CN1993265A - 用于产生工艺空气的系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于提供工艺空气的系统，包括：具有第一热交换器的第一冷却系统(2)，该第一热交换器布置在用作冷却散热器的通道(3)中；和集成在第一冷却系统(2)中的冷却系统(8)，其中所述冷却系统(8)包括集成在通道(3)中且位于第一热交换器上游或下游的热交换器(9)。

Description

用于产生工艺空气的系统
相关申请的交叉参考
本申请要求2004年8月10日提交的美国临时专利申请No.60/600,274以及2004年8月10日提交的德国专利申请No.10 2004 038860.1的优先权，并且所述两申请的内容以参考的方式结合于此。
技术领域
本发明涉及用于产生工艺空气的系统，尤其涉及用于在飞行器中产生温控的高度压缩的工艺空气的系统。
背景技术
不同的系统可用来在飞行器中产生温控的高度压缩的工艺空气。这些系统主要包括热交换器以及许多用于压力和温度的控制阀和控制传感器(其中所述传感器的数目根据系统而不同)。
相关的工艺空气从由引擎或由飞行器辅助涡轮机(APU)供给的热空气系统(放气系统)中提取。
为了将新鲜空气供应到飞行器的客舱或驾驶舱，例如必须将热的工艺空气冷却成为冷的工艺空气并释放。
现有的空气冷却系统(其热交换器基于空气-空气致冷技术或液体-空气致冷技术)需要自身的冲压空气冷却通道以产生必要的冷却散热器。
然而，提供这种冲压空气冷却通道导致了飞行器重量增加、生产费用增大以及维护成本增大。
而且，提供冲压空气冷却通道可导致飞行器空气阻力的增大。外部冷却空气的使用导致了具有“负推力”作用的瞬间阻力(momentresistance)。“吸入”外部冷却空气和“吹出”外部冷却空气在飞行器周围的总体气流中引起了扰动，这又对总体飞行器阻力具有负面影响。
因此希望提供一种能最小化或者几乎完全防止飞行器上的上述负面影响的系统。
发明内容
在根据本发明一个示例性实施例的系统中，另外的冷却系统集成在用作现有的已安装的冷却系统的冷却散热器的通道中。
这种集成冷却系统包括热交换器、相应的控制阀、控制传感器、工艺空气引入管线和工艺空气引出管线，它们集成在现有冷却系统中，使得集成冷却系统的工艺空气引入管线从现有冷却系统的工艺空气引入管线分叉。
而且，在冲压空气冷却通道中，集成冷却系统的热交换器布置在现有冷却系统的热交换器的上游或下游。如果要集成的冷却系统的冷却输出低于现有冷却系统的冷却输出，那么要集成的冷却系统的热交换器优选地在现有冷却系统的热交换器的上游集成于冲压空气冷却通道中。如果现有冷却系统的冷却输出低于要集成的冷却系统的冷却输出，那么优选地将要集成的冷却系统的热交换器安装在冲压空气冷却通道中位于现有冷却系统下游的位置处。
根据本发明的另一示例性实施例，臭氧过滤器(下文中也称为臭氧转换器)布置在工艺空气引入管线中，用于过滤工艺空气引入管线中的臭氧。例如，为现有冷却系统和要集成的冷却系统提供单个臭氧转换器。通过连接用于要集成的冷却系统的工艺空气引入管线使得其位于现有冷却系统的现有臭氧转换器的下游，就无需再安装用于要集成的冷却系统的臭氧转换器。这可以带来重量和成本的节省。
根据本发明的另一示例性实施例，例如飞行器空调系统或用于未加压的飞行器区域的通风系统构成了现有冷却系统。
根据本发明的系统例如可用在A380中，用于操纵OBIGGS系统。用于治疗氧气系统或用于对淡水系统加压的其他A380应用也是可能的。
因为根据本发明的特殊集成概念，即集成于现有冷却系统中，因此对于飞行器而言，能实现重量和额外工作的节省并且同时还降低了空气阻力或大气阻力。
附图说明
下面，将参照附图1描述根据本发明的系统的优选实施例。
图1示出了根据本发明一个示例性实施例的用于提供温控的高度压缩的工艺空气的系统的示意图。
具体实施方式
系统1包括现有的空气冷却系统2。图1所示的冷却系统2基于所谓的空气-空气技术。作为一个可选方案，也可以使用基于液体-空气技术或其它一些技术的系统。
根据该示例性实施例基于空气-空气技术的冷却系统2需要冲压空气冷却通道3。这个冲压空气冷却通道3包括冲压空气冷却通道进口4和冲压空气冷却通道出口5；在现有的空气冷却系统2中，所述冲压空气冷却通道3用于形成必要的冷却散热器，以将热的工艺空气冷却成为冷的工艺空气。
如图1所示，冷却系统2包括工艺空气引入管线6，由此热的工艺空气例如从引擎供给到冷却系统2。借助于包含在冷却系统2中的热交换器(未示出)以及用作冷却散热器的冲压空气冷却通道3，此热的工艺空气被转变为冷的工艺空气，以便作为冷却的高度压缩的工艺空气借助于工艺空气引出管线7从冷却系统2中流出，用于在相应目标处进一步使用。
如图1所示，系统1包括另外的(集成的)冷却系统8，其包括热交换器9、控制传感器10和用于控制工艺空气量的控制阀11。这个集成的冷却系统8集成在现有的冷却系统2中，从而，根据该优选实施例，集成的冷却系统8的热交换器9布置在冷却系统2的冲压空气冷却通道3的上游。
而且，为冷却系统8和/或工艺空气设置了用于控制旁路工艺空气以便进行温度控制的控制阀15。附图标记16指示用于工艺空气的旁路管线。设置有控制传感器17，用于冷却系统8和/或工艺空气的压力控制和温度控制。
根据该示例性实施例，如图1所示，重要的是，在冲压空气冷却通道中，要集成的冷却系统8的热交换器9安装在现有冷却系统2的热交换器(未示出)的上游，这是因为集成的冷却系统8的冷却输出低于现有冷却系统2的冷却输出。如果冷却系统2的冷却性能低于要集成的冷却系统8的冷却性能，那么，在冲压空气冷却通道3中，要集成的冷却系统的热交换器9的安装优选地发生在现有冷却系统2的热交换器的下游。
如图1所示，要集成的冷却系统8包括工艺空气引入管线12，通过该工艺空气引入管线12可将热的工艺空气供应到冷却系统8。冷却系统8的工艺空气引入管线12可以例如连接至现有冷却系统2的工艺空气引入管线6。
经由工艺空气引出管线13，集成的冷却系统8流出温度受到控制的高度压缩的冷工艺空气以便在相应目标处进一步使用。
如图1所示，系统1还包括臭氧转换器14。所述臭氧转换器14可以以如下方式布置：对例如来自引擎的热工艺空气在经由工艺空气引入管线6供应到现有冷却系统2以及经由工艺空气引入管线12供应到集成的冷却系统8之前进行臭氧过滤。在已经被冷却系统2、8所冷却的冷处理空气用作供应到客舱和驾驶舱的新鲜空气时，提供臭氧转换器14可能是必要的。尤其在用于OBIGGS系统(未示出)时，必须提供无臭氧的工艺空气，因为不这样的话空气分离模块(未示出)将会受损。
尽管上面已经描述了本发明用于飞行器中的一个优选实施例，但是无需赘言，其它领域的应用也是可能的，例如在铁路装备、机动车辆等当中，只要其中存在的冷却系统包括用作冷却散热器的通道，在这些领域中可以集成根据本发明的另外的冷却系统。
而且，不仅能以根据本发明的方式将一个所述另外的冷却系统安装(集成)入现有冷却系统，而且还能安装(集成)多个所述另外的冷却系统。
根据本发明如图1所示的示例性实施例，可以将另外的冷却系统集成入现有的冷却系统，其中因为新的冷却系统被集成入现有的冲压空气冷却通道，可以有效地防止交通工具重量的增大。而且，在上述示例性实施例中，因为无需安装另外的冲压空气冷却通道，可以有效地防止飞行器生产中的额外费用。而且，因为无需在飞行器中安装任何其它系统，可以有效地防止维护费用的增加。最后，根据该示例性实施例，如图1所示，能够有效地补偿飞行器的空气阻力或者大气阻力的增大。虽然仍然使用了外部冷却空气(仍然出现瞬时阻力)，然而由于集成入现有冲压空气冷却通道的缘故，能够有效地防止“吸入”和“吹出”外部冷却空气的负面影响。
附图标记列表
1     系统
2     现有冷却系统
3     冲压空气冷却通道
4     冲压空气冷却通道进口
5     冲压空气冷却通道出口
6     工艺空气引入管线
7     工艺空气引出管线
8     另外的冷却系统(要集成的冷却系统)
9     要集成的冷却系统的热交换器
10    第一控制传感器
11    第一控制阀
12    工艺空气引入管线
13    工艺空气引出管线
14    臭氧转换器
15    第二控制阀
16    工艺空气旁路管线
17    第二控制传感器

Claims (9)

1.一种用于提供工艺空气的系统，该系统包括：
具有第一热交换器的第一冷却系统；和
集成在所述第一冷却系统中的集成冷却系统，该集成冷却系统包括集成在通道中、位于所述第一热交换器上游或下游的热交换器；
其中，所述第一热交换器布置在用作冷却散热器的通道中。
2.如权利要求1的系统，其中，所述集成冷却系统包括热交换器、相应的控制阀、控制传感器、工艺空气引入管线和工艺空气引出管线，它们集成在所述第一冷却系统中。
3.如权利要求1或2的系统，其中，所述热交换器在通道中位于上游还是位于下游取决于所述集成冷却系统的冷却性能。
4.如前述任一权利要求的系统，其中，所述集成冷却系统的工艺空气引入管线从所述第一冷却系统的工艺空气引入管线分叉。
5.如权利要求4的系统，包括臭氧转换器，其布置在所述工艺空气引入管线的分叉点的上游，用于过滤所供应的热工艺空气中的臭氧。
6.如前述任一权利要求的系统，其中，所述第一冷却系统是现有的空调系统和通风系统中的至少其一。
7.如前述任一权利要求的系统，其中，所述第一冷却系统和所述集成冷却系统基于液体-空气技术和空气-空气技术中的至少其一。
8.如前述任一权利要求的系统，还包括用于工艺空气的旁路管线。
9.权利要求1至8中任一项所述的系统在飞行器系统中的应用。
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