[发明专利]风扇转子引导

说明书

技术领域

 本发明涉及空气循环机(ACM)，例如，用于航空器的环境控制系统的类型。

背景技术

ACM可以用于在压缩机段中压缩空气。压缩空气被排放到顺流热交换器并且进一步引导到涡轮。涡轮从膨胀空气提取能量以驱动压缩机。从涡轮输出的空气可以用作车辆（例如，航空器的机舱）的气源。

ACM经常具有三轮或四轮配置。在三轮ACM中，涡轮驱动在共同的轴上旋转的压缩机和风扇。在四轮ACM中，两个涡轮段驱动在共同的轴上的压缩机和风扇。

气流定向到风扇段中，并且单独地定向到压缩机段。空气从压缩机段引导到热交换器，从热交换器引导到一个或多个涡轮，并且从最后的涡轮级离开ACM。在这些转移中的至少一些中，需要相对于ACM的中心轴径向地定向空气。为了实现这一点，可以使用旋转式喷嘴来产生径向流入和/或流出。

空气循环机的每个组件的尺寸相互关联以形成运动部件之间的各种密封和间隙，这些运动部件使空气循环机保持正常操作。具体来说，空气循环机的风扇转子必须被设计成其能够围绕空气循环机的中心轴旋转，而没有纵向移动。此外，风扇转子的尺寸必须被配置成风扇转子在快速旋转期间结构是合理的。

发明内容

空气循环机的风扇和压缩机段的壳体组件包括主孔壳体部分，其具有1.9400英寸与1.9440英寸之间的内半径；静密封部分，其具有2.0420英寸与2.0440英寸之间的内半径；护罩引导壳体部分，其具有5.9440英寸与5.9470英寸之间的内半径；以及绝缘体密封板壳体部分，其具有8.6380英寸与8.6420英寸之间的内半径。

附图说明

图1为空气循环机的横截面图。

图2为根据本发明的实施方案的风扇转子的横截面图。

图3为根据本发明的实施方案的风扇转子的横截面图。

具体实施方式

图1为三轮空气循环机(ACM) 2的横截面图。ACM 2为可以用于相关航空器（未示出）的环境控制系统的设备。ACM 2可以是相关燃气涡轮发动机（未示出）的一部分。

ACM 2包括几个级，其包括压缩机级4、涡轮级6和风扇级8。ACM 2进一步包括拉杆10。压缩机级4包括压缩机进口4I、压缩机出口4E和压缩机转子4R。涡轮级6包括涡轮进口6I、涡轮出口6E和涡轮转子6R。风扇级8包括风扇转子12、风扇外环14和推力轴16。压缩机转子4R、涡轮6R、拉杆10和风扇转子12围绕公有中心线C同步旋转，并且组合形式单一的阀芯。

压缩机级4通过加压将转动能转换和转移到其工作流体。压缩机级4为可以引导工作流体通过的结构。压缩机转子4R由拉杆10机械驱动，并且用于压缩和/或加热穿过压缩机级4的工作流体。压缩机级4包括含有工作流体的壳体，其包括压缩机进口4I和压缩机出口4E。

涡轮级6为引导工作流体通过的结构。涡轮转子6R用于从工作流体提取能量，工作流体穿过涡轮转子6R以驱动涡轮级6和连接组件的旋转，从而使工作流体具有较低的温度和/或较低的速度。在其他实施方案中，引导通过涡轮级6的工作流体可以与穿过压缩机级4的工作流体进行流体连通。涡轮级6包括含有工作流体的壳体，其包括涡轮进口6I和涡轮出口6E。

涡轮级6从穿过其中的工作流体提取势能，涡轮级6将势能转换为转移到拉杆10的转动能。工作流体在涡轮进口6I进入涡轮级6，驱动涡轮转子6R，并且通过涡轮出口6E退出涡轮级6。涡轮级6通过使用工作流体从其中的工作流体提取热能和动能以驱动涡轮转子6R。因此，在涡轮出口6E退出的工作流体比在涡轮进口6I进入涡轮级6的流体处于更低的压力和/或更低的速度。引导通过涡轮级6的工作流体的一个共同的源为热交换器，例如，由压缩机级4传递压缩流体所到的热交换器。

风扇级8可以用于移动工作流体。例如，风扇级8用于将冲压空气从相关燃气涡轮发动机推进到所需的位置。风扇级8包括风扇转子12、风扇外环14和推力轴16。风扇级8通常用于从相关燃气涡轮发动机吸取冲压空气。例如，风扇级8可以用于通过热交换器（未示出）吸取冲压空气。

拉杆10为沿着中心线C的细长杆。拉杆10支持与连接ACM 2的各种组件相关的剪应力，其施加相反的角向力。

每个压缩机级4、涡轮级6和风扇级8位于拉杆10周围并连接到拉杆10以形成一个相互连接的阀芯。压缩机级4邻近涡轮级6，并且风扇级8邻近涡轮级6。