一种串联式通用飞机气电混合动力系统技术方案

一种串联式通用飞机气电混合动力系统，包括电动机、发电机、内燃机、蓄电池、LNG储罐及LNG汽化器；电动机的电源端口一路与蓄电池的输电端口相连，另一路与发电机的输电端口相连；发电机主轴与内燃机的动力输出轴相连，内燃机的燃料输入口通过LNG汽化器与LNG储罐的燃料输出口相连；发电机的输电端口与蓄电池的充电端口相连；在内燃机与LNG汽化器之间设置有燃料供应组件，LNG储罐配装有储罐自增压组件。本发明专利技术的气电混合动力系统采用了以液化天然气为燃料的内燃机，并对燃料供应与运输管路进行了合理化设计，对液化天然气和电力这两种能源进行了协调匹配，使通用飞机具备了使用气电混合动力的能力，进一步降低了环境污染，而且保证了通用飞机的续航能力。

Tandem type general aviation electric pneumatic hybrid power system

A series of general aircraft gas electric hybrid system, including electric motor, generator, engine, battery, LNG tank and LNG vaporizer; transmission port connected power port road motor and battery, connected to the transmission port of another road and generator; power output shaft spindle and the engine generator is connected to the input fuel of internal combustion engine the LNG and LNG port through the carburetor fuel tank outlet is connected; connected to the charging port transmission port of the generator and battery; in between the engine and the LNG vaporizer is provided with fuel supply module, LNG storage tank with tank self pressurization components. Gas electric hybrid power system of the invention using liquefied natural gas as fuel, and the fuel supply and transportation pipeline for rational design of liquefied natural gas and electricity, the two kinds of energy are coordinated, the general aircraft has the ability to use a gas electric hybrid, further reducing environment pollution, and ensure the general aircraft endurance.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于通用飞机动力系统
，特别是涉及一种串联式通用飞机气电混合动力系统。
技术介绍
通用飞机是指除从事定期客运、货运等公共航空运输飞机之外的从事其他民用航空活动的飞机总称，而通用飞机动力系统是指飞机发动机以及保证发动机正常工作所必须的附件的总称。目前，通用飞机上所使用的发动机包括活塞式航空发动机、转子式航空发动机、电动发动机及油电混合动力发动机。使用活塞式航空发动机和转子式航空发动机的通用飞机数量最多，并且上述两种发动机主要以汽油或航空煤油等石油基燃料为能源，但石油基燃料的环境污染问题始终是其短板。为了避免石油基燃料对环境的污染，单纯使用电动发动机的通用飞机被相继研发出来，但受到当下电池技术的限制，导致通用飞机的续航能力偏低。因此，单纯使用电动发动机的通用飞机劣势十分明显。为了降低环境污染的同时还能够保证续航能力，使用油电混合动力发动机的通用飞机逐渐增多，通过燃油式内燃机与电动发动机的协同工作来为飞机提供所需能量，这在一定程度上确实可以缓解污染，且与单纯使用电动发动机相比，也使通用飞机的续航能力有所提高，但是，由于燃油式内燃机仍然需要消耗石油基燃料，其环境污染问题没有得到根本解决。如果将液化天然气(LiquefiedNaturalGas，简称LNG)引入通用飞机并作为燃料来使用，与油电混合动力的通用飞机相比，不但可以进一步降低环境污染，还可以保证通用飞机的续航能力。因此，设计一套全新的通用飞机气电混合动力系统是十分必要的。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种串联式通用飞机气电混合动力系统，采用了以液化天然气为燃料的内燃机，并对燃料供应与运输管路进行了合理化设计，对液化天然气和电力这两种能源进行了协调匹配，使通用飞机具备了使用气电混合动力的能力，进一步降低了环境污染，而且保证了通用飞机的续航能力。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种串联式通用飞机气电混合动力系统，包括电动机、发电机、内燃机、蓄电池、LNG储罐及LNG汽化器；所述电动机的电源端口一路与蓄电池的输电端口相连，另一路与发电机的输电端口相连；所述发电机的主轴与内燃机的动力输出轴相连，内燃机的燃料输入口通过LNG汽化器与LNG储罐的燃料输出口相连；所述发电机的输电端口与蓄电池的充电端口相连。所述LNG汽化器的热源为内燃机的冷却液，内燃机的冷却液出口与LNG汽化器的热源入口相连通，内燃机的冷却液入口与LNG汽化器的热源出口相连通。在所述蓄电池的输电端口与电动机的电源端口之间连接有手动开关，在蓄电池的充电端口与发电机的输电端口之间连接有自动开关，在所述电动机的电源端口与发电机的输电端口之间加装有整流变压器。在所述内燃机与LNG汽化器之间设置有燃料供应组件，所述燃料供应组件包括缓冲罐、电磁阀、滤清器及稳压器，所述缓冲罐的入口端与LNG汽化器的燃料输出口相连通，缓冲罐的出口端依次通过电磁阀、滤清器及稳压器与LNG储罐的燃料输出口相连通。所述LNG储罐配装有储罐自增压组件，所述储罐自增压组件包括截止阀、调压阀、增压用汽化器及回气阀；所述截止阀的入口端与LNG储罐的内腔相连通，截止阀的出口端依次通过调压阀及增压用汽化器与回气阀的入口端相连通，回气阀的出口端与LNG储罐的内腔相连通。在所述增压用汽化器与回气阀之间的管路上连接有三通阀，增压用汽化器通过三通阀连接有减压阀，减压阀通过第一调节阀连接有放空阀。所述LNG储罐包括双层绝热罐体、充液接头、充液管、喷淋管、排液管，第一单向阀及过滤器；所述充液接头通过充液管与双层绝热罐体的内腔相连通，充液管的出口端位于双层绝热罐体的内腔中，所述喷淋管连接在充液管的出口端；所述排液管的入口端位于双层绝热罐体的内腔中，所述过滤器连接在排液管的入口端，排液管的出口端与第一单向阀的入口端相连通，第一单向阀的出口端一路与放空阀相连通，另一路与LNG汽化器的燃料输入口相连通。在所述第一单向阀的出口端与LNG汽化器的燃料输入口之间依次连接有第二调节阀、出液控制阀、过压保护阀及第二单向阀。在所述双层绝热罐体上安装有压力表，在双层绝热罐体的内腔中安装有液位计，在双层绝热罐体外部设置有信号转换器和显示器，液位计的信号输出端通过信号转换器与显示器相连。在所述充液管上设置有第一安全阀，在所述排液管上设置有第二安全阀。本专利技术的有益效果：本专利技术与现有技术相比，采用了以液化天然气为燃料的内燃机，并对燃料供应与运输管路进行了合理化设计，对液化天然气和电力这两种能源进行了协调匹配，使通用飞机具备了使用气电混合动力的能力，进一步降低了环境污染，而且保证了通用飞机的续航能力。附图说明图1为本专利技术的一种串联式通用飞机气电混合动力系统的结构原理图；图中，1—电动机，2—发电机，3—内燃机，4—蓄电池，5—LNG储罐，6—LNG汽化器，7—手动开关，8—自动开关，9—缓冲罐，10—电磁阀，11—滤清器，12—稳压器，13—截止阀，14—调压阀，15—增压用汽化器，16—回气阀，17—三通阀，18—减压阀，19—第一调节阀，20—放空阀，21—双层绝热罐体，22—充液接头，23—充液管，24—喷淋管，25—排液管，26—第一单向阀，27—过滤器，28—第二调节阀，29—出液控制阀，30—过压保护阀，31—第二单向阀，32—压力表，33—液位计，34—信号转换器，35—显示器，36—第一安全阀，37—第二安全阀，38—整流变压器。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步的详细说明。如图1所示，一种串联式通用飞机气电混合动力系统，包括电动机1、发电机2、内燃机3、蓄电池4、LNG储罐5及LNG汽化器6；所述电动机1的电源端口一路与蓄电池4的输电端口相连，另一路与发电机2的输电端口相连；所述发电机2的主轴与内燃机3的动力输出轴相连，内燃机3的燃料输入口通过LNG汽化器6与LNG储罐5的燃料输出口相连；所述发电机2的输电端口与蓄电池4的充电端口相连。所述LNG汽化器6的热源为内燃机3的冷却液，内燃机3的冷却液出口与LNG汽化器6的热源入口相连通，内燃机3的冷却液入口与LNG汽化器6的热源出口相连通。在所述蓄电池4的输电端口与电动机1的电源端口之间连接有手动开关7，在蓄电池4的充电端口与发电机2的输电端口之间连接有自动开关8，在所述电动机1的电源端口与发电机2的输电端口之间加装有整流变压器38，保证电动机1的功率能够平稳输出。在所述内燃机3与LNG汽化器6之间设置有燃料供应组件，所述燃料供应组件包括缓冲罐9、电磁阀10、滤清器11及稳压器12，所述缓冲罐9的入口端与LNG汽化器6的燃料输出口相连通，缓冲罐9的出口端依次通过电磁阀10、滤清器11及稳压器12与LNG储罐5的燃料输出口相连通。所述LNG储罐5配装有储罐自增压组件，所述储罐自增压组件包括截止阀13、调压阀14、增压用汽化器15及回气阀16；所述截止阀13的入口端与LNG储罐5的内腔相连通，截止阀13的出口端依次通过调压阀14及增压用汽化器15与回气阀16的入口端相连通，回气阀16的出口端与LNG储罐5的内腔相连通。在所述增压用汽化器15与回气阀16之间的管路上连接有三通阀17，增压用汽化器15通过三通阀17连接有减压阀18，减压阀18通过第一调节阀19连接有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种串联式通用飞机气电混合动力系统，其特征在于：包括电动机、发电机、内燃机、蓄电池、LNG储罐及LNG汽化器；所述电动机的电源端口一路与蓄电池的输电端口相连，另一路与发电机的输电端口相连；所述发电机的主轴与内燃机的动力输出轴相连，内燃机的燃料输入口通过LNG汽化器与LNG储罐的燃料输出口相连；所述发电机的输电端口与蓄电池的充电端口相连。

【技术特征摘要】
1.一种串联式通用飞机气电混合动力系统，其特征在于：包括电动机、发电机、内燃机、蓄电池、LNG储罐及LNG汽化器；所述电动机的电源端口一路与蓄电池的输电端口相连，另一路与发电机的输电端口相连；所述发电机的主轴与内燃机的动力输出轴相连，内燃机的燃料输入口通过LNG汽化器与LNG储罐的燃料输出口相连；所述发电机的输电端口与蓄电池的充电端口相连。2.根据权利要求1所述的一种串联式通用飞机气电混合动力系统，其特征在于：所述LNG汽化器的热源为内燃机的冷却液，内燃机的冷却液出口与LNG汽化器的热源入口相连通，内燃机的冷却液入口与LNG汽化器的热源出口相连通。3.根据权利要求1所述的一种串联式通用飞机气电混合动力系统，其特征在于：在所述蓄电池的输电端口与电动机的电源端口之间连接有手动开关，在蓄电池的充电端口与发电机的输电端口之间连接有自动开关，在所述电动机的电源端口与发电机的输电端口之间加装有整流变压器。4.根据权利要求1所述的一种串联式通用飞机气电混合动力系统，其特征在于：在所述内燃机与LNG汽化器之间设置有燃料供应组件，所述燃料供应组件包括缓冲罐、电磁阀、滤清器及稳压器，所述缓冲罐的入口端与LNG汽化器的燃料输出口相连通，缓冲罐的出口端依次通过电磁阀、滤清器及稳压器与LNG储罐的燃料输出口相连通。5.根据权利要求1所述的一种串联式通用飞机气电混合动力系统，其特征在于：所述LNG储罐配装有储罐自增压组件，所述储罐自增压组件包括截止阀、调压阀、增压用汽化器及回气阀；所述截止阀的入口端与LNG储罐的内腔相连通，截止阀...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘爱虢，王栋，李鹏超，刘凯，曾文，陈保东，
申请(专利权)人：沈阳航空航天大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21