CN217518748U - 一种直驱式中大涵道比风扇结构及航空发动机 - Google Patents
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Abstract
一种直驱式中大涵道比风扇结构，风扇轮盘、叶片、以及环形电机；风扇轮盘设置在环形电机的转子中心位置处；所述叶片的叶冠与环形电机的转子连接；叶片的叶根与风扇轮盘连接。改变了风扇叶片的安装形式，由传统叶片根部与风扇轮盘连接的中心悬臂式安装，改变为叶根与风扇轮盘连接及叶冠与环形电机的转子连接的桥式安装，或者改变为叶根与风扇轮盘连接及叶冠与风扇主安装环连接的桥式安装，极大地改善了风扇叶片根部和风扇轮盘的受力状况。采用桥式安装结构的叶片叶根和叶冠分别与风扇轮盘和风扇主安装环或者环形电机转子刚性连接，减小了风扇叶片运动自由度，极大地降低气动力引起的风扇叶片的振动。
Description
技术领域
本实用新型涉及航空发动机技术领域，尤其涉及一种直驱式中大涵道比风扇结构及航空发动机。
背景技术
现有航空发动机的风扇结构中，叶片根部仅仅与风扇轮盘连接，形成了叶片为悬臂式的安装方式，风扇叶片所受离心力、气动力及其他载荷经叶片根部传递至风扇轮盘，传力路径单一，叶片的叶根与风扇轮盘连接部位容易产生应力集中，容易产生裂纹导致风扇发生损坏。另外，传统的中心悬臂式安装结构中，当风扇前方来流不稳定时，悬臂式风扇叶片根部受到不稳定的扭矩和弯矩作用，会引起复杂的气动激振。
实用新型内容
本实用新型的主要目的是提出一种直驱式中大涵道比风扇结构，旨在解决上述技术问题。
为实现上述目的，作为本实用新型的第一方案，一种直驱式中大涵道比风扇结构，风扇轮盘、叶片、以及环形电机；
风扇轮盘设置在环形电机的转子中心位置处；
所述叶片的叶冠与环形电机的转子连接；叶片的叶根与风扇轮盘连接。
优选的，所述叶片的叶冠与环形电机的转子的内环面采用榫卯连接。
优选的，所述叶片的叶根与风扇轮盘的外柱面采用榫卯连接。
可选的，所述叶片、风扇轮盘与环形电机的转子为一体成型结构。
作为本实用新型的第二方案，一种直驱式中大涵道比风扇结构，包括：风扇轮盘、叶片、风扇主安装环、以及环形电机；
所述风扇主安装环安装在所述环形电机的转子的内孔中；
所述风扇轮盘设置在环形电机的转子中心位置处；
所述叶片的叶冠与风扇主安装环连接；叶片的叶根与风扇轮盘连接。
优选的，所述风扇主安装环的外柱面与所述环形电机的转子内环面采用过盈配合。
优选的，所述叶片的叶根与风扇轮盘的外柱面采用榫卯连接。
优选的，所述叶片的叶冠与风扇主安装环的内环面采用榫卯连接。
可选的，所述叶片、风扇轮盘与风扇主安装环为一体成型结构。
另一方面，本实用新型还提出一种航空发动机，该航空发动机包括直驱式中大涵道比风扇结构。
由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果如下：
(1)本实用新型所提供的风扇结构在叶片的安装方面，改变了风扇叶片的安装形式，由传统叶片根部与风扇轮盘连接的中心悬臂式安装，改变为叶根与风扇轮盘连接及叶冠与环形电机的转子连接的桥式安装，或者改变为叶根与风扇轮盘连接及叶冠与风扇主安装环连接的桥式安装。叶片所受离心力、气动力及其他载荷由原来经叶片根部传递至风扇轮盘的单一传力路径改变为分别由叶根向风扇轮盘与叶冠向风扇主安装环两个方向同时传力的方式，或者改变为分别由叶根向风扇轮盘与叶冠向环形电机转子两个方向同时传力的方式，极大地改善了风扇叶片根部和风扇轮盘的受力状况。
(2)本实用新型所提供的风扇结构在气动方面，由于叶片采用桥式安装结构，风扇轮盘结构可极大简化，可以减小风扇轮盘外径，降低气流阻力的同时增加了风扇进气流量，提高了风扇的做功能力，进而增加了发动机的推力。风扇前方来流不稳定时，传统悬臂式风扇叶片根部受到不稳定的扭矩和弯矩作用，引起复杂的气动激振，本实用新型采用桥式安装结构的叶片叶根和叶冠分别与风扇轮盘和风扇主安装环或者环形电机转子刚性连接，减小了风扇叶片运动自由度，极大地降低气动力引起的风扇叶片的振动。
(3)本实用新型所提供的风扇结构在叶片的传动方面，将风扇的旋转由低压涡轮系统通过低压轴从后向前驱动变为布置在风扇外围的环形电机直接驱动，不再需要涡轮系统直接对其做功，风扇及发动机各级转子可以在其最佳转速工作，避免了复杂的多转子或齿轮传动风扇的复杂机构，简化了发动机轴系的设计。
(4)本实用新型所提供的风扇结构在整机方面，风扇的叶片直接与环形电机的转子相连接，或者风扇的叶片通过风扇主安装环与环形电机转子相连，环形电机在运行时，定子激励线圈绕组上产生的感应电流除了驱动转子旋转外，还可以为转子提供磁选浮力，避免了电机转子系统与电机定子之间的机械接触引起的摩擦阻力、振动的传递等相关问题，简化了风扇与电机转子系统的支承结构，增加了系统的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例一中直驱式中大涵道比风扇结构示意图；
图2为本实用新型实施例二中直驱式中大涵道比风扇结构示意图；
附图标号说明：1-定子；2-线圈绕组；3-转子；4-风扇主安装环；5-叶片；6-风扇轮盘；7-环形电机。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
实施例一：
结合图1所示，一种直驱式中大涵道比风扇结构，包括：风扇轮盘6、叶片5、以及环形电机7；风扇轮盘6设置在环形电机7的转子3中心位置处；所述叶片5的叶冠与环形电机7的转子3连接；叶片5的叶根与风扇轮盘6连接。
在本实施例中，所述叶片5的叶冠与环形电机7的转子3的内环面采用榫卯连接。所述叶片5的叶根与风扇轮盘6的外柱面采用榫卯连接。方便叶片5的更换与维修。
可选地，所述叶片5、风扇轮盘6与环形电机7的转子3为一体铸造成型结构。采用一体成型结构，便于保证叶片5的两端分别与风扇轮盘6、转子3形成刚性连接，减小了风扇叶片5运动自由度，极大地降低气动力引起的叶片5的振动。
作为本实施例的另一方面，还提供一种航空发动机，航空发动机包括上述直驱式中大涵道比风扇结构。
实施例二：
结合图2所示，一种直驱式中大涵道比风扇结构，包括：风扇轮盘6、叶片5、风扇主安装环4、以及环形电机7；
所述风扇主安装环4安装在所述环形电机7的转子3的内孔中；
所述风扇轮盘6设置在环形电机7的转子3中心位置处；
所述叶片5的叶冠与风扇主安装环4连接；叶片5的叶根与风扇轮盘6连接。
在本实施例中，所述风扇主安装环4的外柱面与所述环形电机7的转子3内环面采用过盈配合。
在本实施例中，所述叶片5的叶根与风扇轮盘6的外柱面采用榫卯连接。所述叶片5的叶冠与风扇主安装环4的内环面采用榫卯连接。方便叶片5的更换与维修。
可选地，所述叶片5、风扇轮盘6与风扇主安装环4为一体铸造成型结构。采用一体成型结构，便于保证叶片5的两端分别与风扇轮盘6、风扇主安装环4形成刚性连接，减小了风扇叶片5运动自由度，极大地降低气动力引起的叶片5的振动。
作为本实施例的另一方面，还提供一种航空发动机，航空发动机包括上述直驱式中大涵道比风扇结构。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所做的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种直驱式中大涵道比风扇结构，其特征在于，包括：风扇轮盘(6)、叶片(5)、以及环形电机(7)；
风扇轮盘(6)设置在环形电机(7)的转子(3)中心位置处；
所述叶片(5)的叶冠与环形电机(7)的转子(3)连接；叶片(5)的叶根与风扇轮盘(6)连接。
2.如权利要求1所述的一种直驱式中大涵道比风扇结构，其特征在于，所述叶片(5)的叶冠与环形电机(7)的转子(3)的内环面采用榫卯连接。
3.如权利要求1所述的一种直驱式中大涵道比风扇结构，其特征在于，所述叶片(5)的叶根与风扇轮盘(6)的外柱面采用榫卯连接。
4.如权利要求1所述的一种直驱式中大涵道比风扇结构，其特征在于，所述叶片(5)、风扇轮盘(6)与环形电机(7)的转子(3)为一体成型结构。
5.一种直驱式中大涵道比风扇结构，其特征在于，包括：风扇轮盘(6)、叶片(5)、风扇主安装环(4)、以及环形电机(7)；
所述风扇主安装环(4)安装在所述环形电机(7)的转子(3)的内孔中；
所述风扇轮盘(6)设置在环形电机(7)的转子(3)中心位置处；
所述叶片(5)的叶冠与风扇主安装环(4)连接；叶片(5)的叶根与风扇轮盘(6)连接。
6.如权利要求5所述的一种直驱式中大涵道比风扇结构，其特征在于，所述风扇主安装环(4)的外柱面与所述环形电机(7)的转子(3)内环面采用过盈配合。
7.如权利要求5所述的一种直驱式中大涵道比风扇结构，其特征在于，所述叶片(5)的叶根与风扇轮盘(6)的外柱面采用榫卯连接。
8.如权利要求5所述的一种直驱式中大涵道比风扇结构，其特征在于，所述叶片(5)的叶冠与风扇主安装环(4)的内环面采用榫卯连接。
9.如权利要求5所述的一种直驱式中大涵道比风扇结构，其特征在于，所述叶片(5)、风扇轮盘(6)与风扇主安装环(4)为一体成型结构。
10.一种航空发动机，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的直驱式中大涵道比风扇结构。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202221714995.4U CN217518748U (zh) | 2022-07-05 | 2022-07-05 | 一种直驱式中大涵道比风扇结构及航空发动机 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN217518748U true CN217518748U (zh) | 2022-09-30 |
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Family Applications (1)
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| CN202221714995.4U Active CN217518748U (zh) | 2022-07-05 | 2022-07-05 | 一种直驱式中大涵道比风扇结构及航空发动机 |
Country Status (1)
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2022
- 2022-07-05 CN CN202221714995.4U patent/CN217518748U/zh active Active
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