渦輪噴嘴和護罩的制作方法
【專利摘要】一種用于空氣循環機中的噴嘴和護罩，其具有板和護罩，所述護罩相對于所述板在第一軸向方向上繞著所述護罩的中心軸彎曲。多個葉片在第二軸向方向上背離所述板延伸。所述多個葉片背離所述板延伸一個高度和界定為兩個相鄰葉片之間的最近距離的寬度，所述高度與所述寬度的比介于1.7377與2.1612之間。還公開了一種空氣循環機及維修方法。
【專利說明】渦輪噴嘴和護罩
【技術領域】
[0001] 本申請涉及一種用于空氣循環機中的噴嘴和護罩。
[0002] 已知空氣循環機且其通常包括一個或多個渦輪，所述渦輪接收壓縮空氣源且被驅 動來旋轉。接著，渦輪旋轉壓縮機轉子。空氣由空氣循環機調節且被移動用于飛機機艙空 氣調節和溫度控制系統。
[0003] 渦輪通常具有噴嘴和護罩，其控制渦輪轉子上游和下游的空氣流量。 發明概要
[0004] -種用于空氣循環機中的噴嘴和護罩具有板和護罩，所述護罩相對于板在第一軸 向方向上繞著護罩的中心軸彎曲。多個葉片在第二軸向方向上背離板延伸。多個葉片背離 板延伸一個高度和界定為兩個相鄰葉片之間的最近距離的寬度，所述高度與所述寬度的比 介于1. 7377與2. 1612之間。還公開了一種空氣循環機及維修方法。
[0005] 從下文附圖和詳述可最好地理解這些和其它特征。
[0006] 附圖簡述 圖1示出空氣循環機。
[0007] 圖2A是貫穿第一級渦輪的渦輪噴嘴和護罩的截面圖。
[0008] 圖2B是渦輪噴嘴部分的圖。
[0009] 圖2C示出葉片的細節。
[0010] 圖2D是沿著圖2C的線D-D截取的剖面線。
【具體實施方式】
[0011] 圖1中圖示了空氣循環機20,其具有由軸24驅動的風扇22。如已知，壓縮機35在 入口 126處從壓縮空氣源接收壓縮空氣且進一步壓縮空氣。空氣向下游流入第一渦輪入口 26中，其驅動第一級渦輪轉子128。接著空氣流過第二級渦輪轉子32且穿過出口 34。空氣 可用于飛機機艙且作為機艙空氣調節和溫度控制系統的部分。
[0012] 渦輪噴嘴36與第二級渦輪轉子相關聯且用來將氣流從入口導引到渦輪轉子32。
[0013] 第一級護罩和噴嘴127包括在轉子28下游的護罩128和在轉子28上游的噴嘴 130。
[0014] 圖2A示出噴嘴和護罩127的細節。如圖所示，護罩部分128背離板121沿著中心 軸A向前彎曲。板121攜載多個葉片132,其還可見于圖2B。在一個實施方案中，存在19 個繞著噴嘴和護罩127的中心軸C周向間隔的葉片。
[0015] 如圖2C中所示，截面圖D-D是在兩個相鄰葉片132之間截取。如圖2D中所示，葉 片132背離板121延伸的高度或距離界定為屯。距離d 2可被界定為通道寬度且是兩個相 鄰葉片132之間的最近距離，其是與葉片122的翼面的側邊相切或平行所測。
[0016] 在一個實施方案中，高度屯是.560英寸（1. 42厘米)且寬度d2是.289英寸（.734 厘米)。這造成全部19個葉片之間的總流量面積是3. 075平方英寸(平方厘米7. 8105)。
[0017] 在實施方案中，高度di與寬度(12的比介于1.7377與2. 1612之間。在實施方案 中，總噴嘴流量面積介于2. 7491平方英寸與3. 4191平方英寸之間。
[0018] 噴嘴和護罩127具有碳化鎢防腐涂層。噴嘴和護罩127由鋁基體形成且接著具有 碳化鎢防腐涂層。優選地，利用連續燃燒來提供高速氧燃料涂層技術。
[0019] 一種維修空氣循環機20的方法包括以下步驟：從第一級渦輪轉子28鄰近處的位 置移除噴嘴和護罩組合127。接著更換的噴嘴和護罩組合127安裝在轉子28鄰近處。
[0020] 題目是Turbine Nozzle for Air Cycle Machine且與本文同一日期提交的共同 未決申請案序列號13/869048、代理案號第PA25461US號；第67010-487US1號中公開和要 求了噴嘴36的細節。
[0021] 雖然已經公開本發明的實施方案，但所屬【技術領域】的一般工作人員將意識到某些 修改可在本公開的范圍內。出于這個原因，以上權利要求應被研究來決定本公開的真實范 圍和內容。
【權利要求】
1. 一種用于空氣循環機中的噴嘴和護罩，其包括： 板和護罩，所述護罩相對于所述板在第一軸向方向上繞著所述護罩的中心軸彎曲； 多個葉片，其在第二軸向方向上背離所述板延伸，其中所述多個葉片背離所述板延伸 一個高度和界定為兩個相鄰葉片之間的最近距離的寬度，所述高度與所述寬度的比介于 1. 7377 與 2. 1612 之間。
2. 根據權利要求1所述的用于空氣循環機中的噴嘴和護罩，其中存在19個周向間隔的 所述葉片。
3. 根據權利要求2所述的用于空氣循環機中的噴嘴和護罩，其中在全部19個所述葉 片之間界定總流量面積且所述總流量面積介于2. 7491平方英寸與3. 4191平方英寸之間 (17. 736平方厘米到22. 058平方厘米)。
4. 根據權利要求3所述的噴嘴和護罩，其中所述板和所述護罩由具有碳化鎢防腐涂層 的基體鋁材料形成。
5. 根據權利要求1所述的用于空氣循環機中的噴嘴和護罩，其中在全部19個所述葉 片之間界定總流量面積且所述總流量面積介于2. 7491平方英寸與3. 4191平方英寸之間 (17. 736平方厘米到22. 058平方厘米)。
6. 根據權利要求1所述的噴嘴和護罩，其中所述板和所述護罩由具有碳化鎢防腐涂層 的基體鋁材料形成。
7. -種空氣循環機，其包括： 第一級渦輪轉子和第二級渦輪轉子，所述第一和第二級渦輪轉子被構造成驅動軸，且 壓縮機轉子由所述軸驅動，且風扇轉子由所述軸驅動；和 護罩和噴嘴組合，其提供在所述第一級渦輪轉子鄰近處，其中所述噴嘴處于所述第一 級渦輪轉子的上游位置，且所述護罩彎曲到所述第一級渦輪轉子的下游位置，且所述護罩 和噴嘴包括板和所述護罩，所述護罩相對于所述板在第一軸向方向上繞著所述護罩的中心 軸彎曲； 多個葉片，其在第二軸向方向上背離所述板延伸，其中所述多個葉片背離所述板延伸 一個高度和界定為兩個相鄰葉片之間的最近距離的寬度，所述高度與所述寬度的比介于 1. 7377 與 2. 1612 之間。
8. 根據權利要求7所述的空氣循環機，其中存在19個周向間隔的所述葉片。
9. 根據權利要求8所述的空氣循環機，其中在全部19個所述葉片之間界定總流量面 積且所述總流量面積介于2. 7491平方英寸與3. 4191平方英寸之間（17. 736平方厘米到 22. 058平方厘米)。
10. 根據權利要求9所述的空氣循環機，其中所述板和所述護罩由具有碳化鎢防腐涂 層的基體鋁材料形成。
11. 根據權利要求7所述的空氣循環機，其中在全部19個所述葉片之間界定總流量面 積且所述總流量面積介于2. 7491平方英寸與3. 4191平方英寸之間（17. 736平方厘米到 22. 058平方厘米)。
12. 根據權利要求7所述的空氣循環機，其中所述板和所述護罩由具有碳化鎢防腐涂 層的基體鋁材料形成。
13. -種維修空氣循環機的方法，其包括以下步驟： (a) 從空氣循環機中第一級渦輪轉子鄰近處的位置移除噴嘴和護罩組合，且用更換的 護罩和噴嘴組合來更換所述移除的護罩和噴嘴組合；和 (b) 所述更換的護罩和噴嘴組合包括：板和護罩，所述護罩相對于所述板在第一軸向 方向上繞著所述護罩的中心軸彎曲；和多個葉片，其在第二軸向方向上背離所述板延伸，其 中所述多個葉片背離所述板延伸一個高度和界定為兩個相鄰葉片之間的最近距離的寬度， 所述高度與所述寬度的比介于1. 7377與2. 1612之間。
14. 根據權利要求13所述的方法，其中存在19個周向間隔的所述葉片。
15. 根據權利要求14所述的方法，其中在全部19個所述葉片之間界定總流量面積且 所述總流量面積介于2. 7491平方英寸與3. 4191平方英寸之間（17. 736平方厘米到22. 058 平方厘米)。
16. 根據權利要求15所述的方法，其中所述板和所述護罩由具有碳化鎢防腐涂層的基 體鋁材料形成。
17. 根據權利要求13所述的方法，其中在全部19個所述葉片之間界定總流量面積且 所述總流量面積介于2. 7491平方英寸與3. 4191平方英寸之間（17. 736平方厘米到22. 058 平方厘米)。
18. 根據權利要求13所述的方法，其中所述板和所述護罩由具有碳化鎢防腐涂層的基 體鋁材料形成。
【文檔編號】F01D9/02GK104121038SQ201410167273
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年4月24日 優先權日:2013年4月24日
【發明者】C.M.比爾斯, C.麥克奧利夫 申請人:哈米爾頓森德斯特蘭德公司