[發明專利]一種采用空氣動壓軸承支撐的軸流風扇

有效

• 申請號: 202011452993.8
• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN112610524B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 梁波;趙云峰;羅欣洋;汪達鵬;余彬;趙昱舒;陸育良
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司金城南京機電液壓工程研究中心
• 主分類號: F04D29/056
• 分類號: F04D29/056;F04D29/053;F04D29/051;F04D29/02;F04D29/58
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 俞曉祥

1.一種采用空氣動壓軸承支撐的軸流風扇，其特征在于：在其內部拉桿(8)依次穿過導流板(1)、風扇葉輪(2)、止推軸(14)、電機軸(13)、錐形軸(12)和磁極轉子(10)并在兩端部鎖緊，其中所述止推軸(14)、電機軸(13)和錐形軸(12)均為回轉體結構且具有腔體，相鄰的腔體之間連通；所述止推軸(14)和錐形軸(12)在壁面上具有通孔；

軸流風扇具有風扇殼體(3)，其具有一體式多級環形結構，其中在最外層的外殼(3a)上具有穿線管(6)和進氣罩(7)上與外部氣體連通的管道；在中間層的電機定子套筒(3d)內側固定安裝有電機定子(4)，在電機定子套筒(3d)上有冷卻氣槽(3e)；在最內層是左軸承套筒(3c)，其外圍具有周向分布的軸向冷卻氣孔(3f)；

所述風扇葉輪(2)在風扇輪轂(2b)上具有冷卻氣孔(2c)；

所述止推軸(14)在靠近左側端部的區域具有凸環，其夾在軸承蓋板(19)和左軸承套筒(3c)的底板之間，且在凸環和軸承蓋板(19)之間是左止推動壓軸承(18)，在凸環和左軸承套筒(3c)的底板之間是右止推動壓軸承(17)；在所述止推軸(14)的桿部外側與左軸承套筒(3c)之間套裝有徑向動壓軸承(16)和軸承套(15)；軸承蓋板(19)與止推軸(14)之間具有徑向間隙，左軸承套筒(3c)的底板與止推軸(14)之間具有徑向間隙；

所述電機軸(13)包括左側的電機轉子部分以及右側的轉軸部分，在所述轉軸部分外側依次套裝有徑向動壓軸承(16)、軸承套(15)和軸承殼體(5)，軸承殼體(5)在右端部具有凸環，凸環上具有電纜通道，在該軸承殼體(5)右端還固定有霍爾板(11)，霍爾板(11)的中部與錐形軸(12)之間有間隙；所述進氣罩(7)覆蓋整個右端面結構。

2.根據權利要求1所述的軸流風扇，其特征在于：所述電機轉子部分徑向由內向外包括軸(13a)、電機轉子磁極(13b)和外套(13c)，通過在軸(13a)上開軸對稱的扇形槽，將電機轉子磁級(13b)安裝到扇形槽中，外面增加外套(13c)進行固定。

3.根據權利要求2所述的軸流風扇，其特征在于：軸(13a)的材料采用導磁材料。

4.根據權利要求1所述的軸流風扇，其特征在于：所述外殼(3a)和電機定子套筒(3d)之間通過風扇靜葉(3b)連為一體。

5.根據權利要求1所述的軸流風扇，其特征在于：經過所述穿線管(6)的電纜分別與電機和霍爾板(11)連接。

6.根據權利要求1所述的軸流風扇，其特征在于：風扇氣體從進口進入后，首先通過錐形的導流板(1)導流，經過風扇葉輪(2)增壓，繼而通過風扇殼體(3)上的靜葉進一步將動壓轉為靜壓，繼而通過安裝在風扇后端的進氣罩(7)導流后，氣體從風扇出口排出。

7.根據權利要求1所述的軸流風扇，其特征在于：軸承套(15 )通過卡環進行軸向定位，通過軸承套(15 )上的鍵與風扇殼體(3)、軸承殼體(5)的鍵槽配合進行周向定位。

8.根據權利要求1所述的軸流風扇，其特征在于：電機定子(4)過盈安裝到風扇殼體(3)的槽內，定子端部集成鉑電阻溫度傳感器，霍爾板(11)上安裝有霍爾傳感器，用于感應磁級轉子(10)上安裝的磁級旋轉產生的位置信號，位置信號由霍爾板(11)上的電路變換后輸出。

9.根據權利要求1-8中任一項所述的軸流風扇，其特征在于：進氣罩(7)上的冷卻氣管連接到風扇殼體(3)上的冷卻氣接口，將外部冷卻空氣引入，冷卻空氣通過內部通道對電機和軸承進行冷卻。

10.根據權利要求9所述的軸流風扇，其特征在于：部分冷卻氣經過軸承殼體(5)上的電纜通道進入電機定子(4)所在腔體，之后經過電機定子套筒(3d)上的冷卻氣槽(3e)、左軸承套筒(3c)的軸向冷卻氣孔(3f)和風扇輪轂(2b)上的冷卻氣孔(2c)排出；

部分冷卻氣經過軸承殼體(5)上的電纜通道進入電機定子(4)所在腔體，之后經過電機定子(4)和電機轉子部分之間的間隙、左軸承套筒(3c)的軸向冷卻氣孔(3f)和風扇輪轂(2b)上的冷卻氣孔(2c)排出；

部分冷卻氣經過霍爾板(11)與錐形軸(12)之間的間隙、右端動壓軸承(16)和軸承套(15)之間的間隙、電機定子(4)和電機轉子部分之間的間隙、左軸承套筒(3c)的軸向冷卻氣孔(3f)和風扇輪轂(2b)上的冷卻氣孔(2c)排出；

部分冷卻氣經過霍爾板(11)與錐形軸(12)之間的間隙、錐形軸(12)的通孔、止推軸(14)的通孔、左端動壓軸承(16)和軸承套(15)之間的間隙、左軸承套筒(3c)的軸向冷卻氣孔(3f)和風扇輪轂(2b)上的冷卻氣孔(2c)排出；

部分冷卻氣經過霍爾板(11)與錐形軸(12)之間的間隙、錐形軸(12)的通孔、止推軸(14)的通孔、右止推動壓軸承(17)、左止推動壓軸承(18)和風扇輪轂(2b)上的冷卻氣孔(2c)排出。