蒸汽循环机对高冲击应用的可用性制造技术

蒸汽循环机对高冲击应用的可用性。一种蒸汽循环机(10)中的过滤器干燥器功能旁路系统(26)包括制冷剂过滤器/干燥器(18)，其从入口管线(17)接收液体制冷剂流并将所述液体制冷剂排出到出口管线(19)。旁路管线(32)将入口管线和出口管线互连，并且旁路阀(30)被配置为将液体制冷剂流的一部分或全部从入口管线分流到旁路管线中。条件传感器(46)提供指示制冷剂过滤器干燥器条件的状态信号(48)，并且旁路阀能够响应于状态信号而操作。能够响应于状态信号而操作。能够响应于状态信号而操作。

【技术实现步骤摘要】
蒸汽循环机对高冲击应用的可用性


[0001]本公开总体上涉及蒸汽循环机领域，更具体地，涉及在蒸汽循环机上具有旁路回路和阀的制冷剂过滤和干燥功能(FDF)，其即使在临界过滤器干燥器寿命终止或故障条件期间也允许连续操作。

技术介绍

[0002]在商用和私人场景二者中使用的飞行器以及其它运输和一般加热通风和空调(HVAC)系统采用蒸汽循环机。现代商用飞行器可以高度集成的空调和增压系统为特色。通常，传统基于空气循环的机组用作飞机内部的主要冷却设备。在一些改型中，这可通过集中式或分布式小型冷却单元(通常为蒸汽循环机(VCM))来增强。在VCM中，对制冷剂的作用使得空气能够最终在热交换器(制冷剂蒸发器)中冷却。在一些飞行器应用中，主要冷却设备可完全基于蒸汽循环。考虑到环境控制对运输的重要性，需要VCM的高可靠性和可用性以支持运输应用。对于一个示例，在一个飞行器应用中，空气循环机组通过补充冷却系统(SCS)，一系列蒸汽循环机组增强，其使冷却介质冷却，然后冷却介质在整个飞机中循环。该冷却介质用于食物和饮料冷却以用于乘客服务，而且用于冷却座舱和/或货物再循环空气。冷却的再循环空气用于冷却飞机的座舱和其它区域。结果，SCS功能对飞机操作非常重要。
[0003]VCM通常具有提供制冷剂过滤和干燥功能(FDF)的组件。这些组件通常具有设计寿命限制并且随着单元累积操作时间或者随着组件堵塞而需要维护修理或更换。FDF组件的故障或磨损可能影响蒸汽循环机的总体操作，并且在飞行器应用中还可影响飞行器调度或操作。FDF组件去除常常由系统磨损产生的或者在制造或维护期间在系统中引入的制冷剂中的水分和污染物。通常随着老化和操作时间增加，压力损失增加并且流量减少。另外，在诸如高冷却负荷(热空气温度和高压缩机速度)的恶劣条件下，过滤器干燥器功能寿命可缩短。如果过滤器磨损(阻塞或堵塞)，则典型设计中的制冷系统的效率可能降低，或者可能需要关闭系统。飞行器上的VCM空气冷却能力的损失可能导致航班延误或取消。

技术实现思路

[0004]蒸汽循环机中的过滤器干燥器功能旁路系统的示例性实现方式。该系统包括制冷剂过滤器/干燥器，其从入口管线接收液体制冷剂流并将液体制冷剂排出到出口管线。旁路管线将入口管线和出口管线互连，并且旁路阀被配置为将来自入口管线的液体制冷剂流的一部分或全部分流到旁路管线中。条件传感器提供指示制冷剂过滤器干燥器条件的条件状态信号，并且旁路阀能够响应于条件状态信号而操作。
[0005]所公开的实现方式提供一种用于蒸汽循环机的操作的方法。利用条件传感器来感测制冷剂过滤器/干燥器的条件。在旁路控制器中从条件传感器接收指示制冷剂过滤器/干燥器条件的条件状态信号。从旁路控制器发出旁路条件信号。旁路阀响应于旁路条件信号而打开，其中旁路阀被配置为将来自制冷剂过滤器/干燥器的入口管线的液体制冷剂流分流到旁路管线中，旁路管线从制冷剂过滤器/干燥器的入口管线连接到出口管线。
附图说明
[0006]所讨论的特征、功能和优点可在各种实现方式中独立地实现，或者可在其它实现方式中组合，其进一步的细节可参照以下描述和附图看到。
[0007]图1是具有FDF旁路系统的示例性蒸汽循环机的表示；
[0008]图2是实现于如图1所公开的蒸汽循环机中的FDF旁路系统的详细框图表示；
[0009]图3是实现于蒸汽循环机中的FDF旁路系统中使用的手动旁路阀的详细框图；
[0010]图4是具有FDF旁路系统的蒸汽循环机的操作方法的流程图。
具体实施方式
[0011]维持FDF组件故障或劣化的蒸汽循环机(VCM)操作(超出正常维护周期)的能力是有价值的。对于飞行器，这可允许继续飞行器操作，直至可在更方便的时间或地方执行维护。例如，简单的重新配置可允许飞行器操作一段时间(例如，10天)，直至可进行有效的修理或VCM更换。在运输用途中，FDF组件通常需要VCM排空制冷剂。这以及设备/工具要求通常需要在车间环境中进行VCM服务。本文所公开的实现方式在飞行器应用中得到了证明；然而，该概念适用于冷却至关重要的其它应用、当需要VCM延长/继续操作时、和/或当空间、重量、成本或其它约束限制了VCM或VCM组件尺寸时。可使用VCM，而不限于制冷、冷却或热泵应用。要注意的是，FDF功能的旁路可导致更多的机器磨损，并且可能导致附加组件故障，从而影响修理成本。这被认为是可用性增加的可接受代价，因为组件磨损是FDF磨损或故障的普遍原因。本文所描述的实现方式提供一种具有旁路回路和阀的旁路系统，其即使在临界过滤器干燥器寿命终止或故障条件期间也允许继续操作。所公开的实现方式允许蒸汽循环机仍操作，从而防止所支持的系统(例如，用于商用或私人场景、飞行器食物制冷或座舱冷却的空调(HVAC)系统)停机、防止或最小化飞机航班延误或航班取消以及食物和/或饮料变质。这可提高维护效率、操作效率、成本节省以及客户满意度。尽管本文中描述为随飞行器系统使用，但是实现方式可不仅用于航空航天工业，而且用于家用和工业应用(蒸汽循环制冷系统)。本文所描述的旁路系统可手动操作或利用机电阀和控制组件自动操作。
[0012]参照附图，图1示出用于制冷的蒸汽循环机10的一个典型示例，其具有将工作流体通过冷凝器14馈送到储存工作流体的接收罐16的压缩机12。液体制冷剂从接收罐16抽取并利用入口管线17路由至制冷剂过滤器/干燥器18。液体制冷剂从制冷剂过滤器/干燥器18流到通过膨胀阀20连接到蒸发器22的出口管线19。温度感测控制器24控制流过蒸发器的工作流体，以提供期望的制冷(蒸发)温度(过热控制)。然后，如今为气态的工作流体返回到压缩机12。旁路系统26允许工作流体流部分地或完全地围绕制冷剂过滤器/干燥器18重新路由。制冷剂过滤器/干燥器18是当前实现方式中应对的FDF组件，但是旁路系统26可应用于类似蒸汽循环机中的各种其它FDF组件。
[0013]在第一示例实现方式中，如图1所示，旁路阀30被定位在旁路系统26的旁路管线32中。在此配置中，旁路阀30的打开导致液体制冷剂流的部分旁路，从而减小制冷剂过滤器/干燥器18上的负荷，但继续流过制冷剂过滤器/干燥器，除非制冷剂过滤器干燥器完全阻塞。在该条件下，所有流均被旁路。在没有旁路的情况下，当FDF磨损到终端压力损失点时，VCM通常将由于过大压力而关闭。
[0014]在图2中可看到旁路系统26的第二示例实现方式的细节。从入口管线17接收流的
旁路阀30被配置为将液体制冷剂路由到旁路管线32，再连接制冷剂过滤器/干燥器18下游的出口管线19。如将更详细描述的，旁路阀30可响应于旁路条件的要求路由来自制冷剂过滤器/干燥器18的液体制冷剂流的全部或一部分。可选地，孔34被定位在旁路管线32中以按照与通过制冷剂过滤器/干燥器18的正常流一致的方式限制流。可选地，辅助FDF组件36(例如，寿命缩短或容量降低的过滤器/干燥器)被定位在旁路管线32中以对在旁路条件下流动的液体制冷剂维持过滤器/干燥器功能。孔34和FDF组件36的组合在示例实现方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种蒸汽循环机中的过滤器干燥器功能旁路系统，该系统包括：制冷剂过滤器/干燥器(18)，该制冷剂过滤器/干燥器从入口管线(17)接收液体制冷剂流并将所述液体制冷剂排出到出口管线(19)；旁路管线(32)，该旁路管线将所述入口管线和所述出口管线互连；旁路阀(30)，该旁路阀被配置为将所述液体制冷剂流的一部分或全部从所述入口管线分流到所述旁路管线中；以及条件传感器(46)，该条件传感器提供指示制冷剂过滤器干燥器条件的条件状态信号(48)，所述旁路阀能够响应于所述条件状态信号而操作。2.根据权利要求1所述的蒸汽循环机中的过滤器干燥器功能旁路系统，该系统还在所述旁路管线中包括限流孔(34)。3.根据权利要求1所述的蒸汽循环机中的过滤器干燥器功能旁路系统，该系统还在所述旁路管线中包括一个或更多个辅助过滤器干燥器功能FDF组件(36)。4.根据权利要求3所述的蒸汽循环机中的过滤器干燥器功能旁路系统，其中，所述一个或更多个FDF组件包括寿命缩短或容量降低的过滤器/干燥器。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的蒸汽循环机中的过滤器干燥器功能旁路系统，该系统还包括系统接口(50)。6.根据权利要求1至4中的任...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：