CN107013267A - 空气循环机中的旁路壳体 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种涡轮机旁路壳体。所述壳体包括：主体，其具有入口末端和出口末端并且界定内部；出口凸缘被配置于所述出口末端处并且具有轮缘直径；且入口凸缘被配置于所述入口末端处并且具有凸缘厚度。所述主体的内壁具有接近于所述入口凸缘的第一圆角半径，且至少一个凸部被配置于所述主体的外部上，其中所述凸部在其中界定凸部孔口，所述凸部孔口从所述主体的外部延伸到所述主体的所述内部。所述凸缘厚度是0.200±0.005英寸(0.508±0.013cm)。

Description

空气循环机中的旁路壳体
背景技术
本文公开的主题大体上涉及空气循环机，并且更特定来说涉及空气循环机中的旁路壳体。
常规的飞行器环境控制系统合并有空气循环机，空气循环机也称为空气循环冷却机，用于在为飞行器座舱冷却和除湿空气时使用。这些空气循环机可以包含两个或更多个轮，所述轮沿着共同的轴以轴向分隔开的间隔安置。所述轮例如是压缩机转子、涡轮机转子、风扇转子、额外涡轮机转子或额外压缩机转子的一部分。在一些情况下，一个或多个涡轮机驱动压缩机和风扇两者。
在通过涡轮机引擎提供动力的飞行器上，将在空气循环机中调节的空气通常是从涡轮机引擎的一个或多个压缩机级放出的压缩空气。在常规系统中，此放出的空气通过空气循环机压缩机，在所述压缩机处所述空气被进一步压缩。使压缩空气通过热交换器以充分冷却所述压缩空气，从而移除水分且使空气除湿。经除湿的压缩空气在空气循环机的涡轮机中膨胀，从而从压缩空气提取能量以便驱动轴，并且还使膨胀的涡轮机排气得到冷却，然后作为经调节的冷却空气供应到飞行器座舱。
发明内容
根据一个实施方案，提供一种涡轮机旁路壳体。所述壳体包括：主体，其具有入口末端和出口末端并且界定内部；出口凸缘被配置于所述出口末端处并且具有轮缘直径；且入口凸缘被配置于所述入口末端处并且具有凸缘厚度。所述主体的内壁具有接近于所述入口凸缘的第一圆角半径，且至少一个凸部被配置于所述主体的外部上，其中所述凸部在其中界定凸部孔口，所述凸部孔口从所述主体的外部延伸到所述主体的所述内部。所述凸缘厚度是0.200 ± 0.005英寸(0.508 ± 0.013 cm)。
除了本文描述的一个或多个特征之外或者作为替代，涡轮机旁路壳体的进一步实施方案可以包含所述主体具有0.095 ± 0.020英寸(0.241 ± 0.051 cm)的一般壁厚度。
除了本文描述的一个或多个特征之外或者作为替代，涡轮机旁路壳体的进一步实施方案可以包含所述第一圆角半径是0.250 ± 0.030英寸(0.635 ± 0.076 cm)。
除了本文描述的一个或多个特征之外或者作为替代，涡轮机旁路壳体的进一步实施方案可以包含所述主体包含一般圆角半径，且其中所述第一圆角半径与所述一般圆角半径之间的比率是1.330。
除了本文描述的一个或多个特征之外或者作为替代，涡轮机旁路壳体的进一步实施方案可以包含所述主体具有内部径向长度，且所述至少一个凸部界定凸部径向长度，其中所述凸部径向长度与所述内部径向长度的比率是1.176。
除了本文描述的一个或多个特征之外或者作为替代，涡轮机旁路壳体的进一步实施方案可以包含所述内部径向长度是4.890 ± 0.045英寸(12.421 ± 0.114 cm)。
除了本文描述的一个或多个特征之外或者作为替代，涡轮机旁路壳体的进一步实施方案可以包含所述凸部孔口具有0.080 ± 0.005英寸(0.203 ± 0.013 cm)的直径。
除了本文描述的一个或多个特征之外或者作为替代，涡轮机旁路壳体的进一步实施方案可以包含所述凸部孔口具有直径，且其中所述凸部孔口直径与所述轮缘直径的比率是0.012。
根据另一个实施方案，提供一种涡轮机旁路壳体。所述壳体包括：主体，其具有入口末端和出口末端并且界定内部；出口凸缘被配置于所述出口末端处并且具有轮缘直径；且入口凸缘被配置于所述入口末端处并且具有凸缘厚度。所述主体的内壁具有接近于所述入口凸缘的第一圆角半径，且至少一个凸部被配置于所述主体的外部上，其中所述凸部在其中界定凸部孔口，所述凸部孔口从所述主体的外部延伸到所述主体的所述内部。所述凸缘厚度与所述一般壁厚度的比率是2.105。
除了本文描述的一个或多个特征之外或者作为替代，涡轮机旁路壳体的进一步实施方案可以包含所述主体具有0.095 ± 0.020英寸(0.241 ± 0.051 cm)的一般壁厚度。
除了本文描述的一个或多个特征之外或者作为替代，涡轮机旁路壳体的进一步实施方案可以包含所述第一圆角半径是0.250 ± 0.030英寸(0.635 ± 0.076 cm)。
除了本文描述的一个或多个特征之外或者作为替代，涡轮机旁路壳体的进一步实施方案可以包含所述主体包含一般圆角半径，且其中所述第一圆角半径与所述一般圆角半径之间的比率是1.330。
除了本文描述的一个或多个特征之外或者作为替代，涡轮机旁路壳体的进一步实施方案可以包含所述主体具有内部径向长度，且所述至少一个凸部界定凸部径向长度，其中所述凸部径向长度与所述内部径向长度的比率是1.176。
除了本文描述的一个或多个特征之外或者作为替代，涡轮机旁路壳体的进一步实施方案可以包含所述内部径向长度是4.890 ± 0.045英寸(12.421 ± 0.114 cm)。
除了本文描述的一个或多个特征之外或者作为替代，涡轮机旁路壳体的进一步实施方案可以包含所述凸部孔口具有0.080 ± 0.005英寸(0.203 ± 0.013 cm)的直径。
除了本文描述的一个或多个特征之外或者作为替代，涡轮机旁路壳体的进一步实施方案可以包含所述凸部孔口具有直径，且其中所述凸部孔口直径与所述轮缘直径的比率是0.012。
根据另一个实施方案，提供一种涡轮机旁路壳体。所述壳体包括：主体，其具有入口末端和出口末端并且界定内部；出口凸缘被配置于所述出口末端处并且具有轮缘直径；且入口凸缘被配置于所述入口末端处并且具有凸缘厚度。所述主体的内壁具有接近于所述入口凸缘的第一圆角半径，且至少一个凸部被配置于所述主体的外部上，其中所述凸部在其中界定凸部孔口，所述凸部孔口从所述主体的外部延伸到所述主体的所述内部。所述主体包含一般圆角半径，且其中所述第一圆角半径与所述一般圆角半径之间的比率是1.330。
除了本文描述的一个或多个特征之外或者作为替代，涡轮机旁路壳体的进一步实施方案可以包含所述第一圆角半径是0.250 ± 0.030英寸(0.635 ± 0.076 cm)。
除了本文描述的一个或多个特征之外或者作为替代，涡轮机旁路壳体的进一步实施方案可以包含所述凸部孔口具有0.080 ± 0.005英寸(0.203 ± 0.013 cm)的直径。
除了本文描述的一个或多个特征之外或者作为替代，涡轮机旁路壳体的进一步实施方案可以包含所述凸部孔口具有直径，且其中所述凸部孔口直径与所述轮缘直径的比率是0.012。
本公开的实施方案的技术效果包含涡轮机旁路壳体，其具有改善的能力来管理由跨越涡轮机入口与涡轮机出口之间的隔膜的差量压力造成的高应力。进一步的技术效果包含被配置成允许液体排泄同时不会由于流动泄漏而使性能降级的涡轮机旁路壳体。进一步的技术效果包含被配置成解决由操作期间的压力和机动负载造成的高应力的涡轮机旁路壳体。
前述特征和元件可以用各种组合方式来组合而无排他性，除非另外明确指示。鉴于以下描述内容和附图，这些特征和元件以及其操作将变得更加显而易见。然而应了解，希望以下描述内容和附图本质上是说明性和阐释性的并且是非限制性的。
附图说明
在说明书的结论处具体指出且清楚地要求主题。本公开的前述和其它特征及优点从以下结合附图做出的详细描述中显而易见，附图中：
图1A是空气循环机的等距示意图；
图1B是根据实施方案的用于空气循环机的涡轮机旁路壳体的等距示意图；
图1C是图1B的涡轮机旁路壳体的替代性等距示意图；
图2A是根据实施方案的涡轮机旁路壳体的局部横截面示意图；
图2B是图2A的涡轮机旁路壳体的平面图；
图2C是沿着图2B的线2C-2C的涡轮机旁路壳体的局部横截面图；
图2D是图2A的涡轮机旁路壳体的凸部的放大示意图。
具体实施方式
如本文所示和描述，将呈现本公开的各种特征。各种实施方案可以具有相同或相似的特征，且因此相同或相似的特征可以标记有相同的参考标号，但前面带有不同的第一数字以指示示出所述特征的图式。因此，举例来说，在图X中示出的元件“a”可以标记为“Xa”，且图Z中的相似特征可以标记为“Za”。虽然相似的参考标号可以在一般意义上使用，但将描述各种实施方案，且各种特征可以包含本领域的技术人员将了解的改变、更改、修改等等，无论是明确描述还是本领域的技术人员将以其它方式了解。
图1A是根据本公开的实施方案的空气循环机100的等距示意图。图1B是空气循环机100的旁路壳体102的等距示意图，所述旁路壳体与空气循环机100分离。图1C是旁路壳体102的替代性等距示意图。
如图1A所示，空气循环机100包含第一旁路壳体102和第一入口壳体104。在空气循环机100的相对末端上的是第二旁路壳体106和第二入口壳体108。位于第一入口壳体108与第二入口壳体104之间的是压缩机壳体110。如图示，第一涡轮机旁路壳体102、第一入口壳体104、压缩机壳体110、第二入口壳体108以及第二旁路壳体106轴向地布置以形成空气循环机100。在一些实施方案中，空气循环机100可以包含第一涡轮机和第二涡轮机，且第一旁路壳体102可以被配置成作为第二涡轮机旁路壳体。本领域的技术人员将了解，所述旁路壳体可以被配置成用于空气循环机的任一个涡轮机。
转到图1B和1C，示出了第一旁路壳体102的等距示意图。旁路壳体102包含主体112，在所述主体的一个末端上具有凸缘114。主体112还在其相对末端处具有涡轮机出口116，涡轮机出口116由出口凸缘118界定。
现在转到图2A和2D，示出了涡轮机旁路壳体202的若干示意图。图2A示出了涡轮机旁路壳体202的侧视局部剖视图。图2B示出了涡轮机旁路壳体202的平面示意图。图2C示出了如沿着图2B中所示的线2C-2C所见的涡轮机旁路壳体202的局部横截面示意图。图2D是涡轮机旁路壳体202的一部分的放大视图。
如图2A中所示，涡轮机旁路壳体202包含主体212，所述主体具有入口末端213和出口末端215。流体可以凭借通过主体212的内部217从入口末端213到出口末端215而通过涡轮机旁路壳体202。在入口末端213处的是入口凸缘214，且在出口末端215处的是出口凸缘218。如图示，出口凸缘218在其中界定涡轮机出口216。在主体212的内部侧上，邻近于入口凸缘214的是第一圆角半径220。第一圆角半径220可以是被配置成解决由跨越涡轮机入口表面223和涡轮机出口表面225的差量压力引起的高应力的唯一圆角半径。
在一些实施方案中，第一圆角半径可以是0.250 ± 0.030英寸(0.635 ± 0.076cm)。此外，在一些实施方案中，第一圆角半径220可以针对涡轮机旁路壳体202的一般圆角半径221以某一比率来配置。举例来说，在一些实施方案中，一般圆角半径221可以被配置为0.188 ± 0.030英寸(0.478 ± 0.076 cm)。此外，第一圆角半径220可以与一般圆角半径221具有1.330的比率。
图2A中还图示，入口凸缘214具有凸缘厚度222。凸缘厚度222可以被配置成比主体212的一般壁厚度更厚。举例来说，入口凸缘214可以被配置成具有比主体212的其它部分的壁厚度更厚的材料，以解决由涡轮机旁路壳体202所安装于的飞行器的压力和机动负载造成的高应力。在一些非限制性实施方案中，凸缘厚度222可以是0.200 ± 0.005英寸(0.508± 0.013 cm)。此外，在一些实施方案中，凸缘厚度222可以基于凸缘厚度与一般壁厚度之间的比率来配置。举例来说，在一些实施方案中，凸缘厚度与一般壁厚度的比率可以等于2.105。因此举例来说，如果凸缘厚度222是0.200 ± 0.005英寸(0.508 ± 0.013 cm)，那么一般壁厚度可以是0.095 ± 0.020英寸(0.241 ± 0.051 cm)。
现在转到图2B，示出了涡轮机旁路壳体202的平面图。如图示，界定涡轮机出口216的出口凸缘218具有轮缘直径222。轮缘直径222是出口凸缘218的最大直径。在一些实施方案中，出口凸缘218可以具有6.641 ± 0.005英寸(16.868 ± 0.013 cm)的轮缘直径224。
现在转到图2C，示出了沿着图2B中的线2C-2C的涡轮机旁路壳体202的局部横截面图。线2C-2C穿过配置于主体212的外部上的凸部225。如图2C中所示，主体212可以具有4.890 ± 0.045英寸(12.421 ± 0.114 cm)的内部径向长度226。也就是说，内部径向长度226是从主体212的中心点到主体212的内壁上的点的距离。此外，如图2中所示，到由凸部225界定的外部点的径向长度可以具有5.750 ± 0.010英寸(14.605 ± 0.025 cm)的凸部径向长度228。在一些实施方案中，凸部径向长度228可以被配置成基于与内部径向长度226的比率的尺寸。举例来说，在一些实施方案中，凸部径向长度228与内部径向长度226的比率可以是1.176。
现在转到图2D，凸部225的放大视图。涡轮机旁路壳体202的每一个凸部225可以具有穿过其中的凸部孔口230。凸部孔口230可以被配置成实现液体排泄，同时不会由于流动泄漏而使性能降级。因此，凸部孔口230可以具有为了这些结果而配置的凸部孔口直径232。在一些实施方案中，凸部孔口直径232可以是0.080 ± 0.005英寸(0.203 ± 0.013 cm)。此外，在一些实施方案中，凸部孔口直径232可以基于与轮缘直径224(图2B中所示)的比率来配置。在一些实施方案中，凸部孔口直径232与轮缘直径224的比率可以是0.012。
有利地，本文描述的实施方案提供涡轮机旁路壳体，其被配置成用于在飞行器的操作期间实现增加的压力和温度。此外，有利地，可以在对涡轮机旁路壳体的重量的增加或影响很少的情况下实现此增加的性能。
虽然已经结合仅有限数目的实施方案详细描述了本公开，但应容易了解，本公开不限于这些公开的实施方案。而是，可以修改本公开以并入前文未描述但与本公开的精神和范围一致的任何数目的变化、更改、替换、组合、子组合或等效布置。另外，虽然已经描述本公开的各种实施方案，但应了解，本公开的方面可以包含所描述实施方案中的仅一些实施方案。
因此，本公开不应视为受前述描述的限制，而是仅受所附权利要求书的范围的限制。

Claims (15)

1.一种涡轮机旁路壳体，包括：
主体，其具有入口末端和出口末端并且界定内部；
出口凸缘被配置于所述出口末端处并且具有轮缘直径；
入口凸缘被配置于所述入口末端处并且具有凸缘厚度；
所述主体的内壁具有接近于所述入口凸缘的第一圆角半径；
至少一个凸部被配置于所述主体的外部上，其中所述凸部在其中界定凸部孔口，所述凸部孔口从所述主体的外部延伸到所述主体的所述内部，
其中所述凸缘厚度是0.200 ± 0.005英寸(0.508 ± 0.013 cm)。
2. 如权利要求1所述的旁路壳体，其中所述主体具有0.095 ± 0.020英寸(0.241 ±0.051 cm)的一般壁厚度。
3. 如前述权利要求中任一项所述的旁路壳体，其中所述第一圆角半径是0.250 ±0.030英寸(0.635 ± 0.076 cm)。
4.如前述权利要求中任一项所述的旁路壳体，其中所述主体包含一般圆角半径，且其中所述第一圆角半径与所述一般圆角半径之间的比率是1.330。
5.如前述权利要求中任一项所述的旁路壳体，其中所述主体具有内部径向长度，且所述至少一个凸部界定凸部径向长度，其中所述凸部径向长度与所述内部径向长度的比率是1.176。
6. 如权利要求5所述的旁路壳体，其中所述内部径向长度是4.890 ± 0.045英寸(12.421 ± 0.114 cm)。
7. 如前述权利要求中任一项所述的旁路壳体，其中所述凸部孔口具有0.080 ±0.005英寸(0.203 ± 0.013 cm)的直径。
8.如前述权利要求中任一项所述的旁路壳体，其中所述凸部孔口具有直径，且其中所述凸部孔口直径与所述轮缘直径的比率是0.012。
9.一种涡轮机旁路壳体，包括：
主体，其具有入口末端和出口末端并且界定内部，所述主体具有一般壁厚度；
出口凸缘被配置于所述出口末端处并且具有轮缘直径；
入口凸缘被配置于所述入口末端处并且具有凸缘厚度；
所述主体的内壁具有接近于所述入口凸缘的第一圆角半径；
至少一个凸部被配置于所述主体的外部上，其中所述凸部在其中界定凸部孔口，所述凸部孔口从所述主体的外部延伸到所述主体的所述内部，
其中所述凸缘厚度与所述一般壁厚度的比率是2.105。
10. 如权利要求9所述的旁路壳体，其中所述主体具有0.095 ± 0.020英寸(0.241 ±0.051 cm)的一般壁厚度。
11. 如权利要求9至10中任一项所述的旁路壳体，其中所述第一圆角半径是0.250 ±0.030英寸(0.635 ± 0.076 cm)。
12.如权利要求9至11中任一项所述的旁路壳体，其中所述主体包含一般圆角半径，且其中所述第一圆角半径与所述一般圆角半径之间的比率是1.330。
13.如权利要求9至12中任一项所述的旁路壳体，其中所述主体具有内部径向长度，且所述至少一个凸部界定凸部径向长度，其中所述凸部径向长度与所述内部径向长度的比率是1.176。
14. 如权利要求13所述的旁路壳体，其中所述内部径向长度是4.890 ± 0.045英寸(12.421 ± 0.114 cm)。
15. 如权利要求9至14中任一项所述的旁路壳体，其中所述凸部孔口具有0.080 ±0.005英寸(0.203 ± 0.013 cm)的直径。
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US14/883076 2015-10-14

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