涡轮的排水结构及具有该排水结构的空气循环机的制作方法

本发明属于空气循环机，具体涉及一种涡轮的排水结构及具有该排水结构的空气循环机。

背景技术：

1、在空气循环机中，经过高压除水后进入涡轮的空气中仍有一定水蒸气，膨胀冷却过程中温度降至零度以下，甚至低于-40℃，部分水蒸气将凝华为冰粒子。由于涡轮出口气流旋转，气流中的冰粒子由于惯性撞击在涡轮出口的壁面上累积，一段时间后阻塞涡轮出口。为了避免冰粒子堵塞涡轮出口，在涡轮出口设计了环形防冰环腔，从压气机出口处引一股热空气通入环形防冰环腔，热空气加热涡轮出口壁面，换热后的气体通过靠近涡轮进口壁面的通气孔汇入涡轮进口。在防冰环腔的作用下，涡轮出口无法结冰，但是会有液态水的存在，这部分液态水会沿着管路跟随气流进入飞机客舱，对飞机产生危害。

技术实现思路

1、本发明提供一种涡轮的排水结构及具有该排水结构的空气循环机，能够解决涡轮出口无法结冰，但是会有液态水的存在，对飞机产生危害的技术问题。

2、本发明提供一种涡轮的排水结构，涡轮具有出口，排水结构包括：

3、壳体，壳体与涡轮连接，出口伸入到壳体中；

4、导流器，导流器位于壳体中并与涡轮连接，壳体的底部设置有排水管，在气流的作用下，出口中的水能够先流入到导流器中再从排水管排出。

5、在一些实施方式中，导流器具有进水口和排水口，进水口与涡轮卡接，出口与导流器的内腔连通，排水口设置在排水管的上方。

6、在一些实施方式中，导流器的外周壁与壳体的内壁之间形成集水空腔，且排水管与集水空腔连通，在重力的作用下，集水空腔中的水能够从排水管中排出。

7、在一些实施方式中，导流器为空心圆筒体，进水口的口径大于出口的口径。

8、在一些实施方式中，壳体中设置有将壳体分隔成两个腔室的分隔板，进水口穿过分隔板与涡轮连接。

9、在一些实施方式中，排水管的管内总阻力损失的计算公式如下：

10、hw＝hf+hj；

11、其中，hf为排水管的管道沿程阻力损失，hj为局部阻力损失。

12、在一些实施方式中，排水管的管道沿程阻力损失hf的计算公式为：

13、局部阻力损失hj的计算公式为：

14、其中：λ为沿程阻力系数，l为排水管的长度，d为管道直径，v为气流速度，g为重力加速度，ξ为局部阻力系数。

15、在一些实施方式中，排水管的管内总阻力损失还满足伯努利方程：

16、其中，δp为压差，δp＝p1-p2，p1为涡轮出口压力，p2为外界环境压力，ρ为空气密度。

17、在一些实施方式中，气流速度v与排水管的排水端口空气质量流量满足：

18、

19、其中，qm1为排水管的排水端口空气质量流量，qm2为涡轮的出口空气质量流量，且排水管的排水端口空气质量流量qm1不超过涡轮的出口空气质量流量qm2的0.1％，s为排水端口面积。

20、一种空气循环机，包括涡轮的排水结构，涡轮的排水结构为上述的排水结构。

21、本发明提供的一种涡轮的排水结构及具有该排水结构的空气循环机，具有以下有益效果：

22、在防冰环腔的作用下，出口处会产生液态水，且出口会吹出冷空气产生气流，液态水随着气流流至导流器中，再从排水管中排出。本发明设置导流器能够将出口处产生的水进行导流，避免水长时间储存在壳体中，有效解决涡轮出口液态水收集并排出的难题，提高了飞机空调使用的舒适性及安全性。

技术特征：

1.一种涡轮的排水结构，所述涡轮(1)具有出口(101)；其特征在于，所述排水结构包括：

2.根据权利要求1所述的涡轮的排水结构，其特征在于，所述导流器(3)具有进水口(301)和排水口(302)，所述进水口(301)与所述涡轮(1)卡接，所述出口(101)与所述导流器(3)的内腔连通，所述排水口(302)设置在所述排水管(4)的上方。

3.根据权利要求2所述的涡轮的排水结构，其特征在于，所述导流器(3)的外周壁与所述壳体(2)的内壁之间形成集水空腔(303)，且所述排水管(4)与所述集水空腔(303)连通，在重力的作用下，所述集水空腔(303)中的水能够从所述排水管(4)中排出。

4.根据权利要求2所述的涡轮的排水结构，其特征在于，所述导流器(3)为空心圆筒体，所述进水口(301)的口径大于所述出口(101)的口径。

5.根据权利要求4所述的涡轮的排水结构，其特征在于，所述壳体(2)中设置有将所述壳体(2)分隔成两个腔室的分隔板(201)，所述进水口(301)穿过所述分隔板(201)与所述涡轮(1)连接。

6.根据权利要求1所述的涡轮的排水结构，其特征在于，所述排水管(4)的管内总阻力损失的计算公式如下：

7.根据权利要求6所述的涡轮的排水结构，其特征在于，所述排水管(4)的管道沿程阻力损失hf的计算公式为：

8.根据权利要求7所述的涡轮的排水结构，其特征在于，所述排水管(4)的管内总阻力损失还满足伯努利方程：

9.根据权利要求8所述的涡轮的排水结构，其特征在于，气流速度v与所述排水管(4)的排水端口空气质量流量满足：

10.一种空气循环机，包括涡轮的排水结构，其特征在于，所述涡轮的排水结构为权利要求1至9任一项所述的排水结构。

技术总结
本发明提供一种涡轮的排水结构及具有该排水结构的空气循环机。涡轮的排水结构包括涡轮，壳体及导流器，涡轮具有出口；壳体与涡轮连接，出口伸入到壳体中；导流器位于壳体中并与涡轮连接，壳体的底部设置有排水管，在气流的作用下，出口中的水能够先流入到导流器中再从排水管排出。本发明设置导流器能够将出口处产生的水进行导流，避免水长时间储存在壳体中，有效解决涡轮出口液态水收集并排出的难题，提高了飞机空调使用的舒适性及安全性。

技术研发人员：肖贵珊,符渡,黄建平,张慧森,林世锋
受保护的技术使用者：珠海格力电器股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15