沖壓空氣風(fēng)機外殼的制作方法
【專利說明】沖壓空氣風(fēng)機外殼
[0001]發(fā)明背景
[0002]本發(fā)明的實施方案大致涉及飛機的環(huán)境控制系統(tǒng)，且更具體地涉及飛機的環(huán)境控制系統(tǒng)的沖壓空氣風(fēng)機電機。
[0003]飛機上的環(huán)境控制系統(tǒng)(ECS)針對飛機乘客舒適和飛機機艙安全提供具有期望溫度、壓力和濕度的調(diào)節(jié)空氣。當(dāng)飛機處于或接近地平面時，環(huán)境空氣溫度和/或濕度通常足夠高使得空氣在被輸送至飛機機艙前必須作為調(diào)節(jié)過程的部分被冷卻。但是，在飛行高度上，環(huán)境空氣通常比所期望的冷得多，但是在這樣一種低壓下，作為調(diào)節(jié)過程的部分其必須被壓縮至可接受的壓力。在飛行高度上壓縮環(huán)境空氣充分加熱所得的加壓空氣，使得其必須被冷卻，即使環(huán)境空氣溫度非常低。因此，在多數(shù)條件下，在空氣被輸送至飛機機艙之前，必須通過ECS將熱從空氣移除。當(dāng)熱從空氣移除時，其通過ECS消散至可能來自沖壓空氣系統(tǒng)且在本文中被稱作沖壓空氣的單獨氣流中。沖壓空氣流入ECS中，跨ECS中的熱交換器并且流出飛機，隨之?dāng)y帶多余的熱。在飛機正足夠快速地移動的條件下，當(dāng)其進入飛機時的沖壓壓力足以移動足夠的空氣穿過ECS以及熱交換器上方以移除多余的熱。
[0004]雖然沖壓空氣在正常飛行條件下運行良好，但是在較低飛行速度下或當(dāng)飛機處于地面上時，沖壓空氣壓力太低而無法提供跨熱交換器的足夠氣流用于從ECS充分移除熱。在這些條件下，ECS內(nèi)的風(fēng)機用于提供跨ECS熱交換器的必要氣流。風(fēng)機由電機驅(qū)動，所述電機繼而也必須通過跨其流動的空氣冷卻。冷卻流從熱交換器進口吸入并且跨電機至沖壓風(fēng)機進口。
發(fā)明概要
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，提供了一種沖壓空氣風(fēng)機總成的風(fēng)機外殼，其包括具有至少一個突片的凸緣。至少一個突片包括從凸緣大致垂直延伸的第一部分和大致平行于凸緣延伸的第二部分。在第一部分與第二部分之間的交叉處通過斜面和曲面形成凹口。第二部分被延長且延伸超過第一部分的前表面大約0.020英寸。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方案，提供了一種沖壓空氣風(fēng)機總成，其包括具有包括至少一個突片的凸緣的風(fēng)機外殼。至少一個突片包括從凸緣大致垂直延伸的第一部分和大致平行于凸緣延伸的第二部分。在第一部分與第二部分之間的交叉處通過斜面和曲面形成凹口。第二部分被延長且延伸超過第一部分的前表面大約0.020英寸。電機定子定位在風(fēng)機外殼內(nèi)，使得電機定子的末端定位在至少一個突片的凹口內(nèi)。
[0007]附圖簡述
[0008]被視為本發(fā)明的標(biāo)的在說明書最后的權(quán)利要求中被特別指出且清楚要求。從結(jié)合附圖進行的下文詳細描述了解本發(fā)明的上述及其他特征和優(yōu)點，其中:
[0009]圖1是示例性空氣單元的示意圖；
[0010]圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施方案的風(fēng)機外殼的正視圖；
[0011]圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施方案的風(fēng)機外殼的一部分的橫截面圖；
[0012]圖4是根據(jù)本發(fā)明的實施方案的風(fēng)機外殼的突片的放大橫截面圖；和
[0013]圖5是根據(jù)本發(fā)明的實施方案的風(fēng)機外殼的一部分的透視圖。
[0014]詳細描述通過參考附圖舉例來說明本發(fā)明的實施方案連同優(yōu)點和特征。
【具體實施方式】
[0015]如上所述，驅(qū)動沖壓空氣風(fēng)機的電機通常由沖壓空氣冷卻。用于控制電機的位置的支架限制圍繞電機的冷卻空氣的路徑。因此，來自電機的熱消散會受阻，由此導(dǎo)致沖壓氣流系統(tǒng)降低的性能。本文中公開的實施方案可提供空氣阻礙的減小。
[0016]現(xiàn)參考圖1，所示的沖壓空氣風(fēng)機總成10包括風(fēng)機外殼12、軸承外殼14、進口外殼16、外部外殼18、內(nèi)部外殼20和多個螺栓60。風(fēng)機外殼12包括風(fēng)機支柱22、電機轉(zhuǎn)子24、電機定子26、推力軸28、推力板30和推力軸承32。軸承外殼14包括軸頸軸承軸34和軸蓋36。風(fēng)機外殼12和軸承外殼14 一起包括系桿38和軸頸軸承40。進口外殼16除系桿38的一部分外還含有風(fēng)機電機42和進口護罩44。外部外殼18包括端子盒46和氣室48。外部外殼18內(nèi)的是擴散器50、電機軸承冷卻管52和電線傳遞管54。風(fēng)機進口提供在無足夠沖壓空氣壓力的情況下(例如，在飛機處于低高度或在地面上時)移動穿過沖壓空氣風(fēng)機總成10的空氣的源。旁路進口提供在足夠沖壓空氣壓力可得時，移動穿過沖壓空氣風(fēng)機總成10的空氣的源。
[0017]在所示的非限制性實施方案中，進口外殼16連接至風(fēng)機進口且外部外殼18連接至風(fēng)機出口。進口外殼16和外部外殼18通過多個螺栓60在風(fēng)機支柱22上附接至風(fēng)機外殼12。軸承外殼14附接至風(fēng)機外殼12且內(nèi)部外殼20將電機軸承冷卻管52和電線傳遞管54連接至軸承外殼14。電機軸承冷卻管52在外部外殼18上將內(nèi)部外殼20連接至冷卻空氣源。電線傳遞管54將內(nèi)部外殼20耦合至端子盒46。電機定子26和推力板30附接至風(fēng)機外殼12。電機轉(zhuǎn)子24包含在定子26內(nèi)且將軸頸軸承軸34連接至推力軸28。
[0018]軸頸軸承軸34、電機轉(zhuǎn)子24和推力軸28 —起界定沖壓空氣風(fēng)機總成10的旋轉(zhuǎn)軸A。風(fēng)機電機42附接至推力軸，其中系桿38沿著旋轉(zhuǎn)軸A從軸頸軸承軸34末端上的軸蓋36延伸穿過電機轉(zhuǎn)子24、推力軸28和風(fēng)機電機42至進口護罩44。推力軸承32定位在推力軸28的凸緣狀部分與推力板30之間及推力軸28的凸緣狀部分與風(fēng)機外殼12之間。軸頸軸承40定位在軸頸軸承軸與軸承外殼14之間及推力軸28與風(fēng)機外殼12之間。進口護罩44、風(fēng)機電機42及風(fēng)機外殼12的一部分包含在進口外殼16內(nèi)。進口外殼16連接至風(fēng)機進口且外部外殼18連接至風(fēng)機出口。
[0019]在操作中，沖壓空氣風(fēng)機總成10被安裝至飛機的環(huán)境控制系統(tǒng)(ECS)中。在飛機未足夠快速地移動以產(chǎn)生足夠沖壓空氣壓力以滿足ECS的冷卻需求的情況下，通過從端子盒46延伸穿過電線傳遞管54、內(nèi)部外殼20和軸承外殼14的電線供應(yīng)電力至電機定子26。通電的電機定子26導(dǎo)致電機轉(zhuǎn)子24和因此風(fēng)機電機42及進口護罩44圍繞旋轉(zhuǎn)軸A旋轉(zhuǎn)。當(dāng)風(fēng)機電機42旋轉(zhuǎn)時，空氣從風(fēng)機進口移動穿過進口外殼20，經(jīng)過風(fēng)機支柱22并且進入風(fēng)機外殼12與外部外殼18之間的空間中。當(dāng)從外部外殼18移動穿過內(nèi)部外殼20至風(fēng)機出口時，擴散器50和內(nèi)部內(nèi)殼18的形狀減小空氣壓力。
[0020]軸承外殼14和風(fēng)機外殼12內(nèi)的組件，尤其推力軸承32、軸頸軸承40、電機定子26和電機轉(zhuǎn)子24會產(chǎn)生大量熱并且必須被冷卻。冷卻空氣由電機軸承冷卻管52提供，其引導(dǎo)冷卻空氣流穿過內(nèi)部外殼20?？諝鈴膬?nèi)部外殼20進入軸承外殼14且風(fēng)機外殼12在相關(guān)組件上方流動以將熱從其上移除。當(dāng)飛機的速度足夠快以產(chǎn)生足夠沖壓空氣壓力以滿足ECS的冷卻需求時，沖壓空氣從旁路進口被引導(dǎo)至氣室48中。
[0021]現(xiàn)參考圖2至圖5，更詳細圖示風(fēng)機外殼12的一部分。風(fēng)機外殼12包括大致平行于電機定子26的末端27