[发明专利]空气轴承轴

说明书

发明背景

本发明示例性实施方案大体涉及飞机环境控制系统，并且更具体地，涉及被用作飞机环境控制系统的部分的空气循环机的空气轴承轴。

常规飞机环境控制系统(ECS)包含空气循环机(ACM)(也被称为空气循环冷却机)用于对供应至飞机舱的空气进行冷却和除湿。ACM可以包括被安装用于在轴上共转的离心压缩机和离心涡轮。以轴颈轴承和止推轴承的形式的空气轴承典型地用来支持轴的旋转。离心压缩机进一步部分地压缩被压缩的空气，所述被压缩的空气诸如从燃气涡轮发动机的压缩机接收的排出空气。被压缩的空气在返回至离心涡轮之前排出至下游的热交换器或其它系统。被压缩的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利用作为交通工具(诸如飞机的舱)的空气供给。

发明概要

根据本发明的一个实施方案，提供用于空气循环机的空气轴承轴。该空气轴承轴包括密封盘和轴主体。该轴主体包括从该密封盘的面延伸至刀刃密封部的第一轴主体部分。该第一轴主体部分包括多个轴颈轴承冷却孔，所述多个轴颈轴承冷却孔轴向地定位成离刀刃密封部比密封盘的面更近。轴颈轴承冷却孔延伸穿过第一轴主体部分到中空内部。轴颈轴承冷却孔具有总冷却面积。启动孔轴向地定位成离密封盘的面比离刀刃密封部更近。启动孔延伸穿过第一轴主体部分到中空内部。启动孔具有总启动面积。总冷却面积与总启动面积的比率是在2.17与4.06之间。

根据本发明的另一个实施方案，提供空气循环机总成。空气循环机总成包括轴颈轴承和空气轴承轴。该空气轴承轴包括密封盘和轴主体。该轴主体包括定位在轴颈轴承内的第一轴主体部分。该第一轴主体部分从密封盘的面延伸至刀刃密封部。该第一轴主体部分包括多个轴颈轴承冷却孔，所述多个轴颈轴承冷却孔轴向地定位成离刀刃密封部比密封盘的面更近。轴颈轴承冷却孔延伸穿过第一轴主体部分到中空内部。轴颈轴承冷却孔具有总冷却面积。启动孔轴向地定位成离密封盘的面比离刀刃密封部更近。启动孔延伸穿过第一轴主体部分到中空内部。启动孔具有总启动面积。总冷却面积与总启动面积的比率是在2.17与4.06之间。

将空气轴承轴安装在空气循环机总成中的方法包括将空气轴承轴插入到轴颈轴承中。该空气轴承轴包括密封盘和轴主体。该轴主体包括定位在轴颈轴承内的第一轴主体部分。该第一轴主体部分从密封盘的面延伸至刀刃密封部。该第一轴主体部分包括多个轴颈轴承冷却孔，所述多个轴颈轴承冷却孔轴向地定位成离刀刃密封部比密封盘的面更近。轴颈轴承冷却孔延伸穿过第一轴主体部分到中空内部，并且轴颈轴承冷却孔具有总冷却面积。启动孔轴向地定位成离密封盘的面比离刀刃密封部更近。启动孔延伸穿过第一轴主体部分到中空内部。启动孔具有总启动面积。总冷却面积与总启动面积的比率是在2.17与4.06之间。该方法也包括将空气轴承轴联接到空气循环机总成的止推轴，以及将空气轴承轴联接到空气循环机总成的涡轮转子。

附图简述

被视为本发明的主题特别地被指出并且明确地在本说明书的结尾处的权利要求中被要求保护。本发明的前述及其它特征和优势根据结合附图所作的下列详细描述是明显的，在附图中：

图1是根据实施方案的空气循环机(ACM)的横截面；

图2是根据实施方案的图1的ACM的空气轴承轴的透视图；

图3是根据实施方案的图2的空气轴承轴的横截面；

图4是根据实施方案的图2的空气轴承轴的多个启动孔的横截面；以及

图5是根据实施方案的图2的空气轴承轴的多个轴颈轴承冷却孔的横截面。

通过参考附图以示例的方式的详细描述解释本发明的实施方案连同优势和特征。

具体实施方式

现在参照图1，示例性空气循环机(ACM)10包括压缩机进口18，该压缩机进口18被构造成输送空气至压缩机转子24。压缩机转子24压缩空气并且朝压缩机出口26输送空气。压缩机出口26可以将被压缩的空气传递至飞机空气供应系统(未描绘)。此外，被压缩的空气的一部分从压缩机出口26传递至涡轮进口28，并且驱动涡轮转子30绕轴线A旋转。通过涡轮转子30膨胀的被冷却的空气也被用作飞机空气供应系统(未描绘)的部分。

如所图示的，横拉杆17连接压缩机转子24和涡轮转子30。横拉杆17也连接到风扇转子32，使得压缩机转子24、涡轮转子30和风扇转子32都被构造成绕轴线A旋转。