CN114394245A - 一种直升机座舱蒸发循环制冷与油箱耗氧型惰化耦合系统 - Google Patents
一种直升机座舱蒸发循环制冷与油箱耗氧型惰化耦合系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114394245A CN114394245A CN202111621644.9A CN202111621644A CN114394245A CN 114394245 A CN114394245 A CN 114394245A CN 202111621644 A CN202111621644 A CN 202111621644A CN 114394245 A CN114394245 A CN 114394245A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- evaporator
- oil tank
- outlet
- gas
- liquid separator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 title claims abstract description 19
- 230000008878 coupling Effects 0.000 title claims abstract description 14
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 230000036284 oxygen consumption Effects 0.000 title claims abstract description 13
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 44
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 43
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 18
- 230000001502 supplementing effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 8
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 claims description 7
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 14
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 41
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 6
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 4
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 3
- 239000012510 hollow fiber Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007084 catalytic combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D37/00—Arrangements in connection with fuel supply for power plant
- B64D37/32—Safety measures not otherwise provided for, e.g. preventing explosive conditions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D13/00—Arrangements or adaptations of air-treatment apparatus for aircraft crew or passengers, or freight space, or structural parts of the aircraft
- B64D13/06—Arrangements or adaptations of air-treatment apparatus for aircraft crew or passengers, or freight space, or structural parts of the aircraft the air being conditioned
- B64D13/08—Arrangements or adaptations of air-treatment apparatus for aircraft crew or passengers, or freight space, or structural parts of the aircraft the air being conditioned the air being heated or cooled
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T50/00—Aeronautics or air transport
- Y02T50/40—Weight reduction
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Pulmonology (AREA)
- Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)
Abstract
本发明公开了一种直升机座舱蒸发循环制冷与油箱耗氧型惰化耦合系统，涉及航空系统技术领域。通过将蒸发循环制冷系统与油箱惰化系统进行耦合，从而充分利用制冷系统产生的冷气，将反应产生的水尽可能除去，避免进入油箱。包括压缩机、冷凝器、气液分离器、第一蒸发器、第二蒸发器以及油箱、补气风机、加热器、反应器、冷却风机；所述油箱的上部具有一个进口及一个出口，所述反应器的进口经过补气风机连接油箱的出口，并且所述反应器的出口经过第二蒸发器连接油箱的进口。耦合充分利用制冷系统产生的冷气，将惰化系统中产生的水除去，避免水进入油箱。从整体上具有制造成本低、使用成本低以及使用效果好、除水效果好等优点。
Description
技术领域
本发明涉及航空系统技术领域，尤其涉及直升机座舱蒸发循环制冷与油箱耗氧型惰化耦合系统。
背景技术
一方面，直升机油箱惰化系统也是直升机重要的组成部分。目前惰化技术主要有液氮惰化技术、分子筛技术、膜分离技术等。其中中空纤维膜制取富氮气体的机载制氮惰化技术（On-Board Inert Gas Generator System， OBIGGS）是目前最经济、实用的飞机油箱燃爆抑制技术。但直升机发动机引气压力较低，无法达到OBIGGS的要求。而新兴的耗氧型惰化系统基本无需预热，启动速度快，惰化效率高、所需时间短；不向外界环境排出燃油蒸汽，更加环保。但是催化燃烧反应发生需要将反应气体加热到200℃以上，因此反应后的气体需要经过降温除湿后才能通入油箱。因此，如何在低成本的前提下对反应后的气体进行降温除湿即成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题。
另一方面，直升机具有垂直起降，空中悬停等固定翼飞机不具备的特点，在运输物资，抢救人员等方面具有极大的优势。直升机同固定翼飞机一样，内部装有电子设备散发大量热量，同时外部面临恶劣的高温外界环境，因此直升机制冷系统必须得到重视。而目前的直升机座舱制冷系统主要是空气循环制冷系统和蒸发循环制冷系统。传统的开式空气循环制冷需要从发动机引气，这一限制不能满足制冷需求，而蒸发循环制冷系统无需发动机引气，且蒸发循环制冷系统具有性能系数高、代偿损失小、不受飞行情况限制等优点，可见蒸发循环制冷系统将是直升机制冷系统的主流。
这样，具体如何将蒸发循环制冷系统与油箱惰化系统进行耦合，从而在低成本、高效率的对反应后的气体进行降温除湿就成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明针对以上问题，提出了一种直升机座舱蒸发循环制冷与油箱耗氧型惰化耦合系统，通过将蒸发循环制冷系统与油箱惰化系统进行耦合，从而充分利用制冷系统产生的冷气，将反应产生的水尽可能除去，避免进入油箱。
本发明的技术方案为：所述直升机座舱蒸发循环制冷与油箱耗氧型惰化耦合系统包括压缩机1、冷凝器2、气液分离器7、第一蒸发器16、第二蒸发器23以及油箱35、补气风机41、加热器42、反应器44、冷却风机45；
所述气液分离器7具有两组进口及出口，所述冷凝器2连接在气液分离器7的其中一组进口和出口之间，并且所述压缩机1连接在冷凝器2的进口和气液分离器7的出口之间；从而通过压缩机1将压缩后的制冷剂通过管道进入冷凝器2，使得制冷剂在所述冷凝器2中冷凝液化释放热量；
所述第一蒸发器16、第二蒸发器23连接在气液分离器7的另一组进口和出口之间，并且第一蒸发器16、第二蒸发器23相串联或者是相并联；这样，液态制冷剂在进入第一蒸发器16以及第二蒸发器23的制冷剂管路后，将进行蒸发以吸收热量，并最终重新进入气液分离器7等待压缩机的抽取；
第二蒸发器23中具有相互进行热交换的制冷剂管路以及换热管路。
所述油箱35的上部具有一个进口及一个出口，所述反应器44的进口经过补气风机41连接油箱35的出口，并且所述反应器44的出口经过第二蒸发器23连接油箱35的进口；所述补气风机41和反应器44之间还设有加热器42；所述冷却风机45固定连接在反应器44的一侧，并且朝向反应器44设置。补气风机41抽吸所述油箱35上部空间的混合气体送往加热器42中进行预热，预热后的混合气体通入到反应器44中进行催化惰化反应，同时冷却风机45对反应器进行冷却处理；反应后的尾气通入第二蒸发器23中的换热管路进行冷却除湿；处理后的气体最后返回所述油箱35上部空间。
这样，一方面，可将第一蒸发器16设置在连通座舱的管道中，从而通过第一蒸发器16蒸发吸收座舱热量，另一方面，通过第二蒸发器23对反应器44出口的反应气体冷却除湿，从而实现了蒸发循环制冷系统和耗氧型惰化系统耦合的目的，充分利用制冷系统产生的冷气，将反应产生的水尽可能除去，避免进入油箱。
第一蒸发器16、第二蒸发器23相并联时；
所述第一蒸发器16和气液分离器7的出口之间设有第一电磁阀12、第三压力传感器13、第三温度传感器14、第四流量计15；从而通过第一电磁阀12控制第一蒸发器16进口端的管道的通断，并通过第三压力传感器13、第三温度传感器14、第四流量计15测量进入第一蒸发器16的制冷剂的压力、温度以及流量；
所述第二蒸发器23和气液分离器7的出口之间设有第二电磁阀19、第五流量计20、第五温度传感器21、第五压力传感器22；从而通过第二电磁阀19控制第二蒸发器23进口端的管道的通断，并通过第五流量计20、第五温度传感器21、第五压力传感器22测量进入第二蒸发器23的制冷剂的流量、温度以及压力；
所述第一蒸发器16的出口以及第二蒸发器23的出口都经过第三流量计11连接气液分离器7的进口；从而通过第三流量计11测量回流至气液分离器7的制冷剂的总流量；
所述第一蒸发器16和第三流量计11之间设有第四压力传感器17、第四温度传感器18；从而通过第四压力传感器17、第四温度传感器18测量流出第一蒸发器16的制冷剂的压力以及温度；
所述第二蒸发器23和第三流量计11之间设有第六温度传感器24、第六压力传感器25、调压阀26。从而通过第六温度传感器24、第六压力传感器25测量流出第二蒸发器23的制冷剂的温度以及压，并且通过调压阀26调节所述第一蒸发器16出口与所述第二蒸发器23出口的压力平衡。
第一蒸发器16、第二蒸发器23相串联时；
所述气液分离器7的出口依次连接第一蒸发器16、第二蒸发器23，并且第二蒸发器23经过第三流量计11连接气液分离器7的进口；从而通过第三流量计11测量回流至气液分离器7的制冷剂的流量；
所述气液分离器7的出口和第一蒸发器16之间设有第十一电磁阀B1、第十一流量计B2；从而通过第十一电磁阀B1控制第一蒸发器16进口端的管道的通断，并通过第十一流量计B2测量进入第一蒸发器16的制冷剂流量；
所述第一蒸发器16和第二蒸发器23之间设有第十一温度传感器B3、第十一压力传感器B4；从而通过第十一温度传感器B3、第十一压力传感器B4测量流出第一蒸发器16的制冷剂的温度以及压力；
所述第二蒸发器23和第三流量计11之间设有第十二温度传感器B5、第十二压力传感器B6；从而通过第十二温度传感器B5、第十二压力传感器B6测量流出第二蒸发器23的制冷剂的温度以及压力。
所述气液分离器7的出口和压缩机1之间还设有第二流量计8、第二温度传感器9、所述第二压力传感器10；从而通过第二流量计8测量气液分离器7出口制冷剂流量，通过第二温度传感器9、第二压力传感器10测量管道间制冷剂的温度和压力；
所述冷凝器2和气液分离器7的进口之间还设有第一流量计3、第一压力传感器4、第一温度传感器5以及膨胀阀6；从而通过第一流量计3测量气液分离器7进口制冷剂流量，通过第一压力传感器4、第一温度传感器5测量管道间制冷剂的压力和温度，通过膨胀阀6控制制冷剂的流量。
所述油箱35的出口和加热器41之间还设有第二阻火器39、第四电磁阀40；通过第二阻火器39阻止明火，通过第四电磁阀40控制油箱35的出口的开闭；
所述反应器44的出口和第二蒸发器23之间还设有第六流量计27、第七压力传感器28、第七温度传感器29；通过第六流量计27测量反应器44的出口的空气流量，通过第七压力传感器28、第七温度传感器29测量管道内气体的压力和温度；
所述第二蒸发器23和油箱35的进口之间还设有第八压力传感器30、第八温度传感器31、第七流量计32、第三电磁阀33、第一阻火器34；通过第七流量计32测量第二蒸发器23中换热管路的出口的空气流量，通过第八压力传感器30、第八温度传感器31测量管道内气体的压力和温度，通过第三电磁阀33控制油箱35的进口的开闭，通过第一阻火器34阻止明火；
所述油箱35的顶盖上设有第一浓度传感器36、第九压力传感器37、第九温度传感器38，所述第一浓度传感器36、第九压力传感器37、第九温度传感器38的探头伸入油箱内部，用于测量油箱上部混合气体的温度、压力、成分。
本发明将蒸发循环制冷系统和耗氧型惰化系统耦合。蒸发循环制冷系统一部分冷气用于客舱、座舱的降温，另一部分冷气用于反应器尾气冷却除湿。耗氧惰化系统解决了直升机引气压力不足，无法使用中空纤维膜惰化的问题；充分利用制冷系统产生的冷气，将反应产生的水尽可能除去，避免进入油箱。解决了直升机引气压力不足，无法使用中空纤维膜惰化的问题。惰化系统中反应后的气体由蒸发循环制冷系统产生的部分冷气冷却除湿。耦合充分利用制冷系统产生的冷气，将惰化系统中产生的水除去，避免水进入油箱。从整体上具有制造成本低、使用成本低以及使用效果好、除水效果好等优点。
附图说明
图1是本发明中实施例一的结构示意图，
图2是本发明中实施例一的结构示意图，
图中1-压缩机、2-冷凝器、3-第一流量计、4-第一压力传感器、5-第一温度传感器、6-膨胀阀、7-气液分离器、8-第二流量计、9-第二温度传感器、10-第二压力传感器、11-第三流量计、12-第一电磁阀、13-第三压力传感器、14-第三温度传感器、15-第四流量计、16-第一蒸发器、17-第四压力传感器、18-第四温度传感器、19-第二电磁阀、20-第五流量计、21-第五温度传感器、22-第五压力传感器、23-第二蒸发器、24-第六温度传感器、25-第六压力传感器、26-调压阀、27-第六流量计、28-第七压力传感器、29-第七温度传感器、30-第八压力传感器、31-第八温度传感器、32-第七流量计、33-第三电磁阀、34-第一阻火器、35-油箱、36-浓度传感器、37-第九压力传感器、38-第九温度传感器、39-第二阻火器、40-第四电磁阀、41-补气风机、42-加热器、43-第十温度传感器、44-反应器、45-冷却风机；
B1是第十一电磁阀，B2是第十一流量计，B3是第十一温度传感器，B4是第十一压力传感器，B5是第十二温度传感器，B6是第十二压力传感器。
具体实施方式
为能清楚说明本专利的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本专利进行详细阐述。
本案的实施例一如图1所示：所述压缩机1通过管道与冷凝器2入口相连，所述冷凝器2出口通过管道与第一流量计3相连。所述第一流量计3通过管道与膨胀阀6相连，所述第一压力传感器4、所述第一温度传感器5位于所述第一流量计3与所述膨胀阀6之间，测量管道内制冷剂的温度和压力。所述气液分离器7有两个进口，两个出口。进口通过管道分别与所述膨胀阀6、第三流量计11相连；出口通过管道分别与所述电磁阀12、所述电磁阀19、所述第二流量计8相连。
所述第二流量计8通过管道与所述压缩机1相连，用于测量所述压缩机1进口制冷剂流量。所述第二温度传感器9、所述第二压力传感器10位于所述第二流量计8与所述压缩机1之间，用于管道间制冷剂的温度和压力。所述第一电磁阀12的入口通过管道与所述气液分离器7相连。所述第四流量计15通过管道与所述电磁阀12相连。所述第三压力传感器13、第三温度传感器14位于所述电磁阀12与所述第四流量计15之间，用于测量所述第一蒸发器16入口前制冷剂的压力和温度。所述第一蒸发器16产生的冷气用于客舱、座舱，其入口通过管道与所述第四流量计13相连。所述第四压力传感器17、第四温度传感器18位于所述第一蒸发器16之后，用于测量所述第一蒸发器16出口后的制冷剂的压力和温度。
所述第二电磁阀19入口通过管道与所述气液分离器7相连。所述第五流量计20通过管道与所述第二电磁阀19相连。所述第五温度传感器21、所述第五压力传感器22位于所述第五流量计20与所述第二蒸发器23之间，用于测量所述第二蒸发器23入口前制冷剂的压力和温度。所述第二蒸发器23产生的冷气用于所述反应器44出口反应气体的冷却除湿，两者通过管道相连。所述第二蒸发器23入口通过管道与所述第五流量计20出口相连。所述第六温度传感器30、所述第六压力传感器31位于第二蒸发器23之后，用于测量管道中制冷剂的温度和压力。所述调压阀26的出口通过管道与所述第二蒸发器23相连，用于调节所述第一蒸发器16出口与所述第二蒸发器23出口的压力平衡。
所述反应器44出口通过管道与所述第六流量计27入口相连。所述第六流量计27出口通过管道与所述第二蒸发器23相连。所述第七温度传感器29、所述第七压力传感器28位于所述第二蒸发器23与所述反应器44之间，用于测量管道内混合气体的压力和温度。所述第七流量计32入口通过管道与所述第二蒸发器23出口相连。所述第八温度传感器30、所述第八压力传感器31位于所述第二蒸发器23与所述第七流量计32之间，用于测量管道内混合气体的压力和温度。所述第三电磁阀33入口通过管道与所述第七流量计32出口相连，用于控制进入所述油箱35的处理后的混合气体。所述第三电磁阀33出口通过管道与所述第一阻火器34入口相连。
所述油箱35有一个进口、一个出口，分别通过管道与所述第一阻火器34出口、所述第二阻火器39入口相连。所述第一浓度传感器36、第九压力传感器37、第九温度传感器38位于油箱顶盖，探头伸入油箱内部，测量油箱上部混合气体的温度、压力、成分。所述第四电磁阀40入口通过管道与所述第二阻火器39出口相连。所述加热器42用于预热气体，其入口通过管道与所述第四电磁阀40的出口相连。所述补气风机41位于所述加热器42与所述第四电磁阀40之间，用于抽取所述油箱27中的混合气体。所述反应器44入口通过管道与所述加热器42出口相连。所述第十温度传感器43位于所述反应器44与所述加热器42之间，用于监测管道内混合气体浓度。所述冷却风机45用于冷却所述反应器44。
本实例具体工作过程如下：
1）蒸汽循环制冷过程：所述压缩机1将压缩后的制冷剂通过管道进入冷凝器2，制冷剂在所述冷凝器2中冷凝液化释放热量，后又进入所述膨胀阀6、所述气液分离器7，液态制冷剂分成两股，一股进入所述第一蒸发器16蒸发吸收座舱热量，另一股进入所述第二蒸发器23对所述反应器44出口的反应气体冷却除湿，经所述调压阀26调节后两股气态制冷剂汇合再次流入压缩机，完成一次蒸发制冷循环。
2）油箱耗氧惰化过程
所述补气风机41抽吸所述油箱35上部空间的混合气体送往所述加热器42中进行预热，预热后的混合气体通入到所述反应器44中进行催化惰化反应，同时所述冷却风机45对反应器进行冷却处理。反应后的尾气通入所述第二蒸发器23中进行冷却除湿。处理后的气体最后通入所述油箱35上部空间。
3）控制过程
蒸汽循环制冷系统中所述各个流量计、温度传感器、压力传感器用于监测制冷剂的流量、温度、压力；耗氧型惰化系统中所述各个流量计、温度传感器、压力传感器、浓度传感器用于监测混合气体的流量、温度、压力、浓度。根据监测得到的各项指标结合座舱情况调节所述各个电磁阀开度进而控制整个系统。
本案的实施例二如图2所示：该系统与实施例1的差别在于，两个蒸发器由并联式改为串联式。所述压缩机1通过管道与冷凝器2入口相连，所述冷凝器2出口通过管道与第一流量计3相连。所述第一流量计3通过管道与膨胀阀6相连，所述第一压力传感器4、所述第一温度传感器5位于所述第一流量计3与所述膨胀阀6之间，测量管道内制冷剂的温度和压力。所述气液分离器7有两个进口，两个出口。进口通过管道分别与所述膨胀阀6、第三流量计11相连；出口通过管道分别与第十一电磁阀B1、第二流量计8相连。所述第二流量计8通过管道与所述压缩机1相连，用于测量所述压缩机1进口制冷剂流量。所述第二温度传感器9、所述第二压力传感器10位于所述第二流量计位于所述第二流量计8与所述压缩机1之间，用于管道间制冷剂的温度和压力。
所述第十一电磁阀B1的入口通过管道与所述气液分离器7相连。所述第十一流量计B2通过管道与第十一电磁阀B1相连。所述第一蒸发器16产生的冷气用于客舱、座舱，其入口通过管道与第十一流量计B2相连。所述第二蒸发器23产生的冷气用于所述反应器44出口的反应气体的冷却除湿，两者通过管道相连。所述第二蒸发器23入口通过管道与所述第一蒸发器16出口相连。所述第十一温度传感器B3、第十一压力传感器B4位于所述第一蒸发器116与所述第二蒸发器23之间，用于测量管道中制冷剂的温度和压力。所述第二蒸发器23出口通过管道与所述第三流量计11入口相连。所述第十二温度传感器B5、第十二压力传感器B6位于所述第二蒸发器23与所述第三流量计11之间，用于测量管道内制冷剂的压力和温度。
所述反应器44出口通过管道与所述第二蒸发器23相连。所述第七压力传感器28、第七温度传感器29位于所述第二蒸发器23与所述反应器44之间，用于测量管道内混合气体的压力和温度。所述第七流量计32入口通过管道与所述第二蒸发器23出口相连。所述第八压力传感器30、第八温度传感器31位于所述第二蒸发器23与所述第七流量计32之间，用于测量管道内混合气体的压力和温度。所述第三电磁阀33入口通过管道与所述第七流量计32出口相连，用于控制进入所述油箱35的处理后的混合气体。所述第三电磁阀33出口通过管道与所述第一阻火器34入口相连。
所述油箱35有一个进口、一个出口，分别通过管道与所述第一阻火器34出口、所述第二阻火器39入口相连。所述第一浓度传感器36、第九压力传感器37、第九温度传感器38位于油箱顶盖，探头伸入油箱内部，测量油箱上部混合气体的温度、压力、成分。所述第四电磁阀40入口通过管道与所述第二阻火器39出口相连。所述加热器42用于预热气体，其入口通过管道与所述第四电磁阀40的出口相连。所述补气风机41位于所述加热器42与所述第四电磁阀40之间，用于抽取外界空气补充到惰化系统中。所述反应器44入口通过管道与所述加热器42出口相连。所述第十温度传感器43位于所述反应器44与所述加热器42之间，用于监测管道内混合气体浓度。所述冷却风机45用于冷却所述反应器44。
1）蒸汽循环制冷过程：所述压缩机1将压缩后的制冷剂通过管道进入冷凝器2，制冷剂在所述冷凝器2中冷凝液化释放热量，后又进入所述膨胀阀6、所述气液分离器7，液态制冷剂首先进入所述第一蒸发器16蒸发吸收座舱热量，之后进入所述第二蒸发器23对所述反应器44出口的反应气体冷却除湿，制冷剂再次流入所述压缩机1，完成一次蒸发制冷循环。
2）油箱耗氧惰化过程
所述补气风机41抽吸所述油箱35上部空间的混合气体送往所述加热器42中进行预热，预热后的混合气体通入到所述反应器44中进行催化惰化反应，同时所述冷却风机45对所述反应器44进行冷却处理。反应后的尾气通入所述第二蒸发器23中进行冷却除湿。处理后的气体最后通入所述油箱35上部空间。
3）控制过程
蒸汽循环制冷系统中所述各个流量计、温度传感器、压力传感器用于监测制冷剂的流量、温度、压力；耗氧型惰化系统中所述各个流量计、温度传感器、压力传感器、浓度传感器用于监测混合气体的流量、温度、压力、浓度。根据监测得到的各项指标结合座舱情况调节所述各个电磁阀开度进而控制整个系统。
本发明具体实施途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种直升机座舱蒸发循环制冷与油箱耗氧型惰化耦合系统，其特征在于，所述直升机座舱蒸发循环制冷与油箱耗氧型惰化耦合系统包括压缩机（1）、冷凝器（2）、气液分离器（7）、第一蒸发器（16）、第二蒸发器（23）以及油箱（35）、补气风机（41）、加热器（42）、反应器（44）、冷却风机（45）；
所述气液分离器（7）具有两组进口及出口，所述冷凝器（2）连接在气液分离器（7）的其中一组进口和出口之间，并且所述压缩机（1）连接在冷凝器（2）的进口和气液分离器（7）的出口之间；
所述第一蒸发器（16）、第二蒸发器（23）连接在气液分离器（7）的另一组进口和出口之间，并且第一蒸发器（16）、第二蒸发器（23）相串联或者是相并联；
所述油箱（35）的上部具有一个进口及一个出口，所述反应器（44）的进口经过补气风机（41）连接油箱（35）的出口，并且所述反应器（44）的出口经过第二蒸发器（23）连接油箱（35）的进口；所述补气风机（41）和反应器（44）之间还设有加热器（42）；所述冷却风机（45）固定连接在反应器（44）的一侧，并且朝向反应器（44）设置。
2.根据权利要求1所述的一种直升机座舱蒸发循环制冷与油箱耗氧型惰化耦合系统，其特征在于，第一蒸发器（16）、第二蒸发器（23）相并联时；
所述第一蒸发器（16）和气液分离器（7）的出口之间设有第一电磁阀（12）、第三压力传感器（13）、第三温度传感器（14）、第四流量计（15）；
所述第二蒸发器（23）和气液分离器（7）的出口之间设有第二电磁阀（19）、第五流量计（20）、第五温度传感器（21）、第五压力传感器（22）；
所述第一蒸发器（16）的出口以及第二蒸发器（23）的出口都经过第三流量计（11）连接气液分离器（7）的进口；
所述第一蒸发器（16）和第三流量计（11）之间设有第四压力传感器（17）、第四温度传感器（18）；
所述第二蒸发器（23）和第三流量计（11）之间设有第六温度传感器（24）、第六压力传感器（25）、调压阀（26）。
3.根据权利要求1所述的一种直升机座舱蒸发循环制冷与油箱耗氧型惰化耦合系统，其特征在于，第一蒸发器（16）、第二蒸发器（23）相串联时；
所述气液分离器（7）的出口依次连接第一蒸发器（16）、第二蒸发器（23），并且第二蒸发器（23）经过第三流量计（11）连接气液分离器（7）的进口；
所述气液分离器（7）的出口和第一蒸发器（16）之间设有第十一电磁阀（B1）、第十一流量计（B2）；
所述第一蒸发器（16）和第二蒸发器（23）之间设有第十一温度传感器（B3）、第十一压力传感器（B4）；
所述第二蒸发器（23）和第三流量计（11）之间设有第十二温度传感器（B5）、第十二压力传感器（B6）。
4.根据权利要求1-3任一所述的一种直升机座舱蒸发循环制冷与油箱耗氧型惰化耦合系统，其特征在于，所述气液分离器（7）的出口和压缩机（1）之间还设有第二流量计（8）、第二温度传感器（9）、所述第二压力传感器（10）；
所述冷凝器（2）和气液分离器（7）的进口之间还设有第一流量计（3）、第一压力传感器（4）、第一温度传感器（5）以及膨胀阀（6）。
5.根据权利要求1-3任一所述的一种直升机座舱蒸发循环制冷与油箱耗氧型惰化耦合系统，其特征在于，所述油箱（35）的出口和加热器（41）之间还设有第二阻火器（39）、第四电磁阀（40）；
所述反应器（44）的出口和第二蒸发器（23）之间还设有第六流量计（27）、第七压力传感器（28）、第七温度传感器（29）；
所述第二蒸发器（23）和油箱（35）的进口之间还设有第八压力传感器（30）、第八温度传感器（31）、第七流量计（32）、第三电磁阀（33）、第一阻火器（34）；
所述油箱（35）的顶盖上设有第一浓度传感器（36）、第九压力传感器（37）、第九温度传感器（38），所述第一浓度传感器（36）、第九压力传感器（37）、第九温度传感器（38）的探头伸入油箱内部。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111621644.9A CN114394245B (zh) | 2021-12-28 | 2021-12-28 | 一种直升机座舱蒸发循环制冷与油箱耗氧型惰化耦合系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111621644.9A CN114394245B (zh) | 2021-12-28 | 2021-12-28 | 一种直升机座舱蒸发循环制冷与油箱耗氧型惰化耦合系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114394245A true CN114394245A (zh) | 2022-04-26 |
| CN114394245B CN114394245B (zh) | 2023-06-23 |
Family
ID=81230000
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111621644.9A Active CN114394245B (zh) | 2021-12-28 | 2021-12-28 | 一种直升机座舱蒸发循环制冷与油箱耗氧型惰化耦合系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114394245B (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003291894A (ja) * | 2002-04-08 | 2003-10-15 | Shimadzu Corp | 航空機用空気調和装置 |
| US20190283898A1 (en) * | 2018-03-19 | 2019-09-19 | Hamilton Sundstrand Corporation | Cooled air source for catalytic inerting |
| CN212556819U (zh) * | 2020-07-06 | 2021-02-19 | 中国商用飞机有限责任公司 | 降低燃油箱可燃性的装置及含该装置的燃油系统和飞行器 |
| CN212722808U (zh) * | 2020-08-14 | 2021-03-16 | 四川坤腾科技有限公司 | 一种飞机燃油箱氧浓度测量系统 |
| CN113232867A (zh) * | 2021-04-28 | 2021-08-10 | 南京航空航天大学 | 一种直升机温度调节与油箱防爆系统 |
-
2021
- 2021-12-28 CN CN202111621644.9A patent/CN114394245B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003291894A (ja) * | 2002-04-08 | 2003-10-15 | Shimadzu Corp | 航空機用空気調和装置 |
| US20190283898A1 (en) * | 2018-03-19 | 2019-09-19 | Hamilton Sundstrand Corporation | Cooled air source for catalytic inerting |
| CN212556819U (zh) * | 2020-07-06 | 2021-02-19 | 中国商用飞机有限责任公司 | 降低燃油箱可燃性的装置及含该装置的燃油系统和飞行器 |
| CN212722808U (zh) * | 2020-08-14 | 2021-03-16 | 四川坤腾科技有限公司 | 一种飞机燃油箱氧浓度测量系统 |
| CN113232867A (zh) * | 2021-04-28 | 2021-08-10 | 南京航空航天大学 | 一种直升机温度调节与油箱防爆系统 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 刘小芳 等: "飞机供氧和燃油箱惰化技术概况", 《北华航天工业学院学报》 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114394245B (zh) | 2023-06-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4352273A (en) | Fluid conditioning apparatus and system | |
| CN106762226B (zh) | 适用于低温推进剂长期在轨贮存的蒸发量主动控制方法 | |
| US4209993A (en) | Efficiency air cycle environmental control system | |
| US7188488B2 (en) | Pack and a half condensing cycle pack with combined heat exchangers | |
| USRE32100E (en) | Efficiency air cycle environmental control system | |
| US6595010B2 (en) | Air-conditioning system for aircraft | |
| CN103079956A (zh) | 包括分离的制冷循环的飞行器空气调节系统 | |
| CN113232867B (zh) | 一种直升机温度调节与油箱防爆系统 | |
| EP4147972A1 (en) | Cryogenic fluid heat exchanger system for an aircraft environmental control system (ecs) | |
| CN112572806B (zh) | 综合利用飞机舱室压力的环控与制氮耦合系统及工作方法 | |
| CN112918682A (zh) | 基于舱室不同压力的四轮高压除水环控系统及工作方法 | |
| US4014179A (en) | Air conditioning system for aircraft | |
| CN112960124B (zh) | 一种环控与机载制氮耦合系统及工作方法 | |
| CN114394245A (zh) | 一种直升机座舱蒸发循环制冷与油箱耗氧型惰化耦合系统 | |
| CN112960125B (zh) | 一种飞机舱室环境控制与机载制氮耦合系统 | |
| CN114180079B (zh) | 基于燃油综合热管理的机载油箱惰化方法 | |
| Yang et al. | Mass transfer study on high-pressure membrane dehumidification applied to aircraft environmental control system | |
| CN111086645A (zh) | 一种利用环控制冷系统降低油箱可燃性的装置及工作方法 | |
| Linnett et al. | What's Next in Commercial Aircraft Environmental Control Systems? | |
| Yuan et al. | A novel environmental control system based on membrane dehumidification | |
| EP3842344A1 (en) | A fuel tank inerting system using cabin outflow air | |
| CN216581051U (zh) | 基于燃油综合热管理的机载油箱惰化装置 | |
| CN115230969B (zh) | 一种采用涡流管的防除冰和电子设备冷却的飞行器环控系统及方法 | |
| CN112937874B (zh) | 一种可实现座舱弥散式供氧的环控与机载制氮耦合系统 | |
| CN112960126B (zh) | 一种低温燃油箱惰化系统及其工作方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |