[發明專利]航空發動機高空模擬試車臺能量吸收與轉換裝置

在審

• 申請號: 201811337015.1
• 申請日: 2018-11-12
• 公開（公告）號: CN109441638A
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 陳銘通;汪祥;陳璞;代小立
• 申請（專利權）人: 陳銘通
• 主分類號: F02C6/18
• 分類號: F02C6/18;F02C7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了航空發動機高空模擬試車臺能量吸收與轉換裝置，包括排氣塔、環形塔緣板、能量吸收塔、勢能轉化盤、聲能轉化盤、塔頂蓋、集熱管網、溫差發電片、冷凝室、汽輪機組；本發明的有益效果在于，首先，該裝置通過對排氣塔地基和排氣系統末端及其內部進行適當改造，或者只在高空臺排氣塔部分相關位置合理的嵌入本裝置，保證高空臺的主體結構和功能沒有變化；其次，該裝置對高空臺排放的能量進行吸收、轉化和再利用，統計可知裝置的總體效率為82％～98％，能量的吸收與轉化量為15.58～18.62萬千瓦，達到了節能減排的作用；最后，裝置的每個子系統均能實現國產化，顯著降低了改造成本，適合現有的高空臺改造和使用。

技術領域

本發明涉及航空發動機高空模擬試車臺技術領域，尤其涉及航空發動機高空模擬試車臺高效嵌入式和能量吸收與轉換裝置。

背景技術

目前，世界各國高空模擬試車臺造價昂貴，耗能巨大，以某發展中國家某型高空臺為例，主要包括供氣系統，試驗艙，排氣冷卻系統，抽氣系統和其他附屬裝置。供氣系統包括壓氣機，加溫器，干燥及降溫裝置，混合器，相應的輔助系統和調溫調壓閥門等，它向試驗艙內發動機提供合適的溫度壓力濕度和流量空氣，它由14臺離心式壓縮機組成，最大供氣量達350kg/s，最大供壓達4.5個大氣壓。它其中的加溫器能夠把流量近70kg/s 的空氣加熱至500℃，加溫器(沖天爐)運行一天所消耗的天然氣相當于一個中小城市(44萬戶家庭)一天的消耗量，降溫裝置能夠把流量50kg/s的空氣從常溫降到-70℃，其制冷量足夠一個百萬人口的城市在整個夏天每人都能享受空調，這是用專門的膨脹渦輪達到的，由美國引進。高空艙內裝有被試驗的發動機及附屬系統，試驗艙前艙保持發動機壓氣機截面上的氣流條件，而后艙則模擬飛行高度的大氣壓和溫度。系統包括排氣擴壓器，排氣冷卻器和抽氣機(或稱引射器)，及各種串并連接管道及閥門等，其中抽氣機最大抽氣容積流量達到27000立方米/分鐘，可以在3分鐘內抽光鳥巢內部空氣，使其被大氣壓壓垮。除此之外，它還有電，水和油系統，控制，數據采集系統等。高空臺的壓氣機，降溫設備，泵，閥門，抽水機等許多設備都需要電力驅動，試車時耗電量驚人，是名副其實的電老虎，該高空臺總裝機容量17萬千瓦，一天用電量相當于250萬人口的中型城市一天的生活用電量，為了緩解高空臺啟動時對居民和工業用電的影響，試驗一般安排在后半夜進行，并與當地電力部門協調好防止跳閘，為了冷卻大量的高溫設備和調節發動機進口空氣濕度，高空臺還需要大量的喝水，不僅要喝水，為了防止管道結垢堵塞和異物進入，還要喝經過軟化過濾處理的純凈水，高空臺日耗水量相當于一個450萬人口的大型城市日用水量，一般的管道輸水(自來水)是遠遠不夠的，為了滿足高空臺需要，還專門在臨近高空臺的一座小山上修建了一座近百畝的小型水庫，試驗時先用水泵將水抽入水庫，在通過直徑1米的輸水管道進入高空臺等設備中。因此，現有的高空模擬試車臺工作時產生大量廢氣、熱能、高速燃氣流和噪音等可再利用的能量白白排放到大氣中，不僅是一種巨大的資源浪費，而且長期的排放也會給當地氣候帶來一定的影響。

發明內容

1.現有技術存在的問題

本發明的目的在于，提出一種航空發動機高空模擬試車臺高效嵌入式能量吸收與轉換裝置，采用不影響高空模擬試車臺主體功能的高效嵌入式排放能量吸收與轉化裝置，將實驗設備產生并排放出的無用的熱能、燃氣流體勢能、輻射能和聲能吸收并轉化為電能，經過一定的處理再次輸入高空臺供其工作或者并入廠所內部電網或者國家電網，減少電能的消耗，從而提高電能的利用率。

2.技術方案