用于机舱空气压缩机的马达壳体的制作方法
【技术领域】
[0001]本文公开的主题一般涉及飞机环境控制，并且更具体地说，涉及用于飞机环境控制系统的机舱空气压缩机马达的马达壳体。
【背景技术】
[0002]在各种类型的飞机上使用环境控制系统(ECS)以用于若干目的，诸如用于飞机的冷却系统中。例如，ECS的部件可以用来从各个飞机润滑和电气系统移除热量和/或用于调节飞机机舱空气。机舱空气调节器包括用于外部源或来自冲压空气系统的一个或多个机舱空气压缩机(CAC)，所述机舱空气压缩机压缩进入所述系统的空气。压缩空气被输送至环境控制系统以使其达到所需温度并且输送至飞机机舱。在通过机舱之后，空气通常被排出至外部。CAC通常由风冷式电动马达驱动。电动马达包括马达定子和马达转子。如果马达定子必须从CAC组件移除，那么可能损坏马达壳体。适当设定尺寸以减少重量并且最小化或消除在定子的更换期间对马达壳体的损坏的马达壳体在本领域中更能接受。
【发明内容】
[0003]根据本发明的一个方面，用于机舱空气压缩机的马达壳体包括:中心体部分，其具有中心壁厚度和内空腔，所述内空腔被配置来接纳电动马达；第一端部，其具有第二内空腔，所述第二内空腔被配置来接纳定子的第一末端绕组；以及第二端部，其具有第三内空腔，所述第三内空腔被配置来接纳定子的第二末端绕组。所述第一端部或所述第二端部中任一个的壁厚与所述马达壁厚的比率至少大于1.68:1。
[0004]根据本发明的另一方面，机舱空气压缩机组件包括出口壳体，所述出口壳体连接至入口壳体；以及马达壳体，所述马达壳体连接至所述出口壳体。马达壳体包括:中心体部分，其具有中心壁厚度和内空腔，所述内空腔被配置来接纳电动马达；第一端部，其具有第二内空腔，所述第二内空腔被配置来接纳定子的第一末端绕组；以及第二端部，其具有第三内空腔，所述第三内空腔被配置来接纳定子的第二末端绕组。所述第一端部或所述第二端部中任一个的壁厚与所述马达壁厚的比率至少大于1.68:1。
[0005]本发明的其它方面、特征和技术将从以下结合附图进行的描述变得更加显而易见。
【附图说明】
[0006]在本说明书开始处的权利要求书中具体地指出并且明确地要求保护被视为本发明的主题。本发明的前述和其它特征以及优点根据结合附图的以下【具体实施方式】是显而易见的，其中相同的元件在若干图中被编为相同的编号:
图1是根据本发明的实施方案的机舱空气压缩机组件的局部截面图；
图2是根据本发明的实施方案的图1的机舱空气压缩机组件的马达壳体的截面图；以及图3是根据本发明的实施方案的图1的机舱空气压缩机组件的截面图。
【具体实施方式】
[0007]参考附图，图1是机舱空气压缩机(CAC)组件12的截面图，所述CAC组件可以用于飞机的环境控制系统100。CAC组件12压缩在压缩机入口 16处接纳的气流14。CAC组件12包括马达壳体10，所述马达壳体连接至出口壳体11和入口壳体13。马达壳体10被配置来接纳CAC转子18，所述CAC转子经由拉杆20和止推轴19可操作地连接至CAC组件12的压缩机转子32。止推轴19和拉杆20都沿轴线X对准。CAC转子18是电动马达并且包括转子22和定子24，所述转子和所述定子都沿轴线X对准。转子22可操作地连接至拉杆20，所述拉杆纵向延伸穿过转子22以用于使压缩机转子32旋转。定子24大体径向布置在转子22的外侧、马达壳体10内。而且，定子24包括从定子24的末端大体轴向延伸的多个定子末端绕组26。在一个实施方案中，压缩机转子32可操作地连接至拉杆20并且通过CAC马达18驱动以绕轴线X旋转。从动压缩机转子32压缩气流14以在压缩机出口 36处提供压缩气流34。CAC组件12也包括一个或多个止推轴承28和一个或多个轴颈轴承30以支撑转子22的旋转。为防止CAC马达18过热，经由CAC马达18的第一末端42处的马达冷却入口 40供应马达冷却流38。第一末端42直接与第二末端44相对，CAC组件12的出口壳体11布置在所述第二末端处。马达冷却流38在冷却流出口 46处退出。类似地，轴承冷却入口 48供应用于冷却轴承28、30的冷却流并且通过冷却流出口 46退出马达壳体10。
[0008]参考图2至图3，示出根据本发明的实施方案的CAC马达18 (参见图1)的马达壳体10的截面图。马达壳体10具有中心体部分50，所述中心体部分从第一末端42起始并且终止在第二末端44。第一末端42和第二末端44被配置来接纳相应空腔内的定子末端绕组
26(参见图1)。这样，在实施方案中，这些末端42、44配置有一个或多个壁厚，所述壁厚在直接邻近定子末端绕组26的位置处略大于常规转子壳体的壁厚，以便消除或最小化马达壳体10在电动马达18的更换期间的损坏，同时限制由附加壁厚引起的附加重量。将结合图2至图3描述这些实施方案。
[0009]如图所示，中心体部分50大体呈圆柱形并且具有中心壁厚度D1。中心体部分50具有空腔或孔52，所述空腔或孔沿轴线X对准并且纵向横过中心体部分50，横过的长度是纵向长度D3。空腔52具有内半径D2，所述内半径被设定尺寸以至少接纳CAC马达18的定子24 (参见图1)。在一个实施方案中，中心壁厚度Dl是约0.145英寸(0.368 cm)至约0.155 英寸(0.394 cm), D2 是约 2.565 英寸(6.515 cm)至约 2.605 英寸(6.617 cm)，以及D3 是约 3.820 英寸(9.703 cm)至约 3.860 英寸(9.804 cm)。
[0010]第一末端42大体呈管状并且包括大体上圆柱形的外壁54，所述外壁包含沿轴线X对准的空腔或孔58。空腔58与经由马达冷却入口 40供应的马达冷却流38流体连通。第一末端42也包括大体圆柱形的内壁56，所述内壁同心地布置在空腔58中。内壁54也包括空腔或孔60，所述空腔或孔横过内壁56的纵向长度并且沿轴线X对准。空腔60被配置来接纳共形地设定尺寸的止推轴承19 (参见图1)。另外，外壁54终止在具有壁厚D4和半径D5的大体上圆柱形的第二外壁62中，所述半径是从轴线X至外壁62的内表面的距离。在实施方案中，壁厚D4是约0.400英寸(1.016 cm)至约0.440英寸(1.118 cm)。在一个实施方案中，半径D5与外壁厚度D4的比率介于7.32与8.15之间。
[0011]第二末端44大体上呈圆锥形并且包括第一大体圆锥形外壁64、第二大体圆锥形外壁66、大体圆柱形外壁68以及正交凸缘部分70。第一大体圆锥形外壁64具有壁厚D6、斜