专利名称：冲压空气风扇入口壳体的制作方法
技术领域：
本发明涉及环境控制系统。具体地，本发明涉及飞机的环境控制系统的冲压空气 风扇组件的入口壳体。
背景技术：
飞机上的环境控制系统(ECS)将经调节的空气提供到飞机机舱。经调节的空气处 于对于飞机乘客的舒适和安全而言期望的温度、压力和湿度。在地面处或附近，外界空气温 度和/或湿度通常足够高，使得空气必须作为调节过程的一部分被冷却，然后被输送到飞 机机舱。在飞行高度处，外界空气通常比期望的冷得多，不过却处于低压而使得其必须作为 调节过程的一部分被压缩到可接受的压力。在飞行高度压缩外界空气会将所得到的加压空 气加热到足够高，使得其必须被冷却，即使外界空气温度非常低。因此，在大多数条件下，在 空气被输送到飞机机舱之前，必须通过ECS从空气去除热。随着热被从空气去除，其被ECS 耗散到独立的空气流中，该独立的空气流流入ECS，经过ECS中的换热器并且流出飞机，随 其携带过多的热。在飞机移动得足够快的条件下，冲压到飞机中的空气压力足以使足够的 空气移动通过ECS并且越过换热器以去除过多的热。
虽然冲压空气在普通飞行条件下良好地工作，但在较低的飞行速度时或者当飞机 在地面上时，冲压空气压力太低而无法提供足够的空气流过换热器以便从ECS去除足够的 热。在这些条件下，使用ECS中的风扇来提供必要的空气流经过ECS换热器。该风扇被称 为冲压空气风扇。
与飞机上的任何系统一样，改进的冲压空气风扇具有极大的价值，该改进的冲压 空气风扇包括被设计成改善冲压空气风扇的操作效率或降低其重量的新型部件。发明内容
本发明是用于容纳冲压空气风扇转子的冲压空气风扇入口壳体。所述入口壳体包 括带凸缘表面和内表面。所述带凸缘表面垂直于所述入口壳体的轴线并且限定了在所述入 口壳体的轴向端处的凸缘平面。所述内表面关于所述入口壳体的所述轴线对称并且包括凸 缘区段、过渡区段、出口区段、转子区段和入口区段。
图1是包含了本发明的冲压空气风扇组件的侧视图。
图2是包含了本发明的入口壳体的透视图。
图3是图2的入口壳体的剖面图。
图4是图3的入口壳体的一部分的剖面图。
图5是图3的入口壳体的另一部分的剖面图。
具体实施方式
环境控制系统(ECS)中的常规冲压空气风扇组件采用了风扇壳体，其包括围绕风 扇转子的前或入口区段。在该最基本的形式中，这种入口区段具有圆柱形轮廓，其直径大于 风扇转子的直径。风扇转子直径越接近入口区段的直径，则冲压空气风扇的效率(对于给定 风扇速度而言的空气流量)越高。然而，如果公差太紧的话，则风扇转子可能摩擦入口区段， 导致入口区段的损坏以及风扇效率的降低。一旦由于风扇摩擦或者正常磨损而损坏，则入 口区段的更换需要更换整个风扇壳体。这是费力且昂贵的过程，需要从ECS去除冲压空气 风扇组件并且几乎完全拆解整个冲压空气风扇组件。最后，尽管不常见，但风扇转子的机械 故障或转子爆裂(rotor burst)可产生带有足够动能的飞派碎片离开冲压空气风扇组件并 且导致冲压空气风扇组件的附近的显著损伤。因此，风扇转子需要位于风扇转子径向外侧 的一些类型的包容结构以容纳或显著地减慢在转子爆裂的情况下来自风扇转子的飞溅碎 片。包容结构或者与风扇壳体集成或者是安装在风扇壳体周围的单独部件。通常，单独的 部件(例如一系列金属带)增加了重量和复杂度，这二者均是飞机中不期望的。用针对风扇 壳体的复杂形状优化过的材料和方法(例如，铸造)来制造风扇壳体。然而，由于铸件的单位 重量的强度相对低，铸造对于包容结构而言是很不好的选择。因此，为了实现必要的包容水 平，相比用针对强度优化过的材料和方法制造的包容结构，这种集成的包容结构必须相对 更重。
本发明是一种用于冲压空气风扇的入口壳体，其是与风扇壳体分开的部件。入口 壳体具有内部轮廓或廓形，其被特别设计以增强冲压空气风扇组件中的风扇效率。另外，入 口壳体的设计和公差使得当与冲压空气风扇组件的其余部分的已知公差组合时，风扇转子 和入口壳体之间的余隙被保持为窄间隙以增强风扇效率，而同时还将风扇转子摩擦入口壳 体的风险保持为低水平。由于物体(灰尘、沙子等)进入冲压空气风扇入口并通过与风扇转 子撞击而被排出(除了偶尔的风扇摩擦之外)，风扇转子周围的区域必然随着时间过去而经 历损坏和磨损。如上所述，冲压空气风扇在风扇转子周围的区域必须被定期地更换一费力 且昂贵的过程。在本发明的情况下，仅仅需要更换入口壳体，入口壳体易于在冲压空气风扇 组件的前部够着，从而导致显著的节约。最后，入口壳体包括集成的包容结构，其在转子爆 裂的情况下为外部部件提供必要水平的保护。由于入口壳体与风扇壳体是分开的，可以用 相比生产风扇壳体时必须采用的铸造技术和材料而言更好地适合于包容目的的技术和材 料来制造入口壳体。因此，包容结构更轻，从而减小了冲压空气风扇组件的重量。
图1示出了包含了本发明的冲压空气风扇组件。图1示出了冲压空气风扇组件 10，其包括风扇壳体12、轴承壳体14、入口壳体16、外壳体18和内壳体20。风扇壳体12包 括风扇支柱22、马达转子24、马达定子26、推力轴28、推力板30和推力轴承32。轴承壳体 14包括轴颈轴承轴34和轴帽36。风扇壳体12和轴承壳体14 一起包括系杆38和轴颈轴 承40。入口壳体16除了系杆38的一部分之外还容纳风扇转子42和入口护罩44。外壳体 18包括接线盒46和压力室(plenum) 48。扩散器50、马达轴承冷却管52和电线传输管54 位于外壳体18内。风扇入口是在没有充足的冲压空气压力时将要被冲压空气风扇组件10 移动的空气源。旁路入口是当充足的冲压空气压力可用时通过冲压空气风扇组件10移动 的空气源。
如图1所示，入口壳体16和外壳体18在风扇支柱22处被多个螺栓60附接到风 扇壳体12。轴承壳体14被附接到风扇壳体12，并且内壳体20将马达轴承冷却管52和电线传输管54连接到轴承壳体14。马达轴承冷却管52将内壳体20连接到外壳体18处的冷 却空气源。电线传输管54在接线盒46处将内壳体20连接到外壳体18。马达定子26和 推力板30附接到风扇壳体12。马达转子24被容纳在马达定子26内并且将轴颈轴承轴34 连接到推力轴28。轴颈轴承轴34、马达转子24和推力轴28限定冲压空气风扇组件10的 旋转轴线。风扇转子42被用系杆38附接到推力轴28，系杆38沿着旋转轴线从轴颈轴承轴 34的端部处的轴帽36穿过马达转子24、推力轴28和风扇转子42延伸到入口护罩44。螺 母(未示出)在系杆38的一端上将轴帽36固定到轴颈轴承轴34并且在系杆38的相对端处 将入口护罩44固定到风扇转子42。推力板30和风扇壳体12容纳推力轴28的凸缘状部 分，推力轴承32位于推力轴28的凸缘状部分和推力板30之间，以及推力轴28的凸缘状部 分和风扇壳体12之间。轴颈轴承40位于轴颈轴承轴24和轴承壳体14之间，以及推力轴 28和风扇壳体12之间。入口护罩44、风扇转子42和风扇壳体12的一部分被容纳在入口 壳体16内。扩散器50被附接到外壳体18的内表面。压力室48是外壳体18的一部分，其 将冲压空气风扇组件10连接到旁路入口。入口壳体16被连接到风扇入口，并且外壳体18 被连接到风扇出口。
在操作中，冲压空气风扇组件10被安装到飞机上的环境控制系统中并且被连接 到风扇入口、旁路入口和风扇出口。当飞机没有移动得足够快以产生足够的冲压空气压力 来满足ECS的冷却需求时，通过从接线盒46穿过电线传输管54、内壳体20和轴承壳体14 延伸的电线向马达定子26供应电力。对马达定子26进行通电导致转子24绕冲压空气风 扇组件10的旋转轴线旋转，从而使所连接的轴颈轴承轴34和推力轴28旋转。风扇转子42 和入口护罩44也通过它们与推力轴28的连接而旋转。轴颈轴承40和推力轴承32为旋转 部件提供低摩擦支撑。随着风扇转子42旋转，其使空气从风扇入口，移动穿过入口壳体20， 经过风扇支柱22并进入风扇壳体12和外壳体18之间的空间，从而增大外壳体18中的空 气压力。随着空气移动穿过外壳体18，空气流动经过扩散器50和内壳体20，在那里，空气 压力由于扩散器50的形状和内壳体20的形状而被降低。一旦经过了内壳体20，则空气在 风扇出口处移出外壳体18。轴承壳体14和风扇壳体12内的部件(尤其是推力轴承32、轴 颈轴承40、马达定子26和马达转子24)产生显著的热并且必须被冷却。冷却空气由马达轴 承冷却管52提供，马达轴承冷却管52将冷却空气流引导到内壳体20。内壳体20将冷却 空气流引导到轴承壳体14，在那里，其流动经过轴承壳体14和风扇壳体12内的部件，从而 冷却所述部件。一旦飞机移动得足够快以产生足够的冲压空气压力来满足ECS的冷却需求 时，冲压空气被从旁路入口引导到压力室48中。冲压空气在压力室48处进入外壳体18并 且在风扇出口处移出外壳体18。
如图1所示，能够在冲压空气风扇组件10的一端处容易地通达入口壳体16，这极 大地简化了入口壳体16的更换，以从飞机去除冲压空气风扇组件10开始。冲压空气风扇 组件10是线路可更换单元(line-replaceable unit,LRU)。LRU设计成被容易地且高效地 安装和去除，使得新的单元可快速地替换需要维修或检查的单元，使飞机恢复工作，而被去 除的LRU被送到其他地方以便维修或检查。通过去除将入口壳体16固定到风扇壳体12的 螺栓60来将入口壳体16从风扇壳体12脱开。一旦从风扇壳体12脱开,则仅仅去除入口 壳体16。通过将替换的入口壳体16定位成使得带凸缘表面100 (下面参照图2-3示出)邻 接风扇壳体12的对应的带凸缘表面来安装入口壳体16。定位包括将入口壳体16的螺栓孔与风扇壳体12的对应螺栓孔对准。一旦得以定位，入口壳体16被用螺栓60栓接到风扇壳 体12。最后的步骤是将带有新安装的替换入口壳体16的冲压空气风扇组件10安装回飞机 中。
图2是包含了本发明的入口壳体16的透视图。如图2所示，入口壳体16包括带 凸缘表面100，内表面102、风扇转子包容结构104和多个附接点105。如上所述，在入口壳 体16的制造期间和更换活动期间在操作入口壳体16时采用附接点105。内表面102包括 一系列表面区段，其包括凸缘区段106、过渡区段108、出口区段110、转子区段112和入口 区段114。内表面102是关于入口壳体16的轴线对称的。带凸缘表面100是平表面，当如 图1所示入口壳体16附接到风扇壳体12时，带凸缘表面100接触风扇壳体12。一旦附接 到风扇壳体12，入口壳体16的轴线与上面参照图1所描述的冲压空气风扇组件10的旋转 轴线理想地对准。凸缘区段106邻接带凸缘表面100。过渡区段108邻接凸缘区段106，与 带凸缘表面100相对。出口区段110邻接过渡区段108并且延伸到转子区段112。入口区 段114邻接转子区段112，与出口区段110相对。如图3所示并且如下所述，内表面102的 每个表面区段具有独特的位置和角度。如图1所示，一旦入口壳体16被安装在冲压空气风 扇组件10上，该独特的布置提供了增强的流动路径以改善风扇转子42的风扇效率。
图3是图2的入口壳体16的剖面图。图4和5是图3的入口壳体的不同部分的 剖面图，这些部分被放大以示出额外的细节。图3示出了入口壳体16的独特位置和角度， 其提供增强的流动路径并维持该增强的流动路径到风扇壳体12。带凸缘表面100限定了参 考凸缘平面A，其垂直于入口壳体16的轴线。凸缘区段106邻接带凸缘表面100并且形状 是圆柱形。凸缘区段106具有13. 763英寸(349. 58 mm)的名义直径。下面参照图5提供 关于凸缘区段106的额外细节。
图3还示出了过渡区段108邻接凸缘区段106并且具有截头圆锥形状。与内表面 102的所有表面区段一样，过渡区段108关于入口壳体16的轴线对称。过渡区段108延伸 离开凸缘区段106并且以从轴线14. 50和15. 50度之间的角度径向向内延伸朝向入口壳体 16的轴线，使得过渡区段108在平行于参考凸缘平面A且距离参考凸缘平面A为O. 715英 寸和O. 735英寸之间(或18.16 mm和18.67 mm之间)的平面处具有13. 580英寸和13. 600 英寸之间(或344. 93 mm和345.44 mm之间)的直径。
如图3所示，出口区段110也具有截头圆锥形状。出口区段110在平行于参考凸缘 平面A且距离参考凸缘平面A为1. 150英寸和1. 160英寸之间(或29. 21 mm和29. 46 mm之 间)的平面处邻接过渡区段108，并且延伸离开过渡区段并且以从轴线4. 00和5. 00度之间 的角度径向向内延伸朝向轴线，使得出口区段在平行于参考凸缘平面A且距离参考凸缘平 面A为1. 610英寸和1. 630英寸之间(或40. 89 mm和41. 40 mm之间)的平面处具有12. 940 英寸和12. 960英寸之间(或328. 68 mm和329. 18 mm之间)的直径。出口区段110相对于 过渡区段108的该定位所具有的效果是在过渡区段108和出口区段110之间的界面处产生 了内表面102中的台阶111，如图3所示。转子区段112邻接出口区段110，与过渡区段108 相对。转子区段112具有圆柱形状以及12. 876英寸和12. 882英寸之间(或327. 05 mm和 327. 20 mm之间)的直径。
入口区段114具有截头圆锥形状，更清楚地示出在图4中。图4示出了入口区段 114邻接转子区段112 (与出口区段110相对)并且延伸离开出口区段110并且以从轴线1.50和2. 50度之间的角度从入口壳体16的轴线径向向外延伸，使得入口区段16在平行于 参考凸缘平面A且距离参考凸缘平面A为4. 875英寸和4. 895英寸之间(或123. 83 mm和 124.33 mm之间)的平面处具有12. 925英寸和12. 945英寸之间(或328. 30 mm和328. 80 mm之间)的直径。
如上所述，凸缘区段106具有13. 763英寸(349. 58 mm)的名义直径。然而，凸缘区 段106包括两个部分，每个具有特定的直径要求。如图5所示，凸缘区段106包括第一部分 116和第二部分118。第一部分116邻接带凸缘表面100并且具有13. 762英寸和13. 764 英寸之间(或349. 55 mm和349.61 mm之间)的直径。第二部分118在平行于参考凸缘平面 A且距离参考凸缘平面A为至少O. 185英寸(或至少4. 70 mm)的平面处邻接第一部分116。 第二部分118的直径等于第一部分116的直径，或者小于第一部分116的直径不超过O. 010 英寸(或不超过O. 25 mm)。凸缘区段106的第一部分116和第二部分118的该精确布置确 保了当与上面关于内表面102的平衡的要求组合时以及当与冲压空气风扇组件10的其余 部分的公差组合时，风扇转子40和入口壳体16之间的余隙被保持为窄间隙以增强风扇效 率而同时还将风扇转子42摩擦入口壳体16的风险保持为低水平。
如上所述，独立于风扇壳体12制造入口壳体16的能力允许使用对于入口壳体16 而言理想而对于风扇壳体12而言可能不可接受的方法和材料。参照图3-5示出的实施例 例如由回火铝合金制成，例如6061-T6或6061-T6511，因为此类材料是本领域已知的。能够 使用此类高强度材料的能力降低了必要的包容性能所需的材料的量，由此降低了采用本发 明的入口壳体16的实施例的飞机的重量。
图3还示出了包容结构104的额外细节。如图3所示，包容结构104至少在转子 区段112的一部分和入口区段114的一部分上延伸。包容结构104在转子区段112的该部 分上具有从内表面102的转子区段112径向向外测量时的至少O. 440英寸(或至少11. 18 mm)的厚度。由于入口区段114的截头圆锥形状，包容结构104在入口区段114的该部分上 略微更薄。在参照图3-5示出的实施例中，包容结构104从平行于参考凸缘平面A且距离 参考凸缘平面A为2. 415英寸和2. 435英寸之间(或61. 34 mm和61. 84 mm之间)的平面轴 向地延伸到平行于参考凸缘平面A且距离参考凸缘平面A为4. 605英寸和4. 625英寸之间 (或116. 97 mm和117. 48 mm之间)的平面。
如图3所示，入口壳体16包括界面连接凹口 115，其邻接入口区段114，用于例如 通过夹子或环将入口导管(未示出)连接到入口壳体16，使得入口壳体16具有5. 580英寸 和5. 590英寸之间(或141.73 mm和141.99 mm之间)的总轴向长度。
采用了本发明的用于冲压空气风扇的入口壳体是与风扇壳体分开的部件，其具有 内部轮廓或廓形，该内部轮廓或廓形被特殊地设计以增强冲压空气风扇组件中的风扇效 率。上述入口壳体的设计和公差使得当与冲压空气风扇组件的其余部分的已知公差组合 时，风扇转子和入口壳体之间的余隙被保持为窄间隙以增强风扇效率，而同时还将风扇转 子摩擦入口壳体的风险保持为低水平。另外，在本发明中，仅仅需要更换入口壳体，入口壳 体易于在冲压空气风扇组件的前部够着，从而导致显著的节约。最后，入口壳体包括集成的 包容结构，其在转子爆裂的情况下为外部部件提供必要水平的保护。由于入口壳体与风扇 壳体是分开的，可以用相比生产风扇壳体时必须采用的铸造技术和材料而言更好地适合于 包容目的的技术和材料来制造入口壳体。因此，包容结构更轻，从而减小了冲压空气风扇组件的重量。
本文描述的本发明的入口壳体16的新颖方面(包括内表面102和包容结构104) 通过实质地顺应于特定几何形状而实现。应当理解，本文没有特别描述但本领域通常采用 的边折和弯曲半径可被添加到入口壳体16以增强可制造性，使组装容易，或者改善耐用性 同时保持对特定几何形状的实质顺应性。例如，应当理解，如果边折被添加到第一部分116 邻接带凸缘表面100的地方形成的角边，第一部分116仍然如上所述邻接带凸缘表面100 ； 或者内表面102的表面区段之间的角可采用弯曲半径并且仍然是实质顺应的。
替代地，实质顺应性是基于国家或国际监察当局的决定的，例如在联邦航空管理 局、欧洲航空安全局、中国民航管理局、日本民航局或者俄罗斯联邦空运局的部件认证或部 件制造许可(PMA)过程中。在这些实施例中，实质顺应性涵盖了具体的冲压空气风扇入口 壳体与包括了内表面102和包容结构104的特定入口壳体16相等或充分近似的决定，或者 冲压空气风扇入口壳体相对于类型认证的冲压空气风扇入口壳体中的部件设计充分相同， 使得该冲压空气风扇入口壳体符合对于特定冲压空气风扇入口壳体适用的适飞标准。具体 地，实质顺应性涵盖了任何监察决定，其确定了具体部件或结构充分类似于或等于或相同 于本发明的特定入口壳体16，使得使用的认证或授权至少部分地基于类似性的决定。
尽管已经参照(一个或多个)示例性实施例描述了本发明，但本领域技术人员将会 理解的是，在不背离本发明范围的情况下可作出各种改变并且可以用等同物替换其元件。 另外，在不背离本发明的实质范围的情况下，可作出许多修改以使具体情况或材料适应本 发明的教导。因此，所意图的是，本发明不限于所公开的(一个或多个)具体实施例，而是本 发明将会包括落在所附权利要求的范围内的所有实施例。
权利要求
1.一种用于容纳冲压空气风扇转子的冲压空气风扇入口壳体，所述入口壳体包括垂直于所述入口壳体的轴线的带凸缘表面，所述带凸缘表面限定了在所述入口壳体的轴向端处的凸缘平面；和关于所述入口壳体的所述轴线对称的内表面，所述轴对称的内表面包括具有圆柱形状的凸缘区段，所述凸缘区段邻接所述带凸缘表面；具有截头圆锥形状的过渡区段，所述过渡区段邻接所述凸缘区段，与所述带凸缘表面相对，并且延伸离开所述凸缘区段并且以从所述轴线14. 50和15. 50度之间的角度径向向内延伸朝向所述轴线；具有截头圆锥形状的出口区段，所述出口区段在平行于所述凸缘平面且距离所述凸缘平面为1. 150英寸和1. 160英寸之间(或29. 21 mm和29. 46 mm之间)的平面处邻接所述过渡区段，并且延伸离开所述过渡区段并且以从所述轴线4. 00和5. 00度之间的角度径向向内延伸朝向所述轴线，使得在所述过渡区段和所述出口区段之间形成台阶；具有圆柱形状的转子区段，所述转子区段邻接所述出口区段，与所述过渡区段相对；和具有截头圆锥形状的入口区段，所述入口区段邻接所述转子区段，与所述出口区段相对，并且延伸离开所述出口区段并且以从所述轴线1. 50和2. 50度之间的角度从所述轴线径向向外延伸。
2.如权利要求1所述的入口壳体，其中，所述凸缘区段具有13.752英寸和13. 764英寸之间(或349. 30 mm和349. 61 mm之间)的直径，所述过渡区段在平行于所述凸缘平面且距离所述凸缘平面为O. 715英寸和O. 735英寸之间(或18. 16 mm和18. 67 mm之间)的平面处具有13. 580英寸和13. 600英寸之间(或344. 93 mm和345. 44 mm之间)的直径，所述出口区段在平行于所述凸缘平面且距离所述凸缘平面为1. 610英寸和1. 630英寸之间(或 40. 89 mm和41. 40 mm之间)的平面处具有12. 940英寸和12. 960英寸之间(或328. 68 mm 和329. 18 mm之间)的直径，转子区段具有圆柱形状以及12. 876英寸和12. 882英寸之间 (或327. 05 mm和327. 20 mm之间)的直径，并且所述入口区段在平行于所述凸缘平面且距离所述凸缘平面为4. 875英寸和4. 895英寸之间(或123. 83 mm和124. 33 mm之间)的平面处具有12. 925英寸和12. 945英寸之间(或328. 30 mm和328. 80 mm之间)的直径。
3.如权利要求1所述的入口壳体,还包括风扇转子包容结构，所述风扇转子包容结构在所述转子区段的至少一部分和所述入口区段的至少一部分上从所述轴对称内表面径向向外延伸，所述包容结构在所述转子区段的该部分上具有至少O. 440英寸(或至少11. 18 mm)的厚度。
4.如权利要求3所述的入口壳体，其中，所述风扇转子包容结构从平行于所述凸缘平面且距离所述凸缘平面为2. 415英寸和2. 435英寸之间(或61. 34 mm和61. 84 mm之间)的平面轴向地延伸到平行于所述凸缘平面且距离所述凸缘平面为4. 605英寸和4. 625英寸之间(或116. 97 mm和117.48 mm之间)的平面。
5.如权利要求1所述的入口壳体，其中，所述凸缘区段内表面包括第一部分，所述第一部分邻接所述带凸缘表面并且具有13. 762英寸和13. 764英寸之间(或349. 55 mm和349. 61 mm之间)的直径；和第二部分，所述第二部分在平行于所述凸缘平面且距离所述凸缘平面为至少O. 185英寸(或至少4. 70 mm)的平面处邻接第一部分，所述第二部分的直径等于所述第一部分的直径，或者小于所述第一部分的直径不超过O. 010英寸(或不超过O. 25 mm)。
6.如权利要求1所述的入口壳体，其中，所述入口壳体在轴向方向的长度为5.580英寸和5. 590英寸之间(或141.73 mm和141.99 mm之间)。
7.如权利要求1所述的入口壳体，其中，所述入口壳体是6061-T6铝合金或 6061-T6511铝合金中的至少一个。
8.一种冲压空气风扇组件，包括风扇壳体；附接到所述风扇壳体的风扇马达；风扇转子；将所述风扇马达连接到所述风扇转子的推力轴；和附接到所述风扇壳体并且容纳所述风扇转子的风扇入口壳体，所述入口壳体包括垂直于所述入口壳体的轴线的带凸缘表面，所述带凸缘表面限定了在所述入口壳体的轴向端处的凸缘平面，所述风扇入口壳体在所述带凸缘表面处附接到所述风扇壳体；关于所述入口壳体的所述轴线对称的内表面，所述轴对称的内表面包括 具有圆柱形状的凸缘区段，所述凸缘区段邻接所述带凸缘表面；具有截头圆锥形状的过渡区段，所述过渡区段邻接所述凸缘区段，与所述带凸缘表面相对，并且延伸离开所述凸缘区段并且以从所述轴线14. 50和15. 50度之间的角度径向向内延伸朝向所述轴线；具有截头圆锥形状的出口区段，所述出口区段在平行于所述凸缘平面且距离所述凸缘平面为1. 150英寸和1. 160英寸之间(或29. 21 mm和29. 46 mm之间)的平面处邻接所述过渡区段，并且延伸离开所述过渡区段并且以从所述轴线4. 00和5. 00度之间的角度径向向内延伸朝向所述轴线，使得在所述过渡区段和所述出口区段之间形成台阶； 具有圆柱形状的转子区段，所述转子区段邻接所述出口区段，与所述过渡区段相对；和具有截头圆锥形状的入口区段，所述入口区段邻接所述转子区段，与所述出口区段相对，并且延伸离开所述出口区段并且以从所述轴线1. 50和2. 50度之间的角度从所述轴线径向向外延伸。
9.如权利要求8所述的冲压空气风扇组件，其中，所述凸缘区段具有13.752英寸和.13.764英寸之间(或349. 30 mm和349. 61 mm之间)的直径，所述过渡区段在平行于所述凸缘平面且距离所述凸缘平面为O. 715英寸和O. 735英寸之间(或18. 16 mm和18. 67 mm之间)的平面处具有13. 580英寸和13. 600英寸之间(或344. 93 mm和345. 44 mm之间)的直径，所述出口区段在平行于所述凸缘平面且距离所述凸缘平面为1. 610英寸和.1. 630英寸之间(或40. 89 mm和41. 40 mm之间)的平面处具有12. 940英寸和12. 960英寸之间(或 328.68 mm和.329. 18 mm之间)的直径，转子区段具有圆柱形状以及12. 876英寸和12. 882 英寸之间(或327. 05 mm和327. 20 mm之间)的直径，并且所述入口区段在平行于所述凸缘平面且距离所述凸缘平面为4. 875英寸和4. 895英寸之间(或123. .83 mm和124.33 mm之间)的平面处具有12. 925英寸和12. 945英寸之间(或328. 30 mm和328. 80 mm之间)的直径。
10.如权利要求8所述的冲压空气风扇组件，其中，所述风扇入口壳体还包括风扇转子包容结构，所述风扇转子包容结构在所述转子区段的至少一部分和所述入口区段的至少一部分上从所述轴对称内表面径向向外延伸，所述包容结构在所述转子区段的该部分上具有至少O. 440英寸(或至少11. 18 mm)的厚度。
11.如权利要求10所述的冲压空气风扇组件，其中，所述风扇转子包容结构从平行于所述凸缘平面且距离所述凸缘平面为2. 415英寸和2. 435英寸之间(或61. 34 mm和61. 84 mm之间)的平面轴向地延伸到平行于所述凸缘平面且距离所述凸缘平面为4. 605英寸和4.625英寸之间(或116. 97 mm和117.48 mm之间)的平面。
12.如权利要求8所述的冲压空气风扇组件，其中，所述风扇入口壳体的凸缘区段的内表面包括第一部分，所述第一部分邻接所述带凸缘表面并且具有13. 762英寸和13. 764英寸之间(或349. 55 mm和349. 61 mm之间)的直径；和第二部分，所述第二部分在平行于所述凸缘平面且距离所述凸缘平面为至少O. 185英寸(或至少4. 70 mm)的平面处邻接第一部分，所述第二部分的直径等于所述第一部分的直径，或者小于所述第一部分的直径不超过O. 010英寸(或不超过O. 25 mm)。
13.如权利要求8所述的冲压空气风扇组件，其中，所述入口壳体在轴向方向的长度为5.580 和 5. 590 英寸之间(或 141. 73 mm 和 141. 99 mm 之间)。
14.如权利要求8所述的冲压空气风扇组件，其中，所述入口壳体是6061-T6铝合金或 6061-T6511铝合金中的至少一个。
15.—种安装冲压空气风扇入口壳体的方法，所述入口壳体包括垂直于所述入口壳体的轴线的带凸缘表面和风扇转子包 容结构，所述方法包括将所述入口壳体定位成使得垂直于所述入口壳体的轴线的带凸缘表面邻接冲压空气风扇组件的风扇壳体的对应的带凸缘表面，并且所述入口壳体的风扇转子包容结构围绕所述冲压空气风扇组件的风扇转子；将所述入口壳体栓接到所述风扇壳体；将所述冲压空气风扇组件安装在环境控制系统中。
全文摘要
一种用于容纳冲压空气风扇转子的冲压空气风扇入口壳体。所述入口壳体包括带凸缘表面和内表面。所述带凸缘表面垂直于所述入口壳体的轴线并且限定了在所述入口壳体的轴向端处的凸缘平面。所述内表面关于所述入口壳体的所述轴线对称并且包括凸缘区段、过渡区段、出口区段、转子区段和入口区段。
文档编号F04D29/52GK103062130SQ201210409510
公开日2013年4月24日 申请日期2012年10月24日 优先权日2011年10月24日
发明者S.E.罗森, E.奇拉巴什, V.S.理查森 申请人:哈米尔顿森德斯特兰德公司