用于飞行器的组合式二氢加热和流体冷却系统以及包括这种系统的飞行器技术方案

用于在飞行器中组合地冷却和加热的方法，飞行器包括将二氢(1001)用作燃料的发动机(14)，二氢(1001)以液体形式存储在储罐(13)中且以气体形式在发动机(14)中使用，通过主管(11)从储罐(13)将二氢(1001)输送到发动机(14)，该方法包括以下步骤：将二氢(1001)流的一部分分流在与主管(11)的预定区段(111)平行的旁通管(12)中；在第一闭合回路中循环第一传热流体；在第一传热流体与在旁通管(12)中循环的二氢(1001)之间执行第一热交换；以及－执行至少一个次级热交换，在第一传热流体和与为作业流体的在飞行器中使用的需要冷却的流体之间执行每个次级热交换。借此可以将二氢用作冷源，以可靠地冷却飞行器的一种或多种作业流体。体。体。

【技术实现步骤摘要】
用于飞行器的组合式二氢加热和流体冷却系统以及包括这种系统的飞行器


[0001]本专利技术涉及热交换领域，特别涉及飞行器中用于加热和冷却流体的装置。

技术介绍

[0002]使用二氢作为燃料的发动机正得到越来越多的开发。这尤其适用于飞行器用涡轮螺旋桨式发动机。在这样的飞行器中，由于尺寸的原因，有必要运输液态的二氢，然后再加热二氢，使其在0℃以上的温度下进入气态，可用作发动机的燃料。
[0003]通常借助与从发动机的涡轮的排气气体获得的热源进行热交换来执行二氢的加热。
[0004]此外，将液态二氢用作冷却飞行器的其他流体的冷源是有利的，其他流体诸如油或替代地空气，例如用于润滑发动机的油或从发动机回收并用于飞行器机舱的调节空气的压缩空气。因此，液态二氢和流体之间的热交换将使得可以加热二氢和冷却飞行器的流体。
[0005]为此目的，专利技术人设想的一种解决方案可以包括使用包括传热流体的共用回路，该传热流体借助连续的热交换使得可以回收从排气气体中获得的热量，加热二氢并冷却飞行器的流体，流体诸如油和压缩空气。
[0006]然而，这样的解决方案将导致飞行器的流体、特别是油的冻结风险，因为传热流体已经被液态二氢冷却，油在与传热流体进行热交换期间经历有热量损失。
[0007]此外，传热流体本身将存在与液态二氢的热交换期间冻结和/或在热交换器的端部件中达到其沸腾温度的风险。这可能导致传热流体的循环停止，导致二氢的加热和飞行器流体的冷却停止；或者热交换器发生故障，导致正在执行的热交换的可靠性差。/>[0008]因此，期望克服这些缺点。
[0009]特别期望提供一种可靠的解决方案，使得可以冷却飞行器的流体。
[0010]此外，期望提供一种可以将液态二氢再加热至足以将其用作飞行器发动机中的燃料的温度的解决方案。
[0011]还期望提供一种解决方案，该解决方案使得可以将飞行器的流体保持在操作温度，特别是高于飞行器的所述流体的凝固温度。

技术实现思路

[0012]本专利技术的一个目的是提供一种用于在飞行器中组合地冷却和加热的方法，该飞行器包括构造成将二氢用作燃料的发动机，该二氢以液体形式存储在储罐中，并以气体形式在发动机中使用，该发动机是涡轮螺旋桨发动机。借助称为主管的管将二氢从储罐输送至发动机，该方法包括以下步骤：在与主管的预先限定区段平行的管(称为旁通管)中分支二氢流的一部分；在第一闭合回路中循环第一传热流体；在第一传热流体与在旁通管中循环的二氢之间执行第一热交换；以及执行至少一个称为次级热交换的第二热交换，在第一传热流体和飞行器中使用的需要冷却的流体(称为作业流体)之间执行每个次级热交换。
[0013]因此，可以通过使用二氢作为冷源来可靠地冷却飞行器的一种或多种作业流体。
[0014]根据一具体实施例，该方法还包括以下步骤：在第二闭合回路中循环第二传热流体；在第二传热流体与在主管的一部分中循环的二氢之间执行第三热交换；以及在第二传热流体与来自发动机涡轮的排气气体之间进行第四热交换。
[0015]因此，可以加热液态二氢，以便能够在冷却作业流体的同时将其用作发动机中的燃料，而作业流体没有冻结的风险。
[0016]根据一具体实施例，在主管的预先限定区段的下游执行第三热交换。
[0017]根据一具体实施例，在主管的预先限定区段的上游执行第三热交换。
[0018]因此，可以使用具有较窄操作范围的第一传热流体：不需要使用在足够低的温度下操作以承受由于与液态二氢的相互作用而引起的显著热损失的第一传热流体。
[0019]根据一具体实施例，第一传热流体的操作温度范围比第二传热流体的操作温度范围窄。
[0020]因此避免了第一传热流体和第二传热流体冻结的风险，以及第一传热流体和第二传热流体在热交换器的端件中沸腾的风险。
[0021]根据一具体实施例，作业流体是油或来自发动机并意图在飞行器的空调系统中使用的压缩空气。
[0022]根据一具体实施例，该方法包括在第一传热流体与第一作业流体之间的第一次级热交换以及第一传热流体与第二作业流体之间的第二次级热交换，第一作业流体是油，第二作业流体是来自发动机并意图在飞行器的空调系统中使用的压缩空气。
[0023]根据一具体实施例，该方法还包括根据作业流体的温度来调节在旁通管中循环的二氢的流量，该温度在次级热交换的所述作业流体所穿过的出口处进行测量。
[0024]因此，可以优化作业流体的冷却。
[0025]根据一具体实施例，该方法还包括根据第一热交换流体的温度来调节在旁通管中循环的二氢的流量，该温度在第一热交换的入口处进行测量。
[0026]本专利技术还涉及一种用于在飞行器中组合地冷却和加热的系统，该飞行器包括构造成使用二氢作为燃料的发动机，该二氢以液体形式存储在储罐中，并以气体形式在发动机中使用，该发动机是涡轮螺旋桨发动机。借助称为主管的管将二氢从储罐输送至发动机，该系统包括：
[0027]－称为旁通管的管，其安装成旁通主管的预先限定区段；
[0028]－第一闭合回路，其用于包含第一传热流体；
[0029]－第一循环器，其用于在第一闭合回路中循环第一传热流体；
[0030]－第一热交换器，其安装成允许在第一传热流体与在旁通管中循环的二氢之间的第一热交换；以及
[0031]－第二热交换器，其安装成允许至少一个称为次级热交换的第二热交换，在第一传热流体与在飞行器中使用的需要冷却的流体(称为作业流体)之间执行每个次级热交换。
[0032]具体地，第一循环器对应于泵。
[0033]根据一具体实施例，该系统还包括：
[0034]－第二闭合回路，其用于包含第二传热流体；
[0035]－第二循环器，其用于在第二闭合回路中循环第二传热流体；
[0036]－第三热交换器，其安装成允许第二传热流体与在主管的一部分中循环的二氢之间的第三热交换；
[0037]－第四热交换器，其安装成允许第二传热流体与来自发动机涡轮的排气气体之间的第四热交换。
[0038]具体地，第二循环器对应于泵。
[0039]本专利技术还涉及包括至少一个这种系统的飞行器。
附图说明
[0040]通过阅读下面参考附图给出的对至少一个示例性实施例的描述，本专利技术的上述特征以及其他特征将变得更明了，附图中：
[0041]图1示意性地示出了根据第一示例性实施例的用于组合地加热和冷却的系统，该系统旨在实施飞行器中的热交换；
[0042]图2示意性地示出了根据第二示例性实施例的用于组合地加热和冷却的系统；
[0043]图3示意性地示出了根据第三示例性实施例的用于组合地加热和冷却的系统；
[0044]图4示意性地示出了用于组合地加热和冷却的系统的流量控制器的内部控制单元的硬件架构的示例；以及
[0045]图5示出了配备有用于组合地加热和冷却的系统的飞行器。
具体实施方式
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于在飞行器(1)中组合地冷却和加热的方法，其特征在于，所述飞行器包括构造成将二氢(1001)用作燃料的发动机(14)，所述二氢(1001)以液体形式存储在储罐(13)中并且以气体形式在所述发动机(14)中使用，所述发动机(14)是涡轮螺旋桨发动机，借助称为主管(11)的管将所述二氢(1001)从所述储罐(13)输送到所述发动机(14)，所述方法包括以下步骤：－将所述二氢(1001)的流的一部分分流在与所述主管(11)的预先限定区段(111)平行的称为旁通管(12)的管中；－在第一闭合回路(17)中循环第一传热流体；－在所述第一传热流体与在所述旁通管(12)中循环的所述二氢(1001)之间执行第一热交换；以及－执行至少一个称为次级热交换的第二热交换，在所述第一传热流体与称为作业流体的在所述飞行器中使用并需要被冷却的流体之间执行每个次级热交换。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：－在第二闭合回路(18)中循环第二传热流体；－在所述第二传热流体与在所述主管(11)的一部分中循环的所述二氢(1001)之间执行第三热交换；以及－在所述第二传热流体与来自所述发动机(14)的涡轮(143)的排气气体之间执行第四热交换。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述主管(11)的所述预先限定区段(111)的下游执行所述第三热交换。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述主管(11)的所述预先限定区段(111)的上游执行所述第三热交换。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一传热流体的操作温度范围比第二传热流体的操作温度范围窄。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述作业流体是油或来自所述发动机并意于在所述飞行器的空调系统中使用的压缩空气。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括在所述第一传热流体与第一作业流体之间的第一次级热交换以及在所述第一传热流体与第二作业流体之间的第二次级热交换，所述第一作业流体是油，所述第二作业流体是来自发动机并意于在所述飞行器的空调系统中使用的压缩空气。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：根据所述作业流体的温度来调节在所述旁通管(12)中循环的二氢(1001)的流量，所述温度在所述作业流体所穿过...

【专利技术属性】
技术研发人员：N，
申请(专利权)人：空中客车运营简化股份公司，
类型：发明
国别省市：