專利名稱：用于飛機(jī)座艙的空調(diào)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于飛機(jī)座艙的空調(diào)系統(tǒng)，該空調(diào)系統(tǒng)具有至少一個(gè)用于向座艙供應(yīng)
空氣的空氣入口和至少一個(gè)用于排放座艙空氣的空氣出口。
背景技術(shù)：
由于在高海拔處，外部溫度低且外部壓力低，因此空調(diào)系統(tǒng)是現(xiàn)代商用飛機(jī)不可或缺的部件。僅通過(guò)采用這種系統(tǒng)，就可利用商用飛機(jī)長(zhǎng)距離運(yùn)輸乘客，并節(jié)省燃料。
現(xiàn)在，在大多數(shù)情況下，在飛行期間空調(diào)系統(tǒng)被供應(yīng)從引擎的熱空氣流獲取的泄放空氣。根據(jù)飛行情況，泄放空氣通常在引擎的兩個(gè)不同點(diǎn)之一處分叉，即中壓端口 IP和高壓端口HP。使用泄放空氣對(duì)于空調(diào)是有利的，因?yàn)楦邏呵液軣?通常在約40(TC和2巴)的空氣可被調(diào)節(jié)到期望的溫度和壓力(座艙中的壓力在約2(TC通常約為0.8巴)，而無(wú)需利用可觀的額外數(shù)量的能量。關(guān)于這一點(diǎn)，泄放空氣也可用于其它用電設(shè)備，例如用于為機(jī)翼除冰的系統(tǒng)(機(jī)翼冰防護(hù)系統(tǒng)，WIPS)。由于泄放空氣的壓力高，在使用泄放空氣時(shí)的另一重大優(yōu)勢(shì)在于泄放空氣可被容易地路由通過(guò)相對(duì)較長(zhǎng)的管路系統(tǒng)這一事實(shí)。這可作為使用泄放空氣的重要論據(jù)，特別是對(duì)于現(xiàn)代大型飛機(jī)。 通過(guò)向座艙提供新鮮空氣(通常具有高比例的泄放空氣)并去除存在的座艙空氣，飛機(jī)座艙的空氣被持續(xù)地交換。通常，從座艙中去除的空氣的大比例(典型地，約50%的數(shù)量級(jí))通過(guò)與路由到座艙的新鮮空氣流混合而被再利用。座艙空氣的剩余部分被排放到周圍大氣中。 公開(kāi)US 4， 419， 926提出路由將待經(jīng)動(dòng)力恢復(fù)渦輪機(jī)PRT去除到周圍大氣中的空氣，該動(dòng)力恢復(fù)渦輪機(jī)利用座艙空氣與外部空氣(在約-55t:和o.2巴的高海拔處)的熱態(tài)
差別來(lái)進(jìn)行能量恢復(fù)。 除了泄放空氣之外，飛機(jī)還經(jīng)常使用所謂的沖壓空氣，即通過(guò)飛機(jī)運(yùn)動(dòng)被強(qiáng)制進(jìn)入沖壓空氣入口的空氣。除了泄放空氣，這可被壓縮機(jī)用作熱的加壓空氣，或不經(jīng)壓縮被用作冷卻空氣。在飛行期間，通常沖壓空氣系統(tǒng)和泄放空氣系統(tǒng)都被采用。
在地面上，座艙的空氣經(jīng)常由驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)的輔助動(dòng)力單元APU提供。
文獻(xiàn)CA 2546714、DE 10234968、W0 99/12810和US 4， 684， 081描述了用于飛機(jī)座艙的空調(diào)系統(tǒng)，其中沖壓空氣壓縮機(jī)、泄放空氣源和APU的不同設(shè)置用于向飛機(jī)座艙供應(yīng)新鮮空氣。文獻(xiàn)US 2007/0113579A1和US5， 442， 905也涉及用于飛機(jī)座艙的空調(diào)系統(tǒng)。
現(xiàn)代飛機(jī)引擎具有引擎中的空氣流的旁通率、BPR相對(duì)較高的趨勢(shì)，由此從引擎核心獲取的泄放空氣對(duì)飛機(jī)的燃料消耗具有特別負(fù)面的影響。此外，被打算用在座艙中的泄放空氣必須通過(guò)多個(gè)步驟被冷卻，以將其帶入被供應(yīng)給座艙時(shí)可接受的熱態(tài)。在該過(guò)程中會(huì)不可避免地?fù)p失能量，因?yàn)樾狗趴諝獾臒崃客ㄟ^(guò)冷卻損失了 。 通常的規(guī)則是使用于飛機(jī)座艙的空調(diào)系統(tǒng)盡可能有效和輕，以降低燃料消耗。降低的燃料消耗一般還可通過(guò)降低飛機(jī)的重量來(lái)實(shí)現(xiàn)。 因此，在用于飛機(jī)座艙的空調(diào)系統(tǒng)的領(lǐng)域中，需要呈現(xiàn)有利的能量均衡并降低飛
4機(jī)的燃料消耗的特別有效的系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
為了實(shí)現(xiàn)該目的，本發(fā)明提供一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于飛機(jī)座艙的空調(diào)系統(tǒng)。該空調(diào)系統(tǒng)包括至少一個(gè)空氣入口，用于向所述座艙供應(yīng)空氣；至少一個(gè)空氣出口，用于從所述座艙排放空氣；至少一個(gè)壓縮空氣源，適于提供加壓新鮮空氣，以經(jīng)所述至少一個(gè)空氣入口供應(yīng)給所述座艙；以及熱交換器，被供應(yīng)來(lái)自沖壓空氣入口的沖壓空氣，以冷卻來(lái)自所述至少一個(gè)壓縮空氣源的空氣。所述熱交換器布置在所述座艙的空氣入口的上游。根據(jù)本發(fā)明的空調(diào)系統(tǒng)還包括座艙空氣熱交換器，該座艙空氣熱交換器被設(shè)計(jì)成被經(jīng)至少一個(gè)空氣出口供應(yīng)從所述座艙排放的并被打算再次供應(yīng)給所述座艙的空氣(所謂的再循環(huán)空氣)。所述座艙空氣熱交換器布置在所述至少一個(gè)空氣出口的下游和一點(diǎn)的上游，在該點(diǎn)處，來(lái)自所述至少一個(gè)壓力源的新鮮空氣與被打算再次供應(yīng)給所述座艙的空氣混合。
根據(jù)本發(fā)明的該系統(tǒng)使來(lái)自座艙的再循環(huán)空氣流能夠與來(lái)自壓縮空氣源的新鮮空氣流分開(kāi)，并被所述座艙空氣熱交換器處理。這樣使得各個(gè)流的溫度能夠得到更精準(zhǔn)的控制，并由此也使得融合流的溫度能夠得到更精準(zhǔn)的控制。具體來(lái)說(shuō)，可根據(jù)飛行情況的需求非常準(zhǔn)確地進(jìn)行空氣流冷卻。此外，可使用多個(gè)小尺寸的熱交換器代替一個(gè)大尺寸的熱交換器。這些小熱交換器在設(shè)計(jì)飛機(jī)時(shí)提供相當(dāng)大的自由度，并帶來(lái)了關(guān)于飛機(jī)中的重量分布的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，該系統(tǒng)具有冗余，以便在用于新鮮空氣的熱交換器發(fā)生故障的情況下，其某些功能可容易地轉(zhuǎn)移到座艙空氣熱交換器。 將用于冷卻來(lái)自座艙的空氣的座艙空氣熱交換器設(shè)計(jì)成與用于被供應(yīng)來(lái)自沖壓
空氣入口的沖壓空氣的熱交換器相同，是有利的結(jié)果。結(jié)果，冷空氣可采用簡(jiǎn)單且能量有效
的方式供應(yīng)給座艙空氣熱交換器，使得座艙空氣可被冷卻到期望的溫度。 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，用于冷卻新鮮空氣的熱交換器布置在所述混合點(diǎn)的上
游。這使得再循環(huán)座艙空氣流與新鮮空氣流的熱交換器完全分離，并使得熱交換器能夠具
有特別小的結(jié)構(gòu)。 可在混合點(diǎn)處布置一混合設(shè)備，新鮮空氣流與座艙空氣流在該混合設(shè)備中融合。
這促進(jìn)了空氣流的受控融合(特別是在流的熱態(tài)呈現(xiàn)出相對(duì)較大的差別時(shí))。 混合點(diǎn)的下游和至少一個(gè)座艙空氣入口的上游提供了混合設(shè)備，該混合設(shè)備被設(shè)
計(jì)成將來(lái)自泄放空氣源的泄放空氣與流經(jīng)混合點(diǎn)的空氣進(jìn)行混合。將泄放空氣直接供應(yīng)給
混合設(shè)備提供一種簡(jiǎn)單且有效的在空氣流被供應(yīng)給座艙之前對(duì)其加熱(如果需要的話)的
可行方案。 在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，空調(diào)系統(tǒng)包括壓縮空氣源、泄放空氣源、壓縮沖壓空氣的源以及由輔助動(dòng)力單元壓縮的空氣的源。源的這種組合允許根據(jù)飛行情況以高度靈活的方式向空調(diào)系統(tǒng)供應(yīng)新鮮空氣。 根據(jù)本發(fā)明的另一方面(可由其自身采用或與上述方面相結(jié)合)，提供一種用于飛機(jī)座艙的空調(diào)系統(tǒng)，包括至少一個(gè)空氣入口，用于向座艙供應(yīng)空氣；和至少一個(gè)空氣出口 ，用于排放座艙空氣，其中該空調(diào)系統(tǒng)還包括位于所述座艙的至少一個(gè)空氣出口的下游的動(dòng)力恢復(fù)設(shè)備，用于恢復(fù)來(lái)自所排放的座艙空氣的能量。本發(fā)明的這個(gè)方面還包括加熱設(shè)備的設(shè)置，該加熱設(shè)備連接至外部貯熱器，用于加熱從所述座艙排放的空氣，位于所述座艙的下游。在該連接外部裝置中，有問(wèn)題的貯熱器沒(méi)有連接到空調(diào)系統(tǒng)的空氣入口或空氣
出口之一以路由空氣。該加熱設(shè)備可優(yōu)選地布置在該動(dòng)力恢復(fù)設(shè)備的上游。 通過(guò)使用這種加熱設(shè)備，座艙排出空氣可在被供應(yīng)給動(dòng)力恢復(fù)設(shè)備之前被加熱，
以便可特別有效地操控動(dòng)力恢復(fù)設(shè)備。同時(shí)，通過(guò)利用這種系統(tǒng)的廢熱來(lái)加熱被供應(yīng)給動(dòng)
力恢復(fù)設(shè)備的座艙空氣，可緩解除其它因素外由于增加的電氣化設(shè)備而引起的分布于現(xiàn)代
飛機(jī)中相連的熱源(例如電子系統(tǒng))數(shù)目增加的問(wèn)題。 將熱交換器布置在具有外部貯熱器的加熱設(shè)備的上游和空氣出口的下游是有利的。這種布置在座艙與加熱設(shè)備之間的熱交換器實(shí)現(xiàn)了對(duì)所排放的座艙空氣的額外預(yù)加熱，從而致使動(dòng)力恢復(fù)設(shè)備所恢復(fù)的能量進(jìn)一步增加。 該熱交換器可被設(shè)計(jì)成用于在從座艙排放的空氣與來(lái)自于一個(gè)或多個(gè)壓縮空氣源的新鮮空氣之間進(jìn)行熱交換。以這種方式可冷卻熱的新鮮空氣，并且同時(shí)從中帶走的熱量可用于增加動(dòng)力恢復(fù)設(shè)備的效率。 在一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施例中，至少一個(gè)外部貯熱器包括機(jī)油。該機(jī)油表示飛機(jī)上最熱的熱源之一，并且因此可特別地與外部熱源一起使用。由于與之相鏈接的油溫降低，因此機(jī)油的潤(rùn)滑功效同時(shí)提高。 此外，在一個(gè)實(shí)施例中，可提供輔助動(dòng)力單元。關(guān)于這一點(diǎn)，將動(dòng)力恢復(fù)設(shè)備設(shè)計(jì)成用于驅(qū)動(dòng)輔助動(dòng)力單元是特別有利的。動(dòng)力恢復(fù)設(shè)備所恢復(fù)的能量由此可直接用于操控飛機(jī)。輔助動(dòng)力單元(APU)，特別是在現(xiàn)代飛機(jī)中，經(jīng)常被用于在飛行期間或引擎發(fā)生故障的情況下提供支持，接管供應(yīng)能量或壓縮空氣的一部分。當(dāng)采用APU時(shí)，通過(guò)從動(dòng)力恢復(fù)設(shè)備供應(yīng)動(dòng)力，可避免其它能源過(guò)載。 可替代地，空調(diào)系統(tǒng)還可包括連接到?jīng)_壓空氣壓縮機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)，該動(dòng)力恢復(fù)設(shè)備連接至該發(fā)動(dòng)機(jī)和沖壓空氣壓縮機(jī)，使得在動(dòng)力恢復(fù)設(shè)備由所排放的座艙空氣驅(qū)動(dòng)的工作模式下，動(dòng)力恢復(fù)設(shè)備可驅(qū)動(dòng)沖壓空氣壓縮機(jī)和具有發(fā)電機(jī)功能的發(fā)動(dòng)機(jī)。這種設(shè)置使得被供應(yīng)給空調(diào)系統(tǒng)的沖壓空氣能夠像不需要另一能源就提供的新鮮空氣一樣，并且同時(shí)，通過(guò)用作發(fā)電機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)，電能變得可用于飛機(jī)系統(tǒng)，例如用于空調(diào)系統(tǒng)的控制設(shè)備或其它設(shè)備， 在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，動(dòng)力恢復(fù)設(shè)備由渦輪機(jī)實(shí)施。這提供了一種有效和健壯的從空氣流中提取能量的可行方案。 根據(jù)本發(fā)明的又一方面(可被其本身采用，或與以上提及的方面中的一個(gè)或多個(gè)方面一起采用)，提供一種用于飛機(jī)座艙的空調(diào)系統(tǒng)，包括至少一個(gè)空氣入口 ，用于向座艙供應(yīng)空氣；和至少一個(gè)空氣出口，用于排放座艙空氣。至少一個(gè)水分離器布置在所述座艙的空氣出口的下游。所提供的水分離器用于待排放到飛機(jī)的周圍大氣中的空氣的通流。水分離器被設(shè)計(jì)成將流經(jīng)座艙的空氣中的水分離出來(lái)，并將其保留在飛機(jī)中。而后可使用所恢復(fù)的水例如來(lái)潤(rùn)濕座艙空氣、為廁所系統(tǒng)供水以及類似的目的。結(jié)果，降低了在飛機(jī)起飛時(shí)要攜帶的水的量，這樣相應(yīng)地節(jié)省了起飛重量。特別是在座艙容量大且有好幾百個(gè)乘客的現(xiàn)代大型飛機(jī)的情況下，起飛重量的節(jié)省和相應(yīng)的燃料節(jié)省和/或有效載荷增加可能是相當(dāng)可觀的。 在座艙的空氣出口的下游提供至少一個(gè)動(dòng)力恢復(fù)設(shè)備是特別有利的。這可由以上描述的那樣來(lái)實(shí)施，并且可用上述配置中的一種來(lái)采用。動(dòng)力恢復(fù)設(shè)備和水分離器在座艙
6下游的組合允許最大程度地利用能量和所排放的座艙空氣的水含量。 在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述至少一個(gè)水分離器布置在所述至少一個(gè)動(dòng)力恢復(fù)設(shè)備的下游。在該配置中，在動(dòng)力恢復(fù)設(shè)備通過(guò)能量恢復(fù)已冷卻和減慢空氣之后，水從座艙空氣分離。因此，優(yōu)選地，空氣在水分離器中在接近冰點(diǎn)的溫度下，使得空氣中的水可幾乎完全地冷凝，這促進(jìn)了幾乎所有水含量的分離。 在可替代的實(shí)施例中，所述至少一個(gè)水分離器布置在所述至少一個(gè)動(dòng)力恢復(fù)設(shè)備的上游。因?yàn)樵诳諝饬魅雱?dòng)力恢復(fù)設(shè)備之前將水從空氣中分離出來(lái)可能是有利的。因此，可防止動(dòng)力恢復(fù)設(shè)備通過(guò)冷凝水而結(jié)冰，冷凝水可能通過(guò)去除能量和冷凍而被冷卻到o°c以下。 在本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例中，至少一個(gè)水分離器布置在座艙的上游，而至少一個(gè)水分離器布置在座艙的下游。第一水分離器被打算用于將水從待供應(yīng)給座艙的空氣中分離出來(lái)，以防止空調(diào)系統(tǒng)的部分在通常的若干個(gè)冷卻步驟之一中由于空氣中所含的水而冷凍。根據(jù)本發(fā)明的空調(diào)系統(tǒng)的水平衡很大程度上可通過(guò)組合上述兩個(gè)水分離器來(lái)調(diào)節(jié)和控制。 根據(jù)本發(fā)明的又一方面(可被其本身采用，或與以上提及的方面結(jié)合起來(lái)采用)，提供一種用于飛機(jī)座艙的空調(diào)系統(tǒng)，包括至少一個(gè)空氣入口，用于向座艙供應(yīng)空氣；和至少一個(gè)空氣出口，用于排放座艙空氣。該空調(diào)系統(tǒng)還包括至少一個(gè)壓縮空氣的源，用于經(jīng)所述至少一個(gè)入口向所述座艙提供加壓新鮮空氣。出于冷卻的目的，所述至少一個(gè)壓縮空氣的源連接到新鮮空氣冷卻系統(tǒng)，該新鮮空氣冷卻系統(tǒng)優(yōu)選地適于使用沖壓空氣來(lái)冷卻由所述至少一個(gè)壓縮空氣的源提供的新鮮空氣流。該空調(diào)系統(tǒng)還包括冷卻設(shè)備，該冷卻設(shè)備適于獨(dú)立于沖壓空氣提供冷卻，并且可設(shè)置為與壓縮空氣冷卻系統(tǒng)分離。因此，用于冷卻待提供給座艙的空氣流的冷卻設(shè)備沒(méi)有與提供冷沖壓空氣的沖壓空氣源相連。優(yōu)選地，冷卻設(shè)備適于被電驅(qū)動(dòng)。這提供一種可與通常的空調(diào)系統(tǒng)部件分開(kāi)且獨(dú)立地操控的冷卻設(shè)備。因此，增加了空調(diào)系統(tǒng)的靈活性和冗余。具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)飛機(jī)在地面時(shí)，周圍具有相當(dāng)溫暖的空氣，周圍無(wú)冷的沖壓空氣可用，因此使用普通的飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)通常是效率非常低的，并且在這種環(huán)境下，分立冷卻設(shè)備使用起來(lái)可能要有效得多。冷卻設(shè)備可以是適于利用中間相改變的冷卻設(shè)備，具體來(lái)說(shuō)，它可以是蒸發(fā)冷卻設(shè)備。 具體來(lái)說(shuō)，該冷卻設(shè)備可被連接成冷卻來(lái)自于周圍大氣的空氣流。這樣當(dāng)飛機(jī)在地面上時(shí)，該冷卻設(shè)備能夠冷卻空氣。作為替代或作為補(bǔ)充，該冷卻設(shè)備可被連接成冷卻來(lái)自新鮮空氣源或來(lái)自若干個(gè)新鮮空氣源的空氣流。因此，該冷卻設(shè)備提供了冷卻新鮮空氣的另一可行方案。該冷卻設(shè)備可適于冷卻來(lái)自座艙的再循環(huán)空氣，無(wú)論僅僅是再循環(huán)空氣自身還是既包括再循環(huán)空氣又包括來(lái)自一個(gè)或更多新鮮空氣源的新鮮空氣的空氣流。
優(yōu)選地，該冷卻設(shè)備可被選擇性地用于冷卻空氣流。為此，可提供旁通閥。該旁通閥可被控制為引導(dǎo)空氣流進(jìn)入冷卻設(shè)備，或引導(dǎo)要被冷卻的空氣流直接進(jìn)入壓縮空氣冷卻系統(tǒng)。在后者的情況下，若壓縮空氣冷卻系統(tǒng)包括可按照以上關(guān)于本發(fā)明的其它方面所述的那樣設(shè)置的一個(gè)或更多個(gè)熱交換器，則是有利的。 該空調(diào)系統(tǒng)還可適于使得僅冷卻設(shè)備、僅壓縮空氣冷卻系統(tǒng)或兩者的組合都可用于冷卻空氣流。 在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，該冷卻設(shè)備設(shè)有或連接到水分離器以直接通過(guò)該冷卻設(shè)備
7從空氣流中提取水。這能夠防止具有不期望有的高濕度的空氣被提供給座艙。從而可向座
艙的乘客提供舒適的環(huán)境(特別是當(dāng)飛機(jī)著陸時(shí)，在濕度很高的很熱的國(guó)家)。 若壓縮空氣冷卻系統(tǒng)具有連接到座艙的至少一個(gè)空氣入口的熱交換器，則是有利
的。優(yōu)選地，空氣流可從冷卻設(shè)備被引導(dǎo)至熱交換器。因此，壓縮空氣冷卻系統(tǒng)的熱交換器
和冷卻設(shè)備可結(jié)合使用。壓縮空氣冷卻系統(tǒng)的熱交換器可被提供沖壓空氣以冷卻待引導(dǎo)至
座艙的空氣流。從而可有效地使用來(lái)自飛機(jī)的周圍大氣的冷沖壓空氣(特別是在高海拔處
飛行期間)。 根據(jù)又一方面，本發(fā)明還包括一種飛機(jī)，該飛機(jī)具有根據(jù)上述本發(fā)明的變體之一所述的空調(diào)系統(tǒng)。


圖1示出根據(jù)本發(fā)明的空調(diào)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例。
圖2示出根據(jù)本發(fā)明的空調(diào)系統(tǒng)的另一實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
在下圖中，為了使圖保持清楚，在線條不具有自身的附圖標(biāo)記的情況下，對(duì)空氣流的導(dǎo)引用實(shí)線表示。同樣，為了清楚起見(jiàn)，未表示出電流的線條。本領(lǐng)域技術(shù)人員從附圖及相關(guān)說(shuō)明中即明白用于電力供應(yīng)和電信號(hào)的線條應(yīng)當(dāng)布置在哪里。此外，關(guān)于說(shuō)明書中提到的混合設(shè)備或混合器，它們適于融合多個(gè)空氣流，特別是具有不同的熱態(tài)和動(dòng)態(tài)的空氣流。當(dāng)然，混合器也可根據(jù)流量狀況而作為一個(gè)或多個(gè)空氣流的分支和分配設(shè)備。還應(yīng)當(dāng)注意到，這里所述的大多數(shù)部件在飛機(jī)中至少有兩個(gè)，以提供冗余。另外，飛機(jī)中通常至少有兩個(gè)提供泄放空氣的引擎，在很多情況下有四個(gè)或者甚至更多個(gè)引擎。為了提高說(shuō)明書和附圖的易懂性，這些都已被省略。 圖1中表示出根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的空調(diào)系統(tǒng)(環(huán)境控制系統(tǒng)，ECS) 10。飛機(jī)座艙12包括空氣入口 14和空氣出口 16。當(dāng)然，可替代地，座艙12包括多個(gè)空氣入口 14和/或空氣出口 16也是可能的。盡管本領(lǐng)域技術(shù)人員很清楚座艙12的空氣分配系統(tǒng)可能非常復(fù)雜，但是通常僅表示出座艙12的空氣入口 14和空氣出口 16。當(dāng)座艙被劃分成氣候不同的區(qū)域時(shí)，這特別適用，而現(xiàn)代飛機(jī)中通常就是這種情況。 空調(diào)系統(tǒng)包括從飛機(jī)的引擎或發(fā)動(dòng)機(jī)(未示出)提供泄放空氣的第一壓縮空氣源52。該泄放空氣通常在約40(TC的溫度和2巴的壓力下。 空氣出口 16連接到空氣分配器60?？諝夥峙淦?0可將從座艙12排放到入口空氣流中以進(jìn)行再利用的空氣路由到座艙(再循環(huán)空氣)。另外，所排放的空氣可經(jīng)分配器60路由到座艙熱交換器62 (CHX)(廢氣)。 座艙熱交換器經(jīng)管路連接到動(dòng)力恢復(fù)設(shè)備22。優(yōu)選地，動(dòng)力恢復(fù)設(shè)備22由渦輪機(jī)實(shí)施。動(dòng)力恢復(fù)設(shè)備22可由從熱交換器22流入的空氣驅(qū)動(dòng)。 在該實(shí)施例中，動(dòng)力恢復(fù)設(shè)備22連接到發(fā)動(dòng)機(jī)64。發(fā)送機(jī)64可用于驅(qū)動(dòng)動(dòng)力恢復(fù)設(shè)備22 ;可替代地，若這是由從座艙12排放的空氣操控的話，發(fā)動(dòng)機(jī)64還可被動(dòng)力恢復(fù)設(shè)備22驅(qū)動(dòng)成用于發(fā)電的發(fā)電機(jī)。 在所排放的座艙空氣已流經(jīng)動(dòng)力恢復(fù)設(shè)備22并將能量傳遞到后者之后，空氣流
8向水分離器28。優(yōu)選地，水分離器28由旋流器實(shí)施，在旋流器中，流入的空氣開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，并 且其中包含的空氣在旋流器的側(cè)壁冷凝。還可設(shè)想到其它已知類型的水分離器?？商娲兀?權(quán)宜之計(jì)是將水分離器28布置在動(dòng)力恢復(fù)設(shè)備22的上游。結(jié)果，空氣在進(jìn)入動(dòng)力恢復(fù)設(shè) 備22之前就變干，從而使得設(shè)備22在能量恢復(fù)期間不會(huì)由于水冷凝和凝固而結(jié)冰。
在穿過(guò)水分離器28和動(dòng)力恢復(fù)設(shè)備22之后，在該流支路中從座艙排放的空氣已 失去其大部分能量，并且?guī)缀跗渌兴恳雅c其分離。提供了飛機(jī)空氣出口 66以將該 干、冷的空氣排放到飛機(jī)的周圍大氣中。 座艙熱交換器62和動(dòng)力恢復(fù)設(shè)備22之間提供了旁通閥68，以便在需要的時(shí)候?qū)?所排放的空氣直接路由到飛機(jī)空氣出口 66。若考慮到外部壓力狀況，動(dòng)力恢復(fù)設(shè)備22的工 作效率不高，例如若飛機(jī)飛得很低或在地面上飛行，就是這種情況。因此，空氣出口 66可與 水分離器28連接到的空氣出口相同?？商娲?，也可根據(jù)飛機(jī)的需求提供另一空氣出口 。
本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例中還提供了從引擎提供泄放空氣的泄放空氣源52。泄放空氣 源52連接到泄放空氣分配器70，以便空氣可從泄放空氣源52流向泄放空氣分配器70。泄 放空氣分配器70經(jīng)管路和閥71連接到布置在座艙12上游的混合設(shè)備34。由此可通過(guò)混 合直接將泄放空氣用于加熱空氣流，該空氣流被打算供應(yīng)給座艙12并流經(jīng)混合器34連接 到座艙空氣入口 14。 分配器70還經(jīng)泄放空氣閥72連接到另一混合設(shè)備36。用電設(shè)備閥74被并入從 分配器70到諸如機(jī)翼除冰系統(tǒng)之類的其它用電設(shè)備76的連接中，以便這種用電設(shè)備76可 被供應(yīng)泄放空氣。 另一壓縮空氣源56經(jīng)另一閥78連接在泄放空氣閥72與混合器36之間，該源提 供來(lái)自輔助動(dòng)力單元18(APU)和由后者驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)(未示出)的壓縮空氣。閥68、71、72 和78由可被控制設(shè)備20啟動(dòng)的控制閥實(shí)施。當(dāng)然，閥78也可由只讓空氣沿從輔助動(dòng)力單 元18到混合器36的方向流動(dòng)的止回閥實(shí)施，以防止泄放空氣流入輔助動(dòng)力單元18。
另一壓縮空氣源54經(jīng)止回閥80連接到混合設(shè)備36。止回閥80可被連接成被控制 設(shè)備20控制。提供了沖壓空氣入口 82以將空氣從飛機(jī)的周圍大氣供應(yīng)到空氣壓縮機(jī)84。 因此，空氣入口 82和壓縮機(jī)84表示壓縮空氣源54，該壓縮空氣源54從飛機(jī)的周圍大氣提 供壓縮沖壓空氣。在該實(shí)施例中，壓縮機(jī)84連接至動(dòng)力恢復(fù)設(shè)備22和發(fā)動(dòng)機(jī)64。由此在 采用動(dòng)力恢復(fù)設(shè)備22來(lái)從所排放的座艙空氣中恢復(fù)能量時(shí)，壓縮機(jī)84可被動(dòng)力恢復(fù)設(shè)備 22操控?？商娲兀趧?dòng)力恢復(fù)設(shè)備22不作用時(shí)，壓縮機(jī)84還可由發(fā)動(dòng)機(jī)64驅(qū)動(dòng)。例如， 在低海拔處，當(dāng)所排放的座艙空氣與外部空氣之間的溫差和壓差沒(méi)有大到足以有效操控動(dòng) 力恢復(fù)設(shè)備22時(shí)，可能就是這種情況。 總體上，空調(diào)系統(tǒng)因此被設(shè)計(jì)成使得空氣流可從泄放空氣源52和/或沖壓空氣源 54和/或輔助動(dòng)力單元源56通過(guò)受控制設(shè)備20控制的閥72、78以及閥80路由到混合設(shè) 備36。混合器36連接到座艙熱交換器62，以便在混合器36中被混合的空氣流可被傳送到 座艙熱交換器62。 熱量在所排放的座艙空氣與由座艙熱交換器62中的壓縮空氣源52、54、56供應(yīng)的 新鮮空氣之間交換。具體來(lái)說(shuō)，可對(duì)所排放的座艙空氣進(jìn)行加熱，這是因?yàn)閬?lái)自混合器36 的空氣流通常比座艙空氣熱得多。 熱交換器62還在其出口側(cè)的一側(cè)上連接到分配器86，來(lái)自熱交換器62的新鮮空氣被路由到該分配器86。分配器86包括一方面到另一混合設(shè)備38的連接，并且另一方面 連接到冷卻設(shè)備24。優(yōu)選地，冷卻設(shè)備24由電驅(qū)動(dòng)的冷卻設(shè)備實(shí)施。經(jīng)分配器86，空氣流 由此可被路由到電冷卻設(shè)備24以進(jìn)行冷卻，或被傳送到混合設(shè)備38。當(dāng)然，也可能從分配 器86分出分別到冷卻設(shè)備24和到混合器38的部分流。 電冷卻設(shè)備24連接至水分離器26，水分離器26可采用與上述水分配器28類似的 方式實(shí)施。優(yōu)選地，水分離器26、28填充公共貯水器(在圖中用水分離器26和28的連接 表示)。被水分離器26、28分離的水可例如用于潤(rùn)濕座艙空氣、為廁所供水或類似。在先過(guò) 濾以去除污染物和雜質(zhì)后可有利地用作飲用水。 此外，冷卻設(shè)備24連接到加熱設(shè)備30以輸送熱量。因此，可利用冷卻設(shè)備24的廢 熱。加熱設(shè)備30還連接到一個(gè)或多個(gè)外部貯熱器，這些外部貯熱器總的由32指代。由此，
飛機(jī)上所有不正常地連接到空調(diào)系統(tǒng)的貯熱器，特別是那些與空調(diào)系統(tǒng)的空氣入口或空氣 出口之一非流體相連接的貯熱器，可被視為外部貯熱器32。具體來(lái)說(shuō)，權(quán)宜之計(jì)是提供引擎 的熱機(jī)油作為貯熱器32。還可設(shè)想到將飛機(jī)中的熱電子部件和其它任何熱源作為外部貯熱 器。 分配器86可引導(dǎo)空氣流，使得它被引導(dǎo)繞開(kāi)冷卻設(shè)備24。為了這個(gè)目的，可在分 配器86中提供旁通閥。可替代地，旁通閥可被設(shè)置在將待冷卻的空氣引導(dǎo)到冷卻設(shè)備24 的管路中。冷卻設(shè)備24并不依賴于冷卻的沖壓空氣而執(zhí)行冷卻。它獨(dú)立于壓縮空氣冷卻 系統(tǒng)利用提供有沖壓空氣的熱交換器，例如熱交換器42來(lái)運(yùn)行，具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)飛機(jī)在地面 上或處于低海拔處時(shí)，即無(wú)冷沖壓空氣可用時(shí)，可被高效地使用。另外，還可能并且甚至期 望將冷卻設(shè)備24設(shè)置得與剩余部件分離以冷卻空氣流，因?yàn)樗恍枰苯舆B接到?jīng)_壓空 氣的源以進(jìn)行冷卻。盡管如此，它適于冷卻來(lái)自類似于泄放空氣源52和/或沖壓空氣源54 和/或輔助動(dòng)力單元源56的壓縮空氣的源的空氣流。然而，它也可用于冷卻來(lái)自可能未經(jīng) 有效壓縮就提供的，例如在地平面的周圍大氣的空氣。優(yōu)選地，冷卻設(shè)備24適于利用蒸發(fā) 冷卻來(lái)冷卻被引導(dǎo)穿過(guò)該冷卻設(shè)備24的空氣流。 加熱設(shè)備30還連接到熱交換器62后面的排氣管路，以便從座艙12排放的空氣可 被進(jìn)一步加熱。由此，加熱后的座艙空氣與外部空氣之間的溫差和壓差變得更大，并且可特 別有效地操控動(dòng)力恢復(fù)設(shè)備22。 在圖1所示的系統(tǒng)中，冷卻系統(tǒng)24連接到混合器40，混合器40由與混合器38相 連接。 混合器40還連接至熱交換器42。熱交換器42經(jīng)沖壓空氣入口 92被供應(yīng)冷沖壓 空氣，但是沖壓空氣入口 92不必連接到上面提到的壓縮空氣源54的入口 82。熱交換器42 中的熱交換之后，來(lái)自沖壓空氣入口 92的沖壓空氣經(jīng)空氣出口 94被排放到飛機(jī)的周圍大 氣中。當(dāng)然，該出口94也可以是獨(dú)立的，或連接至其它出口 (例如66)，或甚至與它們相同。 沖壓空氣的流入和流過(guò)熱交換器42可由熱交換器入口閥88和熱交換器出口閥90調(diào)節(jié)，熱 交換器入口閥88和熱交換器出口閥90分別布置在入口 92與熱交換器42之間和熱交換器 42與出口 94之間。與不依賴于沖壓空氣的獨(dú)立冷卻設(shè)備24對(duì)比，熱交換器42可被視為提 供有沖壓空氣以冷卻空氣流的空調(diào)系統(tǒng)的子系統(tǒng)的部件。 在相對(duì)于來(lái)自混合器40的空氣流位于下游的熱交換器42的側(cè)部提供了與混合器 34的連接。除了連接到分配器60之外，還存在該混合器34與混合器30之間的經(jīng)另一分配
10器96的連接。因此，可經(jīng)混合器34上游的分配器96在混合點(diǎn)M將待再利用的座艙空氣送 入空氣流。在該點(diǎn)，從熱交換器42流出的空氣流的熱特性與座艙空氣的熱特性在正常情況 下已經(jīng)足夠地相似，因此不需要特殊的混合設(shè)備。當(dāng)然，可替代地，可在混合點(diǎn)M處提供這 種混合設(shè)備。 提供了控制設(shè)備20以通過(guò)控制空調(diào)系統(tǒng)10的各個(gè)部件按照需要控制控制空氣 流。為了清楚起見(jiàn)，控制單元20的表示沒(méi)有使用控制線、電源線、傳感器、計(jì)算單元和與之 相關(guān)聯(lián)的其它部件。控制設(shè)備20被特別設(shè)計(jì)成根據(jù)需求控制空調(diào)系統(tǒng)的各種閥、混合器、 分配器、熱交換器、壓縮空氣源、單元、加熱和冷卻設(shè)備以及其它設(shè)備，以便獲得期望的空氣流。 圖1所示的系統(tǒng)使得來(lái)自三個(gè)不同的壓縮空氣源52、54、56的新鮮空氣能夠根據(jù) 需求并根據(jù)環(huán)境狀況被送入空調(diào)系統(tǒng)10并在混合器36中被融合。在該混合器36中被混 合的空氣流而后可經(jīng)座艙熱交換器62和熱交換器42被冷卻。然而，也可對(duì)空氣流進(jìn)行控 制，以便空氣流經(jīng)電冷卻設(shè)備24而失去熱量，電冷卻設(shè)備24特別適合無(wú)冷沖壓空氣可用， 例如在地平面上的情況。另外，來(lái)自泄放空氣源的泄放空氣可被經(jīng)閥71直接路由到混合器 34。 經(jīng)分配器60和96，從座艙排放的某些空氣可被添加到新鮮空氣中并被再利用。經(jīng) 分配器96可將來(lái)自座艙的空氣添加到被打算供應(yīng)給熱交換器42下游和熱交換器42上游 的座艙12的新鮮空氣流。 空調(diào)系統(tǒng)10的控制設(shè)備20分別具有至少兩種工作模式。第一工作模式被特別地 打算供具有低外部壓力和低外部溫度的高海拔之用。在該第一工作模式下，來(lái)自泄放空氣 源52和壓縮沖壓空氣源54的空氣用于空調(diào)系統(tǒng)10 ;不需要被輔助動(dòng)力單元18壓縮的空 氣。新鮮空氣流在混合器36中被融合，并在熱交換器62中通過(guò)與通過(guò)出口 16從座艙12 排放的空氣交互而被冷卻。之后，經(jīng)冷卻的新鮮空氣的空氣流被經(jīng)分配器86路由到混合器 38，以繞開(kāi)冷卻設(shè)備24。座艙排出空氣中待再利用的部分同樣地被經(jīng)分配器60和96路由 到混合器38，在該混合器38處與新鮮空氣混合。合成的空氣流被經(jīng)混合器40路由到熱交 換器42。入口閥88和出口閥90被設(shè)置為使得該熱交換器42被供應(yīng)冷沖壓空氣，并進(jìn)一步 冷卻來(lái)自混合器40的空氣流?？諝饬魍ㄟ^(guò)空氣入口 14流經(jīng)混合器34進(jìn)入座艙。根據(jù)工 作狀態(tài)和主要需求，在這種工作模式下，僅來(lái)自座艙12的空氣在其穿過(guò)熱交換器42之后被 添加到新鮮空氣流中也是可能的。 在這種工作模式下，座艙空氣中被打算排放到飛機(jī)的周圍大氣中的部分被經(jīng)熱交 換器62路由到動(dòng)力恢復(fù)設(shè)備22。所排放的空氣而后在熱交換器62中被進(jìn)一步加熱；加熱 設(shè)備30也為額外的加熱做出貢獻(xiàn)。由于座艙空氣的狀態(tài)(在熱交換器62中加熱之前約為 20°C，、0.8巴)與外部空氣的狀態(tài)(在高海拔下約為-55t:、0.2巴)之間的差別很大，因此 動(dòng)力恢復(fù)設(shè)備22被特別有效地操控。結(jié)果，連接到動(dòng)力恢復(fù)設(shè)備22的發(fā)動(dòng)機(jī)64可作為發(fā) 電機(jī)被操控，并且沖壓空氣壓縮機(jī)84也可由動(dòng)力恢復(fù)設(shè)備22驅(qū)動(dòng)。旁通閥68在這種工作 狀態(tài)下保持關(guān)閉。 通過(guò)在動(dòng)力恢復(fù)設(shè)備22中輸送動(dòng)力，空氣流變慢并被冷卻。而后該空氣流中水含 量的主要部分在水分離器28中與空氣流分離。優(yōu)選地，分離器28中空氣的溫度約為Ot:， 因此所包含的水會(huì)完全冷凝而不凍結(jié)。通過(guò)為被打算從飛機(jī)中排放出去的座艙空氣使用水分離器28，可降低要攜帶的水的量，由此降低了飛機(jī)的起飛重量，這樣就節(jié)約了能量。如果
水被完全去除(這在分離器28中的溫度由于幾乎完全冷凝而在ot:左右的情況下是可能
的)，假設(shè)一個(gè)典型的中型飛機(jī)，座艙12中的空氣濕度為10_15%，飛行7個(gè)小時(shí)，那么水分 離器28可產(chǎn)生約275kg的水。這種水的某些被空調(diào)系統(tǒng)的傳統(tǒng)空氣加濕裝置(未示出) 引入座艙12的空氣中，而某些來(lái)自于乘客的呼吸和汗液。如先前的情況那樣，這種水沒(méi)有 隨這里表示的系統(tǒng)被損耗，而是被再利用。 第二工作模式特別適合于低海拔或在地面上。在這種情況下，輔助動(dòng)力單元 18(APU)用于產(chǎn)生壓縮空氣。由此產(chǎn)生的壓縮空氣同樣被經(jīng)熱交換器62路由。新鮮空氣通 過(guò)分配器86被路由到以電操控的方式冷卻空氣的冷卻設(shè)備24。經(jīng)冷卻的空氣被路由到混 合器40。根據(jù)需求，來(lái)自于座艙12的空氣可被經(jīng)混合點(diǎn)M之前的分配器60、96和混合器 38、40或更下游供應(yīng)給新鮮空氣流。從混合器40起，空氣流無(wú)論與座艙空氣混合與否，都被 路由到熱交換器42。因此，在正常情況下，沒(méi)有必要設(shè)置閥88和90以便為熱交換器42供 應(yīng)沖壓空氣。然而，外部空氣溫度高時(shí)，熱交換器42也可用于對(duì)穿過(guò)的空氣進(jìn)行加熱。而 后空氣流被路由到混合器34，有可能在混合點(diǎn)M處發(fā)生座艙空氣的首次或再次混合。而后 空氣流被從混合器34路由到座艙12。在這種工作模式下，在空氣出口 16的流動(dòng)分支下游 中，旁通閥68開(kāi)啟，而動(dòng)力恢復(fù)設(shè)備22和水分離器28保持不作用的狀態(tài)。
所描述的兩種工作模式僅表示兩種可能的工作模式。控制設(shè)備20被設(shè)計(jì)成根據(jù) 需求控制空調(diào)系統(tǒng)IO以便能夠采用任何期望的中間模式。例如，在中間模式下，可經(jīng)系統(tǒng) 的不同支路路由部分流，并且/或者可既使用電冷卻設(shè)備24又使用兩個(gè)熱交換器62和42。
在所描述的系統(tǒng)，特別可能的是，以特別簡(jiǎn)單的方式繞開(kāi)或替換故障部件，這為系 統(tǒng)提供內(nèi)在冗余。 圖2中表示出與圖1所表示的系統(tǒng)類似的空調(diào)系統(tǒng)10。差別涉及利用沖壓空氣冷 卻空氣流的方式。對(duì)于在圖2所示的系統(tǒng)中，新鮮空氣和排放的被再循環(huán)到座艙12的空氣 在分離的沖壓空氣熱交換器中被冷卻。為此，分配器96沒(méi)有像圖1中那樣連接到混合器38， 而是連接到二次熱交換器100。類似于熱交換器42，二次熱交換器100連接到與沖壓空氣 入口 108相連接的入口閥104。熱交換器100在沖壓空氣的出口側(cè)連接到出口閥106，出口 閥106又與沖壓空氣出口 110相通。在這種情況下，權(quán)宜之計(jì)可能是將熱交換器42和100 的沖壓空氣入口 92和104以及出口 94和108連在一起。作為另一替代，也可以讓入口 92 和104以及出口 94和108分別成為同一個(gè)。 作為圖1那樣的混合器38布置在分配器86與混合器40之間的代替，用于新鮮空 氣的分配器86直接連接到混合器40。新鮮空氣流中直接來(lái)自于分配器86的部分和新鮮空 氣流中經(jīng)冷卻設(shè)備24路由的部分可在混合器40中被混合到一起，如圖1所示的系統(tǒng)那樣。 類似于圖1中的系統(tǒng)，混合器40到熱交換器42之間有一連接?；旌掀?02設(shè)在熱交換器 42的下游，在該混合器中，來(lái)自熱交換器42的新鮮空氣流可與再循環(huán)的座艙空氣的流進(jìn)行 混合。為此，混合器102還連接到二次熱交換器IOO，經(jīng)冷卻的座艙空氣可流經(jīng)該二次熱交 換器IOO。為了使熱交換器100可被繞開(kāi)，在分配器96和混合點(diǎn)N之間提供了連接。這里， 未經(jīng)熱交換器IOO路由的座艙空氣可被送入到達(dá)混合器102的管路。因此，作為變體，混合 設(shè)備也可布置在混合點(diǎn)N處。 被供應(yīng)沖壓空氣的熱交換器100用于在已從座艙12排放出來(lái)的再循環(huán)空氣與來(lái)
12自壓力源52、54和56中的一個(gè)或多個(gè)壓力源的新鮮空氣融合之前對(duì)其進(jìn)行冷卻。因此，新 鮮空氣和再利用的座艙空氣可被分開(kāi)冷卻。結(jié)果，各個(gè)熱交換器可更小且更輕，并且空氣流 的控制和冷卻達(dá)到了更高的靈活度和準(zhǔn)確度。 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員很容易就能認(rèn)識(shí)到，根據(jù)本發(fā)明的空調(diào)系統(tǒng)提供了大量將新 鮮空氣與座艙空氣混合并供應(yīng)給飛機(jī)座艙的可行方案。這為對(duì)飛機(jī)外部狀況和飛機(jī)上的需 求作出反應(yīng)提供了高度的靈活性。通過(guò)特別有效地使用座艙排出空氣來(lái)恢復(fù)水和恢復(fù)能 量，飛機(jī)座艙的空調(diào)同時(shí)能夠以特別有效和節(jié)能的方式實(shí)施。這特別涉及以下事實(shí)能夠節(jié) 約泄放空氣，這導(dǎo)致可觀的燃料節(jié)約。負(fù)荷可根據(jù)需求分布于不同的部件，例如不同的壓縮 空氣源，這降低了每個(gè)部件的總負(fù)荷。這使得服務(wù)壽命更長(zhǎng)，故障概率更低。另外，因?yàn)橄?統(tǒng)由于其靈活性而加入了冗余，因此在空調(diào)系統(tǒng)的一個(gè)部件失效的情況下，還可容易地維 持整個(gè)系統(tǒng)的至少部分功能。
權(quán)利要求
一種用于飛機(jī)座艙(12)的空調(diào)系統(tǒng)(10)，具有至少一個(gè)空氣入口(14)，用于向所述座艙(12)供應(yīng)空氣；至少一個(gè)空氣出口(16)，用于從所述座艙(12)排放空氣；至少一個(gè)壓縮空氣源(52，54，56)，適于提供加壓新鮮空氣，以經(jīng)所述至少一個(gè)空氣入口(14)供應(yīng)給所述座艙(12)；熱交換器(42)，被供應(yīng)來(lái)自沖壓空氣入口(92)的沖壓空氣，以冷卻來(lái)自所述至少一個(gè)壓縮空氣源(52，54，56)的空氣，其中所述熱交換器(42)布置在所述座艙(12)的空氣入口(14)的上游；其中所述空調(diào)系統(tǒng)(10)包括座艙空氣熱交換器(100)，該座艙空氣熱交換器(100)被設(shè)計(jì)成被經(jīng)所述至少一個(gè)空氣出口(16)供應(yīng)從所述座艙(12)排放的并被打算再次供應(yīng)給所述座艙(12)的空氣，其中所述座艙空氣熱交換器(100)布置在所述至少一個(gè)空氣出口(16)的下游和點(diǎn)(N)的上游，在該點(diǎn)(N)處，來(lái)自所述至少一個(gè)壓力源(52，54，56)的新鮮空氣與來(lái)自所述座艙(12)的被打算再次供應(yīng)給所述座艙的空氣混合；其中在所述混合點(diǎn)(N)的下游和所述至少一個(gè)座艙空氣入口(14)的上游進(jìn)一步提供混合設(shè)備(34)，該設(shè)備適于將來(lái)自泄放空氣源(52)的泄放空氣與流經(jīng)所述混合點(diǎn)(N)的空氣進(jìn)行混合。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的空調(diào)系統(tǒng)，其中用于冷卻從所述座艙(12)排放的空氣的所述座艙空氣熱交換器(100)也被設(shè)計(jì) 成被供應(yīng)來(lái)自沖壓空氣入口 (108)的沖壓空氣。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的空調(diào)系統(tǒng)，其中用于冷卻新鮮空氣的所述熱交換器(42)布置在所述混合點(diǎn)(N)的上游。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的空調(diào)系統(tǒng)，其中在所述混合點(diǎn)(N)處提供適于融合新鮮空氣流和座艙空氣流的混合設(shè)備。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的空調(diào)系統(tǒng)，其中所述空調(diào)系統(tǒng)(10)包括壓縮空氣源、泄放空氣源(52)、壓縮沖壓空氣(54)的源和 由輔助動(dòng)力單元(18)壓縮的空氣的源。
6. —種用于飛機(jī)座艙(12)的空調(diào)系統(tǒng)(IO)，具有 至少一個(gè)空氣入口 (14)，用于向所述座艙(12)供應(yīng)空氣；至少一個(gè)空氣出口 (16)，用于排放座艙空氣；其中所述空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)一步包括動(dòng)力恢復(fù) 設(shè)備(22)，該動(dòng)力恢復(fù)設(shè)備(22)位于所述座艙(12)的至少一個(gè)空氣出口 (16)的下游，用 于恢復(fù)來(lái)自所排放的座艙空氣的能量；其特征在于，連接至外部貯熱器(32)的加熱設(shè)備(30)，用于加熱從所述座艙(12)排放 的空氣，布置在所述座艙(12)的下游。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的空調(diào)系統(tǒng)，其中所述加熱設(shè)備(30)與外部貯熱器(32)布置在所述動(dòng)力恢復(fù)設(shè)備(22)的上游。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的空調(diào)系統(tǒng)，其中熱交換器(62)布置在所述加熱設(shè)備(30)與外部貯熱器(32)的上游和所述空氣 出口 (16)的下游。
9. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的空調(diào)系統(tǒng)，其中所述熱交換器(62)適于促進(jìn)從所述座艙(12)排放的空氣與來(lái)自于一個(gè)或多個(gè)壓 縮空氣源(52， 54， 56)的新鮮空氣之間的熱交換。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6-9中任一項(xiàng)所述的空調(diào)系統(tǒng)， 其中所述至少一個(gè)貯熱器(32)包括熱機(jī)油。
11. 根據(jù)權(quán)利要求6-10中任一項(xiàng)所述的空調(diào)系統(tǒng)， 其中所述空調(diào)系統(tǒng)(10)進(jìn)一步包括輔助動(dòng)力單元(18)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的空調(diào)系統(tǒng)，其中所述動(dòng)力恢復(fù)設(shè)備(22)適于驅(qū)動(dòng)所述輔助動(dòng)力單元(18)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求6-11中任一項(xiàng)所述的空調(diào)系統(tǒng)，其中所述空調(diào)系統(tǒng)(10)進(jìn)一步包括連接至沖壓空氣壓縮機(jī)(84)的發(fā)動(dòng)機(jī)(64)， 其中所述動(dòng)力恢復(fù)設(shè)備(22)連接至所述發(fā)動(dòng)機(jī)(64)和所述沖壓空氣壓縮機(jī)(64)，使 得在所述動(dòng)力恢復(fù)設(shè)備(22)由所排放的座艙空氣驅(qū)動(dòng)的工作模式下，所述動(dòng)力恢復(fù)設(shè)備 (22)適于驅(qū)動(dòng)所述沖壓空氣壓縮機(jī)(84)和具有發(fā)電機(jī)功能的所述發(fā)動(dòng)機(jī)(64)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求6-13中任一項(xiàng)所述的空調(diào)系統(tǒng)， 其中所述動(dòng)力恢復(fù)設(shè)備(22)由渦輪機(jī)實(shí)施。
15. —種用于飛機(jī)座艙(12)的空調(diào)系統(tǒng)(IO)，具有 至少一個(gè)空氣入口 (14)，用于向所述座艙(12)供應(yīng)空氣； 至少一個(gè)空氣出口 (16)，用于排放座艙空氣；至少一個(gè)水分離器(28)，布置在所述座艙(12)的空氣出口 (16)的下游； 其中所提供的至少一個(gè)水分離器(28)用于被打算排放到所述飛機(jī)的周圍大氣中的空 氣的通流。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的空調(diào)系統(tǒng)，其中所述空調(diào)系統(tǒng)(10)包括布置在所述座艙(12)的空氣出口 (16)的下游的至少一 個(gè)動(dòng)力恢復(fù)設(shè)備(22)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的空調(diào)系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)水分離器(28)布置在所述至少一個(gè)動(dòng)力恢復(fù)設(shè)備(22)的下游。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的空調(diào)系統(tǒng)，所述至少一個(gè)水分離器(28)布置在所述至少一個(gè)動(dòng)力恢復(fù)設(shè)備(22)的上游。
19. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的空調(diào)系統(tǒng)，其中至少一個(gè)水分離器(26)布置在所述座艙(12)的上游，至少一個(gè)水分離器(28)布 置在所述座艙(12)的下游。
20. —種飛機(jī)，具有根據(jù)權(quán)利要求1-19中任一項(xiàng)所述的空調(diào)系統(tǒng)(10)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于飛機(jī)座艙(12)的空調(diào)系統(tǒng)(10)，具有至少一個(gè)空氣入口(14)，用于向所述座艙(12)供應(yīng)空氣；至少一個(gè)空氣出口(16)，用于從所述座艙(12)排放空氣；以及至少一個(gè)壓縮空氣源(52，54，56)，適于提供加壓新鮮空氣，以經(jīng)所述至少一個(gè)空氣入口(14)供應(yīng)給所述座艙(12)。所述空調(diào)系統(tǒng)(10)進(jìn)一步包括熱交換器(42)，被供應(yīng)來(lái)自沖壓空氣入口(92)的沖壓空氣，以冷卻來(lái)自所述壓縮空氣源(52，54，56)的空氣，其中所述熱交換器(42)布置在所述座艙(12)的空氣入口(14)的上游。意圖是所述空調(diào)系統(tǒng)(10)包括座艙空氣熱交換器(100)，該座艙空氣熱交換器(100)被設(shè)計(jì)成被供應(yīng)從所述座艙(12)排放的空氣，其中所述座艙空氣熱交換器(100)布置在所述至少一個(gè)空氣出口(16)的下游和點(diǎn)(N)的下游，在該點(diǎn)(N)處，新鮮空氣與來(lái)自所述座艙(12)的空氣混合。
文檔編號(hào)B64D41/00GK101743166SQ200880024212
公開(kāi)日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2008年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月11日
發(fā)明者亨里克·德林, 克勞斯·迪特·克里克, 卡特婭·瑪麗亞·維爾克, 約爾格·克雷默斯 申請(qǐng)人:空中客車作業(yè)有限公司