冲压空气风扇扩散器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及冲压空气风扇扩散器。公开的冲压空气组件包括壳体，其限定进口和内腔。设置在进口处的风扇产生空气流并且由电动马达驱动。通过冲压空气风扇组件的空气流被引导通过由扩散器限定的通道。扩散器包括在前端的第一直径、在后端的第二直径，其中第二直径大于前端以使空气流扩散并增加风扇效率。
【专利说明】冲压空气风扇扩散器
【背景技术】
[0001]冲压空气流在许多飞行器应用中被利用，例如飞行器的冷却系统和环境控制系统。在飞行器运行过程中，空气的运动由飞行器的运动提供。不过，当飞行器处于地面上时，这种空气流就不被提供并且尽管仍然被需要，不可能由飞行器的运动提供。因此，冲压空气风扇系统被提供以通过通道从飞行器的周围抽吸空气，该通道与需要冷却空气的各种系统连通。通常，这种冷却空气被由电动马达驱动的风扇抽吸。冷却空气的流动，并且因此风扇和电动马达的性能受通过该冲压空气风扇系统的空气流的效率所限。而且，通过冲压空气风扇系统的空气的流动在操作过程中会产生不可取水平的噪音。
[0002]因此，可取的是，开发一种冲压空气风扇系统，其高效地产生空气流，同时在操作过程中将噪音限制到可取的水平内。
【发明内容】
[0003]示例公开的冲压空气组件包括壳体，其限定进口和内腔。设置在进口处的风扇产生空气流并且由电动马达驱动。通过冲压空气风扇组件的空气流被引导通过由扩散器限定的通道。扩散器包括在前端的第一直径、在后端的第二直径，其中第二直径大于第一直径以使空气流扩散并增加风扇效率。
[0004]虽然不同的示例具有图示中示出的具体的部件，但是本公开的实施例不限于这些特定的组合。可以将来自其中一个示例的一些部件或特征与来自另一个示例的特征或部件组合使用。
[0005]可从下面的说明和附图最佳地理解本文公开的这些和其它特征，附图是简要描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]图1是示例冲压空气风扇组件的截面图。
[0007]图2是示例扩散器的截面图。
[0008]图3是示例穿孔薄板的侧视图。
[0009]图4是在示例穿孔薄板材料中的示例开口的放大视图。
【具体实施方式】
[0010]图1示例性地图示了所公开的示例冲压空气风扇组件10。冲压空气风扇组件10包括风扇12，其设置在外壳16的进口 14处。外壳16包括进口 14和出口 48。出口 48提供了如箭头24示意指示的空气流到换热器(未示出)活飞行器的在低速或在地面上时需要冷却空气流的其它特征。电动马达20被设置在内壳18内。内壳18被支撑在外壳16内。电动马达20通过单独的导管接收空气流46以冷却电动马达20。通过进口 14抽吸的空气流被引导通过由扩散器26限定的通道22。示例扩散器26被支撑在由外壳16限定的腔60内。[0011]参照图2和3并继续参照图1，扩散器26限定了空气流通道22的一部分并包括前端28和后端32。扩散器26由穿孔金属薄板50形成，该薄板从前端28环形地延伸到后端32。前端28包括第一直径30并且后端32包括第二直径34 (图3)。第二直径34大于第一直径30以提供在朝向出口 48并远离风扇12的方向上的增加的流动面积。在沿远离风扇12的方向上的增加的流动面积提供了期望的扩散率，其改善了风扇12的工作效率。
[0012]在所公开的非限制性尺寸实施例中，第一直径30是在约13.735和13.765英寸(34.9-35.0 cm)之间且第二直径34是在约15.800和15.830英寸(40.1-40.2 cm)之间。在一个所公开的示例中，在第一直径30和第二直径34之间的比是在约0.85和0.089之间。在另一示例实施例中，在第一直径30和第二直径34之间的比是在0.86和0.88之间。
[0013]前端28与后端32间隔轴向距离52。轴向距离52结合在第一直径30和第二直径34之间的差提供了期望的角度和在空气流通道22的空气流面积中的憎恨。公开的示例扩散器26包括第二直径34和轴向距离52之间的比在1.30和1.36之间。在另一公开的示例中，第二直径34和轴向距离52的比是在1.33和1.35之间。在一个公开的非限定性尺寸示例中，轴向距离是约11.73英寸(29.8cm)。第二直径34和轴向距离52之间的比限定了增加的空气流面积，该面积提供了风扇12的期望空气流效率。
[0014]前边沿36被附接到扩散器26的在前端28处的外表面。后边沿38被附接到扩散器26的在后端32处的外表面。示例的前边沿36和后边沿38由碳基体材料制造并被形成为期望的形状以与外壳16的内表面62相连接。在这个示例中，后边沿38限定了第三直径44 (图3)，其对应外壳16的内表面62以提供它们之间的期望的配合与密封。
[0015]后边沿38包括接收后密封件42的槽68(图1)。后密封件42被设置在槽68内并在外壳16的内表面62和后边沿38之间。后边沿38的尺寸对应外壳16的内表面62使得在外壳16的内表面62上给后密封件42提供了期望的力和配合。在一个公开的示例中，第三直径44和第一直径30的比是在约1.15和1.25之间。在另一个公开的不例中，第三直径44和第一直径的比是在约1.19和1.21之间。在第三直径44和第一直径30之间的比描述了在扩散器26和外壳16之间的期望密封配合。而且，第三直径44对应由扩散器26限定的空气通道22的期望的增加的流动面积。在一个非限定性尺寸示例中，第三直径在16.54和 16.58 英寸(42.0-42.1 cm)之间。
[0016]参照图3和4并继续参照图2，示例扩散器26被利用穿孔金属薄板50制造。穿孔金属薄板包括多个开口 56以限定期望开放面积54。在这个公开的示例中，期望开放面积大于约55%。在另一公开的示例实施例中，开放面积54是约65%。
[0017]多个开口 56中的每一个包括直径54。在这个示例中，直径70是约0.100英寸(0.3cm)。如意识到地，多个开口 56中每一个的具体开放面积和大小可不同以提供通过穿孔金属薄板50的期望连通。
[0018]参照图1，并继续参照图3和4，通过穿孔金属薄板50的开口 56通过扩散器26传输声音能量到被限定在扩散器26的外表面和外壳16的内表面62之间的环形腔66内。腔66包含声音材料58，其减弱由通过扩散器26和通道22的高速空气流产生的生成噪音的振
动能量。
[0019]示例腔66还包括内包裹材料64，内包裹材料64被围绕扩散器26的外表面包裹。该内包裹材料64包括阻止声音材料58响应于通过通道22的高速空气流被拉过多个开口56的材料。
[0020]因此，示例扩散器组件26包括提供改善的风扇操作同时减少生成的噪音的特征。
[0021]虽然已经公开的示例实施例，但是本领域技术人员将认识到某些改进也在本公开的范围内。由此，应当研读下面的权利要求以确定本公开的范围和内容。
【权利要求】
1.一种冲压空气风扇组件，包括: 壳体，其限定进口和内腔； 风扇，其设置在风扇进口； 马达，其被连接成驱动该风扇；以及 扩散器，其被安装在壳体内并限定空气流通道，扩散器包括在前端的第一直径和在后端的第二直径，后端在轴向上与前端间隔开，其中第一直径与第二直径的比在0.85和0.89之间。
2.如权利要求1所述的冲压空气风扇组件，其中，第一直径和第二直径的比是在约0.86和0.88之间。
3.如权利要求1所述的冲压空气风扇组件，包括被附接到后端的后边沿和被附接到前端的前边沿，后边沿和前边沿接合壳体的内表面以将扩散器在壳体内固定就位。
4.如权利要求3所述的冲压空气风扇组件，包括支撑在后边沿上的后密封件。
5.如权利要求3所述的冲压空气风扇组件，其中，后边沿限定了第三直径并且第三直径和第一直径的比是在1.15和1.25之间。
6.如权利要求3所述的冲压空气风扇组件，其中，后边沿限定了第三直径并且第三直径和第一直径的比是在1.19和1.21之间。
7.如权利要求1所述的冲压空气风扇组件，其中，前端被与后端间隔开轴向距离并且第二直径与轴向距离的比是在1.30和1.36之间。
8.如权利要求1所述的冲压空气风扇组件，包括噪音衰减材料，其设置在扩散器和壳体的内表面之间的空间内。
9.一种用于冲压空气风扇的扩散器，其包括:
穿孔薄板，其被围绕轴线设置并限定空气流通道，穿孔薄板包括具有第一直径的前端和具有第二直径的后端，第二直径大于第一直径，其中第一直径和第二直径的比在约0.85和0.89之间；
被附接到穿孔薄板的前端的前边沿；以及
被附接到穿孔薄板的后端的后边沿。
10.如权利要求9所述的扩散器，其中，前端被与后端间隔开轴向距离并且第二直径与轴向距离的比是在1.30和1.36之间。
11.如权利要求9所述的扩散器，其中，后边沿限定了第三直径并且第三直径和第一直径的比是在1.15和1.25之间。
12.如权利要求9所述的扩散器，其中，穿孔薄板包括多个开口并限定了大于55%的开放面积。
13.如权利要求12所述的扩散器，其中，多个开口中的每一个限定了大于约0.100英寸(0.3cm)的开口大小。
14.如权利要求9所述的扩散器，包括支撑在后边沿上的后密封件。
15.—种组装冲压空气风扇的方法，其包括: 在外壳的进口处安装风扇以绕轴线旋转；以及 在外壳内安装扩散器以限定用于从风扇通过进口的空气流的空气通道，其中空气通道包括具有第一直径的前端和具有第二直径的后端，第一直径与第二直径的比在0.85和.0.89之间。
16.如权利要求15所述的方法，包括附接前边沿到扩散器的前端并附接后边沿到扩散器的后端，后边沿限定第三直径，第三直径和第一直径之间的比在1.15和1.25之间。
17.如权利要求15所述的方法，包括将前端与后端间隔开轴向距离，轴向距离与第二直径的比在1.30和1.36之间。
18.如权利要求15所述的方法，包括在后边沿和外壳的内表面之间安装后密封件。
【文档编号】F04D29/54GK103573658SQ201310338294
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年8月6日 优先权日:2012年8月6日
【发明者】E.奇拉巴什, V.S.理查森, D.A.多尔曼 申请人:哈米尔顿森德斯特兰德公司