用于飞行器的电动风扇的制作方法

本发明涉及一种电动风扇。本发明还涉及包括这种电动风扇的飞行器。

背景技术：

1、现有技术特别包括文献us-b2-1000645和us-a1-2013/129488。

2、已知电动风扇被用于各种类型的飞行器(特别是飞机)。

3、已知这些风扇用于对各种机载设备(例如机载计算机或配备在飞行器上的其他设备)进行冷却。例如，其他机载风扇有助于空气在飞行器客舱内的再流通。总体而言，风扇包括电动马达和风扇轮，风扇轮被固定到电动马达的旋转部分(即线轴)。风扇轴由引导轴承支撑。这些轴承通常是滚珠式滚动轴承，并且使得能够确保风扇的轴的旋转。优选地，这些滚珠式滚动轴承始终涂有润滑脂，首先以避免用油对滚子进行润滑以及避免必须设置专用润滑回路，其次以避免在通风回路中发现油颗粒。这些滚珠式滚动轴承的缺点是由于润滑脂的存在，滚珠式滚动轴承的转速受限。滚珠式滚动轴承通常可以用于以最大速度24,000rpm运行的风扇，超过最大速度24,000rpm，轴承上的摩擦会影响轴承的使用寿命。

4、用于航空工业的电动风扇的领域的另一个挑战是显著减轻电动风扇的重量。对于给定的风扇性能，风扇轮的转速越高，风扇轮的直径就越小。这样，轮的质量就会减小，围绕轮的其他元件(例如电动马达及其封壳)的质量也可以减小。然而，如上所述，无论滚动轴承被如何润滑，都不可能将滚动轴承的转速提高到超过24,000rpm。

5、为了克服这些缺点，在风扇的轴上集成了不同的引导轴承技术。更具体地，可以在轴上集成空气引导轴承(更具体地，板式引导轴承)。这些空气轴承包括围绕风扇的轴定位的柔性板和波纹板，以一旦达到最小速度极限就提供刚性和阻尼以对轴进行支撑。在初始轴转速值(例如约3,000rpm)以下，轴承的板与轴之间存在干接触。在这种接触期间，轴承会磨损。在第二速度值(例如约10,000rpm)以上，轴承板升起而从轴离开。轴承的板与轴之间将不存在接触，因此空气轴承不再磨损。在第一档与第二档之间，摩擦会减少，轴承上的线轴的起离/着落阶段存在轻微的摩擦。

6、尽管具有空气轴承的该风扇构造使得能够在运行期间减少或消除空气轴承上的磨损，但是该风扇构造造成了许多困难，特别是由于轴承的板与轴之间的空气剪切导致的压力降。这些压力降可能导致热量积聚和加热，从而损坏空气轴承。

7、在这种情况下，通过提出一种用于飞行器的可靠的且具有提高的使用寿命的电动风扇来克服现有技术的缺点是令人感兴趣的。

技术实现思路

1、本发明涉及一种用于飞行器的电动风扇，该电动风扇包括：

2、-管状壳体，管状壳体沿着并围绕纵向轴线x延伸，

3、-主体，主体沿着轴线x并在壳体内延伸，主体和壳体在主体与壳体之间限定了用于空气流的环形流动通道，主体包括上游锥部、中心区段以及下游锥部，下游锥部包括用于使空气从通道穿过而进入到主体内的至少第一孔口，

4、-轴，轴沿着轴线x并在主体内延伸，

5、-风扇轮，风扇轮由轴的第一纵向端部承载，

6、-电动马达，电动马达在主体内并围绕轴安装，

7、-用于引导轴的第一引导空气轴承，第一引导空气轴承位于电动马达的上游并且由上游锥部支撑，

8、-第一轴向环形邻接部，第一轴向环形邻接部被连接到中心区段，

9、-用于引导轴的第二空气轴承，第二空气轴承位于电动马达的下游并且由第一轴向邻接部支撑，

10、-第二轴向环形邻接部，第二轴向环形邻接部被连接到下游锥部，以及

11、-轴向环形邻接盘，轴向环形邻接盘由轴的与轴的第一纵向端部相对的第二纵向端部支撑。

12、根据本发明，在主体内设置有多个空气通路以将空气流从第一孔口输送到第一空气轴承的上游锥部，该上游锥部包括用于使该空气穿过的第二孔口。

13、这种风扇构造使得电动马达上游和下游的轴承的组件通过从风扇的主体的下游到上游的单个空气流而被有效地冷却。风扇轮的旋转在轮的出口处产生具有第一压力f1的空气流，由于环形通道中存在的压力降(例如，由于风扇中孔的存在、空气与风扇的壁的摩擦和/或定子轮叶的存在)，第一压力高于同一空气流(位于距轮一定距离处)的第二压力f2。这在风扇的环形空气通路通道中产生负压。分别在主体的上游锥部和下游锥部上集成第一孔口和第二孔口、以及在主体内集成多个空气通路与该负压的存在一起使得来自环形通道的空气流穿过风扇的主体的内部。这有助于对空气轴承(特别是风扇的空气邻接部)进行冷却。为了实现这一点，冷却(或通风)回路可以由第一孔口和第二孔口以及空气通路形成，空气通路优选地位于轴与在主体内围绕该轴的元件(例如径向轴承、电动马达、轴向邻接部等)之间。冷却回路使得能够对空气轴承进行通风，并防止热量积聚而导致热失控。因此，空气轴承(以及因此风扇)的使用寿命显著提高。

14、此外，根据本发明的风扇的孔口和空气通路的集成还使得能够减小飞行器中的风扇的质量和总体尺寸。

15、根据本发明的风扇可以包括被彼此独立地采用或被彼此组合地采用的以下特征中的一个或多个特征：

16、-第一引导空气轴承是径向的(特别地相对于轴线x)；

17、-第二引导空气轴承是径向的(特别地相对于轴线x)；

18、-第二引导空气轴承是径向的并且具有轴向邻接部；

19、-第一轴向环形邻接部包括至少一个光滑板和至少一个波纹板；

20、-第二轴向环形邻接部包括至少一个光滑板和至少一个波纹板；

21、-该风扇包括：

22、-第一空气通路，第一空气通路将第一孔口连接到第二空气轴承，

23、-第二空气通路，第二空气通路将第一空气通路连接到电动马达，

24、-第三空气通路，第三空气通路将第二空气通路连接到第一空气轴承，以及

25、-第四空气通路，第四空气通路将第三空气通路连接到第二孔口；

26、-第二空气通路孔口形成在上游锥部的横向壁中，上游锥部的横向壁连接到主体的中心区段；

27、-轴向环形邻接盘被插入在第一轴向环形邻接部与第二轴向环形邻接部之间；

28、-第二空气轴承和第一轴向环形邻接部成一体；

29、-空气通路由风扇的元件中的开口和/或风扇的元件之间的间隙形成；

30、-第一轴向环形邻接部包括围绕轴线x延伸的径向环形壁；

31、-径向壁包括环形肩部以及在肩部下游延伸的环形径向凸缘；

32、-邻接盘围绕轴线x延伸；

33、-邻接盘包括径向延伸部、第一轴向延伸部以及第二轴向延伸部，第一轴向延伸部和第二轴向延伸部在径向延伸部的两侧延伸；

34、-第一轴向延伸部被连接到轴的第二纵向端部；

35、-邻接盘是中空的，并且包括孔洞；

36、-第二邻接部是围绕轴线x延伸并具有大致c形的环形部件；

37、-第二邻接部的环形部分包括竖直环形壁和纵向环形壁，纵向环形壁在该竖直壁的下游轴向延伸；

38、-第二邻接部的竖直壁包括中心开口；

39、-邻接盘的第二轴向延伸部装配到第二邻接部的竖直壁的中心开口中；

40、-轴包括连杆，连杆沿着轴线x并且在轴的孔洞内延伸；

41、-连杆是沿着轴线x的细长的条；

42、-连杆的条在第三环形纵向端部与第四t形纵向端部之间延伸；

43、-风扇包括围绕下游锥部延伸的拱形环形端部罩部，端部罩部包括至少一个第三孔口，至少一个第三孔口用于使空气从主体内的通道向第二孔口穿过；

44、-第二空气通路孔口的数量介于两个至十五个之间，例如为三个；

45、-第二孔口中的每一个第二孔口的直径介于3mm至20mm之间，例如为6mm。

46、本发明还涉及一种飞行器，该飞行器包括至少一个根据本发明的电动风扇。