空气准备系统技术方案

空气准备系统，包括：空气入口、空气出口、压缩装置和主制冷装置，其中：空气入口用于将空气引入空气准备系统中，空气出口用于将经空气准备系统处理后的空气从空气准备系统送出，压缩装置布置在空气入口与空气出口之间并与空气入口和空气出口流体连通，压缩装置使得流经压缩装置的空气增压，主制冷装置布置在压缩装置与空气出口之间并与压缩装置和空气出口流体连通，主制冷装置使得流经主制冷装置的空气温度降低，压缩装置是电供能的压缩装置，且主制冷装置是电供能的换热元件。根据本发明专利技术的空气准备系统能够减少系统引气流量和安装空间及重量。

【技术实现步骤摘要】
空气准备系统
本专利技术涉及一种飞机空气准备系统，特别地，本专利技术属于飞机惰化系统设计领域。
技术介绍
民用飞机的空气准备系统是燃油惰化系统中机载制氮系统的一个子系统，空气准备系统把来自气源系统的引气(包括空气)经过处理后，调节为适合燃油惰化系统工作的状态。现有飞机的空气准备系统，一般由压力调节活门、换热器、温度控制活门、压力传感器、温度传感器和控制器等部件组成。在哈密尔顿森德斯特兰德公司与2016年3月4日提交的中国专利技术专利申请CN105936338A中公开了一种使用空气涡轮压缩机为引气增压并采用双换热器对引气温度进行调节的空气准备系统。由以上对现有技术的描述可知，现有技术中的空气准备系统常常使用压力空气作为能量源对空气准备系统进行供能。这样一来，首先，传统换热器需要冲压空气(位于地面时还需要风扇抽引)作为冷边气体来对引气温度进行调节，并需要在飞机机体上开口。此外，在下降或者慢车阶段，来自气源系统的引气压力较低，无法满足惰化系统的工作需求。若采用空气涡轮压缩机，涡轮做功需要额外的引气来驱动，从而增加发动机引气量和燃油消耗。这就对系统安装空间和系统重量构成负担，并且可能影响飞机的气动性能。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述技术问题而作，目的在于减少系统引气流量和安装空间及重量。一种空气准备系统，包括：空气入口、空气出口、压缩装置和主制冷装置，其中：所述空气入口用于将空气引入所述空气准备系统中，所述空气出口用于将经所述空气准备系统处理后的所述空气从所述空气准备系统送出，所述压缩装置布置在所述空气入口与所述空气出口之间并与所述空气入口和所述空气出口流体连通，所述压缩装置使得流经所述压缩装置的空气增压，所述主制冷装置布置在所述压缩装置与所述空气出口之间并与所述压缩装置和所述空气出口流体连通，所述主制冷装置使得流经所述主制冷装置的空气温度降低，其特征在于，所述压缩装置是电供能的压缩装置，且所述主制冷装置是电供能的换热元件。根据本专利技术的空气准备系统采用电供能的压缩装置进行增压并用电供能的换热元件进行温度调节，能够减少系统引气流量和系统安装空间及重量。根据本专利技术的空气准备系统的优选实施例，所述主制冷装置是半导体制冷片，所述半导体制冷片的冷侧与流经所述主制冷装置的空气接触。采用半导体制冷片对引气温度进行调节的优势至少在于：半导体制冷片是电流换能型片件，通过输入电流的控制和下游温度传感器的监控，可实现高精度的温度控制。采用半导体制冷片避免了传统换热器的缺陷，不需要冲压空气和风扇，可避免开口对飞机气动性能的影响，并可进一步减少系统安装空间和系统重量。根据本专利技术的空气准备系统的优选实施例，所述压缩装置是机载电压缩机，所述机载电压缩机通过电能对流经所述压缩装置的空气进行增压。采用机载电压缩机对引气进行增压的优势至少在于：不需要额外从气源系统引气，减少了引气消耗。根据本专利技术的空气准备系统的优选实施例，还包括预制冷装置，其中，所述预制冷装置是电供能的换热元件，所述预制冷装置布置在所述空气入口与所述压缩装置之间并与所述空气入口和所述压缩装置流体连通，所述预制冷装置使得流经所述预制冷装置的空气温度降低。预制冷装置的设置能够根据实际需要对进入压缩装置中的空气温度进行预先调节，使得压缩装置的压缩效果更为理想。根据本专利技术的空气准备系统的优选实施例，所述预制冷装置是半导体制冷片，所述半导体制冷片的冷侧与流经所述预制冷装置的空气接触。采用半导体制冷片对引气温度进行调节的优势至少在于：半导体制冷片是电流换能型片件，通过输入电流的控制和下游温度传感器的监控，可实现高精度的温度控制。采用半导体制冷片避免了传统换热器的缺陷，不需要冲压空气和风扇，可避免开口对飞机气动性能的影响，并可进一步减少系统安装空间和系统重量。根据本专利技术的空气准备系统的优选实施例，在所述压缩装置上游布置有防喘活门，在所述压缩装置的下游布置有与所述防喘活门连接的反馈回路，所述反馈回路将离开所述压缩装置的空气反馈至所述防喘活门。防喘活门和与其协配的反馈回路的设置有助于避免经压缩的高压气体回流和压缩机的喘振。根据本专利技术的空气准备系统的优选实施例，在所述压缩装置下游且在所述主制冷装置上游布置有温度控制活门，所述温度控制活门与旁通支路连通，所述旁通支路绕过所述主制冷装置而连通至所述主制冷装置下游。通过增加该温度控制旁通支路，提高了温度控制精度。尤其是在高高度巡航阶段，外界大气环境温度低，燃油惰化需求的引气流量小，很容易造成系统出口温度过低。本专利技术的该技术方案增加了温度控制旁通支路，使得可根据系统出口温度来调节温度控制活门开度，旁通支路上的热气与经过主制冷装置冷却后的气体进行适当混合后再供给燃油惰化系统，防止引气温度过低，影响燃油惰化系统性能。根据本专利技术的空气准备系统的优选实施例，所述空气准备系统包括控制系统，其中：所述控制系统包括控制器，用于对所述空气准备系统中的空气状态进行控制，所述控制系统还包括布置在所述压缩装置下游用于监测离开所述压缩装置的空气状态的第一传感器，所述第一传感器将检测到的信号发送给所述控制器，所述控制系统还包括布置在所述主制冷装置下游用于监测离开所述主制冷装置的空气状态的第二传感器，所述第二传感器将检测到的信号发送给所述控制器。压缩装置下游的传感器监控压缩机出口的引气状态，空气准备系统出口(主制冷装置下游)的传感器和监控系统出口的引气状态，防止高温或高压气体对下游系统产生影响。根据本专利技术的空气准备系统的优选实施例，所述控制器配置成根据所述第一传感器和/或所述第二传感器所发出的信号对所述压缩装置和/或所述主制冷装置的运行状态进行控制。基于检测到的空气状态对空气准备系统进行控制、尤其是进行实时动态控制，能够大大有利于获得具有期望特性的空气。根据本专利技术的空气准备系统的优选实施例，所述第一传感器和所述第二传感器包括温度传感器和/或压力传感器。压缩机下游的压力传感器和/或温度传感器监控压缩机出口的引气压力和温度，以便向控制系统提供该位置处精确的引气压力和温度数据。空气准备系统出口(主制冷装置下游)的压力传感器和/或温度传感器监控系统出口的引气压力和温度，以便向控制系统提供该位置处精确的引气压力和温度数据。综上所述，根据本专利技术的空气准备系统的有益效果至少在于：(1)能够减少系统引气流量和安装空间及重量；以及(2)提高温度和压力控制精度。应了解的是，上文的一般描述和下文的详细描述说明了各种实施例并且旨在提供理解要求保护的主题的性质和特征的概述或框架。本文件包括附图，以提供对各种实施例的进一步理解。附图纳入于本说明书中并且构成本说明书的部分。附图示出了本文所描述的各种实施例，并且与文字描述一起用来解释要求保护的主题的原理和操作。附图说明参考以上目的，本专利技术的技术特本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空气准备系统(100)，包括：空气入口(110)、空气出口(120)、压缩装置(130)和主制冷装置(140)，其中：/n所述空气入口(110)用于将空气引入所述空气准备系统(100)中，/n所述空气出口(120)用于将经所述空气准备系统(100)处理后的所述空气从所述空气准备系统(100)送出，/n所述压缩装置(130)布置在所述空气入口(110)与所述空气出口(120)之间并与所述空气入口(110)和所述空气出口(120)流体连通，所述压缩装置(130)使得流经所述压缩装置(130)的空气增压，/n所述主制冷装置(140)布置在所述压缩装置(130)与所述空气出口(120)之间并与所述压缩装置(130)和所述空气出口(120)流体连通，所述主制冷装置(140)使得流经所述主制冷装置(140)的空气温度降低，/n其特征在于，/n所述压缩装置(130)是电供能的压缩装置，且所述主制冷装置(140)是电供能的换热元件。/n

【技术特征摘要】
1.一种空气准备系统(100)，包括：空气入口(110)、空气出口(120)、压缩装置(130)和主制冷装置(140)，其中：
所述空气入口(110)用于将空气引入所述空气准备系统(100)中，
所述空气出口(120)用于将经所述空气准备系统(100)处理后的所述空气从所述空气准备系统(100)送出，
所述压缩装置(130)布置在所述空气入口(110)与所述空气出口(120)之间并与所述空气入口(110)和所述空气出口(120)流体连通，所述压缩装置(130)使得流经所述压缩装置(130)的空气增压，
所述主制冷装置(140)布置在所述压缩装置(130)与所述空气出口(120)之间并与所述压缩装置(130)和所述空气出口(120)流体连通，所述主制冷装置(140)使得流经所述主制冷装置(140)的空气温度降低，
其特征在于，
所述压缩装置(130)是电供能的压缩装置，且所述主制冷装置(140)是电供能的换热元件。


2.根据权利要求1所述的空气准备系统(100)，其特征在于，
所述主制冷装置(140)是半导体制冷片，所述半导体制冷片的冷侧与流经所述主制冷装置(140)的空气接触。


3.根据权利要求1所述的空气准备系统(100)，其特征在于，
所述压缩装置(130)是机载电压缩机，所述机载电压缩机通过电能对流经所述压缩装置(130)的空气进行增压。


4.根据权利要求1所述的空气准备系统(100)，其特征在于，
还包括预制冷装置(150)，其中，
所述预制冷装置(150)是电供能的换热元件，
所述预制冷装置(150)布置在所述空气入口(110)与所述压缩装置(130)之间并与所述空气入口(110)和所述压缩装置(130)流体连通，
所述预制冷装置(150)使得流经所述预制冷装置(150)的空气温度降低。


5.根据权利要求4所述的空气准备系统(100)，其特征在于，
所述预制冷装置(150)是半导体制冷片，所述半...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭丹祺，王磊，黄晓聃，蒋亮亮，杜楠楠，陈彬，
申请(专利权)人：中国商用飞机有限责任公司，中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院，
类型：发明
国别省市：上海;31