飞机用动力涡轮蒸发循环制冷系统的制作方法

本实用新型涉及空调领域，具体涉及飞机用力涡轮蒸发循环制冷系统。

背景技术：

飞机上的驾驶舱、吊舱及驾驶舱均需要空调制冷，以保障电子设备的安全及驾乘人员的舒适性。一般飞机上电能比较紧张不适合带动大功率的制冷压缩机，现有技术中通常利用冲压空气配合动力涡轮驱动压缩机以降低电能的损耗。如公开号为cn204301343u的专利“一种飞机吊舱蒸发循环制冷系统”，公开了一种制冷技术方案，利用冲压空气驱动动力涡轮，动力涡轮以皮带轮驱动压缩机，动力涡轮出来的空气并同时对冷凝器冷凝。该技术方案存在以下不足：（1）冲压空气的流量无法控制，压缩机载荷恒定，制冷系统不能够根据需要调节制冷量；（2）冲压空气经过涡轮动力机组后温度会升高，对冷凝器的冷却效果不好；（3）动力涡轮与压缩机之间通过皮带轮驱动，传动精度及效率低，且皮带传动会限制了压缩机的安装位置。

技术实现要素：

为解决现有技术中的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种能够根据输出端温度自动调节制冷量、制冷效果好的飞机用力涡轮蒸发循环制冷系统。

为达到以上目的，本实用新型采取的技术方案为：飞机用动力涡轮蒸发循环制冷系统，包括控制系统以及由制冷压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器组成的制冷回路，所述冷凝器由冷凝器风机自飞机外侧抽取空气与冷凝器换热，蒸发器由蒸发风机带动空气换热，其特征在于，所述控制系统包括控制器、温度探测器、引气调节风活门以及动力涡轮，发动机产生的引气经过引气调节风活门送入动力涡轮，驱动涡轮转动，所述动力涡轮的转轴通过一级以上的齿轮副与制冷压缩机的转轴传动，所述温度探测器向控制器反馈制冷系统的输出温度，所述控制器与引气调节风活门的、冷凝器风机和蒸发风机电连接。

进一步地，所述制冷压缩机与动力涡轮通过减速机连接传动。

采取以上技术方案后，本实用新型的有益效果为：该技术方案有效解决了飞机上制冷压缩机的能源问题，通过减速器将动力涡轮的轴功率传递给制冷压缩机，再通过制冷压缩机带动蒸发循环制冷系统为座舱制冷。温度设定后系统通过引气调节活门自动调节，控制简单方便。

附图说明

图1为制冷系统的原理图。

图中：引气调节活门1，动力涡轮2，减速器3，制冷压缩机4，冷凝器5，冷凝风机6，膨胀阀7，蒸发器8，蒸发风机9，温度探测器10，控制器11。

具体实施方式

如图所示，发动机的引气由管道进入动力涡轮2的输入端，管道上串接有引气调节活门1，引气调节活门1的开启程度能够有效调节动力涡轮的转速。动力涡轮2的输出轴通过减速器3与制冷系统的压缩机的主轴连接传动。制冷系统包括由制冷压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器组成的制冷回路，冷凝器上安装有冷凝风机6，蒸发器上安装有蒸发风机9。整个系统由温度探测器10和控制器11配合控制，温度探测器安装于座舱内，控制器11连接控制引气调节活门1，控制器11、冷凝风机6以及蒸发风机9。

本实用新型利用发动机高温高压引气的能量带动动力涡轮2，动力涡轮2的启停、开度由引气调节活门1控制，动力涡轮2采用径轴流式半密封高效叶轮，设计最高转速40000转/分。动力涡轮2膨胀功转化为轴功率带动制冷压缩机4。制冷压缩机的转速设定为7000转/分，因此需要将动力涡轮的输出转速减速，该功能由减速器3完成。

系统开启后，制冷剂通道内气态制冷剂在制冷压缩机4的作用下，从制冷压缩机4回气口被吸入，在制冷压缩机4内等熵压缩，温度和压力大幅提高，然后从制冷压缩机4排气口经管路排入冷凝器5芯体。冷凝器5芯体内的制冷剂温度高于机组外环境温度，于是在冷凝器5芯体换热面上发生等压相变换热，制冷剂温度降低并完全冷凝成液态。冷凝器5芯体的冷边流体为机外环境空气，它在冷凝风机的6抽吸作用下从进风口进入，换热升温后从排风口排出。制冷剂在冷凝器5芯体内冷凝后经过滤和干燥处理后流出冷凝器组件，通过管路进入膨胀阀7，在膨胀阀7内等焓膨胀，温度和压力大幅降低后进入蒸发器8，蒸发器8内的制冷剂温度低于舱内环境温度，于是在蒸发器8换热面上发生等压相变换热，制冷剂温度升高并完全蒸发为气态。蒸发器8的热边流体为舱内再循环空气，它在蒸发风机9的抽吸作用下从回风口进入，换热降温后从供风口排出，用于座舱环境控制。气态制冷剂从蒸发器9流出后重新被制冷压缩机4吸入，完成整个蒸发循环。

打开引气调节活门1系统开始工作，座舱温度可人为设定并由温度探测器10探测。当探测温度11高于设定温度时，控制器11向引气调节活门1发出开大信号，动力涡轮2转速增加，相应制冷压缩机4转速增加，制冷量增大；当探测温度低于设定温度时，控制器11向引气调节活门1发出关小信号，动力涡轮2转速降低，相应制冷压缩机4转速降低，制冷量减小。当引气调节活门1关闭时，系统关闭。

技术特征：

1.一种飞机用动力涡轮蒸发循环制冷系统，包括控制系统以及由制冷压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器组成的制冷回路，所述冷凝器由冷凝器风机自飞机外侧抽取空气与冷凝器换热，蒸发器由蒸发风机带动空气换热，其特征在于，所述控制系统包括控制器、温度探测器、引气调节风活门以及动力涡轮，发动机产生的引气经过引气调节风活门送入动力涡轮，驱动涡轮转动，所述动力涡轮的转轴通过一级以上的齿轮副与制冷压缩机的转轴传动。

2.根据权利要求1所述的飞机用动力涡轮蒸发循环制冷系统，其特征在于，所述制冷压缩机与动力涡轮通过减速机连接传动。

3.根据权利要求1所述的飞机用动力涡轮蒸发循环制冷系统，其特征在于，所述控制系统包括温度探测器和控制器，温度探测器向控制器反馈制冷系统的输出温度，所述控制器与引气调节风活门的、冷凝器风机和蒸发风机电连接。

技术总结
本实用新型涉及飞机用动力涡轮蒸发循环制冷系统，控制系统以及由制冷压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器组成的制冷回路，冷凝器由冷凝器风机自飞机外侧抽取空气与冷凝器换热，蒸发器由蒸发风机带动空气换热，控制系统包括控制器、温度探测器、引气调节风活门以及动力涡轮，发动机产生的引气经过引气调节风活门送入动力涡轮，驱动涡轮转动，所述动力涡轮的转轴通过一级以上的齿轮副与制冷压缩机的转轴传动。该系统能够根据输出端温度自动调节制冷量、制冷效果好。

技术研发人员：匡承志
受保护的技术使用者：江苏宏基环电股份有限公司
技术研发日：2019.09.30
技术公布日：2020.05.26