[发明专利]飞行器机舱加压能量收集

权利要求书

1.一种能量收集系统（120），该能量收集系统包括：

飞行器机舱（110），所述飞行器机舱包围加压空气（112）的高压环境（140），所述飞行器机舱包括构造成从低压环境（130）接收传入空气（108）的空气输入（104）以及构造成从所述高压环境（140）排放传出空气（118）的空气输出（106）；

涡轮机（202），所述涡轮机包括膨胀室（406），该膨胀室（406）被构造成接收从所述飞行器机舱（110）排放的所述加压空气（112）并且利用所述加压空气（112）在涡轮机轴（204）上产生旋转运动，以便在所述加压空气（112）膨胀到所述低压环境（130）中时捕获所述加压空气（112）的能量；以及

能量收集机构（200），所述能量收集机构联接到所述涡轮机轴（204）并被构造成利用所述涡轮机轴（204）的所述旋转运动来压缩所述传入空气（108）或者创建电能（304），所述能量收集机构包括机械地联接到所述涡轮机轴的压缩机（206），所述压缩机被构造成在第一压力下接收所述传入空气并且在高于所述第一压力的第二压力下将所述加压空气提供给所述飞行器机舱内的所述高压环境，

其中，所述膨胀室（406）和所述压缩机（206）的压缩室（402）被热耦合，使得在所述压缩室（402）内生成的热被传递到所述膨胀室（406）。

2.根据权利要求1所述的能量收集系统，其中，所述能量收集机构包括：

发电机（302），所述发电机联接到所述涡轮机轴并被构造成将所述旋转运动转换为电能；以及

电输出，所述电输出被构造成将所述发电机电联接到电负载（306）以将所述电能提供给所述电负载。

3.根据权利要求2所述的能量收集系统，其中，满足以下中的至少一者：

所述电负载包括电动机，所述电动机可操作成驱动压缩机，所述压缩机被构造成在第一压力下接收所述传入空气并且在高于所述第一压力的第二压力下将所述加压空气提供给所述飞行器机舱内的所述高压环境；以及

所述电负载包括电动机、电能存储装置、传感器、照明装置和加热装置中的至少一者。

4.根据权利要求1所述的能量收集系统，其中，所述能量收集系统是环境控制系统“ECS”和通风系统中的一者。

5.一种从飞行器机舱加压系统（100）收集能量的方法（500），该方法包括以下步骤：

从飞行器机舱（110）内的高压环境（140）接收加压空气（112）（502）；

借助用于向涡轮机轴（204）施加旋转运动的涡轮机（202）的膨胀室（406）将所述加压空气（112）释放到低压环境（130）中（504）；

在能量收集机构（200）处接收所述涡轮机轴（204）的所述旋转运动（506）；以及

在所述能量收集机构（200）处，

利用所述涡轮机轴的所述旋转运动通过机械地联接到所述涡轮机轴的压缩机（206）来压缩传入空气（108）以创建所述飞行器机舱（110）的加压空气（112）（508），

所述方法进一步包括：使所述膨胀室（406）和所述压缩机（206）的压缩室（402）热耦合，使得在所述压缩室（402）内生成的热被传递到所述膨胀室（406）。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，使所述膨胀室（406）和所述压缩室（402）热耦合的步骤包括：用导热材料将所述压缩室连接到所述膨胀室。

7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述能量收集机构包括联接到所述涡轮机轴的发电机（302），使得所述发电机将所述旋转运动转换为电能并且将所述电能提供给电负载。

8.根据权利要求7所述的方法，所述方法进一步包括：将所述发电机的所述电能存储在电能存储装置中；其中，将所述电能提供给所述电负载的步骤包括：从所述电能存储装置提供所述电能。