用于飞行器舱室的空调系统，包括用于加热通过水提取回路收集的水的装置制造方法及图纸

本公开涉及一种用于飞行器的舱室(10)的空调系统，包括：空气排出设备；空气循环涡轮发动机(12)；至少一个主冷却交换器(16)；水提取回路(30)；以及管道(26)，用于分配由所述提取回路(30)所提取的水，其特征在于，所述系统进一步包括用于加热由水提取回路提取的水的装置(40)，以便能够将水喷洒到供应所述主交换器(16)的冲压空气通道(22)内。(16)的冲压空气通道(22)内。(16)的冲压空气通道(22)内。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于飞行器舱室的空调系统，包括用于加热通过水提取回路收集的水的装置


[0001]本公开涉及一种用于空中或轨道运输交通工具的舱室的空调系统。本专利技术更具体地涉及一种包括水提取回路和用于加热通过该回路收集的水的装置的空调系统。

技术介绍

[0002]贯穿全文，术语“舱室”表示必须控制其空气的压力和/或温度的空中或轨道运输交通工具的任何内部空间。舱室可以是乘客舱、飞行器的飞行员的驾驶舱、货舱，以及通常需要空气处于受控的压力和/或温度下的交通工具的任何区域。术语“涡轮”表示用于使用空气的动能来旋转支撑涡轮叶片的轴的旋转设备。术语“压缩机”表示用于增大所述设备在进口处接收的空气的压力的旋转设备。
[0003]用于运输交通工具(诸如飞行器)的舱室的空调系统以已知的方式包括一种用于从飞行器发动机(诸如飞行器的推进发动机或辅助发动机)的至少一个压缩机排出压缩空气的设备。
[0004]这样的已知空调系统还包括空气循环涡轮发动机，空气循环涡轮发动机包括彼此机械联接的至少一个压缩机和涡轮，所述压缩机包括连接到所述压缩空气排出设备的空气进口以及空气出口，并且所述涡轮包括空气进口和空气出口，空气出口连接到所述舱室以便能够以受控的压力和温度向所述舱室供应空气。
[0005]根据替选方案，空气循环涡轮发动机的压缩机被直接供以从飞行器外部抽取的环境空气，并且空气被空气循环涡轮发动机的压缩机直接压缩。
[0006]无论系统的压缩空气供应模式如何，所述系统通常还包括至少一个热交换器，称为主冷却交换器，其被布置在用于从飞行器外部抽取的冲压空气循环的通道中，处于所述压缩机的所述空气出口和所述涡轮的所述空气进口之间，所述主交换器包括被供以来自所述压缩机的热空气流的初级环路和被供以所述冲压空气的次级环路，冲压空气形成冷空气流以冷却所述热空气流。
[0007]最后，空调系统通常还包括水提取回路，水提取回路被布置在所述主热交换器和所述涡轮之间，并且被设计成从由供应所述涡轮的所述主交换器冷却的热空气流中提取水。
[0008]一些系统还包括在所述水提取回路和水喷洒器之间布置管道，以分配由所述提取回路所提取的水，水喷洒器被容纳在所述冲压空气通道中，位于所述主交换器的远上游，并被设计成能够逆着所述冲压空气通道的冲压空气流喷洒由所述水提取回路提取的水，以便在空气进入主冷却交换器之前促进所述水在空气流中的蒸发。
[0009]液滴形式的液态水这样注入冷却交换器上游的冲压空气循环通道(更通常称为环境空气通道或冲压空气通道)，使得可能降低冷却交换器的冷通路进口处的空气温度。该水在蒸发时会吸收热，因此允许空气的温度降低。该水通常在大约20℃的温度下注入，这是水提取回路的水分离器的温度。
[0010]例如，申请人名下的专利文件US200911784描述了这样的空调系统。根据该实施例的系统现在广泛用于许多飞行器中。
[0011]然而，专利技术人已经寻求改进这样的空调系统，并且特别是改进主冷却交换器的热通路的冷却性能。

技术实现思路

[0012]本专利技术的目标
[0013]本专利技术的目标在于提供一种用于运输交通工具(诸如飞行器)的舱室的空调系统，所述系统使得可能提高主冷却交换器的热通路的冷却性能。
[0014]本专利技术的目标也在于在本专利技术的至少一个实施例中提供一种适合紧凑冲压空气循环通道(诸如用于轨道运输交通工具的那些冲压空气循环通道)的空调系统。
[0015]
技术实现思路

[0016]为此，本专利技术涉及一种用于飞行器的舱室的空调系统，包括：
[0017]‑
设备，用于从空气源排出空气；
[0018]‑
空气循环涡轮发动机，其包括彼此机械联接的至少一个涡轮和耗能轮(18)，所述涡轮包括空气进口和空气出口，空气出口连接到所述舱室，以便能够以受控的压力和温度向所述舱室供应空气；
[0019]‑
至少一个热交换器，称为主冷却交换器，其被布置在用于从飞行器外部抽取的冲压空气循环的通道中，处于所述空气排出设备和所述涡轮的所述空气进口之间，所述主交换器包括被供以来自所述空气排出设备的热空气流的初级环路和被供以所述冲压空气的次级环路，冲压空气形成冷空气流以冷却所述热空气流；
[0020]‑
水提取回路，其被布置在所述主热交换器和所述涡轮之间，并且被设计成从供应所述涡轮的由所述主交换器冷却的热空气流中提取水；以及
‑
管道，用于分配由所述提取回路所提取的水，所述管道在所述水提取回路和所述冲压空气通道之间延伸，处于所述主交换器的上游，以便能够将由所述水提取回路提取的称为喷洒水的水喷洒到所述冲压空气通道的冲压空气流中。
[0021]根据本专利技术的空调系统的特征在于，所述空调系统进一步包括用于加热喷洒水的装置，所述装置被布置在所述水提取回路和所述冲压空气通道之间，处于所述主冷却交换器的上游，以便允许喷洒到所述冲压空气通道内的水蒸发，这有助于冷却主交换器的所述初级环路的冲压空气，并且确保冷却所述主交换器的所述初级环路的热空气。
[0022]因此，根据本专利技术的空调系统具有在将被水提取回路提取的水喷洒到冲压空气通道中之前，加热所述水的具体特征。专利技术人已经认识到，水的这种加热使得可能优化冲压空气通道中水的蒸发效率并且因此降低在冲压空气通道中循环的环境空气的温度。特别地，通过相同设计，由加热装置加热的水在冲压空气通道中比未加热时相同的水蒸发得更快，并且蒸发得更完全。
[0023]专利技术人特别已经确定，在水提取回路中提取的水通常在20℃的温度下注入冲压空气通道。通过提供加热该提取的水以达到例如60℃的温度的装置，由于饱和蒸气压的变化，蒸发时间被除以系数13。
[0024]有利地并且根据本专利技术，所述空气循环涡轮发动机进一步包括至少一个与所述涡
轮和所述耗能轮机械联接的压缩机，所述压缩机包括连接到所述空气排出装置的空气进口和连接到所述主冷却交换器的空气出口，所述主交换器的所述初级环路被供以来自所述压缩机的热空气流。
[0025]该有利替选方案使得可能在通过主交换器冷却之前通过涡轮发动机的压缩机压缩来自空气排出装置的空气。换句话说，本专利技术的该替选方案使得可能在空气循环涡轮发动机内具有压缩级，因此接收从飞行器外部吸入的未压缩空气，或者在被供应到压缩机的空气已经是压缩空气的情况下形成第二压缩级(视需要，这使得可能提供增压)。
[0026]有利地并且根据本专利技术，用于加热来自所述水分配管道的水的所述装置包括至少一个热交换器，称为喷洒交换器，其包括被供以来自所述分配管道的所述水的冷环路，以及被供以热流体源的热环路。
[0027]根据该有利替选方案，由水提取回路提取的水穿过称为喷洒交换器的交换器，喷洒交换器被设计成能够在冷通路和热通路之间进行热交换，冷通路被供以由水提取回路提取的水，热通路被供以热流体源。
[0028]有利地并且根据该替选方案，所述喷洒交换器的所述热流体环路是飞行器的燃料环路、油环路、热传递流体环路或者空气环路本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于飞行器的舱室(10)的空调系统，包括：
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空气排出设备，用于从空气源排出空气；
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空气循环涡轮发动机(12)，包括彼此机械联接的至少一个涡轮(14)和耗能轮(18)，所述涡轮(14)包括空气进口(14a)和空气出口(14b)，所述空气出口连接到所述舱室(10)，以便能够以受控的压力和温度向所述舱室供应空气；
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至少一个热交换器，称为主冷却交换器(16)，所述主冷却交换器被布置在用于从所述飞行器外部抽取的冲压空气循环的通道(22)中，处于所述空气排出设备和所述涡轮(14)的所述空气进口(14a)之间，所述主交换器(16)包括被供以来自所述空气排出设备的热空气流的初级环路和被供以所述冲压空气的次级环路，所述冲压空气形成冷空气流以冷却所述热空气流；
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水提取回路(30)，所述水提取回路被布置在所述主交换器(16)和所述涡轮(14)之间，并且被设计成从供应所述涡轮(14)的由所述主交换器(16)冷却的热空气流中提取水；以及
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管道(26)，用于分配由所述水提取回路(30)所提取的水，所述管道在所述水提取回路(30)和所述冲压空气通道(22)之间延伸，处于所述主交换器(16)的上游，以便能够将由所述水提取回路(30)提取的称为喷洒水的水喷洒到所述冲压空气通道(22)的所述冲压空气流中，其特征在于，所述系统进一步包括用于加热所述喷洒水的装置(40)，所述装置被布置在所述水提取回路(30)和所述冲压空气通道(22)之间，处于所述主冷却交换器(16)的上游，以便允许喷洒到所述冲压空气通道(22)内的水蒸发，这有助于冷却所述主交换器(16)的所述初级环路的冲压空气，并且确保冷却所述主交换器(16)的所述初级环路的所述热空气。2.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述空气循环涡轮发动机(12)进一步包括至少一个与所述涡轮(14)和所述耗能轮(18)机械联接的压缩机(13)，所述压缩机(13)包括连接到所述空气排出设备的空气进口(13a)和连接到所述主冷却交换器(16)的空气出口(13b)，所述主交换器的所述初级环路被供以来自所述压缩机(13)的热空气流。3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，用于加热来自所述水分配管道(26)的水的所述装置(40)包括至少一个称为喷洒交换器的热交换器，所述喷洒交换器包括被供以来自所述分配管道的所述水的冷环路，以及被供以热流体源的热环路(26b)。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述喷洒交换器的所述热流体环路是所述飞行器的燃料环路、油环路、热传递流体环路或者空气环路。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述喷洒交换器的所述热流体环路为所述飞行器的空气环路，其特征在于，所述空气环路是所述主交换器的所述初级空气环路。6.根据权利要求1至5中的任一项所述的系统，其特征在于，所述喷洒交换器被集成在所述主冷却交换器(16)内。7.根据权利要求6所述的空调系统，其特征在于，所述主冷却交换器(16)包括：
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【专利技术属性】
技术研发人员：纪尧姆，
申请(专利权)人：利勃海尔航空航天图卢兹有限公司，
类型：发明
国别省市：