[发明专利]具有马达辅助的机舱排气涡轮机的飞行器制冷系统及方法

说明书

一种具有马达辅助的机舱排气涡轮机的飞行器制冷系统及方法，该系统包括：环境空气能够流经的环境空气管线，环境空气管线与飞行器机舱连接，以为飞行器机舱供应环境空气；布置在环境空气管线中的至少一个环境空气压缩机，用于压缩流经环境空气管线的环境空气；机舱排气涡轮机，与机舱排气管线连接并且与布置在环境空气管线中的至少一个环境空气压缩机联接，并被配置成用于使流经机舱排气管线的机舱排气膨胀并驱动布置在环境空气管线中的至少一个环境空气压缩机；传动装置，被配置成用于将机舱排气涡轮机与环境空气压缩机联接并设置环境空气压缩机的转速；与传动装置联接的马达，被配置成用于驱动布置在环境空气管线中的至少一个环境空气压缩机。

技术领域

本发明涉及一种飞行器制冷系统和一种用于运行飞行器制冷系统的方法。

背景技术

飞行器空调系统用于在飞行器机舱内调节和维持所期望的压力、所期望的温度和所期望的空气湿度。此外，飞行器空调系统还向飞行器机舱中供应充足的新鲜空气，以确保飞行器机舱内存在规定的最低含量的新鲜空气。从EP 2 735 510 A1或US 2014/0144163A1已知一种飞行器空调系统，其中使用以两相的制冷剂驱动的制冷机，从而冷却由多级的压缩机所压缩的环境空气。制冷机包括制冷剂回路，在该制冷剂回路中布置有压缩机、液化器、膨胀阀和由待冷却的环境空气流经的蒸发器。从飞行器的推进器或辅助动力系统获取的引气被用于驱动制冷机的压缩机并且被用于驱动用于压缩环境空气的多级的压缩机。

从DE 10 2015 222 193 A1已知一种飞行器空调系统，其中机舱排气涡轮机使机舱排气膨胀并且驱动布置在共用的轴上的环境空气压缩机。由此，从飞行器机舱排出的排气的压力(该压力从确定的飞行高度开始超过飞行器外部的环境压力)被用于能量回收。

发明内容

本发明的基本目的在于，使得可以实现对飞行器空调系统的更高效的使用。本发明的基本目的还在于，给出一种用于运行飞行器制冷系统的方法。

这个目的通过提供下述这样一种飞行器制冷系统以及用于运行飞行器制冷系统的方法来实现。

上述飞行器制冷系统包括由环境空气流经的环境空气管线，所述环境空气管线与飞行器机舱连接，以便将所述环境空气传送到所述飞行器机舱。例如，环境空气管线可以额外地或排他地与飞行器空调系统的混合器连接，以便为混合器供应从飞行器环境所获取的环境空气。连接到环境空气管线的混合器可以是飞行器空调系统的预混合器或主混合器，除了来自环境空气管线的环境空气之外，还为该混合器供应从飞行器机舱排出的有待借助于飞行器空调系统进行空气调节的再循环空气。在混合器中将来自环境空气管线的环境空气与从飞行器机舱排出的再循环空气混合。最后，在混合器中所产生的混合空气用于对飞行器机舱进行空气调节。

此外，飞行器制冷系统包括布置在环境空气管线中的至少一个环境空气压缩机，所述至少一个环境空气压缩机用于压缩流经环境空气管线的环境空气。尤其从一定的飞行高度以上需要压缩环境空气，以便保证有待进行空气调节的飞行器机舱所期望的空气压力。

此外，飞行器制冷系统包括机舱排气涡轮机，该机舱排气涡轮机与机舱排气管线连接并且与布置在环境空气管线中的至少一个环境空气压缩机联接。所述机舱排气涡轮机被配置成用于使流经机舱排气管线的机舱排气膨胀并且驱动布置在环境空气管线中的至少一个环境空气压缩机。由此，在飞行器制冷系统中，从飞行器机舱排出的排气的压力(该压力可以在配备有飞行器制冷系统的飞行器的飞行运行中从一定的飞行高度开始超过飞行器外部的环境压力)被用于能量回收。从机舱排气中回收的能量被用于驱动至少一个环境空气压缩机。通过额外地供应环境空气可以降低飞行器空调系统的能量消耗，因为在藉由飞行器空调系统对飞行器机舱进行空气调节时需要更少的引气。