一种涵道风扇及飞行器的制作方法

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1.本发明属于飞行器技术领域，具体涉及一种涵道风扇及飞行器。

背景技术：

2.随着科技的发展，飞行器的种类越来越多，例如固定翼飞行器、四旋翼飞行器、涵道风扇飞行器等。在众多飞行器种类中，以涵道为动力的涵道飞行器，因其有着涵道且为包裹螺旋桨的方式，使得该飞行器的飞行更加安全，能够降低桨叶气动干涉使得气动效率更高，同时涵道飞行器可工作于室内、矿洞等狭小环境中，使得涵道飞行器成为人们研究的重点。
3.涵道飞行器的动力部位在涵道风扇，但现有的涵道风扇扇叶长度过大，在高转速离心力下，会产生叶片形变，并且中心桨轮毂直径较小，不能布置较多的扇叶数量；同时，较长的扇叶又会增加扇叶的厚度、重量、扇叶中间的加强肋骨增加了加工难度，扇叶叶稍的形变影响与涵道腔体的距离，降低效能。

技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种涵道风扇及飞行器，以解决现有涵道风扇结构在高转速离心力作用下容易产生形变的问题。
5.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
6.一方面，提供一种涵道风扇，包括环形涵道和设于环形涵道内的风扇，所述风扇包括适于作为转子的扇内圈、适于作为转子的扇外圈以及连接在扇内圈与扇外圈之间的若干扇叶；所述环形涵道的内壁和外壁分别设有一定子，并通过两个定子分别与风扇的扇内圈和扇外圈配合，以驱使风扇在环形涵道内转动；
7.在所述环形涵道内设有滑动安装组件，滑动安装组件具有内圈滑动轨道和外圈滑动轨道，内圈滑动轨道和外圈滑动轨道分别与所述扇内圈和所述扇外圈滑动配合。
8.在可能的实现方式中，所述内圈滑动轨道包括上内圈滑动轨道和下内圈滑动轨道，所述外圈滑动轨道包括上外圈滑动轨道和下外圈滑动轨道；
9.所述扇内圈滑动配合在所述上内圈滑动轨道和所述下内圈滑动轨道之间，所述扇外圈滑动配合在所述上外圈滑动轨道和所述下外圈滑动轨道之间。
10.在可能的实现方式中，所述滑动安装组件包括以所述环形涵道的轴向呈对称分布的至少两组滑动安装部件，滑动安装部件包括至少两排呈上下布置且相互平行的水平支撑杆，每个水平支撑杆的两端分别连接有滑动配合件；
11.在所述滑动安装组件上下相邻的两个滑动安装部件中，位于上方且位于水平支撑杆内端的滑动配合件共同构成所述上内圈滑动轨道，位于上方且位于水平支撑杆外端的滑动配合件共同构成所述上外圈滑动轨道，位于下方且位于水平支撑杆外端的滑动配合件共同构成所述下外圈滑动轨道，位于下方且位于水平支撑杆内端的滑动配合件共同构成所述下内圈滑动轨道。
12.在可能的实现方式中，所述滑动配合件为u型定位轴承，u型定位轴承与风扇的扇内圈或扇外圈滑动配合。
13.在可能的实现方式中，所述水平支撑杆设有三排且构成出两个呈上下布置的安装空间，每个安装空间设置一个风扇，位于上方的安装空间内的风扇为进气风扇，位于下方安装空间的风扇为加压风扇。
14.在可能的实现方式中，所述扇外圈的外壁沿其周向设有若干个第一叶片，所述扇内圈的内壁沿其周向设有若干个第二叶片，第一叶片与第二叶片分别与所述环形涵道的内、外壁的定子构成上下相邻的位置关系，以在风扇转动时通过第一叶片和第二叶片所形成的气流对两个定子进行风冷散热。
15.在可能的实现方式中，在所述环形涵道内壁上的定子与所述扇内圈之间以及在环形涵道外壁上的定子与所述扇外圈之间均设有气隙，所述气隙的宽度为2-3mm。
16.在可能的实现方式中，所述扇内圈包括内圈骨架和设于内圈骨架外壁的第一磁性件；所述扇外圈包括外圈骨架和设于外圈骨架外壁的第二磁性件。
17.在可能的实现方式中，所述第一磁性件和所述第二磁性件均为钕磁铁磁瓦。
18.另一方面，也提供一种飞行器，包括上述任一项技术方案的一种涵道风扇。
19.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
20.本发明的涵道风扇，将环形浆毂与电机转子合二为一，并通过内圈滑动轨道和外圈滑动轨道的转动配合下，可使得风扇在轨道内作环形轨道运动，高速旋转产生的离心力作用于扇叶中间，结构更稳定，强度更大，重量更轻，转速更高，并且在这样的结构下，可以布置更多的扇叶，缩短了扇叶的长度。
21.而且，风扇的扇外圈为大直径内转子，扇内圈为大直径外转子，在环形涵道内沿水平支撑杆轴承高速转动，带动扇叶做功，产生下喷气流，并且上层正转的风扇为进气扇，下层反转的风扇为加压风扇，这样可起到抵消扭力的作用。
22.此外，通过在风扇的扇外圈和扇内圈上设置叶片结构，可在其转动时产生能够对定子铁芯进行风冷降温的气流，带走电磁铁芯的热量，起到风冷降温的作用，减小温升效应，并且通过在作为定子的铁芯与扇内圈和扇外圈之间设置气隙，使得转子与铁芯分离，这样可进一步提高散热效果。
23.本发明的飞行器，通过搭载上述的涵道风扇，可使得飞行器重量得到减轻，动力得到提高，动力机构运行更为稳定、可靠，使用寿命更长。
附图说明
24.图1为本技术实施例的一种涵道风扇的涵道风扇一侧的内部结构示意图；
25.图2为本技术实施例的一种飞行器的内部结构示意图，该示意图仅为示意该飞行器的大致结构和环形涵道的位置。
26.图中：1-涵道风扇；11-风扇；111-扇外圈；112-扇内圈；113-扇叶；114-第二磁性件；115-第一磁性件；12-定子；13-第一叶片；14-第二叶片；15-水平支撑杆；16-u型定位轴承；17-环形涵道；2-飞行器；21-动力舱；22-机舱。
具体实施方式
27.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
28.下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步阐述。
29.图1为涵道风扇1一侧的内部结构示意图，由于涵道风扇1为对称结构，因此在该图中仅示出了一侧的内部结构，另一侧的结构与之对称。
30.请参照图1所示，本技术的实施例提供了一种涵道风扇，包括环形涵道17和设于环形涵道17内的风扇11，所述风扇11包括适于作为转子的扇内圈112、适于作为转子的扇外圈111以及连接在扇内圈112与扇外圈111之间的若干扇叶113；所述环形涵道17的内壁和外壁分别设有一定子12，并通过两个定子12分别与风扇11的扇内圈112和扇外圈111配合，以驱使风扇11在环形涵道17内转动。
31.其中，涵道风扇1的风扇11可设置一个，也可设置多个；风扇11为带圈风扇11，其扇叶113刚性连接在扇内圈112和扇外圈111之间，这样的结构具有更好的稳定性，并且扇内圈112和扇外圈111其具有可作为转子的材料或者是由可作为转子的材料制成，并使其整体可相当于转子，在以环形涵道17的内壁和外壁分别设有的电机电磁铁芯作为定子12的配合下，可使得风扇11能够在环形涵道17内高速转动，进而带动扇叶113做功，产生下喷气流。这样一来，实现将环形浆毂与电机转子合二为一，重量轻，机构少。
32.本技术实施例的一种涵道风扇1，在所述环形涵道17内可设有滑动安装组件，滑动安装组件具有内圈滑动轨道和外圈滑动轨道，内圈滑动轨道和外圈滑动轨道分别与所述扇内圈112和所述扇外圈111滑动配合。
33.安装部件构成有内圈滑动轨道和外圈滑动轨道，内圈滑动轨道和外圈滑动轨道分别用于转动配合风扇11的扇内圈112和扇外圈111，并对其起到滑动配合和支撑限制的作用，进而可使得风扇11在轨道内作环形轨道运动，高速旋转产生的离心力作用于扇叶113中间，结构更稳定，强度更大，重量更轻，转速更高，并且在这样的结构下，使得风扇11直径更大，可以布置更多的扇叶113，缩短了扇叶113的长度。
34.在一实施方式中，所述内圈滑动轨道包括上内圈滑动轨道和下内圈滑动轨道，所述外圈滑动轨道包括上外圈滑动轨道和下外圈滑动轨道；所述扇内圈112滑动配合在所述上内圈滑动轨道和所述下内圈滑动轨道之间，所述扇外圈111滑动配合在所述上外圈滑动轨道和所述下外圈滑动轨道之间。
35.通过这样的结构，可使得扇外圈111和扇内圈112更为稳定的被限制在对应的上下滑动轨道内，进而可更好的避免在高转速离心力作用下叶片的形变产生，结构更稳定，转速更高，并且没有调整扇叶113角度，使装置整体结构更高效。
36.进一步的，所述滑动安装组件包括以所述环形涵道17的轴向呈对称分布的至少两组滑动安装部件，滑动安装部件包括至少两排呈上下布置且相互平行的水平支撑杆15，每个水平支撑杆15的两端分别连接有滑动配合件；在所述滑动安装组件上下相邻的两个滑动安装部件中，位于上方且位于水平支撑杆15内端的滑动配合件共同构成所述上内圈滑动轨道，位于上方且位于水平支撑杆15外端的滑动配合件共同构成所述上外圈滑动轨道，位于
下方且位于水平支撑杆15外端的滑动配合件共同构成所述下外圈滑动轨道，位于下方且位于水平支撑杆15内端的滑动配合件共同构成所述下内圈滑动轨道。
37.这样一来，滑动配合件通过水平支撑杆15的安装，可使其得到固定和有效的支撑，进而可使所形成的上内圈滑动轨道、上外圈滑动轨道、下外圈滑动轨道和下内圈滑动轨道能够更为稳定，从而可使得风扇11在转动过程中转速更快、更稳定，并可进一步降低离心作用力对扇叶113端部的影响，提高了转动性能。同时，滑动配合件可起到固定扇外圈与扇内圈位置、保持气隙间距、避免转子扫膛故障的作用。
38.具体的，所述滑动配合件为u型定位轴承16，u型定位轴承16与风扇11的扇内圈112或扇外圈111滑动配合。u型定位轴承16可使得扇内圈112或扇外圈111更为稳定的在其凹槽内滑动，进一步提高了稳定性。需要说明的是，滑动配合并不限于滑动配合，也可以是滚动配合，并不做限制。在实际的实施过程中，滑动配合件也可以采用法兰轴承，也能够起到相同的作用。
39.在具体的实施过程中，所述水平支撑杆15设有三排且构成出两个呈上下布置的安装空间，每个安装空间设置一个风扇11，位于上方的安装空间内的风扇11为进气风扇，位于下方安装空间的风扇11为加压风扇。这样一来，通过设置三个水平支撑杆15并配合u型定位轴承16，可便于上下两个风扇11的安装，由此可分别作为进气风扇和加压风扇，两个风扇11相互配合，可起到抵消扭力的作用。
40.在本技术的实施例中，所述扇外圈111的外壁沿其周向可设有若干个第一叶片13，所述扇内圈112的内壁沿其周向设有若干个第二叶片14，第一叶片13与第二叶片14分别与所述环形涵道17的内、外壁的定子12构成上下相邻的位置关系，以在风扇11转动时通过第一叶片13和第二叶片14所形成的气流对两个定子12进行风冷散热。
41.这样一来，在风扇11高速转动时，其扇外圈111的第一叶片13和扇内圈112的第二叶片14可形成朝向对应的定子12方向的气流，进而通过该气流可带走以电机电磁铁芯为定子12的热量，实现风冷散热，减小温升效应，从而也可提高风扇11的工作性能，更为持久。
42.进一步的，在所述环形涵道17内壁上的定子12与所述扇内圈112之间以及在环形涵道17外壁上的定子12与所述扇外圈111之间均设有气隙，所述气隙的宽度为2-3mm。这样一来，可对定子12进行风冷散热的气流同时可通过该气隙流经定子12与扇外圈111和扇内圈112之间，进而可对两者之间的部位进行风冷散热，提高了散热的全面性，散热效果更佳，结构设计更为合理、实用。
43.在扇外圈111和扇内圈112的一种实施方式中，所述扇内圈112包括内圈骨架和设于内圈骨架外壁的第一磁性件115；所述扇外圈111包括外圈骨架和设于外圈骨架外壁的第二磁性件114。
44.这样一来，可使得内圈骨架和外圈骨架在对应的磁性件的作用下，可都能够作为定子12，以此能够在定子12和转子的配合下，使得风扇11得以转动。
45.具体的，所述第一磁性件115和所述第二磁性件114均为钕磁铁磁瓦。钕磁铁磁瓦沿其圈周向布置，组成2极-8极磁转子。
46.请参照图2所示，本技术的实施例还提供了一种飞行器，该飞行器2包括上述任一项技术方案的涵道风扇1。
47.该飞行器还包括机舱22和动力舱21，环形涵道17设置于机舱22和动力舱21之间，
机舱22和动力舱21之间设置水平支撑杆15。风扇11则设于环形涵道17内，扇内圈、扇外圈上下端被水平支撑杆15两端的u型定位轴承或法兰轴承构成的滑动轨道定位，风扇11在机舱22外壁的转子与动力舱21内壁的转子间做轨道反向环形运动，涵道风扇1作为飞行器2的动力装置，机舱22为筒状结构，且动力舱21为碟形结构机舱22位于飞行器2中心，其具有较大的空间，用于搭乘乘客或载物等。动力舱21设置在机舱22的外围环形区域中，用于存放发电机、油箱、动力电池组和传感器等。
48.这样一来，通过搭载上述的涵道风扇1，可使得飞行器2重量得到减轻，动力得到提高，动力机构运行更为稳定、可靠，使用寿命更长。
49.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种涵道风扇，包括环形涵道(17)和设于环形涵道(17)内的风扇(11)，其特征在于：所述风扇(11)包括适于作为转子的扇内圈(112)、适于作为转子的扇外圈(111)以及连接在扇内圈(112)与扇外圈(111)之间的若干扇叶(113)；所述环形涵道(17)的内壁和外壁分别设有一定子(12)，并通过两个定子(12)分别与风扇(11)的扇内圈(112)和扇外圈(111)配合，以驱使风扇(11)在环形涵道(17)内转动；在所述环形涵道(17)内设有滑动安装组件，滑动安装组件具有内圈滑动轨道和外圈滑动轨道，内圈滑动轨道和外圈滑动轨道分别与所述扇内圈(112)和所述扇外圈(111)滑动配合。2.根据权利要求1所述的一种涵道风扇，其特征在于：所述内圈滑动轨道包括上内圈滑动轨道和下内圈滑动轨道，所述外圈滑动轨道包括上外圈滑动轨道和下外圈滑动轨道；所述扇内圈(112)滑动配合在所述上内圈滑动轨道和所述下内圈滑动轨道之间，所述扇外圈(111)滑动配合在所述上外圈滑动轨道和所述下外圈滑动轨道之间。3.根据权利要求2所述的一种涵道风扇，其特征在于：所述滑动安装组件包括以所述环形涵道(17)的轴向呈对称分布的至少两组滑动安装部件，滑动安装部件包括至少两排呈上下布置且相互平行的水平支撑杆(15)，每个水平支撑杆(15)的两端分别连接有滑动配合件；在所述滑动安装组件上下相邻的两个滑动安装部件中，位于上方且位于水平支撑杆(15)内端的滑动配合件共同构成所述上内圈滑动轨道，位于上方且位于水平支撑杆(15)外端的滑动配合件共同构成所述上外圈滑动轨道，位于下方且位于水平支撑杆(15)外端的滑动配合件共同构成所述下外圈滑动轨道，位于下方且位于水平支撑杆(15)内端的滑动配合件共同构成所述下内圈滑动轨道。4.根据权利要求3所述的一种涵道风扇，其特征在于：所述滑动配合件为u型定位轴承(16)，u型定位轴承(16)与风扇(11)的扇内圈(112)或扇外圈(111)滑动配合。5.根据权利要求4所述的一种涵道风扇，其特征在于：所述水平支撑杆(15)设有三排且构成出两个呈上下布置的安装空间，每个安装空间设置一个风扇(11)，位于上方的安装空间内的风扇(11)为进气风扇，位于下方安装空间的风扇(11)为加压风扇。6.根据权利要求1-5任一项所述的一种涵道风扇，其特征在于：所述扇外圈(111)的外壁沿其周向设有若干个第一叶片(13)，所述扇内圈(112)的内壁沿其周向设有若干个第二叶片(14)，第一叶片(13)与第二叶片(14)分别与所述环形涵道(17)的内、外壁的定子(12)构成上下相邻的位置关系，以在风扇(11)转动时通过第一叶片(13)和第二叶片(14)所形成的气流对两个定子(12)进行风冷散热。7.根据权利要求6所述的一种涵道风扇，其特征在于：在所述环形涵道(17)内壁上的定子(12)与所述扇内圈(112)之间以及在环形涵道(17)外壁上的定子(12)与所述扇外圈(111)之间均设有气隙，所述气隙的宽度为2-3mm。8.根据权利要求1所述的一种涵道风扇，其特征在于：所述扇内圈(112)包括内圈骨架和设于内圈骨架外壁的第一磁性件(115)；所述扇外圈(111)包括外圈骨架和设于外圈骨架外壁的第二磁性件(114)。9.根据权利要求8所述的一种涵道风扇，其特征在于：所述第一磁性件(115)和所述第二磁性件(114)均为钕磁铁磁瓦。
10.一种飞行器，其特征在于：包括权利要求1-9任一项所述的一种涵道风扇。

技术总结

本发明属于飞行器技术领域，公开了一种涵道风扇及飞行器，其中涵道风扇包括环形涵道和设于环形涵道内的风扇，所述风扇包括适于作为转子的扇内圈、适于作为转子的扇外圈以及连接在扇内圈与扇外圈之间的若干扇叶；所述环形涵道的内壁和外壁分别设有一定子，并通过两个定子分别与风扇的扇内圈和扇外圈配合，以驱使风扇在环形涵道内转动；在所述环形涵道内设有滑动安装组件，滑动安装组件具有内圈滑动轨道和外圈滑动轨道。本发明将环形浆毂与电机转子合二为一，并通过内圈滑动轨道和外圈滑动轨道的转动配合下，可使得风扇在轨道内作环形轨道运动，高速旋转产生的离心力作用于扇叶中间，结构更稳定，强度更大，重量更轻，转速更高。转速更高。转速更高。