CN102182559A - 一种带预冷和回热功能的进气道防冰系统 - Google Patents

Abstract

一种带预冷和回热功能的进气道防冰系统，涉及一种用于引气温度较高的发动机进气道的防冰。包括一个防冰管路(10)及安装在防冰管路上的阀门(11)、一个进行防冰管路内气体压力调节的调节器(12)和一个对调节器进行出口压力监控的传感器(13)，其特征在于，该防冰系统包括内侧防冰腔(7)和外侧防冰腔(6)，其中内侧防冰腔由隔板(1)和内蒙皮(2)组成，外侧防冰腔由内蒙皮(2)和外蒙皮(3)组成、内侧防冰腔(7)留有与防冰管路(10)连接的进气口(5)、内、外侧防冰腔之间开有联通孔(9)，外侧防冰腔(6)留有排气口(4)。本系统结构简单、可靠性高、成本较低，尤其适用于涡扇类等发动机引气温度较高的进气道防冰系统，减少系统引气量，减少对发动机性能的影响。

Description

一种带预冷和回热功能的进气道防冰系统

技术领域

本发明涉及一种进气道防冰系统，尤其是一种用于引气温度较高的发动机进气道的防冰。

背景技术

现有的发动机进气道防冰系统多为热气防冰系统，采用从发动机压气机引来的热空气，将发动机热气进行一定的温度和压力调节后，对进气道的前缘进行加热，使撞击在进气道前缘的水吸收从蒙皮传来的热量后蒸发。为了防止热气在加热进气道前缘时前缘结构超温，通常要将热气进行温度调节，将引气温度调节到一定的温度，通常需要在引气后设置冷却器。这样就会造成一部分热量的损失。同时原有系统的预冷器需要在发动机短舱内安装，而短舱内空间通常狭小，布置和安装都很困难，费时费力。

发明内容

本发明的目的是：为了克服现有技术中，当引气温度较高时，需要将发动机引气经过预冷器进行温度调节，使引气温度降低，从而造成部分能量浪费的问题，本发明提供了一种对较高引气温度不经过预冷器降温，从而提高热气能量利用率的进气道防冰系统，该系统工艺简单，成本较低，可靠性高。

本发明的技术方案是：

一种带预冷和回热功能的进气道防冰系统，包括一个防冰管路及安装在防冰管路上的阀门、一个进行防冰管路内气体压力调节的调节器和一个对调节器进行出口压力监控的传感器，其特征在于，该防冰系统包括内侧防冰腔和外侧防冰腔，其中内侧防冰腔由隔板和内蒙皮组成，外侧防冰腔由内蒙皮和外蒙皮组成、内侧防冰腔留有与防冰管路连接的进气口、内、外侧防冰腔之间开有联通孔，外侧防冰腔留有排气口。

所述隔板和内蒙皮由钛合金材料制成。

所述内侧防冰腔的进气口和内、外侧防冰腔联通孔之间加装限流装置。

具体来讲：图1所示是该系统的原理图，通过转换活门在发动机压气机的高压和低压引气口之间进行转换，使系统获得足够的压力，转换活门可以根据发动机的转速变化在高压级和低压级之间自动转化。设置在转换活门后的防冰开关用以控制系统引气的通断，通过压力调节器将系统压力调节到一定值，压力调节器后设置限流文氏管，用以防止下游管路泄露造成发动机引气超量，文氏管后部与补偿装置连接，用于补偿因温度变化引起的导管长度变化。

如图3所示，系统热气从的进气导管5入口进入前缘防冰腔，防冰腔分内外两部分。内侧部分由隔板1和内蒙皮2组成，外侧部分由内蒙皮2和外蒙皮3组成。在内侧部分设置限流环8用以匹配腔内的压力沿程损失。内外防冰腔通过内外蒙皮入口连通，内蒙皮2和隔板1选择耐高温材料组成，隔板1选择导热系数较小的材料或使用保温隔热材料减少热量的损耗。外侧通道6内的空气给外蒙皮加热温度降低很快，温度相对内侧通道7温度较低，对内侧防冰腔起到预冷器的作用，将高温气体的部分热量转移到外侧防冰腔，内侧防冰腔对外侧防冰腔起到回热器的作用，内外通道通过进气道顶部的联通孔9进行联通，内侧通道6内的气体通过联通孔9，进入到外侧通道7，外侧通道7内的热空气将热量传递给外蒙皮3，以此加热外蒙皮3用以提高其温度，将外蒙皮3上聚集的冰融化成水并蒸发掉，达到防冰目的。这样就能充分利用引气带来的热量，提高了热气的能量利用率。

本发明的有益效果是：本系统结构简单、可靠性高、成本较低，尤其适用于涡扇类等发动机引气温度较高的进气道防冰系统，减少系统引气量，减少对发动机性能的影响。

附图说明

图1：进气道防冰系统原理图

图2：内外防冰腔结构

图3：进气道前缘结构图

图4：进气道前缘部分侧视图

图5：图3B-B剖视图

图6：图3C-C剖视图

图7：图3A-A剖视图

1-隔板

2-内蒙皮

3-外蒙皮

4-排气孔

5-进气导管

6-外侧通道

7-内侧通道

8-限流环

9-联通孔

10-管路

11-阀门

12-调节器

13-传感器

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

如图3所示：系统热气从进气导管5入口进入前缘防冰腔，防冰腔分内外两部分。内侧部分由隔板1和内蒙皮2组成，外侧部分由内蒙皮2和外蒙皮3组成。由于气流进入内侧通道6内，有上下两个方向流向内侧通道6和外侧通道7之间的联通孔9，两个流动方向上的流动路径不同，存在不同的沿程的流动阻力损失，这会导致两个方向上的气体流量不一致，为了匹配两个方向上的流动阻力，在内侧通道6上阻力较小的部分上设置限流环8，限流环8的目的就是增加阻力较小部分的阻力，使其增大到与阻力较大部分相同的水平，用以匹配腔内的压力沿程损失，使其两侧的流量相等，加温效果均匀。内侧通道6和外侧通道7通过内蒙皮2上的联通孔连通，通过外蒙皮3上的排气孔4排入大气。内蒙皮2和隔板1选择耐高温材料组成，隔板1选择导热系数较小的材料或使用保温隔热材料减少热量的损耗。外侧通道6内的空气给外蒙皮加热温度降低很快，温度相对内侧通道7温度较低，对内侧防冰腔起到预冷器的作用，将高温气体的部分热量转移到外侧防冰腔，内侧防冰腔对外侧防冰腔起到回热器的作用，内外通道通过进气道顶部的联通孔9进行联通，内侧通道6内的气体通过联通孔9，进入到外侧通道7，外侧通道7内的热空气将热量传递给外蒙皮3，以此加热外蒙皮3用以提高其温度，将外蒙皮3上聚集的冰融化成水并蒸发掉，达到防冰目的。内外通道相当于换热器，内侧通道6通过内蒙皮2将热量传递给外侧通道7，外侧通道7通过外蒙皮3将热量传递给外表面，同时通过内蒙皮2得到热量，这样就能充分利用引气带来的热量，提高了热气的能量利用率。

Claims (3)

1.一种带预冷和回热功能的进气道防冰系统，包括一个防冰管路(10)及安装在防冰管路上的阀门(11)、一个进行防冰管路内气体压力调节的调节器(12)和一个对调节器进行出口压力监控的传感器(13)，其特征在于，该防冰系统包括内侧防冰腔(7)和外侧防冰腔(6)，其中内侧防冰腔由隔板(1)和内蒙皮(2)组成，外侧防冰腔由内蒙皮(2)和外蒙皮(3)组成、内侧防冰腔(7)留有与防冰管路(10)连接的进气口(5)、内、外侧防冰腔之间开有联通孔(9)，外侧防冰腔(6)留有排气口(4)。

2.根据权利要求1所述的带预冷和回热功能的进气道防冰系统，其特征在于，所述隔板(1)和内蒙皮(2)由钛合金材料制成。

3.根据权利要求1所述的带预冷和回热功能的进气道防冰系统，其特征在于，所述内侧防冰腔的进气口(5)和内、外侧防冰腔联通孔(9)之间加装限流装置。

Images