冲压空气风扇内壳制造技术

本发明专利技术涉及冲压空气风扇内壳。一种用于冲压空气风扇组件的冲压空气风扇内壳包括中心体壳，连接至中心体壳的端杯件，以及穿孔的圆锥。穿孔的圆锥连接至中心体壳与端杯件，以使得穿孔的圆锥远离中心体壳延伸，并且朝向内壳的轴线径向向内延伸。

【技术实现步骤摘要】
冲压空气风扇内壳
本专利技术涉及环境控制系统。尤其，本专利技术涉及用于飞机的环境控制系统的冲压空气风扇组件的内壳。
技术介绍
飞机上的环境控制系统（ECS）为飞机舱提供经调节的空气。经调节的空气为处于满足飞机乘客舒适与安全所需的温度、压力以及湿度的空气。在地面水平处或靠近地面水平处，环境空气温度和/或湿度通常足够高，在传递至飞机舱之前，作为调节过程的一部分必须冷却空气。在飞行高度处，环境空气通常比所需的更冷，但处于低压力，以至于作为调节过程的一部分其必须被压缩至可接受的压力。压缩飞机高度处的环境空气会足够加热产生的加压的空气，以至于这些空气必须被冷却，即使环境空气温度非常低。因此，在大多数情况下，必须在将空气传递至飞机舱之前通过ECS从空气中除去热。当热从空气中除去时，通过ECS将热耗散入单独的流入ECS、横穿ECS中的热交换器、并且排出飞机的气流中，其携带多余热。在飞机运动足够快的情况下，冲入飞机的空气压力足以将足够的空气移动穿过ECS，并且在热交换器上通过，以除去多余热。虽然冲压空气在正常飞行状态下较好工作时，但在较低的飞行速度处，或当飞机在地面上时，冲压空气压力过低，以至于不能提供足够空气流过热交换器以用于将热从ECS足够地除去。在那些状况下，将ECS中的风扇用于提供必要的气流穿过ECS热交换器。该风扇称之为冲压空气风扇。和飞机上的任意系统一样，包括创新元件的改进冲压空气风扇具有很大价值，例如设计成提高冲压空气风扇的工作效率，降低其重量，或降低由飞机产生的噪音的内壳。
技术实现思路
本专利技术为冲压空气风扇组件的冲压空气风扇内壳。内壳包括中心体壳、连接至中心体壳的端杯件、以及穿孔的圆锥。穿孔的圆锥连接至中心体壳与端杯件，以使得穿孔的圆锥远离中心体壳延伸，并且径向地朝向内壳的轴线向内延伸。附图说明图1为包含本专利技术的冲压空气风扇组件的侧视图。图2A与2B为包含本专利技术的内壳实施例的透视图。图3为图2A与2B的内壳的横截面视图。具体实施方式环境控制系统（ECS）中的冲压空气风扇组件通常需要朝向马达与轴承引导的冷却空气流，该马达与轴承用于驱动冲压空气风扇转子。而且，当气流由风扇转子产生，并且被引导通过冲压空气风扇组件时，引导气流的方式同时影响流动效率与噪音产生。本专利技术为冲压空气风扇的内壳，其辅助以这种方式从冲压空气风扇转子引导气流，该方式扩散风扇气流，并且增加流动效率。此外，体现本专利技术的内壳还连接从马达轴承冷却管至轴承壳的冷却空气流，以将冷却气流提供至马达与轴承，该气流足以满足冲压空气风扇组件的冷却需要，同时，提供足以包含必要的噪音减弱结构的容积。图1示例了包含本专利技术的冲压空气风扇组件。图1示出了包括风扇壳12、轴承壳14、入口壳16、外壳18、以及内壳20的冲压空气风扇组件10。风扇壳12包括风扇支柱22、马达转子24、马达定子26、推力轴28、推力板30、以及推力板32。轴承壳14包括轴颈轴承轴34与轴帽36。风扇壳12与轴承壳14一起包括拉杆38与轴颈轴承40。入口壳16包含风扇转子42与入口护罩44，以及一部分拉杆38。外壳18包括接线盒46与增压室48。外壳18中是扩散器50、马达轴承冷却管52、以及线缆输送管54。风扇入口为在缺少足够冲压空气压力的情况下由冲压空气风扇组件10移动的气源。旁路入口为当可获得足够的冲压空气压力时移动通过冲压空气风扇组件10气源。如图1所示例的，入口壳16与外壳18在风扇支柱22处连接至风扇壳12。轴承壳14连接至风扇壳12，并且内壳20将马达轴承冷却管52与线缆输送管54连接至轴承壳14。马达轴承冷却管52在外壳18处将内壳20连接至冷却气源。线缆输送管54在接线盒46处将内壳20连接至外壳18。马达定子26与推力板30连接至风扇壳12。马达转子24包含在马达定子26中，并且将轴颈轴承轴34连接至推力轴28。轴颈轴承轴34、马达转子24、以及推力轴28限定冲压空气风扇组件10的旋转轴线。风扇转子42连接至推力轴28，其中拉杆38沿旋转轴线从轴颈轴承轴34端部处的轴帽36穿过马达转子24、推力轴28、以及风扇转子42延伸至入口护罩44。螺母（未示出）在拉杆38的一端上将轴帽36固定至轴颈轴承轴34，在拉杆38的相反端上将入口护罩44连接至风扇转子42。推力板30与风扇壳12包含推力轴28的凸缘状部分，其中推力轴承32定位于推力轴28的凸缘状部分与推力板30之间；以及在推力轴28的凸缘状部分与风扇壳12之间。轴颈轴承40定位于轴颈轴承轴34与轴承壳14之间；以及在推力轴28与风扇壳12之间。入口护罩44、风扇转子42、以及风扇壳12的一部分包含在入口壳16中。扩散器50连接至外壳18的内表面。增压室48为外壳18的一部分，其将冲压空气风扇组件10连接至旁路入口。入口壳16连接至风扇入口，并且外壳18连接至风扇出口。工作过程中，将冲压空气风扇组件10安装在飞机上的环境控制系统中，并且连接至风扇入口、旁路入口、以及风扇出口。当飞机运动得足够快以产生足够的冲压空气压力以满足ECS的冷却需求时，将动力通过从接线盒46、穿过线缆输送管54、内壳20以及轴承壳14延伸的线缆提供至马达定子26。通电的马达定子26使得转子24围绕冲压空气风扇组件10的旋转轴线旋转，旋转连接的轴颈轴承轴34与推力轴28。风扇转子42与入口护罩44还通过它们与推力轴28的连接而旋转。轴颈轴承40与推力轴承32为旋转部件提供低摩擦支撑。当风扇转子42旋转时，其将空气从风扇入口、穿过入口壳20、经过风扇支柱22移动至风扇壳12与外壳18之间的空间中，增加外壳18中的气压。当空气穿过外壳18运动时，气流经过扩散器50与内壳20，其中，气压由于扩散器50的形状与内壳20的形状而降低。一旦穿过内壳20，空气便在风扇出口处移动出外壳18。轴承壳14与风扇壳12中的部件，尤其推力轴承32、轴颈轴承40、马达定子26以及马达转子24产生大量的热，并且必须冷却。由将冷却气流引入内壳20的马达轴承冷却管52提供冷却空气。内壳20将冷却气流引入轴承壳14，其中，其流经轴承壳14与风扇壳12中的部件，冷却这些部件。一旦飞机快速运动从而足以产生足够的冲压气压以满足ECS的冷却需求，则将冲压空气从旁路入口引导入增压室48。冲压空气在增压室48处穿入外壳18，并且在风扇出口处移出外壳18。图2A与2B为包含了本专利技术的内壳的实施例的透视图。如图2A与2B中所示的，内壳20包括中心体壳110、端杯件112、密封环114、以及穿孔的圆锥116。中心体壳110延伸在大部分的内壳20长度上。如图1所示，中心体壳110为连接至轴承壳14的内壳20的一端。如图1所示，端杯件112为连接至马达轴承冷却管52的内壳20的另一端。端杯件112连接至中心体壳110，以提供从马达轴承冷却管52至轴承壳14的冷却空气路径。中心体壳110、端杯件112、以及密封环114由任意耐久的、轻质材料制成，例如纤维增强的高分子复合材料，例如由耐用树脂保持的平纹碳纤维织物的层叠结构。穿孔的圆锥116为金属薄片，例如钛，并具有多个小孔与一个大开口。穿孔的圆锥116连接至中心体壳110，并且连接至端杯件112，以产生围绕内壳20的轴线布置的截头圆锥形状。穿孔的圆锥116的截头圆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于冲压空气风扇组件的冲压空气风扇内壳，所述内壳包括：中心体壳，包括：????轴承壳连接部，其位于所述中心体壳的一端处，所述轴承壳连接部具有圆柱形，并且围绕所述内壳的轴线对称布置；????冷却空气入口，其在所述中心体的与所述轴承壳连接部相对的端部处并具有圆柱形；以及????冷却管，其介于所述轴承壳连接部与所述冷却空气入口之间，所述冷却管包括：????????第一圆锥连接表面，其相邻于所述轴承壳连接部，所述第一圆锥连接表面具有截头圆锥形状，并且围绕所述内壳的轴线对称布置；端杯件，其连接至所述中心体壳，所述端杯件包括：????冷却空气连接器，用于将所述端杯件连接至所述冷却空气入口；????第二圆锥连接表面，其具有截头圆锥形状，并且围绕所述内壳的轴线对称布置；以及????冷却管凹部，其介于所述冷却空气连接器与所述第二圆锥连接表面之间，所述冷却管凹部用于连接马达轴承冷却管；穿孔的圆锥，其具有截头圆锥形状，并且围绕所述中心体壳轴向布置；其中，将所述穿孔的圆锥在所述第一圆锥连接表面处连接至所述中心体壳，并且在所述第二圆锥连接表面处连接至所述端杯件，以使得所述穿孔的圆锥远离所述第一圆锥连接表面延伸，并且朝向所述内壳的轴线径向向内延伸。...

【技术特征摘要】
2011.10.24 US 13/2794971.一种用于冲压空气风扇组件的冲压空气风扇内壳，所述内壳包括：中心体壳，包括：轴承壳连接部，其位于所述中心体壳的一端处，所述轴承壳连接部具有圆柱形，并且围绕所述内壳的轴线对称布置；冷却空气入口，其在所述中心体壳的与所述轴承壳连接部相对的端部处并具有圆柱形；以及冷却管，其介于所述轴承壳连接部与所述冷却空气入口之间，所述冷却管包括：第一圆锥连接表面，其相邻于所述轴承壳连接部，所述第一圆锥连接表面具有截头圆锥形状，并且围绕所述内壳的轴线对称布置；端杯件，其连接至所述中心体壳，所述端杯件包括：冷却空气连接器，用于将所述端杯件连接至所述冷却空气入口；第二圆锥连接表面，其具有截头圆锥形状，并且围绕所述内壳的轴线对称布置；以及冷却管凹部，其介于所述冷却空气连接器与所述第二圆锥连接表面之间，所述冷却管凹部用于连接马达轴承冷却管；穿孔的圆锥，其具有截头圆锥形状，并且围绕所述中心体壳轴向布置；其中，将所述穿孔的圆锥在所述第一圆锥连接表面处连接至所述中心体壳，并且在所述第二圆锥连接表面处连接至所述端杯件，以使得所述穿孔的圆锥远离所述第一圆锥连接表面延伸，并且朝向所述内壳的轴线径向向内延伸。2.根据权利要求1所述的内壳，其特征在于，所述穿孔的圆锥远离所述第一圆锥连接表面延伸，并且以与所述内壳的轴线成介于5.2度与5.6度之间的角度朝向所述内壳的轴线径向向内延伸。3.根据权利要求1所述的内壳，其特征在于，所述穿孔的圆锥远离所述第一圆锥连接表面延伸，并且以与所述内壳的轴线成5.4度的角度朝向所述内壳的轴线径向向内延伸。4.根据权利要求1所述的内壳，其特征在于，所述内壳的外部长度与所述轴承壳连接部的外部直径的比率不小于1.347，其中，所述内壳的所述外部长度为沿平行于所述内壳的轴线方向的距离。5.根据权利要求1所述的内壳，其特征在于，所述内壳的外部长度与所述轴承壳连接部的外部直径的比率不小于1.347，并且不大于1.368，其中，所述内壳的所述外部长度为沿平行于所述内壳的轴线方向的距离。6.根据权利要求1所述的内壳，其特征在于，所述内壳的外部长度介于10.275英寸与10.395英寸之间，并且所述轴承壳连接部的外部直径介于7.600英寸与7.630英寸之间。7.根据权利要求1所述的内壳，其特征在于，所述冷却空气入口的外部直径不小于2.685英寸。8.根据权利要求1所述的内壳，其特征在于，所述冷却空气入口的外部直径介于2.685英寸与2.715英寸之间。9.根据权利要求1所述的内壳，进一步包括：吸音棉，其至少占据所述穿孔的圆锥与所述中心体壳之间的以及所述穿孔的圆锥与所述端杯件之间的大部分容积。10.一种冲压空气风扇组件，其包括：风扇壳；风扇马达，其连接至所述风扇壳；风扇转子；推力轴，其将所述风扇马达连接至所述风扇转子；入口壳，其连接至所述风扇壳；轴承壳，其连接至所述风扇壳；外壳，其连接至所述风扇壳；以及内壳，其连接至所述轴承壳，用于扩散来自所述风扇转子的风扇空气，并且将冷却空气引导至所述轴承壳，所述内壳包括：中心体壳，包括：轴承壳连接部，其在所述中心体...

【专利技术属性】
技术研发人员：L比內克，E奇拉巴斯茨，DA多曼，
申请(专利权)人：哈米尔顿森德斯特兰德公司，
类型：发明
国别省市：