[實用新型]一種渦輪發動機的內嵌式電機冷卻結構

有效

• 申請號: 202023151057.1
• 申請日: 2020-12-23
• 公開（公告）號: CN213879551U
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 宋志平;陳喆;王健;劉林濤;李資晨;姚遠
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H02K7/18
• 分類號: H02K7/18;H02K7/14;H02K9/04;H02K9/19;F02C7/26;F02C7/141
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 王艾華

本實用新型公開了一種渦輪發動機的內嵌式電機冷卻結構，包括離心壓氣機轉子，離心壓氣機轉子前部設置有電機轉子磁鋼，電機轉子磁鋼外包裹有電機線圈繞組，電機轉子磁鋼前部設置有軸流壓氣機轉子，軸流壓氣機轉子外設置有軸流壓氣機機匣，軸流壓氣機轉子、電機轉子磁鋼和離心壓氣機轉子的轉速相同，軸流壓氣機機匣上設置有若干壓氣機機匣支板，壓氣機機匣支板上開設有冷卻通道。本實用新型借助發動機工作時產生的高速氣流對電機外殼進行冷卻，同時通過冷卻通道對定子線圈進行充分的液冷換熱，從而使本實用新型具有空氣冷卻和燃油冷卻兩種工作方式。

技術領域

本實用新型屬于蝸輪發動機領域，具體涉及一種渦輪發動機的內嵌式電機冷卻結構。

背景技術

一般發動機設計中，受發動機原理所限，葉片葉根直徑遠大于轉軸直徑，導致各個壓氣機輪盤之間均為空腔結構，內部大量空間得不到充分利用。

一般的電機設計中，其功率與體積、質量成正比，且體積越大，其設計轉速越低。目前安裝于渦輪發動機上的電機，均通過多組齒輪組及離合器從發動機的主軸中提取功率，根據啟動、發電模式的不同，通過離合器切換不同的齒輪組以實現不同的轉速比，從而適應不同工作模式下的要求，但兩種模式下的轉速均大大低于發動機主軸的轉速。較低的工作轉速使得電機體積較大，發動機內部無法容納，必須安裝于發動機外部。

發明內容

本實用新型的目的在于克服上述不足，提供一種渦輪發動機的內嵌式電機冷卻結構，實現電機與發動機同轉速運轉，提高發電機的功率密度，減小電機所需體積。

為了達到上述目的，本實用新型包括離心壓氣機轉子，離心壓氣機轉子，前部設置有電機轉子磁鋼，電機轉子磁鋼外包裹有電機線圈繞組，電機轉子磁鋼前部設置有軸流壓氣機轉子，軸流壓氣機轉子外設置有軸流壓氣機機匣，軸流壓氣機轉子、電機轉子磁鋼和離心壓氣機轉子的轉速相同，軸流壓氣機機匣上設置有若干壓氣機機匣支板，壓氣機機匣支板上開設有冷卻通道。

電機線圈繞組的引線從軸流壓氣機機匣支板處引出。

冷卻通道內的冷卻介質為燃油。

冷卻通道在電機線圈繞組處循環后引出，通往發動機燃燒室。

電機線圈繞組作為發動機靜子。

軸流壓氣機轉子、電機轉子磁鋼和離心壓氣機轉子共同組成發動機轉子。

發動機轉子為一體式結構。

與現有技術相比，本實用新型利用發動機原有的內部空間，將啟動/發電機嵌入至發動機的內部，其轉子磁鋼直接安裝于發動機的主軸上，實現電機與發動機同轉速運轉，從而提高發電機的功率密度，減小電機所需體積。本實用新型借助發動機工作時產生的高速氣流對電機外殼進行冷卻，同時通過冷卻通道對定子線圈進行充分的液冷換熱，從而使本實用新型具有空氣冷卻和燃油冷卻兩種工作方式。

進一步的，本實用新型的發動機燃油為液體，具有比熱大，流動性好的特點，可以大大提高電機的冷卻效率。

進一步的，本實用新型的發動機燃油經過在冷卻通道內換熱溫升，對后續進入發動機組織燃燒更加有利。

進一步的，本實用新型發動機轉子為一體式結構，充分利用發動機內部空間，結構緊湊，對發動機的外部尺寸無顯著影響。

附圖說明

圖1是本實用新型的剖視圖；

其中：1-軸流壓氣機轉子，2-電機線圈繞組，3-電機轉子磁鋼，4-軸流壓氣機機匣，5-壓氣機機匣支板，6-冷卻通道，7-離心壓氣機轉子。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型做進一步說明。