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CN108910028A - 一种二级涵道动力组及具有其的三级或多级涵道动力组 - Google Patents

一种二级涵道动力组及具有其的三级或多级涵道动力组 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种二级涵道动力组及具有其的三级或多级涵道动力组，一种二级涵道动力组，包括第一风筒以及两个第一螺旋桨和两个第一电机，所述第一风筒为内部中空两端开口的圆筒，两个所述第一螺旋桨分别同轴设置在所述第一风筒内，两个所述第一电机分别一一对应与两个所述第一螺旋桨传动连接，两个所述第一电机分别驱动对应的所述第一螺旋桨反向旋转，以使两个所述第一螺旋桨的吹风方向均朝向所述第一风筒的任意一端。本发明提供一种二级涵道动力组及具有其的三级或多级涵道动力组，通过将相邻的桨叶同轴反转设置，同时二者的倾斜方向相反，两个桨叶相互消除了叶尖的空气涡流。

Description

一种二级涵道动力组及具有其的三级或多级涵道动力组
技术领域
本发明涉及涵道动力组领域。更具体地说，本发明涉及一种二级涵道动力组及具有其的三级或多级涵道动力组。
背景技术
涵道风扇由于风螺旋桨尖处受涵道限制，冲击噪声减小。诱导阻力减少，而效率较高。在同样功率消耗下，涵道风扇较同样直径的孤立螺旋桨，会产生更大的推力。同时由于涵道的环括作用，其结构紧凑、气动噪声低、使用安全性好，因此作为一种推力或升力装置,被应用于飞行器、管道通风和散热风扇设计当中。主要组成由一个螺旋桨和一个涵道风筒组成，在加上适配的动力马达，即可组成一个涵道风扇组。
当前主流的涵道动力组均为单动力涵道组，即一个动力马达驱动一个螺旋桨在一个风筒里快速旋转，进而产生推力。但是当前主流设计存在一些缺陷：额定尺寸内动力(空气流量)有极限。产品尺寸主流以风筒直径为标准，也就是风筒直径代表安装标准，在同样尺寸的风筒中，一个动力马达产生的推力有限。最常规提升动力的方式，就是优化螺旋桨/风筒的空气动力学，或者使用更大的动力马达来带动螺旋桨产生推力。但这两点均有局限性；螺旋桨优化改变的推力较小，并不能满足较大推力的需求；受限于风筒的尺寸、桨叶面积各强度，动力马达也只能在有限的尺寸和功率范围内增加。所以部分时候并不能满足当前尺寸下所需要的动力。
发明内容
本发明的目的是提供一种二级涵道动力组及具有其的三级或多级涵道动力组。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种二级涵道动力组，包括第一风筒以及两个第一螺旋桨和两个第一电机，所述第一风筒为内部中空两端开口的圆筒，两个所述第一螺旋桨分别同轴设置在所述第一风筒内，两个所述第一电机分别一一对应与两个所述第一螺旋桨传动连接，两个所述第一电机分别驱动对应的所述第一螺旋桨反向旋转，以使两个所述第一螺旋桨的吹风方向均朝向所述第一风筒的任意一端。
优选的是，所述的一种二级涵道动力组中，所述第一风筒由连接圆环和两个第二风筒组成，两个所述第二风筒同轴设置，所述连接圆环同轴设置在两个所述第二风筒之间，且其两端分别与两个所述第二风筒靠近其的一端端部连接固定，两个所述第一螺旋桨分别设置在一个所述第二风筒中。
优选的是，所述的一种二级涵道动力组中，所述第二风筒中均同轴设有第一支撑架，所述支撑圆环和多个导流板，所述支撑圆环同轴设置在所述第二风筒内，其用于承载所述第一螺旋桨和对应的所述第一电机，多个所述导流板沿周向均布在所述支撑圆环的外周和所述第二风筒的内壁之间，其两端分别与所述支撑圆环的外周和所述第二风筒的内壁连接固定，任意一个所述导流板上开有供所述第一电机的导线穿过的导线通道，所述第一电机的导线穿过所述导线通道并延伸至所述第二风筒外。
优选的是，所述的一种二级涵道动力组中，所述第一螺旋桨的桨毂内部中空且两端开口，所述桨毂的内部设有第二支撑架，所述第二支撑架的中部设有用于安装对应的所述第一电机的转轴的安装孔，其远离对应的所述第一电机的设有离心风叶。
本发明还提供一种三级涵道动力组，包括上述的一种二级涵道动力组和一个第三风筒，所述第三风筒为内部中空两端开口的圆筒，所述第三风筒内同轴设有第二螺旋桨和第二电机，所述第二螺旋桨与所述第二电机传动连接，所述第三风筒的一端与所述第一风筒的一端同轴连接并连通，且所述第二螺旋桨的吹风方向与所述第一螺旋桨的吹风方向相同。
本发明还提供一种多级涵道动力组，包括上述的一种二级涵道动力组和第四风筒，所述第四风筒由多个第三风筒同轴依次拼接而成，所述第三风筒内均同轴设有第二螺旋桨和第二电机，所述第二螺旋桨与对应的所述第二电机传动连接，所述第四风筒的一端与所述第一风筒的一端同轴连接并连通，且所述第二螺旋桨的吹风方向均与所述第一螺旋桨的吹风方向相同。
优选的是，所述的一种多级涵道动力组中，任意相邻的两个所述第二螺旋桨的转动方向相反。
优选的是，所述的一种多级涵道动力组中，位于所述第四风筒与所述第一风筒连接部的所述第二螺旋桨与所述第一螺旋桨的桨叶的转动方向相反。
本发明通过将相邻的桨叶同轴反转设置，同时二者的倾斜方向相反，两个桨叶相互消除了叶尖的空气涡流，能增加约6％-16％的效率，且没有了常规螺旋桨带来的扭矩，也就是随着螺旋桨的旋转方向而带来的无用扭力的问题。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明所述的二级涵道动力组的结构示意图；
图2为本发明所述的二级涵道动力组的一种结爆炸图；
图3为本发明所述的二级涵道动力组的另一种结爆炸图；
图4为本发明所述的第二风筒的结构示意图；
图5为本发明所述的第一螺旋桨的桨毂的结构示意图；
图6为本发明所述的三级涵道动力组的一种结爆炸图；
图7为本发明所述的三级涵道动力组的一种结爆炸图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1所示，本发明的实施例提供一种二级涵道动力组，包括第一风筒1以及两个第一螺旋桨2和两个第一电机3，所述第一风筒1为内部中空两端开口的圆筒，两个所述第一螺旋桨2分别同轴设置在所述第一风筒1内，两个所述第一电机3分别一一对应与两个所述第一螺旋桨2传动连接，两个所述第一电机3分别驱动对应的所述第一螺旋桨2反向旋转，以使两个所述第一螺旋桨2的吹风方向均朝向所述第一风筒1的任意一端。
上述技术方案中，通过改变涵道动力组之间的连接方式，将两个的涵道动力组串联为二级涵道动力组，两个第一螺旋桨2的桨叶的倾斜方向相反，转动方向也相反，两个第一螺旋桨2转动时产生的气流方向相同，两个第一螺旋桨2的桨叶相互消除了桨叶叶尖的空气涡流，没有了常规螺旋桨带来的扭矩也就是随着螺旋桨的旋转方向而带来的无用扭力的问题，以达到在单位体积内,能更大的增加空气流动的效果，增加约6％-16％的风力。两个所述第一螺旋桨2的螺距可设置为不同，以提高效率，后桨叶气流由于经过前级加速后，后桨叶的实际工作迎角会相应增加，通过加大螺距，从而工作在高效桨叶迎角下，提高效率。
如图2-图3所示，所述的一种二级涵道动力组中，所述第一风筒1由连接圆环6和两个第二风筒7组成，两个所述第二风筒7同轴设置，所述连接圆环6同轴设置在两个所述第二风筒7之间，且其两端分别与两个所述第二风筒7靠近其的一端端部连接固定，两个所述第一螺旋桨2分别设置在一个所述第二风筒7中。
在另一种技术方案中，第一风筒1由连接圆环6和两个第二风筒7组成，两个第二风筒7的一端分别与连接圆环6的两端同轴连接，这样便于第一风筒1的拼装，以及第一螺旋桨2和第一电机3的安装；具体的，如图2所示，两个第一螺旋桨2采用镜像分布，两个第一电机3分别设置在两个第一螺旋桨2相互远离的一端上，如图3所示，两个第一螺旋桨2采用顺像分布。
如图4所示，所述的一种二级涵道动力组中，所述第二风筒7中均同轴设有第一支撑架，所述支撑圆环8和多个导流板9，所述支撑圆环8同轴设置在所述第二风筒7内，其用于承载所述第一螺旋桨2和对应的所述第一电机3，多个所述导流板9沿周向均布在所述支撑圆环8的外周和所述第二风筒7的内壁之间，其两端分别与所述支撑圆环8的外周和所述第二风筒7的内壁连接固定，任意一个所述导流板9上开有供所述第一电机3的导线穿过的导线通道10，所述第一电机3的导线穿过所述导线通道10并延伸至所述第二风筒7外。
在另一种技术方案中，在第二风筒7中均同轴设有第一支撑架，第一支撑架包括用于承载第一螺旋桨2和对应的第一电机3的支撑圆环8和多个导流板9，其中一个导流板9内开有供第一电机3的导线穿过的导线通道10，第一电机3的导线穿过导线通道10并延伸至第二风筒7外，避免电机的导线暴露在第二风筒7内造成风阻，以提高二级涵道动力组的效率。
如图5所示，所述的一种二级涵道动力组中，所述第一螺旋桨2的桨毂4内部中空且两端开口，所述桨毂4的内部设有第二支撑架13，所述第二支撑架13的中部设有用于安装对应的所述第一电机3的转轴的安装孔，其远离对应的所述第一电机3的设有离心风叶5。
在另一种技术方案中，将第一螺旋桨2的桨毂4设置为内部中空且两端开口，桨叶中心形成散热通道，并内置离心风叶5，在不增加额外阻力的情况外，通过散热通道，离心桨叶离心转动时加压，气流引入后部马达电机，从而为电机提供高效的散热。
如图6-图7所示，本发明还提供一种三级涵道动力组，包括上述的一种二级涵道动力组和一个第三风筒11，所述第三风筒11为内部中空两端开口的圆筒，所述第三风筒11内同轴设有第二螺旋桨12和第二电机，所述第二螺旋桨12与所述第二电机传动连接，所述第三风筒11的一端与所述第一风筒1的一端同轴连接并连通，且所述第二螺旋桨12的吹风方向与所述第一螺旋桨2的吹风方向相同。
上述技术方案中，第三风筒11的尺寸和规格可与第二风筒7完全相同，这样便于拆卸，将多个涵道动力组根据实际需要串联，以达到在单位体积内,能更大的增加空气流动的果，并且通过模块化的组件，可以自由的组合产品以达到最佳效果。
本发明还提供一种多级涵道动力组，包括上述的一种二级涵道动力组和第四风筒，所述第四风筒由多个第三风筒11同轴依次拼接而成，所述第三风筒11内均同轴设有第二螺旋桨12和第二电机，所述第二螺旋桨12与对应的所述第二电机传动连接，所述第四风筒的一端与所述第一风筒1的一端同轴连接并连通，且所述第二螺旋桨12的吹风方向均与所述第一螺旋桨2的吹风方向相同；任意相邻的两个所述第二螺旋桨12的转动方向相反；所述的一种多级涵道动力组中，位于所述第四风筒与所述第一风筒1连接部的所述第二螺旋桨12与所述第一螺旋桨2的桨叶的转动方向相反。
上述技术方案中，多个涵道动力组根据实际需要串联，以达到在单位体积内,能更大的增加空气流动的果，并且通过模块化的组件，可以自由的组合产品以达到最佳效果。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。

Claims (8)

1.一种二级涵道动力组，其特征在于，包括第一风筒(1)以及两个第一螺旋桨(2)和两个第一电机(3)，所述第一风筒(1)为内部中空两端开口的圆筒，两个所述第一螺旋桨(2)分别同轴设置在所述第一风筒(1)内，两个所述第一电机(3)分别一一对应与两个所述第一螺旋桨(2)传动连接，两个所述第一电机(3)分别驱动对应的所述第一螺旋桨(2)反向旋转，以使两个所述第一螺旋桨(2)的吹风方向均朝向所述第一风筒(1)的任意一端。
2.如权利要求1所述的一种二级涵道动力组，其特征在于，所述第一风筒(1)由连接圆环(6)和两个第二风筒(7)组成，两个所述第二风筒(7)同轴设置，所述连接圆环(6)同轴设置在两个所述第二风筒(7)之间，且其两端分别与两个所述第二风筒(7)靠近其的一端端部连接固定，两个所述第一螺旋桨(2)分别设置在一个所述第二风筒(7)中。
3.如权利要求2所述的一种二级涵道动力组，其特征在于，所述第二风筒(7)中均同轴设有第一支撑架，所述支撑圆环(8)和多个导流板(9)，所述支撑圆环(8)同轴设置在所述第二风筒(7)内，其用于承载所述第一螺旋桨(2)和对应的所述第一电机(3)，多个所述导流板(9)沿周向均布在所述支撑圆环(8)的外周和所述第二风筒(7)的内壁之间，其两端分别与所述支撑圆环(8)的外周和所述第二风筒(7)的内壁连接固定，任意一个所述导流板(9)上开有供所述第一电机(3)的导线穿过的导线通道(10)，所述第一电机(3)的导线穿过所述导线通道(10)并延伸至所述第二风筒(7)外。
4.如权利要求1-3任一项所述的一种二级涵道动力组，其特征在于，所述第一螺旋桨(2)的桨毂(4)内部中空且两端开口，所述桨毂(4)的内部设有第二支撑架(13)，所述第二支撑架(13)的中部设有用于安装对应的所述第一电机(3)的转轴的安装孔，其远离对应的所述第一电机(3)的设有离心风叶(5)。
5.一种三级涵道动力组，包括如权利要求1-4任一项所述的一种二级涵道动力组，其特征在于，还包括一个第三风筒(11)，所述第三风筒(11)为内部中空两端开口的圆筒，所述第三风筒(11)内同轴设有第二螺旋桨(12)和第二电机，所述第二螺旋桨(12)与所述第二电机传动连接，所述第三风筒(11)的一端与所述第一风筒(1)的一端同轴连接并连通，且所述第二螺旋桨(12)的吹风方向与所述第一螺旋桨(2)的吹风方向相同。
6.一种多级涵道动力组，包括如权利要求1-4任一项所述的一种二级涵道动力组，其特征在于，还包括第四风筒，所述第四风筒由多个第三风筒(11)同轴依次拼接而成，所述第三风筒(11)内均同轴设有第二螺旋桨(12)和第二电机，所述第二螺旋桨(12)与对应的所述第二电机传动连接，所述第四风筒的一端与所述第一风筒(1)的一端同轴连接并连通，且所述第二螺旋桨(12)的吹风方向均与所述第一螺旋桨(2)的吹风方向相同。
7.如权利要求6所述的一种多级涵道动力组，其特征在于，任意相邻的两个所述第二螺旋桨(12)的转动方向相反。
8.如权利要求7所述的一种多级涵道动力组，其特征在于，位于所述第四风筒与所述第一风筒(1)连接部的所述第二螺旋桨(12)与所述第一螺旋桨(2)的桨叶的转动方向相反。
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