一种用于航空发动机进气系统的预冷器核芯的制作方法

1.本发明属于换热设计领域，特别是涉及一种用于航空发动机进气系统的预冷器核芯。


背景技术：

2.就高超声速飞行器动力系统而言，随着其飞行高度与马赫数的不断提升，航空发动机的进气滞止温度急速升温，压缩空气做功急剧增加，将对发动机性能造成较大影响。因此在进气道布置高效换热器预冷来获得理想的进口空气温度与密度，已成为一种突破发动机性能瓶颈的解决方法，设计并制造可在高马赫数飞行环境苛刻工况下稳定工作的高效紧凑换热器，符合该类系统的总体需求。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明旨在提出一种用于航空发动机进气系统的预冷器核芯，以解决现有航空发动机动力系统用进气预冷器无法进行高效换热的问题。
4.为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种用于航空发动机进气系统的预冷器核芯，它包括第一集液器、第二集液器和若干个微细金属管，所述第一集液器和第二集液器均为空腔结构，所述第一集液器上开设有工质入口，所述第二集液器上开设有工质出口，微细金属管的两端分别与第一集液器和第二集液器的空腔连通，若干个微细金属管相互交叉形成网状排列结构。
5.更进一步的，所述微细金属管为折弯管结构，微细金属管两端与第一集液器和第二集液器垂直连接。
6.更进一步的，所述若干个微细金属管沿预冷器核芯径向设置有多层，不同层间的微细金属管呈交叉网状排列结构。
7.更进一步的，所述工质入口和工质出口的数量均为多个。
8.更进一步的，所述工质入口和工质出口均与循环泵相连。
9.更进一步的，所述工质入口与循环泵之间设置有散热机构。
10.更进一步的，所述第一集液器和第二集液器均为圆环状结构，形成的预冷器核芯为圆筒状结构。
11.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用微细金属管，通过网状结构排列，形成圆筒形预冷器核芯，在实现设备减重，有效降低空气流动压力损失的同时，仍具有高效的换热性能且易于轴流航空发动机动力系统布置。适用于航空发动机的进气系统，可对航空发动机进气实现快速冷却，可显著改善航空机动力系统性能，同时满足系统对于预冷设备高效、紧凑、低压力损失等各项要求。
附图说明
12.构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实
施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
13.图1为本发明所述的微细金属管连接形式示意图；
14.图2为本发明所述的微细金属管结构示意图；
15.图3为本发明所述的微细金属管连接局部细节图；
16.图4为本发明所述的一种用于航空发动机进气系统的预冷器核芯主视结构示意图；
17.图5为本发明所述的一种用于航空发动机进气系统的预冷器核芯侧视结构示意图；
18.图6为本发明所述的一种用于航空发动机进气系统的预冷器核芯立体结构示意图。
19.1-第一集液器，2-第二集液器，3-微细金属管。
具体实施方式
20.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地阐述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
21.参见图1-6说明本实施方式，一种用于航空发动机进气系统的预冷器核芯，它包括第一集液器1、第二集液器2和若干个微细金属管3，所述第一集液器1和第二集液器2均为空腔结构，所述第一集液器1上开设有工质入口，所述第二集液器2上开设有工质出口，微细金属管3的两端分别与第一集液器1和第二集液器2的空腔连通，若干个微细金属管3相互交叉形成网状排列结构。
22.将预冷器核芯置于航空发动机压缩机前，通过第一集液器1和第二集液器2令制冷工质进行轴向流动，同时进气沿径向由外至内流动冷却，并相对制冷工质的流向逆流排出，达到经由预冷器核芯快速交换热量的目的。
23.所述微细金属管3为折弯管结构，微细金属管3两端与第一集液器1和第二集液器2垂直连接，所述若干个微细金属管3沿预冷器核芯径向设置有多层，不同层间的微细金属管3呈交叉网状排列结构，提高换热效率，所述工质入口和工质出口的数量均为多个，所述工质入口和工质出口均与循环泵相连，所述工质入口与循环泵之间设置有散热机构，所述第一集液器1和第二集液器2均为圆环状结构，形成的预冷器核芯为圆筒状结构。
24.由图1所示的单个微细金属管3，按图1和3所示连接形式，相互交叉形成网状排列结构，最终形成如图4-6所示的预冷器核芯整体结构。
25.制冷工质流动方式为闭式循环流动，由循环泵驱动，依次通过预冷器核芯吸热
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循环泵
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散热机构散热
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预冷器核芯吸热方式循环；空气由航空发动机风扇注入后，汇集至预冷器核芯外侧，由外至内径向进入预冷器核芯冷却，并相对制冷工质流向逆流排出，最终汇入压缩机，达到提高进气压缩比，显著改善航空机动力系统性能的目的。
26.以上公开的本发明实施例只是用于帮助阐述本发明。实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。


技术特征：
1.一种用于航空发动机进气系统的预冷器核芯，其特征在于：它包括第一集液器(1)、第二集液器(2)和若干个微细金属管(3)，所述第一集液器(1)和第二集液器(2)均为空腔结构，所述第一集液器(1)上开设有工质入口，所述第二集液器(2)上开设有工质出口，微细金属管(3)的两端分别与第一集液器(1)和第二集液器(2)的空腔连通，若干个微细金属管(3)相互交叉形成网状排列结构。2.根据权利要求1所述的一种用于航空发动机进气系统的预冷器核芯，其特征在于：所述微细金属管(3)为折弯管结构，微细金属管(3)两端与第一集液器(1)和第二集液器(2)垂直连接。3.根据权利要求1所述的一种用于航空发动机进气系统的预冷器核芯，其特征在于：所述若干个微细金属管(3)沿预冷器核芯径向设置有多层，不同层间的微细金属管(3)呈交叉网状排列结构。4.根据权利要求1所述的一种用于航空发动机进气系统的预冷器核芯，其特征在于：所述工质入口和工质出口的数量均为多个。5.根据权利要求1所述的一种用于航空发动机进气系统的预冷器核芯，其特征在于：所述工质入口和工质出口均与循环泵相连。6.根据权利要求5所述的一种用于航空发动机进气系统的预冷器核芯，其特征在于：所述工质入口与循环泵之间设置有散热机构。7.根据权利要求1所述的一种用于航空发动机进气系统的预冷器核芯，其特征在于：所述第一集液器(1)和第二集液器(2)均为圆环状结构，形成的预冷器核芯为圆筒状结构。

技术总结
本发明提出了一种用于航空发动机进气系统的预冷器核芯，属于换热设计领域。解决了现有航空发动机动力系统用进气预冷器无法进行高效换热的问题。它包括第一集液器、第二集液器和若干个微细金属管，所述第一集液器和第二集液器均为空腔结构，所述第一集液器上开设有工质入口，所述第二集液器上开设有工质出口，微细金属管的两端分别与第一集液器和第二集液器的空腔连通，若干个微细金属管相互交叉形成网状排列结构。它主要用于航空发动机进气系统的预冷。统的预冷。统的预冷。


技术研发人员：韩芳明 张诗林 贾际 李云浩 李海山 王文博
受保护的技术使用者：航天海鹰（哈尔滨）钛业有限公司
技术研发日：2021.12.22
技术公布日：2023/6/28