[发明专利]一种由高速电机驱动的空气循环制冷系统

权利要求书

1.一种高速电机驱动的空气循环制冷系统，主要包括：供气（1），阀门（2），压气机（3），高速电机（4），换热器（5），动力涡轮（6），水分离器（7），阀门（8），座舱（9），阀门（10），电子设备舱（11），冲压空气（12），喷嘴（13），风扇（14），动力涡轮（15），冷边排气（16）。

其中供气（1）经过阀门（2）与压气机（3）的入口相连；压气机（3）出来后经过换热器（5）的热边后进入冷却涡轮（6）；冷却涡轮（6）出来的气流经过水分离器（7）后分为两路，一路经过阀门（8）供入座舱（9），另一路经过阀门（10）供入电子设备舱（11）；水分离器（7）分离出的水通过喷嘴（13）喷入系统的冷路；冲压空气与水分离器（7）分离出的水混合，经过换热器（5）的冷边后进入风扇（14）；风扇（14）出口与动力涡轮（15）的入口相联，冲压空气（12）经过动力涡轮（15）膨胀做功后排往外界大气环境。

2.根据权利要求1所述的高速电机驱动的空气循环制冷系统，其特征在于：取消了发动机压气机引气，系统供气（1）完全来自大气环境，不经过发动机压气机的压缩，避免了发动机内燃油挥发对空气品质的影响，使得系统供给座舱和电子设备舱的空气没有油污染，提高了座舱空气的洁净度和座舱环境的舒适性。取消了相关除油设备，降低了制冷系统的固定质量和代偿损失。

3.根据权利要求1所述的高速电机驱动的空气循环制冷系统，其特征在于：由于供气（1）经过冷却涡轮（6）膨胀降温，饱和含湿量降低，淅出的游离态的水经过水分离器（7）分离后由喷嘴（13）喷入系统的冷路，与冲压空气（12）混合，提高了换热器（5）的换热效率，减小了换热器（5）的体积和质量和冲压空气（12）的用量，进而降低代偿损失。

4.根据权利要求1所述的高速电机驱动的空气循环制冷系统，其特征在于：动力涡轮（15）回收利用冷边排气能量做功，与高速电机（4）共同驱动压气机（3），提高了系统的能量利用效率。

5.根据权利要求1所述的高速电机驱动的空气循环制冷系统，其特征在于：压气机（3），高速电机（4）与动力涡轮（15）同轴。根据飞机不同的飞行状态，通过变频技术控制压气机（3）的转速，从而达到控制供气流量的目的。如高空飞行的时候，外界环境空气密度很小，需提高压气机（3）的转速才能保证系统供气量的稳定。

6.根据权利要求1所述的高速电机驱动的空气循环制冷系统，其特征在于：冷却涡轮（6）与风扇（14）同轴。供气经过冷却涡轮（6）膨胀输出功率，带动风扇转动，以抽吸冷路的冲压空气（12），以提高换热器（5）的换热量。

7.根据权利要求1所述的高速电机驱动的空气循环制冷系统，其特征在于：阀门（8）和阀门（10）分别控制座舱（9）和电子设备舱（11）的供气流量。飞机的飞行状态发生变化时，座舱（9）和电子设备舱（11）的热载荷也会发生变化。如电子设备舱（11）在巡航状态下的热载荷要比起飞阶段的大，应减小阀门（10）的开度，以使供入电子设备舱（11）的空气流量在合适的范围内，提高系统的效率。