[發明專利]電動對轉涵道風扇

在審

• 申請號: 201910353620.6
• 申請日: 2019-04-29
• 公開（公告）號: CN111852687A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 虞一揚
• 申請（專利權）人: 貫月航空技術（杭州）有限公司
• 主分類號: F02K3/04
• 分類號: F02K3/04;F04D25/06;F04D25/16;F04D29/66;F04D27/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

電動對轉涵道風扇，通過同步機構使前后兩級風扇等速對轉，實現用一套定子繞組同時驅動前后兩個風扇的目的，具有輕便、高效的優點；相對于單級電動涵道風扇，電動對轉涵道風扇可在同等轉速下得到更大的推力，或以較低的轉速達到同等的推力；相對于用純機械方式實現的對轉風扇，電動對轉涵道風扇結構簡潔，易于實現和操控。本發明可作為壓氣機應用于對進氣壓力有較高要求的場合，還可與發電裝置（如氫燃料電池）結合，實現噴氣式飛機上使用的渦扇發動機的全部功能，理論上可取代現有的渦扇發動機，發展出基于混合動力的飛機工業，迎來一個零污染的清潔航空時代。

技術領域

本發明涉及涵道風扇的技術領域，尤其是涉及一種電動涵道風扇的技術領域，與渦扇發動機也有部分交叉相關。

背景技術

現有的電動涵道風扇，一般是一個電機驅動一個風扇做單向運動，有扭矩不平衡的問題；同時，用一個直徑很小的電機在軸心處帶動直徑較大的風扇，要求電機有很大的扭力，亦即電機需要很高的功率；同時，僅有一個風扇做單向運動，其壓縮比也比較低，效率不高。

現代噴氣式飛機使用的渦扇發動機，也有一個機械驅動的涵道風扇，在歐盟的環保型航空發動機（VITAL-EnvironmenTaLly FriendlyAeroengine）項目中，以法國斯奈克瑪公司為首對對轉渦扇項目進行了預研，研究表明，如果讓兩組風扇對轉，第二級風扇的壓比可以保持在相當高的水平之上，其壓比約為1.4~1.6。與常規同向旋轉多級風扇相比，在風扇尺寸相同和達到相同壓比的條件下可使風扇的轉速大為降低，進而降低噪聲和降低燃油消耗；但為了使兩組風扇對轉，渦扇發動機的結構為三轉子結構，其機械結構極為復雜，復雜結構導致重量增加，綜合效益并沒有顯著提升。

發明內容

為解決上述問題，本發明提出了一種電動對轉涵道風扇。

本發明的技術方案是：一種電動對轉涵道風扇，包括同步機構、驅動機構、扇葉。

所述的同步機構包括立交共軸支架、兩個聯動齒輪、如在特殊配比下可能適用一個同步齒輪、前后兩個轉盤；所述的聯動齒輪和同步齒輪分別通過軸承固定在立交共軸支架的垂直相交的軸上，聯動齒輪和同步齒輪嚴密咬合構成一個傳動結構；所述的前后兩個轉盤通過緊固件分別與兩個聯動齒輪連接為一體。

作為優選，所述的同步機構中所使用的齒輪均為圓錐齒輪。

所述的驅動機構包括定子繞組、前后兩個驅動環和定子支架，所述的驅動環在與定子繞組相對應的位置安裝有永磁體。

所述的驅動機構中的定子繞組分為一個個單體，分別固定在定子支架的各個槽位上。

作為優選，所述的定子繞組排列成一個環狀，定子繞組的中心半徑，和安裝在上下兩個驅動環中的永磁體的中心半徑相同；定子繞組的兩個磁極分別正對前后兩個驅動環中的永磁體。

所述的驅動機構中的前后兩個驅動環，其上安裝的永磁體，其數量和位置完全一樣，呈鏡像對稱。

作為優選，所述的定子支架上安裝有三個霍爾傳感器，傳感器可以120°分布或60°分布安裝，霍爾傳感器的輸出連接到轉速控制器。在一些對穩定性要求不高的場合，也可以沒有霍爾傳感器，此時采用相應的無霍爾轉速控制器對電機的轉動進行控制。

所述的扇葉安裝在轉盤和驅動環之間，前扇葉和后扇葉的轉動方向相反，扇葉的數量根據實際需求確定。

作為優選，所述的扇葉用緊固件與轉盤和驅動環緊密連接為一體；

所述的立交共軸支架和定子支架通過緊固件緊密連接為一體。

本發明所提出的電動對轉涵道風扇，需配合相應的BLDC控制器使用。

本方案所述的前后轉盤、前后驅動環和前后扇葉中所提到的前后，是根據電動對轉涵道風扇運轉時的氣體流動方向定義。