Система кондиционирования воздуха салона самолета

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СИСТЕМА КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА САЛОНА САМОЛЕТА(71) Заявители Синяков Анатолий Леонидович Александров Анатолий Николаевич Дудников Игорь Львович Цубанов Александр Григорьевич(72) Авторы Синяков Анатолий Леонидович Александров Анатолий Николаевич Дудников Игорь Львович Цубанов Александр Григорьевич(73) Патентообладатели Синяков Анатолий Леонидович Александров Анатолий Николаевич Дудников Игорь Львович Цубанов Александр Григорьевич(57) Система кондиционирования воздуха салона самолета, содержащая расположенные в салоне распределительные воздуховоды приточного воздуха и присоединенные через обратный клапан к выходу глушителя шума, вход которого подключен через первый регулятор давления горячего воздуха и через турбохолодильник, рекуперативный теплообменник,второй регулятор давления горячего воздуха - соответственно к первому и второму выходам распределителя горячего воздуха, присоединенного входом через перекрывной кран к выходу компрессора авиадвигателя, отличающаяся тем, что снабжена третьим регулятором давления горячего воздуха, турбогенератором, корпус турбины которого входным и выходным патрубками соответственно присоединен через третий регулятор давления горячего воздуха дополнительно к выходу перекрывного крана и непосредственно ко входу компрессора авиадвигателя, и гибкими декоративными с регуляторами мощности электрообогреваемыми ковриками, при этом гибкие декоративные электрообогреваемые коврики прикреплены к спинкам и сиденьям кресел для пассажиров и подключены через регуляторы мощности и тумблеры, расположенные на панели управления в комнате бортпроводников, к выходным клеммам электрогенератора.(56) 1. Кузнецов А.Н. Основы конструкции и технической эксплуатации воздушных судов. М. Транспорт, 1990. - С. 249. 2. Кузнецов А.Н. Основы конструкции и технической эксплуатации воздушных судов. М. Транспорт, 1990. - С. 250. Предлагаемое техническое решение относится к системам кондиционирования воздуха герметичных салонов самолетов, летающих на больших высотах. Известна система кондиционирования воздуха воздушного судна 1. Известная система содержит приточный вентилятор и теплокалорифер, работающий на топливе судна. Известная система работает следующим образом. Система обеспечивает обогрев и вентиляцию воздуха вертолета. Для этого приточный вентилятор подает непрерывно предварительно подогретый в теплокалорифере наружный воздух в салон вертолета. Отработавший воздух выходит в атмосферу через неплотности фюзеляжа вертолета. В режиме вентиляции салона атмосферный воздух подается в салон через неработающий калорифер. При прогреве салона вентилятор забирает воздух из салона и снова подает его в салон через теплокалорифер, где он подогревается до требуемой температуры. К недостатку известной системы кондиционирования воздуха следует отнести пониженную эффективность ее работы. Пониженная эффективность работы известной системы обусловлена тем, что она обеспечивает поддержание нормируемых температуры и газового состава воздуха в салоне вертолета, но не обеспечивает требуемое атмосферное давление воздуха в салоне в зависимости от высоты полета воздушного судна. Наиболее близкой к заявляемой конструкции системы кондиционирования воздуха салона самолета является система, которая используется на самолетах, осуществляющих полет на высотах 9-11 км и имеющих герметичный салон 2. Эта система содержит расположенные в салоне распределительные воздуховоды приточного воздуха, подключенные входами через обратный клапан к выходу глушителя шума, вход которого через первый регулятор давления присоединен к первому выходу и через турбохолодильник, рекуперативный теплообменник, второй регулятор давления воздуха горячего воздуха дополнительно подключен ко второму выходу распределителя горячего воздуха, присоединенного входом через перекрывной кран к компрессору авиадвигателя. Кроме того, система оборудована третьим регулятором давления воздуха, который установлен на воздухопроводе выхода воздуха из салона, и регулятором температуры, ко входу которого подключены датчики температуры, расположенные в салоне, а к выходу - мотор-редуктор поворотной заслонки распределителя воздуха. Эта система работает следующим образом. Воздух с температурой 250-300 С из компрессора авиадвигателя через перекрывной кран и распределитель горячего воздуха поступает к первому и второму регуляторам давления горячего воздуха. Регуляторы обеспечивают на выходе постоянное давление, равное 30-50 кПа. Горячий воздух с выхода второго регулятора давления сначала охлаждается в рекуперативном теплообменнике наружным воздухом, проходящим через теплообменник под динамическим давлением,возникающим при движении воздушного судна с большой скоростью в атмосфере, а затем в турбохолодильнике. После турбохолодильника охлажденный воздух и горячий воздух с выхода первого регулятора давления смешивается в определенной пропорции и с требуемой температурой через глушитель шума, обратный клапан и распределительные воздуховоды поступает в салон самолета. Температура воздуха, поступающего в салон,регулируется распределителем горячего воздуха, поступающего на входы первого и второго регуляторов давления. Автоматическое управление распределителем воздуха осуществляется регулятором температуры, датчики которого расположены в салоне. 2 85802012.10.30 Приточный воздух, поступающий в салон, впитывает в себя вредные газы, поступающие в воздушную среду салона от людей и технологических процессов, и удаляется в атмосферу через третий регулятор давления, обеспечивающий требуемое давление воздуха в салоне в зависимости от высоты полета самолета. К недостатку этой системы кондиционирования воздуха салона самолета следует отнести ее узкие функциональные возможности. Узкие функциональные возможности системы обусловлены тем, что она обеспечивает только нормируемый температурно-газовый состав воздушной среды салона самолета и не создает дополнительных индивидуальных комфортных условий для пассажиров. Задачей предлагаемой полезной модели системы кондиционирования воздуха салона самолета является расширение ее функциональных возможностей. Поставленная техническая задача решается тем, что система кондиционирования воздуха салона самолета, содержащая расположенные в салоне распределительные воздуховоды приточного воздуха и присоединенные через обратный клапан к выходу глушителя шума,вход которого подключен через первый регулятор давления горячего воздуха и через турбохолодильник, рекуперативный теплообменник, второй регулятор давления горячего воздуха - соответственно к первому и второму выходам распределителя горячего воздуха,присоединенного входом через перекрывной кран к выходу компрессора авиадвигателя,снабжена третьим регулятором давления горячего воздуха, турбогенератором, корпус турбины которого входным и выходным патрубками соответственно присоединен через третий регулятор давления горячего воздуха дополнительно к выходу перекрывного крана и непосредственно ко входу компрессора авиадвигателя, и гибкими декоративными с регуляторами мощности электрообогреваемыми ковриками, при этом гибкие декоративные электрообогреваемые коврики прикреплены к спинкам и сиденьям кресел для пассажиров и подключены через регуляторы мощности и тумблеры, расположенные на панели управления в комнате бортпроводников, к выходным клеммам электрогенератора. Сущность заявляемой полезной модели системы кондиционирования воздуха салона самолета поясняется ее функциональной схемой, изображенной на фигуре. Система кондиционирования воздуха салона самолета содержит расположенные в салоне 1 самолета распределительные воздуховоды 2 приточного воздуха и присоединенные через обратный клапан 3 к выходу глушителя 4 шума, ко входу 5 которого присоединены через первый регулятор 6 давления горячего воздуха и через турбохолодильник 7, рекуперативный теплообменник 8, второй регулятор 9 давления горячего воздуха - соответственно первому и второму выходам 10, 11 распределителя 12 горячего воздуха, подключенного входом 13 через перекрывной кран 14 к выходу 15 компрессора 16, вход 17 которого сообщен с наружной средой, при этом компрессор 16 приводится во вращение авиадвигателем 18. Кроме того, система содержит регулятор 19 температуры, ко входу которого подключены датчики 20, расположенные в салоне 1 самолета, а к выходу - моторредуктор 21 поворотной заслонки распределителя 12 горячего воздуха. Для расширения функциональных возможностей система снабжена турбогенератором,содержащим электрогенератор 22, на валу которого расположена турбина 23 в корпусе 24 с входным и выходным патрубками 25, 26. Кроме того, система снабжена третьим регулятором 27 горячего воздуха, при этом корпус 24 турбины 23 электрогенератора 22 входным и выходным патрубками 25, 26 соответственно подключен через третий регулятор 27 давления горячего воздуха, дополнительно к выходу перекрывного крана 14 и непосредственно ко входу 17 компрессора 16, приводимого во вращение авиадвигателем 18. Кроме того, система снабжена гибкими декоративными с регуляторами мощности 28, 29 электрообогреваемыми ковриками 30, 31, которые соответственно прикреплены к спинкам и сиденьям кресел для пассажиров и подключены через регуляторы мощности 28, 29 и тумблеры 32, 33, расположенные на панели 34 управления в комнате бортпроводников, к выходным клеммам электрогенератора 22. 3 85802012.10.30 Заявляемая система кондиционирования воздуха салона самолета работает следующим образом. Воздух из компрессора 16, приводимого во вращение авиадвигателем 18, через перекрывной кран 14 и распределитель 12 горячего воздуха поступает на входы регуляторов 6,9 давления горячего воздуха, которые обеспечивают на выходе постоянное давление воздуха 0,030,05 МПа. С выхода регулятора 6 давления горячий воздух с температурой 250300 С поступает на вход 5 глушителя 4 шума, а с выхода регулятора 9 горячий воздух проходит сначала через рекуперативный теплообменник 8, где охлаждается наружным воздухом с температурой -50 С, проходящим через теплообменник под действием динамического давления, возникающего при движении самолета на высоте 911 км, а затем - через турбохолодильник 7, где дополнительно охлаждается. С выхода турбохолодильника 7 охлажденный воздух поступает дополнительно на вход 5 глушителя 4 шума, где смешивается в определенной пропорции с горячим воздухом, поступающим на вход 5 с выхода регулятора 6 давления горячего воздуха, и с требуемой температурой через глушитель 4 шума, обратный клапан 3 и распределительные воздуховоды 2 поступает в салон 1 самолета. Температура воздуха, поступающего в салон, регулируется регулятором 19 температуры, изменяющим расходы горячеговоздуха с выходов 10, 11 распределителя 12 воздуха при помощи мотор-редуктора 21 и поворотной заслонки, поступающие на входы регуляторов 6 и 9 давления горячего воздуха. Приточный воздух, поступающий в салон 1 самолета,впитывает в себя водяные пары и вредные газы, поступающие в воздушную среду салона 1 от людей и технологического оборудования, и через регулятор давления (не показан), который поддерживает требуемое давление воздуха в салоне 1, удаляется в наружную среду. При открытом кране 14 горячий воздух с выхода компрессора 16 поступает также на вход третьего регулятора 27 давления горячего воздуха, который обеспечивает на выходе постоянное давление 0,05 МПа. С выхода регулятора 27 давления горячего воздуха горячий воздух через патрубок 25 корпуса 24 поступает на турбину 23 и приводит ее во вращение, тем самым обеспечивая вращение ротора электрогенератора 22, и последний вырабатывает электрическую энергию. При нормируемой температуре 20 С в салоне 1 по просьбе любого пассажира бортпроводник включением тумблеров 32, 33 через регуляторы мощности 28, 29 подключает электрообогреваемые коврики 30, 31 к выходным клеммам электрогенератора 22, при этом температура поверхностей ковриков регулируется бортпроводником при помощи регуляторов 28, 29, т.е. система создает дополнительные комфортные условия для пассажиров. Заявляемая система наиболее эффективно работает при температуре воздуха в салоне 1 ниже 20 С. В этом случае она создает всем пассажирам, находящимся в креслах салона, дополнительный обогрев, то есть создает необходимые комфортные условия для пассажиров. При нормируемой температуре воздушной среды салона 1 самолета вырабатываемая электроэнергия электрогенератором 22 используется для электроснабжения ряда потребителей. Таким образом, в процессе эксплуатации заявляемой системы кондиционирования воздуха салона самолета происходит достижение поставленной технической задачи - расширение функциональных возможностей системы путем создания дополнительных комфортных условий для пассажиров за счет оборудования ее турбогенератором, третьим регулятором давления горячего воздуха и гибкими с регуляторами мощности электрообогреваемыми ковриками, и подключения турбины электрогенератора через третий регулятор давления воздуха горячего воздуха дополнительно к выходу перекрывного крана и непосредственно ко входу компрессора авиадвигателя, а электрообогреваемых с регуляторами мощности ковриков через тумблеры - к выходным клеммам электрогенератора. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4