航空器的环境控制装置和操作环境控制装置的方法与流程

本公开涉及一种航空器的环境控制装置和操作环境控制装置的方法，该环境控制装置除了控制电力推进航空器的飞行中温度、压力、湿度等之外，还能够提供燃料电池动力传动系所需的压缩空气或冷却空气(chilling air)。

背景技术：

1、航空器可以配备有环境控制装置。环境控制装置可以从发动机提取高温和高压的压缩空气，并且提取的压缩空气可以在利用空调装置调节温度和压力之后被供应到机舱或驾驶舱。

2、环境控制装置可以执行诸如控制内部空间的压力、供应足够的空气以使人员舒适地呆在内部空间中以及控制内部空间中的湿度和对内部空间制热/制冷的多种功能。

3、作为空气调节器，可以使用包括例如一个或多个热交换器、压缩机和一个或多个涡轮机的空气循环机。这种空气循环机可以被配置为从发动机获得引气。

4、随着航空器的电气化的逐步发展，可以使用一种通过将马达联接到空气循环机并供应由发动机产生的电力来操作空气循环机的方法。在这样的实施方式中，空气循环机也可以在能量供应方面连接到发动机。

5、已经研究和开发了一种利用燃料电池作为动力源的电力推进航空器。然而，在这种情况下，马达、逆变器等代替发动机，因此可能需要用于在没有发动机的情况下控制飞行中温度、压力、湿度等的新型环境控制装置。此外，可能还需要一种用于燃料电池动力传动系的热管理的装置。

6、提供本背景技术部分中的描述是为了增强对本公开的背景的理解，因此上述描述可能包含本领域技术人员已知的现有技术以外的描述。

技术实现思路

1、下面的技术实现要素：呈现了对某些特征的简化总结。发明内容不是详尽的概述并且不旨在确定关键点或关键要素。

2、本公开的一方面提供一种航空器的环境控制装置和操作环境控制装置的方法，该环境控制装置除了控制电力推进航空器的飞行中温度、压力、湿度等之外，还能够提供燃料电池动力传动系所需的压缩空气或冷却空气。

3、一种环境控制装置可以包括：轴，安装在航空器中并联接到马达，其中马达被配置为使轴旋转；压缩机，连接到轴，其中压缩机被配置为压缩引入航空器中的外部空气，以形成温度升高的压缩空气流；热交换器，被配置为使得在温度升高的压缩空气与引入航空器中的另外的外部空气的一部分之间进行热交换；以及涡轮机，联接到轴，其中涡轮机被配置为使经热交换的压缩空气膨胀以形成冷却空气流。

4、航空器可以包括：第一空气进口，外部空气通过该第一空气进口引入；第二空气进口，外部空气通过该第二空气进口引入；第一外部空气管线，形成从第一空气进口到压缩机的流动路径；以及第二外部空气管线，形成从第二空气进口到压缩机的流动路径。第二空气进口的外部空气可以是冲压空气。

5、压缩机可以包括第一级压缩机和第二级压缩机。增压管线可以连接在第一级压缩机的出口和第二级压缩机的入口之间。第一外部空气管线可以连接到第一级压缩机的入口。第二外部空气管线可以连接到增压管线以与第二级压缩机连通。

6、连接第一空气进口与航空器的内部空间的第一引入管线和连接第一空气进口与热交换器的第二引入管线可以从第一外部空气管线分支。进气风扇可以安装在第一引入管线和第二引入管线中的每一个中。

7、第一制热管线可以在热交换器的下游连接到第二引入管线。制热热交换器可以设置在第一制热管线和第一引入管线之间。

8、环境控制装置可以包括：第一排气管线，在制热热交换器的下游连接到第一制热管线；第二排气管线，连接在第一制热管线中的制热热交换器的上游；以及第一阀，安装在第一制热管线和第二排气管线之间。

9、环境控制装置可以包括：引导管线，使压缩机的出口和涡轮机的入口相互连通，其中引导管线上设置有热交换器；以及第一空气供应管线，从引导管线分支以将压缩空气供应到航空器中的空气供应装置。

10、第二制热管线可以连接在第一空气供应管线和第一引入管线之间。第二阀可以安装在第一空气供应管线和第二制热管线之间。第三阀可以安装在第一引入管线和第二制热管线之间。

11、连接第二空气进口和航空器的内部空间的第三引入管线和连接第二空气进口和热交换器的第四引入管线可以从第二外部空气管线分支。第三引入管线可以连接到第一引入管线。第四引入管线可以连接到第二引入管线。

12、环境控制装置可以包括：第二空气供应管线，连接到第二外部空气管线，以向航空器中的空气供应装置供应冲压空气。

13、空气供应装置可以设置在航空器的燃料电池动力传动系中，以向燃料电池组供应空气。

14、可以安装第五阀，以选择性地连接第二外部空气管线、第二空气供应管线和增压管线中的至少两个。

15、环境控制装置可以包括：冗余管线，连接在第三引入管线和增压管线之间，以供应由第一级压缩机压缩的空气以及冲压空气；以及第七阀，安装在冗余管线和第三引入管线之间。

16、环境控制装置可以包括：第一开关阀，安装在第一外部空气管线中；以及第二开关阀，安装在第四引入管线中。第一开关阀和第二开关阀以相反的方式打开和关闭(例如，当第二开关阀关闭时第一开关阀打开或者当第二开关阀打开时第一开关阀关闭)。

17、环境控制装置可以包括：冷却管线，连接到涡轮机，以向航空器中的散热装置供应冷却空气。

18、散热装置可以设置在航空器的燃料电池动力传动系中。

19、制冷管线可以连接到冷却管线。制冷热交换器可以设置在制冷管线和第一引入管线之间。第四阀可以安装在制冷管线和冷却管线之间。

20、在下面将更详细地描述上述以及其他特征和优点。

技术特征：

1.一种环境控制装置，包括：

2.根据权利要求1所述的环境控制装置，其中所述航空器包括：

3.根据权利要求2所述的环境控制装置，其中，

4.根据权利要求3所述的环境控制装置，其中，

5.根据权利要求4所述的环境控制装置，其中，

6.根据权利要求5所述的环境控制装置，进一步包括：

7.根据权利要求4所述的环境控制装置，进一步包括：

8.根据权利要求7所述的环境控制装置，其中，

9.根据权利要求4所述的环境控制装置，其中，

10.根据权利要求9所述的环境控制装置，进一步包括：

11.根据权利要求7所述的环境控制装置，其中所述空气供应装置设置在所述航空器的燃料电池动力传动系中，以向燃料电池组供应空气。

12.根据权利要求10所述的环境控制装置，其中所述空气供应装置设置在所述航空器的燃料电池动力传动系中，以向燃料电池组供应空气。

13.根据权利要求10的环境控制装置，其中第五阀联接到所述第二外部空气管线、所述第二空气供应管线以及所述增压管线。

14.根据权利要求10所述的环境控制装置，进一步包括：

15.根据权利要求10所述的环境控制装置，进一步包括：

16.根据权利要求1所述的环境控制装置，进一步包括：

17.根据权利要求16所述的环境控制装置，其中所述散热装置设置在所述航空器的燃料电池动力传动系中。

18.根据权利要求16所述的环境控制装置，其中，

技术总结本公开涉及一种航空器的环境控制装置和操作环境控制装置的方法。该环境控制装置包括：轴，安装在航空器中并联接到马达以便可旋转；压缩机，连接到轴以便可旋转，压缩机绝热压缩引入航空器中的外部空气以形成温度升高的压缩空气流；热交换器，使得在温度升高的压缩空气与引入航空器中的外部空气的一部分之间进行热交换；以及涡轮机，连接到所述轴以便可旋转，涡轮机使经热交换的压缩空气绝热膨胀以形成冷却空气流。技术研发人员：金贵泽,黄智援,金美辰,郑遇锡受保护的技术使用者：现代自动车株式会社技术研发日：技术公布日：2024/5/20