CN104691768A - 农用无人直升机发动机涡壳式集风冷却器 - Google Patents
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Abstract
本发明公布了一种农用无人直升机发动机涡壳式集风冷却器，属于直升机发动机冷却技术领域。该冷却器包括涡壳，涡壳上一体设置有位于涡管前部的圆筒形进气室，离心风扇安装在涡壳的涡管中，离心风扇与圆筒形进气室同心设置且离心风扇的直径大于圆筒形进气室的内径，涡壳两侧对称设置有两个扩散器，扩散器通过涡管壁开口与涡管相通，所述开口位于涡管截面最大处，发动机缸体位于扩散器的出口处。本装置很好的解决了农用无人直升机作业过程中发动机散热问题，适合在农用直升机技术领域推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种集风冷却器，特别涉及一种农用无人直升机发动机涡壳式集风冷却器，属于直升机发动机冷却技术领域。
背景技术
无人直升机具有成本低、效率高、起降方便等优点，在各种领域得到了广泛的应用，而且发展前景颇为看好，无人直升机本身的天气适应能力强，，广泛应用于航拍、航空植保等领域目前无人直升机所用的发动机基本为风冷发动机，这种散热方式需要通过直升机高速前进时的自然风冷或采用冷却扇进行强制风冷解决，但在航空植保的实际应用中，因为作业需要，直升机的前进的速度缓慢，前进产生的自然风很小，甚至需要悬停，风冷发动机受外壳形状和机体内部结构限制，散热效果不佳，这种情况下发动机散发的热量不能通过无人直升机高速前进而进行自然风冷散热或因外部环境温度高，导致发动机内温度急剧升高，常常使发动机的温度在230摄氏度以上，很难降下来，这种情况一是影响直升机的寿命，二是发动机容易拉缸或抱缸，容易导致坠机事故的发生。为克服工作过程中发动机温度过高的问题，业内有的采用在发动机附近加装很大的冷却风扇，对于水平对置的发动机，加两个直径两倍与发动机大小的冷却风扇，这种冷却方式虽然有一定的效果，但对于直升机来说，加装的体积和重量均较大，影响直升机本身的工作效率，且这种方式还仅能将发动机的温度降低到150摄氏度左右，在无人机农业植保过程中，为了防止直升机的发动机过热带来的危害和损失，经常采取减少载药量的做法，如额定载药量为10kg，实际载药量80%，即8kg，以降低发动机的工作负荷，这种方式虽然能保证直升机的安全运行，但明显会影响农业植保的作业效率。
发明内容
本发明为克服以上现有技术中的问题，提供一种农用无人直升机发动机涡壳式集风冷却器。
为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案为：农用无人直升机发动机涡壳式集风冷却器，包括涡壳，涡壳上一体设置有位于涡管前部的圆筒形进气室，离心风扇安装在涡壳的涡管中，离心风扇与圆筒形进气室同心设置且离心风扇的直径大于圆筒形进气室的内径，涡壳两侧对称设置有两个扩散器，扩散器通过涡管壁开口与涡管相通，所述开口位于涡管截面最大处，发动机缸体位于扩散器的出口处，进一步的，所述的扩散器中部附近设置有导流器，所述的导流器为一沿涡壳高度方向设置在扩散器中的导流板，该导流板远离涡壳的一边与扩散器内壁之间不相通，靠近涡壳的一边与扩撒的内壁之间有一开口，导流板的下端安装在扩散器的四分之三高度处，所述的导流板从下部三分之一高度处制作为一倾斜面，所述的倾斜面倾斜方向与离心风机旋转方向相反，倾斜的角度为15o-25o，进一步的，所述的直升机为水平对置发动机，两个缸体与两个扩散器相对应，进一步的，所述的圆筒形进气室高7-10mm，内径为100-120mm，进一步的，所述扩散器的大小出口大小覆盖发动机缸体。
本发明所具有的积极技术效果为：本集风冷却器是专门针对风冷型无人直升机发动机而设计，采用“渐扩截面涡壳+出口导流”方式，空气在发动机带动的离心风扇高速旋转离心力作用下，把空气从上部进气室吸入，进气室采用圆筒型设计，使气流均匀进入，进气口采用套口设计，使进入的空气不会返回进气室，从而提高进气效率，空气通过风扇高速旋转进入扩压涡管，即涡管，进行第一次扩压，将气体的部分动能转变成静压，为提高气体出口静压做好初步准备，在气体源源不断进入扩散器时，由于空气流道空间突然扩大，流速骤然变化，进行第二次扩压，空气静压值大幅度提高，使得出口气体流量得以提高，以保证有足够的空气量带走发动机缸体产生的热量，由于气流从离开风扇叶片和涡管外壁时，是按切线方向运动，必将导致气流在扩散器走向过于集中某个部分，使得缸体散热不均。为此，在扩散器中加一导向器，使气流能均匀的流过整个发动机缸体，达到均匀冷却效果。本发明经实际运行效果奇好，以额定载药量10kg的农用无人直升机为例，在载药量为10kg采用直升机原来设计配置的风冷系统，发动机温度经常在230摄氏度以上，在载药量为8kg时采用直升机原来设计配置的风冷系统，发动机温度经常在180摄氏度以上，采用本发明的技术方案，载药量在12kg时，发动及温度能控制在110摄氏度以下，载药量10kg，即额定载药量时，发动机的温度在100摄氏度左右，以上说明本装置取得了意想不到的技术效果，很好的解决了农用无人直升机作业过程中发动机散热问题，适合在农用直升机技术领域推广应用。
附图说明
图1是本发明的正视示意图。
图2是本发明的俯视示意图。
图3是是本发明中的B-B向示意图。
图4是本发明中的C-C向示意图。
具体实施方式
为了更充分的解释本发明的实施，提供本发明的实施实例。这些实施实例仅仅是对该装置的阐述，不限制本发明的范围。
农用无人直升机发动机涡壳式集风冷却器，包括涡壳，涡壳上一体设置有位于涡管前部的圆筒形进气室，离心风扇安装在涡壳的涡管中，离心风扇与圆筒形进气室同心设置且离心风扇的直径大于圆筒形进气室的内径，涡壳两侧对称设置有两个扩散器，扩散器通过涡管壁开口与涡管相通，所述开口位于涡管截面最大处，发动机缸体位于扩散器的出口处，进一步的，所述的扩散器中部附近设置有导流器，所述的导流器为一沿涡壳高度方向设置在扩散器中的导流板，该导流板远离涡壳的一边与扩散器内壁之间不相通，靠近涡壳的一边与扩撒的内壁之间有一开口，导流板的下端安装在扩散器的四分之三高度处，所述的导流板从下部三分之一高度处制作为一倾斜面，所述的倾斜面倾斜方向与离心风机旋转方向相反，倾斜的角度为15o-25o，进一步的，所述的直升机为水平对置发动机，两个缸体与两个扩散器相对应，进一步的，所述的圆筒形进气室高7-10mm，内径为100-120mm，进一步的，所述扩散器的大小出口大小覆盖发动机缸体，可以正好覆盖发动机缸体。
更为详细的实施方式如附图所示，图1是本发明的正视示意图，图2是本发明的俯视示意图，即A-A向示意图，图3是是本发明中的B-B向示意图，图4是本发明中的C-C向示意图。附图中各标记为：1-1：扩撒器a；1-2：扩撒器b；1-11：导流板a；1-12：导流板b，2：涡壳；3：涡管；4-1：缸体a；4-2：缸体b；5：圆筒形进气室壁；6：离心风机；7：圆筒形进气室；如如图所示，涡壳2的内部为涡管3，在涡管3的前部一体设置有圆筒形进气室7，5是圆筒形进气室壁，在涡管3中安装离心风机6，离心风机6的风叶最大直径大于进气室7的直径，离心风机6的端面与进气室7的下端部之间有间隙，在涡管两侧的对称的截面最大处有开口，开口联通扩散器，图中1-1所示为扩撒器a，1-2所示为扩撒器b，两个扩撒器的中部设置有导流器，图中1-11所示为扩散器a中的导流器a，1-12所示为扩撒器b中的导流器b，导流器的下端部设置在扩散器的四分之三高度处，即导流板下端离扩散器下端的距离为扩散器高度的四分之一，为实现良好的均匀的导流冷却效果，在试验中发现导流板从下部三分之一高度处制作为一倾斜面，该倾斜面倾斜方向与离心风机旋转方向相反，倾斜的角度为15o-25o效果会很好，优选的斜面倾斜20o，倾斜方向与风机旋转方向相反，图3中示出了斜面和倾斜的角度，更为具体的圆筒形进气室高7-10mm，内径为100-120mm，所述扩散器的出口大小应以覆盖住发动机缸体为宜。本集风冷却器是专门针对风冷型无人直升机发动机而设计，采用“渐扩截面涡壳+出口导流”方式，在工作时，空气在发动机带动的离心风扇高速旋转离心力作用下，把空气从上部进气室吸入，进气室采用圆筒型设计，使气流均匀进入，进气口采用套口设计，使进入的空气不会返回进气室，从而提高进气效率，空气通过风扇高速旋转进入扩压涡管，即涡管，进行第一次扩压，将气体的部分动能转变成静压，为提高气体出口静压做好初步准备，在气体源源不断进入扩散器时，由于空气流道空间突然扩大，流速骤然变化，进行第二次扩压，空气静压值大幅度提高，使得出口气体流量得以提高，以保证有足够的空气量带走发动机缸体产生的热量，由于气流从离开风扇叶片和涡管外壁时，是按切线方向运动，必将导致气流在扩散器走向过于集中某个部分，使得缸体散热不均。为此，在扩散器中加一导向器，使气流能均匀的流过整个发动机缸体，达到均匀冷却效果。本发明经实际运行效果奇好，以额定载药量10kg的农用无人直升机为例，在载药量为10kg采用直升机原来设计配置的风冷系统，发动机温度经常在230摄氏度以上，在载药量为8kg时采用直升机原来设计配置的风冷系统，发动机温度经常在180摄氏度以上，采用本发明的技术方案，载药量在12kg时，发动及温度能控制在110摄氏度以下，载药量10kg，即额定载药量时，发动机的温度在100摄氏度以下，手可短时触摸不伤手，以上说明本装置取得了意想不到的技术效果，很好的解决了农用无人直升机作业过程中发动机散热问题，适合在农用直升机技术领域推广应用。
在详细说明本发明的实施方式之后，熟悉该项技术的人士可清楚地了解，在不脱离上述申请专利范围与精神下可进行各种变化与修改，凡依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围，且本发明亦不受限于说明书中所举实例的实施方式。
Claims (5)
1.农用无人直升机发动机涡壳式集风冷却器，包括涡壳，其特征在于：涡壳上一体设置有位于涡管前部的圆筒形进气室，离心风扇安装在涡壳的涡管中，离心风扇与圆筒形进气室同心设置且离心风扇的直径大于圆筒形进气室的内径，涡壳两侧对称设置有两个扩散器，扩散器通过涡管壁开口与涡管相通，所述开口位于涡管截面最大处，发动机缸体位于扩散器的出口处。
2.根据权利要求1所述的农用无人直升机发动机涡壳式集风冷却器，其特征在于：所述的扩散器中部附近设置有导流器，所述的导流器为一沿涡壳高度方向设置在扩散器中的导流板，该导流板远离涡壳的一边与扩散器内壁之间不相通，靠近涡壳的一边与扩撒的内壁之间有一开口，导流板的下端安装在扩散器的四分之三高度处，所述的导流板从下部三分之一高度处制作为一倾斜面，所述的倾斜面倾斜方向与离心风机旋转方向相反，倾斜的角度为15o-25o。
3. 根据权利要求1所述的农用无人直升机发动机涡壳式集风冷却器，其特征在于：所述的直升机为水平对置发动机，两个缸体与两个扩散器相对应。
4.根据权利要求1所述的农用无人直升机发动机涡壳式集风冷却器，其特征在于：所述的圆筒形进气室高7-10mm，内径为100-120mm。
5.根据权利要求1所述的农用无人直升机发动机涡壳式集风冷却器，其特征在于：所述扩散器的大小出口大小覆盖发动机缸体。
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