一种适用于航空航天发动机预冷器的防霜装置的制作方法

文档序号:14399966阅读:276来源:国知局

本实用新型涉及航空航天飞行器领域,具体为一种适用于航空航天发动机预冷器的防霜装置。



背景技术:

航空航天器的速度要求非常高,而动力是高速飞行关键,因此对发动机的要求也非常高,当发动机在进行吸气高马赫数飞行时,气流经过进气道压缩之后,静温升高,这不仅限制了压气机压缩比的进一步提高,而且会降低燃烧室的加热比,进而降低燃烧效率和推力系数,速度提升和维持较为困难,因此对进入发动机的空气降温的预冷技术日益受到重视。在进气道和压气机之间设置预冷器对进气道来流的高温气体进行冷却,降低空气温度,从而实现高效换热,经过冷却后的空气温度低,可以大幅提高压气机的压缩比,从而提高发动机的推力,增大推重比,有利于保持和提升较高速度,同时低温空气有效降低了结构的热负荷。

目前航空航天发动机采用的轻质紧凑壳式换热器能在极短时间对空气进行降温,但是当空气中的水遇到低温的冷凝盘管时容易结霜,导致主流压力损失和热交换量降低,如果扩大冷凝盘管的间距虽然可以控制压力损失的增大,但是仍存在热交换性能下降和预冷器体积增大,增加发动机结构、重量等设计难题,因此需要在预冷器中加入防霜装置。



技术实现要素:

针对以上问题,本实用新型提供了一种适用于航空航天发动机预冷器的防霜装置,结构简单,利用气流带动进行除霜,保证预冷器的正常工作,可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:一种适用于航空航天发动机预冷器的防霜装置,包括支撑装置和刮壁装置,所述支撑装置包括支撑环板和肋板,所述支撑环板同轴内套在预冷器内部,并且支撑环板的外侧面通过四组肋板等角度焊接在预冷器内壁上,所述刮壁装置通过衬套内套在支撑环板内环面上。

作为本实用新型一种优选的技术方案,所述刮壁装置包括转筒和喇叭锥筒,所述转筒内套在支撑环板内部,且转筒和支撑环板之间夹套有衬套,并且支撑环板和转筒之间相对定轴滚动,所述转筒为两端开口的圆筒结构,且一端与喇叭锥筒的较小直径端口无缝焊接,所述喇叭锥筒的较大直径端口指向气流行进方向。

作为本实用新型一种优选的技术方案,所述喇叭锥筒的外侧面等间隔焊接设置有多组扇板,所述扇板的下侧边焊接设置有刮板,所述刮板与预冷器内壁上的冷凝盘管表面接触。

作为本实用新型一种优选的技术方案,所述喇叭锥筒的锥度为15°-35°,所述扇板所在面与喇叭锥筒的中心轴线夹角为30°-45°。

作为本实用新型一种优选的技术方案,所述衬套为圆筒结构且其侧壁上嵌套有多个滚珠,且滚珠与支撑环板和转筒的表面滚动接触。

与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:通过进气道的高速气流对扇板的作用力带动转筒转动,从而使得刮板将预冷器内壁的冷凝盘管上的霜层除去,保持预冷器稳定的热交换性能,而且结构简单。

附图说明

图1为本实用新型的总装轴截面结构示意图;

图2为本实用新型的总装结构左视图。

图中:1-支撑环板;2-转筒;3-衬套;4-肋板;5-喇叭锥筒;6-扇板;7-刮板。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。

实施例:

请参阅图1-2,本实用新型提供一种技术方案:一种适用于航空航天发动机预冷器的防霜装置,包括支撑装置和刮壁装置,支撑装置包括支撑环板1和肋板4,支撑环板1同轴内套在预冷器内部,并且支撑环板1的外侧面通过四组肋板4等角度焊接在预冷器内壁上,刮壁装置通过衬套3内套在支撑环板1内环面上。支撑装置将刮壁装置支撑在预冷器内部,并通过气流带动刮壁装置转动进行除霜,无需外力的输入,结构简单,有效去除霜层,保证预冷器正常工作。

本实施例中,刮壁装置包括转筒2和喇叭锥筒5,转筒2内套在支撑环板1内部,且转筒2和支撑环板1之间夹套有衬套3,衬套3为圆筒结构且其侧壁上嵌套有多个滚珠,且滚珠与支撑环板1和转筒2的表面滚动接触,并且支撑环板1和转筒2之间相对定轴滚动,转筒2为两端开口的圆筒结构,且一端与喇叭锥筒5的较小直径端口无缝焊接,喇叭锥筒5的较大直径端口指向气流行进方向,喇叭锥筒5的外侧面等间隔焊接设置有多组扇板6,扇板6的下侧边焊接设置有刮板7,刮板7与预冷器内壁上的冷凝盘管表面接触,喇叭锥筒5的锥度为15°-35°,扇板6所在面与喇叭锥筒5的中心轴线夹角为30°-45°。喇叭锥筒5用来将贴近的预冷器内壁的气流流经预冷器内壁和喇叭锥筒5之间时进行压缩增加流速,气流对扇板6的切向分力带动扇板6绕轴转动,同时带动刮板7相对冷凝盘管表面滑动进行除霜操作,由于喇叭锥筒5边缘的气流较快,形成一定的负压,喇叭锥筒5中间的气流进行补偿,增加气流流通量,保证发动机的进气顺畅,而且扇板6的转动,对气流进行扰流,便于增加空气冷却速率,提高做工效率。

本实用新型的工作原理和优点:发动机吸气做功时,气流经过预冷器内部,内壁处的气流对扇板6进行径向分力作用,带动扇板6转动,同时刮板7相对冷凝盘管表面滑动进行除霜,该种防霜装置结构简单,无需外力的输入,有效去除霜层,保证预冷器正常工作,而且增加空气冷却速率和流通量。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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