[發(fā)明專利]利用增強型壓縮機的環(huán)境控制系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2017-04-21
• 公開（公告）號: CN107303951A
• 公開（公告）日: 2017-10-31
• 發(fā)明（設計）人: L.J.布魯諾;H.W.希普斯基
• 申請（專利權）人: 哈米爾頓森德斯特蘭德公司
• 主分類號: B64D13/02
• 分類號: B64D13/02;B64D13/08
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 李晨,安文森

背景

一般來說，關于飛行器的目前的空氣調節(jié)系統(tǒng)，在巡航時利用發(fā)動機引氣壓力向機艙增壓和冷卻供應動力。舉例來說，經由改變增壓空氣的溫度和壓力的一連串系統(tǒng)向機艙提供來自飛行器的發(fā)動機的增壓空氣。為了向增壓空氣的此項準備供應動力，唯一的能量源是空氣本身的壓力。因此，目前的空氣調節(jié)系統(tǒng)在巡航時始終都需要相對高的壓力。不幸的是，鑒于航空航天行業(yè)中朝向更高效的飛行器的總體趨勢，相對高的壓力在發(fā)動機燃料燃燒方面提供了有限的效率。

簡要描述

根據(jù)一個實施例，提供一種用于飛行器的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括壓縮裝置和至少一個熱交換器。所述壓縮裝置包括壓縮機、在所述壓縮機的下游的渦輪機，和耦合到所述渦輪機和所述壓縮機的電機。此外，所述壓縮機包括高速轉子后掠。所述系統(tǒng)可以是空氣調節(jié)系統(tǒng)。

通過本文實施例的技術實現(xiàn)了額外的特征和優(yōu)勢。其他實施例和各方面在本文中予以了詳細描述，且被視為權利要求書的一部分。為了更好地理解優(yōu)勢和特征，參閱以下描述和圖式。

附圖簡述

在說明書完結時的權利要求書中特別地指出且清楚地要求保護標的。根據(jù)結合附圖進行的以下詳細描述，前述和其他特征和優(yōu)勢會顯而易見，在附圖中：

圖1是根據(jù)實施例的環(huán)境控制系統(tǒng)的示意圖；

圖2是根據(jù)實施例的環(huán)境控制系統(tǒng)的操作實例；

圖3是收縮的壓縮機圖；

圖4是根據(jù)實施例的壓縮機轉子后掠的示意圖；

圖5說明根據(jù)實施例的套管引氣放置圖；

圖6是根據(jù)實施例的具有帶有套管引氣的高速轉子后掠和低稠度擴壓器的增強型壓縮機的收縮的壓縮機圖；

圖7是根據(jù)實施例的混流通道的示意圖；

圖8是根據(jù)實施例的具有混流通道的壓縮機的收縮的壓縮機圖；

圖9是根據(jù)實施例的壓縮裝置的擴壓器的示意圖；以及

圖10是根據(jù)實施例的利用可變葉片擴壓器的增強型壓縮機的收縮的壓縮機圖。

詳細描述

在本文中參考附圖通過例證且不帶限制性地呈現(xiàn)了對所公開的設備和方法的一個或多個實施例的詳細描述。

本文的實施例提供了一種環(huán)境控制系統(tǒng)，其利用引氣壓力向環(huán)境控制系統(tǒng)供應動力并且以高引擎燃料燃燒效率提供機艙增壓和冷卻，并且包括在廣得多的經校正流量和壓力比率范圍內具有高效率的增強型壓縮機。所述增強型壓縮機可以包括以下各者中的一者或多者：具有高速轉子后掠、套管引氣和低稠度擴壓器的壓縮機；可變葉片擴壓器，和混流壓縮機。

一般來說，環(huán)境控制系統(tǒng)的實施例可以包括一個或多個熱交換器和一個壓縮裝置。從發(fā)動機的低壓位置引出的媒介流過一個或多個熱交換器進入腔室。現(xiàn)在轉向圖1，說明系統(tǒng)100，其從入口101接收媒介且向腔室102提供媒介的經過調節(jié)的形式。系統(tǒng)100包括壓縮裝置120和熱交換器130。所述系統(tǒng)的元件經由閥、導管、管子等進行連接。閥是系統(tǒng)100的通過打開、關閉或部分地阻塞導管、管子等內的各個通路來調節(jié)、引導和/或控制媒介的流量的裝置。可以通過致動器操作閥，使得可以將系統(tǒng)100的任何部分中的媒介的流動速率調節(jié)至所要的值。

如圖1中所示，媒介可以從入口101穿過系統(tǒng)100流動到達腔室102，如由實線箭頭A、B指示。在系統(tǒng)100中，媒介可以流過壓縮裝置120、流過熱交換器130、從壓縮裝置120流動到熱交換器130、從熱交換器130流動到壓縮裝置120等。

一般來說，所述媒介可以是空氣，而其他實例包括氣體、液體、流化固體或漿料。在通過連接到系統(tǒng)100的發(fā)動機例如從入口101提供媒介時，所述媒介在本文中可以被稱作引氣(例如，外部空氣或新鮮空氣)。關于引氣，可以利用發(fā)動機(或輔助動力單元)的低壓位置以接近在媒介處于腔室102中時的媒介壓力(例如，腔室壓力)的初始壓力水平提供所述媒介。

例如，關于飛行器實例，可以通過從渦輪機發(fā)動機的壓縮機級“引出”而將空氣供應給環(huán)境控制系統(tǒng)。此引氣的溫度、濕度和壓力依據(jù)壓縮機級和渦輪機發(fā)動機每分鐘的轉數(shù)而廣泛地變化。由于利用了發(fā)動機的低壓位置，所以媒介可以略微高于或略微低于腔室102中的壓力。從低壓位置以此類低壓引出媒介導致比從更高壓力位置引出空氣更少的燃料燃燒。然而，因為媒介開始于此相對低初始壓力水平且因為在一個或多個熱交換器上出現(xiàn)壓力的下降，所以在媒介流過熱交換器130時，媒介將下降到腔室壓力以下。在媒介的壓力低于腔室壓力時，媒介將不流動到腔室中來提供增壓和溫度調節(jié)。