[發明專利]具有加厚葉片根部的風扇轉子

有效

• 申請號: 201510089868.8
• 申請日: 2015-02-27
• 公開（公告）號: CN104879317B
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: M.維格納里;H.W.希普斯基
• 申請（專利權）人: 哈米爾頓森德斯特蘭德公司
• 主分類號: F04D29/26
• 分類號: F04D29/26
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 吳超;傅永霄

本發明公開一種空氣循環機的風扇轉子，所述風扇轉子包括輪轂，所述輪轂具有從所述輪轂延伸的風扇葉片。所述多個風扇葉片中的每一個均包括位于所述輪轂遠端的主翼面部分。所述主翼面部分通常具有沿其跨距的均勻厚度。位于所述輪轂與每個所述風扇葉片的所述主翼面部分之間的基座部分具有比所述主翼面部分的弦長更長的弦長。

技術領域

本發明涉及空氣循環機（ACM），并且更具體地，涉及ACM的風扇轉子。

背景技術

ACM可以用于向飛機的各種部件提供溫度受控的空氣。壓縮機從ACM內排放壓縮空氣，該壓縮空氣流過下游的熱交換器并且隨后被輸送到渦輪機。當空氣膨脹以驅動壓縮機時，渦輪機從該空氣中提取能量。可以將從渦輪機輸出的空氣用作交通工具（諸如飛機的機艙）的空氣供給。ACM可以用于實現傳遞到飛機的環境控制系統的空氣中期望的壓力、溫度和濕度。

ACM通常具有三輪或四輪配置。在三輪ACM中，渦輪機驅動在一個共用軸上旋轉的壓縮機和風扇。在四輪ACM中，兩個渦輪部分驅動在一個共用軸上的壓縮機和風扇。

發明內容

一種空氣循環機的風扇轉子包括輪轂，該輪轂具有從該輪轂延伸的風扇葉片。多個風扇葉片中的每一個均包括位于輪轂遠端的主翼面部分。主翼面部分通常具有沿其跨距的均勻厚度。位于輪轂與每個風扇葉片的主翼面部分之間的基座部分具有比該主翼面部分的弦長更長的弦長。

一種空氣循環機的風扇轉子包括輪轂，該輪轂具有從該輪轂延伸的風扇葉片。每個風扇葉片均由根據期望的因子進行縮放的一組X坐標、Y坐標和Z坐標限定，如表B-1B-1或表B-2B-2中的任一個中所列出。X坐標是在空氣循環機的軸向方向上，Y坐標是在空氣循環機的徑向方向上，并且Z坐標是在切向方向上。

附圖說明

圖1是空氣循環機的橫截面視圖。

圖2是風扇轉子的透視圖。

圖3是風扇轉子的正視圖。

圖4是風扇轉子沿圖3中的線4-4所截取的截面圖。

圖5是風扇葉片沿圖3中的線5-5所截取的截面圖。

具體實施方式

圖1是空氣循環機20（“ACM”）的橫截面視圖，該ACM 20被整合到交通工具（諸如飛機、直升機或陸地交通工具）的空氣供應系統22中。ACM 20包括通常圍繞主軸30（諸如拉桿）設置的壓縮機部分24、渦輪部分26和風扇部分28。壓縮機部分24包括壓縮機轉子32，渦輪部分26包括渦輪轉子34，并且風扇部分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固定在主軸30上以便圍繞軸線A共同旋轉。風扇部分28軸向地定位在渦輪部分26的上游。

圖2示出風扇轉子36的透視圖。風扇轉子36通常包括具有多個風扇葉片40的輪轂38。風扇葉片40沿風扇葉片40的基座附接至輪轂38。風扇葉片40圍繞輪轂38的外周長在其上均勻地間隔開，并且從輪轂38徑向向外延伸。在ACM 20運轉期間，軸30旋轉，從而使得風扇轉子36高速旋轉。當風扇轉子36旋轉時，輪轂38和風扇葉片40保持與風扇轉子36相同的旋轉速度。

由于風扇轉子36的高速旋轉，所以風扇葉片40破損可能會是常見的故障事件。為了增加風扇葉片40的結構強度，風扇葉片40接近輪轂38的基座部分被加厚以減少運轉條件下葉片上峰值應力。減少風扇葉片40所經受的峰值應力顯著地延長了風扇葉片40的疲勞壽命。然而，增加風扇葉片40的厚度可能會對風扇葉片40的空氣動力特性造成不希望的影響。為了調整由增加風扇葉片40的厚度而導致的空氣動力性能下降，增加風扇葉片40的基座的弦長。（參見圖4中所示的弦長48）風扇葉片40的形狀最終被設計成使風扇轉子36的空氣動力性能最大化。可以將風扇葉片40設計成具有計算流體動力學（CFD）分析軟件，并且進行優化以滿足特定ACM的特定性能需求。