[发明专利]用于飞机空调系统的除水装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于飞机空调系统的除水装置。

背景技术

飞机空调系统的基本功能是将来自外界大气的空气经过空调组件的处理后，调节成座舱需要的温度、湿度适宜的空调空气，这些空调空气经由空调管道分配到座舱内。

商用飞机通常运营范围广，使用环境特殊，其外部环境变化较大，因此在某些地区或某些地区的热天工况下，外部大气的湿度较大。这些湿度较大的外部空气经过飞机空调系统的制冷组件的降温处理后，空气温度降低而相对湿度增大。当空气的相对湿度达到100％时，空气中就会有液态水存在，进一步地，当空调空气中的液态水达到一定浓度时，就会随空调分配管道进入舱内，形成“舱内雨”。

例如，在温度和湿度通常都较高的海南三亚地区，7月份大气含湿量达到19g/kg干空气，该湿度对应的露点温度是23.5℃，即外界的空气绝对湿度不变、温度降低到23.5℃时，空气中就会有液态水析出，这就是空气中的液态水。

另一方面，当舱内湿度较大时，再循环空气的湿度也会较大，而再循环空气的温度较高，这使得再循环空气中的水分在进入混合腔之前以气态的形式存在。当再循环空气进入混合腔后，与来自空调组件的新鲜空调空气混合，温度迅速降低。当该温度低于混合空气的露点温度时，混合空气中的水分就会由气态转变成液态。

进一步地，当空气温度低于0℃时，空气中的液态水会形成冰粒，从而使空调系统制冷组件下游的冷凝器发生冰堵。

为有效地防止冰堵现象的发生，目前的三轮式制冷组件都不能把空调组件出口的空气温度降的过低。虽然三轮式空调组件是高压除水，除水效率相对于早期的空调组件已有所提高，但是由于三轮式空调组件受冷凝器冰堵的影响，并不能把空调空气中的水分都除去。因此，在外界空气湿度较大的工况下(如地面热天时)，经过空调组件的空调空气中总是还有液态水，甚至冰。目前更新型的全电式空调组件的除水效率也会受到空气压力条件和除水器的效率限制而不能有效除去空调组件空气中的水分。

这些未被及时除去的液态水或冰经常会顺着空调管道进入驾驶舱和客舱内，机组人员和乘客会感觉到舱内滴水现象，从而降低座舱的舒适度。

图1示出了现有技术中的三轮式空调系统的除水机制的示意图。如图1中所示，在空调组件的冷凝器和回热器之间加装水分离器，该水分离器利用机械的方式增加水滴的动量，将空气中的游离水滴除去。然而，受空气温度限制，空气中的水分并不都析出成游离水滴，空气中多余的水分会在空气经过涡轮后进一步形成游离水滴，而这部分游离水滴经过涡轮后形成的游离水滴通常会随着空气进入座舱内，降低座舱乘员的舒适性，同时也会造成机身结构腐蚀，或增大舱内电器设备的故障率。

图2示出了现有技术中的四轮式空调系统的除水机制的示意图。与图1中类似，图2中的四轮式空调系统也在空调组件的冷凝器和回热器之间加装了水分离器用于去除空气中的游离水滴。然而，虽然这种四轮式空调系统的除水效率略高于三轮式空调系统，但仍无法除去混合腔内再生的液态水。

因此，上述空调系统都无法有效控制进入座舱的空气中的液态水含量。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种通过在空调组件的下游，在空调空气进入座舱之前对空调空气进行进一步除水处理，以调节进入座舱的空调空气中的水含量从而提高座舱舒适度的方案。

具体而言，本发明通过在混合腔内加装除水设施(如滤板)，进一步去除了空调空气中的液态水。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于飞机空调系统的除水装置，包括：一个或多个滤板，位于飞机空调系统的混合腔中，用于对通过混合腔的混合空气中的液态水进行过滤，其中该滤板被配置为可以相对于该混合腔的轴倾斜，并且其倾斜角度可调整以改变滤板对混合空气的过滤量。

在一种实现中，该除水装置还包括：一个或多个湿度传感器，其被配置为用于感测空调空气或者混合空气中的液态水的含量，以及控制器，其被配置为接收湿度传感器感测到的液态水的含量，将该含量与预定阈值进行比较，以生成滤板调节信号，该滤板调节信号用于调节所述滤板的倾斜角度。

在一种实现中，该除水装置还包括：一个或多个滤板调节驱动器，每个滤板调节驱动器耦接到对应的滤板，用于根据来自控制器的滤板调节信号，调节滤板的倾斜角度。

在一种实现中，一个或多个湿度传感器位于空调组件的水分离器的下游，来自空调组件的空调空气的出口处，和/或所述混合腔的入口和出口处。

在一种实现中，该除水装置还包括：排水管，其位于混合腔的底部，用于将滤板过滤掉的液态水排出混合腔。