专利名称：一种用于飞机地面通风的空气制冷装置的制作方法
技术领域：
本发明公开了一种空气制冷装置，适用于当飞机停机于地面，直接采取空气制冷方式通风，既能提供合适的供气流量和温度，还能提供较高的供气压力，且体积小、重量轻。该装置由带增压中冷的柴油发电机、二级涡轮增压器、高速电机压气机、高速电机驱动的制冷机和水-空换热器、除湿器、除水器、电加热调温箱、水箱-风扇组件以及电控系统和连接管路等组成。驱动该装置的能量由柴油发电机的输出电能和排放废能共同提供。该装置具有体积小、重量轻、柴油发电机废能利用充分等技术优势，适用于飞机地面通风。
背景技术：
目前，用于军用飞机地面通风的制冷装置一般采取两种制冷方式来满足使用要求，一是蒸发循环制冷；二是空气循环制冷，并以前者为主。现采用蒸发循环制冷的军用飞机地面通风装置在提供> 40KPa输入压力、1800 2600kg/h流量、10 50°C的干燥空气时，都必须采用大功率的鼓风机和大功率的空调系统，造成军用飞机地面通风装置的体积大、重量重，运输不便；另一方面，采用蒸发循环制冷的军用飞机地面通风装置在高海拔地区使用时还会出现供气压力不足等现象。现采用空气循环制冷的军用飞机地面通风装置虽能满足性能要求，但却需要采用更大功率的空气压缩机做气源，造成整个装置体积更大、重量更重，不易于移动。能否将军用飞机地面通风装置在满足使用要求的前提下小型化将具有重要的军事意义和商业价值。本发明是将内燃机废气能量利用技术与高速电机驱动的空气循环制冷技术综合应用于军用飞机地面通风装置上，使得该装置在满足使用要求的前提下，体积小、重量轻、移动方便。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种将带增压中冷的柴油发电机与高速电机驱动的空气循环制冷系统融合设计的装置应用于军用飞机地面通风，使装置整体小型化且能量利用最充分。为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案是装置主要由带增压中冷的柴油发电机、二级涡轮增压器、高速电机压气机、高速电机驱动的制冷机和水-空换热器、除湿器、除水器、电加热调温箱、水箱-风扇组件以及电控系统和连接管路等组成，设计成左右两个即独立又可同时输出冷却气体的相同制冷单元并联组合方式。环境空气通过二级涡轮增压器-高速电机压气机-高速电机驱动的制冷机三级压气和中冷、除湿后进入高速电机驱动的制冷机中膨胀降温而输出冷气，电加热调温箱控制最终供气温度；驱动该装置的能量由柴油发电机的输出电能和排放废能共同提供。
图1是本发明的飞机地面通风装置的空气循环制冷原理2是本发明的飞机地面通风装置的总体布置图
具体实施例方式如图1、2所示，一种用于飞机地面通风的空气制冷装置，包括带增压中冷的柴油发电机1、二级涡轮增压器4a和4b、高速电机压气机6、高速电机驱动的制冷机IOa和10b、一级水-空换热器7a和7b、二级水-空换热器8a和8b、除湿器9a和％、除水器Ila和lib、电加热调温箱12a和12b以及水箱-风扇组件14a和14b及15、空滤器5a和5b、消声器13、电控系统16、润滑系统17、水箱18、水泵19等组成，空气循环制冷系统设计为左右两个完全相同的制冷单元并联组合方式，可以单个或两个制冷单元同时向飞机提供在地面所需的冷却气体。其中，左制冷单元的热力流程及系统设计成带增压中冷的柴油发电机I中发动机2所配涡轮增压器3的涡轮机出口分为两个支路，其中一个支路与二级涡轮增压器4a的涡轮机入口串接，消声器13的入口设有两个支路，其中一个支路与二级涡轮增压器4a的涡轮机出口串接，发动机废气先后通过两级涡轮增压器和消声器后排向大气环境；二级涡轮增压器4a的压气机入口与空滤器5a连接，环境空气经空滤器5a过滤后进入二级涡轮增压器4a的压气机中进行第一次升压，继而又进入高速电机压气机6左端的压气机中进行第二次升压，然后流入一级水-空换热器7a空气侧中冷却；冷却后的气体再进入高速电机驱动的制冷机IOa的压气机中进行第三次升压，升压后的气体继而流入二级水-空换热器8a空气侧和除湿器9a冷却除湿，而后进入高速电机驱动的制冷机IOa的涡轮机中膨胀降温；排出的低温气体经除水器Ila除水，又经电加热调温箱12a调温后送入送风管道供飞机地面通风使用。除湿器9a —般在极端环境条件下工作，属选装部件。为使制冷装置中三台高速电机与两个二级涡轮增压器正常工作还设计有润滑系统17。为使制冷装置有效运行还设计散热子系统为左单元中一级水-空换热器7a和二级水-空换热器8a的水侧与水箱-风扇组件14a的水侧串接，右单元中一级水-空换热器7b和二级水-空换热器8b的水侧与水箱-风扇组件14b的水侧串接；两级水-空换热器空气侧交换到水侧的热量，由循环水带走，并最终通过水箱-风扇组件14a和14b的空气侧风扇排热给环境。润滑系统17内部的水-机油换热器的水侧和三台高速电机定子上的水套接口并接后与水箱-风扇组件15的水侧串接，润滑系统17和三台高速电机的工作产热交换到水侧的热量，由循环水带走，并最终通过水箱-风扇组件15的空气侧风扇排向环境。三个水箱-风扇组件14a和14b及15各配置一台水泵19提供冷却水循环动力。水箱18为三个水箱-风扇组件14a和14b及15提供形成水雾所需的喷淋水。高速电机采用变频调速，驱动整个装置的能量由带增压中冷的柴油发电机I输出的电能和排放的废能共同提供。图2中所表示的是装置中主要部件的位置关系，具体为在带增压中冷的柴油发电机I方舱内部安置两个二级涡轮增压器4a和4b以及空滤器5a和5b ;方舱外部两侧分别安置三个水箱-风扇组件14a和14b及15，和电控系统16，可随检修门的开闭而随动；其余主要部件安置在消声罩20的上部,对称分布。
权利要求
1.一种用于飞机地面通风的空气制冷装置，包括带增压中冷的柴油发电机(I)、二级涡轮增压器(4a、4b)、高速电机压气机￠)、高速电机驱动的制冷机(10a、10b)、一级水-空换热器(7a、7b)、二级水-空换热器(8a、8b)、除湿器(9a、9b)、除水器(11a、Ilb)、电加热调温箱(12a、12b)以及水箱-风扇组件(14a、14b、15)、空滤器(5a、5b)、消声器(13)、电控系统(16)、润滑系统(17)、水箱(18)、水泵(19)等组成，空气循环制冷系统设计为左右两个完全相同的制冷单元并联组合方式，可以单个或两个制冷单元同时向飞机提供在地面所需的冷却气体，其中，左制冷单元的热力流程及系统设计的特征在于 带增压中冷的柴油发电机(I)中发动机(2)所配涡轮增压器(3)的涡轮机出口分为两个支路，其中一个支路与二级涡轮增压器(4a)的涡轮机入口串接，消声器(13)的入口设有两个支路，其中一个支路与二级涡轮增压器(4a)的涡轮机出口串接，发动机废气先后通过两级涡轮增压器和消声器后排向大气环境； 二级涡轮增压器(4a)的压气机入口与空滤器(5a)连接，环境空气经空滤器(5a)过滤后进入二级涡轮增压器(4a)的压气机中进行第一次升压，继而又进入高速电机压气机(6)左端的压气机中进行第二次升压，然后流入一级水-空换热器(7a)空气侧中冷却；冷却后的气体再进入高速电机驱动的制冷机(IOa)的压气机中进行第三次升压，升压后的气体继而流入二级水-空换热器(8a)空气侧和除湿器(9a)冷却除湿，而后进入高速电机驱动的制冷机(IOa)的涡轮机中膨胀降温；排出的低温气体经除水器(Ila)除水，又经电加热调温箱(12a)调温后送入送风管道供飞机地面通风使用。
2.根据权利要求1所述的一种用于飞机地面通风的空气制冷装置，其特征在于 左单元中一级水-空换热器(7a)和二级水-空换热器(8a)的水侧与水箱一风扇组件(14a)的水侧串接；右单元中一级水-空换热器(7b)和二级水-空换热器(8b)的水侧与水箱-风扇组件(14b)的水侧串接；两级水-空换热器空气侧交换到水侧的热量，由循环水带走，并最终通过水箱-风扇组件(14a、14b)的空气侧风扇排热给环境；润滑系统(17)内部的水-机油换热器的水侧和三台高速电机定子上的水套接口并接后与水箱-风扇组件(15)的水侧串接，润滑系统(17)和三台高速电机的工作产热交换到水侧的热量，由循环水带走，并最终通过水箱-风扇组件(15)的空气侧风扇排向环境； 三个水箱-风扇组件(14a、14b、15)各配置一台水泵(19)提供冷却水循环动力，水箱(18)为三个水箱-风扇组件(14a、14b、15)提供形成水雾所需的喷淋水； 高速电机采用变频调速，驱动整个装置的能量由带增压中冷的柴油发电机(I)输出的电能和排放的废能共同提供。
3.根据权利要求1所述的一种用于飞机地面通风的空气制冷装置，其特征在于 在带增压中冷的柴油发电机(I)方舱内部安置两个二级涡轮增压器(4a、4b)以及空滤器(5a、5b);方舱外部两侧分别安置三个水箱-风扇组件(14a、14b、15)和电控系统(16),可随检修门的开闭而随动；其余主要部件安置在消声罩(20)的上部，对称分布。
全文摘要
本发明涉及一种用于飞机地面通风的空气制冷装置，装置主要由带增压中冷的柴油发电机、二级涡轮增压器、高速电机压气机、高速电机驱动的制冷机和水-空中冷器、除湿器、除水器、电加热调温箱以及水箱-风扇组件、空滤器、消声器、电控系统、润滑系统、水箱、水泵等组成。其主要特征在于环境空气通过二级涡轮增压器/高速电机压气机/高速电机驱动的制冷机三级压气和中冷、除湿后进入高速电机驱动的制冷机中膨胀降温而输出冷气，电加热调温箱控制最终供气温度；驱动该装置的能量由柴油发电机的输出电能和排放废能共同提供。该装置具有体积小、重量轻、柴油发电机废能利用充分等技术优势，适用于飞机地面通风。
文档编号B64F1/36GK103057727SQ20111031574
公开日2013年4月24日 申请日期2011年10月18日 优先权日2011年10月18日
发明者何君 申请人:何君