一种被动吸收冷量的开式空气制冷循环装置.pdf

1、(10)申请公布号 CN 103612761 A (43)申请公布日 2014.03.05 CN 103612761 A (21)申请号 201310627248.6 (22)申请日 2013.11.27 B64D 13/08(2006.01) (71)申请人 中国航空工业集团公司西安飞机设 计研究所 地址 710089 陕西省西安市阎良区人民东路 1 号 (72)发明人 杨文强 (74)专利代理机构 中国航空专利中心 11008 代理人 杜永保 (54) 发明名称 一种被动吸收冷量的开式空气制冷循环装置 (57) 摘要 本发明属于飞机环境控制技术， 具体涉及一 种被动吸收冷量的开式空气制冷循

2、环装置。本发 明被动吸收冷量的开式空气制冷循环装置包括与 发动机引气相连的空气涡轮制冷通道和被动吸收 冷量通道。 其中， 所述被动吸收冷量通道包括初级 散热器， 次级散热器， 冷量阀， 冷凝器出口空气经 冷量阀与冷风道连通， 初级散热器和次级散热器 冷边位于冷风道内， 热边位于空气涡轮制冷通道。 本发明通过设置被动吸收冷量组件， 从发动机高 压引气用于座舱的循环冷却， 减小了专门的冲压 空气进气口面积， 能够大幅减少飞机性能代偿损 失， 满足高性能作战飞机的隐身需求， 并具有制冷 量大、 体积小、 可靠性高的优点。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 2 页 附图 1 页 (1

3、9)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书2页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103612761 A CN 103612761 A 1/1 页 2 1. 一种被动吸收冷量的开式空气制冷循环装置， 其特征在于 ： 包括均与发动机引气相 连的空气涡轮制冷通道和被动吸收冷量通道， 其中， 所述被动吸收冷量通道包括初级散热 器2， 次级散热器4， 风扇11， 冷量阀10， 冷凝器出口空气经冷量阀与冷风道进口连 通， 初级散热器 2 和次级散热器 4 冷边位于冷风道内， 热边位于空气涡轮制冷通道， 风 扇 11 设置在冷风道末端。 2. 根据权利要求 1 所述的

4、被动吸收冷量的开式空气制冷循环装置， 其特征在于 ： 冷风 道进口面积不大于 0.1m2。 3. 根据权利要求 2 所述的被动吸收冷量的开式空气制冷循环装置， 其特征在于 ： 所述 冷量阀 10 的打开最大状态时的气流流量不大于总流量的 25%。 4. 根据权利要求 3 所述的被动吸收冷量的开式空气制冷循环装置， 其特征在于 ： 所述 空气涡轮制冷通道包括流量控制活门1， 初级散热器2， 压气机3， 次级散热器4， 回 热器 5， 冷凝器 6， 水分离器 7， 涡轮 8， 座舱 9， 风扇 11， 其中， 流量控制活门与 发动机高压引气相连， 另外， 流量控制活门1， 初级散热器2热边， 压气

5、机3， 次级散热 器 4 热边， 回热器 5 热边， 冷凝器 6 热边， 水分离器 7， 回热器 5 冷边， 涡轮 8， 冷凝器 6 冷边顺次连接于座舱。 5. 根据权利要求 4 所述的被动吸收冷量的开式空气制冷循环装置， 其特征在于 ： 所述 水分离器 7 的雾化喷嘴设置在冷风道内。 权 利 要 求 书 CN 103612761 A 2 1/2 页 3 一种被动吸收冷量的开式空气制冷循环装置 技术领域 0001 本发明属于飞机环境控制技术， 具体涉及一种一种被动吸收冷量的开式空气制冷 循环装置。 背景技术 0002 空气循环制冷技术的主要优点是 ： 设备的质量小 ； 成本低 ； 调节和控制方

6、便 ； 检修 和维护的工作量小 ； 附件在飞机上的安排没有特殊要求 ； 特别是其制冷介质同时可以输入 座舱作为增压之用， 使座舱通风、 增压和冷却可由同一系统来完成。 0003 传统的空气制冷装置， 将冲压空气作为系统冷边， 需要较大冲压空气进气口， 冲压 空气进气量大， 存在性能代偿损失大， 且不利于飞机隐身的问题。 发明内容 0004 本发明的目的是 ： 提供一种减小冲压空气进气， 降低飞机性能代偿损失， 利于飞机 隐身性能的被动吸收冷量的开式空气制冷循环装置。 0005 本发明的技术方案是 ： 包括均与发动机引气相连的空气涡轮制冷通道和被动吸收 冷量通道， 其中， 所述被动吸收冷量通道包

7、括初级散热器， 次级散热器， 风扇， 冷量阀， 冷凝 器出口空气经冷量阀与冷风道连通， 初级散热器和次级散热器冷边位于冷风道内， 热边位 于空气涡轮制冷通道。 0006 冷风道进口面积不大于 0.1m2。 0007 所述冷量阀的打开最大状态时的气流流量不大于总流量的 25%。 0008 流量控制活门， 初级散热器， 压气机， 次级散热器， 回热器， 冷凝器， 水分离器， 涡 轮， 座舱， 风扇， 其中， 流量控制活门与发动机高压引气相连， 另外， 流量控制活门， 初级散热 器热边， 压气机， 次级散热器热边， 回热器热边， 冷凝器热边， 水分离器， 回热器冷边， 涡轮， 冷凝器冷边顺次连接于座

8、舱。 0009 所述水分离器的雾化喷嘴设置在冷风道内。 0010 本发明的优点是 ： 本发明通过设置被动吸收冷量组件， 从发动机高压引气用于座 舱的循环冷却， 与传统空气制冷装置相比， 减小专门的冲压空气进气口面积， 只为原来的 40%， 能够大幅降低飞机性能代偿损失， 满足高性能作战飞机的隐身需求， 并具有制冷量大、 体积小、 可靠性高的优点。 附图说明 0011 图 1 为本发明主动回收冷量的闭式空气制冷循环装置的结构示意图， 0012 流量控制活门 1， 初级散热器 2， 压气机 3， 次级散热器 4， 回热器 5， 冷凝器 6， 水分 离器 7， 涡轮 8， 座舱 9， 冷量阀 10，

9、 风扇 11。 具体实施方式 说 明 书 CN 103612761 A 3 2/2 页 4 0013 下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明 ： 0014 请参阅图 1， 其是本发明主动回收冷量的闭式空气制冷循环装置的结构示意图。 0015 被动吸收冷量的开式空气制冷循环装置， 包括均与发动机引气相连的空气涡轮制 冷通道和被动吸收冷量通道， 其中， 所述被动吸收冷量通道包括初级散热器 2， 次级散热器 4， 风扇11， 冷量阀10， 冷凝器出口空气经冷量阀与冷风道连通， 初级散热器2和次级散热器 4 冷边位于冷风道内， 热边位于空气涡轮制冷通道。 0016 所述冷量阀 10 的阀门通道进行限

10、制， 使其在打开最大状态时， 所经过的气流流量 仍不大于总流量的 25%， 避免降低座舱冷却效果。 0017 流量控制活门 1， 初级散热器 2， 压气机 3， 次级散热器 4， 回热器 5， 冷凝器 6， 水分 离器 7， 涡轮 8， 座舱 9， 冷量阀 10， 风扇 11， 其中， 流量控制活门与发动机高压引气相连， 另 外， 流量控制活门 1， 初级散热器 2 热边， 压气机 3， 次级散热器 4 热边， 回热器 5 热边， 冷凝 器 6 热边， 水分离器 7， 回热器 5 冷边， 涡轮 8， 冷凝器 6 冷边顺次连接于座舱。 0018 本发明主动回收冷量的闭式空气制冷循环装置实际工作时

11、， 0019 经过流量控制活门1调节的发动机引气经过初级散热器2的热边冷却后被压气机 3 压缩成高温高压气体， 再依次经过次级散热器 4 热边、 回热器 5 热边、 冷凝器 6 热边和水 分离器 7， 进一步降低温度及分离出水分， 最后进入涡轮 8 膨胀降温后经过冷凝器 6 冷边供 出。 0020 冲压空气经过次级散热器 4 冷边、 初级散热器 2 的冷边后由风扇 11 抽吸带走系统 热量。 0021 水分离器 7 分离出来的水分喷射进入次级散热器 4 冷边、 初级散热器 2 冷边后带 走系统热量。 0022 冷凝器 6 冷边空气分为两路， 一路供入座舱 9， 一路经冷量阀 10 调节流量后进入 次级散热器4冷边、 初级散热器2的冷边带走系统热量， 从而可以有效减小对冲压进气口的 进气需求， 因此可以减少冲压进气口的流通面积， 通过实际试验， 冲压进气口面积可以减少 至原来的 40%， 达到 0.1m2， 从而大幅降低飞机性能代偿损失， 满足高性能作战飞机的隐身需 求。 说 明 书 CN 103612761 A 4 1/1 页 5 说 明 书 附 图 CN 103612761 A 5