CN102536908A - 用于空气循环机的风扇护盖和轴承壳 - Google Patents

用于空气循环机的风扇护盖和轴承壳 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于空气循环机的风扇护盖和轴承壳。一种用于空气循环机的风扇护盖包括风扇护盖主体，风扇护盖主体的大致形状为具有弯曲侧面的截头圆锥体。弯曲侧面界定出曲率半径和对应于曲率半径的曲率中心。曲率中心是距风扇护盖主体大端的轴向距离DA以及距中心轴线的径向距离，使得径向距离与轴向距离之比在1.160到1.360之间。轴承壳包括界定出圆柱状部分和在一端处的环形凸缘的主体。环形凸缘包括围绕凸缘不均匀地周向间隔开的第一连接开口、第二连接开口和第三连接开口。

Description

用于空气循环机的风扇护盖和轴承壳
技术领域
本公开涉及一种装在空气循环机内的风扇护盖和轴承壳。
背景技术
空气循环机可以包括安装在轴杆上以共同旋转的离心压缩机和离心涡轮机。离心压缩机将部分压缩的空气例如接收自燃气轮机中压缩机的引气进一步压缩。压缩空气在返回离心涡轮机之前先排放至下游的热交换器或有其他用途。压缩空气在涡轮机内膨胀以由此驱动压缩机。来自涡轮机的空气输出可以用作给交通工具例如飞机舱室的空气供应。
发明内容
一种用于空气循环机的风扇护盖包括大致形状为具有弯曲侧面的截头圆锥体的风扇护盖主体。弯曲侧面界定出曲率半径和对应于曲率半径的曲率中心点。曲率中心点是距风扇护盖主体大端的轴向距离以及距中心轴线的径向距离，使得径向距离与轴向距离之比在1.160到1.360之间。
轴承壳包括界定出圆柱状部分并在一端界定出环形凸缘的主体。环形凸缘包括围绕凸缘不均匀地周向间隔开的第一连接开口、第二连接开口和第三连接开口。
在另一方面中，空气循环机包括主轴，其上装有压缩机转子和涡轮机转子以用于旋转。风扇马达被安装在主轴上并且可操作用于生成气流。风扇护盖主体被安装在风扇转子附近以界定出用于来自风扇转子的气流的流动路径。风扇护盖主体被固定至轴承壳主体。
一种在空气循环机上安装风扇护盖和轴承壳的示范性方法包括将轴承壳主体的环形凸缘固定在风扇护盖主体和空气循环机的结构之间以使风扇护盖主体和轴承壳主体共同建立起风扇的气流路径。
附图说明
根据以下的详细说明内容可知，公开示例的各种特征和优点对本领域技术人员来说将是显而易见的。详细说明内容所附的附图可以简要描述如下。
图1示出了一种示例性空气循环机。
图2示出了图1中空气循环机的一部分。
图3示出了一种示例性风扇护盖。
图4示出了示例性风扇护盖的轴向视图。
图5示出了一种轴承壳的截面图。
图6示出了一种示例性轴承壳的轴向视图。
具体实施方式
图1示出了一种示例性空气循环机20(“ACM”)，其被装入交通工具例如飞机、直升飞机或基于陆地的交通工具的空气供应系统22内。ACM 20包括通常围绕主轴30例如连杆设置的压缩机部分24、涡轮机部分26和风扇部分28。压缩机部分24包括压缩机转子32，涡轮机部分26包括涡轮机转子34，并且风扇部分28包括风扇转子36。压缩机转子32、涡轮机转子34和风扇转子36被固定在主轴30上用于围绕轴线A共同旋转。ACM 20通常由具有入口、压缩机、涡轮机和轴承壳部分42,44,46和48的壳体40构造。
参照示出了ACM 20中风扇部分28的图2，风扇护盖50被安装在轴承壳48上以使轴承壳48和风扇护盖50共同界定出用于来自风扇转子36的气流的空气流动路径52。例如，轴承壳48和风扇护盖50的表面使来自风扇转子36的气流转向。空气流动路径52沿特定方向引导气流以使其被热交换器54接收。轴承壳48和风扇护盖50将来自风扇转子36的气流转向的方向会影响到热交换器54的工作效率。在这方面，轴承壳48和风扇护盖50的形状和位置提供了用于气流到热交换器54的恰当转向。
图3示出了风扇护盖50的截面图，并且图4示出了风扇护盖50的轴向视图。在图示的实施例中，风扇护盖50大致形状为具有围绕中心轴线A延伸的弯曲侧面60的截头圆锥体。通常，截头体是一个形状的位于两个平行平面之间的部分。在此情况下，所述平面是对应于风扇护盖50中相应的大端表面和小端表面的平面62a和62b。
风扇护盖50的主体的弯曲侧面60界定出曲率半径RC和对应于曲率半径的中心点64。中心点64是指位于弯曲侧面60的法向矢量上并且被定位成与弯曲侧面60的距离等于曲率半径的空间点。中心点64被设计为相对于风扇护盖50的中心轴线A和平面62a以特定位置定位，从而实现对来自风扇转子36的气流的恰当转向。
作为示例，风扇护盖50界定出从平面62a到中心点64的轴向距离DA以及从中心轴线A到中心点64的径向距离DR。在实施例中，比值DR/DA在1.160到1.360之间以确保弯曲侧面60用于使气流转向的恰当位置。在进一步的实施例中，比值DR/DA在1.210到1.310之间。在另一个实施例中，比值DR/DA为1.260。
另外，距离DR和DA与曲率半径RC的比值可以被设计用于准确地定向弯曲侧面60以用于使气流转向。在实施例中，比值DR/RC在1.3到1.5之间。在进一步的实施例中，比值DR/RC为1.4。比值DA/RC可以在1.011到1.211之间。在进一步的实施例中，比值DA/RC可以是1.111。
风扇护盖50的主体还界定出围绕风扇护盖50不均匀地周向间隔开的第一连接开口66a、第二连接开口66b和第三连接开口66c。连接开口66a-c被沿着围绕风扇护盖50圆周的相应角位置68a,68b和68c对准。由此，在角位置68a,68b和68c中的任意两者之间都有对应的角度。例如，角位置68a和68c界定出其间的角度α，角位置68c和68b界定出其间的角度β，并且角位置68a和68b界定出其间的角度θ。
在实施例中，角度α与角度β和角度θ不相等，并且角度β与角度θ也不相等。在进一步的实施例中，角位置68a,68b和68c确定各角度以使比值α:β:θ为21:24:27。围绕风扇护盖50圆周的连接开口66a,66b和66c的定位有助于将风扇护盖50相对于轴承壳48准确安装，正如以下要更加详细介绍的那样。
图5示出了轴承壳48的截面图。如图所示，轴承壳48通常包括圆柱状部分70以及位于圆柱状部分70一端的环形凸缘72。圆柱状部分70包括界定出对应外径OD1的第一部分74a和界定出小于第一外径OD1的第二外径OD2的第二部分74b。圆柱状部分70还包括在其中界定出多个周向槽76的圆孔75。作为示例，周向槽76有助于轴颈轴承77(参见图2)在圆柱状部分70内的准确定位。
在ACM 20的布置中，轴承壳48的环形凸缘72位于风扇护盖50和ACM 20的另一结构例如涡轮机壳体46之间。为此，如图6的轴向视图中所示，轴承壳48包括多个连接开口80用于将轴承壳48固定至ACM 20中的其他结构。整体上，轴承壳48中的开口80围绕环形凸缘72沿周向定位。在图示的实施例中，每一个开口80都以与轴线A相等的径向距离定位。轴承壳48还在与圆柱状部分70相对的一侧上界定出止推轴承面81。
环形凸缘72还包括与风扇护盖50中相应的连接开口66a,66b和66c轴向对齐的连接开口82a,82b和82c。为此，连接开口82a,82b和82c被对应地定位在角位置84a,84b,84c处，其中各对角位置84a,84b，84c之间有相应角度α,β和θ，类似于如上针对角位置68a,68b和68c所述的内容。因此，为了在ACM 20上安装风扇护盖50，将连接开口66a,66b和66c与对应的连接开口82a,82b和82c轴向对齐以接纳穿过其中的紧固件，即可将风扇护盖50固定在ACM 20上。轴承壳48的环形凸缘72由此被夹在风扇护盖50和ACM 20中的其他结构之间。
尽管在图解示例中示出了各种特征的组合，但是并不需要组合其中的全部来实现本公开不同实施例的优点。换句话说，根据本公开实施例设计的系统不必包括任一附图中示出的所有特征或者在附图中示意性示出的所有部分。而且，在一个示例性实施例中选择的特征可以与其他示例性实施例中选择的特征进行组合。
以上说明本质上是示范性的而非限制性的。公开示例的不必背离本公开的实质的修改和变形对于本领域技术人员来说是显而易见的。赋予本公开的法律保护范围只能通过研读所附的权利要求来确定。

Claims (19)

1.一种用于空气循环机的风扇护盖，所述风扇护盖包括：
风扇护盖主体，其大致形状为具有围绕中心轴线延伸的弯曲侧面的截头圆锥体，弯曲侧面界定出曲率半径(RC)和对应于曲率半径的曲率中心点，曲率中心点是距风扇护盖主体大端的轴向距离(DA)以及距中心轴线的径向距离(DR)，使得比值DR/DA在1.160到1.360之间。
2.如权利要求1所述的风扇护盖，其中比值DR/DA在1.210到1.310之间。
3.如权利要求1所述的风扇护盖，其中比值DR/DA为1.260。
4.如权利要求1所述的风扇护盖，其中比值DR/RC在1.3到1.5之间。
5.如权利要求4所述的风扇护盖，其中比值DR/RC为1.4。
6.如权利要求1所述的风扇护盖，其中比值DA/RC在1.011到1.211之间。
7.如权利要求6所述的风扇护盖，其中比值DA/RC为1.111。
8.如权利要求1所述的风扇护盖，其中风扇护盖主体包括围绕风扇护盖主体不均匀地周向间隔开的第一连接开口、第二连接开口和第三连接开口。
9.如权利要求8所述的风扇护盖，其中第一连接开口、第二连接开口和第三连接开口中的每一个都定位在相应的角位置处，这些角位置界定在相应角位置对之间的角度α、β和θ，并且比值α:β:θ为21:24:27。
10.一种用于空气循环机的轴承壳，所述轴承壳包括：
界定出围绕中心轴线延伸的圆柱状部分和在圆柱状部分的一端处的环形凸缘的轴承壳主体，环形凸缘包括用于将风扇护盖主体与其连接的第一连接开口、第二连接开口和第三连接开口，并且各连接开口围绕环形凸缘不均匀地周向间隔开。
11.如权利要求10所述的轴承壳，其中第一连接开口、第二连接开口和第三连接开口定位在相应的角位置处，这些角位置界定在相应角位置对之间的角度α、β和θ，并且比值α:β:θ为21:24:27。
12.如权利要求10所述的轴承壳，其中圆柱状部分包括界定出第一外径的第一部分以及界定出小于第一外径的第二外径的第二部分。
13.如权利要求10所述的轴承壳，其中环形凸缘在与圆柱状部分相对一侧上包括止推轴承面。
14.如权利要求10所述的轴承壳，其中圆柱状部分界定出在其中包括多个周向槽的圆孔。
15.如权利要求10所述的轴承壳，其中环形凸缘包括另外的周向间隔开的开口，这些开口位于第一连接开口、第二连接开口和第三连接开口的径向外侧。
16.一种空气循环机，包括：
主轴，具有装在其上的压缩机转子和涡轮机转子以用于旋转；
风扇转子，被安装在主轴上并且可操作用于生成气流：
被安装在风扇转子附近的风扇护盖主体，风扇护盖主体的大致形状为具有弯曲侧面的截头圆锥体并且围绕中心轴线延伸，弯曲侧面界定出用于来自风扇转子的气流的流动路径，弯曲侧面进一步界定出曲率半径和对应于曲率半径的曲率中心点，曲率中心点是距风扇护盖主体大端的轴向距离DA以及距中心轴线的径向距离DR，使得比值DR/DA在1.160到1.360之间；以及
轴承壳主体，轴承壳主体界定出围绕中心轴线延伸的圆柱状部分和在圆柱状部分的一端处的环形凸缘，环形凸缘包括第一连接开口、第二连接开口和第三连接开口，通过这些开口将风扇护盖主体固定至轴承壳主体，并且各连接开口围绕环形凸缘不均匀地周向间隔开。
17.如权利要求16所述的空气循环机，其中比值DR/DA在1.210到1.310之间，并且第一连接开口、第二连接开口和第三连接开口围绕着环形凸缘定位在相应的角位置处，从而界定在相应角位置对之间的角度α、β和θ，并且比值α:β:θ为21:24:27。
18.如权利要求17所述的空气循环机，其中比值DR/DA为1.260。
19.一种在空气循环机上安装风扇护盖和轴承壳的方法，所述方法包括：
将轴承壳主体的环形凸缘固定在风扇护盖主体和空气循环机的结构之间以使风扇护盖主体和轴承壳主体共同建立起风扇的气流路径，风扇护盖主体的大致形状为具有围绕中心轴线延伸的弯曲侧面的截头圆锥体，弯曲侧面界定出曲率半径和对应于曲率半径的曲率中心点，曲率中心点是距风扇护盖主体大端的轴向距离DA以及距中心轴线的径向距离DR，使得比值DR/DA在1.160到1.360之间，并且轴承壳主体界定出围绕中心轴线延伸的圆柱状部分和在圆柱状部分的一端处的环形凸缘，环形凸缘包括用于将风扇护盖主体与其连接的第一连接开口、第二连接开口和第三连接开口，并且各连接开口围绕环形凸缘不均匀地周向间隔开。
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