[发明专利]空气循环机压缩机转子

说明书

技术领域

本公开内容大体涉及用于空气循环机的转子。

背景技术

空气循环机可以包括被安装在轴上共同旋转的离心压缩机和离心涡轮。离心压缩机进一步压缩被部分压缩的空气，例如从燃气涡轮发动机的压缩机接收的排出空气。压缩空气在返回离心涡轮之前被排放到下游热交换器或用于其它用途。压缩空气在涡轮中膨胀从而驱动压缩机。从涡轮输出的空气可以被用作运载工具的空气供应，该运载工具例如飞行器的机舱。

发明内容

公开的用于空气循环机（ACM）的压缩机转子包括多个叶片，每个叶片包括根部、尖端、第一表面和第二表面。第一和第二表面被限定成被缩放所需因数的表M-1和表M-2或者表S1和表S-2中的任一者中的一组X坐标、Y坐标和Z坐标。X坐标是沿切向方向，Y坐标是沿轴向方向，并且Z坐标是沿径向方向。

多个叶片包括多个主要叶片和被置于主要叶片之间的多个分流叶片。主要叶片和分流叶片限定通过公开的ACM的压缩机段的相应多个空气通路的一部分。

从下述说明和附图能够最佳地理解这里公开的这些和其他特征，下面是附图的简要说明。

附图说明

图1是示例性空气循环机的示意图。

图2是示例性压缩机转子的正面立体图。

图3是示例性压缩机转子的背面立体图。

图4是用于示例性压缩机转子的叶片的截面图。

图5是示例性压缩机转子的平面图。

图6是示例性压缩机转子的横截面图。

具体实施方式

图1示出了被结合到运载工具的空气供应系统22中的示例性空气循环机20（“ACM”），该运载工具例如飞行器、直升机或地面交通工具。ACM 20包括通常围绕主轴30设置的压缩机段24、涡轮段26和风扇段28，该主轴30包括系杆。压缩机段24包括压缩机转子32，涡轮段26包括涡轮转子34，并且风扇段28包括风扇转子36。压缩机转子32、涡轮转子34和风扇转子36被固定在主轴30上以便绕轴线A共同旋转。

示例性压缩机段24包括限定了压缩机气流路径的一部分的压缩机转子32、扩散器38和压缩机壳体40。扩散器38限定进入ACM 20内通向压缩机转子32的入口42。扩散器38还限定背离压缩机转子32的外周46径向延伸的径向流动通路44。

参考图2和图3且继续参考图1，压缩机转子32包括多个主要叶片48和相应的多个分流叶片50。分流叶片50被置于主要叶片48之间并且没有延伸主要叶片48的全部长度。叶片48、50从成型表面52延伸，该成型表面52从压缩机转子32的中心附近的轴向平行部分54过渡到在压缩机转子32的外周46处横于轴线A的横向表面56。

进入的气流最初遇到压缩机转子32的轴向部分54附近的多个主要叶片48并且被引导通过被限定在多个主要叶片48和多个分流叶片50之间的通路从而到达外周46。在压缩机转子32的外周46处，气流被进一步径向向外引导通过被限定在扩散器38内的通路44。

压缩机转子32包括不暴露于气流的背面58并且包括基本横于旋转轴线A的表面。导向凸起60从压缩机转子32的背面58轴向延伸并且被接收在密封轴62的孔内（如图1所示）。涡轮转子34也被固定到密封轴62以使得涡轮转子34和压缩机转子32作为单个单元旋转。附接到主轴30的一端的紧固构件64将压缩机转子32固定就位。

主要叶片48和分流叶片50包括根部66、尖端68、前缘70、后缘72、左表面74和右表面76，其均被成型为提供通过压缩机段24的所需气流。主要叶片48和分流叶片50从成型毂表面52延伸，该成型毂表面52被限定在主要叶片48和分流叶片50之间。成型毂表面52与主要叶片48和分流叶片50的表面一同通过利用计算流体动力学（CFD）分析软件来限定，并且被修整成针对特定ACM性能参数提供性能需求。

每个主要叶片48和每个分流叶片50的左和右表面74、76的构造在各种尺寸参数方面是变化的，所述尺寸参数例如曲率、厚度、扭曲、从根部到尖端的锥度、距前缘的半径、距后缘的半径、以及前缘和后缘从根部到尖端的笔直度。此外，示例性压缩机转子32可以被直接放大或缩小以便满足不同的ACM性能需求。