專利名稱：具有排放孔的用于空氣機的外殼的制作方法
技術領域：
本申請涉及用于空氣機的外殼，其中設置了排放孔以排放聚集的水。
背景技術：
空氣機是已知的，并且用于供應空氣以便于飛機上的各種使用。在ー種已知的空氣機中，來自飛機上的另一系統的壓縮空氣被輸送到空氣機上的壓縮機區段。空氣被進一步壓縮，然后被輸送越過第一級渦輪，然后被輸送經過第二級渦輪。由于空氣機被安裝在飛機上，所以空間是很受重視的。與空氣機相關聯的“管道系統”(包括其外殼、相關聯的換熱器以及連接導管)全都被緊緊地封裝并且在小空間中連通。在空氣機中，水(尤其是從換熱器排放的水)可能在許多位置聚集。當該聚集的水被吸入轉子中時，就會出現各種操作性問題。例如，壓縮機可能由于水而經歷喘振條件。在渦輪中也不希望出現水。
發明內容
一種在空氣機中使用的外殼包括用于容納至少ー個轉子的外殼主體。所述外殼主體具有用于連接到連接導管的至少ー個導管。所述導管具有在所述導管的端部附近的排放孔。所述排放孔被形成為相對于垂直于所述導管的中心軸線的平面成一角度。還公開了空氣機、空氣機組件和方法。
圖1是示例性空氣機的剖面圖。圖2A是組合的空氣機組件的豎直下部視圖。圖2B是圖2A的組件的豎直地向下看的視圖。圖3是與空氣機相關聯的潤輪外殼的視圖。圖4是沿著圖3的線4-4的剖面圖。圖5A是沿著圖3的被圈起來的區域5的視圖。圖5B是圖5A所示區域的放大部分。圖6是壓縮機外殼的視圖。圖7A是穿過圖6外殼的一部分的剖面圖。圖7B是圖7A結構的放大圖。圖7C示出了圖7A和7B結構處于組裝位置。
具體實施例方式圖1示出了空氣機20，其具有用于移動空氣的風扇22。壓縮機24在壓縮機入口25中接收來自另ー壓縮機的壓縮空氣，并且將該空氣通過壓縮機出口 39輸送到第一級渦輪26。然而，空氣經過第二級渦輪28。渦輪26和28使壓縮空氣膨脹，并且驅動壓縮機24和風扇22。渦輪外殼30被示出為容納兩個渦輪級26和28。第一渦輪26的出ロ 34形成在外殼30中，并且與第二渦輪級的入口 31連通。如圖1中的虛線所示，導管32連接到渦輪入ロ 31。渦輪出ロ 34也關聯有類似的連接。另外，壓縮機外殼38容納壓縮機轉子24。壓縮機外殼38包括壓縮機出口 39。導管36連接到壓縮機出ロ 39，并且在該視圖中以虛線示出。圖2A示出了組件40，其組合了圖1的空氣機121和122 二者。在該視圖中示出了渦輪外殼30和壓縮機外殼38。如圖所示，在豎直方向的下部位置處，水可能在三個位置52,51和53處聚集。通常，可能從換熱器150排放水，換熱器150安裝在組合系統40的頂部。如圖2B所示，組合系統40具有在豎直方向安裝在倒轉位置的空氣機121和122。 因此，與空氣機122相關聯的區域53處于空氣機121中的豎直上部位置53。類似地，與空氣機122相關聯的區域51和52處于豎直上部位置。這樣，在圖2B的位置53、51和52中，與圖2A的區域51、52、53相關聯的聚集問題不再成為問題。圖3示出了渦輪外殼30的端視圖。導管34被示出具有內半徑も。在一個實施例中，R1為2. 120-2. 130英寸(5. 384-5. 410 cm)。穿過該導管截取剖面4_4。導管34形成在法蘭100內，法蘭100居中設置成與線X成角度C。線X被繪制為垂直于穿過另ー導管31的平面，線X穿過主外殼的中心D。在一個實施例中，角度C為31° -36°。在法蘭100中的導管34的豎直下部處截取剖面4-4。導管31處于外殼30的相對端。下面將詳細說明由數字5標識的圓圈內的結構。圖4是沿線4-4截取的，并且示出了導管34的細節。如圖所示，導管34具有放大部分60，放大部分60通向凸緣62，凸緣62然后通向導管34的軸向端部處的較小部分162。如可以看到的，這限定了井59，水能夠聚集在井59中。這是區域51(參見圖2A和2B)。因此，穿過凸緣62形成了排放孔64。另外，穿過較小部分162的外唇163形成了第二排放孔部分66。排放孔64/66具有直徑Cl1。在一個實施例中，Cl1為0. 074-0. 082英寸(0. 187-0. 208cm)。如圖所示，排放孔64/66通常平行于延伸穿過導管34的中心的軸線Y。在一個實施例中，R1與Cl1的比率在25和29之間。圖5A示出了導管31的細節。如圖所示，導管31在該位置附接到另ー導管32。穿過導管31形成了排放孔72，以從潛在的積水區域71排水。這是如圖2A所示的需要考慮的區域52。導管31中的中心孔具有半徑R2。在一個實施例中，R2為2. 400-2. 460英寸(6.096-6. 248 cm)。圖5B示出了排放孔72的細節。如圖所示，存在具有直徑d2的外沉頭孔以及具有直徑d3的內部較小部分82。較小部分82延伸到外表面并提供實際的排水道。相對于垂直穿過導管31的中心軸線Z (參見圖5A)延伸的平面以角度A切出排放孔72。在一個實施例中，角度A為45°。在一個實施例中，角度A可以在43°和47°之間。在一個實施例中，d2為 0. 074-0. 122 英寸(0. 187-0. 310 cm)并且 d3 為0.074-0. 082英寸(0. 187-0. 208 cm)。在實施例中，d2與d3的比率在0. 9和1. 7之間，并且R2與d2的比率在19. 5和33. 5之間。圖6不出了壓縮機外殼38和導管39。
圖7A是穿過圖6的線7-7的剖面。圖7示出了導管39的一部分，并且示出了外唇88。外唇88接收排放孔100。如圖5B所示，排放孔100居中設置在相對于垂直于導管39的中心軸線W繪制的平面的角度B上。在一個實施例中，角度B為20°。在本發明的實施例中，角度B可以在18°和22°之間。如圖所示，導管39在外端處具有半徑R3。在本發明的實施例中，R3為2. 300-2. 320英寸(5. 842-5. 893 cm)。如圖7B所示，排放孔100具有直徑為d5的外沉頭部分98。在一個實施例中，d5為0. 074-0. 132英寸(0. 188-0. 335 cm)。該沉頭部分部分地延伸到導管唇88的導角部分94中。沉頭部分98的一部分還形成在唇88的外面92上。內排放部分96具有較小的直徑d4。在一個實施例中，d4為0. 074-0. 082英寸(0. 187-0. 208 cm)。排放部分96延伸到唇88的外周邊，并且是實際的排水道。在一個實施例中，R3與d4的比率在28和31. 5之間。d4與d5的比率在0. 5和1. 2之間。圖7C示出了附接到導管36的導管37。如可以看到的，存在潛在的水可能聚集的區域110，并且該水將會從排放孔96向外排出。這是如圖2A所示的需要考慮的區域53。如可以看到的，設置成從需要考慮的區域51、52和53排水的排放孔將會提供圖2A所示的位置中的排水。同時，在機器40中，圖2B所示的區域51、52和53將不會出現問題。然而，那些區域設置有排放孔，使得相同的部件可用于兩個取向，而不會不當地影響機器的操作及其效率。排放孔被設計、定位和定尺寸以最小化任何問題。為了解釋本申請中的權利要求，應當理解的是，特定的尺寸可具有針對制造公差等的誤差幅度。該誤差幅度可以是加或減0.010英寸(0.0254 Cm)。當解釋任何包括尺寸的權利要求的范圍時，應當將誤差幅度考慮在內。在更換外殼30或38的方法中，已有外殼被拆卸并從空氣機20去除。流體連接部被斷開。然后，拿來新的外売，并且將其定位在相關聯的轉子周圍。新外殼然后被附接到空氣機20。此外,流體連接部被重新連接到新外殼。已經公開了本發明的實施例，然而本領域普通技術人員將會意識到在本發明的范圍內可進行一定的修改。為此，應當研究所附權利要求書以確定本發明的真實范圍和內容。
權利要求
1.一種在空氣機中使用的外殼，包括用于容納至少一個轉子的外殼主體，所述外殼主體具有用于連接到連接導管的至少一個主體導管，所述主體導管具有在所述主體導管的端部附近的排放孔，所述排放孔被形成為相對于垂直于所述主體導管的中心軸線的平面成一角度。
2.如權利要求1所述的外殼,其中,所述外殼主體用于容納壓縮機轉子,并且所述主體導管的在所述主體導管的外端部處的半徑與所述排放孔的至少一部分的直徑的比率在28 和31. 5之間。
3.如權利要求2所述的外殼，其中，所述角度在18°到22°的范圍內。
4.如權利要求3所述的外殼，其中，所述排放孔形成在外唇處，所述外唇具有導角部分，并且是所述半徑被測量的地方。
5.如權利要求4所述的外殼，其中，所述排放孔包括沉頭外部分，其部分地延伸到所述導角部分中，并且部分地延伸到所述唇的外端部處的平部分中，所述沉頭部分具有被所述排放孔的所述至少一部分更大的直徑。
6.如權利要求5所述的外殼，其中，所述排放孔的所述至少一個部分的直徑與所述沉頭部分的直徑的比率在O. 5和1. 2之間，并且所述排放孔的所述至少一個部分延伸到所述外唇上的外位置，以為所述排放孔提供出口。
7.如權利要求1所述的外殼，其中，所述主體用于容納至少一個渦輪轉子。
8.如權利要求5所述的外殼，其中，所述角度在43°到47°的范圍內。
9.如權利要求8所述的外殼，其中，所述主體導管在所述排放孔的位置處的半徑與所述排放孔的最大直徑部分的比率在19. 5和33. 5之間。
10.如權利要求9所述的外殼，其中，存在所述排放孔的較小直徑部分，所述較小直徑部分延伸到所述外表面，并且提供最終的排水道，所述最大直徑部分與所述較小直徑部分的比率在O. 9和1. 7之間。
11.如權利要求7所述的外殼，其中，所述渦輪外殼還具有第二導管，所述第二導管設置有第二排放孔。
12.如權利要求11所述的外殼，其中，所述第二外殼排放孔被形成在所述第二導管的外端部中，并且所述第二排放孔沿著相對于所述第二導管的中心軸線大致平行的方向延伸。
13.如權利要求12所述的外殼，其中，所述第二導管接收所述第二排放孔的部分中的半徑與所述第二排放孔的直徑的比率在25和29之間。
14.一種空氣機,包括壓縮機轉子和一對渦輪轉子，所述渦輪轉子驅動所述壓縮機轉子；壓縮機外殼，其至少容納所述壓縮機轉子；渦輪外殼，其容納所述至少兩個渦輪轉子；排放孔，其被形成在所述渦輪外殼和所述壓縮機外殼二者中；并且所述排放孔被形成在所述渦輪外殼和所述壓縮機外殼的每一個的導管中，所述導管各自連接到連接導管，并且所述排放孔被形成為相對于垂直于每個所述導管的中心軸線的平面成一角度。
15.如權利要求14所述的空氣機，其中，在所述壓縮機外殼中，所述主體導管的半徑與所述排放孔的至少一部分的直徑的比率在28和31. 5之間。
16.如權利要求15所述的空氣機，其中，所述壓縮機外殼的所述角度在18°到22°的范圍內。
17.如權利要求16所述的空氣機，其中，所述壓縮機外殼中的所述排放孔形成在外唇處，所述外唇具有導角部分，并且從而相對于所述半徑是放大的。
18.如權利要求17所述的空氣機，其中，所述壓縮機外殼中的所述排放孔包括沉頭外部分，其部分地延伸到所述導角部分中，并且部分地延伸到所述唇的外端部處的平部分中， 所述沉頭部分具有被所述排放孔的所述至少一部分更大的直徑。
19.如權利要求18所述的空氣機，其中，在所述渦輪外殼中，所述角度在43°到47°的范圍內。
20.如權利要求19所述的空氣機，其中，所述主體導管在所述渦輪外殼中的所述排放孔的位置處的半徑與所述排放孔的最大直徑部分的比率在O. 9和1. 7之間。
21.如權利要求19所述的空氣機，其中，所述渦輪外殼還具有第二導管，所述第二導管設置有第二排放孔。
22.如權利要求21所述的空氣機，其中，所述第二排放孔被形成在所述第二導管的外端部中，并且所述第二排放孔沿著相對于所述第二導管的中心軸線大致平行的方向延伸。
23.—種空氣機組件,包括沿第一取向安裝的第一空氣機、沿第二取向安裝的第二空氣機，所述第一和第二空氣機具有壓縮機轉子和一對渦輪轉子，所述渦輪轉子驅動所述壓縮機轉子；壓縮機外殼，其至少容納所述壓縮機轉子；渦輪外殼，其容納所述一對渦輪轉子；排放孔，其被形成在所述渦輪外殼和所述壓縮機外殼二者中；并且所述排放孔被形成在所述渦輪外殼和所述壓縮機外殼的每一個的導管中，所述導管各自連接到連接導管，并且所述排放孔被形成為相對于垂直于每個所述導管的平面成一角度。
24.如權利要求23所述的空氣機組件，其中，與所述第一和第二空氣機中的一個中的所述渦輪外殼相關聯的所述排放孔位于豎直地上部位置，并且與所述第一和第二空氣機中的另一個相關聯的所述渦輪外殼中的所述排放孔位于豎直地下部位置，并且所述空氣機的所述第一個的所述一個的壓縮機外殼中的所述排放孔位于豎直地下部位置，并且與所述第一和第二空氣機中的另一個的所述壓縮機外殼相關聯的所述排放孔位于豎直地上部位置。
25.一種更換空氣機組件中的外殼的方法，包括如下步驟a)將壓縮機和渦輪外殼中的至少一個插入以圍繞空氣機組件中的轉子；以及b)將所述壓縮機和渦輪外殼中的所述至少一個中的導管附接到流體連接部，所述導管形成有在壓縮機和渦輪外殼中的所述至少一個中的導管中的所述排放孔，并且所述排放孔被形成為相對于垂直于所述導管的中心軸線的平面成一角度。
全文摘要
本發明涉及具有排放孔的用于空氣機的外殼。具體地，一種在空氣機中使用的外殼包括用于容納至少一個轉子的外殼主體。所述外殼主體具有用于連接到連接導管的至少一個導管。所述導管具有在所述導管的端部附近的排放孔。所述排放孔被形成為相對于垂直于所述導管的中心軸線的平面成一角度。還公開了空氣機、空氣機組件和方法。
文檔編號F04D29/62GK103016402SQ201210350858
公開日2013年4月3日 申請日期2012年9月20日 優先權日2011年9月20日
發明者C.M.比爾斯, C.麥克奧利夫, B.J.默里特 申請人:哈米爾頓森德斯特蘭德公司