空氣循環(huán)機支柱板組件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本文所公開的主題涉及空氣循環(huán)機，并且更具體地說，涉及用于空氣循環(huán)機的支柱板組件。
【背景技術(shù)】
[0002]常規(guī)的飛機環(huán)境控制系統(tǒng)(ECS)裝有空氣循環(huán)機，又稱為空氣循環(huán)冷卻機，以用于對供應(yīng)到飛機機艙的空氣進(jìn)行冷卻和減濕。此類空氣循環(huán)機可包括沿公共軸以軸向間距間隔設(shè)置的兩個或更多個輪子。輪子為例如壓縮機轉(zhuǎn)子、渦輪轉(zhuǎn)子、風(fēng)扇轉(zhuǎn)子或另外的渦輪轉(zhuǎn)子或另外的壓縮機轉(zhuǎn)子的一部分。在一些情況下，渦輪或多個渦輪驅(qū)動壓縮機和風(fēng)扇。
[0003]在由渦輪發(fā)動機提供動力的飛機上，空氣循環(huán)機中待調(diào)節(jié)的空氣通常是從渦輪發(fā)動機的壓縮機級中的一個或多個排放的壓縮空氣。在常規(guī)系統(tǒng)中，排放的空氣流過空氣循環(huán)機壓縮機，在空氣循環(huán)機壓縮機中排放空氣被進(jìn)一步壓縮。壓縮的空氣流過熱交換器來充分冷卻所述壓縮空氣以移除濕氣并對空氣減濕。減濕的壓縮空氣在空氣循環(huán)機的渦輪中膨脹來從壓縮空氣抽取能量以便驅(qū)動軸，并且還在膨脹的渦輪廢氣作為調(diào)節(jié)后的冷卻空氣供應(yīng)給飛機機艙之前對其進(jìn)行冷卻。
[0004]空氣循環(huán)機的流動路徑還可包括冷卻流的熱交換器，所述流動路徑通過熱交換器抽吸空氣，經(jīng)過風(fēng)扇轉(zhuǎn)子，并將所述流傾瀉到機外導(dǎo)管。當(dāng)無足夠的沖壓空氣可用來通過熱交換器抽吸空氣時，風(fēng)扇轉(zhuǎn)子可用于建立流。在使用時，熱交換器可由于灰塵或減少風(fēng)扇轉(zhuǎn)子可用流量的其他污染物而被部分阻塞，這推動風(fēng)扇轉(zhuǎn)子更靠近其波動極限。試圖在風(fēng)扇轉(zhuǎn)子接近其波動極限時提高流量的設(shè)計可在超出設(shè)計條件下操作時遭受性能降低，這可減少對熱交換器堵塞的耐受性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種空氣循環(huán)機，所述空氣循環(huán)機包括風(fēng)扇轉(zhuǎn)子、與風(fēng)扇轉(zhuǎn)子軸向?qū)?zhǔn)的擴散器錐形件和支柱板組件。支柱板組件包括第一支柱板和第二支柱板，其中噴射器形成在第一支柱板與第二支柱板之間。第一支柱板軸向定位在風(fēng)扇轉(zhuǎn)子與噴射器之間，并且第二支柱板軸向定位在風(fēng)扇轉(zhuǎn)子與擴散器錐形件之間。第一支柱板包括多個外支柱，并且在風(fēng)扇轉(zhuǎn)子與噴射器之間不存在內(nèi)支柱。第二支柱板包括多個內(nèi)支柱和外支柱，其中內(nèi)支柱軸向定位在噴射器與擴散器錐形件之間。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種將支柱板組件安裝在空氣循環(huán)機中的方法。在空氣循環(huán)機的中心軸線上將支柱板組件的第一支柱板定位在風(fēng)扇轉(zhuǎn)子附近，其中第一支柱板包括多個外支柱。在空氣循環(huán)機的中心軸線上將支柱板組件的第二支柱板定位在擴散器錐形件附近，其中第二支柱板包括多個內(nèi)支柱和外支柱。在第一支柱板與第二支柱板之間建立間隙以形成噴射器，其中第二支柱板的內(nèi)支柱軸向定位在噴射器與擴散器錐形件之間，并且在風(fēng)扇轉(zhuǎn)子與噴射器之間不存在第一支柱板。
[0007]這些和其他優(yōu)點和特征將從結(jié)合附圖的以下描述中更加顯而易見。
【附圖說明】
[0008]在本說明書的結(jié)論處的權(quán)利要求書中具體指出并明確主張被認(rèn)為是本發(fā)明的主題。根據(jù)下面結(jié)合附圖的具體實施部分，本發(fā)明前述和其他特征及優(yōu)點是顯而易見的，在附圖中:
圖1示出根據(jù)本發(fā)明實施方案的空氣循環(huán)機的局部剖面?zhèn)纫晥D；
圖2示出根據(jù)本發(fā)明實施方案的在圖1中示出的空氣循環(huán)機的放大的透視剖面圖；并且
圖3示出根據(jù)本發(fā)明實施方案的在圖1和2中示出的空氣循環(huán)機的支柱板的透視圖。
[0009]具體實施部分參考附圖以舉例方式解釋了本發(fā)明的實施方案及其優(yōu)點和特征。
【具體實施方式】
[0010]具有空氣循環(huán)機的環(huán)境控制系統(tǒng)的實施方案包括支柱板組件，所述支柱板組件具有如下文進(jìn)一步描述的形成在一對支柱板之間的噴射器。支柱板組件可軸向定位在空氣循環(huán)機的風(fēng)扇轉(zhuǎn)子與擴散器錐形件之間。在風(fēng)扇轉(zhuǎn)子與噴射器之間的第一支柱板具有外支柱但沒有內(nèi)支柱，從而降低內(nèi)支柱定位在風(fēng)扇轉(zhuǎn)子與噴射器之間時可能產(chǎn)生的噴射器堵塞和旋渦角影響。第二支柱板包括內(nèi)支柱和外支柱并軸向定位在風(fēng)扇轉(zhuǎn)子與擴散器組件之間。第二支柱板的內(nèi)支柱在噴射器的下游并可傾斜并成形以與風(fēng)扇轉(zhuǎn)子的設(shè)計點條件對準(zhǔn)。
[0011]參考附圖，圖1示出根據(jù)本發(fā)明實施方案的示例性空氣循環(huán)機(ACM) 100。具體地說，ACM 100包括通過軸125聯(lián)接至壓縮機120和渦輪(未示出)的風(fēng)扇轉(zhuǎn)子115，所述軸125沿ACM 100的中心軸線130延伸。在一個實施方案中，風(fēng)扇轉(zhuǎn)子115和壓縮機120由渦輪(未示出)提供動力，所述渦輪響應(yīng)于壓縮空氣的膨脹旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動軸125，所述壓縮空氣在其流過ACM 100時被調(diào)節(jié)。
[0012]ACM 100還包括在中心軸線130上與風(fēng)扇轉(zhuǎn)子115軸向?qū)?zhǔn)的擴散器錐形件110。支柱板組件140也定位在中心軸線130上。支柱板組件140包括第一支柱板142和第二支柱板144，其中噴射器135作為間隙形成在第一支柱板142與第二支柱板144之間。在中心軸線130上，第一支柱板142軸向定位在風(fēng)扇轉(zhuǎn)子115與噴射器135之間。在中心軸線130上，第二支柱板144軸向定位在風(fēng)扇轉(zhuǎn)子115與擴散器錐形件110之間。第一支柱板142包括多個外支柱146，并且在風(fēng)扇轉(zhuǎn)子115與噴射器135之間不存在內(nèi)支柱。第二支柱板144包括多個內(nèi)支柱148和外支柱150。在中心軸線130上，內(nèi)支柱148軸向定位在噴射器135與擴散器錐形件110之間。第二支柱板144還包括可聯(lián)接至ACM 100的中心體154的輪轂152。中心體154可由第二支柱板144和位于擴散器錐形件110的更遠(yuǎn)下游處的中心體支柱155支撐。支柱板組件140的第一支柱板142和第二支柱板144均可粘結(jié)至ACM100的外殼156。
[0013]熱交換器接口 158可從熱交換器(未描繪出)接收入口流160。分流器葉片162可沿朝向風(fēng)扇轉(zhuǎn)子115的入口流動路徑164將入口流160的部分或全部分流。出口流路徑166引導(dǎo)流經(jīng)過風(fēng)扇轉(zhuǎn)子115并朝向擴散器錐形件110。出口流168可傳送來自出口流動路徑166的流和/或熱交換器旁通流170以傾卸到機外。
[0014]圖2示出根據(jù)本發(fā)明實施方案的圖1的ACM 100的放大的透視剖面圖。如圖2所不，第一支柱板142還包括第一中間圓柱形部分180和第一外圓柱形部分182。第一支柱板142的外支柱146形成在第一中間圓柱形部分180與第一外圓柱形部分182之間。第一外圓柱形部分182可粘結(jié)至ACM 100的外殼156。第二支柱板144的輪轂152可延伸以在風(fēng)扇轉(zhuǎn)子115附近與第一支柱板142的第一中間圓柱形部分180同軸對準(zhǔn)。第二支柱板144還可包括第二中間圓柱形部分184和第二外圓柱形部分186。第二外圓柱形部分186可粘結(jié)至ACM 100的外殼156。第二支柱板144的外支柱150形成在第二中間圓柱形部分184與第二外圓柱形部分186之間。內(nèi)支柱148形成在第二中間圓柱部分184與輪轂152之間。
[0015]第一支柱板142的第一中間圓柱形部分180可形成噴嘴部分202，并且第二支柱板144的第二中間圓柱形部分184可形成擴散器部分204。噴嘴部分202可具有相對于中心軸線130的半徑R1，并且擴散器部分204可具有相對于中心軸線130的半徑R2，其中擴散器部分204的半徑R2大于噴嘴部分202的半徑R1。
[0016]來自熱交換器(未描繪出)的入口流動路徑164限定在第二支柱板144的第二中間圓柱形部分184與第二外圓柱形部分186之間。通向擴散器錐形件110的出口流動路徑166限定在第二支柱板144的第二中間圓柱形部分184與輪轂152之間。噴射器135限定再循環(huán)流動路徑188。在入口流160例如由于熱交換器(未描繪出)阻塞而減少的情況下，再循環(huán)流動路徑188向風(fēng)扇轉(zhuǎn)子115提供流。通過保持風(fēng)扇轉(zhuǎn)子115與噴射器135之間的一定體積的空間沒有結(jié)構(gòu)元件(如一個或多個內(nèi)支柱)，減少了噴射器135的潛在的堵塞或性能退化。相反，如果