[發明專利]水下航器生命支持系統

有效

• 申請號: 201910073669.6
• 申請日: 2019-01-25
• 公開（公告）號: CN109760809B
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發明（設計）人: 曹文勝;何宏舟
• 申請（專利權）人: 集美大學
• 主分類號: B63G8/36
• 分類號: B63G8/36
• 代理公司: 廈門市新華專利商標代理有限公司 35203
• 代理人: 朱凌

本發明公開了一種水下航器生命支持系統，包括液氧儲罐、氣液分離器、深冷器、預冷器、干燥器、分流器、節流閥、冷卻器、壓縮機；所述的液氧儲罐和氣液分離器分別通過深冷器與預冷器連接，深冷器的另一個出口通過管道與氣液分離器連接，艙室空氣進入分流器分流，分流器的一路出口與壓縮機、冷卻器、干燥器通過管道依次連接，干燥器通過管道與預冷器連接連接，分流器的另一路出口通過管道與預冷器連接，預冷器的出口通向艙室，向艙室提供冷氣和氧氣。本發明主要是熱交換器、壓縮機和節流閥，不需要常規的空調裝置和再生式乙醇胺設備，組成設備簡單，具有的結構簡單、可靠、無需復雜的設備技術或者控制技術、投資省，操控簡單等優點。

技術領域

本發明涉及一種水下航器，特別是涉及一種水下航器生命支持系統。

背景技術

水下航器生命支持系統主要包括：呼吸供氧、CO2清除、空調通風、大氣環境監測、人-機-環境工程。當前水下航器使用的常規空調裝置體積大、能耗高、噪聲大，為了節能，甚至在水下限制空調系統的運行時間。艇員呼吸需要不斷地消耗氧氣，排出二氧化碳。清除CO2主要采用再生式乙醇胺，該設備體積大、效率低，乙醇胺的泄漏會造成二次污染，且只能維持大氣CO2的濃度最低至0.5%。通過人-機界面，實現對艙室大氣環境的監測與控制。

發明內容

本發明的目的在于提供一種結構簡單、可靠的水下航器生命支持系統。

為實現上述目的，本發明的技術解決方案是：

本發明是一種水下航器生命支持系統，包括液氧儲罐、氣液分離器、深冷器、預冷器、干燥器、分流器、節流閥、冷卻器、壓縮機；

所述的液氧儲罐和氣液分離器分別通過管道與深冷器進口連接，深冷器的一個出口通過管道與預冷器連接，深冷器的另一個出口通過管道與氣液分離器連接，在深冷器與氣液分離器連接管道上安裝有節流閥，氣液分離器分離出液體二氧化碳；艙室空氣進入分流器分流，分流器的一路出口與壓縮機、冷卻器、干燥器通過管道依次連接，艙室空氣依次流經壓縮機加壓、冷卻器海水冷卻、干燥器分子篩冷卻干燥排水，干燥器通過管道與預冷器連接，分流器的另一路出口通過管道與預冷器連接，預冷器的出口通向艙室，向艙室提供冷氣和氧氣。

所述的干燥器上設有排水口，用于冷卻干燥水的排放。

本發明提出一種基于液氧冷能利用的水下航器生命支持系統：冷量利用的閉環艙室大氣二氧化碳液化系統，即提供艙室人員呼吸氧氣的同時，液化人體呼吸排出的二氧化碳并儲存起來，并提供空調制冷所需的冷氣，維持艙室舒適的溫濕度環境。

采用上述方案后，本發明具有以下優點：

1、本發明利用可儲備的液氧作為唯一能源，同時提供呼吸供氧、CO2清除和空調制冷。

2、與傳統的空調裝置和再生式乙醇胺設備相比，本發明主要是熱交換器、壓縮機和節流閥，不需要常規的空調裝置和再生式乙醇胺設備，組成設備簡單，具有的結構簡單、可靠、無需復雜的設備技術或者控制技術、投資省，操控簡單等優點。

3、本發明液氧冷量得到了充分利用，能源的綜合階梯利用系數高，這些體現在呼吸供氧和CO2清除上，液氧和脫碳空氣依次流經深冷器和預冷器，其換熱器出口的溫度依次升高。

4、本發明采用再生式乙醇胺只能維持大氣CO2的濃度最低至0.5%，而本生命支持系統能將大氣CO2的濃度降低至小于0.1%。

5、本發明系統運行不需要消耗額外的電能、熱能和機械能，這些能源依靠系統本身可以自給自足，運行成本僅為壓縮機提供混合空氣的流動功耗，運行成本低。

6、 本發明適合于水下航行器的呼吸供氧、CO2清除和空調制冷，無需中央空調系統和再生式乙醇胺脫除二氧化碳系統。

下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的說明。

附圖說明