深度除水机载制氧系统及制氧方法技术方案

本发明专利技术提供了一种深度除水机载制氧系统及制氧方法，制氧系统包括依次连接的发动机引气管道、散热器、制氧器、氧气浓缩器和若干氧气调节器，所述制氧器包括依次连接的蒸发器、水分离器、冷凝器，其中，蒸发器和冷凝器之间通过制冷压缩机和节流器形成闭环的蒸发循环制冷系统。本发明专利技术利用蒸发循环制冷系统从发动机引气制氧，并且具备深度除水功能，可满足机载制氧系统在飞机全包线范围内的除水要求，大幅度延长机载制氧系统的可靠性及使用寿命。延长机载制氧系统的可靠性及使用寿命。延长机载制氧系统的可靠性及使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
深度除水机载制氧系统及制氧方法


[0001]本专利技术涉及机载分子筛制氧领域，具体是一种深度除水机载制氧系统及制氧方法。

技术介绍

[0002]现有的分子筛制氧装备在使用过程中存在如下问题：1、飞机的飞行包线涵盖的气候范围极广、制氧过程中的空气参数变化很大，尤其低空范围内的飞行使得发动机引起的含湿量极大，发动机引气经散热器冷却至露点以下，经过水分离器可以分离大部分游离水，此时空气含水量（包括液态水及蒸汽水）较大，进入氧浓缩器对分子筛性能造成不良影响；2、空气中的液态水对分子筛的性能影响更大，目前尚无办法处理。

技术实现思路

[0003]本专利技术为了解决现有技术的问题，提供了一种深度除水机载制氧系统及其使用方法，具备深度除水功能，可满足机载制氧系统在飞机全包线范围内的除水要求，大幅度延长机载制氧系统的可靠性及使用寿命。
[0004]本专利技术提供了一种深度除水机载制氧系统，包括依次连接的发动机引气管道、散热器、制氧器、氧气浓缩器和若干氧气调节器，所述制氧器包括依次连接的蒸发器、水分离器、冷凝器，其中，蒸发器和冷凝器之间通过制冷压缩机和节流器形成闭环的蒸发循环制冷系统。
[0005]所述的散热器包括冷却空气入口和热空气出口。
[0006]本专利技术还提供了一种深度除水机载制氧方法，包括以下步骤：1）发动机引气经过散热器与空气进行热交换，温度降低，部分水蒸气冷凝成液态游离水；2）经过水分离器后，大部分游离水被除掉，再经过冷凝器回温，未分离的游离水将被蒸发成蒸汽水，不含游离水的气体进入氧气浓缩器内分子筛分离出氮气的高浓度氧气，最后进入氧气调节器中供氧；3）由压缩机排除的制冷剂进入冷凝器放热供水分离器出口的空气加热蒸发掉水分离器未除掉的游离水，形成过热空气；制冷剂进入节流器，降温降压形成两相流，通过蒸发器蒸发吸热提供制冷量供散热器出口空气二次深度降温；制冷剂蒸发成蒸汽后进入压缩机，经压缩做功升温升压再排出至冷凝器，完成循环。
[0007]本专利技术有益效果在于：1、具备深度除水功能，且可使进入到氧浓缩器的空气中不含游离水，对机载制氧系统的可靠性及性能均具有重大意义。
[0008]2、可满足机载制氧系统在飞机全包线范围内的除水要求，大幅度延长机载制氧系统的可靠性及使用寿命。
[0009]3、进气接发动机引气管道，蒸发器和冷凝器不需要增加额外的动力系统。
附图说明
[0010]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0011]图1为本专利技术结构示意图。
具体实施方式
[0012]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0013]本专利技术提供了一种深度除水机载制氧系统，如图1所示，包括依次连接的发动机引气管道、散热器、制氧器、氧气浓缩器（分离氮气）和若干氧气调节器，所述制氧器包括依次连接的蒸发器、水分离器、冷凝器，其中，蒸发器和冷凝器之间通过制冷压缩机和节流器形成闭环的蒸发循环制冷系统。此处制冷系统也可以使用吸收式制冷系统。所述的散热器包括冷却空气入口和热空气出口。
[0014]本专利技术具体实施过程如下：发动机引气经过散热器与空气进行热交换，温度降低，如温度降至露点以下，将有部分水蒸气冷凝成液态游离水，此种状态的空气经过蒸发器进行二次降温至更低，将有更多游离水析出，经过水分离器后，大部分游离水被除掉，再经过冷凝器回温，未分离的游离水将被蒸发成蒸汽水，而深度除水的发动机引气（不含游离水）进入氧气浓缩器内分子筛分离出氮气的高浓度氧气，最后进入氧气调节器中供氧。
[0015]由压缩机排除的制冷剂进入冷凝器放热供水分离器出口的空气加热蒸发掉水分离器未除掉的游离水，形成过热空气；制冷剂进入节流器，降温降压形成两相流，通过蒸发器蒸发吸热提供制冷量供散热器出口空气二次深度降温；制冷剂蒸发成蒸汽后进入压缩机，经压缩做功升温升压再排除至冷凝器，完成循环。
[0016]案例如下：引气空气压力700kPa(绝压)，含湿量14.7g/kg.da，经二次降温温度降至10℃时，饱和含湿量为1.1g/kg.da，游离水含量为13.6g/kg，经过水分离器后这部分水除去70％，进入下游的含水量降至5g／kg
·
da左右，再经过微制冷系统冷凝器后升温至40℃左右，流入氧浓缩器制氧。极大降低了进入氧浓缩器的含湿量，使得氧浓缩器的可靠性及使用寿命得到大幅度延长。
[0017]本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备实施例而言，以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所述，仅为本专利技术的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术揭露
的技术范围内，对于本
的普通技术人员来说，可轻易想到的变化或替换，在不脱离本专利技术原理的前提下，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。因此，本专利技术的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种深度除水机载制氧系统，其特征在于：包括依次连接的发动机引气管道、散热器、制氧器、氧气浓缩器和若干氧气调节器，所述制氧器包括依次连接的蒸发器、水分离器、冷凝器，其中，蒸发器和冷凝器之间通过制冷压缩机和节流器形成闭环的蒸发循环制冷系统。2.根据权利要求1所述的深度除水机载制氧系统，其特征在于：所述的散热器包括冷却空气入口和热空气出口。3.一种深度除水机载制氧方法，其特征在于包括以下步骤：1）发动机引气经过散热器与空气进行热交换，温度降低，部分水蒸气冷凝成液态游离...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏文庆，刘芳芳，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：