用于通过冷次级空气冷却热初级空气的交换器，和设有这样的交换器的空调系统技术方案

本公开涉及一种通过冷次级空气冷却热初级空气的交换器(16)，包括：多个通道(80)，用于使次级空气循环；和多个通道，用于使初级空气循环，其特征在于，所述交换器进一步包括：水循环通道(83)，其每个都与次级通道(80)相邻地延伸；水喷洒微穿孔中空杆(63)，其每个都与初级通道(60)相邻地延伸并流体连接至微穿孔中空杆，以便能够在将所述水喷洒到交换器的进口处的初级空气流之前，通过与初级空气的相互作用而对水加热。而对水加热。而对水加热。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于通过冷次级空气冷却热初级空气的交换器，和设有这样的交换器的空调系统


[0001]本专利技术涉及一种通过冷次级空气冷却热初级空气的交换器。更具体地，本专利技术涉及一种这样的冷却交换器，其更通常被称为初级冷却交换器或主热交换器(首字母缩写词MHX)，并旨在被设置在空中或轨道运输交通工具的舱室的空调系统中。本专利技术还涉及一种用于空中或轨道运输交通工具的空调系统，该系统包括这种热交换器。

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，所述压缩机包括空气出口以及连接到所述压缩空气排出设备的空气进口，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。
[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。这种
水在蒸发时会吸收热，因此允许空气的温度降低。
[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。然而，这种解决方案的缺点之一在于其在热交换器的上游需要大长度的冲压空气循环通道，以便在其中安装喷洒器。
[0011]专利技术人寻求开发一种紧凑的热交换器，其被设计成特别是被设置在用于空中或轨道运输交通工具的舱室的空调系统中，特别是一种设有用于分配由水提取回路所提取的水并将水移动到冲压空气循环通道的管道的系统。

技术实现思路

[0012]本专利技术的目标在于提供一种紧凑的热交换器，其特别旨在被设置在空中或轨道运输交通工具的空调系统中。
[0013]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这样的热交换器，其与已知交换器相比具有改进的冷却性能。
[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紧凑的热交换器，其可以被容纳在冲压空气循环通道中，所述冲压空气循环通道与当前形成空调系统所需的那些冲压空气循环通道相比更短。
[0015]本专利技术的目标也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，其设有根据本专利技术的交换器。
[0016]
技术实现思路

[0017]为此，本专利技术涉及一种用于通过冷次级空气冷却热初级空气的交换器，包括：
[0018]‑
多个称为次级通道的通道，其被彼此叠置并旨在用于所述次级空气的循环，每个次级通道都在相同方向(称为次级方向)上在称为次级空气进口的空气进口与称为次级空气出口的空气出口之间延伸；和
[0019]‑
多个称为初级通道的通道，用于所述初级空气的循环，每个初级通道都介于两个次级通道之间并在相同方向(称为初级方向，与所述次级方向不同)上在称为初级空气进口的空气进口与称为初级空气出口的空气出口之间延伸，以便允许在所述初级通道的初级空气与所述次级通道的次级空气之间进行热交换。
[0020]根据本专利技术的交换器的特征在于，其进一步包括：
[0021]‑
水循环通道，每个都在初级空气出口附近沿所述次级方向与次级通道相邻地在水进口和水出口之间延伸，以便允许通过与所述初级通道的所述初级空气流的热交换加热该水；以及
[0022]‑
水喷洒微穿孔中空杆，每个都在所述初级方向上与初级通道相邻地在水进口和水喷洒微穿孔之间延伸，水进口流体连接到所述水循环通道的至少一个水出口，水喷洒微穿孔通往次级空气进口，以便允许在所述次级通道的进口处喷洒的加热的水蒸发，因而帮助冷却交换器的进口处的次级空气流。
[0023]根据本专利技术的热交换器具有包括水循环通道和中空水喷洒杆的具体特征，水循环通道均沿次级通道布置，以便能够在这些水循环通道被供以水时在水循环通道中循环的水与在初级通道中循环的空气之间提供热交换，中空水喷洒杆均沿初级通道布置，以便能够在供应交换器的次级通道的交换器的进口处将被加热的水直接喷洒到次级空气流中。
[0024]换句话说，根据本专利技术的交换器使得可能组合通过冷次级空气流而冷却热初级空气流的功能(由于存在嵌套的初级和次级通道)，以及将水喷洒到交换器的进口处的冷空气流的功能(由于存在水循环通道和中空喷洒杆)。
[0025]根据本专利技术的交换器被设计成，可以直接在交换器的进口处而非(像现有技术系统的情况那样)在交换器的远上游喷洒水。这通过下列事实成为可能，即由于存在与在初级通道中循环的热初级空气流热相互作用的水循环通道，所以水被加热。特别地，由于水比现有系统中更热，所以使用根据本专利技术的交换器喷洒的水比现有技术的解决方案中蒸发地更快。因此，这种水温度的升高使得可能加速蒸发时间，因此限制了水喷洒和交换器的进口之间所必要的路径。
[0026]因此，根据本专利技术的交换器可以有利地设置在比现有技术的系统更紧凑的空调系统中，特别是避免必须将水喷洒器布置在交换器的远上游。
[0027]有利地，根据本专利技术，所述初级通道和所述次级通道由通过封闭杆交替地互连的多个平行板界定，封闭杆在初级和次级通道的两个相对侧上延伸，以便界定空气通道，所述水喷洒微穿孔中空杆由在次级空气进口附近的平行板的一侧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于通过冷次级空气冷却热初级空气的交换器(16)，包括：
‑
多个称为次级通道(80)的通道，所述次级通道被彼此叠置并旨在用于所述次级空气的循环，每个次级通道都在称为次级方向(P)的相同方向上在称为次级空气进口(81)的空气进口与称为次级空气出口(82)的空气出口之间延伸；
‑
多个称为初级通道(60)的通道，用于所述初级空气的循环，每个初级通道都介于两个次级通道(80)之间并在称为初级方向(P)的相同方向上在称为所述初级空气进口(61)的空气进口与称为所述初级空气出口(62)的空气出口之间延伸，以便允许在所述初级通道(60)的所述初级空气与所述次级通道(80)的所述次级空气之间进行热交换，所述初级方向与所述次级方向不同；
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水循环通道(83)，每个水循环通道都在所述初级空气出口(62)附近沿所述次级方向(P)与次级通道(80)相邻地在水进口(83a)和水出口(83b)之间延伸，以便允许通过与所述初级通道(60)的所述初级空气流的热交换加热这种水；以及
‑
水喷洒微穿孔中空杆(63)，每个水喷洒微穿孔中空杆都在所述初级方向(P)上与初级通道(60)相邻地在水进口(63a)和水喷洒微穿孔(63b)之间延伸，所述水进口流体连接到所述水循环通道(83)的至少一个水出口(83b)，所述水喷洒微穿孔通往所述次级空气进口(81)，以便允许在所述次级通道(80)的进口处喷洒的加热的水蒸发，因而帮助冷却所述交换器的所述进口处的所述次级空气流。2.根据权利要求1所述的冷却交换器，其特征在于，所述初级通道(60)和所述次级通道(80)由通过封闭杆交替地互连的多个平行板(51)界定，所述封闭杆在所述初级通道(60)和次级通道(80)的两个相对侧上延伸，以便界定空气通道，所述水喷洒微穿孔中空杆(63)由在所述次级空气进口(81)附近的所述平行板的一侧上延伸的所述初级通道的所述封闭杆形成，并且所述水循环通道(83)由在所述初级空气出口(62)附近延伸的所述次级通道(80)的所述封闭杆形成。3.根据权利要求2所述的交换器，其特征在于，由所述初级封闭杆形成的所述微穿孔中空杆(63)每个都包括：内部通道，所述内部通道沿所述初级方向(P)延伸，通往所述水进口(63a)；和微穿孔，所述微穿孔沿所述次级方向(S)从所述内部通道延伸，以便能够通过所述内部通道供应。4.根据权利要求2或3所述的交换器，其特征在于，由所述次级封闭杆形成的所述通道(83)每个都包括：管，所述管沿所述次级方向(P)延伸，通往所述水进口(63a)；和水出口(83b)，所述水出口沿所述初级方向(P)延伸。5.根据权利要求3和4一起所述的交换器，其特征在于，所述交换器包括：水收集器(90)，所述水循环通道的所述出口通往所述水收集器；和水分配器(95)，所述水分配器通往所述微穿孔杆的所述进口，所述水收集器(90)通过...

【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：