[發明專利]對載于飛機上的熱交換器進行冷卻的系統

有效

• 申請號: 200980144280.0
• 申請日: 2009-10-26
• 公開（公告）號: CN102202971A
• 公開（公告）日: 2011-09-28
• 發明（設計）人: 于爾根·克爾恩霍費爾
• 申請（專利權）人: 空中客車作業有限公司
• 主分類號: B64D13/08
• 分類號: B64D13/08;B64D13/06
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 于未茗;宋志強

技術領域

本發明涉及對載于飛機上的熱交換器進行冷卻的系統。

背景技術

在現代商用飛機中，熱交換器安裝在各種系統中，例如飛機空調系統、除冰系統或對載于飛機上的熱負荷設備進行冷卻的冷卻系統。根據需要，熱交換器可采取氣體-氣體熱交換器、氣體-液體熱交換器或液體-液體熱交換器的形式。對從引擎壓縮機或輔助引擎壓縮機排出的熱的放氣進行冷卻以將其進一步用在飛機空氣調節系統或飛機的除冰系統的熱交換器當前是由從引擎排出的引擎冷卻空氣(所謂的“風扇空氣”)來冷卻的?？商娲兀瑹岬囊娣艢馑鬟^的熱交換器也可以通過流過冷卻空氣管道的周圍空氣來冷卻。為了將周圍空氣傳送通過冷卻空氣管道，可以將熱的引擎放氣經由注射噴嘴引導到冷卻空氣管道中。將引擎放氣噴射到冷卻空氣管道中所產生的噴射泵效應確保足夠的周圍空氣被吸進冷卻空氣管道并通過待冷卻的熱交換器。

特別是在配備有推進器引擎的飛機中，存在無引擎冷卻空氣可從引擎排出的問題。因而，對熱的引擎放氣所流過的熱交換器進行冷卻不可避免地需要使用冷卻管道，熱的引擎放氣通過注射噴嘴注入該冷卻管道中以使周圍空氣傳送通過冷卻空氣管道并通過待冷卻的熱交換器。然而，將高度壓縮的引擎放氣注入冷卻管道可能會由于引擎放氣在冷卻管道中的膨脹而導致發出相當大的噪聲。此外，從熱的引擎放氣所流過的熱交換器中排出大量的熱量需要高速冷卻氣團流，該高速冷卻氣團流僅可以通過將相應高速注射氣團流注入冷卻管道來傳送通過冷卻管道。最后，周圍空氣通過將引擎放氣注入冷卻管道而傳送通過冷卻管道的冷卻系統具有無法直接利用而只能間接利用引擎放氣進行冷卻的缺點。這導致系統的能效損失。

發明內容

本發明的目的在于提出一種對載于飛機上的熱交換器進行冷卻的系統，可以在不使用引擎冷卻空氣的情況下以高能效的方式操作。

為實現此目的，根據本發明的對載于飛機上的熱交換器進行冷卻的系統包括過程空氣管路，該過程空氣管路的第一端連接到飛機的引擎，以將引擎放氣，即升壓和升溫的空氣，供給過程空氣管路。過程空氣管路的第二端連接到渦輪機的輸入側以將流過過程空氣管路的引擎放氣供給渦輪機。升壓的引擎放氣在渦輪機中膨脹并同時被冷卻。冷卻空氣管路的第一端因此連接到渦輪機的輸出側，以向冷卻空氣管路供應通過引擎放氣在渦輪機中膨脹而產生的冷卻空氣。冷卻空氣管路進一步適于將流過冷卻空氣管路的冷卻空氣供給待冷卻的熱交換器。冷卻空氣管路可以以任何期望的方式熱耦合到熱交換器。重點僅在于保證冷卻能量從流過冷卻空氣管路的冷卻空氣適當地轉移到待冷卻的熱交換器。例如，冷卻空氣管路可以以合適的方式延伸穿過整個熱交換器中。待冷卻的熱交換器可以是單個熱交換器或多個熱交換器。

根據本發明的冷卻系統能夠在不使用引擎冷卻空氣的情況下在飛機滑行和巡航期間對在飛機上提供的熱交換器進行適當地冷卻。因此，在配備有推進器引擎且不可能使用引擎冷卻空氣的飛機中也可以自由地使用該冷卻系統。此外，該冷卻系統運行時具有相對低的噪聲，因而可以避免使用隔音材料，而這種隔音材料在現有技術的冷卻系統(其中周圍空氣通過向冷卻管道注入引擎放氣而傳送通過冷卻管道中)是必需的。這樣能夠節省成本并減輕重量。根據本發明的冷卻系統的另一優點在于其構造簡單。因此，如果需要的話，該冷卻系統可以以相對簡單的方式集成到主冷卻系統中。最后，根據本發明的冷卻系統只占用相對較小的安裝空間。

根據本發明的冷卻系統的過程空氣管路可以直接連接到飛機的引擎。然而，可替代地，過程空氣管路也可以通過另一管路或另外的多條管路或其他部件連接到飛機的引擎。例如，過程空氣管路可以從引擎放氣管路分出來，該引擎放氣管路的第一端連接到飛機的引擎，以將引擎放氣供給引擎放氣管路。引擎放氣管路可以將引擎放氣供給載于飛機上的其他系統(例如飛機空氣調節系統或飛機的除冰系統)。如果在例如先前提到的飛機系統中需要進一步利用引擎放氣，則引擎放氣管路可以將流過引擎放氣管路的引擎放氣供給合適的冷卻設備。例如，引擎放氣管路可以適于使流過引擎放氣管路的引擎放氣傳送通過借助于根據本發明的冷卻系統被冷卻的熱交換器。

過程空氣管路可以相對于引擎放氣流過引擎放氣管路的方向在待冷卻的熱交換器的上游從引擎放氣管路分出來。假如采用這種裝置，引擎放氣可以被供應給過程空氣管路，并隨后無壓力且無溫度損耗地供應給渦輪機。然而，如果期望或必需的，則可替代地，過程空氣管路可以相對于引擎放氣流過引擎放氣管路的方向在熱交換器的下游從引擎放氣管路分出來。