凸臺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)機的密封板的第二凸臺類型。所述第二徑向距離小于所述第一徑向距離。所述第一凸臺類型與所述第二凸臺類型的凸臺數(shù)目的比是17比2。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方案，提供一種空氣循環(huán)機組件。所述空氣循環(huán)機組件包括多個渦輪噴嘴、密封板、以及壓縮機殼體。所述壓縮機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蝸殼。所述配合表面包括多個大致上等角度間隔開的凸臺。所述凸臺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的螺紋緊固件的第一凸臺類型。所述凸臺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。所述第一凸臺類型與所述第二凸臺類型的凸臺數(shù)目的比是17比2。
[0006]一種將壓縮機殼體安裝在空氣循環(huán)機組件中的方法包括將密封板與所述壓縮機殼體的配合表面對準。所述壓縮機殼體包括主體，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大致上等角度間隔開的凸臺。所述凸臺包括在第一徑向距離處的第一凸臺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類型。所述第一凸臺類型與所述第二凸臺類型的凸臺數(shù)目的比是17比2。所述密封板在每個第二凸臺類型的凸臺處固定至所述第二凸臺類型的凸臺。渦輪噴嘴與每個凸臺對準。使用螺紋緊固件將與每個第一凸臺類型的凸臺對準的每個渦輪噴嘴夾緊于所述壓縮機殼體。
【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)一個實施方案的空氣循環(huán)機(ACM)的截面；
圖2是根據(jù)一個實施方案的圖1的ACM的壓縮機殼體的透視圖；
圖3是根據(jù)一個實施方案的圖1的ACM的密封板和渦輪噴嘴的局部透視圖；
圖4是根據(jù)一個實施方案的圖1和圖2的壓縮機殼體的局部正視圖；
圖5是根據(jù)一個實施方案的圖1和圖2的壓縮機殼體的軸承防旋轉(zhuǎn)銷區(qū)域的局部底視圖；并且
圖6是根據(jù)一個實施方案的沿線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)明的實施方案以及優(yōu)點和特征。
【具體實施方式】
[0009]現(xiàn)在參考圖1，示例性空氣循環(huán)機(ACM) 10包括風扇20、渦輪機40、以及壓縮機60。ACM 10包括由多個殼體部分制造以便為風扇20提供所需的間隙的殼體組件12、渦輪機40、以及壓縮機60。ACM殼體12包括風扇殼體22、渦輪機殼體42、壓縮機殼體62。用緊固件50將風扇殼體22和渦輪機殼體42連接至中心定位的壓縮機殼體62。在一個實施方案中，多個緊固件50直接螺紋連接至壓縮機殼體62中。
[0010]風扇20具有入口 24和出口 26，并且渦輪機40具有入口 44和出口 46。壓縮機60還包括入口 64和出口 66。風扇20包括風扇轉(zhuǎn)子28，渦輪機40包括渦輪機轉(zhuǎn)子48，并且壓縮機60包括壓縮機轉(zhuǎn)子68。風扇轉(zhuǎn)子28、渦輪機轉(zhuǎn)子48、以及壓縮機轉(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40經(jīng)由軸70驅(qū)動風扇20和壓縮機60。在一個實施方案中，軸70通過軸承72支撐在ACM殼體12內(nèi)，例如像液體滑動軸承。軸70可以包括多個孔口(未圖示)以使得冷卻流進入軸70中來冷卻軸承72。一個或多個軸承防旋轉(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40與壓縮機60之間的空氣流分開。使用多個緊固件50將密封板80聯(lián)接至渦輪機護罩43、多個渦輪噴嘴47以及壓縮機殼體62的多個凸臺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。在一個實施方案中，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的兩個或更多個部件的組合通常被稱為ACM組件。
[0012]現(xiàn)在參考圖2，更詳細地示出了壓縮機殼體62。在一個實施方案中，壓縮機殼體62由單塊鑄造材料制造，其中壓縮機殼體62的主體202是壓縮機蝸殼，所述壓縮機蝸殼被構(gòu)造來在壓縮機入口 64與壓縮機出口 66之間提供圖1的ACM 10中的尚心壓縮。壓縮機殼體62還包括與主體202整體地形成的配合表面204。配合表面204包括多個大致上等角度間隔開的凸臺67。在一個實施方案中，在配合表面204上存在十九個凸臺67。在12點鐘位置處的最上面的凸臺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)一個實施方案的圖1的ACM 10的密封板80和渦輪噴嘴47。多個渦輪噴嘴47包括聯(lián)接孔口 49，所述聯(lián)接孔口 49被構(gòu)造來接收圖1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。在一個實施方案中,存在十九個大致上等角度地間隔開的渦輪噴嘴47，當組裝在圖1的ACM 10中時，所述渦輪噴嘴47大致上與圖2的壓縮機殼體的62的十九個凸臺67對準,其中十九個潤輪噴嘴47中的十七個被夾緊于壓縮機殼體62。
[0014]圖4是根據(jù)一個實施方案的圖2的壓縮機殼體62的配合表面204的局部正視圖。如前所描述，配合表面204包括多個大致上等角度地間隔開的凸臺67。凸臺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67包括在第一徑向距離D1處的第一凸臺類型，所述第一凸臺類型各自被構(gòu)造來接收聯(lián)接至圖1的ACM 10的一個渦輪噴嘴47的一個緊固件50。凸臺67還包括在第二徑向距離D2處的第二凸臺類型，所述第二凸臺類型被構(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在一個實施方案中，所述第一徑向距離D1大于所述第二徑向距離D2約2%。所述第一凸臺類型與所述第二凸臺類型的凸臺67的數(shù)目比是17比2。
[0015]凸臺67彼此成角度地間隔開約19度。更具體地說，每個凸臺67之間的平均角度間隔(Q1)是18.95度。凸臺67的角度間隔之間可以存在一些較小的變化，以使得相鄰凸臺67之間的角度間隔可以在約17度與21度之間變化。在圖4的實施例中，存在十七個第一凸臺類型的凸臺67和兩個第二凸臺類型的凸臺67。凸臺167和267是在距離配合表面204的中心210的第一徑向距離D1處的第一凸臺類型的實例。凸臺367a和367b是在距離配合表面204的中心210的第二徑向距離D2處的第二凸臺類型的實例。凸臺367a和367b相對于彼此具有約170度至190度之間的角度偏移(O2)。在圖4的實施例中，O2是170.5度。每個第二凸臺類型的凸臺67與兩個第一凸臺類型的凸臺67相鄰。
[0016]如前面參照圖2所描述的，在12點鐘位置處的最上面的凸臺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。作為第一凸臺類型的凸臺67的圖4的凸臺267相對于軸線Y偏移大約28度的角度(O3)。凸臺267與第二凸臺類型的凸臺367b相鄰。凸臺267還與凹陷區(qū)域104成角度地對準并且相鄰，所述凹陷區(qū)域104被構(gòu)造來接收圖1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)一個實施方案的圖1的壓縮機殼體62的軸承防旋轉(zhuǎn)銷區(qū)域100的局部底視圖。在一個實施方案中，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)一個實施方案的沿線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)處對準。如可以在圖6中看出，凹陷區(qū)域104從壓縮機殼體62的主體202的外表面212朝向壓縮機殼體62的中心210延伸。軸承防旋轉(zhuǎn)銷102鄰近壓縮機殼體62的中心210安裝。
[0018]一種用于將壓縮機殼體62安裝在ACM 10中的方法在本文參照圖1至圖6進行描述。將密封板80與壓縮機殼體62的配合表面204對準。將密封板80在每個第二凸臺類型的凸臺367a和367b處固定至配合表面204。將渦輪噴嘴47與每個凸臺67對準。使用螺紋緊固件50將與每個第一凸臺類型的凸臺67(例如，凸臺167和267)對準的每個渦輪噴嘴47夾緊于壓縮機殼體62。根據(jù)一個實施方案，不將與第二凸臺類型的凸臺367a和367b對準的每個渦輪噴嘴47夾緊于壓縮機殼體62。如前所描述，第一凸臺類型的凸臺267與第二凸臺類型的凸臺367b相鄰，并且凸臺267與凹陷區(qū)域104成角度地對準并且相鄰，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)量的實施方案詳細描述了本發(fā)明，但應(yīng)當易于了解的是，本發(fā)明并不限于所述公開的實施方案。相反，本發(fā)明可以進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)機的壓縮機殼體，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)機中的離心壓縮的壓縮機蝸殼；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大致上等角度地間隔開的凸臺，所述凸臺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)機的渦輪噴嘴的螺紋緊固件的第一凸臺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)機的密封板的第二凸臺類型，其中所述第二徑向距離小于所述第一徑向距離，并且所述第一凸臺類型與所述第二凸臺類型的凸臺數(shù)目的比是17比2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓 縮機殼體，其中所述第一凸臺類型的第一凸臺與所述第二凸臺類型的第二凸臺相鄰，并且所述第一凸臺與凹陷區(qū)域成角度地對準并且相鄰，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所述的壓縮機殼體，其中所述凸臺彼此成角度地間隔開約19度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮機殼體，其中每個所述第二凸臺類型的凸臺與兩個所述第一凸臺類型的凸臺相鄰。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮機殼體，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所述的壓縮機殼體，其中存在相對于彼此具有約170度至190度之間的角度偏移的兩個第二凸臺類型的凸臺。
7.一種空氣循環(huán)機組件，其包括: 多個渦輪噴嘴； 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殼體,所述主體包括被構(gòu)造來提供離心壓縮的壓縮機蝸殼，并且所述配合表面包括多個大致上等角度地間隔開的凸臺，所述凸臺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的螺紋緊固件的第一凸臺類型，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，并且所述第一凸臺類型與所述第二凸臺類型的凸臺數(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)機組件，其中所述第一凸臺類型的第一凸臺與所述第二凸臺類型的第二凸臺相鄰，并且所述第一凸臺與凹陷區(qū)域成角度地對準并且相鄰，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)機組件，其中所述凸臺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)機組件，其中每個所述第二凸臺類型的凸臺與兩個所述第一凸臺類型的凸臺相鄰。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的空氣循環(huán)機組件，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)機組件，其中存在相對于彼此具有約170度至190度之間的角度偏移的兩個第二凸臺類型的凸臺。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的空氣循環(huán)機組件，其中每個所述渦輪噴嘴與一個所述凸臺對準；通過螺紋緊固件將與所述第一凸臺類型的凸臺對準的每個所述渦輪噴嘴夾緊于所述壓縮機殼體； 并且與所述第二凸臺類型的凸臺對準的每個所述渦輪噴嘴不夾緊于所述壓縮機殼體。
【文檔編號】F04D25/04GK103925246SQ201410011602
【公開日】2014年7月16日 申請日期: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 申請人:哈米爾頓森德斯特蘭德公司