機(jī)艙空氣壓縮機(jī)殼體的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了機(jī)艙空氣壓縮機(jī)殼體。用于機(jī)艙空氣壓縮機(jī)總成的機(jī)艙空氣壓縮機(jī)殼體包括壓縮機(jī)蝸殼，其被構(gòu)造成引導(dǎo)壓縮流到壓縮機(jī)出口。該機(jī)艙空氣壓縮機(jī)殼體還包括具有軸頸軸承孔的軸頸軸承支撐件。機(jī)艙空氣壓縮機(jī)殼體進(jìn)一步包括在壓縮機(jī)蝸殼和軸頸軸承支撐件之間的內(nèi)部部分。該內(nèi)部部分包括多個(gè)冷卻氣流孔，軸頸軸承孔的直徑與冷卻氣流孔之一的直徑的比在3.64和4.52之間。
【專利說明】 機(jī)艙空氣壓縮機(jī)殼體
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本文所披露的主題涉及飛機(jī)環(huán)境控制。更具體地，主題公開內(nèi)容涉及用于飛機(jī)環(huán)境控制系統(tǒng)的機(jī)艙空氣壓縮機(jī)的壓縮機(jī)殼體。
【背景技術(shù)】
[0002]在各種類型的飛機(jī)上使用環(huán)境控制系統(tǒng)(ECS)用于數(shù)個(gè)目的，如在飛機(jī)的冷卻系統(tǒng)中。例如，ECS組件可被利用以從各種飛機(jī)潤滑和電氣系統(tǒng)中去除熱量和/或用于調(diào)節(jié)飛機(jī)機(jī)艙的空氣。機(jī)艙空調(diào)包括一個(gè)或多個(gè)機(jī)艙空氣壓縮機(jī)(CAC)，其壓縮從外部源或從沖壓空氣系統(tǒng)進(jìn)入系統(tǒng)的空氣。壓縮空氣被傳送到環(huán)境控制系統(tǒng)以使其達(dá)到所需的溫度且被傳遞到飛機(jī)機(jī)艙。在穿過機(jī)艙后，空氣通常被排放到外面。CAC通常由風(fēng)冷電機(jī)驅(qū)動，這些電機(jī)被通常由沖壓空氣系統(tǒng)吸入的冷卻空氣流所冷卻。來自沖壓空氣系統(tǒng)的冷卻空氣也可用于冷卻CAC中的軸承。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]根據(jù)一個(gè)方面，機(jī)艙空氣壓縮機(jī)殼體包括壓縮機(jī)蝸殼，其構(gòu)造成將壓縮氣流引導(dǎo)到壓縮機(jī)出口。該機(jī)艙空氣壓縮機(jī)殼體還包括具有軸頸軸承孔的軸頸軸承支撐件。該機(jī)艙空氣壓縮機(jī)殼體進(jìn)一步包括位于壓縮機(jī)蝸殼和軸頸軸承支撐件之間的內(nèi)部部分。該內(nèi)部部分包括多個(gè)冷卻氣流孔，軸頸軸承孔的直徑與冷卻氣流孔之一的直徑的比在3.64和4.52之間。
[0004]根據(jù)一個(gè)方面，機(jī)艙空氣壓縮機(jī)總成包括壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子，其可操作地連接到軸上；以及多個(gè)軸承，用于支撐軸的旋轉(zhuǎn)。該機(jī)艙空氣壓縮機(jī)總成還包括機(jī)艙空氣壓縮機(jī)殼體。該機(jī)艙空氣壓縮機(jī)殼體包括壓縮機(jī)蝸殼，其構(gòu)造成引導(dǎo)由壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的壓縮流到壓縮機(jī)出口。機(jī)艙空氣壓縮機(jī)殼體還包括軸頸軸承支撐件,其具有軸頸軸承孔并構(gòu)造成容納軸承之一。機(jī)艙空氣壓縮機(jī)殼體進(jìn)一步包括在壓縮機(jī)蝸殼和軸頸軸承支撐件之間的內(nèi)部部分。該內(nèi)部部分包括多個(gè)冷卻氣流孔，軸頸軸承孔的直徑與冷卻氣流孔之一的直徑的比在3.64和4.52之間。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，組裝機(jī)艙空氣壓縮機(jī)總成的方法包括在機(jī)艙空氣壓縮機(jī)殼體的軸頸軸承支撐件的軸頸軸承孔內(nèi)容納軸頸軸承。壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子密封件聯(lián)接到機(jī)艙空氣壓縮機(jī)殼體。由軸頸軸承支撐的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子定位靠近機(jī)艙空氣壓縮機(jī)殼體的內(nèi)部部分以形成混合室?；旌鲜冶粯?gòu)造成接收通過軸頸軸承孔的軸承冷卻流以及泄漏越過壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子密封件的一部分空氣流。機(jī)艙空氣壓縮機(jī)殼體的內(nèi)部部分包括多個(gè)冷卻氣流孔以形成冷卻出口流。機(jī)艙空氣壓縮機(jī)殼體具有的軸頸軸承孔的直徑與冷卻氣流孔之一的直徑的比在
3.64和4.52之間。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1為機(jī)艙空氣壓縮機(jī)總成的局部剖視圖；[0007]圖2為機(jī)艙空氣壓縮機(jī)殼體的透視圖；
[0008]圖3為圖2的機(jī)艙空氣壓縮機(jī)殼體的剖視圖；以及
[0009]圖4為圖3的機(jī)艙空氣壓縮機(jī)殼體的一部分的側(cè)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]圖1所示為機(jī)艙空氣壓縮機(jī)(CAC)總成12的剖面視圖，其一個(gè)或多個(gè)可被用于飛機(jī)的環(huán)境控制系統(tǒng)100中。CAC總成12壓縮在壓縮機(jī)入口 16接收的空氣流14。CAC總成12由經(jīng)由CAC軸30可操作地連接到CAC總成12的CAC電機(jī)28驅(qū)動。CAC電機(jī)28為具有可旋轉(zhuǎn)地位于CAC軸30處的轉(zhuǎn)子32的電機(jī)。CAC電機(jī)28還包括定子36，其具有多個(gè)設(shè)置在轉(zhuǎn)子32的徑向外側(cè)的定子繞組38。CAC電機(jī)28還包括一個(gè)或多個(gè)被設(shè)置在CAC軸30處的軸承40。為了防止軸承40過熱,軸承冷卻流42經(jīng)由軸承冷卻進(jìn)口 46在與設(shè)置CAC總成12的第二端50相對的CAC電機(jī)28的第一端48處被供應(yīng)。軸承冷卻流42前進(jìn)穿過包括位于第一端48處的止推軸承54的軸承40，并穿過例如在第一端48和/或第二端50位于CAC軸30處的軸頸軸承52，以從軸承40去除熱能量。軸承冷卻流42在軸承冷卻流退出口 56處退出。在穿過軸承冷卻流退出口 56之后，軸承冷卻流42主要徑向向外前進(jìn)進(jìn)入混合室58。
[0011]在示例性實(shí)施方式中，壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子62被可操作地連接到CAC軸30上并圍繞軸線X由CAC電機(jī)28驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子62壓縮空氣流14以在機(jī)艙空氣壓縮機(jī)殼體68的壓縮機(jī)蝸殼66內(nèi)提供壓縮流80并被引導(dǎo)到壓縮機(jī)出口 78?？諝饬?4的一部分74可能泄漏越過壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子密封件70進(jìn)入混合室58，在這里與軸承冷卻流42的混合導(dǎo)致冷卻出口流142。冷卻氣流孔60被設(shè)計(jì)尺寸并分布在軸頸軸承支撐件44和機(jī)艙空氣壓縮機(jī)殼體68的壓縮機(jī)蝸殼66之間的機(jī)艙空氣壓縮機(jī)殼體68的內(nèi)部部分72處。冷卻出口流142被從混合室58通過冷卻氣流孔60向外推動并被導(dǎo)向到冷卻流退出口 64。
[0012]保持用于軸承冷卻流42的適當(dāng)冷卻流，同時(shí)考慮到泄漏越過壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子密封件70進(jìn)入混合室58以產(chǎn)生冷卻出口流142的空氣流14的該部分74，可能涉及很多特征。參考圖1-3，在一個(gè)實(shí)施方式中，有6個(gè)以約60度角度Θ間隔開并位于離軸線X約為2.6英寸(6.6厘米)的半徑Rl處的均勻間隔的冷卻氣流孔60。壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子密封件70的直徑Dl為大約7.79英寸(19.79厘米)，每個(gè)冷卻氣流孔60的直徑D2為約0.56英寸(1.42厘米)，以及軸頸軸承支撐件44的軸頸軸承孔76的直徑D3為約2.261英寸(5.17厘米)。壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子密封件70聯(lián)接到機(jī)艙空氣壓縮機(jī)殼體68并定位靠近在CAC總成12內(nèi)的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子
62。軸頸軸承支撐件44的軸頸軸承孔76被構(gòu)造成接收在CAC總成12的第二端50處的軸頸軸承52之一并引導(dǎo)軸承冷卻流42到混合室58。
[0013]在一個(gè)實(shí)施方式中，壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子密封件70的直徑Dl與每個(gè)冷卻氣流孔60的直徑D2的比在12.56和15.59之間。軸頸軸承孔76的直徑D3與每個(gè)冷卻氣流孔60的直徑D2的比在3.64和4.52之間。每個(gè)冷卻氣流孔60的徑向位置的半徑Rl與每個(gè)冷卻氣流孔60的直徑D2的比在4.05和5.38之間。
[0014]保持壓縮機(jī)蝸殼66相對于機(jī)艙空氣壓縮機(jī)殼體68的壓縮機(jī)出口 78的結(jié)構(gòu)完整性可能涉及很多的特征。在一個(gè)實(shí)施方式中，在壓縮機(jī)蝸殼66和壓縮機(jī)出口 78之間形成約0.6英寸(1.52厘米)的圓角半徑R2。在圖3的截面A-A處的壓縮機(jī)蝸殼66的一部分在圖4中相對于機(jī)艙空氣壓縮機(jī)殼體68的橫向軸線Y被描繪。在一個(gè)實(shí)施方式中，靠近壓縮機(jī)出口 78的壓縮機(jī)蝸殼內(nèi)半徑R3垂直于橫向軸線Y偏移約5.64英寸(14.33厘米)。靠近壓縮機(jī)出口 78的壓縮機(jī)蝸殼中心半徑R4垂直于橫向軸線Y偏移約7.47英寸(18.97厘米).靠近壓縮機(jī)出口 78的壓縮機(jī)蝸殼外半徑R5垂直于橫向軸線Y偏移約9.46英寸(20.03 厘米)。
[0015]在一個(gè)實(shí)施方式中，壓縮機(jī)蝸殼內(nèi)半徑R3與圓角半徑R2的比在8.88和9.97之間。壓縮機(jī)蝸殼中心半徑R4與圓角半徑R2的比在11.78和13.19之間。壓縮機(jī)蝸殼外半徑R5與圓角半徑R2的比在14.94和16.67之間。
[0016]組裝CAC總成12的方法包括在機(jī)艙空氣壓縮機(jī)殼體68的軸頸軸承支撐件44的軸頸軸承孔76內(nèi)容納軸頸軸承52。壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子密封件70聯(lián)接到機(jī)艙空氣壓縮機(jī)殼體68。由軸頸軸承52支撐的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子62定位靠近機(jī)艙空氣壓縮機(jī)殼體68的內(nèi)部部分72以形成混合室58。該混合室58被構(gòu)造成接收通過軸頸軸承孔76的軸承冷卻流42以及泄漏越過壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子密封件70的空氣流部分74。機(jī)艙空氣壓縮機(jī)殼體68的內(nèi)部部分72形成從混合室58通過多個(gè)冷卻氣流孔60的冷卻出口流142。機(jī)艙空氣壓縮機(jī)殼體68的壓縮機(jī)蝸殼66被構(gòu)造成引導(dǎo)由壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子62產(chǎn)生的壓縮流80到壓縮機(jī)出口 78。
[0017]雖然已經(jīng)結(jié)合僅有限數(shù)量的實(shí)施方式詳細(xì)描述了本發(fā)明，但是應(yīng)該容易理解的是，本發(fā)明并不限于這樣的公開實(shí)施方式。相反，本發(fā)明可被修改以結(jié)合迄今未描述但與本發(fā)明的精神和范圍相稱的任意數(shù)量的變體，改造，替換或等同布置。此外，雖然已經(jīng)描述了本發(fā)明的各種實(shí)施方式，但是要理解的是，本發(fā)明的多個(gè)方面可只包括所描述實(shí)施方式中的一些。因此，本發(fā)明并不被視為受到上述描述的限制，但僅受限于所附權(quán)利要求的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種機(jī)艙空氣壓縮機(jī)殼體,包括: 壓縮機(jī)蝸殼，其被構(gòu)造成將壓縮流引導(dǎo)到壓縮機(jī)出口 ； 軸頸軸承支撐件，其包括軸頸軸承孔；以及 在壓縮機(jī)蝸殼和軸頸軸承支撐件之間的內(nèi)部部分，所述內(nèi)部部分包括多個(gè)冷卻氣流孔，軸頸軸承孔的直徑與冷卻氣流孔之一的直徑的比在3.64和4.52之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)艙空氣壓縮機(jī)殼體，其中，所述多個(gè)冷卻氣流孔圍繞所述機(jī)艙空氣壓縮機(jī)殼體的軸線徑向定位，并且每個(gè)冷卻氣流孔的徑向位置的半徑與每個(gè)冷卻氣流孔的直徑，的比在4.05和5.38之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)艙空氣壓縮機(jī)殼體，其中，所述多個(gè)冷卻氣流孔包括6個(gè)以大約60度的角度間隔開的冷卻氣流孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)艙空氣壓縮機(jī)殼體，進(jìn)一步包括: 在所述壓縮機(jī)蝸殼和所述壓縮機(jī)出口之間的圓角半徑； 靠近壓縮機(jī)出口的壓縮機(jī)蝸殼內(nèi)半徑； 靠近壓縮機(jī)出口的壓縮機(jī)蝸殼中心半徑；以及 靠近壓縮機(jī)出口的壓縮機(jī)蝸殼外半徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的機(jī)艙空氣壓縮機(jī)殼體，其中，所述壓縮機(jī)蝸殼內(nèi)半徑與圓角半徑的比在8.88和9.97之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的機(jī)艙空氣壓縮機(jī)殼體，其中，所述壓縮機(jī)蝸殼中心半徑與圓角半徑的比在11.78和13.19之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的機(jī)艙空氣壓縮機(jī)殼體，其中，所述壓縮機(jī)蝸殼外半徑與圓角半徑的比在14.94和16.67之間。
8.—種機(jī)艙空氣壓縮機(jī)總成,包括: 壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子，其可操作地連接到軸上； 多個(gè)軸承，用于支撐所述軸的旋轉(zhuǎn)；以及 機(jī)艙空氣壓縮機(jī)殼體，其包括: 壓縮機(jī)蝸殼，其被構(gòu)造成引導(dǎo)由壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的壓縮流到壓縮機(jī)出口 ； 軸頸軸承支撐件，其包括軸頸軸承孔并被構(gòu)造成容納軸承之一；以及位于所述壓縮機(jī)蝸殼和所述軸頸軸承支撐件之間的內(nèi)部部分，所述內(nèi)部部分包括多個(gè)冷卻氣流孔，軸頸軸承孔的直徑與冷卻氣流孔之一的直徑的比在3.64和4.52之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的機(jī)艙空氣壓縮機(jī)總成，其中，所述多個(gè)冷卻氣流孔圍繞所述機(jī)艙空氣壓縮機(jī)殼體的軸線徑向定位，并且每個(gè)冷卻氣流孔的徑向位置的半徑與每個(gè)冷卻氣流孔的直徑的比在4.05和5.38之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的機(jī)艙空氣壓縮機(jī)總成，其中，所述多個(gè)冷卻氣流孔包括6個(gè)以大約60度的角度間隔開的冷卻氣流孔。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的機(jī)艙空氣壓縮機(jī)總成，進(jìn)一步包括: 在所述壓縮機(jī)蝸殼和所述壓縮機(jī)出口之間的圓角半徑； 靠近所述壓縮機(jī)出口的壓縮機(jī)蝸殼內(nèi)半徑； 靠近所述壓縮機(jī)出口的壓縮機(jī)蝸殼中心半徑；以及 靠近所述壓縮機(jī)出口的壓縮機(jī)蝸殼外半徑。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的機(jī)艙空氣壓縮機(jī)總成，其中，所述壓縮機(jī)蝸殼內(nèi)半徑與圓角半徑的比在8.88和9.97之間。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的機(jī)艙空氣壓縮機(jī)總成，其中，所述壓縮機(jī)蝸殼中心半徑與圓角半徑的比在11.78和13.19之間。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的機(jī)艙空氣壓縮機(jī)總成，其中，所述壓縮機(jī)蝸殼外半徑與圓角半徑的比在14.94和16.67之間。
15.根據(jù)權(quán)利要求8所述的機(jī)艙空氣壓縮機(jī)總成，進(jìn)一步包括: 壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子密封件，其聯(lián)接到所述機(jī)艙空氣壓縮機(jī)殼體并定位靠近所述壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子，其中，所述壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子密封件的直徑與所述冷卻氣流孔之一的直徑的比在12.56和15.59之間。
16.—種組裝機(jī)艙空氣壓縮機(jī)總成的方法,包括: 在機(jī)艙空氣壓縮機(jī)殼體的軸頸軸承支撐件的軸頸軸承孔中容納軸頸軸承； 將壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子密封件聯(lián)接到機(jī)艙空氣壓縮機(jī)殼體；以及 將由所述軸頸軸承支撐的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)定位靠近所述機(jī)艙空氣壓縮機(jī)殼體的內(nèi)部部分以形成混合室，所述混合室構(gòu)造成接收通過所述軸頸軸承孔的軸承冷卻流和泄漏越過壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子密封件的一部分空氣流，所述機(jī)艙空氣壓縮機(jī)殼體的內(nèi)部部分包括多個(gè)冷卻氣流孔以形成冷卻出口流，所述機(jī)艙空氣壓縮機(jī)殼體具有的所述軸頸軸承孔的直徑與所述冷卻氣流孔之一的直徑的比在3.64和4.52之間。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述多個(gè)冷卻氣流孔圍繞所述機(jī)艙空氣壓縮機(jī)殼體的軸線徑向定位，并且每個(gè)冷卻氣流孔的徑向位置的半徑與每個(gè)冷卻氣流孔的直徑的比在4.05和5.38之間。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，進(jìn)一步包括:將所述機(jī)艙空氣壓縮機(jī)殼體的壓縮機(jī)蝸殼構(gòu)造成將由所述壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的壓縮流引導(dǎo)到壓縮機(jī)出口，其中，圓角半徑位于所述壓縮機(jī)蝸殼和所述壓縮機(jī)出口之間，壓縮機(jī)蝸殼內(nèi)半徑靠近所述壓縮機(jī)出口，壓縮機(jī)蝸殼中心半徑靠近所述壓縮機(jī)出口，以及壓縮機(jī)蝸殼外半徑靠近所述壓縮機(jī)出口。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述壓縮機(jī)蝸殼內(nèi)半徑與圓角半徑的比在8.88和9.97之間，所述壓縮機(jī)蝸殼中心半徑與圓角半徑的比在11.78和13.19之間，以及所述壓縮機(jī)蝸殼外半徑與圓角半徑的比在14.94和16.67之間。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子密封件的直徑與所述冷卻氣流孔之一的直徑的比在12.56和15.59之間。
【文檔編號】F04D29/60GK103573706SQ201310414724
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年7月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月27日
【發(fā)明者】C·M·比爾斯, S·E·羅森 申請人:哈米爾頓森德斯特蘭德公司