[發明專利]沖壓空氣風扇外殼體

在審

• 申請號: 201310354979.8
• 申請日: 2013-08-15
• 公開（公告）號: CN103591052A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: E.奇拉巴什;C.M.比爾斯
• 申請（專利權）人: 哈米爾頓森德斯特蘭德公司
• 主分類號: F04D29/52
• 分類號: F04D29/52;F04D25/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李晨;傅永霄

技術領域

本發明涉及一種環境控制系統。具體地，本發明涉及一種用于飛機環境控制系統的沖壓空氣風扇組件的外殼體。

背景技術

飛機上的環境控制系統（ECS）為飛機客艙提供經調節溫濕度的空氣。經調節溫濕度的空氣是在適合于飛機乘客舒適性和安全性的溫度、壓力和濕度下的空氣。在地面或者在地面附近，周圍空氣的溫度和/或濕度常常足夠高到在被輸送至飛機客艙之前必須作為空氣調節步驟的一部分而使空氣冷卻。在飛行高度下，周圍空氣的溫度常常遠低于期望的溫度，但在這種低壓下必須作為空氣調節步驟的一部分將空氣壓縮到可接受的壓力。在飛行高度下壓縮周圍空氣會把所形成增壓空氣加熱到足夠高的溫度，因而即使周圍空氣的溫度非常低也必須將其冷卻。因此，在大多數情況下，在將空氣輸送到飛機客艙之前必須利用ECS從空氣中除去熱量。當從空氣中除去熱量時，熱量被ECS散發至流入ECS中的獨立的空氣流，空氣經過ECS中的換熱器被排出飛機，隨之帶走過剩的熱量。在飛機足夠快地移動的情況下，沖壓入飛機的空氣壓力足以使足夠的空氣經過ECS和換熱器以便除去過剩的熱量。

雖然沖壓空氣在正常飛行條件發揮其良好作用，但在較低飛行速度下或者當飛機在地面上時，沖壓空氣壓力過低不足以提供足夠的經過換熱器的空氣流，因而不能充分地從ECS中除去熱量。在這些情況下，利用ECS內部的風扇來提供必需的經過ECS換熱器的空氣流。此風扇被稱為沖壓空氣風扇。

如同飛機上的任何系統，包括創新部件的經改進的沖壓空氣風扇具有很大的價值，該創新部件例如是外殼體，該外殼體設計成提高沖壓空氣風扇的運行效率或者減小其重量。

發明內容

本發明是關于一種沖壓空氣風扇外殼體，該空氣風扇外殼體用于將來自沖壓空氣風扇轉子的空氣和來自沖壓空氣旁路的空氣引導到沖壓空氣風扇出口中。該外殼體包括在連結區連接的外圓筒和風室（plenum）。外圓筒由至少四個相鄰平織碳纖維織物層的層壓堆積序列（sequence）制成。堆積序列的各層具有如下的編織取向，使得第一層和第四層取向在與每個第二層和第三層成45度的方向。第二層和第三層夾在第一層和第四層之間。風室由至少八個平織碳纖維織物的鄰接風室層的層壓堆積序列制成。八個相鄰層的各層具有如下編織取向，使得第一層、第四層、第五層和第八層取向在與每個第二層、第三層、第六層和第七層成45度的方向。第二層和第三層夾在第一層和第四層之間；第六層和第七層夾在第五層和第八層之間；第四層和第五層夾在第三層和第六層之間。風室在連結區連結到外圓筒，連結區包括過渡部，過渡部將層壓堆積序列從風室壁的八個相鄰層過渡到外圓筒壁的四個相鄰層。

附圖說明

圖1是沖壓空氣風扇組件的側視圖。

圖2是體現了本發明的外殼體的透視圖。

圖3是圖2的外殼體的端視圖。

圖4是圖2的外殼體的側視圖。

圖5是圖4的外殼體的一部分的剖面圖。

圖6A-6D是圖4的外殼體的另一部分的剖面圖。

圖7是圖4的外殼體的另一部分的剖面圖。

圖8是圖4的外殼體的另一部分的剖面圖。

具體實施方式

環境控制系統（ECS）中的沖壓空氣風扇組件利用外殼體來將來自沖壓空氣風扇轉子的空氣和來自沖壓空氣旁路的空氣引導到沖壓空氣風扇出口中。外殼體是沖壓空氣風扇組件的單個最大部件。本發明是關于一種持久耐用同時也是重量輕的沖壓空氣風扇外殼體。使本發明具體化的外殼體包括提高耐久性且確保輕重量殼體的創新特征。該外殼體由纖維增強聚合物復合層（例如碳纖維層）制成，這些復合層定位在特定序列的層中，層的數量和相鄰層的重疊隨著強度需要而變化。以此方式使用增強纖維（例如碳纖維）可提供非常牢固且重量輕的結構。外殼體包括外圓筒和附接到該外圓筒的風室。外殼體被設計成在沖壓空氣風扇出口處具有異常小的外圓筒長度與外圓筒直徑的比率。在沖壓空氣風扇出口處相對較大的外圓筒直徑能夠實現高效的風扇流動。保持外圓筒長度相對較短可減小作用于外殼體的應力，尤其是在圓筒區段和風室之間的連結部處。通過減小應力，而需要較少的材料來加強這些連結部，從而有助于實現相對較輕重量的外殼體。