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1、10申请公布号CN104121228A43申请公布日20141029CN104121228A21申请号201410125935222申请日2014033113/869,56320130424USF04D29/40200601F01D9/0220060171申请人哈米尔顿森德斯特兰德公司地址美国康涅狄格州72发明人CM比尔斯DA科尔森SE罗森74专利代理机构中国专利代理香港有限公司72001代理人崔幼平胡斌54发明名称具有HVOF涂层的涡轮喷嘴件的部件57摘要一种用于空气循环机的喷嘴。所述喷嘴包括具有中轴线的圆盘部分。所述喷嘴还包括多个叶片，其从所述圆盘部分的装有叶片的面延伸叶片高度H。所述多个。
2、叶片关于所述圆盘部分沿径向排列。所述喷嘴具有在所述多个涡轮叶片的每一径向相邻对之间限定的喉部宽度W。所述喷嘴包括基本封装所述圆盘部分和所述多个叶片的涂层，其中所述涂层含有大于91体积的碳化钨。30优先权数据51INTCL权利要求书1页说明书10页附图14页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书10页附图14页10申请公布号CN104121228ACN104121228A1/1页21一种用于空气循环机的喷嘴，包括具有中轴线的圆盘部分；多个叶片，其从所述圆盘部分的装有叶片的面延伸叶片高度H，所述多个叶片关于所述圆盘部分沿径向排列；在所述多个涡轮叶片的每一径向相邻对之间。
3、限定的喉部宽度W；以及基本封装所述圆盘部分和所述多个叶片的涂层，其中所述涂层含有大于91体积的碳化钨。2根据权利要求1所述的喷嘴，其中所述多个叶片由34个叶片所组成。3根据权利要求1或2所述的喷嘴，其中所述叶片高度H为0940CM；以及所述喉部宽度为0222CM。4根据权利要求1或2或3所述的喷嘴，且还包括沿所述圆盘的所述装有叶片的面的表面区域所限定的且位于所述叶片之间的流动区域A，并且其中所述流动区域A等于7103CM2。5根据权利要求1所述的喷嘴，其中所述多个叶片由19个叶片所组成。6根据权利要求1或5所述的喷嘴，其中所述叶片高度H为0686CM；以及所述喉部宽度为0340CM。7根据权利。
4、要求1或5或6所述的喷嘴，且还包括沿所述圆盘的所述装有叶片的面的表面区域所限定的且位于所述叶片之间的流动区域A，并且其中所述流动区域A等于4432CM2。8根据权利要求1所述的喷嘴，其中所述叶片高度H为0318CM；以及所述喉部宽度为0241CM。9根据权利要求1所述的喷嘴，其中所述叶片高度H为0393CM；以及所述喉部宽度为0241CM。10根据权利要求1或8或9所述的喷嘴，且还包括沿所述圆盘的所述装有叶片的面的表面区域所限定的且位于所述叶片之间的流动区域A，并且其中所述流动区域A等于1451CM2。11根据权利要求1或8或9所述的喷嘴，且还包括沿所述圆盘的所述装有叶片的面的表面区域所限定的。
5、且位于所述叶片之间的流动区域A，并且其中所述流动区域A等于1806CM2。12根据权利要求1所述的喷嘴，其中所述多个叶片由23个叶片所组成。13根据权利要求1所述的喷嘴，其中所述叶片高度H为0305CM；以及所述喉部宽度为0234CM。14根据权利要求1或12或13所述的喷嘴，且还包括沿所述圆盘的所述装有叶片的面的表面区域所限定的且位于所述叶片之间的流动区域A，并且其中所述流动区域A等于1639CM2。15根据前述权利要求之任一项所述的喷嘴，其中所述涂层包括金属合金，其具有大于10,000PSI的表面粘合强度。权利要求书CN104121228A1/10页3具有HVOF涂层的涡轮喷嘴件的部件背景。
6、技术0001本发明涉及空气循环机ACM，如用于飞机的环境控制系统中的类型。特别地，本发明涉及用于ACM中的涡轮喷嘴的新型尺寸和涂层。0002ACM可用于在压缩机部分中压缩空气。压缩空气被排放至下游换热器且被进一步地引至涡轮。涡轮从膨胀的空气中提取能量以驱动压缩机。源自涡轮的空气输出可被用作车辆，如飞机机舱的空气供给。0003ACM通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，两个涡轮部分驱动在共同的轴上的压缩机和风扇。0004气流必须被引至风扇部分以达到压缩机部分、远离压缩机部分被引向换热器、从换热器被引至涡轮且从最终的涡轮级被引出ACM。在这。
7、些转移中的至少一些中，理想状况是关于ACM的中轴线沿径向引导空气。为了实现该目的，旋转喷嘴可用于生成径向进流和/或出流。0005通常，理想状况是组件，如喷嘴等包括保护组件免受损坏的涂层。例如，已使用爆震枪涂覆施加碳化钨涂层。0006热喷涂技术在本领域中是已知的且常用于施加厚的涂层以改变组件的表面性能。已知的热喷涂技术的实例包括爆震枪涂覆，其中高压冲击波通过气流并使材料破裂的排放发生沉积。热喷涂的另一个已知的方法是高速氧燃料HVOF，其中燃料连续燃烧，从而允许材料的连续流发生沉积。发明内容0007在一个实施例中，公开了一种用于空气循环机的喷嘴，其包括具有中轴线的圆盘部分。喷嘴还包括叶片，其从圆盘。
8、部分的装有叶片的面延伸叶片高度H。叶片关于圆盘部分沿径向排列。在多个涡轮叶片的每一径向相邻对之间限定有喉部宽度W。涂层基本封装圆盘部分和多个叶片，其中涂层含有大于91体积的碳化钨。0008在另一个实施例中，公开了一种用于空气循环机的喷嘴，其也包括具有中轴线的圆盘部分。喷嘴还包括叶片，其从圆盘部分的装有叶片的面延伸叶片高度H。叶片关于圆盘部分沿径向排列。在多个涡轮叶片的每一径向相邻对之间限定有喉部宽度W。基本封装圆盘部分和多个叶片的涂层具有508M1016M的厚度。0009在第三个实施例中，公开了一种用于空气循环机的喷嘴，其也包括具有中轴线的圆盘部分。喷嘴还包括叶片，其从圆盘部分的装有叶片的面延。
9、伸叶片高度H。叶片关于圆盘部分沿径向排列。在多个涡轮叶片的每一径向相邻对之间限定有喉部宽度W。基本封装圆盘部分和多个叶片的涂层包括金属合金，其具有大于10,000PSI的粘合强度。附图说明0010图1为四轮空气循环机的剖视图。0011图2为在图1所示的四轮空气循环机中的涡轮喷嘴的平面图。说明书CN104121228A2/10页40012图3为图2所示的涡轮喷嘴的侧视图。0013图4为图2所示的涡轮喷嘴的一部分的平面图，其示出了喷嘴的尺寸。0014图5为在图1所示的四轮空气循环机中的涡轮喷嘴的平面图。0015图6为图5所示的涡轮喷嘴的侧视图。0016图7为图5所示的涡轮喷嘴的一部分的平面图，其示。
10、出了喷嘴的尺寸。0017图8为三轮空气循环机的剖视图。0018图9为在图8所示的三轮空气循环机中的涡轮喷嘴的平面图。0019图10为图9所示的涡轮喷嘴的侧视图。0020图11为图9所示的涡轮喷嘴的一部分的平面图，其示出了喷嘴的尺寸。0021图12为在图8所示的三轮空气循环机中的涡轮喷嘴的平面图。0022图13为图12所示的涡轮喷嘴的侧视图。0023图14为图12所示的涡轮喷嘴的一部分的平面图，其示出了喷嘴的尺寸。具体实施方式0024图1为空气循环机ACM2的剖视图。ACM2为4轮ACM，含有风扇部分4、压缩机部分6、第一涡轮部分8和第二涡轮部分10，其均被连接至轴12。轴12关于中轴线14旋转。
11、。0025风扇部分4包括风扇入口16和风扇出口18。风扇入口16为从另一源头，如冲压进气口接收工作流体的ACM2中的开口。风扇出口18允许工作流体逃离风扇部分4。风扇叶片20可用于将工作流体吸入风扇部分4。0026压缩机部分6包括压缩机入口22、压缩机出口24、压缩机喷嘴26和压缩机叶片27。压缩机入口22为限定孔口的管道，其中通过该孔口接收源自另一源头的待压缩的工作流体。压缩机出口24允许工作流体在被压缩后而被引至其他系统。压缩机喷嘴26为通过压缩机部分6中的工作流体旋转的喷嘴部分。压缩机喷嘴26经压缩机叶片27将工作流体从压缩机入口22引至压缩机出口24。压缩机喷嘴26为径向出流转子。00。
12、27第一涡轮部分8包括第一级涡轮入口28、第一级涡轮出口30、第一级涡轮喷嘴32和第一涡轮叶片33。第一级涡轮入口28为限定孔口的管道，其中在第一涡轮部分8中膨胀前，工作流体通过该孔口。第一级涡轮出口30为限定孔口的管道，其中工作流体已膨胀的通过该孔口离开第一涡轮部分8。第一级涡轮喷嘴32为通过第一涡轮部分8中的工作流体旋转的喷嘴部分。第一级涡轮喷嘴32与第一级涡轮叶片37协作以从通过其的工作流体中提取能量，从而驱动第一涡轮部分8和所附组件，包括轴12、风扇部分4和压缩机部分6的旋转。第一级涡轮喷嘴32为径向进流转子。0028第一涡轮部分10包括第一级涡轮入口34、第一级涡轮出口36、第一级涡。
13、轮喷嘴38和第一涡轮叶片39。第一级涡轮入口34为限定孔口的管道，其中在第一涡轮部分10中膨胀前，工作流体通过该孔口。第一级涡轮出口36为限定孔口的管道，其中工作流体已膨胀的通过该孔口离开第一涡轮部分10。第二级涡轮喷嘴38为与第二级涡轮叶片39协作以从通过其的工作流体中提取能量，从而驱动第二涡轮部分10和所附组件包括轴12、风扇部分4和压缩机部分6的旋转的喷嘴部分。特别是，第二级涡轮喷嘴38为径向进流转子。工作流体从第二级涡轮入口34流至腔室35，这是伴随第二级涡轮喷嘴38而产生的。然后，工作流体在喷嘴叶片50和52之间通过图57。涡轮喷嘴38为固定的，且喷嘴叶说明书CN104121228A。
14、3/10页5片进行导流以最佳方式进入涡轮转子。该流动使涡轮叶片39旋转并转动轴12。0029轴12为杆，如钛拉杆，其用于连接ACM2的其他组件。中轴线14为其他组件可关于其进行设置的轴线。0030风扇部分4被连接至压缩机部分6。特别地，风扇出口18被联接至压缩机入口22。经风扇叶片20通过风扇入口16吸入工作流体并通过风扇出口18排出工作流体。从风扇出口18出来的工作流体被引至压缩机入口22以在压缩机部分6中进行压缩。类似地，压缩机部分6与第一涡轮部分8相联接。从压缩机出口24出来的工作流体被引至第一级涡轮入口28。0031类似地，第一涡轮部分8被联接至第二涡轮部分10。从第一级涡轮出口30出。
15、来的工作流体被引至第二级涡轮入口34。以这种方式，工作流体通过ACM2首先通过风扇入口16、接着通过风扇出口18、压缩机入口22、压缩机出口24、第一级涡轮入口28、第一级涡轮出口30、第二级涡轮入口34和第二级涡轮出口38。在图1所示的那些级别之间可存在额外的级别。例如，换热器未示出常位于压缩机部分6和第一涡轮部分8之间。0032风扇部分4、压缩机部分6、第一涡轮部分8和第二涡轮部分10中的每一个也经轴12而彼此相连。轴12沿中轴线14延伸且被至少连接至压缩机喷嘴26、第一级涡轮喷嘴32和第二级涡轮喷嘴38。风扇叶片20也可被连接至轴12。0033当工作流体通过ACM2时，首先在压缩机部分6。
16、中进行压缩，随后在第一涡轮部分8和第二涡轮部分10中进行膨胀。通常，在换热器未示出中还对工作流体进行加热或冷却，当工作流体在压缩机部分6和第一涡轮部分8之间通过时，其通过换热器确定路线。第一涡轮部分8和第二涡轮部分10从工作流体中提取能量，从而关于中轴线14转动轴12。0034可调节通过ACM2的工作流体以用于由燃气涡轮发动机提供动力的车辆的中央舱中。通过压缩、加热和膨胀工作流体，可将其调整到所需的温度、压力和/或相关湿度。但是，由于压缩机喷嘴26、第一级涡轮喷嘴32和第二级涡轮喷嘴38相对于工作流体流道进行快速旋转，因此这些部件需要经常更换。0035图2为关于中轴线14设置的第一级涡轮喷嘴3。
17、2的平面图。第一级涡轮喷嘴32包括沿圆盘42表面设置的19个全叶片40。全叶片40和圆盘42是由耐用材料，如钢、铝或钛所制成的。第一级涡轮喷嘴32涂有碳化钨。使用HVOF施加在第一级涡轮喷嘴32上的碳化钨涂层，其允许提高的硬度以及相对于其他材料，如钴的较高百分比的碳化钨。与传统的涂覆方法，如沉积枪喷涂相比，HVOF喷涂还导致了涂层厚度可变性的降低。0036圆盘42关于中轴线14径向对称。全叶片40沿圆盘42的周长彼此等距地间隔开来。全叶片40中的每一个均沿径向等距地远离中轴线14。0037第一级涡轮喷嘴32为要比较频繁地进行更换的高值组件。由于与磨粒相接触，可导致对第一级涡轮喷嘴32的损坏。因。
18、此，高强度耐用的涂层可提高第一级涡轮喷嘴32的寿命。0038图3为第一级涡轮喷嘴32的侧视图。第一级涡轮喷嘴32含有全叶片40和圆盘42，如参照图2所述。0039图3示出了第一级涡轮喷嘴32的厚度。特别地，第一级涡轮喷嘴32包括叶片高度H32。叶片高度H32为圆盘42和相邻组件，如覆盖物未示出之间的顶部空间量。图3所示的叶片高度H32为0686CM0270英寸。在一些实施例中，叶片高度H32的变化可说明书CN104121228A4/10页6高达001CM0005英寸。然而，为了使所需量的工作流体通过第一涡轮部分8图1，0686CM的叶片高度H32是理想的。0040图4为第一级涡轮喷嘴32的一部。
19、分的放大图。在图4中所示的部分显示了设于圆盘42上的全叶片40。0041图4示出了第一级涡轮喷嘴32的各种具体尺寸。喷嘴通道宽度W32为每个全叶片40和径向相邻的全叶片40之间的距离。实际上，喷嘴通道宽度W32为工作空气可经过的喉部宽度。喷嘴通道宽度W32为0340CM0134英寸，但其偏差可高达0013CM0005英寸。流动区域A32为工作流体可流经的区域。流动区域A32在叶片之间会聚直至其达到第一级涡轮喷嘴32的喉部，且具有喷嘴高度H32喷嘴通道宽度W32的表面区域。由于加工公差，流动区域A32的变化可高达5。流动区域A32大约为4432CM20687平方英寸。0042优化喷嘴通道宽度W3。
20、2以确保源自第一级涡轮喷嘴32的适当的流动和能量提取。增加或减少喷嘴通道宽度W32将导致通过第一级涡轮喷嘴32的流动太大或太小。同样地，优化流动区域A32以确保第一级涡轮喷嘴32传输了适当数量的工作流体。较大的流动区域A32将导致通过第一级涡轮喷嘴32的工作流体太多，而较小的流动区域A32将导致工作流体太少。0043图5为关于中轴线14设置的第二级涡轮喷嘴38的平面图。第二级涡轮喷嘴38包括沿圆盘54表面设置的17个全叶片50和17个分流叶片52。全叶片50、分流叶片52和圆盘54是由耐用材料，如钢、铝或钛所制成的。第二级涡轮喷嘴38涂有碳化钨。使用高速氧燃料HVOF喷涂施加在第二级涡轮喷嘴3。
21、8上的碳化钨涂层，其允许提高的硬度以及相对于其他材料，如钴的较高百分比的碳化钨。0044圆盘54关于中轴线14径向对称。全叶片50和分流叶片52沿圆盘54的周长彼此等距地指叉和间隔开来。因此，全叶片50中的每一个均位于两个相邻的分流叶片52之间，且分流叶片52中的每一个均位于两个相邻的全叶片50之间。分流叶片52中的每一个以及全叶片50中的每一个均沿径向等距地远离中轴线14。0045第二级涡轮喷嘴38为要比较频繁地进行更换的高值组件。由于在第二级涡轮喷嘴38引导的高速气流中具有磨粒，可能会导致对第二级涡轮喷嘴38的损坏。因此，第二级涡轮喷嘴38上的高度耐用的涂层可提高其寿命。0046第二级涡轮。
22、喷嘴的HVOF涂层导致独特地物理特征，其不可能通过使用传统的涂覆技术，如沉积枪涂覆而获得。例如，HVOF涂层可允许碳化钨的水平超过91。此外，HVOF涂层提供了超过10,000PSI的表面硬度。此外，与爆震枪涂覆相比，HVOF涂层使表面涂层的厚度的可变性降低。0047图6为第二级涡轮喷嘴38的侧视图。第二级涡轮喷嘴38含有全叶片50、分流叶片52和圆盘54，如参照图5所述。0048图6示出了第二级涡轮喷嘴38的厚度。特别地，第二级涡轮喷嘴38包括叶片高度H38。叶片高度H38为圆盘54和相邻组件，如覆盖物未示出之间的顶部空间量。图6所示的叶片高度H38为0940CM0370英寸。在一些实施例中。
23、，叶片高度H38的变化可高达001CM0005英寸。然而，为了使所需量的工作流体通过第二涡轮部分10图1，0940CM的叶片高度H38是理想的。说明书CN104121228A5/10页70049图7为第二级涡轮喷嘴38的一部分的放大图。在图7中所示的放大部分显示了设于圆盘54上的全叶片50和分流叶片52。0050图7示出了第二级涡轮喷嘴38的各种具体尺寸。喷嘴通道宽度W38为每个全叶片50和相邻的分流叶片52之间的距离。实际上，喷嘴通道宽度W38为工作空气可经过的喉部宽度。喷嘴通道宽度W38为0222CM00875英寸，但其偏差可高达0013CM0005英寸。流动区域A38为工作流体可流经的区。
24、域。流动区域A38为与在装有叶片侧上的圆盘54表面正交的总的横截面积，其未被全叶片50和分流叶片52所覆盖，且工作流体流经该流动区域A38。图7中所识别的流动区域A38的部分为一个全叶片50和一个分流叶片52之间的流动区域A。总之，在第二级涡轮喷嘴38的整个表面之上的流动区域A38为7103CM21101平方英寸。由于加工和/或涂覆中的微小差别，该值最高可达到7458且最低可达到6748CM2。0051优化喷嘴通道宽度W38以确保源自第二级涡轮喷嘴38的适当的流动和能量提取。增加或减少喷嘴通道宽度W38将导致通过第一级涡轮喷嘴38的流动太小或太大。同样地，优化流动区域A38以确保第二级涡轮喷嘴。
25、38传输了适当数量的工作流体。较大的流动区域A38将导致通过第一级涡轮喷嘴38的工作流体太多，而较小的流动区域A38将导致工作流体太少。0052图8为ACM100的剖视图。ACM100为三轮ACM，含有风扇部分102、压缩机部分104和涡轮部分106，其均被连接至轴108。轴108关于中轴线110旋转。0053风扇部分102包括风扇入口112和风扇出口114。风扇入口112为从另一源头，如燃气涡轮发动机中的排放阀未示出接收工作流体的ACM100中的开口。风扇出口114允许工作流体逃离风扇部分102。风扇叶片116可用于将工作流体吸入风扇部分102。0054压缩机部分104包括压缩机入口118、。
26、压缩机出口120和压缩机喷嘴122。压缩机入口118为限定孔口的管道，其中通过该孔口接收源自另一源头，如风扇部分102的待压缩的工作流体。一旦工作流体已被压缩，压缩机出口120则允许工作流体被引至其他系统。缩机喷嘴122为通过压缩机部分104中的工作流体旋转的喷嘴部分。特别地，压缩机喷嘴122为径向出流转子。0055涡轮部分106包括涡轮入口124、涡轮出口126和涡轮喷嘴128。涡轮入口124为限定孔口的管道，其中在第一涡轮部分106中膨胀前，工作流体通过该孔口。涡轮出口126为限定孔口的管道，其中已膨胀的工作流体通过该孔口离开涡轮部分106。涡轮喷嘴128为从通过其的工作流体中提取能量的喷。
27、嘴部分，从而驱动涡轮部分106和所附组件，包括轴108、风扇部分102和压缩机部分104的旋转。0056轴108为杆，如钛拉杆，其用于连接ACM100的其他组件。中轴线110为其他组件可关于其进行设置的轴线。0057风扇部分102被连接至压缩机部分104。特别地，风扇出口114被联接至压缩机入口118，从而可将工作流体从风扇出口114转移至压缩机入口118。经风扇叶片116通过风扇入口112吸入工作流体并通过风扇出口114排出工作流体。从风扇出口114出来的工作流体被引至压缩机入口118以在压缩机部分104中进行压缩。0058同样地，压缩机部分104与第一涡轮部分106相联接。从压缩机出口12。
28、0出来的工作流体被引至涡轮入口124。这样，工作流体则通过ACM100首先通过风扇入口112、接说明书CN104121228A6/10页8着通过风扇出口114、压缩机入口118、压缩机出口120、涡轮入口124和涡轮出口126。在图8所示的那些级别之间可存在额外的级别。例如，换热器未示出常位于压缩机部分104和涡轮部分106之间。0059风扇部分102、压缩机部分104和涡轮部分106中的每一个也经轴108而彼此相连。轴108沿中轴线110延伸且被至少连接至压缩机喷嘴122和涡轮喷嘴128。风扇叶片116也可被连接至轴20。0060当工作流体通过ACM100时，首先在压缩机部分104中进行压缩。
29、，随后在涡轮部分106中进行膨胀。通常，在换热器未示出中还对工作流体进行加热或冷却，当工作流体在压缩机部分104和第一涡轮部分106之间通过时，其通过换热器确定路线。涡轮部分106从工作流体中提取能量，从而关于中轴线110转动轴20。0061可调节通过ACM100的工作流体以用于由燃气涡轮发动机提供动力的车辆的中央舱中。通过压缩、加热和膨胀工作流体，可将其调整到所需的温度、压力和/或相关湿度。但是，由于压缩机喷嘴122和涡轮喷嘴128相对于工作流体流道进行快速旋转，因此这些部件需要经常更换。0062图9为关于中轴线110设置的涡轮喷嘴128的平面图。涡轮喷嘴128包括沿圆盘132表面设置的19。
30、个全叶片130。全叶片130和圆盘132是由耐用材料，如钢、铝或钛所制成的。涡轮喷嘴128涂有碳化钨。使用HVOF施加在第一级涡轮喷嘴128上的碳化钨涂层，其允许提高的硬度以及相对于其他材料，如钴的较高百分比的碳化钨。与传统的涂覆方法，如沉积枪喷涂相比，HVOF喷涂还导致了涂层厚度可变性的降低，如将参照图15A15B进行的更详细的描述。0063圆盘132关于中轴线110径向对称。全叶片130沿圆盘132的周长彼此等距地间隔开来。全叶片130中的每一个均沿径向等距地远离中轴线110。0064涡轮喷嘴128为要比较频繁地进行更换的高值组件。由于与磨粒相接触，可导致对涡轮喷嘴128的损坏。因此，高强。
31、度耐用的涂层可提高涡轮喷嘴128的寿命。0065图10为涡轮喷嘴128的侧视图。涡轮喷嘴128含有全叶片130和圆盘132，如参照图9所述。0066图10示出了涡轮喷嘴128的厚度。特别地，涡轮喷嘴128包括叶片高度H128。叶片高度H128为圆盘132和相邻组件，如覆盖物未示出之间的顶部空间量。在第一实施例中，如图10所示的叶片高度H128为0318CM0125英寸。在需要增加工作流体流的数量的第二个实施例中，如图10所示的叶片高度H可以为0393CM0155英寸。在上述第一和第二实施例的一些版本中，叶片高度H128的变化可高达001CM0005英寸。但是，为了使所需数量的工作流体通过涡轮部。
32、分106图8，0318CM或0393CM的叶片高度H134对于ACM100图8来说是理想的。0067图11为涡轮喷嘴128的一部分的放大图。在图11中所示的放大部分显示了设于圆盘132上的全叶片130。0068图11示出了涡轮喷嘴128的各种具体尺寸。喷嘴通道宽度W128为每个全叶片130和径向相邻的全叶片130之间的距离。实际上，喷嘴通道宽度W128为工作空气可经过的喉部宽度。喷嘴通道宽度W128为0241CM0095英寸，但其偏差可高达0013CM0005英寸。流动区域A128为工作流体可流经的区域。流动区域A128为工作流体在全叶片130说明书CN104121228A7/10页9之间可流。
33、经的在装有叶片侧上的圆盘132上的总的表面区域。图11中所识别的流动区域A128的部分为一个全叶片130和与其相邻的全叶片130之间的流动区域A。总之，在涡轮喷嘴128的整个表面之上的流动区域A128在上述的第一实施例中为1451CM20225平方英寸，且在上述的第二实施例中为1806CM20255平方英寸。由于加工和/或涂覆中的微小差别，这些值的变化可高达5。0069优化喷嘴通道宽度W128以确保源自涡轮喷嘴128的适当的流动和能量提取。增加或减少喷嘴通道宽度W128将导致流经喷嘴128A的流体太多或太少。同样地，优化流动区域A128以确保第一级涡轮喷嘴128传输了适当数量的工作流体。较大的。
34、流动区域A128将导致通过涡轮喷嘴128的工作流体太多，而较小的流动区域A128将导致工作流体太少。0070图12为涡轮喷嘴128A的平面图，且该涡轮喷嘴128A为能用在三轮ACM100中的替代实施例。也可关于中轴线110设置涡轮喷嘴128A。与上面参照图811描述的涡轮喷嘴128一样，涡轮喷嘴128A也可用于ACM100图8中。涡轮喷嘴128A包括沿圆盘132A的表面设置的23个全叶片130A。全叶片130A和圆盘132A是由耐用材料，如钢、铝或钛所制成的。涡轮喷嘴128A涂有碳化钨。使用HVOF喷涂施加在涡轮喷嘴128A上的碳化钨涂层，其允许提高的硬度以及相对于其他材料，如钴的较高百分比的。
35、碳化钨。0071圆盘132A关于中轴线110径向对称。全叶片130A沿圆盘132A的周长彼此等距地间隔开来。因此，全叶片130A位于两个相邻的全叶片130A之间，且全叶片130A中的每一个沿径向等距地远离中轴线110。0072涡轮喷嘴128A为要比较频繁地进行更换的高值组件。由于在涡轮喷嘴128A引导的高速气流中具有磨粒，可能会导致对涡轮喷嘴128A的损坏。因此，第二级涡轮喷嘴128A上的高度耐用的涂层可提高其寿命。0073图13为涡轮喷嘴128A的侧视图。涡轮喷嘴128A含有全叶片130A和圆盘132A，如参照图12所述。0074图13示出了涡轮喷嘴128A的厚度。特别地，涡轮喷嘴128A包。
36、括叶片高度H128A。叶片高度H128A为圆盘132A和相邻组件，如覆盖物未示出之间的顶部空间量。图13所示的叶片高度H128A为0305CM0120英寸。在一些实施例中，叶片高度H128A的变化可高达001CM0005英寸。然而，为了使所需量的工作流体通过涡轮部分106图8，0305CM的叶片高度H128A是理想的。0075图14为涡轮喷嘴128A的一部分的放大图。在图14中所示的放大部分显示了设于圆盘132A上的全叶片130A。0076图14示出了涡轮喷嘴128A的各种具体尺寸。喷嘴通道宽度W128A为每个全叶片130A和其相邻的全叶片130A之间的距离。实际上，喷嘴通道宽度W128A为工。
37、作流体可经过的喉部宽度。喷嘴通道宽度W128A为0234CM0092英寸，但其偏差可高达0013CM0005英寸。流动区域A128A为流体在位于全叶片130A之间的圆盘132A的装有叶片侧可流经的横截面积。图14中所识别的流动区域A128A的部分为一个全叶片130A和与其相邻的全叶片130A之间的流动区域A。总之，在涡轮喷嘴128A中圆盘132A的整个装有叶片的表面侧之上的流动区域A128A为1639CM20254平方英寸。由于加工和/或涂覆中的微小差别，该值最高可达到1721CM2且最低可达到1557CM2。0077优化喷嘴通道宽度W128A以确保源自涡轮喷嘴128A的适当的流动和能量提取。。
38、说明书CN104121228A8/10页10增加或减少喷嘴通道宽度W128A将导致通过涡轮喷嘴128A的流体流太大或太小。同样地，优化流动区域A128A以确保涡轮喷嘴128A传输了适当数量的工作流体。较大的流动区域A128A将导致通过涡轮喷嘴128A的工作流体太多，而较小的流动区域A128A将导致工作流体太少。0078每个前述的涡轮喷嘴实施例均具有涂层。使用HVOF施加涂层。因此，每个前述的涡轮喷嘴均具有由可接受基底材料范围，如钢、铝、陶瓷或钛中的任一种材料所制成的基底。使用HVOF将涂层喷涂至基底上，且该涂层主要由碳化钨所组成。之前，使用爆震枪涂覆施加涂层。0079所施加的涂层不是纯碳化钨。。
39、为了便于使用爆震枪技术进行涂覆，涂层常由122的钴所组成。相应地，表面涂层具有8500PSI5的粘合强度。然而，使用HVOF，涂层可具有更高百分比的碳化钨。使用HVOF施加的涂层常由92的钴所组成。通常，涂层可含有小于8体积的钴。相应地，表面涂层164具有10,000PSI5的粘合强度。0080使用爆震枪技术施加的涂层通常具有大约为000254CM0001英寸的最小厚度。这些现有技术中的涂层通常具有大约为000762CM0003英寸2的范围。使用HVOF施加的涂层通常将具有大约为000508CM0002英寸的最小厚度以及000508CM0002英寸的范围。0081潜在的实施例的示例0082以下。
40、是本发明的非排他性的可能实施例。0083一种用于空气循环机的喷嘴，包括具有中轴线的圆盘部分。多个叶片，其从所述圆盘部分的装有叶片的面延伸叶片高度H，所述多个叶片关于所述圆盘部分沿径向排列。在所述多个涡轮叶片的每一径向相邻对之间限定的喉部宽度W。基本封装所述圆盘部分和所述多个叶片的涂层，其中所述涂层含有大于91体积的碳化钨。0084前段中的喷嘴可选地包括额外和/或另外的下列特征、构形和/或另外的部件中的任何一个或多个。0085所述喷嘴可以有多个叶片，其中所述多个叶片可由34个叶片所组成。0086所述喷嘴的所述叶片高度H可为0940CM，而喉部宽度为0222CM。0087所述喷嘴还可包括沿所述圆盘。
41、的所述装有叶片的面的表面区域所限定的且位于所述叶片之间的流动区域A，并且其中所述流动区域A可等于7103CM2。0088所述喷嘴可以有多个叶片，其中所述多个叶片由19个叶片所组成。0089所述喷嘴的所述叶片高度H可为0686CM，而喉部宽度为0340CM。0090所述喷嘴还可包括沿所述圆盘的所述装有叶片的面的表面区域所限定的且位于所述叶片之间的流动区域A，并且其中所述流动区域A可等于4432CM2。0091所述叶片高度H可为0318CM，而喉部宽度可为0241CM。0092所述叶片高度H可为0393CM，而喉部宽度可为0241CM。0093沿所述圆盘的所述装有叶片的面的表面区域所限定的且位于所。
42、述叶片之间的流动区域A可等于1451CM2。另一个方案为所述流动区域A可等于1806CM2。0094所述多个叶片可由23个叶片所组成。0095所述叶片高度H可为0305CM，而喉部宽度可为0234CM。0096所述喷嘴还可包括沿所述圆盘的所述装有叶片的面的表面区域所限定的且位于说明书CN104121228A109/10页11所述叶片之间的流动区域A，并且其中所述流动区域A可等于1639CM2。0097所述涂层可包括金属合金，其具有大于10,000PSI的表面涂层粘合强度。0098所述涂层包括金属合金，其具有大于10,000PSI的表面涂层粘合强度。0099根据本发明的另一实施例，一种用于空气循。
43、环机的喷嘴，包括圆盘和多个叶片。圆盘部分具有中轴线。多个叶片，其从所述圆盘部分的装有叶片的面延伸叶片高度H。所述多个叶片关于所述圆盘部分沿径向排列。在所述多个涡轮叶片的每一径向相邻对之间限定的喉部宽度W。基本封装所述圆盘部分和所述多个叶片的涂层，其中所述涂层具有508M1016M的厚度。0100前段中的喷嘴可选地包括额外和/或另外的下列特征、构形和/或另外的部件中的任何一个或多个。0101所述涂层可含有小于8体积的钴。0102所述多个叶片可由34个叶片所组成。0103所述叶片高度H可为0940CM。0104所述喉部宽度可为0222CM。0105所述喷嘴还可包括沿所述圆盘的所述装有叶片的面的表面。
44、区域所限定的且位于所述叶片之间的流动区域A，并且其中所述流动区域A可等于7103CM2。0106所述多个叶片可由19个叶片所组成。0107所述叶片高度H可为0686CM。0108所述喉部宽度可为0340CM。0109所述流动区域A可等于4432CM2。0110所述叶片高度H可为0318CM。0111所述叶片高度H可为0393CM。0112所述喉部宽度可为0241CM。0113所述流动区域A可等于1451CM2。0114所述流动区域A可等于1806CM2。0115所述多个叶片可由23个叶片所组成。0116所述叶片高度H可为0305CM。0117所述喉部宽度可为0234CM。0118所述流动区域A。
45、可等于1639CM2。0119所述涂层可包括金属合金，其具有大于10,000PSI的表面粘合强度。0120根据本发明的又一实施例，一种用于空气循环机的喷嘴，包括圆盘部分和多个叶片。圆盘部分包括中轴线。多个叶片，其从所述圆盘部分的装有叶片的面延伸叶片高度H，所述多个叶片关于所述圆盘部分沿径向排列。在所述多个涡轮叶片的每一径向相邻对之间限定的喉部宽度W。基本封装所述圆盘部分和所述多个叶片的涂层，其中所述涂层包括金属合金，其具有大于10,000PSI的表面涂层粘合强度。0121前段中的喷嘴可选地包括额外和/或另外的下列特征、构形和/或另外的部件中的任何一个或多个。0122所述涂层可含有小于8体积的钴。
46、。0123所述多个叶片可由34个叶片所组成。说明书CN104121228A1110/10页120124所述叶片高度H可为0940CM。0125所述喉部宽度可为0222CM。0126所述喷嘴还可包括沿所述圆盘的所述装有叶片的面的表面区域所限定的且位于所述叶片之间的流动区域A，并且其中所述流动区域A可等于7103CM2。0127所述多个叶片可由19个叶片所组成。0128所述叶片高度H可为0686CM。0129所述喉部宽度可为0340CM。0130所述流动区域A可等于4432CM2。0131所述叶片高度H可为0318CM。0132所述叶片高度H可为0393CM。0133所述喉部宽度H可为0241CM。
47、。0134所述流动区域A可等于1451CM2。0135所述流动区域A可等于1806CM2。0136所述多个叶片可由23个叶片所组成。0137所述叶片高度H可为0305CM。0138所述喉部宽度可为0234CM。0139所述流动区域A可等于1639CM2。0140虽然已参照示例性实施例描述了本发明，但本领域的技术人员将理解，在不脱离本发明的范围的情况下可进行各种变化并可用等同物代替其中的元件。此外，在不脱离本发明的基本范围的情况下，可进行许多修改以使特定情况或材料适应本发明的教义。因此，本发明并不限于所发明的特定实施例，且本发明将包括落在所附权利要求书范围内的所有实施例。说明书CN1041212。
48、28A121/14页13图1说明书附图CN104121228A132/14页14图2说明书附图CN104121228A143/14页15图3说明书附图CN104121228A154/14页16图4说明书附图CN104121228A165/14页17图5说明书附图CN104121228A176/14页18图6说明书附图CN104121228A187/14页19图7说明书附图CN104121228A198/14页20图8说明书附图CN104121228A209/14页21图9说明书附图CN104121228A2110/14页22图10说明书附图CN104121228A2211/14页23图11说明书附图CN104121228A2312/14页24图12说明书附图CN104121228A2413/14页25图13说明书附图CN104121228A2514/14页26图14说明书附图CN104121228A26。