BR102017008234A2

BR102017008234A2 - Environmental control system

Info

Publication number: BR102017008234A2
Application number: BR102017008234-2A
Authority: BR
Inventors: J. Bruno Louis; W. Hipsky Harold
Original assignee: Hamilton Sundstrand Corporation
Priority date: 2016-04-22
Filing date: 2017-04-20
Publication date: 2017-10-31
Also published as: EP3236078A1; CA2964987A1; CN107303949A; US20170306786A1; CN107303949B; EP3236078B1; US10731501B2

Abstract

é fornecido um sistema de controle ambiental. o sistema inclui uma primeira entrada fornecendo um meio de uma fonte; um dispositivo de compressão em comunicação com a primeira entrada; e pelo menos um trocador de calor. o dispositivo de compressão inclui um compressor que recebe o meio e uma turbina a jusante do compressor. o sistema é alimentado por energia mecânica do meio e por energia elétrica através de um motor. a potência de entrada do motor é menor ou igual a 0,5 quilowatt por libra por minuto do meio comprimido.

Description

“SISTEMA DE CONTROLE AMBIENTAL” FUNDAMENTOS

[001] Em geral, com relação aos sistemas de condicionamento de ar de aeronave presentes, a pressurização e o resfriamento da cabine são alimentados por meio de pressões de sangria do motor em cruzeiro. Por exemplo, ar pressurizado de um motor da aeronave é fornecido a uma cabine através de uma série de sistemas que alteram as temperaturas e as pressões do ar pressurizado. Para alimentar esta preparação do ar pressurizado, a única fonte de energia é a pressão do ar em si. Como um resultado, os sistemas de condicionamento de ar presentes sempre necessitaram de pressões relativamente altas em cruzeiro. Infelizmente, em vista de uma tendência global na indústria aeroespacial para aeronaves mais eficientes, as pressões relativamente altas fornecem eficiência limitada em relação a queima de combustível do motor.

SUMÁRIO

[002] De acordo com uma modalidade, um sistema de controle ambiental é fornecido. O sistema inclui uma primeira entrada fornecendo um meio de uma fonte; um dispositivo de compressão em comunicação com a primeira entrada; e pelo menos um trocador de calor. O dispositivo de compressão inclui um compressor que recebe o meio e uma turbina a jusante do compressor. O sistema é alimentado por energia mecânica do meio e por energia elétrica através de um motor. A potência de entrada do motor é menor ou igual a 0,5 quilowatt por libra por minuto do meio comprimido.

[003] Características e vantagens adicionais são atingidas por meio de técnicas das modalidades deste documento. Outras modalidades e aspectos das mesmas são descritas em detalhes neste documento e são consideradas uma parte das reivindicações. Para uma melhor compreensão das modalidades com as vantagens e as características, consultem a descrição e os desenhos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[004] A matéria é particularmente indicada e distintamente reivindicada nas reivindicações na conclusão do relatório descritivo. As características anteriores e outras características e vantagens das mesmas são evidentes a partir da descrição detalhada a seguir tomada em conjunto com os desenhos nos quais: A FIG. 1 é um diagrama de um esquemático de um sistema de controle ambiental de acordo com uma modalidade; A FIG. 2 é exemplo de operação de um sistema de controle ambiental de acordo com uma modalidade; A FIG. 3 é um diagrama de esquemáticos de difusores de um dispositivo de compressão de acordo com uma modalidade; A FIG. 4 é um diagrama de esquemáticos de enflechamento de rotor de compressor de acordo com uma modalidade; A FIG. 5 ilustra um diagrama de colocação de sangria de ressalto de acordo com uma modalidade; e A FIG. 6 é um diagrama de esquemático de um canal de fluxo misto de acordo com uma modalidade.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[005] Uma descrição detalhada de uma ou mais modalidades do aparelho e do método divulgados é aqui apresentada a título de exemplificação e não limitação com referência às FIGS.

[006] Modalidades deste documento fornecem um sistema de controle ambiental que utiliza pressões de sangria para alimentar o sistema de controle ambiental e para fornecer pressurização de cabine e resfriamento a uma alta eficiência de queima de combustível do motor juntamente com a inclusão de um motor para auxiliar nas operações de compressão do sistema de controle ambiental.

[007] Em geral, as modalidades do sistema de controle ambiental podem incluir um ou mais trocadores de calor e um dispositivo de compressão. Um meio, sangrado a partir de um local de baixa pressão de um motor, flui através dos um ou mais trocadores de calor para uma câmara. Voltando agora para a FIG. 1, um sistema 100 que recebe um meio de uma entrada 101 e fornece uma forma condicionada do meio para uma câmara 102 é ilustrado. O sistema 100 compreende um dispositivo de compressão 120 e um trocador de calor 130. Os elementos do sistema são conectados por meio de válvulas, tubos, canos e semelhantes. As válvulas são dispositivos que regulam, dirigem e/ou controlam um fluxo de um meio através da abertura, fechamento ou obstrução parcial de várias passagens dentro dos tubos, canos, etc. do sistema 100. As válvulas podem ser operadas por atuadores, de modo que taxas de fluxo do meio em qualquer porção do sistema 100 possam ser reguladas até um valor desejado.

[008] Como mostrado na FIG. 1, um meio pode fluir de uma entrada 101 através do sistema 100 para uma câmara 102, como indicado por setas de linhas sólidas A, B. No sistema 100, o meio pode fluir através do dispositivo de compressão 120, através do trocador de calor 130, do dispositivo de compressão 120 para o trocador de calor 130, do trocador de calor 130 para o dispositivo de compressão 120, etc.

[009] O meio, em geral, pode ser ar, enquanto outros exemplos incluem gases, líquidos, sólidos fluidizados ou pastas. Quando o meio estiver sendo fornecido por um motor conectado ao sistema 100, tal como da entrada 101, o meio pode ser denominado no presente documento como ar de sangria. Com relação ao ar de sangria, um local de baixa pressão do motor (ou uma unidade de potência auxiliar) pode ser utilizado para fornecer o meio num nível de pressão inicial próximo de uma pressão do meio, uma vez que ele esteja na câmara 102 (por exemplo, a pressão de câmara).

[0010] Por exemplo, continuando com o exemplo de aeronave acima, o ar pode ser fornecido ao sistema de controle ambiental por ser "sangrado" de um estágio de compressor de um motor de turbina. A temperatura, umidade e pressão deste ar de sangria variam amplamente dependendo de um estágio de compressor e das revoluções por minuto do motor de turbina. Uma vez que um local de baixa pressão do motor é utilizado, o meio pode estar ligeiramente acima ou ligeiramente abaixo da pressão na câmara 102. A sangria do meio nessa pressão tão baixa do local de baixa pressão causa menos queima de um combustível do que a sangria de ar de um local de pressão mais alta. No entanto, como o meio está começando neste nível de pressão inicial relativamente baixo e como uma queda de pressão ocorre através dos um ou mais trocadores de calor, o meio pode cair abaixo da pressão de câmara enquanto o meio está fluindo através do trocador de calor 130. Quando a pressão do meio estiver abaixo da pressão de câmara, o meio não fluirá para a câmara para fornecer pressurização e condicionamento de temperatura.

[0011] Para obter a pressão desejada, o ar de sangria pode ser comprimido quando ele é passado através do dispositivo de compressão 120. O dispositivo de compressão 120 é um dispositivo mecânico que controla e manipula o meio (por exemplo, aumentando a pressão de ar de sangria). Exemplos de um dispositivo de compressão 120 incluem uma máquina de ciclo de ar, uma máquina de três rodas, uma máquina de quatro rodas, etc. A compressão pode incluir um compressor, tal como um compressor centrífugo, de fluxo diagonal ou misto, de fluxo axial, alternativo, de pistão de líquido iônico, de parafuso rotativo, de palheta rotativa, de labirinto, de diafragma, de bolha de ar, etc. Além disso, os compressores podem ser acionados por um motor ou pelo meio (por exemplo, ar de sangria, ar de descarga de câmara e/ou ar de recirculação), através de uma turbina.

[0012] O trocador de calor 130 é um dispositivo construído para transferência de calor eficiente de um meio para outro. Exemplos de trocadores de calor incluem trocadores de calor de tubo duplo, casco e tubo, placa, placa e casco, roda adiabática, aleta de placa, placa de travesseiro e de fluido. Numa modalidade, ar forçado por um ventilador (por exemplo, via métodos de empurrar ou puxar) pode ser soprado através do trocador de calor a um fluxo de ar de resfriamento variável para controlar uma temperatura de ar final do ar de sangria.

[0013] O sistema 100 da FIG. 1 será descrito agora com referência à FIG. 2, em vista do exemplo de aeronave. A FIG. 2 representa um esquemático de um sistema 200 (por exemplo, uma modalidade do sistema 100) com uma assistência de motor como ele poderia ser instalado numa aeronave. O sistema 200 é um exemplo de um sistema de controle ambiental de uma aeronave que fornece abastecimento de ar, controle térmico e pressurização de cabine para a tripulação e os passageiros da aeronave. O sistema 200 pode ser acionado por um meio, por exemplo, pelo recebimento de ar de sangria a uma pressão de sangria de aproximadamente 40 psia no solo e tão baixa como 2 psia abaixo da pressão da cabine na entrada do compressor em cruzeiro.

[0014] O sistema 200 ilustra o ar de sangria fluindo na entrada 201 (por exemplo, fora de um motor de uma aeronave ou unidade de potência auxiliar numa taxa de fluxo, pressão, temperatura e umidade iniciais) que, por sua vez, é fornecido para uma câmara 202 (por exemplo, cabine, convés de voo, etc.) numa taxa de fluxo, pressão, temperatura e umidade finais. O sistema 200 inclui um casco 210 para receber e dirigir ar de pressão dinâmica através do sistema 200. Notem que, com base na modalidade, uma exaustão do sistema 200 pode ser enviada para uma saída (por exemplo, libera para o ar ambiente através do casco 210). Notem também que o sistema 200 é projetado para trabalhar com pressões de sangria perto de uma pressão da câmara 202 (por exemplo, pressão de cabine ou pressão de câmara) durante cruzeiro.

[0015] O sistema 200 ilustra ainda válvulas V1-V3, pelo menos um trocador de calor 220, uma máquina de ciclo de ar 240 (que inclui uma turbina 243, um compressor 244, um motor 247, um ventilador 248 e um eixo 249), um reaquecedor 250, um condensador 260 e um extrator de água 270, cada um dos quais é conectado via tubos, canos e semelhantes. Notem que o pelo menos um trocador de calor 220 é um exemplo do trocador de calor 130 conforme descrito acima. Além disso, numa modalidade, o pelo menos um trocador de calor pode ser um trocador de calor secundário a jusante de um trocador de calor primário (não mostrado). Notem também que a máquina de ciclo de ar 240 é um exemplo do dispositivo de compressão 120, conforme descrito acima.

[0016] A máquina de ciclo de ar 240 controla/regula uma temperatura, uma umidade e uma pressão de um meio (por exemplo, aumentando a pressão de um ar de sangria). A turbina 243 é um dispositivo mecânico que aciona o compressor 244 e o ventilador 248 via o eixo 249. O compressor 244 é um dispositivo mecânico que aumenta a pressão do ar de sangria recebido do primeiro trocador de calor.

[0017] O motor 247 é um dispositivo mecânico/elétrico que também pode acionar o compressor 244 e o ventilador 248 via o eixo 249. O motor 247 pode ser montado numa máquina de ciclo de ar (ou a máquina de ciclo de ar inclui um compressor acionado por motor elétrico adicional). Notem que num sistema de controle ambiental convencional, um motor elétrico pode ser usado para reforçar a pressão quando a pressão de sangria entrando no sistema de controle ambiental convencional é menor que uma pressão de cabine (por exemplo, tanto quanto 5 psi abaixo da pressão de cabine). A quantidade de energia usada por este motor elétrico do sistema de controle ambiental convencional é significativa, visto que o ar entrando no sistema de pressurização pode estar tão baixo quanto 5 psi abaixo da pressão de cabine. Em contraste com o motor elétrico do sistema de controle ambiental convencional, o motor 247 é significativamente mais baixo em potência. O motor 247 fornece assistência conforme necessário, devido ao sistema 200 ser configurado para receber o meio em ou dentro de 2,5 psi da pressão de câmara numa entrada do compressor 240. Desta forma, o sistema 200 evita os desafios de energia observados acima, juntamente com desafios pertencentes a resfriamento de líquido de acionamentos de motor de alta energia não discutidos aqui do sistema de controle ambiental convencional. Além disso, o sistema 200 pode utilizar um subsistema elétrico numa frequência constante ou uma frequência variável para alimentar o motor 247.

[0018] O ventilador 248 é um dispositivo mecânico que pode forçar via métodos de empurrar ou puxar ar através do casco 210 através do trocador de calor secundário 220 num fluxo de ar de resfriamento variável. Assim, a turbina 243, o compressor 244 e o ventilador 248 juntos ilustram, por exemplo, que a máquina de ciclo de ar 240 pode operar como uma máquina de ciclo de ar de três rodas que utiliza ar recirculado da câmara 202.

[0019] O reaquecedor 250 e o condensador 260 são tipos específicos de trocador de calor. O extrator de água 270 é um dispositivo mecânico que executa um processo de tirar água de qualquer fonte, tal como ar de sangria, ou temporariamente ou permanentemente. Juntos, o reaquecedor 250, o condensador 260 e/ou o extrator de água 270 podem combinar para serem um separador de água de alta pressão.

[0020] Uma operação do sistema será agora descrita com respeito a um modo de alta pressão. Durante o modo de alta pressão, ar de alta pressão alta temperatura da entrada 201 via a válvula VI entra no compressor 244 da máquina de ciclo de ar 240. O compressor 244 pressuriza ainda o ar e no processo o aquece. O ar entra, então, no pelo menos um trocador 220, onde ele é resfriado por ar de pressão dinâmica até aproximadamente a temperatura ambiente para produzir ar de alta pressão frio. Este ar de alta pressão frio entra no separador de água de alta pressão, onde o ar passa através do reaquecedor 250, onde ele é resfriado; do condensador 260 onde ele é resfriado por ar da turbina 243 da máquina de ciclo de ar 240; do extrator de água 270 onde a umidade do ar é removida; e do reaquecedor 250, onde o ar é aquecido de volta até quase a mesma temperatura que ele começou quando ele entrou no separador de água de alta pressão. O ar quente a alta pressão e agora seco entra na turbina 243, onde ele é expandido e o trabalho extraído. O trabalho da turbina 243, aciona tanto o compressor 244 quanto o ventilador 248 que é usado para puxar um fluxo de ar de pressão dinâmica através de pelo menos um trocador 220. Após deixar a turbina 243, o ar frio, tipicamente abaixo do congelamento, resfria o ar úmido momo no condensador 260. Depois que o ar deixar o condensador 260, ele é enviado para condicionar a câmara 202.

[0021] O modo de operação de alta pressão pode ser usado em condições de voo quando a pressão do motor for adequada para acionar o ciclo ou quando uma temperatura da câmara 202 exigir o mesmo. Por exemplo, condições como marcha lenta em solo, táxi, decolagem, subida, descida e condições de espera teriam a máquina de ciclo de ar 240 operando no modo de alta pressão. Além disso, condições de cruzeiro de alta altitude temperatura extrema poderíam resultar na máquina de ciclo de ar 240 operando no modo de alta pressão.

[0022] Notem que quando operando no modo de alta pressão, é possível que o ar que deixa o compressor 244 ultrapasse uma temperatura de autoignição do combustível (por exemplo, 400F para o estado estacionário e 450F para transiente). Nesta situação, ar da saída do trocador de calor 220 é canalizado pela válvula V2 para a entrada do compressor 244. Isto abaixa a temperatura de entrada do ar que entra na entrada do compressor 244 e agora, como resultado, o ar que deixa o compressor 244 está abaixo da temperatura de autoignição do combustível.

[0023] Uma operação do sistema será agora descrita com respeito a um modo de baixa pressão. Durante o modo de baixa pressão, o ar da entrada 201 via a válvula VI entra no compressor 244. O compressor 244 pressuriza ainda o ar e no processo o aquece. O ar entra, então, no pelo menos um trocador 220, onde ele é resfriado por ar de pressão dinâmica até uma temperatura requerida pela câmara 202. O ar frio, então, vai diretamente para a câmara 202 via válvula V3.

[0024] O modo de baixa pressão pode ser usado em condições de voo em que a pressão do ar de sangria entrando na máquina de ciclo de ar 240 é maior do que aproximadamente 1 psi acima da pressão da câmara e/ou em que a pressão do ar de sangria entrando na máquina de ciclo de ar 240 é tão baixa quanto 2,5 psi abaixo da pressão da câmara (por exemplo, condições em cruzeiro em que altitudes estão acima de 30. 000 pés e condições em ou perto de tipos de dia de ambiente padrão). Neste modo, o compressor 244 teria uma razão de pressão de aproximadamente 1,4 para 1. O sistema 200 capitaliza na razão de baixa pressão estar permitindo que uma potência utilizada pelo motor 247 seja significativamente eliminada. Por exemplo, o sistema pode utilizar um motor que utiliza 0,5 quilowatt por libra por minuto de ar comprimido, o que é menor que metade da potência exigida pelo sistema de controle ambiental convencional. Ao usar o motor 247, o sistema 200 evita uma necessidade de sistemas de resfriamento de líquido utilizados para resfriar eletrônicos de alta potência, tal como o motor elétrico convencional.

[0025] Além disso, o sistema 200 pode utilizar ainda um compressor intensificado como o compressor 244 para tratar de preocupações de faixa de compressor durante operações do sistema 200. Isto é, o sistema 200 implementa uma faixa de fluxo corrigida que ultrapassa um fluxo de faixa corrigido de um compressor centrífugo do sistema de controlo ambiental convencional. Por exemplo, modalidades do presente documento fornecem um sistema de controle ambiental que utiliza pressões de sangria para alimentar o sistema de controle ambiental e para fornecer pressurização de cabine e resfriamento em uma alta eficiência de queima de combustível do motor, juntamente com a inclusão do compressor intensificado que tem alta eficiência através de uma faixa de fluxo corrigido e pressão muito mais ampla que o compressor centrífugo convencional. O compressor intensificado pode incluir um ou mais de um compressor com enflechamento de rotor alto, sangria de ressalto e um difusor de baixa solidez; um difusor de palheta variável e um compressor de fluxo misto. O compressor intensificado será agora descrito com respeito às FIGS. 3 a 6.

[0026] A FIG. 3 é um diagrama de esquemáticos de difusores de um dispositivo de compressão de acordo com uma modalidade. A FIG. 3 ilustra uma pluralidade de difusores, um esquemático 310 de um difusor de baixa solidez, um esquemático 320 de um difusor de canal curvo e um esquemático 330 de um difusor de palheta variável. Um difusor converte a pressão dinâmica do meio que flui a jusante do rotor em elevação de pressão estática diminuindo gradualmente/difundindo uma velocidade do meio (por exemplo, aumenta a pressão estática deixando o rotor). O difusor pode ser sem palhetas, com palhetas ou uma combinação alternada. À medida que diferentes tipos de difusor impactam a faixa e a eficiência do compressor 244 da máquina de ciclo de ar 240, um destes difusores 310, 320 e 330 pode ser utilizado dentro do compressor 244 (por exemplo, na posição 606 descrita abaixo com respeito à FIG. 6). O difusor de baixa solidez tem um menor número de palhetas e proporciona uma ampla faixa de operação com uma eficiência mais baixa. O difusor de canal curvo estende os arcos de cada uma das palhetas e proporciona uma faixa de operação estreita com uma alta eficiência. O difusor de palheta variável compreende uma pluralidade de palhetas, cada uma das quais é configurada para girar em tomo de um pino quando um elemento de articulação move a pluralidade de palhetas e fornece uma faixa de operação muito alta com uma alta eficiência. Além disso, um único difusor que tem uma combinação de dois ou mais dos difusores 310, 320 e 330 pode também ser utilizado.

[0027] Voltando agora para as FIGS. 4 a 5, o compressor intensificado será agora descrito com respeito ao compressor 244 incluindo um alto enflechamento de rotor com sangria de ressalto e um difusor de baixa solidez.

[0028] A FIG. 4 é um diagrama de esquemático de enflechamento de rotor de compressor de acordo com uma modalidade. A FIG. 4 ilustra um primeiro rotor 400 com uma pluralidade de pás 402 de acordo com uma modalidade. Conforme ilustrado, uma linha de referência 404 se estende radialmente de um centro do rotor 400. Uma linha pontilhada 406 rastreia a direção da pá de rotor 402, se a pá de rotor 402 fosse estendida de uma borda circunferencial do rotor 400. Conforme mostrado, a direção da pá de rotor 402 (por exemplo, linha pontilhada 406) está em paralelo com a linha de referência 404 a qual indica que nenhum enflechamento de rotor.

[0029] A FIG. 4 também ilustra um alto enflechamento de rotor 450 com uma pluralidade de palhetas 452 de acordo com uma modalidade. Conforme ilustrado, uma linha de referência 454 se estende radialmente de um centro do rotor 450. Uma linha pontilhada 456 rastreia uma direção da pá de rotor 452, se a pá de rotor 452 fosse estendida de uma borda circunferencial do rotor 450. Conforme mostrado, a direção da pá de rotor 452 (por exemplo, linha pontilhada 456) não é paralela com a linha de referência 454, o que indica um enflechamento de rotor. O enflechamento pode ser predeterminado durante a fabricação do rotor e pode variar de 0o a 90°. Modalidades do enflechamento incluem, mas sem limitação, 0o, 30°, 42°, 45° e 52°.

[0030] A FIG. 5 ilustra um diagrama de colocação de sangria de ressalto 500 o qual inclui uma pluralidade de demarcações e linhas se sobrepondo a uma vista sombreada de uma porção de um rotor de acordo com uma modalidade. Conforme mostrado, pás de rotor ou pás de impelidor 502 (por exemplo, pás de impelidor 502. 1 e 502. 2) delimitam um caminho de fluxo. De uma ponta de ressalto 503 da pá de impelidor 502. 1 (isto é, uma borda de ataque de pá de impelidor) até uma superfície de sucção de ressalto 504 da pá de impelidor 502. 2 uma garganta 505 do caminho de fluxo é formada. Num local onde a garganta 505 contata a superfície de sução de ressalto 504 da pá de impelidor 502. 2, um plano 516 é formado. O plano 516 é perpendicular a um eixo de rotação 517 do próprio rotor. O plano 516 pode ser utilizado para desviar 521 uma sangria de ressalto 523. Numa modalidade, o desvio 521 pode ser selecionado de uma faixa, tal como uma faixa de 0 a 0,90 polegada.

[0031] A sangria de ressalto 523 pode ser uma abertura para permitir que uma porção de um meio no caminho de fluxo sangre para fora ou para dentro do caminho de fluxo em vez de sair do rotor. A sangria de ressalto 523 pode ser circunferencialmente localizada num alojamento do rotor. A sangria de ressalto 523 pode compreender uma ou mais aberturas, cada uma das quais pode ser segmentada em intervalos, comprimentos e/ou padrões fixos ou variáveis, para acomodar diferentes taxas de sangria. A sangria de ressalto 523 pode ser de furos, fendas, cortes, etc. A sangria de ressalto 523 pode ser definida por uma área, tal como uma área aberta total que é uma porcentagem, por exemplo, de 0 a 50% de uma área de garganta de entrada de rotor total 524. A área de garganta de entrada de rotor total 524 é definida pela área 524 entre cada par de pás de impelidor 502.

[0032] A FIG. 6 é um diagrama de esquemático de um canal de fluxo misto de acordo com uma modalidade. A FIG. 6 ilustra uma vista em seção transversal 600 do compressor 244. Como mostrado na vista em seção transversal 600, o compressor 244 compreende uma entrada 602 e uma saída 604 que definem um caminho de fluxo. Isto é, o caminho de fluxo entre a entrada 602 e a saída 604 é o canal de fluxo misto. O canal de fluxo misto pode alojar um difusor na posição 606 e um rotor na posição 608. Um formato do canal de fluxo misto pode ser selecionado para estar entre uma faixa de um canal de 610. 1 a um canal 610. 2. Por exemplo, o canal de 610. 1 é um caminho de fluxo reto, onde um fluxo de um meio através do canal 610. 1 é paralelo a um eixo de rotação do rotor. Além disso, o canal 610. 2 é um canal de fluxo dobrado onde o fluxo do meio através do canal 610. 2 começa na entrada 602 em paralelo com o eixo de rotação do rotor e termina na saída 604 perpendicular ao eixo de rotação do rotor.

[0033] Em vista do exposto acima, as modalidades do presente documento podem incluir um sistema elétrico híbrido e de sangria para um veículo ou vaso de pressão. O sistema elétrico híbrido e de sangria pode compreender um sistema de controle ambiental tendo um circuito de pressurização e um circuito de resfriamento. O circuito de pressurização fornece ar perto da pressão da cabine. O circuito de resfriamento rejeita calor e água do ar fora do vaso de pressão. O sistema de controle ambiental pode ser configurado para ser alimentado por meio de potência mecânica de ar de sangria pressurizado e/ou por meio de energia elétrica através de um motor elétrico. O sistema de controle ambiental pode incluir um compressor mecanicamente fixado a uma turbina, em que o compressor tem alto enflechamento de rotor com sangria de ressalto e um difusor de baixa solidez, utiliza um difusor com palheta variável e/ou utiliza um compressor de fluxo misto.

[0034] Em vista do acima, uma ou mais modalidades podem compreender um sistema compreendendo: uma primeira entrada fornecendo um meio de uma fonte; um dispositivo de compressão em comunicação com a primeira entrada, em que o dispositivo de compressão compreende: um compressor configurado para receber o meio e uma turbina a jusante do compressor; e pelo menos um trocador de calor, em que o sistema é configurado para ser alimentado por energia mecânica do meio e por energia elétrica através de um motor e em que a potência de entrada do motor é menor que 0,5 quilowatt por libra por minuto do meio comprimido.

[0035] Uma ou mais modalidades podem ainda compreender qualquer um dos sistemas acima compreendendo: um sistema elétrico tendo pelo menos um gerador acionado por motor.

[0036] Uma ou mais modalidades podem ainda compreender qualquer um dos sistemas acima compreendendo: uma unidade de energia auxiliar tendo um compressor de carga para partir um motor ou para acionar o sistema.

[0037] Uma ou mais modalidades podem compreender ainda qualquer um dos sistemas acima, em que o compressor tem alto enflechamento de rotor com uma sangria de ressalto e um difusor de baixa solidez.

[0038] Uma ou mais modalidades podem compreender ainda qualquer um dos sistemas acima, em que o dispositivo de compressão compreende um difusor num caminho de saída de um rotor do compressor.

[0039] Uma ou mais modalidades podem compreender ainda qualquer um dos sistemas acima, em que o difusor é um difusor de baixa solidez.

[0040] Uma ou mais modalidades podem compreender ainda qualquer um dos sistemas acima, em que o difusor é um difusor de palheta variável.

[0041] Uma ou mais modalidades podem compreender ainda qualquer um dos sistemas acima, em que o difusor é um difusor de canal curvo.

[0042] Uma ou mais modalidades podem compreender ainda qualquer um dos sistemas acima, em que o compressor é um compressor de fluxo misto.

[0043] Uma ou mais modalidades podem ainda compreender qualquer um dos sistemas acima, em que o sistema inclui um circuito de pressurização configurado para proporcionar o meio perto da pressão de uma câmara.

[0044] Uma ou mais modalidades podem ainda compreender qualquer um dos sistemas acima compreendendo: em que um circuito de resfriamento configurado para rejeitar calor e água do meio.

[0045] Uma ou mais modalidades podem ainda compreender qualquer um dos sistemas acima, em que o sistema é um sistema elétrico híbrido e de sangria.

[0046] Uma ou mais modalidades podem ainda compreender qualquer um dos sistemas acima, em que o pelo menos um trocador de calor compreende um primeiro trocador de calor e um segundo trocador de calor, e em que o segundo trocador de calor está a jusante do compressor.

[0047] Uma ou mais modalidades podem ainda compreender qualquer um dos sistemas acima, em que o meio inclui ar de sangria recebido pelo sistema de um motor ou de uma unidade de energia auxiliar.

[0048] Uma ou mais modalidades podem ainda compreender qualquer um dos sistemas acima, em que um avião inclui o sistema.

[0049] Os aspectos das modalidades são descritos no presente documento com referência a ilustrações de fluxograma, esquemáticos e/ou diagramas de blocos de métodos, aparelho e/ou sistemas de acordo com as modalidades. Além disso, as descrições das várias modalidades foram apresentadas para fins de ilustração, mas não se destinam a serem exaustivas ou limitadas às modalidades divulgadas. Muitas modificações e variações serão evidentes àqueles versados na técnica sem afastamento do escopo e do espírito das modalidades descritas. A terminologia usada neste documento foi escolhida para melhor explicar os princípios das modalidades, a aplicação prática ou o aprimoramento técnico sobre tecnologias encontradas no mercado, ou para permitir que outros versados na técnica entendam as modalidades aqui divulgadas.

[0050] A terminologia usada no presente documento tem como propósito descrever modalidades particulares apenas e não se destina a ser limitante. Como usadas no presente documento, as formas singulares “um”, “uma” e "o/a" se destinam a incluir as formas plurais também, exceto se o contexto indicar claramente o contrário. Será ainda compreendido que os termos “compreende” e/ou “compreendendo”, quando usados neste relatório descritivo, especificam a presença de características indicadas, números inteiros, etapas, operações, elementos e/ou componentes, mas não impossibilita a presença ou adição de uma ou mais outras características, números inteiros, etapas, operações, componentes de elemento e/ou grupos dos mesmos.

[0051] Os diagramas de fluxo aqui representados são apenas um exemplo. Pode haver muitas variações neste diagrama ou nas etapas (ou operações) descritas nas mesmas sem afastamento do espírito das modalidades deste documento. Por exemplo, as etapas podem ser realizadas numa ordem diferente ou etapas podem ser adicionadas, excluídas ou modificadas. Todas estas variações são consideradas como parte das reivindicações.

[0052] Embora a modalidade preferencial tenha sido descrita, será entendido que os versados na técnica, tanto agora quanto no futuro, podem fazer vários aperfeiçoamentos e intensificações as quais caem dentro do escopo das reivindicações que se seguem. Estas reivindicações devem ser interpretadas para manter a proteção adequada.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Sistema de controle ambiental, caracterizado pelo fato de que compreende: uma primeira entrada que fornece um meio a partir de uma fonte; um dispositivo de compressão em comunicação com a primeira entrada, em que o dispositivo de compressão compreende: um compressor configurado para receber o meio, e uma turbina a jusante do compressor; e pelo menos um trocador de calor, em que o sistema é configurado para ser alimentado por energia mecânica do meio e por energia elétrica através de um motor, e em que a potência de entrada do motor é menor que 0,5 quilowatt por libra por minuto do meio comprimido.

2. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende: um sistema elétrico tendo pelo menos um gerador acionado por motor.

3. Sistema de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que compreende: uma unidade de energia auxiliar tendo um compressor de carga para partir um motor ou para acionar o sistema.

4. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o compressor tem alto enflechamento de rotor com uma sangria de ressalto e um difusor de baixa solidez.

5. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de compressão compreende um difusor num caminho de saída de um rotor do compressor.

6. Sistema de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o difusor é um difusor de baixa solidez.

7. Sistema de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o difusor é um difusor de palheta variável.

8. Sistema de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o difusor é um difusor de canal curvo.

9. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o compressor é um compressor de fluxo misto.

10. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sistema inclui um circuito de pressurização configurado para proporcionar o meio perto da pressão de uma câmara.

11. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende: em que um circuito de resfriamento configurado para rejeitar calor e água do meio.

12. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sistema é um sistema híbrido elétrico e de sangria.

13. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um trocador de calor compreende um primeiro trocador de calor e um segundo trocador de calor, e em que o segundo trocador de calor está a jusante do compressor.

14. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o meio inclui ar de sangria recebido pelo sistema de um motor ou de uma unidade de energia auxiliar.

15. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um avião inclui o sistema.