BR102017008239B1

BR102017008239B1 - Sistema de condicionamento de ar de aeronave

Info

Publication number: BR102017008239B1
Application number: BR102017008239-3A
Authority: BR
Inventors: Louis J. Bruno
Original assignee: Hamilton Sundstrand Corporation
Priority date: 2016-04-22
Filing date: 2017-04-20
Publication date: 2023-03-21
Also published as: EP3235727A1; US20170305558A1; EP3235727B1; CN113734447A; CA2964994A1; CN107303950A; BR102017008239A2; CN113734447B; US11459110B2; CN107303950B

Abstract

É fornecido um sistema. O sistema inclui uma entrada que fornece um primeiro meio; um dispositivo de compressão compreendendo um compressor e pelo menos um trocador de calor localizado a jusante do compressor. O dispositivo de compressão está em comunicação com a entrada que fornece o primeiro meio. O pelo menos um trocador de calor inclui uma primeira passagem e uma segunda passagem. Uma saída da primeira passagem do pelo menos um trocador de calor está em comunicação de fluido com uma entrada do compressor.

Description

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 à queima de combustível do motor.

SUMÁRIO

[002] De acordo com uma modalidade, um sistema é fornecido. O sistema inclui uma entrada que fornece um primeiro meio; um dispositivo de compressão compreendendo um compressor e pelo menos um trocador de calor localizado a jusante do compressor. O dispositivo de compressão está em comunicação com a entrada que fornece o primeiro meio. O pelo menos um trocador de calor inclui uma primeira passagem e uma segunda passagem. Uma saída da primeira passagem do pelo menos um trocador de calor está em comunicação de fluido com uma entrada do compressor.

[003] Características e vantagens adicionais são atingidas por meio de técnicas das modalidades deste documento. Outras modalidades e aspectos da invenção são descritos em detalhes aqui e são considerados uma parte da invenção reivindicada. Para uma compreensão melhor da invenção com as vantagens e as características, consulte a descrição e os desenhos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[004] O assunto, o qual é considerado como a invenção é particularmente salientado e distintamente reivindicado nas reivindicações na conclusão do relatório descritivo. Outros e demais recursos e vantagens da invenção são evidentes a partir da seguinte descrição detalhada tomada em conjunto com as figuras anexas nas 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; e A FIG. 3 é um exemplo de operação de um sistema de controle ambiental de acordo com outra modalidade.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[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 uma patente de trocador de calor de duas passagens que inclui circuito de resfriamento e ar de recirculação misturado entre as duas passagens para alavancar ar de sangria de motor de pressão mais baixa para fornecer pressurização de cabine e resfriamento a uma alta eficiência de queima de combustível de motor.

[007] Em geral, 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 abrindo, fechando ou obstruindo parcialmente 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. Além disso, o meio pode recircular da câmara 102 para o sistema 100, como indicado pela seta em linha pontilhada D (e, então, pode fluir de volta para a câmara 102 e/ou para a parte externa do sistema 100).

[009] O meio, em geral, pode ser ar, embora outros exemplos incluam gases, líquidos, sólidos fluidizados ou pastas. Quando o meio estiver sendo fornecido da câmara 102 do sistema 100, o meio é denominado no presente documento como ar recirculado. 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 respeito a 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, pressão de câmara, também denominada como pressão de cabine no exemplo de aeronave).

[0010] Por exemplo, continuando com o exemplo de aeronave acima, 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. Visto que um local de baixa pressão do motor é utilizado, o ar pode estar ligeiramente acima ou ligeiramente abaixo da pressão da cabine (por exemplo, a pressão na câmara 102). A sangria do ar a tal pressão baixa do local de baixa pressão causa menos queima de combustível do que a sangria de ar de um local de pressão mais alta. No entanto, como o ar está partindo neste nível de pressão inicial relativamente baixo e como uma queda de pressão ocorre através dos um ou mais trocadores de calor, uma pressão do ar pode cair abaixo da pressão de cabine enquanto o ar está fluindo através do trocador de calor 130. Quando a pressão do ar estiver abaixo da pressão de cabine, o ar não fluirá para a câmara para fornecer pressurização e condicionamento de temperatura. Para obter a pressão desejada, o ar de sangria pode ser comprimido quando ele é passado através do dispositivo de compressão 120.

[0011] 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 tubo duplo, casco e tubo, placa, placa e casco, roda adiabática, aleta de placa, placa de travesseiro e trocadores de calor de fluidos. Ar forçado por um ventilador (por exemplo, por meio de 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 uma representação esquemática de um sistema 200 (por exemplo, uma modalidade do sistema 100) conforme poderia ser instalado numa aeronave.

[0014] O sistema 200 será descrito agora com relação a um sistema de controle ambiental acionado por ar de sangria convencional de uma aeronave que utiliza um sistema de condicionamento de ar de três rodas de cabine contemporâneo. O sistema de controle ambiental de ar acionado por ar de sangria convencional recebe ar de sangria a uma pressão entre 30 psia (por exemplo, durante cruzeiro) e 45 psia (por exemplo, no solo). No sistema de controle ambiental de ar acionado por ar de sangria convencional, durante operação em solo em dia quente, o compressor centrífugo da máquina de ciclo de ar recebe quase todo o fluxo de ar de sangria a uma pressão de aproximadamente 45 psia. Além disso, durante operação em cruzeiro em dia quente, o compressor centrífugo da máquina de ciclo de ar recebe apenas uma porção do fluxo do ar de sangria a uma pressão de 30 psia. O restante do ar de sangria desvia do compressor centrífugo via a máquina de ciclo de ar e é enviado para a cabine.

[0015] Em contraste com o sistema de controle ambiental acionado por ar de sangria convencional utilizando o sistema de condicionamento de ar de três rodas de cabine contemporâneo, 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 a uma alta eficiência de queima de combustível do motor. O sistema 200 ilustra ar de sangria fluindo para dentro na entrada 201 (por exemplo, fora de um motor de uma aeronave a uma taxa de fluxo, pressão, temperatura e umidade inicial) que, por sua vez, é fornecido para uma câmara 202 (por exemplo, cabine, convés de voo, volume pressurizado, etc.) a uma taxa de fluxo, pressão, temperatura e umidade final. O ar de sangria pode recircular de volta através do sistema 200 da câmara 202 (neste documento ar de descarga de cabine e ar recirculado, os quais na FIG. 2 são representados pelas linhas ponto-tracejadas D1 e D2, respectivamente) para acionar e/ou assistir o sistema 200.

[0016] O sistema inclui um casco 210 para receber e dirigir o ar de ram 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).

[0017] O sistema 200 ilustra ainda válvulas V1 a V8, um trocador de calor 220, uma máquina de ciclo de ar 240 (que inclui uma turbina 243, um compressor 244, uma turbina 245, um ventilador 248 e um eixo 249), um condensador 260 e um extrator de água 270 e um ventilador de recirculação 280, cada um dos quais é conectado via tubos, canos e semelhantes. Notem que o trocador de calor 220 é um exemplo do trocador de calor 130 conforme descrito acima. Além disso, numa modalidade, o trocador de calor 220 é um trocador de calor secundário que está 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.

[0018] A máquina de ciclo de ar 240 extrai trabalho do meio ou realiza trabalho no meio elevando e/ou abaixando a pressão e elevando e/ou abaixando a temperatura. O compressor 244 é um dispositivo mecânico que eleva a pressão de ar de sangria recebida da entrada 201. As turbinas 243, 245 são dispositivos mecânicos que acionam o compressor 244 e o ventilador 248 via o eixo 249. 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, as turbinas 243, 245, 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 quatro rodas que utiliza ar recirculado ou descarregado da câmara 202 (por exemplo, numa modalidade, a máquina de ciclo de ar 240 utiliza o ar de descarga de câmara para realizar operações de compressão, conforme indicado pela linha ponto-tracejada D1.)

[0019] O condensador 260 é tipo particular 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. O ventilador de recirculação 280 é um dispositivo mecânico que pode forçar, via um método de empurrar, recirculação de ar para o sistema 200, conforme indicado pela seta ponto-tracejada D2.

[0020] Num modo de operação de alta pressão do sistema 200, o ar de alta pressão alta temperatura é recebido da entrada 201 através da válvula V1. O ar de alta pressão alta temperatura entra no compressor 244. O compressor 244 pressuriza o ar de alta pressão alta temperatura e no processo o aquece. Este ar, então, entra numa primeira passagem do trocador de calor 220 e é resfriado pelo ar de ram. O ar que sai da primeira passagem do trocador de calor 220, então, entra na segunda passagem do trocador de calor 220 para produzir ar de alta pressão frio. Este ar de alta pressão frio entra através da válvula V7 no condensador 260 e no extrator de água 270, onde o ar é resfriado e a umidade removida. O ar de alta pressão frio entra na turbina 243, onde ele é expandido e trabalho extraído. O trabalho da turbina 243 pode acionar tanto o compressor 244 quanto o ventilador 248. O ventilador 248 é usado para puxar um fluxo de ar de ram através do trocador de calor 220. Além disso, expandindo e extraindo trabalho no ar de alta pressão frio, a turbina 243 produz o ar de sangria frio. Após deixar a turbina 243, o ar de sangria frio é misturado num ponto de mistura com o ar de recirculação D2 fornecido pelo ventilador 280 através das válvulas V6 e V8. O ponto de mistura, neste caso, pode estar a jusante do dispositivo de compressão 240. Este ponto de mistura também pode ser denominado como a jusante do compressor 244 e a jusante da turbina 243. Ao misturar o ar de sangria frio com o ar de recirculação D2, o sistema 200 utiliza o ar de recirculação, que é morno e úmido, para nivelar o ar de sangria frio (por exemplo, elevar a temperatura). Este ar de sangria nivelado, por sua vez, entra num lado de baixa pressão do condensador 260, resfria o ar de sangria no lado de alta pressão do condensador 260 e é enviado para condicionar a câmara 202.

[0021] 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 de uma saída de uma primeira passagem do trocador de calor 220 é canalizado pela válvula V2 para uma entrada do compressor 244. Isto abaixa uma temperatura de entrada do ar que entra na entrada do compressor 244 e, como resultado, o ar que deixa o compressor 244 está abaixo da temperatura de autoignição do combustível.

[0022] 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 tais como em marcha lenta no solo, taxiamento, decolagem, subida e condições de manutenção, fariam a máquina de ciclo de ar 240 operar no modo de alta pressão. Além disso, condições de cruzeiro de alta altitude temperatura extrema poderiam resultar na máquina de ciclo de ar 240 operando no modo de alta pressão.

[0023] Num modo de operação de baixa pressão, o ar de sangria da entrada 201 através da válvula V1 desvia da máquina de ciclo de ar 240 e diretamente através da primeira passagem do trocador de calor 220. Mediante a saída pela primeira passagem, o ar de sangria, então, mistura num ponto de mistura com o ar de recirculação D2 fornecido pelo ventilador 280 através das válvulas V6 e V8 para produzir ar misturado. O ponto de mistura, neste caso, pode estar a jusante do compressor 244 e/ou a montante de uma segunda passagem do trocador de calor 220. O ar misturado entra na segunda passagem do trocador de calor 220, onde ele é resfriado pelo ar de ram até a temperatura exigida pela câmara 202, para produzir ar frio. O ar frio, então, vai diretamente para a câmara 202 via a válvula V7. Além disso, o ar de descarga de câmara D1 é usado para manter a máquina de ciclo de ar 440 girando numa velocidade mínima. Isto é, ar de descarga de câmara D1 fluindo da câmara 202 através das válvulas V4 e V5 entra e se expande através da turbina 245, de modo que trabalho seja extraído. Este trabalho é utilizado para girar a máquina de ciclo de ar 240, por exemplo, numa velocidade mínima de aproximadamente 6.000 rpm. O ar que sai da turbina 245 é, então, despejado para fora através do casco 210.

[0024] O modo de baixa pressão pode ser usado em condições de voo em que a pressão do ar de sangria que entra na máquina de ciclo de ar 240 é de aproximadamente 1 psi acima da pressão da câmara (por exemplo, condições em cruzeiro onde as altitudes estão acima de 30. 000 pés e condições em ou perto de tipos de dia ambientes padrão).

[0025] Num modo de operação de pressão de reforço, o ar de sangria da entrada 201 entra no compressor 244, onde ele é comprimido e aquecido. O ar comprimido e aquecido do compressor 244 passa através da primeira passagem do trocador de calor 220 e, então, mistura num ponto de mistura com o ar de recirculação D2 fornecido pelo ventilador 280 através das válvulas V6 e V8 para produzir ar misturado. O ponto de mistura, neste caso, pode estar a jusante do compressor 244 e/ou a montante de uma segunda passagem do trocador de calor 220. O ar misturado entra na segunda passagem do trocador de calor 220, onde ele é resfriado pelo ar de ram até a temperatura exigida pela câmara 202, para produzir ar frio. O ar frio, então, vai diretamente para a câmara 202 via válvula V7. Além disso, o ar de descarga de cabine D1 é usado para fornecer a energia para pressurizar o ar de sangria que entra no compressor 244. Isto é, o ar de descarga de câmara D1 fluindo da câmara 202 através das válvulas V4 e V5 entra e se expande através da turbina 245, de modo que trabalho seja extraído. A quantidade de trabalho extraído pela turbina 245 é suficiente para girar a máquina de ciclo de ar 240 na velocidade requerida pelo compressor 244 para elevar uma pressão da sangria até um valor que pode conduzir o ar de sangria através do trocador de calor 220 e para a câmara 202.

[0026] O modo de pressão de reforço pode ser usado em condições de voo em que a pressão do ar de sangria que entra na máquina de ciclo de ar 240 é tão baixa quanto 2,5 psi abaixo da pressão de câmara (por exemplo, condições em cruzeiro onde as altitudes estão acima de 30.000 pés e condições em ou perto de tipos de dia de ambiente padrão).

[0027] O sistema 100 da FIG. 1 será descrito agora com referência à FIG. 3, em vista do exemplo de aeronave. A FIG. 3 representa um esquemático de um sistema 300 (por exemplo, uma modalidade do sistema 100) conforme ele poderia ser instalado numa aeronave. Os componentes do sistema 300 que são semelhantes ao sistema 200 foram reutilizados para facilidade de explicação, usando os mesmos identificadores, e não são reapresentados. Componentes alternativos do sistema 300 incluem uma válvula V9, um reaquecedor 350, um condensador 360 e um extrator de água 370, juntamente com um caminho alternativo para o ar de recirculação denotado pela linha pontilhada-tracejada D3.

[0028] O reaquecedor 350 e o condensador 260 são tipos específicos de trocador de calor. O extrator de água 370 é um dispositivo mecânico que executa um processo de tirar água de qualquer fonte, tal como o ar de sangria. Juntos, o reaquecedor 350, o condensador 260 e/ou o extrator de água 370 podem combinar para serem um separador de água de alta pressão.

[0029] Num modo de operação de alta pressão, ar de alta pressão alta temperatura é recebido da entrada 201 através da válvula V1. O ar de alta pressão alta temperatura entra no compressor 244. O compressor 244 pressuriza o ar de alta pressão alta temperatura e no processo o aquece. Este ar, então, entra numa primeira passagem do trocador de calor 220 e é resfriado pelo ar de ram. A primeira passagem do trocador de calor 220, então, entra na segunda passagem do trocador de calor 220 para produzir ar de alta pressão frio. Este ar de alta pressão frio entra através da válvula V7 no reaquecedor 350, onde ele é resfriado; através do condensador 360, onde ele é resfriado pelo ar da turbina 243; através do extrator de água 370, onde a umidade do ar é removida; e, novamente, vai para o reaquecedor 350, onde o ar é aquecido até aproximadamente uma temperatura de entrada na válvula V7. O ar quente de alta pressão e agora seco entra na turbina 243, onde ele é expandido e trabalho extraído. O trabalho da turbina 243 pode acionar tanto o compressor 244 quanto o ventilador 248. O ventilador 248 é usado para puxar um fluxo de ar de ram através do trocador de calor 220. Após deixar a turbina 243, o ar frio, tipicamente abaixo do congelamento, resfria o ar morno úmido no condensador 360. A jusante do condensador 360, o ar frio que deixa a máquina de ciclo de ar 240 mistura num ponto de mistura com o ar de recirculação D3 fornecido pelo ventilador 280 através da válvula V9 para produzir ar misturado. O ponto de mistura, neste caso, pode estar a jusante do dispositivo de compressão 240. Este ponto de mistura também pode ser denominado como a jusante do compressor 244 e a jusante da turbina 243. Este ar misturado, então, é enviado para condicionar a câmara 202.

[0030] Notem que 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 de uma saída da primeira passagem do trocador de calor 220 é canalizado pela válvula V2 para uma entrada do compressor 244. Isto abaixa uma temperatura de entrada do ar que entra na entrada do compressor 244 e, como resultado, o ar que deixa o compressor 244 está abaixo da temperatura de autoignição do combustível.

[0031] 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 tais como em marcha lenta no solo, taxiamento, decolagem, subida e condições de manutenção, fariam a máquina de ciclo de ar 240 operar no modo de alta pressão. Além disso, condições de cruzeiro de alta altitude temperatura extrema poderiam resultar na máquina de ciclo de ar 240 operando no modo de alta pressão.

[0032] Num modo de operação de baixa pressão, o ar de sangria da entrada 201 através da válvula V1 desvia da máquina de ciclo de ar 240 e diretamente através da primeira passagem do trocador de calor 220. Mediante saída da primeira passagem, o ar de sangria, então, mistura num ponto de mistura com o ar de recirculação D2 fornecido pelo ventilador 280 através da válvula V6 para produzir ar misturado. O ponto de mistura, neste caso, pode estar a jusante do compressor 244 e/ou a montante de uma segunda passagem do trocador de calor 220. O ar misturado entra na segunda passagem do trocador de calor 220, onde ele é resfriado pelo ar de ram até a temperatura exigida pela câmara 202, para produzir ar frio. O ar frio, então, vai diretamente para a câmara 202 via válvula V7. Além disso, o ar de descarga de câmara D1 é usado para manter a máquina de ciclo de ar 240 girando numa velocidade mínima. Isto é, o ar de descarga de câmara D1 fluindo da câmara 202 através das válvulas V4 e V5 entra e se expande através da turbina 245, de modo que trabalho seja extraído. Este trabalho é utilizado para girar a máquina de ciclo de ar 240, por exemplo, numa velocidade mínima de aproximadamente 6.000 rpm. O ar que sai da turbina 245 é, então, despejado para fora através do casco 210.

[0033] O modo de baixa pressão pode ser usado em condições de voo em que a pressão do ar de sangria que entra na máquina de ciclo de ar 240 é de aproximadamente 1 psi acima da pressão da câmara (por exemplo, condições em cruzeiro onde as altitudes estão acima de 30. 000 pés e condições em ou perto de tipos de dia ambientes padrão).

[0034] Num modo de operação de pressão de reforço, o ar de sangria da entrada 201 entra no compressor 244, onde ele é comprimido e aquecido. O ar comprimido e aquecido do compressor 244 passa através da primeira passagem do trocador de calor 220 e, então, mistura num ponto de mistura com o ar de recirculação D2 fornecido pelo ventilador 280 através da válvula V6 para produzir ar misturado. O ponto de mistura, neste caso, pode estar a jusante do compressor 244 e/ou a montante de uma segunda passagem do trocador de calor 220. O ar misturado entra na segunda passagem do trocador de calor 220, onde ele é resfriado pelo ar de ram até a temperatura exigida pela câmara 202, para produzir ar frio. O ar frio, então, vai diretamente para a câmara 202 via válvula V7. Além disso, o ar de descarga de cabine D1 é usado para fornecer a energia para pressurizar o ar de sangria que entra no compressor 244. Isto é, o ar de descarga de câmara D1 fluindo da câmara 202 através das válvulas V4 e V5 entra e se expande através da turbina 245, de modo que trabalho seja extraído. A quantidade de trabalho extraído pela turbina 245 é suficiente para girar a máquina de ciclo de ar 240 na velocidade requerida pelo compressor 244 para elevar uma pressão da sangria até um valor que pode conduzir o ar de sangria através do trocador de calor 220 e para a câmara 202.

[0035] O modo de pressão de reforço pode ser usado em condições de voo em que a pressão do ar de sangria que entra na máquina de ciclo de ar 240 é tão baixa quanto 2,5 psi abaixo da pressão de câmara (por exemplo, condições em cruzeiro onde as altitudes estão acima de 30. 000 pés e condições em ou perto de tipos de dia de ambiente padrão).

[0036] Em vista do acima, uma ou mais modalidades podem compreender um sistema compreendendo: uma entrada fornecendo um primeiro meio; um dispositivo de compressão compreendendo um compressor, em que o dispositivo de compressão em comunicação com a entrada fornecendo o primeiro meio; e pelo menos um trocador de calor localizado a jusante do compressor, em que o pelo menos um trocador de calor compreendendo uma primeira passagem e uma segunda passagem, e em que uma saída da primeira passagem do pelo menos um trocador de calor está em comunicação de fluido com uma entrada do compressor.

[0037] Uma ou mais modalidades podem ainda compreender o sistema acima compreendendo uma segunda entrada para fornecer um segundo meio, em que o segundo meio é misturado numa entrada da segunda passagem do pelo menos um trocador de calor.

[0038] Uma ou mais modalidades podem compreender ainda qualquer um dos sistemas acima, em que o segundo meio inclui ar de recirculação.

[0039] Uma ou mais modalidades podem ainda compreender qualquer um dos sistemas acima, em que o segundo meio é recebido de um volume pressurizado pela entrada fornecendo o segundo meio.

[0040] Uma ou mais modalidades podem ainda compreender qualquer um dos sistemas acima, em que a entrada fornecendo o primeiro meio está em comunicação com e está recebendo o primeiro meio de uma fonte de ar fresco.

[0041] Uma ou mais modalidades podem compreender ainda qualquer um dos sistemas acima, em que o primeiro meio inclui ar de sangria.

[0042] Uma ou mais modalidades podem ainda compreender qualquer um dos sistemas acima, em que o primeiro meio é recebido de uma porção de baixa pressão de um motor ou de uma unidade de potência auxiliar pela entrada fornecendo o primeiro meio.

[0043] Uma ou mais modalidades podem ainda compreender qualquer um dos sistemas acima, em que o pelo menos um trocador de calor é um trocador de calor de ar de ram.

[0044] Uma ou mais modalidades podem ainda compreender qualquer um dos sistemas acima, em que um avião inclui o sistema.

[0045] Em vista do acima, uma ou mais modalidades podem compreender um sistema compreendendo: uma entrada fornecendo um primeiro meio; uma entrada fornecendo um segundo meio; um dispositivo de compressão compreendendo um compressor, em que o dispositivo de compressão em comunicação com a entrada fornecendo o primeiro meio; e pelo menos um trocador de calor localizado a jusante do compressor, em que o pelo menos um trocador de calor compreendendo uma primeira passagem e uma segunda passagem e em que o segundo meio é misturado numa entrada da segunda passagem do pelo menos um trocador de calor.

[0046] Uma ou mais modalidades podem compreender ainda o sistema acima, em que o segundo meio inclui ar de recirculação.

[0047] Uma ou mais modalidades podem ainda compreender qualquer um dos sistemas acima, em que o segundo meio é recebido de um volume pressurizado pela entrada fornecendo o segundo meio.

[0048] Uma ou mais modalidades podem ainda compreender qualquer um dos sistemas acima, em que a entrada fornecendo o primeiro meio está em comunicação com e está recebendo o primeiro meio de uma fonte de ar fresco.

[0049] Uma ou mais modalidades podem compreender ainda qualquer um dos sistemas acima, em que o primeiro meio inclui ar de sangria.

[0050] Uma ou mais modalidades podem ainda compreender qualquer um dos sistemas acima, em que o primeiro meio é recebido de uma porção de baixa pressão de um motor ou de uma unidade de potência auxiliar pela entrada fornecendo o primeiro meio.

[0051] Uma ou mais modalidades podem ainda compreender qualquer um dos sistemas acima, em que o pelo menos um trocador de calor é um trocador de calor de ar de ram.

[0052] Uma ou mais modalidades podem ainda compreender qualquer um dos sistemas acima, em que um avião inclui o sistema.

[0053] Aspectos das modalidades são aqui descritos com referência às ilustrações de fluxograma, esquemáticos e/ou diagramas de blocos de métodos, aparelho e/ou sistemas de acordo com as modalidades da invenção. 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.

[0054] A terminologia usada neste documento tem a finalidade de descrever modalidades particulares apenas e não se destina a ser limitante da invenção. 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.

[0055] Os diagramas de fluxo aqui representados são apenas um exemplo. Pode haver muitas variações em relação a este diagrama ou às etapas (ou operações) aqui descritas sem que haja desvio do espírito da invenção. Por exemplo, as etapas podem ser realizadas numa ordem diferente ou etapas podem ser adicionadas, excluídas ou modificadas. Todas essas variações são consideradas parte da invenção reivindicada.

[0056] Embora a modalidade preferida para a invenção tenha sido descrita, será entendido que os versados na técnica, tanto agora como no futuro, poderão fazer várias melhorias e aprimoramentos que caiam dentro do escopo das reivindicações que se seguem. Estas reivindicações devem ser interpretadas de modo a manter a proteção apropriada para a invenção primeiramente descrita.

Claims

1. Sistema de condicionamento de ar de aeronave, compreendendo: uma entrada (201) que fornece um primeiro meio; uma entrada que fornece um segundo meio; um dispositivo de compressão que compreende um compressor (244), em que o dispositivo de compressão está em comunicação com a entrada que fornece o primeiro meio; e pelo menos um trocador de calor (220) localizado a jusante do compressor, em que o pelo menos um trocador de calor compreende uma primeira passagem e uma segunda passagem, e caracterizado pelo fato de que o segundo meio é misturado em uma entrada da segunda passagem do pelo menos um trocador de calor.

2. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o segundo meio inclui ar de recirculação.

3. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a entrada que fornece o primeiro meio está em comunicação com e está recebendo o primeiro meio de uma fonte de ar fresco.

4. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o primeiro meio inclui ar de sangria.

5. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o primeiro meio é recebido de uma porção de baixa pressão de um motor ou de uma unidade de potência auxiliar pela entrada que fornece o primeiro meio.

6. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um trocador de calor é um trocador de calor de ar de ram.