CN111544964B - 一种发动机及其粒子分离器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种发动机及其粒子分离器,粒子分离器包括中心体、整流罩、第一分流器和第二分流器,整流罩沿中心体的径向围设于中心体的外部,整流罩与中心体合围成进气口;第一分流器沿中心体的径向围设于中心体的外部且位于中心体和整流罩之间;第一分流器的内壁与中心体的外壁合围成第一清除流道,沿中心体的轴向,第一清除流道正对进气口,第一分流器的外壁与整流罩的内壁合围成第一空气流道,第一空气流道的截面积沿轴向方向先变小再变大;第二分流器沿第一分流器的径向围设于第一分流器的外部,且位于第一分流器与整流罩之间;第二分流器的内壁与第一分流器的外壁合围成第二空气流道,第二分流器的外壁与整流罩的内壁合围成第二清除流道。

Description

一种发动机及其粒子分离器
技术领域
本发明总体来说涉及发动机技术领域,具体而言,涉及一种发动机及其粒子分离器。
背景技术
由于直升机具有良好的机动性和灵活性,常用于执行运输、巡逻、搜救等特殊任务,时常工作在砂尘、盐雾、雨水等恶劣自然环境,以及起飞、着陆、近地面飞行或悬停时旋翼下洗流和绕机身的环流与地表砂尘相互作用形成的局部砂尘环境。发动机吸入砂尘会出现旋转部件磨损、燃油喷嘴和涡轮叶片气膜孔堵塞等现象,导致性能下降,寿命急剧缩短,维护成本倍增。此外,发动机吸入冰、鸟等外物可能产生灾难性损伤。因此,改善发动机进气系统排异物能力对提高发动机工作可靠性和飞行安全性具有重要意义。
发动机粒子分离器用来分离含杂质气流中的固体粒子,其安装在发动机的前端来减少进入工作装置中的污物,从而延长发动机的使用寿命。现有技术中的粒子分离器利用惯性分离的原理,根据气体-固体两相在流道内产生的惯性力不同,从而实现气固分离。然而,现有的粒子分离器的分离效率并不好,尤其是针对气流中既包含沙尘等小粒径固体又包含鸟、螺钉、螺帽等大粒径固体的气固混合物。
在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本发明的背景的理解,因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本发明的一个主要目的在于提供一种发动机及其粒子分离器,以解决现有技术中存在的粒子分离器的分离效率低的问题。
为实现上述发明目的,本发明采用如下技术方案:
根据本发明的一个方面,提供了一种粒子分离器,包括中心体、整流罩、第一分流器以及第二分流器,整流罩沿所述中心体的径向方向围设于所述中心体的外部,所述整流罩与所述中心体合围成进气口;第一分流器沿所述中心体的径向方向围设于所述中心体的外部且位于所述中心体和所述整流罩之间;所述第一分流器的内壁与所述中心体的外壁合围成第一清除流道,沿所述中心体的轴向方向,所述第一清除流道正对所述进气口,所述第一分流器的外壁与所述整流罩的内壁合围成第一空气流道,所述第一空气流道的截面积沿轴向方向先变小再变大;第二分流器沿所述第一分流器的径向方向围设于所述第一分流器的外部,且位于所述第一分流器与所述整流罩之间;所述第二分流器的内壁与所述第一分流器的外壁合围成第二空气流道,所述第二分流器的外壁与所述整流罩的内壁合围成第二清除流道。
根据本发明的一些实施方式,所述中心体通过一个或多个沿径向设置的第一支板连接;
所述中心体为中空结构且具有第一排砂流道,所述第一排砂流道连通于所述第一清除流道;
所述第一支板为中空结构且具有第二排砂流道,所述整流罩为中空结构且具有第三排砂流道,所述第二排砂流道的一端连通于所述第一排砂流道,所述第二排砂流道的另一端连通于所述第三排砂流道。
根据本发明的一些实施方式,所述第一分流器的下游段具有第一弧形转接部,所述第一弧形转接部由所述第一分流器的内壁沿径向向内再沿轴向向上游方向延伸,以与所述中心体合围成第一转接流道,所述第一转接流道分别连通于所述第一清除流道和所述第一排砂流道。
根据本发明的一些实施方式,所述整流罩内还设有一对或多对隔板,一对或多对所述隔板沿轴向方向延伸且分别位于所述第一支板与所述整流罩的连通口的两侧,以与所述整流罩合围成一个或多个所述第一排砂流道。
根据本发明的一些实施方式,所述第一分流器包括分流部和收缩部,所述收缩部由所述分流部沿轴向向下游延伸,且逐渐靠近所述中心体的轴线;
所述分流部的外壁与所述整流罩的内壁合围成所述第一空气流道;
所述收缩部的外壁与所述第二分流器的内壁合围成所述第二空气流道。
根据本发明的一些实施方式,所述整流罩的第一唇口相较于所述分流部的第二唇口更靠近所述中心体的轴线。
根据本发明的一些实施方式,所述分流部的外壁上具有一圈外缘,所述外缘相较于所述分流部的外壁的其余部分距离所述中心体的轴线最远;
所述第二分流器的第三唇口相较于所述外缘更靠近所述中心体的轴线。
根据本发明的一些实施方式,所述第二分流器具有第二弧形转接部,所述第二弧形转接部由所述第二分流器的外壁沿径向方向向外延伸,以与所述整流罩合围成第二转接流道,所述第二转接流道的一端连通于所述第二清除流道。
根据本发明的一些实施方式,所述粒子分离器还包括引射流道,所述引射流道设于所述整流罩的下游端,所述引射流道连通于所述第一清除流道,所述引射流道连通于所述第二转接流道;所述粒子分离器还包括:
引气管,连接于所述整流罩,所述引气管的一端显露于所述整流罩的外壁;
环形管路,设于所述整流罩内,所述引气管的另一端连通于所述环形管路;以及
喷嘴,所述喷嘴的一端连通于所述环形管路,所述喷嘴的另一端沿所述引射流道向下游延伸。
根据本发明的另一方面,提供一种发动机,包括上述任一项所述的粒子分离器。
上述发明中的一个实施例具有如下优点或有益效果:
本发明实施例的粒子分离器,包括中心体、整流罩、第一分流器和第二分流器,中心体与第一分流器之间合围成第一清除流道,第二分流器与整流罩之间合围成第二清除流道。气流由进气口进入粒子分离器后,会经历两次惯性分离过程。对于大粒径物质来说,由于自身惯性大,大部分大粒径物质会直接被第一清除流道捕获;对于小粒径物质来说,由于自身惯性小,具有较好的随流性,一部分小粒径物质会被第一清除流道捕获,其余部分小粒径物质会被第二清除流道捕获。本发明实施例的粒子分离器采用两次分离过程,根据大粒径和小粒径的自身惯性不同,分别进行分离,从而提高了分离效率。
附图说明
通过参照附图详细描述其示例实施方式,本发明的上述和其它特征及优点将变得更加明显。
图1是根据一示例性实施方式示出的粒子分离器的主视图。
图2是沿图1中A-A线的阶梯剖视图。
图3是根据一示例性实施方式示出的粒子分离器的立体图,其中示出了隔板的局部剖视图。
图4是根据一示例性实施方式示出的粒子分离器的后视图,其中示出了环形管路的局部剖视图。
图5是根据一示例性实施方式示出的粒子分离器内部气流走向示意图。
其中,附图标记说明如下:
10、中心体
101、第一排砂流道
102、进气口
110、第一清除流道
120、第二清除流道
130、排砂口
20、第一支板
201、第二排砂流道
30、整流罩
310、第一唇口
320、隔板
321、第三排砂流道
40、第二支板
50、第一分流器
510、分流部
511、第二唇口
512、外缘
520、收缩部
530、第一弧形转接部
531、第一转接流道
540、第一空气流道
550、第二空气流道
70、第二分流器
701、第三唇口
710、第二弧形转接部
711、第二转接流道
810、引气管
820、环形管路
830、喷嘴
840、引射流道
841、排气内环
842、排气外环
L、轴线
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而,示例实施方式能够以多种形式实施,且不应被理解为限于在此阐述的实施方式;相反,提供这些实施方式使得本发明将全面和完整,并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构,因而将省略它们的详细描述。
虽然本说明书中使用相对性的用语,例如“上”、“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系,但是这些术语用于本说明书中仅出于方便,例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是,如果将图标的装置翻转使其上下颠倒,则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。其他相对性的用语,例如“顶”、“底”等也作具有类似含义。用语“一个”、“一”、“该”和“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等;用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等;用语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等仅作为标记使用,不是对其对象的数量限制。
本发明的发明人在研究中发现,在气固两相惯性分离方面,小粒径固体如砂尘具有较好的随流性,而大粒径固体如鸟、螺钉、螺帽等的惯性较大,由于小粒径固体和大粒径固体的惯性不同,导致现有的粒子分离器在分离小粒径和大粒径固体的混合物时,分离效率不高。
基于此,本发明提出一种粒子分离器,包括中心体、整流罩、第一分流器和第二分流器,整流罩沿中心体的径向方向围设于中心体的外部,整流罩与中心体合围成进气口;第一分流器沿中心体的径向方向围设于中心体的外部且位于中心体和整流罩之间;第一分流器的内壁与中心体的外壁合围成第一清除流道,沿中心体的轴向方向,第一清除流道正对进气口,第一分流器的外壁与整流罩的内壁合围成第一空气流道,第一空气流道的截面积沿轴向方向先变小再变大;第二分流器沿第一分流器的径向方向围设于第一分流器的外部,且位于第一分流器与整流罩之间;第二分流器的内壁与第一分流器的外壁合围成第二空气流道,第二分流器的外壁与整流罩的内壁合围成第二清除流道。
本发明实施例的粒子分离器,包括中心体、整流罩、第一分流器和第二分流器,中心体与第一分流器之间合围成第一清除流道,第二分流器与整流罩之间合围成第二清除流道。气流由进气口进入粒子分离器后,会经历两次惯性分离过程。对于大粒径物质来说,由于自身惯性大,大部分大粒径物质会直接被第一清除流道捕获;对于小粒径物质来说,由于自身惯性小,具有较好的随流性,一部分小粒径物质会被第一清除流道捕获,其余部分小粒径物质会被第二清除流道捕获。本发明实施例的粒子分离器采用两次分离过程,根据大粒径和小粒径的自身惯性不同,分别进行分离,从而提高了分离效率。
下面结合附图,以具体实施方式详细说明本发明的粒子分离器的结构和连接关系。
如图1和图2所示,图1是根据一示例性实施方式示出的粒子分离器的主视图,图2是沿图1中A-A线的阶梯剖视图。在本实施例中,粒子分离器包括中心体10、整流罩30、第一分流器50和第二分流器70。
中心体10大致呈锥形,并界定一轴线L。中心体10、第一分流器50、第二分流器70和整流罩30可以是同轴设置。
整流罩30连接于中心体10,整流罩30沿中心体10的径向方向围设于中心体10的外部,整流罩30与中心体10合围成进气口102,进气口102设置在粒子分离器的前端部,外部气流由该进气口102进入粒子分离器内。
第一分流器50沿中心体10的径向方向围设于中心体10的外部且位于中心体10和整流罩30之间。第一分流器50的内壁与中心体10的外壁合围成第一清除流道110,沿轴向方向观察,第一清除流道110可以为环形的。沿中心体10的轴向方向观察,第一清除流道110正对进气口102,第一分流器50的外壁与整流罩30的内壁合围成第一空气流道540,第一空气流道540的截面积沿轴向方向先变小再变大。沿轴向方向观察,第一空气流道540可以为环形的。
对于大粒径物质(包括鸟、螺钉、螺帽等)来说,其自身惯性大,由于第一清除流道110正对进气口102,大部分的大粒径物质会直接被正对来流的第一清除流道110捕获,实现第一次分离。
第二分流器70沿第一分流器50的径向方向围设于第一分流器50的外部,且位于第一分流器50与整流罩30之间。第二分流器70可以通过第二支板40连接于第一分流器50。在一些实施例中,第二支板40的数量可以为四个,四个第二支板40可以沿周向均匀设置(如图4)。第二分流器70的内壁与第一分流器50的外壁合围成第二空气流道550,第二分流器70的外壁与整流罩30的内壁合围成第二清除流道120。
经第一次分离后,来流分成两路,一路由第一清除流道110流出,另一路由第一空气流道540流出。由于第一空气流道540的截面积沿轴向方向先变小再变大,形成减缩通道。根据伯努利原理,气流在第一空气流道540内加速流动,之后在第二分流器70的作用下,气流再次被分成两路,一路沿第二空气流道550流出,另一路沿第二清除流道120流出。
如图1和图2所示,在一示例实施例中,中心体10通过一个或多个沿径向设置的第一支板20连接。在一些实施例中,第一支板20的数量为四个,四个第一支板20可以沿周向均匀布置。当然,在其他实施例中,第一支板20的数量也可以为一个、两个、三个、五个或更多。
中心体10为中空结构且具有第一排砂流道101,第一排砂流道101连通于第一清除流道110。第一支板20为中空结构且具有第二排砂流道201,整流罩30为中空结构且具有第三排砂流道321,第二排砂流道201的一端连通于第一排砂流道101,第二排砂流道201的另一端连通于第三排砂流道321。
气流在第一次分离后,包含大粒径物质的气流会依次通过第一清除流道110、第一排砂流道101、第二排砂流道201和第三排砂流道321,最终被排出机外。
如图2所示,在一示例实施例中,第一分流器50的下游段具有第一弧形转接部530,第一弧形转接部530由第一分流器50的内壁沿径向向内再沿轴向向上游方向延伸,以与中心体10合围成第一转接流道531,第一转接流道531分别连通于第一清除流道110和第一排砂流道101。
包含大粒径物质的气流会依次通过第一清除流道110、第一转接流道531、第一排砂流道101、第二排砂流道201和第三排砂流道321。由于第一弧形转接部530的延伸方向的设计,使得第一清除流道110的气流在第一弧形转接部530处实现顺畅转弯,以提高大粒径物质排出机外的速度,避免转弯处发生堵塞。
如图3所示,图3是根据一示例性实施方式示出的粒子分离器的立体图,其中示出了隔板的局部剖视图。在一示例实施例中,整流罩30内还设有一对或多对隔板320,隔板320的对数与第一支板20的数量相对应。例如第一支板20的数量为四个,隔板320的数量为四对。一对或多对隔板320沿轴向方向延伸且分别位于第一支板20与中心体10的连通口的两侧,一对或多对隔板320与整流罩30合围成一个或多个上述的第三排砂流道321。
通过在整流罩30内隔离出一个或多个第三排砂流道321,以引导大粒径物质的排出,以防大粒径物质在整流罩30内的排出路径混乱,与整流罩30内的其他部件发生干涉。
如图4所示,图4是根据一示例性实施方式示出的粒子分离器的后视图,其中示出了环形管路的局部剖视图。在一些实施例中,在整流罩30的后端面设置有一个或多个排砂口130,排砂口130对应于第三排砂流道321,且排砂口130的数量对应于第三排砂流道321的数量。包含大粒径物质的气流经过第三排砂流道321后,最终由排砂口130排出机外。
请继续参阅图2,在一示例实施例中,第一分流器50包括分流部510和收缩部520,收缩部520由分流部510沿轴向向下游延伸,且逐渐靠近中心体10的轴线L。分流部510的外壁与整流罩30的内壁之间合围成第一空气流道540。收缩部520的外壁与第二分流器70的内壁之间合围成第二空气流道550。第一弧形转接部530连接于收缩部520的内壁。
整流罩30的第一唇口310相较于分流部510的第二唇口511更靠近中心体10的轴线。通过这样的设计,使得第一清除流道110的截面积略大于进气口102,当气流由进气口102进入粒子分离器内时,第一清除流道110能够正对且略大于进气口102,实现绝大部分的大粒径物质被第一清除流道110捕获。
请继续参阅图2,在一些实施例中,分流部510的外壁尺寸沿轴向方向先变大再变小,以在分流部510的外壁上形成一圈外缘512,该外缘512相较于分流部510的外壁的其余部分距离中心体10的轴线最远。通过分流部510的外壁的尺寸变化,使得第一空气流道540具有减缩结构,以促使气流加速运动。
第二分流器70的第三唇口701相较于分流部510的外缘512更靠近中心体10的轴线。当气流在第一空气流道540运动时,由于小粒径物质的自身惯性作用,小粒径物质会与气流发生分离,分成两路气流,其中一路包含小粒径物质的气流远离中心体10的轴线,其中另一路核心气流靠近中心体10的轴线。由于第二分流器70的第三唇口701更靠近中心体10的轴线,故第二清除流道120正对第一空气流道540,使得大部分的小粒径物质能被第二清除流道120捕获,达到提高分离效率的功效。
请继续参阅图2,在一示例实施例中,第二分流器70具有第二弧形转接部710,第二弧形转接部710由第二分流器70的外壁沿径向方向向外延伸,以与整流罩30合围成第二转接流道711,第二转接流道711的一端连通于第二清除流道120,第二转接流道711的另一端与第三排砂流道321汇合。
如图2和图4所示,在一示例实施例中,粒子分离器还包括引射流道840,引射流道840设于整流罩30的下游端,引射流道840连通于第一清除流道110,引射流道840连通于第二排清除流道。
具体来说,引射流道840设置于整流罩30的后端面,引射流道840依次连通于第三排砂流道321、第二排砂流道201、第一排砂流道101以及第一清除流道110。同时,引射流道840还依次连通于第二转接流道711、第二清除流道120以及第一空气流道540。
在一些实施例中,粒子分离器包括排气内环841和排气外环842,排气内环841连接于第二弧形转接部710并向后延伸,排气外环842连接于整流罩30并向后延伸。排气内环841和排气外环842合围成上述的引射流道840。
粒子分离器还包括引气管810、环形管路820和喷嘴830,引气管810连接于整流罩30,引气管810的一端显露于整流罩30的外壁,引气管810的显露于整流罩30的一端用于连接发动机的气管。环形管路820设于整流罩30内,引气管810的另一端连通于环形管路820。喷嘴830的一端连通于环形管路820,喷嘴830的另一端沿引射流道840向下游延伸。
包含大粒径物质的气流依次通过第一清除流道110、第一转接流道531、第一排砂流道101、第二排砂流道201、第三排砂流道321后进入引射流道840。包含小粒径物质的气流依次通过第一空气流道540、第二清除流道120、第二转接流道711后进入引射流道840。在喷嘴830射流的作用下,大粒径和小粒径物质均由引射流道840排出机外。
下面结合图详细说明粒子分离器内部气流的走向示意图,图5是根据一示例性实施方式示出的粒子分离器内部气流走向示意图。
包含大粒径和小粒径物质的气流由进气口102进入粒子分离器,在第一分流器50的作用下分成两路,分别为第一路和第二路,第一路包含大粒径物质,依次穿过第一清除流道110、第一转接流道531、第一排砂流道101、第二排砂流道201和第三排砂流道321,直至由引射流道840排出机外。第二路沿第一空气流道540运动,在第二分流器70的作用下再次分成两路,分别为第一子路和第二子路,第二子路包含小粒径物质,依次穿过第二清除流道120和第二转接流道711,直至由引射流道840排出机外,第一子路为核心气流,沿第二空气流道550运动,进入发动机内。
本发明的另一实施例提供一种发动机,包括上述任一项的粒子分离器。粒子分离器可以采用快拆结构可拆卸地连接于发动机的前端部。相比现有的整体式粒子分离器,通过粒子分离器可拆卸的设计,使得本发明的发动机可根据使用环境需求而选择性地安装粒子分离器,避免了在非砂尘工作环境下带来的不必要的压力损失,改善了发动机的性能。
下面介绍本发明的粒子分离器与现有粒子分离器的性能计算结果,现有粒子分离器计算模型在本发明方案基础上取消第一清除通道,本发明方案的清除流道流量总流量与现有粒子分离器清除流道流量状态相同,核心流路流量状态保持一致,则得出如表1所示的对比结果:
表1
方案名称 总压损失/% AC粗砂分离效率/%
本发明 0.66 91.7
现有技术 0.65 87.9
由表1可以看出,本发明的核心流路总压损失与现有粒子分离器总压损失分别为0.66和0.65,基本保持一致,而AC粗砂(0~200μm)分离效率却可以提高3.8个百分点。由此可看出,本发明的粒子分离器在保证总压损失不变的前提下,显著提高了分离效率。
综上所述,本发明的发动机及其粒子分离器的优点和有益效果在于:
本发明实施例的粒子分离器采用了双分叉流道气动构型,能够实现两级分离功能,与现有整体式粒子分离器相比,本发明实施例的粒子分离器中的大粒径粒子借助自身惯性,可直接被正对来流的第一清除流道捕获,改善了传统整体式粒子分离器中部分大粒径砂粒与外流道碰撞后反弹至核心流路的情况。针对小粒径粒子自身惯性小,随流性好的特点,本发明实施例的粒子分离器采取两级分离,相比传统整体式粒子分离器的单级分离可进一步提高分离效率,故本发明相比传统整体式粒子分离器可提高大粒子和小粒子分离性能,从而提高分离效率。
在此应注意,附图中示出而且在本说明书中描述的发动机及其粒子分离器仅仅是采用本发明的原理的一个示例。本领域的普通技术人员应当清楚地理解,本发明的原理并非仅限于附图中示出或说明书中描述的装置的任何细节或任何部件。
应可理解的是,本发明不将其应用限制到本说明书提出的部件的详细结构和布置方式。本发明能够具有其他实施方式,并且能够以多种方式实现并且执行。前述变形形式和修改形式落在本发明的范围内。应可理解的是,本说明书公开和限定的本发明延伸到文中和/或附图中提到或明显的两个或两个以上单独特征的所有可替代组合。所有这些不同的组合构成本发明的多个可替代方面。本说明书所述的实施方式说明了已知用于实现本发明的最佳方式,并且将使本领域技术人员能够利用本发明。

Claims (8)

1.一种粒子分离器,其特征在于,包括:
中心体;
整流罩,沿所述中心体的径向方向围设于所述中心体的外部,所述整流罩与所述中心体合围成进气口;
第一分流器,沿所述中心体的径向方向围设于所述中心体的外部且位于所述中心体和所述整流罩之间;所述第一分流器的内壁与所述中心体的外壁合围成第一清除流道,沿所述中心体的轴向方向,所述第一清除流道正对所述进气口,所述第一分流器的外壁与所述整流罩的内壁合围成第一空气流道,所述第一空气流道的截面积沿轴向方向先变小再变大;以及
第二分流器,沿所述第一分流器的径向方向围设于所述第一分流器的外部,且位于所述第一分流器与所述整流罩之间;所述第二分流器的内壁与所述第一分流器的外壁合围成第二空气流道,所述第二分流器的外壁与所述整流罩的内壁合围成第二清除流道;
其中,所述中心体通过一个或多个沿径向设置的第一支板连接;
所述中心体为中空结构且具有第一排砂流道,所述第一排砂流道连通于所述第一清除流道;
所述第一支板为中空结构且具有第二排砂流道,所述整流罩为中空结构且具有第三排砂流道,所述第二排砂流道的一端连通于所述第一排砂流道,所述第二排砂流道的另一端连通于所述第三排砂流道;
其中,所述第一分流器的下游段具有第一弧形转接部,所述第一弧形转接部由所述第一分流器的内壁沿径向向内再沿轴向向上游方向延伸,以与所述中心体合围成第一转接流道,所述第一转接流道分别连通于所述第一清除流道和所述第一排砂流道。
2.根据权利要求1所述的粒子分离器,其特征在于,所述整流罩内还设有一对或多对隔板,一对或多对所述隔板沿轴向方向延伸且分别位于所述第一支板与所述整流罩的连通口的两侧,以与所述整流罩合围成一个或多个所述第一排砂流道。
3.根据权利要求1所述的粒子分离器,其特征在于,所述第一分流器包括分流部和收缩部,所述收缩部由所述分流部沿轴向向下游延伸,且逐渐靠近所述中心体的轴线;
所述分流部的外壁与所述整流罩的内壁合围成所述第一空气流道;
所述收缩部的外壁与所述第二分流器的内壁合围成所述第二空气流道。
4.根据权利要求3所述的粒子分离器,其特征在于,所述整流罩的第一唇口相较于所述分流部的第二唇口更靠近所述中心体的轴线。
5.根据权利要求3所述的粒子分离器,其特征在于,所述分流部的外壁上具有一圈外缘,所述外缘相较于所述分流部的外壁的其余部分距离所述中心体的轴线最远;
所述第二分流器的第三唇口相较于所述外缘更靠近所述中心体的轴线。
6.根据权利要求1所述的粒子分离器,其特征在于,所述第二分流器具有第二弧形转接部,所述第二弧形转接部由所述第二分流器的外壁沿径向方向向外延伸,以与所述整流罩合围成第二转接流道,所述第二转接流道的一端连通于所述第二清除流道。
7.根据权利要求6所述的粒子分离器,其特征在于,所述粒子分离器还包括引射流道,所述引射流道设于所述整流罩的下游端,所述引射流道连通于所述第一清除流道,所述引射流道连通于所述第二转接流道;所述粒子分离器还包括:
引气管,连接于所述整流罩,所述引气管的一端显露于所述整流罩的外壁;
环形管路,设于所述整流罩内,所述引气管的另一端连通于所述环形管路;以及
喷嘴,所述喷嘴的一端连通于所述环形管路,所述喷嘴的另一端沿所述引射流道向下游延伸。
8.一种发动机,其特征在于,包括如权利要求1至7任一项所述的粒子分离器。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114776404B (zh) * 2022-04-14 2023-11-28 中国航发沈阳发动机研究所 一种排气装置的整流支板结构

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2149017A (en) * 1983-11-03 1985-06-05 Gen Electric Aircraft engine air intake including a foreign object separator
US5139545A (en) * 1990-09-25 1992-08-18 Rolls-Royce Plc Air intakes for gas turbine engines
EP0712654A3 (fr) * 1994-11-16 1997-06-11 Snecma Dispositif de séparation et de filtrage de particules dans un débit de fluide
US6499285B1 (en) * 2001-08-01 2002-12-31 Rolls-Royce Corporation Particle separator for a gas turbine engine
US6508052B1 (en) * 2001-08-01 2003-01-21 Rolls-Royce Corporation Particle separator
CN102935311A (zh) * 2012-10-19 2013-02-20 上海交通大学 一种惯性粒子分离器
CN103174521A (zh) * 2011-12-21 2013-06-26 通用电气公司 燃气涡轮发动机微粒分离器
CN105781746A (zh) * 2016-05-09 2016-07-20 兰州大学 一种自适应惯性粒子分离器
CN109519282A (zh) * 2018-11-07 2019-03-26 中国航发湖南动力机械研究所 基于壁面反弹特性的整体式惯性粒子分离器及航空发动机
CN109806671A (zh) * 2019-03-21 2019-05-28 中国航发湖南动力机械研究所 粒子分离器

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1209795A (en) * 1968-02-22 1970-10-21 Mini Of Technology London Improvements in or relating to centrifugal separators
US4509962A (en) * 1983-10-06 1985-04-09 Pratt & Whitney Canada Inc. Inertial particle separator
EP2472082A3 (en) * 2005-06-20 2013-01-23 Rolls-Royce North American Technologies, Inc. Particle separator for a gas turbine engine
US7678165B2 (en) * 2006-12-28 2010-03-16 General Electric Company Particle separator using boundary layer control
US7922784B2 (en) * 2009-03-23 2011-04-12 King Fahd University Of Petroleum And Minerals System for inertial particles separation
US20170370287A1 (en) * 2016-06-22 2017-12-28 Honeywell International Inc. Inlet particle separator system with pre-cleaner flow passage
CN109701324B (zh) * 2019-01-25 2023-09-26 南京航空航天大学 轴流组合式变管径多管旋风除尘装置及方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2149017A (en) * 1983-11-03 1985-06-05 Gen Electric Aircraft engine air intake including a foreign object separator
US5139545A (en) * 1990-09-25 1992-08-18 Rolls-Royce Plc Air intakes for gas turbine engines
EP0712654A3 (fr) * 1994-11-16 1997-06-11 Snecma Dispositif de séparation et de filtrage de particules dans un débit de fluide
US6499285B1 (en) * 2001-08-01 2002-12-31 Rolls-Royce Corporation Particle separator for a gas turbine engine
US6508052B1 (en) * 2001-08-01 2003-01-21 Rolls-Royce Corporation Particle separator
CN103174521A (zh) * 2011-12-21 2013-06-26 通用电气公司 燃气涡轮发动机微粒分离器
CN102935311A (zh) * 2012-10-19 2013-02-20 上海交通大学 一种惯性粒子分离器
CN105781746A (zh) * 2016-05-09 2016-07-20 兰州大学 一种自适应惯性粒子分离器
CN109519282A (zh) * 2018-11-07 2019-03-26 中国航发湖南动力机械研究所 基于壁面反弹特性的整体式惯性粒子分离器及航空发动机
CN109806671A (zh) * 2019-03-21 2019-05-28 中国航发湖南动力机械研究所 粒子分离器

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
反弹特性对惯性粒子分离器效率的影响;牛佳佳等;《动力工程学报》;20180715;第38卷(第7期);第545-551页 *

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