[发明专利]涡轮辅助式机舱空气压缩机

说明书

提供一种飞机。所述飞机包括一个电机驱动的压缩机组装件。所述电机驱动的压缩机组装件包括轴、电机、压缩机以及通过所述轴联接到所述压缩机的涡轮。所述电机通过所述轴向所述压缩机提供第一功率。所述涡轮接收并膨胀第二介质以通过所述轴向所述压缩机提供第二功率。所述压缩机根据由所述涡轮提供的所述第一功率和由所述电机提供的所述第二功率接收并压缩第一介质。

背景技术

在常规的电气环境控制系统(CECS)中，在飞机的最大巡航高度期间将空气递送到飞机的机舱需要最大功率条件。在最大巡航高度处，CECS的压缩机的压力比取决于以下需要：将来自环境的压力(例如，在这种情况下，大约为3 psia)增加到高得足以对机舱加压的值，克服关于压缩热的压力损失，将空气输送到机舱，以及(在空气循环ECS的情况下)在热天条件下进行制冷。为了提供这个值，CECS要求压缩机功率的100%来自电机和电气系统。这种最大功率条件可增加发电机和电机控制器的大小，并限定电机和电机控制器冷却要求。

发明内容

根据一个或多个实施方案，提供一种电机驱动的压缩机组装件。所述电机驱动的压缩机组装件包括轴、电机、压缩机以及通过所述轴联接到所述压缩机的涡轮。所述电机通过所述轴向所述压缩机提供第一功率。所述涡轮接收并膨胀第二介质以通过所述轴向所述压缩机提供第二功率。所述压缩机根据由所述电机提供的所述第一功率和由所述涡轮提供的所述第二功率接收并压缩第一介质。

根据一个或多个实施方案或以上的电机驱动的压缩机组装件实施方案，所述电机驱动的压缩机组装件可包括被配置来冷却所述第二介质的至少一个热交换器。

根据一个或多个实施方案或以上的电机驱动的压缩机组装件实施方案中的任一个，所述至少一个热交换器可被配置来通过利用所述第一介质来冷却所述第二介质。

根据一个或多个实施方案或以上的电机驱动的压缩机组装件实施方案中的任一个，所述至少一个热交换器可被配置来在所述第二介质的流动路径上位于所述涡轮的下游。

根据一个或多个实施方案或以上的电机驱动的压缩机组装件实施方案中的任一个，所述至少一个热交换器可被配置来在所述第一介质的流动路径上位于所述压缩机的下游。

根据一个或多个实施方案或以上的电机驱动的压缩机组装件实施方案中的任一个，所述第一介质可以是新鲜空气并且所述第二介质可以是机舱排气。

根据一个或多个实施方案或以上的电机驱动的压缩机组装件实施方案中的任一个，所述第二介质可流动到冲压回路或在离开所述电机驱动的压缩机组装件之后流动到机外。

根据一个或多个实施方案或以上的电机驱动的压缩机组装件实施方案中的任一个，飞机的环境控制系统可包括所述电机驱动的压缩机组装件。

根据一个或多个实施方案或以上的电机驱动的压缩机组装件实施方案中的任一个，所述环境控制系统可还包括至少一个空调组件。

根据一个或多个实施方案，提供一种环境控制系统。所述环境控制系统包括：空调组件；混合回路；以及电机驱动的压缩机组装件，其包括轴、电机、压缩机以及通过所述轴联接到所述压缩机的涡轮，其中所述电机通过所述轴向所述压缩机提供第一功率，其中所述涡轮接收并膨胀第二介质以通过所述轴向所述压缩机提供第二功率，其中所述压缩机根据由所述电机提供的所述第一功率和由所述涡轮提供的所述第二功率接收并压缩第一介质。

根据一个或多个实施方案或以上的环境控制系统实施方案，所述电机驱动的压缩机组装件可包括被配置来冷却所述第二介质的至少一个热交换器。

根据一个或多个实施方案或以上的环境控制系统实施方案中的任一个，所述至少一个热交换器可被配置来通过利用所述第一介质来冷却所述第二介质。

根据一个或多个实施方案或以上的环境控制系统实施方案中的任一个，所述至少一个热交换器可以在所述第二介质的流动路径上位于所述涡轮的下游。