[发明专利]一种自冷却空气增压装置及分子筛供气冷却方法

说明书

本发明公开了一种自冷却空气增压装置及分子筛供气冷却方法，由环控系统引来的空气经过流量调节活门进行流量调节后，一路进入由涡轮带动的压气机进行增压增温，增压后的高温空气进入双通道散热器的第一流程接受涡轮进口空气的冷却，然后再进入双通道散热器的第二流程接受涡轮出口低温空气的再次冷却，成为高压、低温空气后供入下级制氧分子筛使用。本发明不需要电源为压气机提供动力，涡轮还能为本系统制造低温空气，供系统冷却使用，不需要额外引入不稳定的冲压空气来进行冷却，另由于涡轮出口的空气温度低，其冷却效果远比机外冲压空气好，为分子筛的制氧工作提供了一个更良好的工况条件。

技术领域

本发明涉及飞机机载制氧系统中的空气增压装置，特别是一种用于向分子筛供气的冷却方法以及相应的自冷却空气增压装置设计。

背景技术

飞机机载制氧系统是飞机环控系统的一部分，主要为飞行员提供所需的氧气，它一般从环控系统引入空气，然后经过增压、分子筛过滤后，留下纯氧供飞行员使用，而这其中的空气增压系统为后续的分子筛提供高压、低温的空气。

目前飞机上常用的空气增压系统如图1所示，由环控系统引来的空气经过流量调节活门1进行流量调节后，进入由电机驱动的压气机2进行增压增温，增压后的高温空气进入散热器3进行降温冷却后成为高压、低温空气供入下级制氧分子筛使用，散热器3的冷边空气一般为从机外引来的冲压空气。该增压系统由于散热器3的冷边空气为飞机冲压引气，受飞机飞行工况的影响，该冲压空气的流量及温度处在不断变化中，导致散热器3散热功率不断在变化，也使得供入下级分子筛的高压空气温度波动大，影响了分子筛的过滤效果。

发明内容

本发明的目的是，克服现有技术中的不足，提供一种自冷却空气增压装置及分子筛供气冷却方法，减少因高压空气温度波动大对分子筛过滤效果的影响，提高空气的冷却效率和效果。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种自冷却空气增压装置，包括，

流量调节活门，所述流量调节活门的出口端包括第一气体支路和第二气体支路；

压气机，所述压气机的进气端与第一气体支路连接；

双通道散热器，所述双通道散热器的热端进口与压气机的排气端连接，双通道散热器的冷端第一流程进口与第二气体支路连接；

涡轮，所述涡轮的进气端与双通道散热器的冷端第一流程出口连接，涡轮的排气端与双通道散热器的冷端第二流程进口连接，涡轮与压气机连接并驱动压气机工作。

进一步，所述双通道散热器的热端出口与制氧分子筛连接。

进一步，所述双通道散热器的冷端第二流程出口与外界环境连通。

一种分子筛供气冷却方法，将环控系统引来的空气分为两个部分，一部分空气经增温增压后作为分子筛制氧需要的待冷却空气，另一部分空气作为冷却介质，该部分空气又分为直接用作一次冷却介质的空气，以及经膨胀做功降温后作为二次冷却介质的空气。

其中，所述待冷却空气通过压气机进行增温增压。

其中，所述作为二次冷却介质的空气经涡轮膨胀做功降温后作为二次冷却介质使用。

进一步，所述涡轮的气源来自作为一次冷却介质的空气。

本发明的装置包括流量调节活门、压气机、涡轮、双通道散热器。由环控系统引来的空气经过流量调节活门进行流量调节后，一路进入由涡轮带动的压气机进行增压增温，增压后的高温空气进入双通道散热器的第一流程接受涡轮进口空气的冷却，然后再进入双通道散热器的第二流程接受涡轮出口低温空气的再次冷却，成为高压、低温空气后供入下级制氧分子筛使用，这其中的涡轮不仅为压气机提供动力，还为本系统提供低温冷却空气。

与现有技术相比，本发明所具有的优点包括：