[發明專利]空氣循環機的風扇轉子

有效

• 申請號: 201110432459.5
• 申請日: 2011-12-21
• 公開（公告）號: CN102536894A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: D.A.科爾森;B.J.默里特
• 申請（專利權）人: 哈米爾頓森德斯特蘭德公司
• 主分類號: F04D29/28
• 分類號: F04D29/28
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 崔幼平;楊炯

技術領域

本公開內容涉及結合到空氣循環機中的風扇轉子。

背景技術

空氣循環機可以包括被安裝在軸上共同旋轉的離心壓縮機和離心渦輪。離心壓縮機進一步壓縮被部分壓縮的空氣，例如從燃氣渦輪發動機的壓縮機接收的排出空氣。壓縮空氣在返回離心渦輪之前被排放到下游熱交換器或用于其它用途。壓縮空氣在渦輪中膨脹從而驅動壓縮機。從渦輪輸出的空氣可以被用作運載工具的空氣供應，該運載工具例如飛行器的機艙。

發明內容

示例性風扇轉子包括轉子主體，其具有繞中心軸線旋轉的多個風扇葉片。環形壁從轉子主體徑向向內延伸。轂主體從所述環形壁軸向延伸并且限定具有轂孔直徑的中心轂孔。所述轂主體還限定在所述環形壁的一個軸向側面上的第一圓筒形轂部分以及在所述環形壁的相對軸向側面上的第二圓筒形轂部分。所述第一圓筒形轂部分的外直徑與所述中心轂孔的直徑的比是1.996-2.007，并且所述第二圓筒形轂部分的外直徑與轂孔直徑的比是2.051-2.063。

在另一方面，風扇轉子可以被結合到空氣循環機中，該空氣循環機具有主軸，該主軸具有安裝成在其上旋轉的壓縮機轉子和渦輪轉子。推力軸被安裝在所述主軸上并且具有軸主體，所述軸主體限定在第一端處的盤以及從所述盤延伸到第二端的圓筒形軸部分。所述軸主體具有限定軸孔直徑Ds的軸孔。所述轂主體的第一圓筒形轂部分的外直徑與所述軸孔直徑的比是1.002-1.007。

在空氣循環機上安裝風扇轉子的示例性方法包括使主軸延伸通過中心轂孔、將所述第一圓筒形轂部分插入到所述推力軸的軸孔內、以及在所述主軸上固定螺母以便將所述主軸、推力軸和風扇轉子固定在一起從而隨所述壓縮機轉子和所述渦輪轉子共同旋轉。

附圖說明

從下文的詳細說明中本領域的技術人員將顯而易見到所公開示例的各種特征和優點。詳細說明的附圖能夠如下所述被簡要描述。

圖1示出示例性空氣循環機。

圖2A示出風扇轉子的立體圖。

圖2B示出圖2A的風扇轉子的橫截面圖。

圖2C示出了圖2B所示的風扇轉子的轂主體的一部分。

圖3A示出了風扇轉子環的立體圖。

圖3B示出了圖3A的風扇轉子環的橫截面圖。

具體實施方式

圖1示出了被結合到運載工具的空氣供應系統22中的示例性空氣循環機20（“ACM”），該運載工具例如飛行器、直升機或地面交通工具。ACM?20包括通常圍繞主軸30（例如系桿）設置的壓縮機段24、渦輪段26和風扇段28。壓縮機段24包括壓縮機轉子32，渦輪段26包括渦輪轉子34，并且風扇段28包括風扇轉子36。壓縮機轉子32、渦輪轉子34和風扇轉子36被固定在主軸30上以便繞軸線A共同旋轉。

也參考圖2A所示的風扇轉子36的立體圖以及圖2B所示的風扇轉子36的橫截面圖，風扇轉子36包括轉子主體40，該轉子主體40具有繞中心軸線A旋轉的多個風扇葉片42。轉子主體40限定徑向向內延伸的環形壁44，該環形壁44在其徑向內端交會于轂主體46。

第一主體部分40a在環形壁44的徑向外端處軸向延伸（圖2B中向右延伸）。第二主體部分40b在環形壁44的徑向外端處軸向延伸（圖2B中向左延伸）。從而，轉子主體40限定大體圓筒形外周表面。轉子主體40的內側表面40c大體是截頭圓錐形，并且因而轉子主體40的徑向厚度根據軸向位置是不均一的。

轂主體46從環形壁44軸向延伸并且限定具有轂孔直徑Db的中心轂孔48。轂主體46還限定在環形壁44的一個軸向側面（圖2B中是右側）上圍繞中心轂孔48延伸的第一圓筒形轂部分50以及在環形壁44的相對軸向側面（在圖2B中是左側）上圍繞中心轂孔48延伸的第二圓筒形轂部分52。第一圓筒形轂部分50限定第一外直徑D1，并且第二圓筒形轂部分52限定第二外直徑D2。

還如圖2C所示，轂主體46另外包括第一周向槽54和第二周向槽56。第一周向槽54軸向地位于第一圓筒形轂部分50和環形壁44之間。第二周向槽56軸向地位于第二圓筒形轂部分52和環形壁44之間。周向槽54和56中的每一個均限定一曲率半徑Rc。在一種實施例中，周向槽54和56之間的曲率半徑Rc是相等的。