CN218325478U - 涡轮增压器防结冰结构及涡轮增压器 - Google Patents

Abstract

涡轮增压器防结冰结构及涡轮增压器，涉及涡轮增压器技术领域，其涡轮增压器防结冰结构包括在压气机壳体内设置的进气回路以及控制该进气回路打开或关闭的控制部件，所述进气回路可连通压气机的出气口和进气口以用于将高温空气导入压气机的进气口来加热进气温度。本实用新型可有效避免涡轮增压器的压气机进口结冰。

Description

涡轮增压器防结冰结构及涡轮增压器

技术领域

本实用新型涉及涡轮增压器技术领域，尤其指一种涡轮增压器防结冰结构及涡轮增压器。

背景技术

现代化国防对无人机发展的需求十分强烈，特别是随着人们对未来战争观念、作战形式和任务要求的改变，无人机的研发越来越得到重视。活塞式无人机从地面到高空，环境状态变化剧烈，提高发动机的环境适应性可大幅提升无人机动力系统的可靠性。活塞式发动机的油耗优势和良好的高空适应性，一直在中低速无人机、长航时无人机领域占据主导地位。

涡轮增压技术是利用发动机高温、高压的排气推动涡轮旋转，涡轮通过转子轴带动压气机叶轮旋转对空气进行压缩，以提高进气密度，增加发动机功率输出，该技术已经普遍应用于活塞式发动机。

而飞机在大气中飞行时，在一定的气象条件下其表面及部件会积聚冰层，这种现象被称之为飞机结冰。当飞行的云层中含有大量的过冷水滴、大气温度在零度以下且过冷水滴以液态的形式存在时，飞机将会出现结冰。涡轮增压器位于发动机进气系统前端，同时压气机进口处存在节流，过冷水滴易在压气机进口处沉积结冰。压气机进口结冰，一方面进气流通面积减小，进气损失增大，发动机功率下降，飞机飞行高度下降；另一方面，飞机结冰将增加飞机重量，降低飞机升限；同时冰渣进入压气机，与叶轮发生碰撞，造成增压器损坏乃至飞机坠毁。

实用新型内容

本实用新型的目的之一在于提供一种涡轮增压器防结冰结构，可有效避免涡轮增压器的压气机进口结冰。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种涡轮增压器防结冰结构，包括在压气机壳体内设置的进气回路以及控制该进气回路打开或关闭的控制部件，所述进气回路可连通压气机的出气口和进气口以用于将高温空气导入压气机的进气口来加热进气温度。

优选地，靠近所述出气口的压气机壳体内壁上设置有连通出气口且平行于进气口轴向的第一回气通道，靠近所述进气口的压气机壳体内壁上设置有连通第一回气通道且垂直于进气口轴向的第二回气通道，所述第一回气通道和第二回气通道形成进气回路。

更优选地，所述控制部件为电磁阀，所述电磁阀安装在压气机壳体上且其阀门可沿第一回气通道轴向移动以封堵或打开第一回气通道。

另外，本实用新型还提供一种涡轮增压器，其包含上述的涡轮增压器防结冰结构，还包括压气机以及与压气机通过轴承体传动连接的蜗轮，所述压气机设有压气机壳体，所述蜗轮安装在涡轮箱内，所述涡轮箱的废气入口设置有放气量调节机构，所述压气机壳体上安装有用于控制放气量调节机构的电子执行器，所述放气量调节机构可调整废气排放量大小以相应地控制进入涡轮箱的废气入口的废气量。

除此之外，本实用新型还提供一种通过上述蜗轮增压器实现的防结冰方法：在压气机的进气口温度接近或低于0℃时，打开控制部件以使出气口的高温空气通过进气回路导入进气口来加热进气温度。

同时，本实用新型还提供一种通过上述蜗轮增压器实现的泄压方法：在增压压力超限时，打开控制部件以使出气口的部分气流通过进气回路返回进气口来泄压。

通过设置进气回路将压气机出气口的高温空气导入到进气口处，以加热进气口的空气温度，可防止因进气温度过低而造成压气机进口处出现结冰的现象，保障了压气机的正常工作；另外，也可通过进气回路将压气机出气口的部分空气直接导入回进气口，从而起到泄压的作用，以避免发动机刚启动时增压压力快速变化而出现压力超限从而导致设备的损坏。

附图说明

图1为本实用新型实施例中压气机壳体的剖视结构示意图；

图2为实施例中压气机壳体的整体结构示意图；

图3为实施例中涡轮增压器的结构示意图；

图4为实施例中涡轮增压器的侧面结构示意图。

图中：

1——压气机壳体 2——进气回路 2a——第一回气通道

2b——第二回气通道 3——出气口 4——进气口

5——电磁阀 6——轴承体 7——涡轮箱

8——放气量调节机构 9——电子执行器。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本实用新型作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本实用新型的限定。

需要提前说明的是，在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。此外，在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。

如图1-2所示，涡轮增压器防结冰结构，包括在压气机壳体1内设置的进气回路2以及控制该进气回路2打开或关闭的控制部件，进气回路2可连通压气机的出气口3和进气口4以用于将高温空气导入压气机的进气口4来加热进气温度。

其中，靠近所述出气口3的压气机壳体1内壁上设置有连通出气口3且平行于进气口4轴向的第一回气通道2a，靠近进气口4的压气机壳体1内壁上设置有连通第一回气通道2a且垂直于进气口4轴向的第二回气通道2b，第一回气通道2a和第二回气通道2b形成进气回路2。

作为优选地，控制部件为电磁阀5，电磁阀5安装在压气机壳体1上且其阀门可沿第一回气通道2a轴向移动以封堵或打开第一回气通道2a。本领域技术人员应该知道，电磁阀5可选用为常见的电磁阀结构，该电磁阀中具有可移动的膜片式的阀门，通过控制该电磁阀5的阀门封堵或打开第一回气通道2a的技术手段的实现对于本领域技术人员来说不存在难度，因此不进行赘述，而通过分别设置第一回气通道2a和第二回气通道2b，一方面是便于机加工，另一方面则是方便电磁阀阀门与平直的第一回气通道2a的端头进行配合。

本实施例提供的涡轮增压器防结冰结构，可以设置在涡轮增压器的压气机壳体1中，设置进气回路2将压气机出气口3的高温空气导入到进气口4处，以加热进气口4的空气温度，可防止因进气温度过低而造成压气机进口处出现结冰的现象，保障了压气机的正常工作；另外，也可通过进气回路2将压气机出气口3的部分空气直接导入回进气口4，从而起到泄压的作用，以避免发动机刚启动时增压压力快速变化而出现压力超限从而导致设备的损坏。

在上述基础上，本实施例还提供一种涡轮增压器，如图3-4所示，其包括压气机以及与压气机通过轴承体6传动连接的蜗轮，压气机则设有上述的压气机壳体1，蜗轮安装在涡轮箱7内，涡轮箱7的废气入口设置有放气量调节机构8，压气机壳体1上安装有用于控制放气量调节机构8的电子执行器9，放气量调节机构8可调整废气排放量大小以相应地控制进入涡轮箱7的废气入口的废气，那么通过调节废气的进气量，使得发动机刚启动时让废气更多的进入到涡轮箱7内以提升动力，保证发动机具备足够动力启动。

从进一步的应用角度上来说，将该涡轮增压器装配到无人机中使用时，除了为无人机增大动力之外，在无人机高空飞行遇到云层中含有大量的过冷水滴或者大气温度在接近零度以及零度以下时，即可打开电磁阀5，使压气机的出气口4排出的高温空气能够经过进气回路2返回压气机的进气口3，在进气口3处于低温空气混合从而对低温空气起到加热的作用，使进气空气的温度能够始终保持在0℃以上，从而有效防止云层中的过冷水滴在压气机的进气口3处结冰，进而提升高空运行时压气机及发动机的性能，并能增加无人机的飞行高度。

在无人机在起飞时，进气环境时刻在变化，电子执行器9通过放气量调节机构8调节放气阀门的开度，来保证飞机的顺利起飞。在该过程中，当增压的压力过大时，电磁阀5可打开，一部分压缩后的空气经压气机压壳1中的进气回路，返回压气机的进气口4，可快速泄掉超出的增压压力，从而有效防止因放气阀门开度快速调整引起的增压压力超限问题，提升涡轮增压器的可靠性。

本领域技术人员应该知道，上述的放气量调节机构8和电子执行器9为涡轮增压器中常见的废气排放调节机构，因此具体不在进行赘述。

为了让本领域普通技术人员更方便地理解本实用新型相对于现有技术的改进之处，本实用新型的一些附图和描述已经被简化，并且上述实施例为本实用新型较佳的实现方案，除此之外，本实用新型还可以其它方式实现，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.涡轮增压器防结冰结构，其特征在于：包括在压气机壳体（1）内设置的进气回路（2）以及控制该进气回路（2）打开或关闭的控制部件，所述进气回路（2）可连通压气机的出气口（3）和进气口（4）以用于将高温空气导入压气机的进气口（4）来加热进气温度。

2.根据权利要求1所述的涡轮增压器防结冰结构，其特征在于：靠近所述出气口（3）的压气机壳体（1）内壁上设置有连通出气口（3）且平行于进气口（4）轴向的第一回气通道（2a），靠近所述进气口（4）的压气机壳体（1）内壁上设置有连通第一回气通道（2a）且垂直于进气口（4）轴向的第二回气通道（2b），所述第一回气通道（2a）和第二回气通道（2b）形成进气回路（2）。

3.根据权利要求2所述的涡轮增压器防结冰结构，其特征在于：所述控制部件为电磁阀（5），所述电磁阀（5）安装在压气机壳体（1）上且其阀门可沿第一回气通道（2a）轴向移动以封堵或打开第一回气通道（2a）。

4.一种涡轮增压器，包含权利要求1-3中任一项所述的涡轮增压器防结冰结构，其特征在于：包括压气机以及与压气机通过轴承体（6）传动连接的蜗轮，所述压气机设有压气机壳体（1），所述蜗轮安装在涡轮箱（7）内，所述涡轮箱（7）的废气入口设置有放气量调节机构（8），所述压气机壳体（1）上安装有用于控制放气量调节机构（8）的电子执行器（9），所述放气量调节机构（8）可调整废气排放量大小以相应地控制进入涡轮箱（7）的废气入口的废气量。

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