[发明专利]具有包括附接到风扇的转子环的电机的涡轮机

说明书

本发明涉及一种飞行器涡轮机，飞行器涡轮机包括风扇(12)和电机，风扇能够在壳体(40)内旋转，电机包括固定到风扇的转子(60)和固定到壳体(40)的定子(66)，其特征在于：电机的转子(60)包括能够在定子(66)内旋转的环(62)，环通过臂(70)连接到安装在风扇(12)的上游的锥体(71)。

技术领域

本发明涉及一种包括电机的飞行器涡轮机。

更具体地，本发明涉及一种包括风扇和电机的飞行器涡轮机，风扇能够在壳体内旋转，电机包括固定到风扇的转子以及附接到所述壳体的定子。

背景技术

用于给商用飞行器提供动力的传统涡轮喷气发动机通常是双本体或三本体涡轮喷气发动机，涡轮喷气发动机包括高压本体、低压本体，以及可能包括中压本体，高压本体包括高压压缩机和高压涡轮，低压本体包括低压压缩机和低压涡轮并驱动风扇，中压本体包括中压压缩机和中压涡轮，中压本体容纳在涡轮喷气发动机的机舱中。

由这种涡轮喷气发动机提供的动力通常用于确保飞行器的推进，还用于确保电流的产生，电流用于确保飞行器的各种机载功能，例如(以非穷举的方式)向飞行控制装置提供动力，机翼的防结冰，向舱室空调系统供能，向飞行控制装置提供动力，机翼的防结冰，向舱室空调系统供能，舱室照明，或向驾驶舱供能。

通常，涡轮喷气发动机包括齿轮箱或AGB(附件齿轮箱)以及用于起动涡轮机的起动器，齿轮箱或AGB布置在涡轮喷气发动机的外部，通过径向副轴机械连接到高压本体，且齿轮箱或AGB包括用于将涡轮喷气发动机发出的机械动力的一部分转换为电能的发电机。

当前的趋势是增加机载电气设备的比例，这被认为在飞行器的使用方面更灵活，例如用于驱动压缩机以用于确保飞行器舱室的增压。可以由涡轮喷气发动机提供的电能需求因此增加，且电能需求可以不再由传统的发电机提供，但不会导致涡轮喷气发动机的重量整体增加以及涡轮喷气发动机的整体性能劣化。

因此，对于可执行额外的发电机功能以提供额外电能的电机，的确感兴趣。可逆电机执行发电机的该功能，也执行起动器的功能，就这一点而言，这种机器提供明显的减重。

根据从国际申请WO-2007/036202获知的实施例，这种电机以可逆的方式操作，并因此结合了发电机和起动器的功能，可以布置在涡轮喷气发动机本身的内部，更准确地说，布置在高压本体中。

在该文献中，当涡轮喷气发动机起动时，首先将发电机用作电动机，设置成使高压本体旋转。然后，高压压缩机向燃烧室供应压缩空气，使得燃烧能够发生，且涡轮喷气发动机的高压阶段开始。然后，低压涡轮通过流出的主气流来旋转，从而驱动低压本体和风扇。然后起动涡轮喷气发动机，并切断通向电起动器的电力，电起动器停止作为高压压缩机的驱动马达来运行。

发电机在高压本体中的布置的主要优点在于：一方面，该发电机可用作起动涡轮喷气发动机的电动机，另一方面，发电机还可以用作发电机以向飞行器的其余部分供电。

这种电机代替了现有技术中先前已知的发电机和起动器，但不能提供任何显著的电能收益。

此外，这种布置存在将机械动力转换为电能的总效率差的缺点。实际上，当发电机从高压本体获取动力时提供给定电能所需的过量燃料消耗大于当发电机从低压本体获取动力时所需的过量燃料消耗。此外，发电机在高压本体中的布置引起了许多空间和可触及性问题。最后，从高压本体获取其动力的发电机的安装可能对涡轮喷气发动机造成可操作性问题，因为获取太多的机械动力可能导致高压(HP)压缩机喘振，特别是当发动机低速运转时。

此外，这种设计不允许完全的电辅助或由电机驱动风扇。