[發(fā)明專利]一種適應(yīng)流量寬幅調(diào)節(jié)的勻氣型分散式空氣電加熱系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810310691.3
• 申請日: 2018-04-09
• 公開（公告）號: CN108760322B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 崔燚;孫江平;劉鑫鑫;李德慶;居世超;張新太
• 申請（專利權(quán)）人: 中國商用飛機(jī)有限責(zé)任公司;中國商用飛機(jī)有限責(zé)任公司上海飛機(jī)設(shè)計研究院
• 主分類號: G01M15/02
• 分類號: G01M15/02;F24H3/04
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 蘇娟;王春俏

本發(fā)明涉及一種能夠適應(yīng)流量寬幅調(diào)節(jié)的勻氣型分散式空氣電加熱系統(tǒng)，包括氣源(1)和與氣源(1)連接的分散式布置的多個加熱模組，其中，加熱模組分別包括通過進(jìn)氣總管與氣源(1)連接的第一調(diào)節(jié)閥(2)、與第一調(diào)節(jié)閥(2)連接的第一勻氣罐(3)、與第一勻氣罐(3)連接的并聯(lián)的四個電加熱器(7)、以及用于將電加熱器加熱后的空氣混合整流的第二勻氣罐(9)，其中第一勻氣罐(3)能夠?qū)碜詺庠?1)的空氣均勻地分配到四個電加熱器(7)中。根據(jù)本發(fā)明，實現(xiàn)了對于所產(chǎn)生的高溫空氣流量的從系統(tǒng)級到設(shè)備級的寬幅調(diào)節(jié)，避免了引氣流量較小時電加熱器自身的“干燒”風(fēng)險，同時消除了流量分配不均勻而導(dǎo)致的空氣溫度不一致現(xiàn)象。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種能夠適應(yīng)流量寬幅調(diào)節(jié)的勻氣型分散式空氣電加熱系統(tǒng)，其能夠均勻氣流。特別地，根據(jù)本發(fā)明的空氣電加熱系統(tǒng)適于在地面試驗室中模擬來自航空發(fā)動機(jī)的高溫引氣、環(huán)控系統(tǒng)空調(diào)的入口高溫氣體及用作環(huán)控系統(tǒng)設(shè)備級性能試驗用高溫氣源。

背景技術(shù)

飛機(jī)環(huán)控系統(tǒng)，即飛機(jī)環(huán)境控制系統(tǒng)作為重要的機(jī)載系統(tǒng)之一，承擔(dān)著為機(jī)上人員提供舒適空氣環(huán)境的任務(wù)。環(huán)控系統(tǒng)通過控制機(jī)艙內(nèi)空氣的溫度、濕度、流速、壓力等參數(shù)，向機(jī)組人員和乘客提供足夠舒適的生存和工作環(huán)境。航空飛行器在完成整個飛行任務(wù)時，環(huán)控系統(tǒng)需從發(fā)動機(jī)引氣供空調(diào)、防冰等用氣單元正常工作。而發(fā)動機(jī)的處于高中壓的引氣的溫度通常約在100-600℃范圍內(nèi)并且隨發(fā)動機(jī)的推力變化而變化，同時發(fā)動機(jī)推力的變化還造成引氣口壓力的變化，伴隨著引氣流量也跟著不斷改變，因此在地面試驗室進(jìn)行環(huán)控系統(tǒng)研發(fā)與驗證試驗時，提供一套類似航空發(fā)動機(jī)能產(chǎn)生高溫高壓氣源，而且溫度、壓力和流量可調(diào)的試驗設(shè)備是必不可少的。

目前，在地面試驗室中模擬航空發(fā)動機(jī)引氣通用的做法是：由空壓機(jī)及其附屬干燥凈化裝置產(chǎn)生具有一定潔凈度、露點溫度的高壓氣源，然后通過加熱系統(tǒng)、調(diào)壓系統(tǒng)及加濕系統(tǒng)等實現(xiàn)溫度、壓力、流量及濕度的調(diào)節(jié)。通常作為主機(jī)的地面試驗設(shè)備不僅要完成系統(tǒng)級性能試驗，還需要兼顧設(shè)備級性能驗證及數(shù)據(jù)收集試驗等，由于系統(tǒng)級(例如最大為20,000kg/h的空氣流量)和設(shè)備級(例如，最小為800kg/h的空氣流量)試驗的同時存在要求試驗臺的流量調(diào)節(jié)范圍較寬。

當(dāng)前，通常使用單臺加熱器對流經(jīng)其的空氣進(jìn)行加熱以達(dá)到期望的溫度，然而，模擬單臺加熱器對流經(jīng)其的流量的范圍存在限制，對流量的敏感性較高，若模擬試驗所需的引氣流量較大，單臺加熱器并不能滿足試驗所需。若同時使用多臺單獨加熱器來滿足較大的引氣流量，則在試驗所需模擬的引氣流量較小時，單臺加熱器容易由于流經(jīng)的空氣較少而過熱“干燒”，從而帶來設(shè)備性能降低，嚴(yán)重地可能導(dǎo)致?lián)p壞。另一方面，多臺單獨加熱器簡單的連接可能造成每臺加熱器流量分配不均勻現(xiàn)象，導(dǎo)致所產(chǎn)生的引氣溫度不一致。

發(fā)明內(nèi)容

基于當(dāng)前現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提出一種能夠適應(yīng)流量寬幅調(diào)節(jié)的勻氣型分散式空氣電加熱系統(tǒng)，其利用電加熱器并聯(lián)成組，組與組再次并聯(lián)，且使用過程中根據(jù)流量來靈活組合工作的電加熱器的數(shù)量，由此實現(xiàn)了對于所產(chǎn)生的高溫空氣流量的從系統(tǒng)級到設(shè)備級的寬幅調(diào)節(jié)，并且避免了引氣流量較小時電加熱器自身的“干燒”風(fēng)險，同時消除了使用多臺電加熱器時造成的流量分配不均勻而導(dǎo)致的空氣溫度不一致現(xiàn)象。

為了實現(xiàn)以上目的，根據(jù)本發(fā)明的勻氣型分散式空氣電加熱系統(tǒng)包括氣源和與所述氣源連接的分散式布置的多個加熱模組，其中，加熱模組分別包括通過進(jìn)氣總管與氣源連接的第一調(diào)節(jié)閥、與第一調(diào)節(jié)閥連接的第一勻氣罐、與第一勻氣罐連接的并聯(lián)的四個電加熱器、以及用于將電加熱器加熱后的空氣混合整流的第二勻氣罐，其中第一勻氣罐能夠?qū)碜詺庠吹目諝饩鶆虻胤峙涞剿膫€電加熱器中。

根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，為每個電加熱器設(shè)有管道流量計、流量開關(guān)、第二調(diào)節(jié)閥和出氣口溫度傳感器。優(yōu)選地，還設(shè)有與第一調(diào)節(jié)閥、管道流量計、流量開關(guān)、第二調(diào)節(jié)閥和出氣口溫度傳感器連接的控制器，該控制器能夠在通過管道流量計測量的流經(jīng)電加熱器的空氣的流量低于限值時使電加熱器停止加熱，以及根據(jù)出氣口溫度傳感器的信號控制第一調(diào)節(jié)閥和/或第二調(diào)節(jié)閥以調(diào)節(jié)進(jìn)入電加熱器的空氣的流量。