CN106882390B - 飞机引气预冷回热*** - Google Patents

飞机引气预冷回热*** Download PDF

Info

Publication number
CN106882390B
CN106882390B CN201510937679.1A CN201510937679A CN106882390B CN 106882390 B CN106882390 B CN 106882390B CN 201510937679 A CN201510937679 A CN 201510937679A CN 106882390 B CN106882390 B CN 106882390B
Authority
CN
China
Prior art keywords
air
aircraft
bleed air
pipe
fuel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510937679.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106882390A (zh
Inventor
陈潇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AECC Commercial Aircraft Engine Co Ltd
Original Assignee
AECC Commercial Aircraft Engine Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by AECC Commercial Aircraft Engine Co Ltd filed Critical AECC Commercial Aircraft Engine Co Ltd
Priority to CN201510937679.1A priority Critical patent/CN106882390B/zh
Publication of CN106882390A publication Critical patent/CN106882390A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106882390B publication Critical patent/CN106882390B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D13/00—Arrangements or adaptations of air-treatment apparatus for aircraft crew or passengers, or freight space, or structural parts of the aircraft
    • B64D13/06—Arrangements or adaptations of air-treatment apparatus for aircraft crew or passengers, or freight space, or structural parts of the aircraft the air being conditioned
    • B64D13/08—Arrangements or adaptations of air-treatment apparatus for aircraft crew or passengers, or freight space, or structural parts of the aircraft the air being conditioned the air being heated or cooled
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D15/00—De-icing or preventing icing on exterior surfaces of aircraft
    • B64D15/02—De-icing or preventing icing on exterior surfaces of aircraft by ducted hot gas or liquid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G5/00—Profiting from waste heat of combustion engines, not otherwise provided for
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/50—On board measures aiming to increase energy efficiency

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Professional, Industrial, Or Sporting Protective Garments (AREA)
  • Central Heating Systems (AREA)

Abstract

本发明涉及一种飞机引气预冷回热***，包括第一引气管、第二引气管、第一引气阀、第二引气阀、热量回收装置、导管、以及空气管，该第一引气管一端连接飞机发动机的压气机中间级，该第一引气阀设在该第一引气管上，该第二引气管一端连接飞机发动机的压气机末级，该第二引气阀设在该第二引气管上；该导管一端连接该第一引气管的另一端和该第二引气管另一端，该导管另一端连接该热量回收装置的第一输入端，该热量回收装置的第一输出端连接该空气管一端，该空气管另一端连接飞机空调***，该热量回收装置从飞机引气回收热量用于飞机的运行。本发明能够有效地二次利用飞机引气气流热量，避免降低发动机风扇外涵道效率和压气机效率。

Description

飞机引气预冷回热***
技术领域
本发明涉及航空发动机领域，尤其是涉及一种飞机引气预冷回热***。
背景技术
飞机引气是从航空发动机压气机的适当位置抽取空气至飞机机舱的过程。飞机引气一般是通过在航空发动机高压压气机的前几级或后几级引气，再通过压力调节阀、过压阀进入预冷器，将空气温度调整到所需的飞机空调进口温度值。另一方面，引入发动机风扇外涵道的气流进入预冷器来冷却引气。但是这种冷却方式一方面浪费了来自高压压气机气流的热量，另一方面单独引外涵道的气流作为冷气也导致发动机外涵效率降低，影响发动机总体效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种飞机引气预冷回热***，可以利用飞机引气气流散失的热量，并避免降低发动机外涵道效率或者压气机效率。
本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提出一种飞机引气预冷回热***，包括第一引气管、第二引气管、第一引气阀、第二引气阀、热量回收装置、导管、以及空气管，该第一引气管一端连接飞机发动机的压气机中间级，该第一引气阀设在该第一引气管上，该第二引气管一端连接飞机发动机的压气机末级，该第二引气阀设在该第二引气管上，该导管一端连接该第一引气管的另一端和该第二引气管另一端，该导管另一端连接该热量回收装置的第一输入端，该热量回收装置的第一输出端连接该空气管一端，该空气管另一端连接飞机空调***，该热量回收装置从飞机引气回收热量用于飞机的运行。
在本发明的一实施例中，上述的飞机引气预冷回热***还包括压力调节阀，设在该导管上。
在本发明的一实施例中，上述的飞机引气预冷回热***，还包括过压阀，设在该导管上。
在本发明的一实施例中，该热量回收装置为空气燃油散热器，该空气燃油散热器还具有第二输入端和第二输出端，该第二输入端输入燃油，该第二输出端输出燃油至燃油总管。
在本发明的一实施例中，该空气燃油散热器内部为容许气体通过的通道，在该通道中设有分散的多根燃油支管。
在本发明的一实施例中，该热量回收装置为换热器，该换热器的蒸发端具有该第一输入端和该第一输出端。
在本发明的一实施例中，该换热器的冷凝端设在飞机发动机需要除冰的部位。
在本发明的一实施例中，该蒸发端上设有隔热结构或者隔热涂层。
本发明上述的飞机引气预冷回热***不需要引风扇外涵气流来冷却飞机引气，并且飞机引气气流多余热量还能被再次回收用于飞机的运行。因此本发明能够有效地二次利用飞机引气气流热量，避免降低发动机风扇外涵道效率和压气机效率。
附图说明
为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：
图1是本发明第一实施例的飞机引气预冷回热***的布局图。
图2是图1所示飞机引气预冷回热***的工作原理图。
图3A、3B是本发明一实施例的空气燃油散热器的结构图。
图4是本发明第二实施例的飞机引气预冷回热***的布局图。
具体实施方式
本发明的实施例描述一种飞机引气预冷回热***，可以利用飞机引气气流散失的热量，并避免降低发动机外涵道效率或者压气机效率。
图1是本发明第一实施例的飞机引气预冷回热***的布局图。参考图1所示，本实施例的飞机引气预冷回热***100包括第一引气管101、第二引气管102、第一引气阀103、第二引气阀104、热量回收装置105、导管106以及空气管107。第一引气管101的一端连接飞机发动机200的压气机中间级IP；第一引气阀103设在第一引气管101上。第二引气管102一端连接飞机发动机200的压气机末级(HP)；第二引气阀104设在第二引气管102上。第一引气管101和第二引气管的另一端交汇。导管106一端同时连接第一引气管101的另一端和第二引气管102的另一端，导管106的另一端则连接热量回收装置105。与已有技术仅仅着眼于引入额外的气体(例如发动机外涵道气体)来冷却飞机引气不同的是，本发明实施例的热量回收装置是从飞机引气中回收热量用于飞机的运行。
在本实施例中，热量回收装置105的示例是空气燃油散热器，其具有第一输入端105a、第二输入端105b、第一输出端105c以及第二输出端105d。第一输入端105a连接导管106的另一端，第一输出端105c则连接空气管107一端。空气管107另一端则连接飞机空调***(图中未示)。空气燃油散热器作为热量回收装置105，其第二输入端105b连接进油管108以输入燃油，其第二输出端105d连接出油管109以输出燃油至燃油总管。
另外，本实施例的飞机引气预冷回热***100还可包括压力调节阀110，其设在导管106上。飞机引气预冷回热***100还可包括过压阀111，也设在导管106上。
如图1所示，飞机引气的气流来自高压压气机的中间级IP或末级HP。在发动机巡航状态或者较高转速状态，打开第一引气阀(IPCV)103，气流通过第一引气管101经过压力调节阀(PRV)110，再通过过压阀(OPV)111进入空气燃油散热器105，气流再通过空气管107进入飞机空调***。在发动机慢车状态或者其他较低转速状态，中间级引气不能满足飞机供气压力需要，需要打开第二引气阀(HPCV)104引入高压压气机末级的气，气流通过第二引气管102，再经过压力调节阀门110和过压阀111进入空气燃油散热器(AFHE)105，最后通过空气管107进入飞机空调***(A/C)。空气燃油散热器105的另外两个进出口分别连结进油管108和出油管109，燃油经过空气燃油散热器105加热后进入燃油总管，供给燃烧室。图2为图1的原理图。从图1和图2可以看出，本实施例的飞机引气预冷回热***无风扇外涵气流引入，且飞机引气气流在空气燃油散热器中经过预冷，散失的热量可利用来加热燃油，替代了燃滑油散热器的功能，实现回热二次利用。相比之下，已有的飞机引气***着眼于通过预冷器将引气冷却以便达到飞机空调进气所需的温度。然而，飞机引气本身携带的热量非但无法被利用，还需要额外的引气来冷却。
如图3A、3B所示为本发明一实施例的空气燃油散热器的结构图。参考图3A、3B所示，空气燃油散热器105内部具有容许气体通过的通道310，在通道310中设有分散的多根燃油支管322组成燃油流路320。飞机引气气流301通过导管106与空气燃油散热器侧壁面连结的孔进入空气燃油散热器105。燃油流路320在空气燃油散热器中通过若干根燃油支管322进入和流出。燃油支管322可安装在支架324上，支架324的数目根据具体的设计确定。飞机引气气流301在燃油支管322外面的通道内流动。通过设置这样若干根燃油支管322，扰动空气，加强空气与燃油换热强度，最后预冷后的空气从空气燃油散热器另外一边侧壁面与空气管107连结的孔流出，而燃油也从空气燃油散热器105中流出，汇入燃油出油管109中。
在替代实施例中，空气燃油散热器也可以采用带肋片的结构形式实现。
图4是本发明第二实施例的飞机引气预冷回热***的布局图。与第一实施例不同的是，在本实施例中，热量回收装置105的示例是换热器，其具有蒸发端A以及冷凝端B。蒸发端A以及冷凝端B之间通过由多个热管411组成的热管束410连接。蒸发端A具有第一输入端105a和第一输出端105c，第一输入端105a连接导管106的另一端，第一输出端105c则连接空气管107一端。空气管107另一端则连接飞机空调***。换热器的冷凝端B则设在飞机发动机需要除冰的部位。
工作时，飞机引气经过过压阀111后进入换热器，飞机引气热量通过蒸发端A吸收热量，再通过冷凝端B把热量补充给发动机或者飞机需要除冰的位置。在本实施例中，热管在换热器以及在需要除冰位置的安装方式，热管的材料属性、类型以及数目都不限制。为了提高热管使用寿命，可以在热管的蒸发端上设置隔热结构或隔热涂层，隔热涂层例如陶瓷涂层，或者在热管本体上敷设其他隔热材料。
本实施例可以使得飞机引气气流温度降低，并且减少了发动机或飞机防冰所需要额外引气，避免降低发动机效率。
本发明的上述实施例的飞机引气预冷回热***不需要引风扇外涵气流来冷却飞机引气，并且飞机引气气流多余热量能被再次利用于加热燃油或除冰等功能。因此本发明的实施例能够有效地二次利用飞机引气气流热量，避免降低发动机风扇外涵道效率和压气机效率。
虽然本发明已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，在没有脱离本发明精神的情况下还可作出各种等效的变化或替换，因此，只要在本发明的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。

Claims (7)

1.一种飞机引气预冷回热***，包括第一引气管、第二引气管、第一引气阀、第二引气阀、热量回收装置、导管、以及空气管，该第一引气管一端连接飞机发动机的压气机中间级，该第一引气阀设在该第一引气管上，该第二引气管一端连接飞机发动机的压气机末级，该第二引气阀设在该第二引气管上，该导管一端连接该第一引气管的另一端和该第二引气管另一端，该导管另一端连接该热量回收装置的第一输入端；该热量回收装置的第一输出端连接该空气管一端，该空气管另一端连接飞机空调***，该热量回收装置从飞机引气回收热量用于飞机的运行；
其中，该热量回收装置为空气燃油散热器，该空气燃油散热器内部为容许气体通过的通道，在该通道中设有分散的多根燃油支管。
2.如权利要求1所述的飞机引气预冷回热***，其特征在于，还包括压力调节阀，设在该导管上。
3.如权利要求1或2所述的飞机引气预冷回热***，其特征在于，还包括过压阀，设在该导管上。
4.如权利要求1所述的飞机引气预冷回热***，其特征在于，该空气燃油散热器还具有第二输入端和第二输出端，该第二输入端输入燃油，该第二输出端输出燃油至燃油总管。
5.如权利要求1所述的飞机引气预冷回热***，其特征在于，该热量回收装置为换热器，该换热器的蒸发端具有该第一输入端和该第一输出端。
6.如权利要求5所述的飞机引气预冷回热***，其特征在于，该换热器的冷凝端设在飞机发动机需要除冰的部位。
7.如权利要求5所述的飞机引气预冷回热***，其特征在于，该蒸发端上设有隔热结构或者隔热涂层。
CN201510937679.1A 2015-12-15 2015-12-15 飞机引气预冷回热*** Active CN106882390B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510937679.1A CN106882390B (zh) 2015-12-15 2015-12-15 飞机引气预冷回热***

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510937679.1A CN106882390B (zh) 2015-12-15 2015-12-15 飞机引气预冷回热***

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106882390A CN106882390A (zh) 2017-06-23
CN106882390B true CN106882390B (zh) 2020-06-19

Family

ID=59173841

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510937679.1A Active CN106882390B (zh) 2015-12-15 2015-12-15 飞机引气预冷回热***

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106882390B (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201807840D0 (en) * 2018-05-15 2018-06-27 Rolls Royce Plc Gas turbine engine
CN110259581B (zh) * 2019-05-05 2021-12-28 南京航空航天大学 一种利用空气和燃油的外涵道双工质换热器
CN112177778A (zh) * 2020-08-28 2021-01-05 成都飞机工业（集团）有限责任公司 一种发动机引气调温调压方法
CN112182767A (zh) * 2020-09-27 2021-01-05 中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心 机电***的数据处理方法、装置、计算机设备及存储介质
CN112628207A (zh) * 2020-12-15 2021-04-09 中国航发沈阳发动机研究所 压气机引气结构
EP4056475B1 (fr) * 2021-03-10 2023-04-26 Airbus Operations (S.A.S.) Aéronef comportant un moteur et un système de refroidissement
CN114044146B (zh) * 2021-11-02 2023-09-01 江苏凌波尔航空科技发展有限公司 一种飞机引气预冷回热装置及其使用方法
US11702981B1 (en) 2022-04-20 2023-07-18 Raytheon Technologies Corporation Turbine engine bleed waste heat recovery

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101059108A (zh) * 2007-06-06 2007-10-24 上海毅知实业有限公司 车用内燃机余热回收利用机构及方法
CN101148197A (zh) * 2007-10-26 2008-03-26 北京航空航天大学 一种应用于客机的座舱环境控制***
CN104354567A (zh) * 2014-11-08 2015-02-18 合肥天鹅制冷科技有限公司 一种车载空气压缩膨胀制冷***
CN204236187U (zh) * 2014-11-08 2015-04-01 合肥天鹅制冷科技有限公司 一种车载空气压缩膨胀制冷***
CN104948286A (zh) * 2014-03-27 2015-09-30 中航商用航空发动机有限责任公司 发动机核心舱的冷却方法及冷却装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7900437B2 (en) * 2006-07-28 2011-03-08 General Electric Company Heat transfer system and method for turbine engine using heat pipes
DE102008055888A1 (de) * 2008-11-05 2010-05-12 Airbus Deutschland Gmbh System zur Kühlung eines Wärmetauschers an Bord eines Flugzeugs
CN202630748U (zh) * 2011-12-20 2012-12-26 中国航空工业集团公司金城南京机电液压工程研究中心 机载环控***燃油-空气散热器

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101059108A (zh) * 2007-06-06 2007-10-24 上海毅知实业有限公司 车用内燃机余热回收利用机构及方法
CN101148197A (zh) * 2007-10-26 2008-03-26 北京航空航天大学 一种应用于客机的座舱环境控制***
CN104948286A (zh) * 2014-03-27 2015-09-30 中航商用航空发动机有限责任公司 发动机核心舱的冷却方法及冷却装置
CN104354567A (zh) * 2014-11-08 2015-02-18 合肥天鹅制冷科技有限公司 一种车载空气压缩膨胀制冷***
CN204236187U (zh) * 2014-11-08 2015-04-01 合肥天鹅制冷科技有限公司 一种车载空气压缩膨胀制冷***

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
民用飞机环境控制***研究;徐李云;《航空科学技术》;20150715;第26卷(第7期);42-45 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN106882390A (zh) 2017-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106882390B (zh) 飞机引气预冷回热***
RU2406654C2 (ru) Система подачи охлаждающего воздуха для различных требующих охлаждения устройств в воздушном судне
EP0019492B1 (en) Gas conditioning system, especially air conditioning system
US9222411B2 (en) Bleed air and hot section component cooling air system and method
US10107554B2 (en) Cold corner flow baffle
US20100084118A1 (en) Cooling system for aircraft electric or electronic devices
CN103079956A (zh) 包括分离的制冷循环的飞行器空气调节***
CN102076562A (zh) 用于飞行器区域的通风***
CN107235153B (zh) 用于将加热后的空气提供给机翼防冰***的设备和方法
US20160298547A1 (en) Ice tolerant gas turbine fuel systems
US8480028B2 (en) Optimized defrosting regulation of parallel arranged fresh air outlets of air conditioners
EP3112637B1 (en) Air supply and conditioning system for a gas turbine
CN107923715A (zh) 堆叠板换热器，尤其增压空气冷却器
US20110297352A1 (en) Preheating device for a fluid/fluid heat exchanger of an aircraft
EP3549866B1 (en) Liquid reheater heat exchanger in an air cycle system
CN214196414U (zh) 航空发动机及其预冷防冰复合***
EP3141732A1 (en) Turbofan engine mounted precooler system
US10961907B2 (en) Aircraft incorporating a low-temperature bleed system
US7251951B2 (en) Heated sub-freezing airflow diverter
US11046441B2 (en) Adaptive plate-fin heat exchanger
US20220290614A1 (en) Aircraft having an engine and a cooling system
CN117916544A (zh) 装配有逆流冷却交换器的用于飞行器发动机的悬挂挂架
EP4269888A1 (en) Temperature control unit for providing temperature-controlled air in the interior of aircrafts or the like
US20220355937A1 (en) Exchanger assembly comprising an insulating air gap, and associated air conditioning system
CN114954965A (zh) 具有基于二氢的冷却***和发动机的飞行器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information
CB02 Change of applicant information

Address after: 200241 Minhang District Lianhua Road, Shanghai, No. 3998

Applicant after: China Hangfa commercial aviation engine limited liability company

Address before: 200241 Minhang District Lianhua Road, Shanghai, No. 3998

Applicant before: AVIC Commercial Aircraft Engine Co.,Ltd.

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant