WO2023139859A1 - 電動推進器 - Google Patents
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- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
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- B64D15/02—De-icing or preventing icing on exterior surfaces of aircraft by ducted hot gas or liquid
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Definitions
- the present disclosure relates to electric propulsion devices.
- This application claims priority to Japanese Patent Application No. 2022-7844 filed in Japan on January 21, 2022, the content of which is incorporated herein.
- This electric propulsion device mainly includes a motor, a plurality of blades that are rotationally driven by the motor, and a duct that covers the blades from the outer peripheral side. Rotation of the blades generates propulsion, enabling the aircraft to fly.
- the present disclosure has been made to solve the above problems, and aims to provide an electric propulsor that can be operated more stably by suppressing icing.
- an electric propulsion device includes a hollow shaft extending along an axis and having a shaft flow path extending in the axial direction formed therein; a disk-shaped boss portion which is attached to one side of the hollow shaft in the axial direction and has a space formed therein and is centered on the axis; an electric motor having a rotor core provided on the outer peripheral surface of the hollow shaft, and a stator core covering the rotor core from the outer peripheral side; and a casing in which a housing space is formed that houses the electric motor and communicates with the shaft flow path.
- a suction port that communicates the outside of the casing with the housing space is formed in a portion of the casing between the blades and the electric motor. formed.
- an electric propulsion device that can be operated more stably by suppressing icing.
- FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of an electric propulsion device according to a first embodiment of the present disclosure
- FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II of FIG. 1
- FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line III-III of FIG. 1
- Fig. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of an electric propulsion device according to a second embodiment of the present disclosure
- Fig. 10 is a cross-sectional view showing a first modification of the electric propulsion device according to the second embodiment of the present disclosure
- FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI of FIG. 5;
- FIG. 4 is a cross-sectional view showing a second modification of the electric propulsion device according to the second embodiment of the present disclosure
- FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line VIII-VIII of FIG. 7
- FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of an electric propulsion device according to a third embodiment of the present disclosure
- FIG. 10 is a cross-sectional view showing the configuration of an electric propulsion device according to a fourth embodiment of the present disclosure
- FIG. 11 is a cross-sectional view showing the configuration of an electric propulsion device according to a fifth embodiment of the present disclosure
- FIG. 10 is a diagram showing a first modification of the outlet, which is a modification common to each embodiment of the present disclosure
- FIG. 10 is a diagram showing a second modified example of the outlet, which is a modified example common to each embodiment of the present disclosure.
- FIG. 10 is a diagram showing a third modification of the outlet, which is a modification common to each of the embodiments of the present disclosure;
- FIG. 10 is a diagram showing a fourth modification of the outlet, which is a modification common to each of the embodiments of the present disclosure;
- FIG. 10 is a diagram showing a first modification of the blade channel, which is a modification common to each embodiment of the present disclosure.
- FIG. 10 is a diagram showing a second modification of the blade channel, which is a modification common to each embodiment of the present disclosure.
- FIG. 10 is a diagram showing a third modification of the blade channel, which is a modification common to each embodiment of the present disclosure.
- FIG. 10 is a diagram showing a fourth modification of the blade channel, which is a modification common to each embodiment of the present disclosure.
- FIG. 1 (Configuration of electric propulsion device) An electric propulsion device 1 according to a first embodiment of the present disclosure will be described below with reference to FIGS. 1 to 3.
- FIG. The electric propulsion device 1 is used as a thrust source or a power source, for example, by being mounted on the body or wing of an electric aircraft.
- the electric propeller 1 includes a hollow shaft 10, a boss portion 20, a spinner 30, a plurality of blades 40, an electric motor 50, a casing 60, a fairing 70, and a bearing device 80.
- the hollow shaft 10 has a cylindrical shape extending along the axis O, and the space inside thereof forms a shaft flow path 11 .
- the shaft flow path 11 extends in the axis O direction.
- the hollow shaft 10 is rotatably supported around the axis O by a bearing device 80 which will be described later.
- the boss portion 20 is attached to one side of the hollow shaft 10 in the direction of the axis O. As shown in FIG. The boss portion 20 rotates integrally with the hollow shaft 10 .
- the boss portion 20 has a disc shape centered on the axis O.
- a space (boss portion flow path 21 ) is formed inside the boss portion 20 .
- the boss flow path 21 communicates with the shaft flow path 11 described above.
- a spinner 30 is attached to one side of the boss portion 20 in the direction of the axis O. As shown in FIG. The spinner 30 has a pointed shape extending toward one side in the axis O direction.
- a plurality of blades 40 are attached to the outer peripheral surface of the boss portion 20 .
- the plurality of blades 40 extend in the radial direction with respect to the axis O and are arranged at regular intervals in the circumferential direction.
- the blade 40 has an airfoil cross-sectional shape when viewed from the radial direction.
- the blades 40 When the hollow shaft 10 and the boss portion 20 rotate, the blades 40 generate an air flow from one side of the axis O to the other side. This air flow is used as the driving force of the electric propulsor 1 .
- a blade channel 41 is formed inside the blade 40 .
- the blade channel 41 is appropriately formed by spars and girders inside the blade 40 .
- the blade channel 41 extends from the radially inner end of the blade 40 to the outlet 42 provided at the radially outer end. More specifically, the blade channel 41 extends along the one side edge (front edge) in the direction of the axis O inside the blade 40 .
- the radially inner end of the blade channel 41 communicates with the boss channel 21 .
- the outlet 42 is open radially outward.
- the shape of the opening of the outlet 42 is appropriately selected from circular, rectangular, triangular, etc., depending on the design and specifications.
- the electric motor 50 has a rotor core 51 and a stator core 54 .
- the rotor core 51 is attached to the outer peripheral surface of the hollow shaft 10 .
- the rotor core 51 has a plurality of permanent magnets 52 and a spider 53 that supports them from the inner peripheral side.
- the stator core 54 covers the rotor core 51 from the outer peripheral side.
- the stator core 54 has multiple coils 55 .
- the stator core 54 is attached to the inner peripheral surface of the casing 60 .
- a current is supplied to the coil 55 of the stator core 54 , the electromagnetic force generated between the permanent magnet 52 and the coil 55 imparts rotational energy around the axis O to the rotor core 51 .
- the hollow shaft 10 is rotationally driven around the axis O. As shown in FIG.
- Casing 60 houses electric motor 50 described above. As shown in FIGS. 1 and 2, the casing 60 includes a front casing 61 located on one side in the direction of the axis O, a rear casing 62 located on the other side, a strut 65, a partition wall 67, a front inner cylinder 66, a strut 68, and a rear inner cylinder 69.
- Both the front casing 61 and the rear casing 62 are cylindrical with the axis O as the center.
- a space inside the front casing 61 and the rear casing 62 serves as a storage space 64 .
- the outer diameter dimension of the front casing 61 is set smaller than the inner diameter dimension of the rear casing 62 .
- an annular gap is formed between the outer peripheral surface of the front casing 61 and the inner peripheral surface of the rear casing 62 .
- This gap serves as a suction port 63 for taking in outside air into the accommodation space 64 .
- the suction port 63 is located between the electric motor 50 and the blades 40 in the direction of the axis O. As shown in FIG. Furthermore, the suction port 63 faces the blade 40 from the other side in the axis O direction. That is, part of the air pressure-fed by the blade 40 directly flows into the suction port 63 .
- a plurality of struts 65 are arranged in the suction port 63 .
- the strut 65 extends radially from the outer peripheral surface of the front casing 61 to the inner peripheral surface of the rear casing 62 .
- a plurality of columns 65 are arranged at intervals in the circumferential direction.
- an annular partition wall 67 is provided on the inner peripheral side of the front casing 61 .
- a front inner cylinder 66 is attached to the inner peripheral edge of the partition wall 67 .
- the front inner cylinder 66 has a cylindrical shape centered on the axis O.
- a bearing device 80 is attached to the inner peripheral side of the front inner cylinder 66 .
- this bearing device 80 includes a plurality (two) of journal bearings spaced apart in the axis O direction. Journal bearings support radial loads.
- a thrust bearing may be included as the bearing device 80 . The thrust bearing supports the load in the direction of the axis O.
- a plurality of struts 68 and a rear inner cylinder 69 are provided near the end of the rear casing 62 on the other side in the direction of the axis O (that is, the position on the other side in the direction of the axis O relative to the electric motor 50).
- the struts 68 extend radially and are circumferentially spaced apart.
- a rear inner cylinder 69 is attached to the end of the strut 68 on the inner peripheral side.
- the rear inner cylinder 69 has a cylindrical shape centered on the axis O. As shown in FIG.
- a bearing device 80 is attached to the inner peripheral surface of the rear inner cylinder 69 .
- This bearing device 80 is one journal bearing as an example.
- the journal bearing attached to the front inner cylinder 66 and the journal bearing attached to the rear inner cylinder 69 described above rotatably support the hollow shaft 10 .
- a rotary encoder for measuring the number of revolutions of the hollow shaft 10 may be attached to the rear inner cylinder 69 .
- fairing configuration An opening on the other side of the casing 60 in the direction of the axis O is covered with a fairing 70 .
- the fairing 70 has a conical shape centered on the axis O. As shown in FIG. That is, the diameter dimension of the fairing 70 gradually decreases from one side toward the other side in the direction of the axis O. As shown in FIG.
- the fairing 70 is provided to reduce stagnation and vortices that occur on the trailing side when the electric propulsor 1 is exposed to the air flow.
- the boss 20 attached to the hollow shaft 10 and the plurality of blades 40 rotate.
- the rotation of the blade 40 generates an air flow from one side in the direction of the axis O to the other side.
- the force due to this air flow is used as the driving force of the electric propulsor 1 .
- the electric propulsion device 1 when used in an aircraft, since it is operated at a high altitude, icing may occur on each part.
- the attached ice when ice adheres to the surface of the blade 40 , the attached ice changes the outer shape of the blade 40 .
- the flow of air along the blades 40 is obstructed, making it difficult to generate the required thrust.
- the electric propulsion device 1 adopts the configuration as described above.
- the electric propulsion device 1 advances in the direction of the axis O along with the rotation of the blade 40 , air is taken in from the suction port 63 toward the accommodation space 64 in the casing 60 .
- the components of the air pressure-fed by the blades 40 are taken into the suction port 63 along with the dynamic pressure.
- the air that has entered the accommodation space 64 from the air outlet 42 first contacts the electric motor 50 .
- the electric motor 50 generates heat due to internal resistance associated with rotational driving. Heat is exchanged between the air contacting the electric motor 50 and the electric motor 50, and the air is heated. On the one hand, the electric motor 50 is cooled by air. The heated air flows into the fairing 70 through the gaps between the struts 68 mentioned above.
- the air that has flowed into the fairing 70 then flows through the shaft flow path 11 into the boss flow path 21 .
- the air that has flowed into the boss channel 21 is distributed to the blade channels 41 of each blade 40 .
- the blade channel 41 extends inside the blade 40 along the leading edge as described above.
- the outer diameter dimension of the front casing 61 is set smaller than the inner diameter dimension of the rear casing 62, thereby forming the suction port 63 facing one side in the direction of the axis O.
- the aspect of the suction port 63 is not limited to the above.
- the electric propulsion device 101 further includes a heater device 90 .
- the heater device 90 has a support 91 and a heater member 92 .
- the support 91 is fixed to the rear inner cylinder 69 .
- the support 91 is inserted into the hollow shaft 10 from the other side in the direction of the axis O.
- the support 91 has a cylindrical shape centered on the axis O.
- the outer diameter dimension of the support 91 is set smaller than the inner diameter dimension of the hollow shaft 10 .
- the support 91 extends to a position corresponding to the other end of the electric motor 50 in the direction of the axis O. As shown in FIG.
- a heater member 92 is attached to the inner peripheral surface of the support 91 .
- the heater member 92 generates heat by being supplied with power from the outside.
- a ceramic heater, a heating wire, or the like is preferably used as the heater member 92 .
- the air flowing through the shaft flow path 11 can be heated by the heater member 92 .
- the temperature of the air flowing from the shaft flow path 11 to the blade flow path 41 via the boss flow path 21 is further increased.
- a higher anti-icing effect and de-icing effect of the blade 40 can be obtained.
- the heater member 92 since the heater member 92 is attached to the inner peripheral surface of the cylindrical support 91, a large surface area of the heater member 92 can be secured. In other words, as long as it does not come into contact with the inner peripheral surface of the hollow shaft 10, the outer diameter of the support 91 can be maximized. Therefore, the surface area of the heater member 92 can be increased. Thereby, the heating of the air by the heater member 92 can be further promoted. As a result, the temperature of the air supplied to the blade passages 41 is further increased, making it possible to further improve the anti-icing effect and the de-icing effect.
- the heater member 92 does not overlap the electric motor 50 in the direction of the axis O, so that heat transfer to the electric motor 50 by the heater member 92 can be minimized. Thereby, the electric motor 50 can be driven more efficiently. As a result, it is possible to further improve the efficiency of the electric propulsion device 1 as a whole.
- the example in which the heater member 92 is attached to the inner peripheral surface of the tubular support 91 has been described.
- a support 91 is attached to the inner peripheral side end of a plurality of support members 165 extending radially inward from the rear inner cylinder 69 .
- the support members 165 are arranged at intervals in the circumferential direction. Air contacts the heater member 92 through the gap between the support members 165 . Also with this configuration, a large surface area of the heater member 92 can be ensured.
- the support 91 is not limited to a cylindrical shape, and may be rod-shaped extending in the direction of the axis O as shown in FIGS.
- a heater member 92 is attached to the outer peripheral surface of the support 91 .
- the support 91 is rod-shaped and the heater member 92 is attached to the outer peripheral surface thereof, the cross-sectional area occupied by the support 91 and the heater member 92 can be kept small with respect to the cross-sectional area of the shaft flow path 11. Thereby, the pressure loss of the air in the shaft flow path 11 can be reduced. As a result, the flow of air toward the blade passages 41 is smoothed, and the anti-icing effect and de-icing effect can be further enhanced.
- symbol is attached
- the configuration of the heater device 290 is different from that of the second embodiment.
- the heater device 290 has a support 291 and a heater member 292 .
- the support 291 has a cylindrical shape centered on the axis O, and the heater member 292 is attached to the inner peripheral surface of the support 291 .
- the support 291 and the heater member 292 extend from the other end of the hollow shaft 10 in the direction of the axis O to the interior of the boss 20 (boss flow path 21).
- the heater device 290 is provided over the entire extension length of the shaft flow path 11 .
- the electric propulsor 301 according to this embodiment further includes a centrifugal fan 322 provided inside the boss portion 20 in addition to the configuration described in the second embodiment.
- the centrifugal fan 322 is fixed to a surface inside the boss portion 20 facing the other side in the direction of the axis O. That is, the centrifugal fan 322 rotates together with the boss portion 20 .
- the centrifugal fan 322 has a disk-shaped disk centered on the axis O, and blades extending radially on the surface of the disk and arranged at intervals in the circumferential direction.
- the pressure of the air flowing through the shaft flow path 11 can be increased while changing the flow toward the outside in the radial direction.
- the flow velocity and flow rate of the air toward the blade passages 41 are increased.
- the anti-icing effect and de-icing effect of the blade 40 can be further improved.
- the fourth embodiment of the present disclosure has been described above. Various changes and modifications can be made to the above configuration without departing from the gist of the present disclosure.
- the heater device 90 and the centrifugal fan 322 are provided together has been described.
- the heater device 90 can adopt the configurations described in the modified examples of the second embodiment and the third embodiment.
- the electric propeller 401 according to this embodiment further includes an axial fan 422 provided on the inner peripheral surface of the hollow shaft 10 in addition to the configuration described in the second embodiment.
- the axial fan 422 has a plurality of blades radially extending from the inner peripheral surface of the hollow shaft 10 and arranged at intervals in the circumferential direction. When the hollow shaft 10 rotates, the axial fan 422 pumps air from the other side toward the one side in the direction of the axis O. As shown in FIG.
- the rotation of the axial fan 422 can increase the pressure of the air flowing through the shaft flow path 11 .
- the anti-icing effect and de-icing effect of the blade 40 can be further improved.
- the fifth embodiment of the present disclosure has been described above. Various changes and modifications can be made to the above configuration without departing from the gist of the present disclosure.
- the heater device 90 and the axial fan 422 are installed together has been described.
- the heater device 90 can adopt the configurations described in the modified examples of the second embodiment and the third embodiment.
- the opening direction of the blowout port 42 may be set so as to blow air from the end of the blade 40 toward the trailing edge side.
- the air may be blown in the direction of the cords of the blade 40 as indicated by the solid line arrows in FIG. 12, or may be blown obliquely to the cord direction as indicated by the broken line arrows.
- the outlet 142 may be formed on the blade surface of the blade 40 .
- a blowout port 242 may be formed at the edge of the blade 40 on the trailing edge side.
- the blowout port 342 may be open to blow air along the wing tip of the blade 40, or may be opened to blow air slightly away from the wing tip, as shown by the broken line arrow.
- the blade flow path 41 can adopt each configuration shown in FIGS. 16 to 19.
- the opening 44 is formed in the girders 43 on the leading edge side. Air flows into the blade passage 41 on the leading edge side through the opening 44 .
- a plurality of openings 44 may be formed.
- the electric propulsion device 1 includes a hollow shaft 10 extending along an axis O and having a shaft flow path 11 formed therein extending in the direction of the axis O; a disk-shaped boss portion 20 which is attached to one side of the hollow shaft 10 in the direction of the axis O and has a space formed therein and is centered on the axis O; a rotor core 51 provided on the outer peripheral surface of the hollow shaft 10; and a stator core 54 covering the rotor core 51 from the outer peripheral side.
- a suction port 63 is formed to communicate with the accommodation space 64, and an air outlet 42 is formed in a region including the radially outer end of the blade 40 to communicate the blade passage 41 with the outside.
- the electric propeller 1 according to the second aspect is the electric propeller 1 of (1), in which the suction port 63 opens toward one side in the direction of the axis O so as to face the blade 40 .
- the electric propulsion device 1 is the electric propulsion device 1 of (1) or (2), further comprising a support 91 supported by the casing 60 and inserted into the shaft flow path 11, and a heater member 92 provided on the support 91.
- the air flowing through the shaft flow path 11 can be heated by the heater member 92 . This makes it possible to obtain a higher anti-icing effect.
- the electric propulsion device 1 according to the fourth aspect is the electric propulsion device 1 of (3), wherein the support 91 has a cylindrical shape centered on the axis O, and the heater member 92 is attached to the inner peripheral surface of the support 91.
- the heater member 92 is attached to the inner peripheral surface of the cylindrical support 91, a large surface area of the heater member 92 can be secured.
- the electric propulsion device 1 is the electric propulsion device 1 of (3) or (4), wherein the support 91 has a cylindrical shape centered on the axis O, and the heater member 92 is attached to the outer peripheral surface of the support 91.
- the heater member 92 is attached to the outer peripheral surface of the tubular support 91, a larger surface area of the heater member 92 can be secured.
- the electric propulsion device 1 according to the sixth aspect is the electric propulsion device 1 of (3), wherein the support 91 is rod-shaped centering on the axis O, and the heater member 92 is attached to the outer peripheral surface of the support 91.
- the support 91 is rod-shaped and the heater member 92 is attached to its outer peripheral surface, so that the cross-sectional areas of the support 91 and the heater member 92 in the shaft flow path 11 can be kept small. Thereby, the pressure loss of the air in the shaft flow path 11 can be reduced.
- the electric propulsion device 1 according to a seventh aspect is the electric propulsion device 1 according to any one of aspects (3) to (6), in which the support 91 and the heater member 92 extend from the end of the hollow shaft 10 on the other side in the direction of the axis O to the space of the boss portion 20.
- the heater member 92 extends to the space inside the boss portion 20, it is possible to heat the air in the shaft flow path 11 to a higher temperature. Thereby, a higher anti-icing effect can be obtained.
- the electric propulsion device 1 according to the eighth aspect is the electric propulsion device 1 according to any one aspect of (1) to (7), and further includes a centrifugal fan 322 fixed to a surface facing the other side in the direction of the axis O inside the boss portion 20 and rotating integrally with the boss portion 20.
- the electric propulsion device 1 according to the ninth aspect is the electric propulsion device 1 according to any one aspect (1) to (8), further comprising an axial fan 422 provided on the inner surface of the shaft flow path 11.
- the rotation of the axial fan 422 can increase the flow velocity and flow rate of the air toward the blade passages 41 . Thereby, the anti-icing effect can be further improved.
- an electric propulsion device that can be operated more stably by suppressing icing.
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Abstract
電動推進器は、軸線方向に延びるシャフト流路が形成された中空シャフトと、内部に空間が形成されたボス部と、内部にボス部の空間と連通するブレード流路が形成された複数のブレードと、電動機と、シャフト流路に連通する収容空間が内部に形成されたケーシングと、を備え、ケーシングにおけるブレードと電動機との間の部分には、ケーシングの外部と収容空間とを連通する吸込口が形成され、ブレードの径方向外側の端部を含む領域には、ブレード流路と外部とを連通する吹出口が形成されている。
Description
本開示は、電動推進器に関する。
本願は、2022年1月21日に日本に出願された特願2022-7844号について優先権を主張し、その内容をここに援用する。
本願は、2022年1月21日に日本に出願された特願2022-7844号について優先権を主張し、その内容をここに援用する。
近年、電動推進器を用いた航空機の実用化に向けて研究開発が進められている。電動推進器の一例として、下記特許文献1に記載されたものが知られている。この電動推進器は、モータと、モータによって回転駆動される複数のブレードと、これらブレードを外周側から覆うダクトと、を主に備えている。ブレードが回転することによって推進力が発生し、航空機の飛行が可能になるとされている。
ところで、電動推進器を航空機に用いる場合、高高度で運用されることから、各部へ着氷が生じることがある。特に、ブレードの表面に着氷した場合、必要とされる推進力を発生させることが難しくなってしまう。上記特許文献1に係る装置では、このようなブレードへの着氷に対する対策が講じられていない。このため、電動推進器の安定的な運用に影響を及ぼす虞がある。
本開示は上記課題を解決するためになされたものであって、着氷が抑制されることでより安定的に運用することが可能な電動推進器を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本開示に係る電動推進器は、軸線に沿って延びるとともに、内部に前記軸線方向に延びるシャフト流路が形成された中空シャフトと、該中空シャフトの前記軸線方向一方側に取り付けられ、内部に空間が形成されるとともに前記軸線を中心とする円盤状のボス部と、該ボス部の外周面から径方向に延びるとともに周方向に間隔をあけて配列され、内部に前記ボス部の前記空間と連通するブレード流路が形成された複数のブレードと、前記中空シャフトの外周面に設けられたロータコア、及び該ロータコアを外周側から覆うステータコアを有する電動機と、前記電動機を収容するとともに前記シャフト流路に連通する収容空間が内部に形成されたケーシングと、を備え、前記ケーシングにおける前記ブレードと前記電動機との間の部分には、前記ケーシングの外部と前記収容空間とを連通する吸込口が形成され、前記ブレードの径方向外側の端部を含む領域には、前記ブレード流路と外部とを連通する吹出口が形成されている。
本開示によれば、着氷が抑制されることでより安定的に運用することが可能な電動推進器を提供することができる。
[第一実施形態]
(電動推進器の構成)
以下、本開示の第一実施形態に係る電動推進器1について、図1から図3を参照して説明する。電動推進器1は、例えば電動航空機の機体や翼に搭載されることで、推力源や動力源として用いられる。
(電動推進器の構成)
以下、本開示の第一実施形態に係る電動推進器1について、図1から図3を参照して説明する。電動推進器1は、例えば電動航空機の機体や翼に搭載されることで、推力源や動力源として用いられる。
図1に示すように、電動推進器1は、中空シャフト10と、ボス部20と、スピナー30と、複数のブレード40と、電動機50と、ケーシング60と、フェアリング70と、軸受装置80と、を備えている。
(中空シャフトの構成)
中空シャフト10は、軸線Oに沿って延びる円筒状をなし、その内部の空間はシャフト流路11を形成している。シャフト流路11は、軸線O方向に延びている。中空シャフト10は、後述する軸受装置80によって軸線O回りに回転可能に支持されている。
中空シャフト10は、軸線Oに沿って延びる円筒状をなし、その内部の空間はシャフト流路11を形成している。シャフト流路11は、軸線O方向に延びている。中空シャフト10は、後述する軸受装置80によって軸線O回りに回転可能に支持されている。
(ボス部の構成)
ボス部20は、中空シャフト10の軸線O方向一方側に取り付けられている。ボス部20は、中空シャフト10と一体となって回転する。ボス部20は、軸線Oを中心とする円盤状をなしている。ボス部20の内部には空間(ボス部流路21)が形成されている。このボス部流路21は、上記のシャフト流路11と連通している。ボス部20の軸線O方向一方側にはスピナー30が取り付けられている。スピナー30は軸線O方向一方側に向かって延びる尖頭状をなしている。
ボス部20は、中空シャフト10の軸線O方向一方側に取り付けられている。ボス部20は、中空シャフト10と一体となって回転する。ボス部20は、軸線Oを中心とする円盤状をなしている。ボス部20の内部には空間(ボス部流路21)が形成されている。このボス部流路21は、上記のシャフト流路11と連通している。ボス部20の軸線O方向一方側にはスピナー30が取り付けられている。スピナー30は軸線O方向一方側に向かって延びる尖頭状をなしている。
(ブレードの構成)
ボス部20の外周面には、複数のブレード40が取り付けられている。これら複数のブレード40は、軸線Oに対する径方向に延びるとともに、周方向に等間隔に配列されている。ブレード40は、径方向から見て翼型の断面形状を有する。中空シャフト10、及びボス部20が回転すると、ブレード40によって軸線O方向一方側から他方側に向かって空気の流れが発生する。この空気の流れが電動推進器1の推進力として利用される。
ボス部20の外周面には、複数のブレード40が取り付けられている。これら複数のブレード40は、軸線Oに対する径方向に延びるとともに、周方向に等間隔に配列されている。ブレード40は、径方向から見て翼型の断面形状を有する。中空シャフト10、及びボス部20が回転すると、ブレード40によって軸線O方向一方側から他方側に向かって空気の流れが発生する。この空気の流れが電動推進器1の推進力として利用される。
ブレード40の内部には、ブレード流路41が形成されている。ブレード流路41は、ブレード40内部のスパーや桁によって適宜形成されている。ブレード流路41は、ブレード40の径方向内側の端部から、径方向外側の端部に設けられた吹出口42まで延びている。より具体的には、ブレード流路41は、ブレード40の内側で、軸線O方向一方側の端縁(前縁)に沿って延びている。なお、ブレード流路41の径方向内側の端部は、ボス部流路21と連通している。また、吹出口42は径方向外側に向かって開口している。吹出口42の開口形状は、円形や矩形、三角形等のうち、設計や仕様に応じて適宜選択された形状が用いられる。
(電動機の構成)
電動機50は、ロータコア51と、ステータコア54と、を有している。ロータコア51は、中空シャフト10の外周面に取り付けられている。ロータコア51は、複数の永久磁石52と、これらを内周側から支持するスパイダー53と、を有する。ステータコア54は、ロータコア51を外周側から覆っている。ステータコア54は、複数のコイル55を有する。
電動機50は、ロータコア51と、ステータコア54と、を有している。ロータコア51は、中空シャフト10の外周面に取り付けられている。ロータコア51は、複数の永久磁石52と、これらを内周側から支持するスパイダー53と、を有する。ステータコア54は、ロータコア51を外周側から覆っている。ステータコア54は、複数のコイル55を有する。
ステータコア54は、ケーシング60の内周面に取り付けられている。ステータコア54のコイル55に電流が供給されると、永久磁石52とコイル55との間で生じる電磁力によってロータコア51に軸線O回りの回転エネルギーが与えられる。これにより、中空シャフト10が軸線O回りに回転駆動される。
(ケーシングの構成)
ケーシング60は、上述の電動機50を収容している。図1及び図2に示すように、ケーシング60は、軸線O方向一方側に位置する前部ケーシング61と、他方側に位置する後部ケーシング62と、支柱65と、隔壁67と、前部内筒66と、ストラット68と、後部内筒69と、を有する。
ケーシング60は、上述の電動機50を収容している。図1及び図2に示すように、ケーシング60は、軸線O方向一方側に位置する前部ケーシング61と、他方側に位置する後部ケーシング62と、支柱65と、隔壁67と、前部内筒66と、ストラット68と、後部内筒69と、を有する。
前部ケーシング61、及び後部ケーシング62はともに軸線Oを中心とする円筒状をなしている。前部ケーシング61、及び後部ケーシング62の内側の空間は、収容空間64とされている。
前部ケーシング61の外径寸法は、後部ケーシング62の内径寸法よりも小さく設定されている。これにより、前部ケーシング61の外周面と、後部ケーシング62の内周面との間には、円環状の隙間が形成されている。この隙間は、外部の空気を収容空間64内に取り込むための吸込口63とされている。吸込口63は、軸線O方向において電動機50とブレード40との間に位置している。さらに、吸込口63は軸線O方向他方側からブレード40に対向している。つまり、ブレード40が圧送する空気の一部は、吸込口63に直接流入するようになっている。
図2に示すように、吸込口63には、複数の支柱65が配置されている。支柱65は、前部ケーシング61の外周面と後部ケーシング62の内周面とにかけて径方向に延びている。支柱65は、周方向に間隔をあけて複数配列されている。
図1に示すように、前部ケーシング61の内周側には、円環状をなす隔壁67が設けられている。隔壁67の内周側の端縁には、前部内筒66が取り付けられている。前部内筒66は、軸線Oを中心とする円筒状をなしている。前部内筒66の内周側には、軸受装置80が取り付けられている。一例として、この軸受装置80は、軸線O方向に間隔をあけて配置された複数(2つ)のジャーナル軸受を含む。ジャーナル軸受は径方向の荷重を支持する。なお、軸受装置80としてスラスト軸受が含まれていてもよい。スラスト軸受は軸線O方向の荷重を支持する。
さらに、後部ケーシング62の軸線O方向他方側の端部付近(つまり、電動機50よりも軸線O方向他方側の位置)には、複数のストラット68と、後部内筒69と、が設けられている。図3に示すように、ストラット68は径方向に延びるとともに、周方向に間隔をあけて複数配列されている。ストラット68の内周側の端部には後部内筒69が取り付けられている。後部内筒69は軸線Oを中心とする円筒状をなしている。
図1に示すように、後部内筒69の内周面には、軸受装置80が取り付けられている。この軸受装置80は、一例として1つのジャーナル軸受である。上述した前部内筒66に取り付けられたジャーナル軸受と、後部内筒69に取り付けられたジャーナル軸受によって中空シャフト10が回転可能に支持されている。なお、後部内筒69には、中空シャフト10の回転数を計測するためのロータリエンコーダが取り付けられていてもよい。
(フェアリングの構成)
ケーシング60の軸線O方向他方側の開口は、フェアリング70によって覆われている。フェアリング70は、軸線Oを中心とする円錐状をなしている。つまり、軸線O方向一方側から他方側に向かうに従って、フェアリング70の径寸法は次第に減少している。フェアリング70は、電動推進器1が空気の流れに曝されている際に、後流側に生じる淀みや渦を低減するために設けられている。
ケーシング60の軸線O方向他方側の開口は、フェアリング70によって覆われている。フェアリング70は、軸線Oを中心とする円錐状をなしている。つまり、軸線O方向一方側から他方側に向かうに従って、フェアリング70の径寸法は次第に減少している。フェアリング70は、電動推進器1が空気の流れに曝されている際に、後流側に生じる淀みや渦を低減するために設けられている。
(作用効果)
続いて、図1を参照して、電動推進器1の動作について説明する。電動推進器1を運転するに当たっては、まず電動機50に電力を供給する。電動機50に電力が供給されると、ロータコア51とステータコア54との間で生じる電磁力によって、ロータコア51側に回転力が与えられる。これにより、ロータコア51と一体となって中空シャフト10が軸線O回りに回転する。
続いて、図1を参照して、電動推進器1の動作について説明する。電動推進器1を運転するに当たっては、まず電動機50に電力を供給する。電動機50に電力が供給されると、ロータコア51とステータコア54との間で生じる電磁力によって、ロータコア51側に回転力が与えられる。これにより、ロータコア51と一体となって中空シャフト10が軸線O回りに回転する。
中空シャフト10が回転することで、当該中空シャフト10に取り付けられたボス部20、及び複数のブレード40が回転する。ブレード40が回転することによって、軸線O方向一方側から他方側に向かう空気の流れが発生する。この空気の流れによる力が、電動推進器1の推進力として用いられる。
ここで、電動推進器1を航空機に用いる場合、高高度で運用されることから、各部へ着氷が生じることがある。特に、ブレード40の表面に着氷した場合、付着した氷によって当該ブレード40の外形が変化してしまう。その結果、ブレード40に沿う空気の流れが阻害されて、必要とされる推進力を発生させることが難しくなってしまう。
そこで、本実施形態に係る電動推進器1は上述のような構成を採っている。ブレード40の回転に伴って、電動推進器1が軸線O方向一方側に進行すると、吸込口63からケーシング60内の収容空間64に向かって空気が取り込まれる。また、ブレード40によって圧送された空気の成分も動圧に伴って吸込口63に取り込まれる。
さらに、ブレード40の高速回転に伴って、ブレード40の端部に設けられた吹出口42の周囲では静圧が低くなる。つまり、吹出口42の圧力が低くなることで、圧力が相対的に高い吸込口63から順に、収容空間64、フェアリング70の内部、シャフト流路11、ボス部流路21、ブレード流路41を経て吹出口42に向かう空気の流れが形成される(図1中の矢印)。
吹出口42から収容空間64内に進入した空気は、まず電動機50に接触する。電動機50は、回転駆動に伴う内部抵抗によって発熱している。電動機50に接触した空気と電動機50との間で熱交換が行われ、空気は加熱される。一方で、電動機50は空気によって冷却される。加熱された空気は、上述したストラット68同士の間の隙間を通じてフェアリング70内に流れ込む。
フェアリング70に流れ込んだ空気は、次いでシャフト流路11を経てボス部流路21に流入する。ボス部流路21に流入した空気は、各ブレード40のブレード流路41に分配される。ブレード流路41は上述のように、ブレード40の内側で前縁に沿って延びている。これにより、上記のように電動機50から受熱して高温となって空気が前縁を内側から加熱することになる。その結果、前縁に付着していた氷の温度が上昇して溶融する。また、着氷が未然に防止される。
このように、ブレード40の回転に伴って、吸込口63、収容空間64、シャフト流路11を通じて、ブレード流路41に空気が流れ込む。収容空間64で電動機50から受熱するため、ブレード流路41には高温の空気が流れ込む。これにより、ブレード40の防氷と、電動機50の冷却とを両立させることができる。
さらに、上記構成によれば、吸込口63が軸線O方向他方側からブレード40に対向していることから、当該ブレード40によって圧送された空気の動圧によって吸込口63に空気が押し込まれる。これにより、吹出口42周囲の負圧のみに依存して空気の流れを形成する場合に比べて、より多くの空気を吸込口63から取り込むことができる。その結果、電動機50により多くの空気が触れることで冷却効果をさらに高めることができる。同時に、より多くの加熱された空気がブレード流路41に流れ込むことから、当該ブレード40の防氷効果をさらに高めることが可能となる。
以上、本開示の第一実施形態について説明した。なお、本開示の要旨を逸脱しない限りにおいて、上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。例えば、上記第一実施形態では、前部ケーシング61の外径寸法が後部ケーシング62の内径寸法よりも小さく設定されることで軸線O方向一方側を向く吸込口63が形成されている例について説明した。しかしながら、吸込口63の態様は上記に限定されない。前部ケーシング61と後部ケーシング62とを同一の径で形成し、軸線O方向に隙間をあけることで、径方向に開口する吸込口63を形成することも可能である。
[第二実施形態]
次に、本開示の第二実施形態について、図4を参照して説明する。なお、上記第一実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図4に示すように、本実施形態に係る電動推進器101は、ヒータ装置90をさらに備えている。
次に、本開示の第二実施形態について、図4を参照して説明する。なお、上記第一実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図4に示すように、本実施形態に係る電動推進器101は、ヒータ装置90をさらに備えている。
ヒータ装置90は、支持体91と、ヒータ部材92と、を有している。支持体91は、後部内筒69に固定されている。支持体91は、中空シャフト10の内部に軸線O方向他方側から挿入されている。支持体91は軸線Oを中心とする円筒状をなしている。支持体91の外径寸法は、中空シャフト10の内径寸法よりも小さく設定されている。また、支持体91は、軸線O方向において電動機50の他方側の端部に対応する位置まで延びている。
支持体91の内周面にはヒータ部材92が取り付けられている。ヒータ部材92は、外部からの電力供給により発熱する。ヒータ部材92として具体的にはセラミックヒータや電熱線等が好適に用いられる。
(作用効果)
上記構成によれば、シャフト流路11を流通する空気を、ヒータ部材92によって加熱することができる。これにより、当該シャフト流路11からボス部流路21を経てブレード流路41に向かう空気の温度がさらに上昇する。その結果、さらに高いブレード40の防氷効果、除氷効果を得ることが可能となる。
上記構成によれば、シャフト流路11を流通する空気を、ヒータ部材92によって加熱することができる。これにより、当該シャフト流路11からボス部流路21を経てブレード流路41に向かう空気の温度がさらに上昇する。その結果、さらに高いブレード40の防氷効果、除氷効果を得ることが可能となる。
さらに、上記構成によれば、筒状をなす支持体91の内周面にヒータ部材92が取り付けられていることから、ヒータ部材92の表面積を大きく確保することができる。言い換えると、中空シャフト10の内周面に接触しない限りにおいて、支持体91の外径寸法を最大限に大きく確保することができる。したがって、ヒータ部材92の表面積を大きくすることができる。これにより、当該ヒータ部材92による空気の加熱をさらに促進することができる。その結果、ブレード流路41に供給される空気の温度がさらに高くなり、防氷効果、及び除氷効果をさらに向上させることが可能となる。
また、上記構成によれば、ヒータ部材92が、軸線O方向において電動機50と重複していないことから、当該ヒータ部材92による電動機50への熱の移動を最小限に抑えることもできる。これにより、電動機50をさらに効率的に駆動することができる。その結果、電動推進器1全体としての効率をさらに向上させることが可能となる。
以上、本開示の第二実施形態について説明した。なお、本開示の要旨を逸脱しない限りにおいて、上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。
例えば、上記第二実施形態では、筒状の支持体91の内周面にヒータ部材92が取り付けられている例について説明した。しかしながら、図5と図6に示すように、支持体91の外周面にヒータ部材92を取り付けることも可能である。この場合、図6に示すように、後部内筒69から径方向内側に向かって延びる複数の支持部材165の内周側の端部に支持体91が取り付けられる。支持部材165は周方向に間隔をあけて配列されている。支持部材165同士の間の隙間を通じて、ヒータ部材92に空気が接触する。この構成によっても、ヒータ部材92の表面積を大きく確保することができる。
さらに、支持体91は円筒状に限定されず、図7と図8に示すように軸線O方向に延びる棒状であってもよい。ヒータ部材92はこの支持体91の外周面に取り付けられている。この構成によれば、支持体91が棒状をなし、ヒータ部材92がその外周面に取り付けられていることから、シャフト流路11の流路断面積に対して、これら支持体91、及びヒータ部材92が占める断面積を小さく抑えることができる。これにより、シャフト流路11中の空気の圧力損失を低減することができる。その結果、ブレード流路41に向かう空気の流れが円滑化され、防氷効果、除氷効果をさらに高めることが可能となる。
[第三実施形態]
続いて、本開示の第三実施形態について、図9を参照して説明する。なお、上記各実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図9に示すように、本実施形態に係る電動推進器201では、ヒータ装置290の構成が上記第二実施形態とは異なっている。ヒータ装置290は、支持体291と、ヒータ部材292と、を有する。支持体291は軸線Oを中心とする円筒状をなし、ヒータ部材292は支持体291の内周面に取り付けられている。さらに、支持体291、及びヒータ部材292は、中空シャフト10の軸線O方向他方側の端部から、ボス部20の内部(ボス部流路21)まで延びている。言い換えると、シャフト流路11の延在長さの全域にわたってヒータ装置290が設けられている。
続いて、本開示の第三実施形態について、図9を参照して説明する。なお、上記各実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図9に示すように、本実施形態に係る電動推進器201では、ヒータ装置290の構成が上記第二実施形態とは異なっている。ヒータ装置290は、支持体291と、ヒータ部材292と、を有する。支持体291は軸線Oを中心とする円筒状をなし、ヒータ部材292は支持体291の内周面に取り付けられている。さらに、支持体291、及びヒータ部材292は、中空シャフト10の軸線O方向他方側の端部から、ボス部20の内部(ボス部流路21)まで延びている。言い換えると、シャフト流路11の延在長さの全域にわたってヒータ装置290が設けられている。
(作用効果)
上記構成によれば、ヒータ装置290がボス部20の内部の空間まで延びていることから、シャフト流路11中の空気がより長い時間にわたってヒータ装置290の熱に曝されることになる。これにより、当該空気をより高い温度まで加熱することが可能となる。その結果、ブレード流路41に向かう空気の温度をより高い状態で維持できるため、ブレード40におけるさらに高い防氷効果と除氷効果を得ることができる。
上記構成によれば、ヒータ装置290がボス部20の内部の空間まで延びていることから、シャフト流路11中の空気がより長い時間にわたってヒータ装置290の熱に曝されることになる。これにより、当該空気をより高い温度まで加熱することが可能となる。その結果、ブレード流路41に向かう空気の温度をより高い状態で維持できるため、ブレード40におけるさらに高い防氷効果と除氷効果を得ることができる。
以上、本開示の第三実施形態について説明した。なお、本開示の要旨を逸脱しない限りにおいて、上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。例えば、ヒータ装置290の外周面と、中空シャフト10の内周面との間に他の軸受を設けることも可能である。これにより、長尺のヒータ装置290を中空シャフト10の内部でより安定的に支持することが可能となる。
[第四実施形態]
次いで、本開示の第四実施形態について、図10を参照して説明する。なお、上記の各実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図10に示すように、本実施形態に係る電動推進器301は、第二実施形態で説明した構成に加えて、ボス部20の内部に設けられた遠心ファン322をさらに備えている。
次いで、本開示の第四実施形態について、図10を参照して説明する。なお、上記の各実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図10に示すように、本実施形態に係る電動推進器301は、第二実施形態で説明した構成に加えて、ボス部20の内部に設けられた遠心ファン322をさらに備えている。
遠心ファン322は、ボス部20の内部における軸線O方向他方側を向く面に固定されている。つまり、遠心ファン322はボス部20とともに一体に回転する。詳しくは図示しないが、遠心ファン322は、軸線Oを中心とする円盤状のディスクと、このディスクの表面上で径方向に延びるとともに周方向に間隔をあけて配列された翼とを有する。
上記構成によれば、遠心ファン322が回転することで、シャフト流路11を流れてきた空気の流れを径方向外側に向かう流れに変化させつつ、その圧力を上げることができる。これにより、ブレード流路41に向かう空気の流速、流量が高まる。その結果、ブレード40における防氷効果と除氷効果をさらに向上させることができる。
以上、本開示の第四実施形態について説明した。なお、本開示の要旨を逸脱しない限りにおいて、上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。例えば、上記第四実施形態では、ヒータ装置90と遠心ファン322が併設されている例について説明した。しかしながら、ヒータ装置90を備えずに遠心ファン322を設けることも可能である。また、ヒータ装置90を備える場合には、当該ヒータ装置90は、第二実施形態の各変形例や第三実施形態で説明した構成を採ることが可能である。
[第五実施形態]
続いて、本開示の第五実施形態について、図11を参照して説明する。なお、上記の各実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図11に示すように、本実施形態に係る電動推進器401は、第二実施形態で説明した構成に加えて、中空シャフト10の内周面に設けられた軸流ファン422をさらに備えている。
続いて、本開示の第五実施形態について、図11を参照して説明する。なお、上記の各実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図11に示すように、本実施形態に係る電動推進器401は、第二実施形態で説明した構成に加えて、中空シャフト10の内周面に設けられた軸流ファン422をさらに備えている。
軸流ファン422は、中空シャフト10の内周面から径方向に延びるとともに周方向に間隔をあけて配列された複数の翼を有している。中空シャフト10が回転すると、軸流ファン422によって軸線O方向他方側から一方側に向かって空気が圧送されるように構成されている。
上記構成によれば、軸流ファン422が回転することで、シャフト流路11を流れる空気の圧力を上げることができる。これにより、当該シャフト流路11を経てブレード流路41に向かう空気の流速、流量を高めることができる。その結果、ブレード40における防氷効果と除氷効果をさらに向上させることができる。
以上、本開示の第五実施形態について説明した。なお、本開示の要旨を逸脱しない限りにおいて、上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。例えば、上記第五実施形態では、ヒータ装置90と軸流ファン422が併設されている例について説明した。しかしながら、ヒータ装置90を備えずに軸流ファン422を設けることも可能である。また、ヒータ装置90を備える場合には、当該ヒータ装置90は、第二実施形態の各変形例や第三実施形態で説明した構成を採ることが可能である。
[各実施形態に共通する変形例]
上記の各実施形態に共通する変形例として、以下のような各構成を採ることが可能である。例えば、上記各実施形態では、吹出口42が径方向に開口している例について説明した。しかしながら、変形例として図12に示すように、ブレード40の端部から後縁側に向かって空気を吹きだすように吹出口42の開口方向が設定されていてもよい。この場合、図12中の実線矢印で示すようにブレード40のコード方向に空気を吹きだしてもよいし、破線矢印で示すようにコード方向に対して斜めに空気を吹きだしてもよい。
上記の各実施形態に共通する変形例として、以下のような各構成を採ることが可能である。例えば、上記各実施形態では、吹出口42が径方向に開口している例について説明した。しかしながら、変形例として図12に示すように、ブレード40の端部から後縁側に向かって空気を吹きだすように吹出口42の開口方向が設定されていてもよい。この場合、図12中の実線矢印で示すようにブレード40のコード方向に空気を吹きだしてもよいし、破線矢印で示すようにコード方向に対して斜めに空気を吹きだしてもよい。
また、図13に示すように、吹出口142はブレード40の翼面上に形成されていてもよい。さらに、図14に示すように、吹出口242がブレード40の後縁側の端縁に形成されていてもよい。
加えて、図15の実線矢印で示すように、吹出口342はブレード40の翼端に沿って空気を吹き出すように開口していてもよいし、破線矢印で示すように、翼端からわずかに離れるように空気を吹き出すように開口していてもよい。
さらに、ブレード流路41は、図16から図19に示す各構成を採ることが可能である。図16の例では、ブレード40内部で2つの軸線O方向に間隔をあけて配列された一対の桁43のうち、前縁側の桁43に開口部44が形成されている。この開口部44を通じて、前縁側のブレード流路41に空気が流れ込むように構成されている。なお、図17に示すように、複数の開口部44を形成してもよい。
また、図18に示すように、一対の桁43に加えて、翼端付近にスパー45を設けることも可能である。この場合、前縁側の桁43に形成された2つの開口部44のうち、内周側の開口部44を通じてブレード流路41に空気が流れ込む。翼端に達した空気は外周側の開口部44を通じて後縁側に吹き出される。なお、図19に示すように、前縁側の桁43におけるスパー45よりも内周側に複数の開口部44を形成することも可能である。
[付記]
各実施形態に記載の電動推進器1は、例えば以下のように把握される。
各実施形態に記載の電動推進器1は、例えば以下のように把握される。
(1)第1の態様に係る電動推進器1は、軸線Oに沿って延びるとともに、内部に前記軸線O方向に延びるシャフト流路11が形成された中空シャフト10と、該中空シャフト10の前記軸線O方向一方側に取り付けられ、内部に空間が形成されるとともに前記軸線Oを中心とする円盤状のボス部20と、該ボス部20の外周面から径方向に延びるとともに周方向に間隔をあけて配列され、内部に前記ボス部20の前記空間と連通するブレード流路41が形成された複数のブレード40と、前記中空シャフト10の外周面に設けられたロータコア51、及び該ロータコア51を外周側から覆うステータコア54を有する電動機50と、前記電動機50を収容するとともに前記シャフト流路11に連通する収容空間64が内部に形成されたケーシング60と、を備え、前記ケーシング60における前記ブレード40と前記電動機50との間の部分には、前記ケーシング60の外部と前記収容空間64とを連通する吸込口63が形成され、前記ブレード40の径方向外側の端部を含む領域には、前記ブレード流路41と外部とを連通する吹出口42が形成されている。
上記構成によれば、ブレード40の回転に伴って、吸込口63、収容空間64、シャフト流路11を通じて、ブレード流路41に空気が流れ込む。収容空間64で電動機50から受熱するため、ブレード流路41には高温の空気が流れ込む。これにより、ブレード40の防氷と、電動機50の冷却とを実現することができる。
(2)第2の態様に係る電動推進器1は、(1)の電動推進器1であって、前記吸込口63は、前記ブレード40に対向するように前記軸線O方向一方側に向かって開口している。
上記構成によれば、吸込口63がブレード40に対向していることから、当該ブレード40によって圧送された空気の動圧によって吸込口63に空気が押し込まれる。これにより、より多くの空気を吸込口63から取り込むことができる。
(3)第3の態様に係る電動推進器1は、(1)又は(2)の電動推進器1であって、前記ケーシング60に支持され、前記シャフト流路11の内部に挿入された支持体91と、該支持体91に設けられたヒータ部材92と、をさらに備える。
上記構成によれば、シャフト流路11を流通する空気を、ヒータ部材92によって加熱することができる。これにより、さらに高い防氷効果を得ることが可能となる。
(4)第4の態様に係る電動推進器1は、(3)の電動推進器1であって、前記支持体91は、前記軸線Oを中心とする円筒状をなし、前記ヒータ部材92は前記支持体91の内周面に取り付けられている。
上記構成によれば、筒状をなす支持体91の内周面にヒータ部材92が取り付けられていることから、ヒータ部材92の表面積を大きく確保することができる。
(5)第5の態様に係る電動推進器1は、(3)又は(4)の電動推進器1であって、前記支持体91は、前記軸線Oを中心とする円筒状をなし、前記ヒータ部材92は前記支持体91の外周面に取り付けられている。
上記構成によれば、筒状をなす支持体91の外周面にヒータ部材92が取り付けられていることから、ヒータ部材92の表面積をさらに大きく確保することができる。
(6)第6の態様に係る電動推進器1は、(3)の電動推進器1であって、前記支持体91は、前記軸線Oを中心とする棒状をなし、前記ヒータ部材92は前記支持体91の外周面に取り付けられている。
上記構成によれば、支持体91が棒状をなし、ヒータ部材92がその外周面に取り付けられていることから、シャフト流路11中におけるこれら支持体91、及びヒータ部材92の断面積を小さく抑えることができる。これにより、シャフト流路11中の空気の圧力損失を低減することができる。
(7)第7の態様に係る電動推進器1は、(3)から(6)のいずれか一態様に係る電動推進器1であって、前記支持体91、及び前記ヒータ部材92は、前記中空シャフト10の前記軸線O方向他方側の端部から、前記ボス部20の前記空間まで延びている。
上記構成によれば、ヒータ部材92がボス部20の内部の空間まで延びていることから、シャフト流路11中の空気をより高い温度まで加熱することが可能となる。これにより、さらに高い防氷効果を得ることができる。
(8)第8の態様に係る電動推進器1は、(1)から(7)のいずれか一態様に係る電動推進器1であって、前記ボス部20の内部における前記軸線O方向他方側を向く面に固定され、該ボス部20とともに一体に回転する遠心ファン322をさらに備える。
上記構成によれば、遠心ファン322が回転することで、ブレード流路41に向かう空気の流速、流量を高めることができる。これにより、防氷効果をさらに向上させることができる。
(9)第9の態様に係る電動推進器1は、(1)から(8)のいずれか一態様に係る電動推進器1であって、前記シャフト流路11の内面に設けられた軸流ファン422をさらに備える。
上記構成によれば、軸流ファン422が回転することで、ブレード流路41に向かう空気の流速、流量を高めることができる。これにより、防氷効果をさらに向上させることができる。
本開示によれば、着氷が抑制されることでより安定的に運用することが可能な電動推進器を提供することができる。
1…電動推進器
10…中空シャフト
11…シャフト流路
20…ボス部
21…ボス部流路
30…スピナー
40…ブレード
41…ブレード流路
42…吹出口
43…桁
44…開口部
45…スパー
50…電動機
51…ロータコア
52…永久磁石
53…スパイダー
54…ステータコア
55…コイル
60…ケーシング
61…前部ケーシング
62…後部ケーシング
63…吸込口
64…収容空間
65…支柱
66…前部内筒
67…隔壁
68…ストラット
69…後部内筒
70…フェアリング
80…軸受装置
90…ヒータ装置
91…支持体
92…ヒータ部材
101…電動推進器
142…吹出口
165…支持部材
201…電動推進器
242…吹出口
290…ヒータ装置
291…支持体
292…ヒータ部材
301…電動推進器
322…遠心ファン
342…吹出口
401…電動推進器
422…軸流ファン
O…軸線
10…中空シャフト
11…シャフト流路
20…ボス部
21…ボス部流路
30…スピナー
40…ブレード
41…ブレード流路
42…吹出口
43…桁
44…開口部
45…スパー
50…電動機
51…ロータコア
52…永久磁石
53…スパイダー
54…ステータコア
55…コイル
60…ケーシング
61…前部ケーシング
62…後部ケーシング
63…吸込口
64…収容空間
65…支柱
66…前部内筒
67…隔壁
68…ストラット
69…後部内筒
70…フェアリング
80…軸受装置
90…ヒータ装置
91…支持体
92…ヒータ部材
101…電動推進器
142…吹出口
165…支持部材
201…電動推進器
242…吹出口
290…ヒータ装置
291…支持体
292…ヒータ部材
301…電動推進器
322…遠心ファン
342…吹出口
401…電動推進器
422…軸流ファン
O…軸線
Claims (9)
- 軸線に沿って延びるとともに、内部に前記軸線方向に延びるシャフト流路が形成された中空シャフトと、
該中空シャフトの前記軸線方向一方側に取り付けられ、内部に空間が形成されるとともに前記軸線を中心とする円盤状のボス部と、
該ボス部の外周面から径方向に延びるとともに周方向に間隔をあけて配列され、内部に前記ボス部の前記空間と連通するブレード流路が形成された複数のブレードと、
前記中空シャフトの外周面に設けられたロータコア、及び該ロータコアを外周側から覆うステータコアを有する電動機と、
前記電動機を収容するとともに前記シャフト流路に連通する収容空間が内部に形成されたケーシングと、
を備え、
前記ケーシングにおける前記ブレードと前記電動機との間の部分には、前記ケーシングの外部と前記収容空間とを連通する吸込口が形成され、
前記ブレードの径方向外側の端部を含む領域には、前記ブレード流路と外部とを連通する吹出口が形成されている電動推進器。 - 前記吸込口は、前記ブレードに対向するように前記軸線方向一方側に向かって開口している請求項1に記載の電動推進器。
- 前記ケーシングに支持され、前記シャフト流路の内部に挿入された支持体と、
該支持体に設けられたヒータ部材と、
をさらに備える請求項1又は2に記載の電動推進器。 - 前記支持体は、前記軸線を中心とする円筒状をなし、前記ヒータ部材は前記支持体の内周面に取り付けられている請求項3に記載の電動推進器。
- 前記支持体は、前記軸線を中心とする円筒状をなし、前記ヒータ部材は前記支持体の外周面に取り付けられている請求項3に記載の電動推進器。
- 前記支持体は、前記軸線を中心とする棒状をなし、前記ヒータ部材は前記支持体の外周面に取り付けられている請求項3に記載の電動推進器。
- 前記支持体、及び前記ヒータ部材は、前記中空シャフトの前記軸線方向他方側の端部から、前記ボス部の前記空間まで延びている請求項3に記載の電動推進器。
- 前記ボス部の内部における前記軸線方向他方側を向く面に固定され、該ボス部とともに一体に回転する遠心ファンをさらに備える請求項1又は2に記載の電動推進器。
- 前記シャフト流路の内面に設けられた軸流ファンをさらに備える請求項1又は2に記載の電動推進器。
Applications Claiming Priority (2)
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---|---|---|---|
JP2022-007844 | 2022-01-21 | ||
JP2022007844A JP2023106868A (ja) | 2022-01-21 | 2022-01-21 | 電動推進器 |
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---|---|
WO2023139859A1 true WO2023139859A1 (ja) | 2023-07-27 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP2022/038515 WO2023139859A1 (ja) | 2022-01-21 | 2022-10-17 | 電動推進器 |
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---|---|
JP (1) | JP2023106868A (ja) |
WO (1) | WO2023139859A1 (ja) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2003343417A (ja) * | 2002-05-27 | 2003-12-03 | Fuji Heavy Ind Ltd | 風 車 |
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-
2022
- 2022-01-21 JP JP2022007844A patent/JP2023106868A/ja active Pending
- 2022-10-17 WO PCT/JP2022/038515 patent/WO2023139859A1/ja unknown
Patent Citations (6)
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JP2023106868A (ja) | 2023-08-02 |
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