专利名称：一种航空发动机试车台用螺旋式热量收集排气装置的制作方法
技术领域：
本发明属于航空发动机技术领域，特别是涉及一种航空发动机试车台用螺旋式热量收集排气装置。
背景技术：
目前，现有的供生产试验用航空发动机试车台由带消音器的进气部分、被试发动机、引射筒以及带消音器的排气部分组成，如图1所示。其中，被试发动机每小时约消耗5 吨航空煤油，产生的热能除了对发动机本身做功外，尚有大部分未经利用就排向大气。在不开加力的情况下，排出气体的温度在1100K以上；在开加力的情况下，排出气体的温度可达 2000K，能量损失巨大。
发明内容
针对现有航空发动机试车台能量损失巨大的问题，本发明提供一种航空发动机试车台用螺旋式热量收集排气装置；该装置以水为介质，可回收航空发动机试车过程中排出气体的大部分热能，以供二次利用。为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案，一种航空发动机试车台用螺旋式热量收集排气装置，包括底座，在底座上固定有筒壁，在筒壁内设置有中空的螺旋吸热装置；所述螺旋吸热装置的进水口与具有冷水进水阀门的冷水进水管的一端相连接，冷水进水管的另一端与冷水水源相连接，所述螺旋吸热装置的出水口与具有热水排水阀门的热水排水管的一端相连接，热水排水管的另一端与具有热水保温箱放水阀门的热水保温箱相连接。为了防止发动机排气热量向外围散失，同时引导排气气流按螺旋方式流动；所述筒壁由保温隔热材料制成。本发明的有益效果本发明可有效回收航空发动机试车过程中排出气体的大部分热能。通过相关排气流量及换热效率计算，本发明能够满足发动机排气流量的要求，同时换热效率可达30%，能达到预期的设计目的。据计算，完全燃烧IKG航空煤油可放出约43000KJ的热量，则航空发动机每小时消耗的航空煤油可产生5000KGX43000KJ/KG = 2. 15X IO11J的热量。航空发动机内效率约为 25%，即航空煤油燃烧后有约75%的热量未经利用就散失在空气中。经估算，本发明的热量回收效率约为30%，即每小时可回收热量2. 15X IO11JX 75% X30% = 0. 48X IO11J,约合 (0. 48 X IO11J) / (3. 6 X 106J/kw -h) = 1. 3万千瓦时，按民用电每千瓦时0. 5元计算，则本发明每小时回收热量经二次利用可创造价值约1. 3万千瓦时X 1. 5元/千瓦时=6500元，按每年进行发动机试车1万小时计算，则每年可创造价值约6500万元。
图1是现有的航空发动机试车台的结构示意图；图2是本发明的螺旋式热量收集排气装置的结构示意图；图3是本发明的螺旋式热量收集排气装置中螺旋吸热装置的结构示意图；图4是图3的A-A剖视图；图5是图3的B向视图；图6是图3的C向视图；图7是加装本发明的螺旋式热量收集排气装置后的航空发动机试车台的结构示意图；图中，1-带消音器的进气部分，2-被试发动机，3-引射筒，4-带消音器的排气部分，5-冷水进水阀门，6-热水排水管，7-热水排水阀门，8-热水保温箱，9-热水保温箱放水阀门，10-螺旋吸热装置，11-筒壁，12-冷水进水管，13-底座，14-螺旋式热量收集排气装置，15-立柱，16-螺旋体，17-立柱的中空部分，18-螺旋体的中空部分。
具体实施例方式如图2所示，一种航空发动机试车台用螺旋式热量收集排气装置，包括底座13，在底座13上固定有筒壁11，在筒壁11内设置有中空的螺旋吸热装置10 ；所述螺旋吸热装置 10的进水口与具有冷水进水阀门5的冷水进水管12的一端相连接，冷水进水管12的另一端与冷水水源相连接，所述螺旋吸热装置10的出水口与具有热水排水阀门7的热水排水管 6的一端相连接，热水排水管6的另一端与具有热水保温箱放水阀门9的热水保温箱8相连接；所述冷水水源可采用民用自来水。冷水进水阀门5、热水排水阀门7以及热水保温箱放水阀门9可控制本发明的装置中的水流大�。蝗人Ｎ孪�8用来存贮本发明的装置回收热能后的热水。为了防止发动机排气热量向外围散失，同时引导排气气流按螺旋方式流动；所述筒壁11由保温隔热材料制成。所述螺旋吸热装置10是高换热率装置，如图3所示。通过向螺旋吸热装置10的中空部分注入冷水，来吸收航空发动机排气的热能，其螺旋式结构保证了与发动机排气换热面积最大。下面结合
本发明的一次动作过程 如图2、3、4、5、6所示，常温民用自来水由冷水进水管12、经冷水进水阀门5进入本发明的螺旋吸热装置10，通过螺旋吸热装置10中心立柱15的中空部分17向螺旋吸热装置 10的顶端供水。冷水到达螺旋吸热装置10的顶端后流入螺旋体16的中空部分18，自上而下，在螺旋吸热装置10中吸收发动机排气的热能。吸收热能后的热水由热水排水管6、经热水排水阀门7流入热水保温箱8，而后可按需由热水保温箱放水阀门9放出热水二次利用。
权利要求
1.一种航空发动机试车台用螺旋式热量收集排气装置，其特征在于包括底座，在底座上固定有筒壁，在筒壁内设置有中空的螺旋吸热装置；所述螺旋吸热装置的进水口与具有冷水进水阀门的冷水进水管的一端相连接，冷水进水管的另一端与冷水水源相连接，所述螺旋吸热装置的出水口与具有热水排水阀门的热水排水管的一端相连接，热水排水管的另一端与具有热水保温箱放水阀门的热水保温箱相连接。
2.根据权利要求1所述的一种航空发动机试车台用螺旋式热量收集排气装置，其特征在于所述筒壁由保温隔热材料制成。
全文摘要
一种航空发动机试车台用螺旋式热量收集排气装置，属于航空发动机技术领域。本发明以水为介质，可回收航空发动机试车过程中排出气体的大部分热能，以供二次利用。本发明包括底座，在底座上固定有筒壁，在筒壁内设置有中空的螺旋吸热装置；所述螺旋吸热装置的进水口与具有冷水进水阀门的冷水进水管的一端相连接，冷水进水管的另一端与冷水水源相连接，所述螺旋吸热装置的出水口与具有热水排水阀门的热水排水管的一端相连接，热水排水管的另一端与具有热水保温箱放水阀门的热水保温箱相连接。
文档编号G01M15/02GK102401737SQ20111024991
公开日2012年4月4日 申请日期2011年8月26日 优先权日2011年8月26日
发明者于文怀, 卫宝华, 王伟, 王志岭, 石岩 申请人:沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司
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